elsingin yliopisto/tampereen yliopisto enkilötunnus - Biokemian/bioteknologian valintakoe ukunimi 26. 05. 2005 Etunimet Tehtävä 1 Pisteet / 20 olujen kalvorakenteiden perusrakenteen muodostavat amfipaattiset lipidit. Yksi kalvorakenteissa vähäisessä määrin esiintyvä lipidi on fosfatidyyli-inositoli, joka muodostuu alla esitetyistä rakennekomponenteista. 2 2 P glyseroli fosforihappo inositoli linolihappo, 18:2 steariinihappo, 18:0 a. Piirrä fosfatidyyli-inositolin rakennekaava. (2 p) 2 2 P
Rasvoilla on tärkeä merkitys eliöiden energialähteenä. Rasvahappojen hapettaminen tapahtuu eukaryoottisolujen mitokondrioissa β-oksidaatioksi kutsutussa reaktiosarjassa. Pitkäketjuiset rasvahapot eivät kuitenkaan pääse vapaasti mitokondrioihin. b. Kuvaa reaktiosarja, jonka avulla pitkäketjuiset rasvahapot kuljetetaan mitokondrioihin hapetettavaksi. (4 p) Vastauksessa kuvattava seuraavat asiat - rasvahappo on solun sytoplasmassa liittyneenä koentsyymi-a:han - karnitiiniasyylitransferaasi I mitokondrion kalvojen välisessä tilassa liittää rasvahappotähteen karnitiiniin - karnitiini-asyylikarnitiinikuljettaja siirtää asyylikarnitiinin mitokondrion sisäkalvon läpi mitokondrion sisäosaan ja samalla vapaa karnitiini siirtyy ulos - mitokondrion sisäkalvon sisäpuolella karnitiiniasyylitransferaasi II vaihtaa rasvahapon karboksyyliryhmään koentsyymi-a:n karnitiinin tilalle
β-ksidaatiossa rasvahapot hapettuvat nelivaiheisessa reaktiosarjassa pienemmiksi yhdisteiksi. c. Täydennä kuvan β-oksidaatiota esittävään reaktiosarjaan eri vaiheissa muodostuvat yhdisteet 1-5 rakennekaavoina. (5 p) R 2 2 2 oa FAD hapetus FAD 2 1. R 2 oa 2 hydrataatio 2. R 2 2 NAD + hapetus oa 3. NAD + + R 2 2 oa oa- tiolyysi 4. 5. R 2 oa 3 oa
Rasvan täydellinen hapettaminen elimistössä tuottaa paitsi runsaasti energiaa, myös hiilidioksidia ja vettä. Muodostuva vesi parantaa joidenkin eliöiden selviytymistä kuivuudessa. d. Kuinka paljon vettä (ml) muodostuu kun 1,0 g rasvaa palaa täydellisesti. Rasvan oletetaan olevan triasyyliglyserolia, joka koostuu glyserolista (M = 92,1) ja palmitiinihaposta ( 16:0, M = 256,4 )? (4 p) Vastausanalyysi: triasyyliglyseroli on tripalmitiini, joka muodostuu glyserolista ja kolmesta palmitiinihaposta esteröitymällä lasketaan tripalmitiinin M: M(glyseroli) + 3 x M(palmitiinihappo) 3 x M( 2 ) = 807,3 g/mol Lasketaan rasvan ainemäärä, joka on 1,24 x 10-3 mol Palamisreaktion yhtälö: 1 51 98 6 + 72½ 2 49 2 + 51 2 reaktioyhtälöstä nähdään, että muodostuva veden ainemäärä on 49 x 1,24 x 10-3 mol = 0,061 mol vettä muodostuu 0,061 x 18 g/mol = 1,1 g = 1,1 ml Vastaus: vettä muodostuu 1,1 ml
olukalvon fosfatidyyli-inositoli osallistuu reseptorien kautta tapahtuvaan viestintään. e. Joidenkin hormonien sitoutuminen reseptoriinsa aktivoi G-proteiinin välityksellä fosfolipaasi :n. Mitä ns. toisiolähettejä fosfatidyyli-inositolista tai sen fosforyloiduista johdannaisista muodostuu fosfolipaasi :n vaikutuksesta? Miten nämä toisiolähetit vaikuttavat solujen toimintaan? (5 p) Vastauksen tulee sisältää seuraavia asioita: - Fosfatidyyli-inositolista (fosfatidyyli-inositoli-4,5-difosfaatista) muodostuu 1. 1,2-diasyyliglyserolia 2. inositoli-1,4,5-trifosfaattia (IP 3 ) - solukalvoon liittynyt 1,2-diasyyliglyseroli aktivoi proteiinikinaasi :tä, joka puolestaan fosforyloi ja siten aktivoi tai inaktivoi useita kohdeproteiineja - inositoli-1,4,5-trifosfaatti aktivoi endoplasmaverkoston kalsiumkanavat, jolloin kalsium-ionin pitoisuus sytosolissa kasvaa - kalsium-ioni vaikuttaa useiden kohdeproteiinien aktiivisuuteen