PLAN WYKLADU

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

Wykład 1: Główne własności i funkcje jonów metali w procesach biologicznych

(02.04.2009)

PLAN WYKLADU

Ø 3 grupy kationów:

Na⁺, K⁺

Mg²⁺, Ca²⁺

Fe(III)/Fe(II), Cu(II)/Cu(I)

Ø Rola jonów Fe i Cu w strukturze białek przenoszących tlen

Kompleksy jonów metali z ligandami zawierającymi O, N i S. Jony twarde i miękkie. Szereg Irwinga-Wiliamsa

Metale niezbędne, a jednak szkodliwe. Leczenie EDTA

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

^1.Czy we krwi jest więcej jonów Na⁺, czy też K⁺?

^2.Jakie jony dominują w płynach wewnątrz komórkowych?

^3.Jaki jest stosunek stezen poza- i wewnatrz komorkowych jonow Na⁺, K⁺, Ca²⁺ i Cl^- ?

^4.Jakie jony biorą udział w utrzymywaniu pH wewnątrz komórek?(Odp. Oprócz jonów HPO₄^2- i w mniejszym stopniu HCO₃^-, również PROTEINY utrzymują pH wewnątrzkomórkowe).

^5.Jakie jest średnie pH krwi? [Odp. 7.4 (7.3-7.5)]

^6.Podaj definicje makro-, mikro- i ultraelementow.

^7.Podaj definicje pierwiastow biogennych.

^8.Podaj 3 przyklady mako-, mikro- i ultraelementow.

^9.Podaj 3 przyklady pierwiaskow, innych niz Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, wystepujacych w komorkach eukariotow.

^10.Czy jon zelaza w grupie hemowej NIEutlenowanej mioglobiny skoordynowany jest z atomem N czy tez z O?

^11.Jaki jon metalu wystepuje w chlorofilu?

^12.Jaki jon metalu wystepuje w witaminie B₁₂?

^13.Jakie jony metali wchodza w sklad szeregu Irwinga-Williamsa?

^14.Czy w sklad szeregu Irwinga-Williamsa wchodza TYLKO metale przejsciowe typu d?

^15.Jakie jony metali z szeregu Irwinga-Williamsa tworza najslabsze kompleksy chelatowe?

^16.Jaki jon metalu z szeregu Irwinga-Williamsa tworzy najsilniejsze kompleksy chelatowe?

^17.Jakich stezen jonow metali (Mg²⁺, Fe²⁺, Zn²⁺, Cu⁺) z szeregu Irwinga-Williamsa mozna oczekiwac przyjmujac typowe dla tych jonow stale trwalosci kompleksow chelatowych i stezenie protein rzedu 10^{-5 M (ATP 10-3 M dla Mg 2+}).

.................i dalsze pytania do wykładu 1

1. Do jakich grup w układzie okresowym pierwiastków należą następujące jony?

Na⁺, K⁺

Mg²⁺, Ca²⁺

Fe(III)/Fe(II), Cu(II)/Cu(I)

1) Podaj przykłady jonów metali alkalicznych (albo-ziem alkalicznych, albo-metali przejściowych) istotnych w procesach zachodzących w organizmach żywych.

2) 3. Podać rząd wielkości stałych trwałości K_ML z następującymi jonami

Na⁺, K⁺

Mg²⁺, Ca²⁺

Fe(III)/Fe(II), Cu(II)/Cu(I)

³⁾Czy jony Fe(III)/Fe(II) i Cu(II)/Cu(I) biorą udział w przenoszeniu ładunku poprzez błony komórkowe?

⁴⁾Czy jony Fe(III) mogą swobodnie przechodzić przez błony komórkowe? Jeśli nie, to dlaczego?

5) Jaką rolę pełnią kationy Ca w strukturze kalmoduliny?

6) Czy w kalmodulinie kation Ca jest związany głównie z atomami:

(a) O

(b) N

(d) Fe

7) Czy jon żelaza w grupie hemowej DEOKSYhemoglobiny związany jest z atomami:

(a) O

(b) N

(d) Cu

8) Czy jon miedzi w DEOKSYhemocyjaninie związany jest z atomami:

(e) O

(f) N

(g) S

(h) Cu

9) Czy ceruloplazmina jest białkiem:

(a) transportującym tlen

(b) magazynującym jony żelaza

(d) transportującym i magazynującym jony miedzi

¹⁰⁾Czy we krwi jest więcej jonów Na⁺, czy też K⁺?

¹¹⁾Jakie jony dominują w płynach wewnątrz (albo-poza) komórkowych?

¹²⁾Jaki jest stosunek stezen poza- i wewnatrz komorkowych jonow Na⁺, K⁺, Ca²⁺ i Cl^- ?

¹³⁾Czy stężenie wewnątrzkomórkowe K⁺ [albo zewnątrzkomórkowe (pozakomorkowe) Na⁺] jest:

(a) (a) (a) 155 mM

(b) (b) (b) 1

(d) 12

¹⁴⁾Które jony są głównie odpowiedzialne za utrzymanie stałego pH we krwi

(a) K⁺

15) (b) Cu(II)/Cu(I)

16) (c) HPO₄^2-

17) (d) HCO₃^-

16. Jakie jony biorą udział w utrzymywaniu pH wewnątrz komórek?

(Odp. Oprócz jonów HPO₄^2- i w mniejszym stopniu HCO₃^-, również PROTEINY utrzymują pH wewnątrzkomórkowe).

17.Jakie jest średnie pH krwi?

[Odp. 7.4 (7.3-7.5)]

18.Podaj definicje makro-, mikro- i ultraelementow.

19. Podaj definicje pierwiastow biogennych.

20. Podaj 3 przyklady mako-, mikro- i ultraelementow.

21. Podaj 3 przyklady pierwiaskow, innych niz Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, wystepujacych w komorkach eukariotow.

19. Czy w strukturze OKSYhemocyjaniny atomy Cu są związane z atomami:

(a) O i N

(b) Cl

(d) N

19. Podać przykłady jonów

twardych

miękkich

pośrednich

20. Czy w szeregu Irwinga-Williamsa trwałość kompleksów wzrasta w szeregu od Ca i Mg do Cu?

21. Jakie są objawy niedoboru magnezu, miedzi i chromu?

22. Który pierwiastek pomaga leczyć depresje?

(a) (a) (a) cynk

(b) (b) (b) miedz

(d) (d) (d) lit

23. Jaki, dobrze znany czynnik chelatujący używany jest przy leczeniu zatruć metalami ciężkimi?

PLAN WYKŁADU

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

Wykład 2: Rola jon metali w strukturach protein

(9.04.2009)

PLAN WYKŁADU

Ø Budowa aminokwasów – jony obojnacze, wiązanie peptydowe, typy łańcuchów bocznych.

Ø Struktury a helisy i pasmowej struktury b (pogiętej kartki).

Ø Struktury pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwarto-rzędowe.

Ø Typy oddziaływań w strukturach trzeciorzędowych białek

Ø Sposoby wiązania łańcuchów bocznych aminokwasów z metalami

Ø Rola jonów metali w tworzeniu struktur trzeciorzędowych

Ø Lakkaza – enzym zawierający jony Cu. Redukcja tlenu. Zastosowanie w ogniwach paliwowych.

Ø Palce cynkowe (wstęp).

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

1. Jakie dwie grupy funkcyjne wchodzą w skład aminokwasów?

2. Co to jest jon obojnaczy?

3. Podać przykład wiązania peptydowego.

4. Jakiego typu łańcuchy boczne występują w aminokwasach?

(Odp. obdarzone ładunkiem, nie obdarzone ładunkiem, alifatyczne, aromatyczne)

5. Kto zaproponował helisę jako model struktury protein?

6. Czym się różni struktura a helisy od struktury b (pogiętej kartki)?

7. Jak definiujemy strukturę pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędową białek?

(Odp. pierwszo- sekwencja aminokwasów

drugo- 3D, a helisy, struktury b

trzecio- wzajemne ułożenie a helis i struktur b

czwarto- wzajemne ułożenie powtarzających się struktur

trzeciorzędowych, tak jak np. w hemoglobinie

8. Czy w strukturze plastocyjaniny centrum aktywne zawierające jon Cu znajduje się blisko:

(a) (a) (a) struktur b

(b) (b) (b) a helisy

9. Czy w strukturze plastocyjaniny jon Cu związany jest z:

(a) N i S

(b) O

(d) Cl

10. Jaki jon metalu wchodzi w skład cytochromu c?

11. Jakie klastery wchodzą w skład 8Fe-ferredoksyny?

12. Czy w strukturze 8Fe-ferredoksyny występuje atom siarki?

13. W strukturze kalmoduliny centrum aktywne zawierające jon Ca znajduje się blisko struktur helisowych a. Czy można spodziewać się łatwej zmiany konformacji takiej cząsteczki?

12. Czy struktury typu ‘palec cynkowy’ tworzone są przez proteiny?

13. Czy struktura typu ‘palec cynkowy’ jest utworzona blisko fragmentów helisowych?

14. Czy ‘palce cynkowe’ oddziałują z DNA?

15. Podaj przykłady typów oddziaływań istotnych dla tworzenia struktur trzeciorzędowych białek:

· wiązania wodorowe

=C=O××××××HO-

=C=O××××××H-NH-

· wiązania disiarczkowe

-SH + HS- Þ -S-S-

· oddziaływania jonowe

-COO^_××× H₂N⁺=

oddziaływania hydrofobowe

16. Jakie atomy w strukturach aminokwasów są zwykle zastępowane przez metale?

17. Podaj przykłady aminokwasów tworzących wiązania z metalami?

18. Czy jony metali przyłączaja się do wiązania peptydowego?

19. Czy jony metali łączą się z łańcuchami bocznymi aminokwasów?

20. Czy w cysteinie metale łączą się w łąńcuchu bocznym tego aminokwasu z:

(a) S

(b) N

(d) Mg

PLAN WYKŁADU

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

Wykład 3: Enzymy i biosensory

(16.04.2009)

PLAN WYKŁADU

Ø Enzymy – biologiczne katalizatory, obniżenie energii aktywacji

Ø Modele oddziaływania enzymów z substratami:

(a) model klucza i zamka

Ø Kinetyka reakcji enzymatycznych. Zależność od:

(a) temperatury

(b) pH

Ø Modele oddziaływania enzymów z substratami:

(a) model klucza i zamka

(b) model wymuszonego dopasowania

Ø Maksymalne przyspieszenie reakcji enzymatycznych

Ø Maksymalne liczby obrotów i stosunek szybkości reakcji w obecności i bez enzymu.

Ø Koenzymy jako pochodne witamin.

Ø Udział jonów Fe i Cu w fosforylacji oksydacyjnej.

Ø Biosensory

Ø definicja

Ø detekcja elektrochemiczna, sposoby unieruchomienia enzymów na elektrodach

Ø oksydaza glukozowa

Ø biosensor glukozowy i i II typ

Ø problemy z oznaczaniem glukozy in vivo

Ø historia biosensorow glukozowych

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

1. Ile ładunków ujemnych ma ATP przy pH = 7:

(a) 4

(b) 50

(d) 2

2. Ile ładunków ujemnych ma ADP przy pH = 7:

(a) 3

(b) 50

(d) 2

3. Czy ujemne ładunki ATP^4-/ADP^3- są neutralizowane:

(a) jonami Mg²⁺

(b) jonami Fe³⁺

Uzasadnij odpowiedz.

4. Czy układ NADH/NAD⁺ uczestniczy w:

(a) transporcie elektronów w łańcuchu oddechowym

(b) neutralizowaniu ujemnych ładunków ATP^4-/ADP³

5. Czy w fosforylacji oksydacyjnej NADH ulega utlenieniu do NAD⁺?

6. Czy w procesie fosforylacji oxydacyjnej biorą udział jony:

(a) Fe³⁺

(b) Mg²⁺

Uzasadnij odpowiedz.

7. Wymień 2 modele opisujące oddziaływanie enzymu z substratem.

8. Czy w modelu klucza i zamka zakłada się zmianę kształtu enzymu?

9. Czy w modelu wymuszonego dopasowania zakłada się zmianę kształtu:

(a) enzymu

(b) substratu

(d) zarówno enzym, jak i substrat nie zmieniają kształtu

10. Czy enzymy przyspieszają reakcje przez:

(a) obniżenie swobodnej energii aktywacji

(b) podwyższenie swobodnej energii aktywacji

11. Podać 3 czynniki od których zależy kinetyka reakcji enzymatycznych.

12. W jaki sposób szybkość reakcji enzymatycznych zależy od temperatury:

(a) wzrasta z temperaturą

(b) obniża się z temperaturą

(d) osiąga maksimum dla temperatury ok. 40^oC

13. Szybkość reakcji enzymatycznych w porównaniu z reakcją bez udziału enzymu wzrasta:

(a) dwukrotnie

(b) 10³⁸

(d) 10⁸ - 10¹⁵

14. Czy koenzym A jest pochodną:

(a) kwasu pantotenowego

(b) witaminy B₁

(d) kwasu nikotynowego

15. Czy dinukleotyd flawinowoadeninowy jest pochodną:

(a) kwasu pantotenowego

(b) witaminy B₁

(d) kwasu nikotynowego

18) Jaką cząsteczkę można nazwać ‘archaicznym modułem w metabolizmie’?

19) Jakie 3 cząsteczki są wspólne dla ATP, FAD, NADH i koenzymu A?

20) Podaj definicję biosensora.

21) Jakie elementy wchodzą w skład biosensorów?

22) Podaj przykład enzymu stosowanego w biosensorach.

23) Podaj przykład biosensora.

24) Czym różnią sie biosensory glukozowe I i

25) Z jakim zasadniczym problemem może być związane zastosowanie biosensorów in vivo?

PLAN WYKŁADU

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

Wykład 4: Rola jon metali w strukturze protein i DNA

(23.04.2009)

PLAN WYKŁADU

Ø Palce cynkowe.

Ø Struktura DNA, B-DNA, odkrycie podwójnej helisy.

Ø Struktura nukleotydów i tworzenie nici DNA.

Ø Rola jonów Mg²⁺(K⁺, Na⁺) i Ni²⁺ w tworzeniu struktur DNA.

Ø Formy krzyżowe

Ø Telomery

Ø B i Z-DNA

Ø Palce cynkowe

Ø Wiązanie DNA przez interkalację – etidium i cis-platyna.

Ø Układy mimetyczne

Ø Rola jonów Zn w M-DNA

Ø Czujniki DNA

Ø Zastosowanie

Ø Zasada działania

Ø Unieruchomienie DNA na elektrodach

Ø Metody detekcji

Ø Znakowanie DNA

Ø Interkalatory inne niz cis-platyna

PRZYKŁADOWE PYTANIA EGZAMINACYJNE

1. Czy ‘palce cynkowe’ oddziałują z DNA?

2. Podaj nazwiska dwóch uczonych, którzy zaproponowali strukturę podwójnej spirali DNA.

3. Z jakich fragmentów składa się ATP?

4. Podaj nazwiska dwóch uczonych, którzy zaproponowali strukturę podwójnej spirali DNA.

5. Jak nazywa się wiązanie łączące zasadę z rybozą w nici DNA?.

6. Wymień puryny i pirimidyny występujące w DNA.

7. Czym różni się deoxyryboza od rybozy?

8. Jak nazywa się wiązanie łączące poszczególne nukleotydy w DNA?

9. .Jakie zasady kwasów nukleinowych tworzą pary połączone wiązaniami wodorowymi?

10. Czy grupy fosforowe w kwasach nukleinowych są zjonizowane przy pH 7?

11. Jakie jony biorą udział w zobojętnieniu grup fosforowych DNA?

12. Jaki jon metalu powoduje przekształcenie prawoskrętnego B-DNA w lewoskrętne Z-DNA?

13. Jaki jon metalu bierze udział w formie krzyżowej DNA?

14. Jaki jon metalu ma znaczenie w strukturach telomerowych?

15. W jaki sposób można przekształcić B-DNA w Z-DNA?

16. Opisz strukturę palców cynkowych.

17. Podaj 2 przykłady związków związanych z DNA przez interkalację?

18. Jaki związek wspomaga interkalację cis-platyny z DNA?

19. Podaj 2 przykłady zastosowania czujników DNA.

20. Opisz zasadę działania czujników DNA.

21. Podaj 2 sposoby unieruchomienia DNA na elekrodach.

22. Wymień 2 metody detekcji DNA na elektrodach.

23. Podaj przykład interkalatora DNA innego niż cis-platyna