Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
ВНИМАНИЕ!!! 1. В библиотеке нужно взять методичку № 000, в которой данные примеры решения типичных задач и необходимая теория. 2. За консультациями по решению задач обращаться к 3. Для построения графиков и расчета лучше воспользоваться компьютером! 4. Решение "неиспользуемых вариантов приветствуется!!! Вариант №1
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах L-цистеинсульфиновой кислоты, цистина и 3,4-дигидроксифенилаланина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. На рисунке изображена кривая титрования глутаминовой кислоты. Найдите: а) три значения рКа; б) значение рН, при котором будут существовать эквимолярные смеси частиц с зарядами –1 и –2; в) область значений рН, в которой глутаминовая кислота заряжена отрицательно; г) область рН, в которой сопряженная кислотно-основная пара глутаминовой кислоты с зарядами 0 и –1 обладает свойствами буферной смеси.
3. Гептапептид, выделенный из молочного белка, деградирует под действием бактерий Bacillus subitis. Гептапептид содержит аминокислоты аргинин, глицин, изолейцин, фенилаланин, пролин (2 остатка) и валин. Обработка гептапептида трипсином дает аргинин и гексапептид. Некоторые из фрагментов, выделенные при проведении частичного гидролиза исходного гептапептида, следующие: Pro–Phe–Ile, Arg–Gly–Pro, Pro–Phe–Ile–Val и Pro–Pro. Определите структуру гептапептида. 4. Первое указание на то, что белки по молекулярной массе намного превосходят известные в то время органические соединения, было получено более 100 лет назад. Например, уже тогда было известно, что гемоглобин содержит 0.34 % (по массе) железа. а) Исходя из этой информации, определите минимальную молекулярную массу гемоглобина. б) Последующие эксперименты показали, что истинная молекулярная масса гемоглобина равна 64500. Какую информацию отсюда можно извлечь о числе атомов железа в гемоглобине? 5. 0.05 мг трипсина за 15 минут образуют 100 мкмоль тирозина при оптимальных условиях инкубации: рН 8.0 и 370С. Рассчитайте удельную активность трипсина. Объясните, как и почему изменится активность трипсина, если: а) рН инкубационной среды снизить до 3.0; б) температуру инкубационной среды повысить до 780С; в) в инкубационную среду добавить трасилол (полипептид). 6. Рассчитайте, при какой концентрации субстрата фермент, для которого максимальная скорость превращения субстрата составляет 30 ммоль/мин? мг, а величина KМ равна 0.005 моль/л, будет работать со скоростью, равной, максимальной? Определите, какую долю rmax составит скорость реакции при концентрациях субстрата, равных KМ, 2KМ и 10KМ. 7. Рассчитайте количество синтезированного в организме тироксина за сутки, если известно, что лишь 85% йода, поступившего в организм, пошло на синтез тироксина. Суточное потребление йода принять равным 150 мкг. 8. Рассчитайте константу равновесия реакции образования глицилглицина из двух молекул глицина при 37.50С, стандартные свободные энергии образования их в водном растворе следующие: глицин –366.979, глицилглицин –483.795 и вода –235.141 кДж/моль. 9. Как установлено при помощи изотопной метки, источником всех атомов азота гема гемоглобина является глицин. Рассчитайте количество глицина, необходимое для биосинтеза простетической группы гемоглобина, содержащегося в 100 мл крови, если известно, что концентрация пигмента в крови составляет 0.077%. 10. В каком углеродном атоме холестерина будет обнаружена метка, если Вы начнете синтез с: а) 1-14С-ацетата, в) 1-14С-мевалоновой кислоты, б) 2-14С-ацетата, г) 2-14С-мевалоновой кислоты? Вариант №2
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах гипотаурина, цистина и L-цистеиновой кислоты. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Для построения калибровочной кривой для определения молярных масс методом ДСН-электрофореза использованы четыре чистых белка. Молекула белка 1 (М 15000) была самая маленькая. Подвижность белка 2 (М 35000) составляла 39%, подвижность белка 3 (М 25000) – 63%, подвижность белка 4 (М 20000) – 81% подвижности белка 1. Постройте калибровочный график и определите молярную массу неизвестного белка, который в тех же условиях движется точно посредине между белками 2 и 3. 3. Олигомерный белок массой 660 мг обрабатывали избытком 2,4-динитрофторбензола в слабощелочной среде до завершения химической реакции. Затем пептидные связи белка были подвергнуты полному гидролизу путем нагревания белка в присутствии концентрированной HCl. В гидролизате содержалось 5.5 мг следующего соединения:
Никаких других 2,4-динитрофенильных производных, образующихся в реакции с α-аминогруппами аминокислот, обнаружено не было. а) Объясните, почему эти данные можно использовать для определения числа полипептидных цепей в олигомерном белке. б) Рассчитайте число полипептидных цепей в этом белке (молекулярная масса 132000). 4. Смесь продуктов частичного гидролиза неизвестного пептида содержит аланил-тирозин и глицил-аланин. Обработка этой смеси фенилизотиоцианатом в присутствии основания, а затем – уксусной кислотой привела к аланил-тирозину. Определите структуру пептида. 5. Панкреатическая липаза катализирует гидролиз триглицеридов до диглицеридов и моноглицеридов в кишечном тракте. Диэтил-n-нитрофенилфосфат инактивирует фермент с выделением стехиометрического количества n-нитрофенола. Фосфат оказывается присоединенным к остатку серина в последовательности Leu–Ser–Gly–His. Фермент инактивируется при фотоокислении, а график зависимости от рН свидетельствует об участии в ферментативном катализе группы с рКа =5.8. Предложите приемлемый механизм действия этого фермента. 6. Фермент глутаматдегидрогеназа катализирует реакцию превращения L-глутамата в α-кетоглутарат. Кинетические данные зависимости изменения начальной скорости реакции от концентрации L-глутамата приведены в таблице:
Найдите КM и rmax этой реакции путём построения классической зависимости по Михаэлису-Ментен и по методу Лайнуивера-Берка. 7. Свободная энергия образования (ΔGf0) однозарядного аниона L-цистеина и двухзарядного аниона L-цистина в водном растворе раны соответственно –294.010 и –574.003 кДж/моль при 250С и 1 атм. Рассчитайте изменение стандартной свободной энергии в реакции восстановления цистина в цистеин. 8. Дисахарид, не обладающий редуцирующими свойствами, при обработке его диметилсульфатом и щелочью дает октаметильное производное. Кислотный гидролиз этого производного приводит к образованию 1 моль 2,3,4,6-тетраметил-D-глюкозы и 1 моль 2,3,4,6-тетраметил-D-галактозы. Дисахарид быстро гидролизуется мальтазой или лактазой (β-галактозидазой). Дайте этому дисахариду подходящее описательное наименование и изобразите его хеуорсову проекционную формулу. 9. С использованием учебной и справочной литературы проделайте следующие расчеты. а) Оцените общее количество в граммах никотинамида, пантотеновой кислоты и тиамина в теле человека весом 70 кг. б) Рассчитайте количество АТФ (в миллимолях и в граммах), необходимое для того, чтобы такой человек поднялся с улицы на четвертый этаж здания (на высоту 10 м). Примите, что эффективность использования АТФ равна 50% и что степень фосфорилирования остается постоянной и равной 103 М–1. в) Какое количество АТФ может быть обеспечено путом переноса фосфатной группы с запасенного в мышцах креатинфосфата? Исходите из того, что мышцы составляют 40% общей массы тела. г) Рассчитайте, какое число оборотов в среднем совершит каждая молекула никотинамида, то есть сколько раз она восстановится и снова окислится, за время подъема на четвертый этаж, упомянутого в пункте "б". Проделайте тот же расчет для пантотеновой кислоты – переход между ацил-КоА и свободным КоА и обратно. 10. Энтальпии образования H2O(ж) и H2O(г) составляют –68.32 и –57.80 ккал/моль, соответственно. Рассчитайте энтальпию испарения воды при 298 К. Человеческий организм в результате метаболизма выделяет около 2500 ккал/сут. Если поглощение 1 кал повышает температуру воды на 1 К, рассчитайте увеличение температуры тела человека при условии, что все выделяемое им тепло поглощается его телом (исходя из предположения, что тело человека в основном состоит из воды и поглощает тепла столько же, сколько равное количество воды). Принять массу человека равной 70 кг. В действительности организм человека – не изолированная система, и основным путем теплоотдачи является испарение воды. Рассчитайте количество воды, которое должно было быть испариться за счет тепла, вырабатываемого в результате процессов метаболизма за одни сутки. Вариант №3
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах тирозина, цистеина и восстановленного L-глутатиона. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Какой из двух дипептидов – Глу-Цис-Три или Мет-Лиз-Лей обнаруживается качественной реакцией с солями Pb2+? Напишите схему взаимодействия. 3. Пентапептид, образующийся при обработке белка трипсином, содержит аргинин, аспарагиновую кислоту, лейцин, серин и тирозин. Для определения аминокислотной последовательности провели три последовательных расщепления по Эдману. Полученные после каждого расщепления пептиды имели следующий состав: первое расщепление – аргинин, аспарагиновая кислота, лейцин, серин; второе расщепление – аргинин, аспарагиновая кислота, серин; третье расщепление – аргинин, серин. Какова аминокислотная последовательность пентапептида? 4. При благоприятных условиях бактерия Halobacterium halobium синтезирует мембранный белок бактериородопсин (молекулярная масса 26000). Молекулы этого белка, имеющего пурпурный цвет, обусловленный присутствием в них ретиналя, образуют в клеточных мембранах агрегаты в виде пурпурных "заплаток". Бактериородопсин действует как активируемый светом протонный насос и таким образом снабжает клетки энергией. Показано, что этот белок состоит из семи параллельных α-спиральных сегментов, пронизывающих мембрану бактериальной клетки толщиной 4.5 нм. Рассчитайте минимальное число аминокислот, которое должно содержаться в одном сегменте α-спирали, чтобы он мог полностью пронизывать мембрану. Оцените, какая доля аминокислотных остатков бактериородопсина участвует в образовании α-спиральных сегментов (средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка равна 110). Приведите обоснование Ваших расчетов. 5. При хранении таблеток анальгина установлено, что константа скорости разложения при 200С составляет 1.5·10–9 с–1. Определите срок хранения таблеток (время разложения 10% вещества) при 200С. 6. Гликоген – это полисахарид, состоящий из нескольких остатков глюкозы. Фермент гликогенсинтаза, ответственный за наращивание молекулы гликогена, катализирует реакцию: УДФ–глюкоза + (глюкоза)n → (глюкоза)n+1 + УДФ. Кинетические данные зависимости изменения начальной скорости от концентрации УДФ–глюкозы приведены в таблице:
Найдите КM и rmax этой реакции путём построения зависимости начальной скорости от [S] по Михаэлису-Ментен и по методу Лайнуивера-Берка. 7. Фермент конкурентно ингибируется в разной степени при одной и той же концентрации трех ингибиторов I1, I2 и I3. Константы диссоциации ингибиторов K(I1) = 0.1 ммоль/л, K(I2) = 0.01 ммоль/л, K(I3) = 1.0 ммоль/л. Какой ингибитор будет вызывать наибольшее ингибирование? Наименьшее? 8. Определите стандартную свободную энергию образования бензоилглицилглицина в водном растворе при 250С на основании следующих данных: константа равновесия процесса образования бензоилглицилглицина из иона бензоата равна 0.1564; ΔG0 процесса конденсации двух молекул глицина с образованием глицилглицина равна 14.770 кДж; ΔGf0 иона бензоата и глицина равны соответственно –214.116 и –372.972 кДж/моль (для стандартных состояний в водном растворе); ΔGf0 воды равно –237.191 кдж/моль. Все данные приведены для температуры 250С. 9. В организме человека реакция окисления этанола протекает в две стадии. На первой осуществляется окисление этанола до уксусного альдегида: C2H5OH + 1/2O2 → CH3CHO + H2O; ΔH10 = –256 кДж. Вторая стадия – окисление уксусного альдегида до уксусной кислоты: CH3CHO + 1/2O2 → CH3COOH; ΔH20 = –237 кДж. Рассчитайте ΔH0 реакции окисления этанола до уксусной кислоты. Ответьте на вопросы: а) Уксусный альдегид является достаточно токсичным соединением. Какие выводы можно сделать о вреде потребления алкоголя, если учесть, что окисление уксусного альдегида в уксусную кислоту протекает во времени? б) Благоприятствует ли энтропийный фактор самопроизвольному протеканию реакции окисления спирта? в) Вычислите изменение свободной энергии реакции окисления этанола и проанализируйте полученное значение. 10. 10.0 г гликогена после метилирования и кислотного гидролиза дают 6.0 миллимолей 2,3-ди-О-метилглюкозы. а) Какой процент остатков глюкозы в гликогене содержат замещенные группы в α-(1-6)-положении? б) Чему равно среднее число остатков глюкозы на каждый неразветвленный отрезок цепи? в) Сколько миллимоль 2,3,6-три-О-метилглюкозы могло бы образоваться из этого полимера? г) Сколько остатков глюкозы содержит полисахарид, если его молекулярный вес равен 2·106? д) Сколько нередуцирующих концов приходится на молекулу, или, иными словами, сколько цепей содержит молекула? Вариант №4
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах гистамина, глутаминовой кислоты и серина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Напишите формулу трипептида и назовите его, если при его деградации получены фенилтиогидантоиновые производные в последовательнсти:
3. Напишите структурную формулу глицил-L-триптофанил-L-пролил-L-серил-L-лизина. а) Какие аминокислоты можно получить из этого пептида в результате кислотного гидролиза? б) В результате щелочного гидролиза? в) В результате обработки азотистой кислотой с последующим кислотным гидролизом? г) Куда будет смещаться этот пептид на электрофорезной пластинке при рН 7.0 – к катоду или к аноду? Чему примерно равна его изоэлектрическая точка? 4. Большинство глобулярных белков при кратковременном нагревании до 650С денатурирует с полной потерей активности. Однако те глобулярные белки, в которых содержится много остатков цистина, денатурируют только при более длительном нагревании до более высоких температур. Одним из таких белков является рибонуклеаза, содержащая 124 аминокислотных остатка в единственной полипептидной цепи, в которой имеется четыре поперечные дисульфидные связи, образованные остатками цистина. Чтобы полипептидная цепь рибонуклеазы развернулась, необходимо нагреть содержащий ее раствор до высокой температуры. Если затем быстро охладить его, то ферментативная активность восстанавливается. Можете ли Вы указать молекулярную основу такого поведения? 5. Составьте уравнения реакций в соответствии со схемой: Глутамат → 2-Оксоглутарат → Сукцинат → Фумарат → Малат Укажите ферменты, ускоряющие отдельные этапы реакции. 6. Пенициллин гидролизуется бактериальным ферментом пенициллиназой. Кинетические данные зависимости изменения начальной скорости этой реакции от концентрации пенициллина приведены в следующей таблице:
а) Постройте по этим данным график в обратных координатах. Подчиняется ли пенициллиназа кинетике Михаэлиса-Ментен? Если да, то чему равна KM этого фермента? б) Чему равна rmax? 7. Рассчитайте время разложения 10% спазмолитина в растворе при рН 4.9 и 293 К, если энергия активации процесса разложения составляет 75.7 кДж/моль, а период полупревращения при 353 К равен 90 мин. Реакция разложения первого порядка. 8. Рассчитайте константу равновесия реакции гидролиза D, L-аланилглицина соответствующей пептидазой при 37.50С, если стандартные значения ΔGf0 в водном растворе при этой температуре равны: аланилглицин –479.821; аланин –365.263; глицин –366.979; вода –235.141 кДж/моль. 9. Сколько молекул АТФ может быть образовано на молекулу пальмитиновой кислоты при ее окислении в клетке до СО2 и воды? Расчет проведите, предполагая, что при окислении НАДН компонентами митохондриальной цепи переноса электронов образуются 3 молекулы АТФ, а при окислении ФАДH2 – 2 молекулы АТФ. 10. В организме человека в результате процессов метаболизма образуется глицерин, который далее превращается в СО2 и Н2О. Вычислите изменение свободной энергии этой реакции, если ΔGf0 (глицерин) = –480 кДж/моль. Вариант №5
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах L-тироксина, хинолиновой кислоты и глицина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Напишите строение фенилтиогидантоиновых производных, образующихся при расщеплении фенилизотиоцианатом трипептида Тир–Глу–Ала. 3. Располагая некоторым количеством агарозы, бромциана, 6-амино-гексановой кислоты и другими компонентами, необходимыми для проведения аффинной хроматографии, укажите, какие химические реакции должны обеспечить связывание триптофана через его аминогруппу. 4. Считается, что волос человека растет со скоростью 15–20 см в год. Зона роста находится у основания волоса, где в клетках эпидермиса синтезируются α-кератиновые нити, скручивающиеся затем наподобие канатов. Основным структурным элементом α-кератина является α-спираль, шаг которой составляет 0.54 нм, а на виток приходится 3.6 аминокислотных остатков. Предположив, что фактором, лимитирующим рост волос, служит биосинтез α-спиральных цепей кератина, рассчитайте скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина (число пептидных связей в 1 с), которая могла бы обеспечить наблюдаемое удлинение волос за 1 год. 5. Составьте уравнения реакций, указав ферменты, ускоряющие соответствующие стадии процесса: Аспарагин → Аспарагинат → Фумарат → Малат 6. Измеряли кинетику ферментативной реакции каталазы в зависимости от концентрации пероксида водорода, были получены следующие данные:
Чему равны rmax данной реакции и KМ каталазы? 7. Исследовано влияние ряда соединений на активность кристаллической карбоксипептидазы в опытах по гидролизу L-карбобензоксиглицил-L-фенилаланина. Полученные данные приведены в таблице:
Определите тип ингибирования. 8. Цитохром а представляет собой одноэлектронную окислительно-восстановительную систему с Е0′ = 0.29 В при рН 7.0 и 250С. Для реакции О2(г) + 4Н+ + 4ē → 2Н2О Е0 = 1.23 В при той же температуре. Рассчитайте электродный потенциал для реакции при рН 7.0. Определите, при каком теоретическом давлении кислорода система цитохрома а будет находится в состоянии 99.9%-ого окисления. 9. Если рибозо-5-фосфат, равномерно меченный радиоактивным изотопом углерода, инкубировать в соответствующем буферном растворе, содержащем ксилулозо-5-фосфат (без 14С), тиаминдифосфат, Mg2+ и транскетолазу, какие два новых углевода образуются и как распределятся радиоактивные атомы 14С в каждом из них? 10. При 300С и различных рН определены следующие значения Е0΄ для системы аскорбиновая кислота – дегидроаскорбиновая кислота:
По этим данным определите графически влияние рН на состояние окисления аскорбиновой кислоты; определите стандартный электродный потенциал (Е0) системы. 10 Вариант №6
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах цистеамина, гистидина и алло-треонина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Напишите структурную формулу изолейцина. а) Сколько хиральных центров имеет молекула изолейцина? б) Сколько оптических изомеров может быть у изолейцина? в) Нарисуйте перспективные формулы оптических изомеров изолейцина. 3. В нерастворимый фосфопротеин мозга крысы во время сна включается больше радиоактивного Рi, чем во время бодрствования. Этот фосфопротеин был выделен и оказался глюкозо-6-фосфатазой. Как объяснить это явление? Попытайтесь объяснить состояние сна с химической точки зрения. 4. Измеряли кинетику ферментативной реакции сукцинатдегидрогеназы в зависимости от концентрации янтарной кислоты, получены следующие данные:
Определите значение KM сукцинатдегидрогеназы и rmax. 5. Известно, что алкилирующие вещества, такие, как диметилсульфат и диазометан, являются сильными мутагенами. Предложите реакции, лежащие в основе такого биологического действия. 6. Напишите уравнение реакции превращения янтарной кислоты в фумаровую при участии флавопротеина (назовите фермент) и составьте схему переноса атомов водорода на убихинон и далее электронов с помощью цитохромной системы на кислород. 7. Для митохондрий, содержащих, помимо цитохрома с, присутствует цитохром с1. Количество этих цитохромов с перекрывающимися электронными спектрами можно рассчитать, используя систему уравнений: ΔА550 = 22x + 11y; ΔА554 = 19x + 11y, где x – количество цитохрома с; y – количество цитохрома с1; ΔА550 – изменение оптической плотности, рассчитанное по дифференциальному спектру; ΔА554 – изменение оптической плотности для λmax = 554 нм. Рассчитайте содержание цитохрома с1 в клетках железобактерий при ΔА554 = 0.0125 ед. 8. Если глюкозу, содержащую радиоактивную 14С-метку в положениях 3 и 4, инкубировать с бесклеточным гомогенатом печени в анаэробных условиях, в каких положениях образующегося лактата будет содержаться 14С? 9. При изучении формиат-дегидрогеназной системы E. coli установлено, что её стандартный электродный потенциал равен –0.420 В при рН 7.0 и 300С. Каков окислительно-восстановительный потенциал этой системы при 300С в условиях, при которых константа равновесия реакции равна 2.25 моль/л (2.303RT/F = 0.060 при 300С). 10. Краситель 2,6-дихлорфенолиндофенол был использован для количественного определения аскорбиновой кислоты. Е0΄ при рН 7.0 и 300С для соответствующих систем равны 0.217 и 0.060 В. Какова величина потенциала красителя, когда он восстановлен аскорбиновой кислотой на 99.8 %? Вариант №7 1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах тирамина, N-формимино-L-глутаминовой кислоты и цистамина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Смесь глицина, аланина, глутаминовой кислоты, лизина, аргинина и серина разделяли методом электрофореза на бумаге при рН 6.0. Укажите, какие соединения двигались к аноду – А (а), к катоду – К (б), оставались на старте – С (в). 3. Гемоглобин взаимодействует с кислородом с образованием молекулярного комплекса, в котором на 4 моль кислорода приходится 1 моль гемоглобина. Вычислите число молекул гемоглобина, необходимое для переноса 1 мл кислорода (н. у.). 4. Арбутин (гликозид, выделенный из листьев груши) является диуретиком, применяемым в медицине. Он может быть гидролизован до глюкозы и гидрохинона. Какова структура арбутина? 5. Измеряли кинетику ферментативной реакции, катализируемой рибозимом, в зависимости от концентрации РНК, были получены следующие данные:
Постройте по этим данным график Лайнуивера-Берка и определите значение KМ для рибозима. 6. Известно, что карбоангидраза сильно ингибируется ацетазоламидом, применяемым как мочегонное средство и как препарат для лечения глаукомы, характеризующейся чрезмерным повышением внутриглазного давления. В этих и других секреторных процессах карбоангидраза играет важную роль, поскольку она участвует в регуляции рН и содержания бикарбоната во многих жидкостях организма человека.
На рисунке показана экспериментальная кривая, выражающая зависимость скорости реакции, катализируемой карбоангидразой, от концентрации субстрата. При проведении опыта в присутствии ацетазоламида получается нижняя кривая. Исходя из анализа кривых и Ваших знаний о кинетических свойствах конкурентных и неконкурентных ингибиторов ферментов, определите природу ингибирования ацетазоламидом. Объясните, на чем основано Ваше утверждение. 7. Окислительное фосфорилирование в живом организме невозможно изучать без определения концентраций ферментов, участвующих в данном процессе. Так, например, проводят количественное определение цитохромов, определяя поглощение света в максимуме дифференциального спектра соответствующего цитохрома при двух длинах волн сравнения. За основу расчета берется предположение, что количество цитохрома (Q) пропорционально изменению оптической плотности ΔА. Экстракт из митохондрий, содержащий цитохром с, помещали в две кюветы. В результате проведенных химических реакций в первой кювете цитохром с был восстановлен, а во второй – окислен. По дифференциальному спектру, соответствующему разности ослабления света в двух кюветах, было определено изменение оптической плотности ΔА, равное 0.01462 ед. Коэффициент пропорциональности К, устанавливающий зависимость между изменением оптической плотности и содержанием цитохрома с (ммоль/л) выведен по спектру чистого цитохрома с и равен 22. Рассчитайте содержание цитохрома с в экстракте из митохондрий печени крысы, используя следующую формулу:
8. Установлено, что стационарная концентрация АТФ в эритроцитах примерно в 13 раз больше концентрации AДФ. Кроме того, установлено, что концентрация неорганического фосфата примерно в 8 раз больше концентрации AДФ. Используя эти данные, рассчитайте величину изменения свободной энергии гидролиза АТФ в эритроцитах. 9. Концентрация ионов К+ внутри клетки в 160 раз выше, чем снаружи (при 370С). Каков должен быть трансмембранный электрический потенциал для того, чтобы сохранялось указанное асимметричное распределение ионов К+? 10. Аскорбиновую кислоту (0.002 М) титровали феррицианидом калия (0.04 М) при 300С. В качестве медиатора для реакции аскорбиновой кислоты с электродом был добавлен тионин (в небольшом количестве); это необходимо, поскольку аскорбиновая кислота реагирует с электродом очень вяло. Были получены следующие данные:
Определите Е0΄ при рН 4.581, а также число электронов, участвующих в процессе окисления при данном рН. Вариант №8
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах L-карнозина, пиколиновой кислоты и фенилаланина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Какое из указанных веществ является пептидом? Дайте ему название и запишите схему кислотно-основных равновесий в его водном растворе:
3. При каких значениях рН наиболее целесообразно электрофоретическое фракционирование нижеперечисленных белковых смесей: а) миозина и гемоглобина; б) уреазы и гемоглобина; в) щелочной фосфатазы, сывороточного альбумина и уреазы; г) цитохрома с и гемоглобина, если изоэлектрическая точка миозина – 5.4; щелочной фосфатазы – 4.5; гемоглобина – 6.8; уреазы – 5.0; цитохрома с – 10.65. 4. При нагревании раствора фермента со временем он постепенно утрачивает каталитическую активность. Это обусловлено разворачиванием молекулы нативного фермента, которая по мере возрастания ее тепловой энергии принимает конформацию беспорядочного клубка. При инкубации раствора гексокиназы в течение 12 минут при 450С фермент теряет 50% активности, но если гексокиназа инкубируется при 450С в присутствии очень большой концентрации одного из ее субстратов – глюкозы, то она утрачивает только 3% активности. Объясните, почему тепловая денатурация гексокиназы замедляется в присутствии одного из ее субстратов. 5. Измеряли кинетику ферментативной реакции лизоцима в зависимости от концентрации муреина, были получены следующие данные:
Определите KM лизоцима и rmax. 6. Полное окисление 1 моль ацетил-КоА в цикле Кребса сопровождается высвобождением 903.84 кДж энергии. В случае сопряжения процесса окисления ацетил-КоА с окислительным фосфорилированием высвобождается 516.26 кДж свободной энергии. Рассчитайте количество энергии, акуумулированной в высокоэнергетических связях АТФ. Найдите число молей синтезированной АТФ. Определите, сколько энергии аккумулируется в АТФ от общего количества энергии, высвобождающейся при полном окислении ацетил-КоА (в %). 7. Определите каждую из следующих пар как энантиомеры, аномеры, эпимеры, диастереомеры или как альдо-кетоизомеры: а) D-эритроза и D-треоза; б) D-ксилоза и D-арабиноза; в) α-D-идоза и β-D-идоза; г) D-галактоза и D-талоза; д) D-манноза и D-фруктоза; е) α-D-глюкоза и α-L-глюкоза. 8. Какие продукты образуются при реакции D-арабинозы со следующими реагентами: а) метанолом в присутствии HCl; б) азотной кислотой при нагревании; в) избытком фенилгидразина в уксусной кислоте; г) избытком HIO4; д) бромом в воде; д) избытком уксусного ангидрида в пиридине; е) NaCN, Na2CO3, H2O. 9. Определяли коэффициенты молярного поглощения восстановленных никотинамидадениндинуклеотида и никотинамидадениндинуклеотидфосфата. Используемый препарат динуклеотида не обязательно должен быть чистым, если в ферментативной реакции участвует чистый субстрат и динуклеотид имеется в избытке. В адекватных условиях изменение поглощения обусловлено превращением такого количества динуклеотида, которое эквивалентно количеству добавленного субстрата. Были проведены следующие реакции: пировиноградная кислота + НАДН ↔ молочная кислота + НАД+ ацетальдегид + НАДН ↔ этанол + НАД+ D-изолимонная кислота+НАДФ+ ↔ α-оксоглутаровая кислота + + НАДФН + СО2 В выбранных условиях реакции протекали слева направо практически до конца. Лактатдигедрогеназа из мышц кролика реагирует также и с НАДФ (однако со значительно меньшей скоростью), и этот динуклеотид был исследован в системе с пируватом. Опыты проведены в кювете (1 см), регистрировали поглощение при 340 нм. При этом были получены следующие данные:
*С поправкой на разбавление, вызванное добавлением субстрата. Рассчитайте молярный коэффициент поглощения восстановленного никотинамидадениндинуклеотида для каждого эксперимента. 10. Поглощение глицил-L-тирозина измерено при 295 нм при различных значениях pH (250С, ионная сила 0.16).
Укажите структурные особенности дипептида, которые обуславливают подобное поведение, и рассчитайте рКа для глицил-L-тирозина. Вариант №9
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах 2-аминомасляной кислоты, γ-карбоксилглутаминовой кислоты и норлейцина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Тетрапептид содержит аланин, лизин, пролин и валин. В результате реакции тетрапептида с динитрофторбензолом и последующего гидролиза ДНФ-пептида раствором соляной кислоты (6 моль/л) был получен ДНФ-аланин. Гидролиз тетрапептида трипсином дает два соединения, одно из которых окрашивается нингидрином в сине-фиолетовый, а другое – в желтый цвет. Какова первичная структура тетрапептида? 3. Используя обозначения: К – катод, А – анод, С – линия старта, укажите направление перемещения при электрофорезе следующих белков (с учетом того, что изоэлектрическая точка тропомиозина составляет 5.1, гемоглобина – 6.8 и рибонуклеазы – 9.45, соответственно): а) тропомиозин – в буферной системе с рН 5.1; б) гемоглобин – рН 4.8; в) рибонуклеаза – рН 4.2; 9.5 и 11.3. 4. При определении каталитической активности пептидазы, выделенной из тонкого кишечника, гидролизующей дипептид глицилглицин по реакции: Gly–Gly + H2O → 2Gly, были получены следующие экспериментальные данные:
По этим данным определите графическим путем величины KM и rmax для этого препарата фермента. 5. Как известно, многие ферменты необратимо ингибируются ионами тяжелых металлов, такими, как Mg2+, Cu2+ или Ag+, которые могут взаимодействовать с важными для активности фермента сульфгидрильными группами с образованием меркаптидов: Е–SH + Ag+ → Е–S–Ag + H+. Сродство ионов Ag+ к сульфгидрильным группам столь велико, что эти ионы можно использовать для количественного титрования - SH-групп. К 10 мл раствора, содержащего 1 мг/мл чистого фермента, добавили такое количество AgNO3, которое достаточно для полной инактивации фермента. Для этого потребовалось 0.342 мкмоль AgNO3. Рассчитайте минимальную молекулярную массу фермента. Почему значение молекулярной массы, полученное таким путем, будет минимальным? 6. Исследовано влияние ряда соединений на активность кристаллической карбоксипептидазы в опытах по гидролизу L-карбобензоксиглицил-L-фенилаланина. Полученные данные приведены в таблице:
Определите тип ингибирования. 7. В аэробных условиях окисление 1 моль пирувата до ацетил-КоА сопровождается высвобождением 259.56 кДж свободной энергии. Тот же процесс с участием системы дыхательных ферментов в митохондриях сопровождается высвобождением 165.06 кДж свободной энергии в расчете на 1 моль пирувата и сопряженным синтезом АТФ. Рассчитайте процент аккумулированной в АТФ энергии. 8. Почти 30% веса кокона жука-паразита Larinus maculatus приходится на долю углевода трегалозы. При кислотном гидролизе трегалозы образуется только D-глюкоза. Если трегалозу подвергнуть исчерпывающему метилированию (т. е. все ОН-группы превратить в –ОСН3), а затем провести кислотный гидролиз, то образуется только один продукт – 2,3,4,6-тетраметилглюкоза. Каково строение трегалозы? Докажите, что предложенная Вами структура соответствует описанным выше экспериментальным данным. 9. Внутриклеточная концентрация К+ в мышце составляет 150 м-экв/л, а в плазме крови – только 5 м-экв/л. Каков расход свободной энергии при транспорте 1 г-иона К+ из плазмы крови во внутриклеточную жидкость мышцы при 370С? 10. Коэффициент молярного поглощения восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН) при 340 нм равен 6.22·103. Пробу 3 мл раствора, содержащего 0.2 мкмоля НАДФН, поместили в кювету с толщиной поглощающего слоя 1.05 см. Рассчитайте процент светопропускания этой пробы.
Вариант №10
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах 3-йодотирозина, норвалина и 5-аминолевулиновой кислоты. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. В гидролизате пептида найдены аланин, валин, глутамат, фенилаланин, тирозин, глицин, лизин, лейцин, метионин и NH3. При обработке пептида по методу Сэнгера выявлен ДНФ-аланин, карбоксипептидазой – глицин. В триптическом гидролизате обнаружено два пептида: первый состоит из вал, ала, гли, лиз, фен. Второй состоит из мет, гли, лей, тир, а при обработке по Сэнгеру дает ДНФ-лейцин. В химотриптическом гидролизате найдено три пептида: первый содержит мет, гли; второй – вал, ала, фен, глн; третий – лей, тир, лиз. Выведите на основании всей совокупности данных первичную структуру исходного пептида. 4. Содержание меди в гемоцианине, выделенном из разных видов животных, таково: рак – 0.32%, омар – 0.34%, осьминог – 0.38%, улитка – 0.29%, мечехвост – 0.173%. Рассчитайте и сравните минимальные молекулярные массы гемоцианинов разного происхождения. 5. Измеряли кинетику ферментативной реакции в зависимости от концентрации субстрата в присутствии или в отсутствие ингибитора. Были получены следующие данные:
а) Чему равны rmax и KМ в отсутствие ингибитора и в присутствии его? б) Каков тип ингибирования? в) Чему равна константа связывания ингибитора? г) Если [S] = 1·10–5 моль/л и [I] = 2·10–5 моль/л, то какова доля молекул фермента, связавших субстрат; связавших ингибитор? 6. Как известно, уравнение Михаэлиса-Ментен описывает связь между скоростью ферментативной реакции и концентрацией субстрата. Рассчитайте: а) при какой концентрации субстрата фермент, для которого максимальная скорость превращения субстрата составляет 30 мкмоль/(мин·мг), а величина КМ равна 0.005 моль/л, будет работать со скоростью, равной максимальной? б) определите, какую долю rmax будет составлять скорость реакции при концентрациях субстрата, равных КМ, 2КМ и 10КМ. 7. Рассчитайте кислотное число масла, если навеска его составляла 0.2521 г, а на титрование было затрачено 1.2 мл 0.1 н. раствора КОН. 8. Экстракты клеток Е. coli содержат ферменты аспартазу и фумаратгидратазу, которые катализируют нижеследующие реакции при рН = 7.4 и 370С: Фумарат2– + NH4+ = Аспартат2–; ΔG10 = –15.565 кДж/моль Фумарат2– + Н2О = Малат2–; ΔG20 = –2.929 кДж/моль Каковы изменения свободной энергии и константы равновесия реакции образования аспартата из малата и иона аммония при рН = 7.4 и 370С? Какой будет равновесная концентрация аспартата, если к экстракту добавить 0.1 моль/л малата и 1.0 моль/л NH4+. 9. Степень разветвленности [число гликозидных α-(1-6)-связей] в молекуле амилопектина можно определить следующим образом. Навеску амилопектина сначала подвергают исчерпывающему метилированию, в результате которого все атомы водорода в гидроксильных группах замещаются на метильные группы. Далее все гликозидные связи подвергают кислотному гидролизу, после чего определяют количество остатков 2,3-диметилглюкозы. а) Объясните, на чем основан этот способ количественного определения точек ветвления в молекуле амилопектина. Что происходит с остатками глюкозы в неразветвленных участках амилопектина во время этой процедуры? б) В результате обработки 258 мг амилопектина описанным выше способом образовалось 12.4 мг 2,3-диметилглюкозы. Определите, сколько глюкозы (в процентах) в амилопектине находится в местах α-(1-6)-связей.
10. Определяли период полураспада сывороточного альбумина кролика. Кролику весом 2 кг. ввели внутривенно 2 мл 2%-ного (масса/объём) раствора альбумина, меченного 131I, с активностью 0.5 мкКи/мг белка. Затем отбирали пробы сыворотки и определяли активность альбумина. Были получены следующие данные:
Эффективность счёта составляла 30%; период полураспада 131I 8.04 сут. Рассчитайте: а) регистрируемую активность (отсчёт/мин) введённого препарата; б) используйте эту величину для определения периода полуобновления сывороточного альбумина у кролика. Вариант №11
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах гипотуарина, 2,4-диаминомасляной кислоты и L-1-метилгистидина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Напишите структурную формулу следующего пептида: Гли-Гли-Про-Три-Мет(Глу)5-Ала-Тир-Гли-Три-Мет-Асп-Фен
Укажите, какие соединения получатся при действии на него бромциана, учитывая, что последний расщепляет пептидную связь, образованную метионином, превращая метионин в гомосеринлактон. 3. Определите минимальную молекулярную массу гемоглобина свиньи, если концентрация железа 0.4%, серы – 0.48%. 4. Молярная масса гемоглобина составляет 67000 г/моль. Среднее содержание гемоглобина в эритроцитах крови – 15 г на 100 мл. Определите молярную концентрацию гемоглобина (с, моль/л) в крови. 5. Декарбоксилирование глиоксилата митохондриями ингибируется малонатом. При кинетическом исследовании были получены следующие результаты:
Определите, является ли малонат конкурентным ингибитором? 6. Мышечный фермент лактатдегидрогеназа катализирует реакцию: Пируват + НАДН + Н+ → Лактат + НАД+ В отличие от НAД+ раствор НAДH поглощает свет при 340 нм. Это свойство используется для определения концентрации НAДH в растворе путем измерения поглощения раствора при 340 нм с помощью спектрофотометра. Объясните, как эти свойства НAДH можно использовать для количественного определения лактатдегидрогеназы. 7. Рассчитайте йодное число масла, если навеска масла составляла 0.375 г, а на контрольное титрование было израсходовано 5.8 мл 0.1 н. раствора гипосульфита и 3.8 мл – в опыте. 8. При определении константы равновесия ферментативной реакции: Глиоксилат– + Сукцинат2– = Изоцитрат3–, получены следующие данные (концентрация выражена в млмоль/л при 270С и рН = 7.6):
Рассчитайте среднее значение константы равновесия и определите изменение стандартной свободной энергии в процессе синтеза изоцитрата. Сравните влияние реагентов на синтез изоцитрата (в %) при исходных концентрациях: а) 1 млмоль/л; б) 1 моль/л. Прокомментируйте полученные данные. 9. Стебли тропической травы бамбука при оптимальных условиях могут расти феноменально быстро – до 30 см в день. Рассчитайте, сколько сахарных остатков в секунду должно ферментативно присоединяться к растущим целлюлозным цепям при такой скорости роста, если принять, что стебли бамбука почти целиком состоят из целлюлозных волокон, ориентированных по направлению роста. Длина каждого остатка D-глюкозы в молекуле целлюлозы составляет около 0.45 нм. 10. Содержание пальмитиновой кислоты в смеси жирных кислот, полученной из жировой ткани печени, определяли с помощью метода изотопного разведения. Дейтеропальмитиновую кислоту добавляли к смеси, а затем выделяли чистую пальмитиновую кислоту и определяли её изотопный состав на масс-спектрометре. Результаты двух экспериментов приведены ниже:
Рассчитайте количество пальмитиновой кислоты в смеси по данным каждого из экспериментов. Различием молекулярных масс пальмитиновой и дейтеропальмитиновой кислот можно пренебречь. Вариант №12
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах изолейцина, норадреналина и гомоцистина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Напишите структурную формулу пентапептида следующего строения: Цис–Арг–Фен–Глу–Три. а) Обозначьте N - и С-концы пептида. б) Отметьте регулярно повторяющиеся группы, образующие пептидный остов и радикалы аминокислот. в) Какие из изученных Вами качественных цветных реакций будут положительны с данным пептидом? 3. Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами лизина и аргинина. Например, приведенный ниже пептид H3N+-gly-phe-arg-ala-ala-tyr-leu-phe-his-pro-lys-gly-trp-glu-ile-asp-phe-COO– после действия трипсина распадается на следующие пептиды: H3N+-gly-phe-arg-COO– H3N+-ala-ala-tyr-leu-phe-his-pro-lys-COO– H3N+-gly-trp-glu-ile-asp-phe-COO– Гемоглобин был подвергнут восстановлению дисульфидных связей и алкилированию, а после этого полному гидролизу под действием трипсина. Из скольких остатков аминокислот (в среднем) будут состоять продукты гидролиза? 4. Измеряли кинетику ферментативной реакции в зависимости от концентрации субстрата в присутствии или в отсутствие ингибитора (I). Получены следующие данные:
а) Чему равны rmax и KM в отсутствие ингибитора? В присутствии его? б) К какому типу ингибирования относится данный случай? в) Чему равна константа связывания ингибитора? г) Если [S] = 1·10–5 моль/л и [I] = 2·10–3 моль/л, то какова доля молекул фермента, связавших субстрат? Связавших ингибитор? д) Если [S] = 3·10–5 моль/л, то какова доля молекул фермента, связавших субстрат в присутствии 2·10–3 моль/л ингибитора и в отсутствие его? Сравните соотношение полученных величин с соотношением скоростей реакции при тех же условиях. 5. Коэффициент молярного поглощения комплекса молекулярного включения гликоген – йод при 450 нм имеет величину, равную 0.200. Определите концентрацию гликогена в растворе, если комплекс гликоген – йод имеет оптическую плотность 0.380 (толщина кюветы 3 см). 6. Рассчитайте содержание йода в молекуле тироксина и определите суточную потребность в нем, если известно, что суточная потребность в тироксине составляет 0.33 мг. 7. При определении константы равновесия реакции: НАД+ + НАДФН = НАДН + НАДФ+, катализируемой трансгидрогеназой, при 370С были получены следующие данные (реакция длилась 40 мин):
Определите константы равновесия реакций в обоих направлениях при различных значениях рН и прокомментируйте согласуемость полученных значений. 8. Здоровый взрослый человек весом 70 кг должен ежедневно получать с пищей 2000 ккал. Пищевые вещества расщепляются в результате метаболизма, высвобождающаяся при этом свободная энергия используется для синтеза ATФ, который затем расходуется на выполнение ежедневной работы организма. Вычислите количество ATФ (в единицах массы), утилизируемого за сутки организмом взрослого человека, если принять, что эффективность превращения заключенной в пище энергии в энергию ATФ равна 50%. Какой процент от веса тела составляет это количество ATФ? 9. Дисахарид лактоза, состоящий из галактозы и глюкозы, может существовать в двух аномерных формах, для обозначения которых используют буквы α и β. Данные аномеры значительно различаются по свойствам. Например, β-аномер слаще на вкус, чем α-аномер. Кроме того, β-аномер обладает лучшей растворимостью, чем α-аномер; из-за этого при длительном хранении мороженого в морозильнике может произойти кристаллизация α-аномера, и тогда мороженое становится рассыпчатым. а) Нарисуйте проекционные формулы Хеуорса двух аномерных форм лактозы. б) Нарисуйте проекционные формулы Хеуорса для всех веществ, образующихся в результате гидролиза α-аномера до галактозы и глюкозы. Проделайте то же самое для β-аномера. 10. Было показано, что глицин является специфическим предшественником гема, находящегося в эритроцитах. Шемин принималс пищей в течение 3 дней глицин, меченный 15N; затем в течение нескольких месяцев определяли содержание изотопа в гемоглобине, выделенном из эритроцитов. Были получены следующие данные:
Постройте соответствующий график. Объясните наблюдаемое изменение содержания изотопа в геме. Вариант №13
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах 2-аминоизомасляной кислоты, валина и лизина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. Определите последовательность аминокислот в тетрапептиде, используя следующие данные: а) при анализе N-концевой аминокислоты и аминокислотного состава пептида получено: Асп-(Про, Тир, Мет); б) после гидролиза бромистым цианом, который расщепляет связи с участием карбоксильной группы метионина, образуется трипептид, содержащий Тир, Мет, Асп. 4. В таблице представлены данные, характеризующие зависимость скорости ферментативной реакции (r) от концентрации субстрата (сS):
Используя данные таблицы, нарисуйте график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата. Найдите приблизительное значение rmax и KM. 5. Водный раствор нейтрального полисахарида (0.5 г в 100 мл) имеет осмотическое давление 25.82 м рт. ст. при 250С. Вычислите молекулярную массу этого полисахарида. 6. Содержание адреналина в мозговом слое надпочечников человека составляет 0.05% от массы надпочечников. Рассчитайте количество адреналина в надпочечниках, если известно, что содержание норадреналина в надпочечниках равно 0.005%, что составляет 0.5 мг. 7. При изучении ферментативной реакции: L-глутамат + Оксалоацетат = 2-оксоглутарат + L-аспартат, Были определены концентрации компонентов в конце инкубации при 250С, которая в опытах имела различную продолжительность:
Определите, достигается ли равновесие за время инкубации. 8. В работающей скелетной мышце при анаэробных условиях глицеральдегид-3-фосфат превращается в лактат (вторая стадия гликолиза). Напишите уравнения химического баланса для последовательности реакций в этом процессе и укажите изменения стандартной свободной энергии для каждой из реакций. Напишите суммарное уравнение для второй стадии гликолиза и укажите суммарное изменение стандартной свободной энергии для этой стадии. 9. Рассчитайте, во что обходится организму хранение глюкозы в форме гликогена. Для этого напишите ряд последовательных реакций и суммарную реакцию, которые позволят определить число молекул АТФ, расходуемых на превращение цитоплазматического глюкозо-6-фосфата в гликоген и гликогена обратно в глюкозо-6-фосфат. Какую часть это число составит от максимального числа молекул АТФ, образующегося при полном расщеплении глюкозо-6-фосфата? 10. Для исследования природы взаимодействия между лизоцимоном из белка куриного яйца и β-метил-N-ацетил-D-глюкозамином был применён метод ЯМР. Регистрировали химический сдвиг протонов ацетамидной группы лиганда в зависимости от его концентрации (концентрация белка 3·10–3 моль/л при 200С). При снижении концентрации лиганда наблюдали увеличение химического сдвига указанных протонов ацетамидной группы по сравнению с соответствующим параметром для свободного лиганда. На основании приведённых ниже данных рассчитайте константу равновесия Кдисс процесса диссоциации и химический сдвиг для связанного лиганда, используя формулу
где [S0] – общая концентрация лиганда, [E0] – концентрация фермента, δнабл – наблюдаемый химический сдвиг (по отношению к свободному лиганду ), Δ – химический сдвиг связанного лиганда.
а) Можно ли сделать на основании этой информации какое-либо заключение о связывающем участке фермента? б) При каком допущении уравнение (1) является справедливым? Адекватно ли это уравнение для анализа приведённых выше экспериментальных данных? в) Если известно, что эксперимент проведён на ЯМР-спектрометре с рабочей частотой 100 МГц, выразите Δ в "миллионных долях", а не в циклах в секунду. г) Можете ли Вы указать другой путь получения информации о константе диссоциации по результатам эксперимента приведённого выше типа? д) Если Кдисс = 1.7·10–2 М при 300С, какова величина ΔН0 реакции диссоциации? lnX=2/303lgX, R = 8.314 Дж/(моль·Т). Вариант №14
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах дофамина, креатинина и 2-аминоадипиновой кислоты. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. Дана смесь белков:
Предложите методы, которые можно использовать для разделения белков. 4. Рассчитайте молярную активность и активность в каталах пируваткарбоксилазы, если в растворе, содержащем 0.003 мкмоль фермента, обнаружено 1.2·103 МЕ его активности. 5. На основании экспериментальных данных, полученных двумя независимыми методами, рассчитайте теплоту мутаротации твердой α-D-глюкозы в β-D-глюкозу: а) теплоты сгорания твердых α-D-глюкозы и β-D-глюкозы равны, соответственно, –2801.5 и –2807.8 кДж/моль; б) теплоты растворения α-D-глюкозы и β-D-глюкозы равны, соответственно, 10.716 и 4.680 кДж/моль, а теплота мутаротации в водном растворе –1.162 кДж/моль. 6. Рассчитайте процентное содержание кислорода в молекуле 17β-эстрадиола и в молекуле тестостерона. Какой из названных гормонов является более окисленным соединением? 7. Константа равновесия реакции, катализируемой ферментом аконитатгидратазой, была определена экспериментально при 25 и 380С. При рН = 7.4 были получены следующие равновесные концентрации трикарбоновых кислот, %:
Рассчитайте константы равновесия. Обсудите влияние температуры на равновесия в цикле трикабоновых кислот. 8. Небольшое количество меченного радиоактивным углеродом субстрата (импульсная метка) инкубируют с дрожжевым экстрактом в строго анаэробных условиях в течение времени, достаточного для того, чтобы каждый из промежуточных продуктов данного метаболического пути успел включить метку. Затем метку "прогоняют" по всему пути, добавляя избыток немеченого субстрата. Это делают для того, чтобы предотвратить участие меченых продуктов в обратных реакциях и отвлечение их на другие метаболические пути. В каком положении обнаруживается метка в продукте брожения – этаноле, если субстратом служит глюкоза, меченная 14С по положению 1? Почему? В каком положении должна находиться метка в исходной молекуле глюкозы для того, чтобы вся радиоактивность 14С обнаруживалась в виде 14СО2, выделяющейся при спиртовом брожении? Поясните свой ответ.
9. В первой обходной реакции глюконеогенеза – превращении пирувата в фосфоенолпируват – сначала под действием пируваткарбоксилазы пируват карбоксилируется с образованием оксалоацетата, а затем оксалоацетат декарбоксилируется до фосфоенолпирувата в реакции, катализируемой фосфоенол-пируват-карбоксикиназой. Поскольку за присоединением СО2 непосредственно следует ее отщепление, можно было бы думать, что 14С из 14СО2 не будет включаться в фосфоенолпируват и глюкозу, равно как и в любой другой из промежуточных продуктов глюконеогенеза. Однако известно, что если срезы печени крысы синтезируют глюкозу в присутствии 14СО2, то 14С хотя и не сразу, но все же обнаруживается в фосфоенолпирувате и в 3-м и 4-м углеродных атомах глюкозы. Каким образом метка попадает в фосфоенолпируват и в 3-й и 4-й углеродные атомы глюкозы? Имейте в виду, что если глюконеогенез происходит в присутствии 14СО2, то некоторые четырехуглеродные промежуточные продукты цикла лимонной кислоты тоже оказываются мечеными. 10. Спектры поглощения растворов (в 0.75 М растворе NaOH) 2,4-динитрофенилгидразонов, полученных из эквимолярных количеств пировиноградной и α-оксоглутаровой кислот, имеют изобестическую точку при 431 нм. Это обстоятельство можно использовать для анализа смесей двух кетокислот. 2,4-Динитрофенилгидразоны были получены в щелочном растворе и величины поглощения измерены при 431 нм, а также при 390 нм (при этой длине волны поглощения рассматриваемых кетокислот сильно различается). При калибровке измерено поглощение при 431 нм растворов каждой из кетокислот при различных концентрациях:
Кроме того, для смесей (различного состава) кетокислот измерено поглощение при 390 и 431 нм. Полученные данные приведены ниже:
а) Постройте необходимые калибровочные кривые и определите суммарное количество кетокислот, которое было использовано в эксперименте, приведённом в табл. 2. б) При анализе растворов (объём 2 мл ) смесей обеих кислот были получены следующие данные:
Определите молярную концентрацию α-оксоглутаровой кислоты в каждом растворе. Вариант №15
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах аргинина, креатина и орнитина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. Дана смесь белков:
Предложите методы разделения белков и укажите последовательность их выделения из смеси. 4. Рассчитайте активность в МЕ, каталах, а также удельную активность лактатдегидрогеназы, катализирующей реакцию: Пируват + НАДН + Н+ = Лактат + НАД+, если за 5 с 10 мг лактатдегидрогеназы вызывает превращение 80 мкмоль пирувата. 5. Водный раствор смеси α- и β-D-глюкозы в равновесном состоянии имеет удельное вращение [α]D25 = +52.70. Удельное вращение [α]D25 для α-D-глюкозы равно +1120, а для β-D-глюкозы +18.70. Рассчитайте соотношение (%) α- и β-D-глюкозы в растворе в равновесном состоянии. 6. В надпочечниках за сутки образуется 0.35 мг альдостерона, что составляет 1.5% от суммарного количества кортикостероидов. Рассчитайте количество кортикостерона и 17-оксикортикостерона, если известно, что содержание их от суммарного количества кортикостероидов составляет 75%. 7. При изучении равновесия ферментативной реакции: Пируват2–- + СО2 + НАДФН = L-малат2- + НАДФ+ при рН 7.3 и 230С были получены следующие данные (·103 моль/л):
Приведенные в таблице (Н2СО3) – суммарные концентрации свободного СО2 в растворе. Определите кажущиеся константы равновесия и найдите среднее значение (изменениями концентраций пирувата и СО2 в данных опытах можно пренебречь, поскольку они значительно превышают концентрации НАДФ+ и малата. 8. При 250С и давлении 1 атм стандартная свободная энергия образования твердой α-D-глюкозы равна –902.907 кДж/моль. ΔGf0 газообразного СО2 и жидкой воды равны –395.179 и –237.191 кДж/моль, соответственно. Определите стандартную свободную энергию сгорания глюкозы при указанных условиях. 9. Никотинамидные коферменты могут вступать в обратимые окислительно-восстановительные реакции со специфичными субстратами в присутствии соответствующих дегидрогеназ. Для каждой из приведенных ниже реакций укажите, окисляется, восстанавливается субстрат или не меняет степень окисления. Напишите уравнения химического баланса, указав требуемые количества НAД+, НAДH, H+ и Н2О. Задача состоит в том, чтобы распознать, нужен ли для той или иной реакции кофермент. а) этанол → ацетальдегид; б) 3-фосфоглицероилфосфат → глицеральдегид-3-фосфат; в) пируват → ацетальдегид; г) пируват → ацетат; д) оксалоацетат → малат. 10. Если в суспензию анаэробных клеток, потребляющих глюкозу с большой скоростью, ввести кислород, то клетки начнут его поглощать и уровень потребления глюкозы резко понизится. Одновременно с этим прекратится накопление лактата. Этот эффект, характерный для клеток, способных и к аэробному, и к анаэробному потреблению глюкозы, впервые наблюдал Луи Пастер, и потому он был назван эффектом Пастера. а) Почему при введении в клеточную суспензию кислорода прекращается накопление лактата? б) Почему в присутствии кислорода снижается скорость потребления глюкозы? в) Каким образом после начавшегося потребления кислорода понижается скорость потребления глюкозы? Объясните это, исходя из селективного действия ферментов. Вариант №16
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах метионина, кадаверина и аспарагиновой кислоты. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. Смесь, содержащую белки А, В и С с молекулярными массами, равными соответственно ,и, анализировали методом гель-фильтрации. Гранулы набухшего геля проницаемы для белков с молекулярной массой меньшеКакой из графиков правильно отражает результаты фракционирования? Укажите порядок выхода белков А, В и С с колонки.
4. При гидролизе этилового эфира бензоил-L-аргинина протеолитическим ферментом фицином были измерены начальные скорости реакции при различных значениях рН и ряде концентраций субстрата (скорость выражена в мкмоль эфира, гидролизованного за 1 мин):
Рассчитайте значения констант Михаэлиса и максимальных скоростей для каждого значения рН и на основании полученных данных сделайте заключение о механизме действия фермента. 5. Водный раствор глюкозы, помещенный в трубку поляриметра длиной 10 см при 200С, вращает плоскость поляризованного света на величину +6.320. Рассчитайте молярную концентрацию этого раствора, если [α]D20 для глюкозы равно +52.70. 6. Раствор ДНК, выделенной из кишечной палочки, имеет оптическую плотность 0.793 при 260 нм (рН 4.5, толщина кюветы составляет 1 см). Коэффициент молярного поглощения равен 197. Вычислите концентрацию ДНК ив растворе и выразите ее в миллиграммах на 1 мл раствора. 7. Ферментативный синтез лимонной кислоты изучали спектрофотометрическим методом, сопрягая следующие реакции: Ацетил-КоА + Оксалоацетат2– + Н2О = Цитрат3– + КоА + Н+ L-малат + НАД+ = Оксалоацетат2– + НАДН + Н+ Суммарная реакция имеет вид: L-малат + Ацетил-КоА + НАД+ + Н2О = = Цитрат3– + КоА + НАДН + 2Н+ Регистрируя восстановление НАД+, можно определить константу равновесия суммарной реакции. Это осуществлялось путем измерения отношения концентраций НАД+ и НАДН при различных отношениях концентраций малата и цитрата и при постоянной исходной концентрации ацетил-КоА; концентрации ферментов в реакциях (1) и (2) во всех опытах были одинаковы. При рН 7.2 и 220С были получены следующие равновесные концентрации (·103 моль/л):
По приведенным данным рассчитайте кажушуюся константу равновесия суммарной реакции. Концентрацию воды примите равной 55.5 моль/л. Найдите кажущуюся константу равновесия реакции синтеза цитрата при рН 7.2 и 220С, учитывая, что кажущаяся константа равновесия реакции (2) при этих же условиях равна 2.33·10–5. Рассчитайте изменение стандартной свободной энергии в реакции (1). 8. Гексокиназу инкубировали при рН 6.0 в растворе, содержащем глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф) и АДФ. В состоянии равновесия были определены следующие концентрации, ммоль/л: Г-6-Ф – 7.0; АДФ – 4.0; глюкоза и АТФ по 0.26. Рассчитайте изменение свободной энергии для гексокиназной реакции при рН 6.0, приняв коэффициенты активности, равными единице. Опыт был проведен при 250С. 9. Биохимическая стратегия живых организмов заключается в постадийном окислении органических соединений до двуокиси углерода и воды. Освобождающаяся при этом энергия запасается в форме АТФ. Укажите, окисление или восстановление происходит в каждом из приведенных ниже метаболических превращений. Напишите уравнения химического баланса, добавив недостающие реагенты: а) метанол → формальдегид; б) формальдегид → муравьиная кислота; в) глицериновая кислота → глицеральдегид; г) глицерол → дигидроксиацетон; д) сукцинат → фумарат; е) пируват → ацетат. 10. В нормальных митохондриях скорость переноса электронов строго согласована с потребностью в АТФ. Поэтому если скорость использования АТФ сравнительно невелика, то соответственно небольшой оказывается и скорость переноса электронов. Если же АТФ расходуется с большой скоростью, то скорость переноса электронов тоже бывает высокой. В подобных условиях (при тесном сопряжении этих двух процессов) отношение Р/О, т. е. число образовавшихся молекул АТФ в расчете на один атом потребленного кислорода, когда донором электронов служит НAДH, равно приблизительно 3. а) Как должна влиять относительно низкая и относительно высокая концентрация разобщающего агента на скорость переноса электронов и на величину Р/О? б) Прием внутрь разобщающих агентов вызывает обильное потоотделение и повышение температуры тела. Дайте этому феномену объяснение на молекулярном уровне. Как изменяется отношение P/O в присутствии разобщающих агентов? в) 2,4-динитрофенол, который является разобщающим агентом, пытались одно время использовать для борьбы с ожирением. На чем в принципе может быть основано подобное его действие? Как объяснить случаи, когда прием разобщающих агентов приводил к летальному исходу? Вариант №17
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах антраниловой кислоты, цис-урокановой кислоты и L-3-метилгистидина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. Методами седиментации и диффузии для альбумина человека определены следующие коэффициенты: S20 = 4.24×10–13 c, D20= 6.32×10–7 см2/с. Парциальный удельный объем альбумина 0.733 см3/г, плотность воды при 200С составляет 0.9982 г/см3. Рассчитайте молекулярную массу альбумина. 4. В опыте по определению сродства тропинэстеразы к субстрату атропинсульфату ход реакции регистрировали, измеряя объем СО2, выделяющегося в гидрокарбонатном буфере при образовании кислоты в результате гидролиза атропинсульфата. Реакцию проводили при 280С и рН = 7.4 в течение 2 часов.
Определите константу Михаэлиса для тропинэстеразы. 5. Содержание меди (%) в гемоцианинах, выделенных из разных источников, следующее: Cancer 0.32; Homarus 0.34; Octopus vulgaris 0.38; Нelix pomatia 0.29; Limilus polyphemus 0.173. Сравните минимальные молекулярные массы этих гемоцианинов различного происхождения. 6. Температура плавления ДНК, выделенной из проростков пшеницы, равна 900С. Рассчитайте содержание ГЦ - и АТ-пар в процентах в этой ДНК (данные о зависимости Тпл от содержания ГЦ-пар в ДНК см. в предыдущей задаче – в последующем варианте). 7. Малатдегидрогеназа катализирует следующую обратимую реакцию: L-малат2– + НАД+ = Оксалоацетат2– + НАДН + Н+. При 250С были получены следующие значения равновесных концентраций при различных значениях рН, моль/л:
Рассчитайте константу равновесия при каждом значении рН и прокомментируйте влияние рН на ее величину. Коэффициенты активности во всех случаях примите равными единице. Определите изменение стандартной свободной энергии в данной реакции. 8. В цикле лимонной кислоты для расщепления ацетил-КоА используются восемь ферментов: цитрат-синтаза, аконитаза, изоцитратдегидрогеназа, α-кетоглутаратдегидрогеназа, сукцинил-КоА-синтетаза, сукцинатдегидрогеназа, фумараза и малатдегидрогеназа. Напишите уравнение химического баланса для реакций, катализируемых каждым из этих ферментов. Какой кофактор (ы) необходим для каждой из этих реакций? Для каждого из ферментов укажите, к какому из перечисленных ниже типов принадлежит катализируемая им реакция: конденсация (образование углерод-углеродной связи); дегидратация (отщепление воды); гидратация (присоединение воды); декарбоксилирование (отщепление СО2); окисление-восстановление; фосфорилирование на уровне субстрата; изомеризация. Напишите суммарное уравнение химического баланса для превращения ацетил-СоА в двуокись углерода. 9. Рассчитайте константу равновесия и изменение свободной энергии для реакции взаимопревращения глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат, катализируемого ферментом фосфоглюкомутазой, если равновесная смесь при 380С содержит 5.4% глюкозо-1-фосфата. 10. Ниже указаны четыре субстрата. Рассчитайте число молекул АТФ, образующихся при полном окислительном расщеплении одной молекулы каждого их этих субстратов до СО2 и Н2О. а) Фруктозо-6-фосфат. в) Глицеральдегид-3-фосфат. б) Ацетил-КоА. г) Сахароза. Вариант №18
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах транс-урокановой кислоты, β-аланина и аспарагина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицинглицина при 250С (рКа1 = 3.06; рКа2 = 8.13 при 250С). 3. С помощью графического метода рассчитайте молекулярную массу некоторого белка на основании следующих данных, полученных при 270С:
4. Исследовано влияние ряда соединений на активность кристаллической карбоксипептидазы в опытах по гидролизу L-карбобензоксиглицил-L-фенилаланина. Полученные данные приведены в таблице:
Определите тип ингибирования. 5. Цитохром с содержит 0.426% железа. Рассчитайте минимальную молекулярную массу этого белка. 6. Температура плавления ДНК линейно зависит от содержания ГЦ-пар в ее составе, и эта зависимость имеет вид: Тпл = 69.3 = 0.41А, где А – содержание ГЦ-пар (%). Рассчитайте температуру плавления образцов ДНК в стандартных солевых растворах, выделенных из различных бактерий, содержание ГЦ-пар в которых соответственно равно: а) 37.6; б) 47.6; в) 55.9; г) 61.0; д) 71.2. 7. При политермическом изучении равновесия в реакции, катализируемой фумаразой: Фумарат2– + Н2О = Малат2– были получены следующие данные:
C помощью графического метода определите изменение энтальпии при гидратации фумарата и изменение стандартной свободной энергии в этом процессе при 25 и 380С. 8. В процессе фотосинтеза на световую стадию фотолиза и темновую реакцию конденсации 1 моля СО2 расходуется 478.8 кДж, а на световую реакцию синтеза 1 моля АТФ из АДФ и неорганического фосфата ~31.5 кДж энергии света. Рассчитайте коэффициент полезного действия использования световой энергии непосредственно на синтетические реакции, если известно, что на каждом этапе исходное количество световой энергии составляет 881 кДж. 9. Изотопные методы дают возможность определить, какая часть катаболизма глюкозы в данной клетке или в данной ткани идет по гликолитическому, а какая – по пентозофосфатному пути. Клетки делят на две порции: одну инкубируют с 1- 14С-глюкозой, а другую - с 6- 14С-глюкозой. После этого сравнивают начальные скорости появления 14С в СО2 , образующейся в результате окисления глюкозы, у этих двух вариантов. Объясните, в чем заключается химический смысл такого подхода. Какими должны быть относительные начальные скорости образования 14СО2 в клетках печени, если исходить из того, что катаболизм глюкозы распределен поровну между гликолитическим и пентозофосфатным путями? 10. Клеточное дыхание изучают на препаратах изолированных митохондрий, наблюдая за изменением поглощения кислорода препаратами в зависимости от условий. Если к активно дышащим митохондриям, использующим в качестве единственного источника ''топлива'' пируват, добавить 0.01 М малоната натрия, то дыхание внезапно прекращается и накапливается один из промежуточных продуктов метаболизма. а) Какова структура накапливающегося промежуточного продукта? б) Почему он накапливается? в) Почему прекращается потребление кислорода? г) Каким способом (кроме простого удаления малоната) можно снять вызванное малонатом ингибирование? Поясните свой ответ. Вариант №19
1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах 5-гидрокситриптамина, L-глутамина и триптофана. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку аспартилглицина при 250С (рКа1 = 2.10, рКа2 = 4.53 (β–СООН), рКа3 = 9.07 при 250С). 3. Состав препарата белка соответствует 5 моль с молекулярной массойи 10 моль с молекулярной массойОпределите среднемассовую и среднечисловую молекулярные массы белка. 4. При исследовании кинетики действия амилазы на крахмал, в том числе влияния продуктов гидролиза в качестве ингибиторов, были получены следующие результаты:
Определите константу Михаэлиса фермента, максимальную скорость, установите тип ингибирования и вычислите соответствующие значения констант процесса распада комплекса фермент-ингибитор. 5. Установлено, что 1 г гемоглобина лошади связывает максимально 1.34 мл О2 при нормальных условиях. Установите стехиометрическое соотношение между связыванием кислорода и содержанием железа в гемоглобине, приняв последнее равным 0.335%. 6. В составе рибосомы клетки E. coli содержится по одной молекуле 23S, 16S и 5S РНК. Рассчитайте процентное соотношение трех видов РНК в рибосоме кишечной палочки. 7. Аспартаза катализирует следующую обратимую реакцию: Фумарат2– + NH3 = L-аспартат2–. Начальные концентрации фумарата и аммиака составляли 0.1 моль/л, в состоянии равновесия при 370С осталось 28% от исходного количества аммиака. Коэффициенты активности: f(фумарат2–) = f(аспартат2–) = 0.7; f(NH3) = 0.22. Определите изменение стандартной свободной энергии в ходе этой реакции. 8. В процессе спиртового брожения на 1 моль распавшейся глюкозы высвобождается 235.620 кДж, при гликолизе 1 моль глюкозы высвобождается 199.080 кДж. В каждом случае 58.800 кДж высвобождающейся энергии аккумулируется в высокоэнергетических связях 2 моль АТФ. Рассчитайте коэффициенты полезного действия спиртового брожения и гликолиза. 9. Глицерол, образующийся при расщеплении жиров, превращается в результате двух ферментативных реакций в промежуточный продукт гликолиза – дигидроксиацетонфосфат. Предложите возможную последовательность реакций процесса обмена глицерола. На каких известных ферментативных реакциях основаны Ваши предположения? Напишите суммарное уравнение превращения глицерола до пирувата, исходя из своих представлений.
Глицерол 10. Количество свободной энергии, необходимое для синтеза ATФ из AДФ и неорганического фосфата (Pi) при концентрациях исходных веществ и продуктов 1 моль/л (стандартное состояние), составляет 7.3 ккал/ моль. Поскольку истинные физиологические концентрации ATФ, AДФ и Pi в клетках отличаются от 1 моль/л, количество свободной энергии, необходимой для синтеза ATФ при физиологических условиях, отличается от стандартного значения. Вычислите количество свободной энергии, необходимое для синтеза ATФ в клетках печени человека при физиологических концентрациях ATФ, AДФ и Pi, равных соответственно 3.5; 1.50 и 5.0 млмоль/л. Вариант №20 1. Запишите схемы кислотно-основных равновесий в водных растворах саркозина, 3,5,3'-трийодо-L-тиронина и гомосерина. Рассчитайте изоэлектрическую точку каждой аминокислоты при 250С с использованием значений рКа, приведенных в Приложении. 2. Запишите схемы кислотно-основного равновесия и определите изоэлектрическую точку глицилтирозина при 250С (рКа1 = 2.98, рКа2 = 8.40, рКа3 = 10.40 (–ОН) при 250С). 3. В результате аминокислотного анализа белка, образованного одиночной полипептидной цепью, было установлено, что содержание лизина – 13, а аргинина – 27 остатков на 100 кг белка. После селективного гидролиза белка трипсином, гидролизующим только связи между остатками лизина и аргинина, и последующего электрофореза было обнаружено 15 индивидуальных пептидов. Определите минимальную молекулярную массу данного белка. 4. D-сериндегидратаза, коферментом которой служит пиридоксальфосфат, катализирует реакцию дезаминирования серина с образованием пировиноградной кислоты. При исследовании насыщения фермента пиридоксальфосфатом были получены следующие данные:
Определите кажущуюся константу Михаэлиса D-сериндегидратазы по отношению к пиридоксальфосфату. 5. Какое действие на сродство гемоглобина А к О2 окажут: а) 4-х кратное увеличение парциального давления СО2; б) 4-х кратное увеличение концентрации 2,3-дифосфоглицерата; в) снижение рН крови с 7.4 до 7.2; г) диссоциация гемоглобина на субъединицы? 6. Фрагменты одной цепи двойной спирали ДНК имеют следующие последовательности нуклеотидов: а) ГЦААТГГГЦТАТ; б) АЦТАГТГЦЦА; в) ГЦТЦАГГАТ. Какую последовательность нуклеотидов имеют комплементарные фрагменты второй цепи той же молекулы? 7. Рассчитайте константы равновесия при 380С для следующих реакций: а) Оксалоацетат2– + Н2О = Пируват - + НСО32–; б) Фумарат2– + Н2О = Малат2–; в) Фумарат2– + 2Н2О = Лактат - + НСО32– на основании значений стандартных свободных энергий образования реагентов в водном растворе при указанной температуре (ΔGf, кДж/моль): пируват–: –445.429; лактат–-: –493.545; НСО32–: –582.413; фумарат2–: –596.325; оксалоацетат2–: –770.795; малат2–: –834.415; Н2О: –235.141. 8. В структурном и химическом отношении арсенат сходен с фосфатом, поэтому многие ферменты, нуждающиеся в фосфате, используют также и арсенат. Однако органические производные мышьяковой кислоты менее стабильны, чем соответствующие производные фосфорной кислоты. Например, ациларсенаты легко разлагаются без участия катализаторов:
В отличие от них ацилфосфаты, например, 3-фосфоглицероилфосфат, более устойчивы и подвергаются в клетке превращениям только под действием соответствующих ферментов. Как повлияет замена фосфата арсенатом на суммарную реакцию, катализируемую глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой? Каковы последствия замены фосфата арсенатом? Для большинства организмов арсенат крайне токсичен. Чем это можно объяснить? 9. Было исследовано влияние температуры на равновесие реакции тепловой денатурации трипсина, в результате чего были получены следующие данные:
На основании приведенных данных определите тепловой эффект процесса денатурации и величину изменения энтропии в этом процессе. 10. Глюкозо-1-фосфат превращается во фруктозо-6-фосфат в двух последовательных реакциях: Глюкозо-1-фосфат → Глюкозо-6-фосфат; (ΔG0 = –1.74 ккал/моль) Глюкозо-6-фосфат → Фруктозо-6-фосфат; (ΔG0 = –0.40 ккал/моль) Вычислите константу равновесия для суммарной реакции при 250С: Глюкозо-1-фосфат → Фруктозо-6-фосфат. ПРИЛОЖЕНИЕ
Названия, химические формулы и константы ионизации биологически важных аминокислот, аминов, амидов, пептидов и их производных
рекомендуемая литература
О с н о в н а я (используется студентом в качестве основного источника при изучении материала дисциплины): Основы биохимии: в 3 т. М.: Мир, 1985. Т.1с. Биохимия: в 3 т. М.: Мир, . Т.1с. , Биологическая химия. 3-е изд-е, перераб. и доп. М.: Медицина, 20с. Биологическая химия. М.: Высш. шк., 19с. и др. Основы биохимии: в 3 т./Пер. с англ. М.: Мир, 19с. , , и др. Основы биохимии. М.: Высш. шк., 19с. 7. , Химические основы жизни. Учебное пособие; ИГХТА. Иваново, 19с. 8. , , Химические основы жизни: Учебно-методическое пособие к лекционному курсу. Иван. гос. хим-технол. ун-т; Иваново, 20с. Д о п о л н и т е л ь н а я (используется студентом для получения дополнительной информации, в качестве замены основной литературы, выполнения индивидуальных теоретических и экспериментальных работ): 9. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 19с. , Биоорганическая химия. М.: Медицина, 19с. , Биологическая химия. М.: Высш. шк. 20с. Наглядная биохимия. – М. Мир, 2000. – 496 с. , , Биохимия: Учебник. – М.: Медицина, 2000. – 168 с. Филлипович биохимии. – 4-е изд-е, перераб. и доп. – М.: Изд-во «Агар», 1998. – 512 с. Биофизическая химия: в 3 т./Пер. с англ. М.: Мир, 1984. Современная биохимия в схемах: Пер. с англ. М.: Мир, 19с. . Основы энзимологии. М.: Логос, 2002. – 128 с. и др. Справочник биохимика. М.: Мир, 19с. |
.
,
