do wykładu dr. hab. inż. P. Dobryszyckiego
LISTA ZADAŃ NR 3
FOSFORYLACJA OKSYDACYJNA
1. Równanie redukcji Cytochromu a przez Cytochrom c wygląda następująco: Cyt a (+3) + Cyt c (+2) → Cyt a (+2) + Cyt c (+3) gdzie:
Cyt a (+3) + e-
→ Cyt a (+2)
E'0 = 0.27 V
Cyt c (+3) + e-
→ Cyt c (+2) E'0 = 0.22 V
Które z poniższych odpowiedzi poprawnie uzupełniają zdanie? W warunkach standardowych –
tj., stężenia substratów i produktów wynoszą 1M, pH = 7 – ta reakcja: (a) zachodzi samorzutnie,
(b) wytwarza ilość energii wystarczającą do syntezy ATP, (c) nie zmienia widm absorbcyjnych cytochromów, (d) angażuje transfer dwóch elektronów.
2. Oblicz wartość ΔG°' dla reakcji:
bursztynian + FAD
→ fumaran + FADH2
fumaran+ 2H+ + 2e-
→ bursztynian
E'0 = 0.03 V
FAD + 2H+ + 2e-
→ FADH2
E'0 = 0 V
(a) -1.38 kcal/mol
(b) -0.69 kcal/mol
(c) 0.14 kcal/mol
(d) 0.69 kcal/mol
(e) 1.38 kcal/mol
3. Umieść poniższe składniki łańcucha oddechowego w prawidłowej sekwencji. Wskaż, również, które z nich są mobilnymi przenośnikami elektronów.
(a) cytochrom c
(b) oksydoreduktaza NADH-Q
(c) oksydaza cytochromu c
(d) ubichinon
(e) oksydoreduktaza Q-cytochrom c
4. Przyporządkuj kompleksy enzymów łańcucha oddechowego (lewa kolumna) odpowiednim grupom przenoszącym elektrony (prawa kolumna).
(a) Oksydaza cytochromu c
(1) hem c 1
(b) Oksydoreduktaza Q-cytochrom c
(2) FAD
(c) Oksydoreduktaza NADH-Q
(3) hem a 3
(d) Reduktaza bursztynian-Q
(4) hem b L
(5) kompleksy żelazowo-siarkowe
(6) CuA i CuB
(7) FMN
(8) hem a
(9) hem b H
Lista Zadań nr 2 - Fosforylacja Oksydacyjna
- 1 z 3-
5. Wskaż, które z poniższych stwierdzeń o kompleksach enzymatycznych systemu transportującego elektrony są poprawne?
(a) Są zlokalizowane w matriks mitochondrialnej.
(b) Nie mogą być wyizolowane (jeden od drugiego) w ich funkcjonalnej formie.
(c) Mają bardzo podobne widzialne widma.
(d) Są integralnymi białkami błonowymi zlokalizowanymi w wewnętrznej błonie mitochondrialnej.
(e) Przekazują elektrony (od jednego kompleksu do drugiego) za pomocą mobilnych przenośników elektronów.
6. W reakcji redukcji O2 do H2O przy udziale oksydazy cytochromu c, są używane cztery elektrony i cztery protony. Wyjaśnij jak się to odbywa skoro tylko jeden elektron naraz jest przenoszony przez żelazo hemowe i przez miedź?
7. Wskaż, które z poniższych obserwacji eksperymentalnych dostarczają dowodów potwierdzających chemiosmotyczny model fosforylacji oksydacyjnej?
(a) Zamknięty układ membran lub pęcherzyk jest wymagany do fosforylacji oksydacyjnej.
(b) Układ bakteriorodopsyny i ATPazy może produkować ATP w sztucznych pęcherzykach, jeśli światło powoduje pompowanie protonów.
(c) Gradient protonowy jest generowany w poprzek wewnętrznej błony mitochondrialnej podczas transportu elektronów.
(d) ATP jest syntetyzowany, kiedy gradient protonowy jest tworzony wokół mitochondriów.
8. Proszę przewidzieć stan oksydo-redukcyjny NAD+, reduktazy NADH-Q, ubichinonu, cytochromu c
mitochondriach wątroby, którym obficie dostarcza 1, cytochromu c i cytochromu a w
się, jako substratu, izocytrynian, P , ADP oraz tlen, a które hamuje się przez: i
(a) rotenon,
(b) antymycynę A,
(c) cyjanek.
9. Wskaż, które z poniższych stwierdzeń o proponowanym mechanizmie syntezy ATP przez syntezę ATP są poprawne?
(a) Syntaza ATP tworzy ATP jedynie, gdy zachodzi przepływ protonów przez kompleks.
(b) Syntaza ATP zawiera miejsca, które zmieniają swoje powinowactwo do ATP w miarę przepływu protonów przez kompleks.
(c) Syntaza ATP wiąże ATP z większym powinowactwem, gdy zachodzi przepływ protonów przez kompleks.
(d) Syntaza ATP posiada dwa miejsca aktywne na kompleks.
(e) Syntaza ATP posiada miejsca aktywne, które nie są funkcjonalnie równocenne w danej chwili.
10. Wyjaśnij, dlaczego szybkość obrotu (ewersji) miejsca wiążącego ze strony matriks do cytozolu jest szybsze (gwałtowniejsze) dla ATP niż dla ADP, kiedy translokaza ATP-ADP działa w obecności gradientu protonów.
11. Ile, w przybliżeniu, cząsteczek ATP jest tworzonych z pozamitochondrialnego NADH, który jest utleniany do NAD+ przez O2 w łańcuchu transportu elektronów? Załóż, że funkcjonuje czółenko glicerolo-fosforanowe.
(a) 1.0
(b) 1.5
(c) 2.5
(d) 3.0
Lista Zadań nr 2 - Fosforylacja Oksydacyjna
- 2 z 3-
12. Ile cząsteczek ATP tworzonych jest podczas całkowitego utlenienia każdego z poniższych związków do CO
O? Załóż, że funkcjonuje czółenko glicerolo
2 i H2
-fosforanowe.
(a) acetylo-CoA
(b) fosfoenolopirogronian
(c) aldehyd 3-fosfoglicerynowy
13. Wskaż, które z poniższych odpowiedzi poprawnie uzupełnia zdanie? Rozprzęgacze, takie jak dinitrofenol (DNP) czy termogenina, rozprzęgają transport elektronów i fosforylację przez: (a) hamowanie reduktazy cytochromowej.
(b) dysocjację podjednostek F0 i F1 syntazy ATP.
(c) blokowanie transportu elektronów.
(d) rozpraszanie gradientu protonowego.
(e) Blokowanie translokazy ATP-ADP.
14. Analiza szlaku transportu elektronów w gram-ujemnej patogenicznej bakterii ujawniła obecność pięciu cząsteczek transportujących elektrony o potencjałach redox umieszczonych w Tabeli 1.
Potencjały redukcyjne gram-ujemnej patogenicznej bakterii Przenoszone
Utleniacz
Reduktor
E'
elektrony
0
NAD+
NADH
2
-0,32
Flawoproteina b
Flawoproteina b
2
-0,62
(utleniona)
(zredukowana)
Cytochrom c (+3)
Cytochrom c (+2)
1
+0,22
Białko żelazowe
Białko żelazowe
2
+0,85
(utlenione)
(zredukowane)
Flawoproteina a
Flawoproteina a
2
+0,77
(utleniona)
(zredukowana)
(a) Ułóż przenośniki w działający łańcuch transportu elektronów.
(b) Ile cząsteczek ATP może być wytworzonych w warunkach standardowych, gdy para elektronów jest transportowana przez ten łańcuch?
(c) Dlaczego jest mało prawdopodobne, że tlen jest ostatecznym akceptorem elektronów?
Lista Zadań nr 2 - Fosforylacja Oksydacyjna
- 3 z 3-