Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe Etunimet Tehtävä 5 Pisteet / 20

Transkriptio

1 Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe Sukunimi Etunimet Tehtävä 5 Pisteet / 20 Glukoosidehydrogenaasientsyymi katalysoi glukoosin oksidaatiota seuraavan reaktioyhtälön mukaisesti: β-d-glukoosi + NAD + Glukoosidehydrogenaasi D-Glukonolaktoni + NADH + H + a) Mikä on kyseisessä oksidaatioreaktiossa pelkistin ja mikä hapetin? Pelkistimenä toimii β-d-glukoosi ja hapettimena toimii NAD +. Selitys: Hapettumis-pelkistymisreaktiossa aine, joka luovuttaa elektroneja on pelkistin ja aine, joka vastaanottaa elektroneja on hapetin. b) Esitä rengasrakenteisten β-d-glukoosin ja D-Glukonolaktonin rakennekaavat? β-d-glukoosi D-Glukonolaktoni

2 c) Nikotiiniamidi-adeniini-dinukleotidin hapetus-pelkistys reaktiot vaikuttavat vain nikotidiosaan loppuosan molekyylistä pysyessä muuttumattomana. Kirjoita oheiseen kuvaan merkityille viivoille kumpi on hapettunut ja kumpi pelkistynyt muoto? Pelkistynyt Hapettunut Selitys: Hapettumis-pelkistymisreaktiossa aine, joka on luovuttanut elektroneja on hapettunut ja aine, joka on vastaanottanut eletroneja on pelkistynyt.

3 Paastoveren glukoosin viitearvot terveellä ihmisellä ovat 3,3 6,0 mmol/l. Glukoosinsietoa mittaavassa kahden tunnin rasituskokeessa viitearvot ylittävällä henkilöllä on joko heikentynyt glukoosinsieto tai diabetes. Veren glukoosin pitoisuutta tutkitaan spesifisen glukoosidehydrogenaasi-entsyymin avulla. Tässä entsymaattisessa menetelmässä määritetään reaktiossa syntyvän nikotinamidiadeniinidinukleotidin (NADH) pitoisuus, joka on suoraan verrannollinen glukoosin pitoisuuteen. NADH:lla on voimakas absorptiomaksimi 340 nm aallonpituus-alueella (molaarinen absorptiviteetti ε = 6220 M -1 cm -1 ). Koska reagenssina käytettävä NAD + ei absorboi kyseistä aallonpituutta voidaan mittaus tehdä spektrofotometrilla. Aikuisten viitearvot glukoosinsiedolle normaali 0 h paastoarvo alle 6,1 mmol/l 2 h alle 7,8 mmol/l heikentynyt 0 h paastoarvo alle 7,0 mmol/l 2 h 7,8-11,0 mmol/l diabetes 0 h paastoarvo yli 7,0 mmol/l 2 h yli 11,1 mmol/l d) Laske potilasnäytteiden glukoosin pitoisuus kahden tunnin rasituskokeesta Lambert-Beerin yhtälöllä ja ilmoita onko potilaalla diabetes? Lambert-Beer yhtälö on muotoa A = ε c b, jossa A on absorbanssi, ε on molaarinen absorptiviteetti, c on liuoksen konsentraatio ja b on valotien pituus (tässä 1 cm). Näytteiden mitatut absorbanssiarvot ovat näytteelle 1: 23,60 ja 23,80 sekä näytteelle 2: 59,00 ja 61,00. Mittaukset ovat kullekin näytteelle rinnakkaisia, jotta näytteiden käsittelystä tulevat virheet saataisiin minimoitua. Mitattujen absorbanssien keskiarvot ovat näytteelle 1: 23,70 ja näytteelle 2: 60,00. Nämä ka. arvot sijoitetaan Lambert-Beerin yhtälöön annettujen vakioiden kanssa. Lambert-Beerin yhtälöstä A = ε * b * c saadaan pitoisuus c, c = A/(ε * b). Näyte 1: Pitoisuus c = 23,70/6220*1 = 0, M (molaarinen) (normaali arvo). Näyte 2: Pitoisuus c = 60,00/6220*1 = 0, M (molaarinen) (heikentynyt glukoosinsieto). 3,81 mm 9,65 mm Ei diabetesta kummallakaan.

4 e) Piirrä seuraavalla sivulla millimetriruudukkoon glukoosin pitoisuuden lineaarinen standardikuvaaja oheisen taulukon antamilla arvoilla. Määritä kuvaajan avulla potilasnäytteiden 1 ja 2 glukoosin pitoisuudet. Merkitse piirtämääsi kuvaajaan selvästi, kuinka olet päätellyt näytteiden arvot. Näytteiden mitatut absorbanssiarvot ovat näytteelle 1: 23,60 ja 23,80 sekä näytteelle 2: 59,00 ja 61,00. Mittaukset ovat tehty kaikille liuoksille rinnakkaisina, jotta näytteiden käsittelystä tulevat virheet saataisiin minimoitua. Arvostelu: Pitoisuus mm Absorbanssi 0,5 3,00 3,20 1 6,20 10, ,30 12, ,80 25, ,50 43, ,00 62, ,00 87, ,90 112,10 Koordinaatisto on piirrettävä selvästi. Standardisuora on sovitettava siten, että standardiliuosten kummatkin pisteet tulevat huomioiduiksi paitsi pitoisuuden 1 mm 10,90 arvo. Tämä on selvästi näytteen käsittelystä johtuva virheellinen arvo ja se on jätettävä huomioimatta suoraa sovitettaessa. Näytteiden arvot on oltava selvästi merkittynä kuvaajaan.

5 f) Millä hyötysuhteella muutetaan glukoosin (M = 180,2 g/mol) sisältämä energia aerobisessa metaboliassa ATP:ksi, kun oletetaan 1 mol glukoosia tuottavan 32 mol ATP:tä? Kirjoita erilliset reaktiot ja niiden kertoimet näkyviin oheisille viivoille ja tee laskutoimitukset näkyviin niille varattuun tilaan. Vapaan energian muutokset ( G ) erillisissä reaktioissa ovat glukoosin hapettuessa -15,9 kj/g ja ADP:n fosforyloituessa 30,5 kj/mol. C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O ADP + P ATP Hyötysuhde η = 32 * 30,5 kj/mol =976 kj/mol (15,9 kj/g*180,2 g/mol) 2865,18 kj/mol = 0,3406*100= 34,06 % 34,1 %