1. Napisz reakcje hydrolizy dowolnego tripeptydu, użyj wzorów strukturalnych.

Alanylo-glicylo-cysteina + woda → alanina + glicyna + cysteina

2. Co to są enzymy allosteryczne, na czym polega ich działanie?

Są to enzymy dołączające do centrum allosterycznego tzw. efektory allosteryczne - metabolity o strukturze chemicznej znacznie odbiegające od struktury substratu. Przyłączenie takiego efektora powoduje zwiększenie i lub zmniejszenie aktywności enzymu allosterycznego. Najczęściej rola takich enzymów polega na regulacji przebiegu całego ciągu lub cyklu reakcji.

3. Jakie typy inhibicji rozróżniamy, co to jest inhibicja niekompetycyjna?

Rozróżniamy inhibicję kompetycyjną, niekompetycyjną oraz allosteryczną.

Inhibicja niekompetencyjna zachodzi wtedy, gdy inhibitor nie jest strukturalnie podobny do substratu, więc nie współzawodniczy z nim o centrum aktywne enzymu (odwrotnie niż w przypadku inhibicji kompetycyjnej). Inhibitor blokuje częściowo centrum aktywne, lecz substrat może być mimo wszystko częściowo wiązany.

4.W jaki sposób możemy klasyfikować białka?

Ze względu na długość łańcucha: dipeptydy, tripeptydy, oligopeptydy, polipeptydy, białka,

Ze względu na kształt: fibrylarne (włókienkowate), globularne (kłębuszkowe)

Ze względu na funkcje: katalityczne, strukturalne, transportujące, regulacyjne, odpornościowe, motoryczne, zapasowe.

Ze względu na złożoność: proste (protaminy, histony, albuminy, globuliny, prolaminy, gluteiny, skleroproteiny) i złożone (glikoproteiny, lipoproteidy, metaloproteidy, nukleoproteidy, chromoproteiny)

5. Oznaczanie ilościowe białka metodą Folina.

Próba ta służy do oznaczenia śladowych ilości białka w materiale biologicznym. Wykorzystana w niej jest bardzo czuła reakcja bardzo, którą dają wiązania peptydowe oraz aminokwasy aromatyczne z odczynnikiem Folina. W pierwszej fazie następuje przyłączenie Cu do wiązań peptydowych (reakcja biuretowa), w dalszym etapie miedź związania z białkiem oraz występujące w białku tyrozyna i tryptofan redukują kwas fosforowolframowy i fosforomolibdenowy do odpowiednich tlenków. Reakcje zachodzą w środowisku alkalicznym.

Odczynnik 1: Na₂CO₃; CuSO₄; winian sodowo-potasowy

Odczynnik 2 (Folina): kwas fosforowolframowy; kwas fosforomolibdenowy

Oba odczynniki należy dodać do badanych próbek, wymieszać i odstawić na kilkanaście minut, po upłynięciu których należy wykonać pomiar absorbancji.

6. Reakcja kondensacji 2 aminokwasów. Zaznaczyć powstałe wiązanie i nazwać je.

H₂N - CH(CH₃) - COOH + H₂N - CH₂ - COOH → H₂N - CH(CH₃) - CO - NH - CH₂ - COOH + H₂O

Powstałe wiązanie nosi nazwę wiązania peptydowego (amidowe).

7. Co to jest miejsce aktywne?

Miejsce aktywne (centrum aktywne, centrum katalityczne) to część enzymu, gdzie przyłączany jest substrat podczas reakcji katalitycznej. Substrat powoduje zmianę konformacji białka enzymatycznego w centrum aktywnym, co umożliwia połączenie z enzymem i powstanie kompleksu E-S. Miejsce aktywne tworzą aminokwasy, mogą w nich występować również jony metali Ca²⁺ i Mg²⁺.

8. Opisać struktury białek.

Struktura I-rzędowa - jest uwarunkowana sekwencją aminokwasów zapisaną w kodzie genetycznym. Tworzą ją określone aminokwasy połączone liniowo w odpowiedniej kolejności za pomocą wiązania peptydowego (kowalencyjne między atomami C jednego i N kolejnego aminokwasu). Warunkuje ona również położenia wszystkich innych wiązań kowalencyjnych, w tym wiązań disiarczkowych między resztami cysteiny.

Struktura II-rzędowa - jest to regularne pofałdowanie w przestrzeni szkieletu polipeptydowego. Najpowszechniejsze sposoby pofałdowania to α - helisa i β - harmonijka. Obydwie struktury stabilizowane są wiązaniami wodorowymi tworzonymi między atomem tlenu karbonylowego jednego wiązania peptydowego, a atomem wodoru grupy aminowej innego wiązania peptydowego. W strukturze helisy występują również oddziaływania van der Waalsa (w poprzek osi helisy).

Struktura III-rzędowa - to ułożenie przestrzenne wszystkich łańcuchów peptydowych wchodzących w skład cząsteczki poprzez wzajemne oddziaływania bocznych reszt aminokwasowych. Udział w niej ma kilka rodzajów wiązań:

- mostki dwusiarczkowe S - S (kowalencyjne), między dwiema resztami cysteiny

- oddziaływania hydrofobowe, siły van der Waalsa

- wiązania jonowe „mostki solne”, jeżeli aminokwasy mają dodatkowe grupy aminowe lub karboksylowe, to w fizjologicznym pH aminokwasy te są zwykle zdysocjowane i różnoimienne ładunki mogą się przyciągać

Struktura IV-rzędowa - dotyczy białek oligomerycznych, zawierających dwa lub więcej łańcuchów polipeptydowych (zwanych protomerami). Jest to wzajemne położenie poszczególnych protomerów. Jest efektem zarówno wiązań kowalencyjnych (dwusiarczkowych), jak i niekowalencyjnych (wodorowych, hydrofobowych, jonowych).

9. Czym się różni reakcja peroksydazowa od pseudoperoksydazowej?

W reakcji peroksydazowej benzydyna jest utleniana przez peroksydazę, czego efektem jest wytworzenie błękitu benzydynowego - jest to reakcja barwna.

W reakcji pseudoperoksydazowej (z hemoglobiną) również zachodzi zmiana barwi, jednak nie jest ona spowodowana reakcją enzymatyczną, lecz reakcją redox zachodząca między benzydyną, a żelazem układu hemowego.

10. Podaj na wybranym przez siebie przykładzie mechanizm aktywacji enzymu proteolitycznego.

Na przykładzie pepsynogenu: pepsynogen, jako forma nieaktywna pepsyny, ma centrum aktywne zablokowane przez fragment polipeptydowy. Wymaga to środowiska kwaśnego (pH poniżej 5). Początkowo proces ten przebiega spontanicznie, następnie jest nasilany przez samą pepsynę (autokataliza).

11. Przedstaw z wzorami mechanizm i produkty dekarboksylacji histydyny.

12. Jakie reakcje służą do wykrywania mocznika?

Do wykrywania mocznika służy reakcja biuretowa. Polega na ogrzaniu kryształków mocznika do wytworzenia stałe, nieprzezroczystej masy. Podczas ogrzewania wydziela się amoniak, zaś w probówce zostaje biuret. Rozpuszczamy biuret w wodzie destylowanej, a następnie dodajemy do niego roztwór NaOH oraz CuSO₄ celem strącenia świeżego Cu(OH)₂. Zachodzi reakcja barwna wykrywająca wiązanie peptydowe biuretu - próbka ma kolor fioletowy.

13. Opisz reakcję pseudoperoksydazową.

Reakcja pseudoperoksydazowa jest reakcją redox. Odczyn barwny z benzydyną daje układ hemowy hemoglobiny, a przede wszystkim występujące w nim żelazo. Barwa (niebieska) jest identyczna, jak w przypadku próby peroksydazowej, lecz na reakcję nie ma wpływu podgrzewanie roztworu, które w przypadku powyższej spowodowałoby denaturację enzymu.

14. Opisz różnice w działaniu liaz i hydrolaz.

Hydrolazy to enzymy katalizujące reakcje rozkładu w obecności wody, natomiast liazy - bez obecności wody (rozszczepienie niehydrolityczne). Przykładem liazy jest dekarboksylaza pirogronianowa uczestnicząca w reakcji dekarboksylacji kwasu pirogronowego do aldehydu octowego. Przykładem hydrolazy jest ureaza, która rozszczepia w obecności wody mocznik na CO₂ oraz 2 NH₃.

15. Wymień hydroksyaminokwasy i napisz wzór jednego z nich.

Należą do nich seryna, treonina oraz tyrozyna.

16. Budowa hemoglobiny. Jakim jest białkiem i z czego się składa?

Hemoglobina jest białkiem złożonym, należy do chromoprotein.

Wykazuje budowę tetrameryczną. Cząsteczka ma kształt sferyczny. Zawiera 4 układy hemowe połączone z czterema łańcuchami białkowymi. Hemoglobina dorosłych osobników posiada 2 identyczne łańcuchy alfa oraz 2 identyczne łańcuchy beta. Każda z tych podjednostek zawiera jako grupę prostetyczną hem, w którym atomem centralnym jest żelazo Fe²⁺, umożliwiające łączenie tlenu.

17. Jakie jest działanie witaminy K i jej rola w krzepnięciu krwi?

Witamina K katalizuje syntezę protrombiny w wątrobie oraz bierze udział w syntezie czynników VII, IX i X krzepnięcia krwi. Bierze również udział w karboksylacji kwasu glutaminowego do gamma-karboksyglutaminowego, który wiąże wapń. W tkankach zmineralizowanych witamina K bierze udział w karboksylacji białek oraz w obrocie związków mineralnych w kościach.

18. Jakie choroby są związane z niedoborem witaminy D?

Skutki niedoboru:

- krzywica u dzieci

- osteoporoza u dorosłych

- zmniejszenie odporności

- wypadanie włosów, stany zapalne skóry, zapalenie spojówek

- dysfunkcje nerwowe i mięśniowe

19. Metoda odróżniania pentoz od heksoz.

Próba Biala - służy do wykrywania pentoz (np. arabinoza, ryboza).

Odczynniki: orcyna, FeCl₃

Do probówki wprowadzamy 2 cm³ orcyny oraz 1 kroplę FeCl₃, następnie dodajemy kilka kropli badanego roztworu oraz doprowadzamy zawartość probówki do wrzenia. Słomkowy wcześniej roztwór w obecności pentoz staje się zielony (próba pozytywna).

20. Narysuj wzór witaminy A, podaj jej funkcje i skutki niedoboru.

Funkcje:

- utrzymanie strukturalnej całości i prawidłowej przepuszczalności błon,

- procesy widzenia czopkowego i pręcikowego (tworzy rodopsynę),

- utrzymanie ciągłości nabłonka i regulacja jego wzrostu,

- utrzymanie prawidłowego stanu skóry, włosów i paznokci.

Niedobór:

- ślepota zmierzchowca,

- keratynizacja nabłonków,

- wysychanie spojówek,

- zaburzenia wzrostu włosów i paznokci,

- łuszczyca,

- trądzik pospolity,

- zahamowanie wzrostu.

21. Wymień klasy enzymów i podaj przykładową reakcję strukturalną z oksydoreduktazą.

Klasy enzymów:

- oksydoreduktazy

- transferazy

- hydrolazy

- liazy

- izomerazy

- ligazy (syntetazy)

Enzymem tej reakcji jest dehydrogenaza alkoholowa.

22. Wymień aminokwasy rozgałęzione i narysuj jeden z nich.

Leucyna, izoleucyna, walina - mają rozgałęziony łańcuch alifatyczny.

Leucyna

23. Co to są aminokwasy glukogenne? Podaj przykład i narysuj.

Są to aminokwasy, które w procesie glukoneogenezy mogą zostać przekształcone w glukozę. Należą do nich wszystkie biogenne poza leucyną i lizyną, które są wyłącznie ketogenne. Istnieją też aminokwasy gluko- i ketogenne jednocześnie, a należą do nich izoleucyna, treonina, fenyloalanina, tyrozyna i tryptofan.

24. Opisz reakcję pozwalającą na odróżnienie jednocukrów i dwucukrów redukujących.

Próba Barfoeda - pozwala rozróżnić jednocukry od dwucukrów redukujących.

Odczynniki: odczynnik Barfoeda.

Do dwóch probówek dajemy taką samą objętość jednocukru (np. glukozy) i dwucukru (np. laktozy). Obie próbki wstawiamy do wrzącej łaźni wodnej. Po około 5 minutach w jednej z probówek nastąpi wytrącenie czerwono-ceglastego osadu tlenku miedziawego. W drugiej probówce obserwujemy brak zmian (nadal widać przezroczysty, błękitny kolor odczynnika Barfoeda. Po około 15 minutach redukujący dwucukier również zacznie przybierać ceglastą barwę. W przypadku dwucukrów nieredukujących (sacharoza), reakcja w ogóle nie zachodzi.

25. Narysuj wzór witaminy E, podaj jej funkcję i skutki niedoboru.

Funkcje:

- jest głównym antyoksydantem chroniącym komórki przed utleniaczami (wolnymi rodnikami).

- wzmacnia naczynia krwionośne i chroni czerwone krwinki przed przedwczesnym rozpadem.

- wykorzystywania w leczeniu męskiej bezpłodności,

- uczestniczy w zaopatrywaniu komórek w składniki odżywcze.

Niedobór:

- osłabienie koncentracji,

- osłabienie mięśni szkieletowych,

- przedwczesne starzenie się skóry,

- pogorszenie gojenia ran,

- pogorszenie wzroku,

- bezpłodność.

26. Charakterystyka transferaz - funkcja i jedna reakcja.

Transferazy przenoszą różne grupy chemiczne z donora na akceptora (np. tiulowej, metylowej, aminowej).

Przykładem może być aminotransferaza alaninowa (AlAT) biorąca udział w przemianach białek. katalizuje odwracalną reakcję przenoszenia grupy aminowej alaniny na alfa-ketoglutaran z wytworzeniem kwasu pirogronowego i glutaminianu.

glutaminian + pirogronian ——^AlAT——>  alfa-ketoglutaran + alanina

27. Wymienić aminokwasy egzogenne i narysować jeden z nich.

- fenyloalanina

- izoleucyna

- leucyna

- lizyna

- metionina

- treonina

- tryptofan

- walina

28. Opisz budowę kolagenu. Jakiego aminokwasu jest w nim najwięcej?

Kolagen składa się z trzech łańcuchów polipeptydowych skręconych wzajemnie w superhelisę. Każdy z łańcuchów składa się z prawie 1000 reszt aminokwasowych. Sekwencja jest bardzo regularna, niemal co trzecią resztę stanowi glicyna (jest jej najwięcej!). Występuje również prolina oraz hydroksyprolina. Często powtarza się sekwencja Gly-Pro-Hyp.

29. Czym różni się denaturacja od wysalania?

Wysalanie białka jest procesem odwracalnej koagulacji polegającej na zmniejszeniu wzajemnych oddziaływań cząsteczek białka i wody w wyniku wprowadzenia do roztworu jonów, które niszczą otoczkę hydratacyjną białka (powstaje żel). Dodanie rozpuszczalnika spowoduje ponowną peptyzację białka (przejście w zol).

Denaturacja jest procesem w zasadzie nieodwracalnych i polega na niszczeniu struktury przestrzennej białka, a więc IV-, III- i II-rzędowej. Może być wywołana wysoką temperaturą, solami metali ciężkich, stężonymi kwasami, promieniowaniem UV. Podczas denaturacji niszczone są wiązania wodorowe oraz mogą ulec zerwaniu mostki disiarczkowe.

30. Opisz działanie katalazy we krwi.

Katalaza jest enzymem z rodzaju oksydoreduktaz, który katalizuje rozkład nadtlenku wodoru do wody i tlenu, a także rozkład innych nadtlenków. Zapobiega to utlenianiu struktur komórkowych przez nadtlenek wodoru, który jest produktem niektórych przemian tłuszczowych. Katalaza jest enzymem bardzo aktywnym.

31. Metoda odróżniania aldoz od ketoz.

Próba Seliwenowa - wykrywanie ketoz.

Odczynniki: HCl (stężony), rezorcyna

Do próbówki dodajemy 1 cm³ roztworu badanego cukru, 2 cm³ HCl oraz 1 kroplę rezorcyny. Następnie umieszczamy ją we wrzącej łaźni wodnej na 30 sekund. Jeśli roztwór zawierał ketozę (np. fruktozę, rybulozę), przyjmie zabarwienie czerwonołososiowe.

32. Wymień aminokwasy aromatyczne, narysuj jeden z nich.

Fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan.

33. Wymień aminokwasy siarkowe, narysuj jeden z nich.

Metionina, cysteina.

34. Podaj różnice w budowie i funkcjach albumin oraz globulin.

Albuminy są rozpuszczalne w wodzie, natomiast globuliny nie. Obie grupy jednak rozpuszczają się w rozcieńczonych roztworach soli i mogą być wysolone w ich stężonych roztworach. W skład albumin wchodzą głównie aminokwasy kwaśne. Funkcją albumin jest regulacja ciśnienia osmotycznego cieczy ustrojowych i wiązanie składników odżywczych oraz regulacyjnych. Funkcją globulin jest wiązanie tłuszczów i glukozy, są odpowiedzialne również za mechanizmy odpornościowe.

35. Opisz transaminację na przykładzie jednego aminokwasu.

α-ketokwas + kwas asparaginowy ⇌ kwas szczawiooctowy + α-aminokwas

Jest to przeniesienie grupy aminowej z jednego aminokwasu na ketokwas, co powoduje powstanie nowego aminokwasu i nowego ketokwasu.

36. Do czego służy próba Adamkiewicza-Hopkinsa i jaki jest jej mechanizm?

Próba Adamkiewicza-Hopkinsa służy do wykrywania tryptofanu (układu indolowego).

Do probówki z roztworem białka należy wprowadzić bezwodnik kwasu octowego, a następnie podwarstwić roztwór H₂SO₄. Jeśli w próbce był tryptofan, na granicy cieczy pojawi się fioletowy pierścień ze złotym poblaskiem.

37. Wymień aminokwasy endogenne, podaj wzór jednego z nich.

- alanina

- cysteina

- glicyna

- kwas asparaginowy

- kwas glutaminowy

- prolina

- seryna

- ornityna

- cytrulina

- karnityna

- tauryna

---