Рабочая тетрадь к курсу «Биохимия» для студентов совместного Китайско-Российского института (стр. 4 )

Концентрация субстрата, мМ	5	10	25	50	100
Скорость образования продукта в отсутствие фенилаланина, мкмоль / мин ∙ мл	3	5	8	10	12.5
Скорость образования продукта в присутствии фенилаланина, мкмоль / мин ∙ мл	5 мМ	2.5	3.7	5.0	6.0	6.7
10 мМ	1.8	2.3	2.9	3.1	3.2

8. Фенилаланин ингибирует щелочную фосфатазу из кишечника крысы. Определите тип ингибирования, константу диссоциации фермент-ингибиторного комплекса ki из приведенных далее данных.

9. Карбомоилфосфатсинтетаза катализирует следующую реакцию:

Концентрация АТФ, мМ	1.0	0.8	0.6	0.4	0.2
Скорость образования карбомоилфосфата в отсутствие 8-азидо-АТФ, нмоль/мин	8.0	6.7	5.8	4.4	2.7
Скорость образования карбомоилфосфата в присутствии 8-азидо-АТФ, нмоль/мин	0.8 мМ	6.2	5.7	4.5	3.2	1.8
2 мМ	4.4	3.7	2.8	2.2	1.0
5 мМ	3.3	3.3	2.2	1.8	0.9

NH3 + CO2 + 2 ATP → NH2COOPO32- + 2 ADP + HPO42-

Рассчитайте величину KM для АТФ исходя из приведенных ниже данных. Реакцию, катализируемую карбомоилфосфатсинтетазой, ингибирует 8-азидо-АТФ. Определите характер ингибирования, ki для фермент-ингибиторного комплекса.

10. Салицилат ингибирует каталитическое действие глутаматдегидрогеназы. Определите путем графического анализа

Концентрация глутамата, мМ	1.5	2.0	3.0	4.0	8.0	16.0
Скорость образования продукта в отсутствие салицилата, мг/мин	0.21	0.25	0.28	0.33	0.44	0.43
Скорость образования продукта в присутствии салицилата, мг/мин	0.08	0.10	0.12	0.13	0.16	0.18

приведенных ниже данных, является ли ингибирование конкурентным или неконкурентным. Предполагается, что концентрация салицилата составляет 40 мМ и поддерживается на постоянном уровне. Вычислите также величину KM и V max для глутамата и значение константы диссоциации ферментно-субстратного комплекса ki.

ГЛАВА 3. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

3.1. ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ

3.1.1. ГЛИКОЛИЗ

Рис. 9. Гликолиз

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Установите соответствие:

гликолиз	конечный продукт
1) аэробный	а) лактат
2) анаэробный	б) NADH
	в) пируват
	г) Н2О
	д) АТФ е) ацетилСоА ж) NAD+

2. В процессе гликолиза необратимыми являются реакции образования:

а) 3-фосфоглицеральдегида;

б) фруктозо-1,6-дифосфата;

в) глюкозо-6-фосфата;

г) 1,3-дифосфоглицерата;

д) пирувата;

е) фруктозо-6-фосфата.

3. Восстановление NAD+ в процессе гликолиза происходит в реакции:

а) окисления глицеральдегид-3-фосфата;

б) образования глюкозо-6-фосфата;

в) образования 3-фосфоглицерата;

г) превращения 2-фосфоглицерата;

д) образования пирувата.

4. Декарбоксилирование пирувата при спиртовом брожении требует присутствия:

а) тиаминпирофосфата;

б) NAD+;

в) биотина;

г) СоА.

5. Что является конечным продуктом гликолиза:

а) пируват;

б) пропионат;

в) лактат;

г) пируват + лактат;

д) этанол + СО2?

6. Какой из ферментов гликолиза содержит NAD+ в качестве кофермента:

а) гликогенфосфорилаза;

б) фруктозобисфосфатальдолаза;

в) D-глицеральдегидфосфатдегидрогеназа;

г) енолаза;

д) пируваткиназа?

7. Радиоактивную глюкозу, меченную углеродом 14С в положениях 3 и 4, инкубировали в анаэробных условиях в бесклеточном гомогетате печени. В каких положениях будет содержать 14С образовавшийся лактат?

8. Напишите суммарное уравнение превращения 3-14С-фруктозо-6-фосфата в пируват в клетках печени. Какие углеродные атомы продукта будут мечеными?

9. Напишите уравнение реакции образования этанола из D-глицеральдегид-3-фосфата при спиртовом брожении. Какие ферменты принимают участие в этом процессе?

10. Напишите суммарное уравнение спиртового брожения.

11. Глюкозу, меченную 14С при С-1, инкубируют с ферментами гликолиза и необходимыми коферментами. Каково распределение 14С в образующемся пирувате? (Допустим, что взаимопревращение глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиацетонфосфата происходит очень быстро по сравнению со следующей стадией.)

12. При напряженной мышечной работе мышцы потребляют много АТФ, который образуется в процессе анаэробного гликолиза. Если бы в мышце отсутствовала лактатдегидрогеназа, могла бы мышца напряженно работать?

13. Сравните отношение NADH/NAD+ и АТФ/АДФ в сердечной мышце во время сна и при игре в футбол.

3.1.2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ПУТЬ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТА

Рис. 10. Пентозофосфатный шунт

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Укажите биологические функции пентозофосфатного пути окисления глюкозы:

а) синтез 12 молекул АТФ;

б) генерирование NADH;

в) генерирование NADPH;

г) образование рибозо-5-фосфата;

д) включение промежуточных метаболитов в гликолиз.

2. Восстановленный в пентозофосфатном шунте NADPH:

а) используется в цитозоле на восстановительные синтезы;

б) является донором водорода в цепи дыхательных ферментов митохондрий;

в) восстанавливает NAD+ до NADH;

г) восстанавливает глутатион;

д) участвует в процессах глюконеогенеза.

3. В каких тканях окисление глюкозы происходит по пентозофосфатному пути и почему?

4. В переключении пентозофосфатного пути и гликолиза регуляторную роль выполняет:

а) рибозо-5-фосфат;

б) эритрозо-4-фосфат;

в) фруктозо-6-фосфат.

5. Регуляторный фермент пентозофосфатного пути – это:

а) транскетолаза;

б) трансальдолаза;

в) глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа;

г) лактоназа.

6. Активатором регуляторного фермента пентозофосфатного пути является:

а) глюкозо-6-фосфат;

б) NADP+;

в) NADPH;

г) 6-фосфоглюконат.

7. Какие атомы фруктозо-6-фосфата и седогептулозо-7-фосфата окажутся мечеными в результате прямого окисления 3-14С-глюкозы по фосфоглюконатному пути?

8. Рибозо-5-фосфат, меченный 14С при С-1, добавлен в раствор, содержащий транскетолазу, трансальдолазу, фосфопентозоизомеразу, фосфопентозоэпимеразу и глицеральдегид-3-фосфат. Каково распределение радиоактивной метки в эритрозо-4-фосфате и фруктозо-6-фосфате, образующихся в этой реакции?

9. Глюкозу, меченную 14С при С-6, добавили в раствор, содержащий все ферменты и коферменты окислительной ветви пентозофосфатного пути. Какова судьба радиоактивной метки?

10. Авидин, белок яичного белка в 70 кДа, обладает очень сильным специфическим ингибитором биотиновых ферментов. Какое из нижеприведенных превращений будет блокироваться при добавлении авидина к клеточному гомогенату:

а) глюкоза пируват;

б) пируват глюкоза;

в) оксалоацетат глюкоза;

г) глюкоза рибозо-5-фосфат;

д) пируват оксалоацетат;

е) рибозо-5-фосфат глюкоза?

3.2. ПИРУВАТ-ДЕГИДРОГЕНАЗНЫЙ КОМПЛЕКС И ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Рис. 11. Цикл Кребса

ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Какова главная функция цикла трикарбоновых кислот:

а) окисление ацетил-СоА и образование двух молекул СО2, молекулы ГТФ, трех молекул NADH и одной молекулы FADH2;

б) окисление ацетата до СО2 и Н2О;

в) окисление пирувата до СО2 и Н2О;

г) окисление лактата до СО2 и Н2О с выделением энергии?

2. Какой конечный продукт синтезируется при окислительном декарбоксилировании пирувата в аэробных условиях:

а) цитрат;

б) ацетилфосфат;

в) ά-кетоглутарат;

г) ацетил-СоА;

д) пропионат?

На каком этапе превращения в цикле Кребса синтезируется ГТФ:

а) цитрата в цис-аконитат;