Banc de preguntes: Fonaments de bioquímica, biomolècules, enzimologia i metabolisme

1 Tema 1: Enllaços (Preguntes 1-17)

Indiqueu raonadament si cadascuna de les següents afirmacions sobre l'aigua i les interaccions químiques és vertadera o falsa:

Tema 1: Aminoàcids (Preguntes 1-23)

Responeu a les següents qüestions sobre les propietats químiques i la classificació dels aminoàcids:

a.

Quins grups funcionals caracteritzen l'estructura fonamental dels aminoàcids?

b.

Una proteïna és un polímer d'aminoàcids: és cert o fals?

Cert

Fals

c.

Els aminoàcids proteics estan constituïts per enantiòmers D o L?

D

L

d.

Totes les seqüències polipeptídiques sintetitzades comencen per l'aminoàcid metionina: és cert o fals?

Cert

Fals

e.

La cisteïna té la propietat de formar ponts disulfur amb altres residus de cisteïna: cert o fals?

Cert

Fals

f.

Els aminoàcids aromàtics absorbeixen radiació ultraviolada a l'espectrofotòmetre: cert o fals?

Cert

Fals

g.

Tots els aminoàcids són essencials per a l'organisme humà: cert o fals?

Cert

Fals

h.

Existeixen aminoàcids no proteics en els sistemes biològics: cert o fals?

Cert

Fals

i.

Els aminoàcids actuen com a àcids i bases febles: cert o fals?

Cert

Fals

j.

El valor de pH fisiològic és de 8: cert o fals?

Cert

Fals

k.

El pKa representa una constant d'equilibri de dissociació d'un àcid: cert o fals?

Cert

Fals

l.

La forma zwitteriònica d'un aminoàcid és un ió dipolar amb càrrega neta igual a zero: cert o fals?

Cert

Fals

m.

L'alanina és un aminoàcid polar o apolar?

Polar

Apolar

n.

La serina és polar o apolar?

Polar

Apolar

o.

Quin tipus d'aminoàcid és l'aspartat segons la seva cadena lateral?

p.

Quin tipus d'aminoàcid és el triptòfan?

q.

Quin tipus d'aminoàcid és la metionina?

r.

Quin tipus d'aminoàcid és la glutamina?

s.

Quin tipus d'aminoàcid és la fenilalanina?

t.

Quin tipus d'aminoàcid és la histidina?

u.

Quin tipus d'aminoàcid és el glutamat?

v.

Quin tipus d'aminoàcid és la cisteïna?

w.

Quin tipus d'aminoàcid és la lisina?

3. Tema 1: Seminari pKs (Preguntes 1-9)

Avalueu les següents afirmacions relatives a les corbes de valoració, pKa i punt isoelèctric:

.

4 Tema 2: Estructura proteïnes (Preguntes 1-32)

Avalueu la veracitat de cadascuna de les següents afirmacions sobre l'arquitectura i el plegament de les proteïnes:

a.

L'estructura primària d'una proteïna és plenament funcional tal qual, sense requerir nivells superiors: cert o fals?

b.

A l'estructura quaternària d'una proteïna intervenen diverses subunitats polipeptídiques: cert o fals?

c.

L'enllaç peptídic és un enllaç de tipus èster: cert o fals?

d.

Durant la formació d'un enllaç peptídic s'allibera una molècula d'aigua: cert o fals?

e.

La síntesi d'enllaços peptídics requereix molt poca despesa energètica: cert o fals?

f.

Les proteïnes són polímers d'estructura lineal: cert o fals?

g.

Els enllaços peptídics presenten caràcter pla a causa del seu caràcter parcial de doble enllaç: cert o fals?

h.

i.

La seqüència d'una proteïna es llegeix sempre en sentit N-terminal a C-terminal: cert o fals?

j.

La immensa majoria dels enllaços peptídics en proteïnes adopten la conformació cis: cert o fals?

k.

El diagrama de Ramachandran demostra que només certes combinacions d'angles de gir estan conformacionalment permeses: cert o fals?

l.

Una proteïna pot contenir fins a 3 tipus principals d'estructures secundàries periòdiques o regulars: cert o fals?

m.

L'hèlix alfa és una conformació helicoïdal estabilitzada per ponts d'hidrogen intercatenaris: cert o fals?

n.

Les hèlixs alfa naturals tenen sentit de gir dextrogir: cert o fals?

o.

L'hèlix alfa és una estructura menys compacta que el full plegat beta: cert o fals?

p.

La proteïna ferritina està constituïda majoritàriament per fulls beta: cert o fals?

q.

Els fulls beta poden presentar disposicions tant paral·leles com antiparal·leles: cert o fals?

r.

L'estructura primària d'una proteïna determina la seva estructura secundària i el seu plegament final: cert o fals?

s.

L'alfa-queratina està formada per dues hèlixs alfa dextrogires enrotllades entre si mitjançant enllaços febles i ponts disulfur: cert o fals?

t.

El col·lagen és una proteïna estructural present a la pell i a les dents: cert o fals?

u.

El col·lagen està format per 3 cadenes polipeptídiques entrellaçades: cert o fals?

v.

Totes les proteïnes amb estructura terciària ja són funcionals i no necessiten estructura quaternària: cert o fals?

w.

L'interior de la membrana plasmàtica és apolar i requereix que la proteïna orienti els seus aminoàcids hidrofòbics cap a fora: cert o fals?

x.

Els dominis proteics són regions desordenades i no compactes d'una proteïna: cert o fals?

y.

Cada domini proteic sol exercir una funció o activitat concreta: cert o fals?

z.

L'estructura quaternària s'estableix sempre per l'associació de diverses subunitats: cert o fals?

aa.

Una proteïna pot tenir múltiples maneres alternatives de plegar-se i que totes elles siguin funcionals i tèrmicament estables: cert o fals?

ab.

L'augment de calor pot provocar la desnaturalització de les proteïnes: cert o fals?

ac.

Les variacions dràstiques de pH no afecten l'estat natiu de les proteïnes ni les desnaturalitzen: cert o fals?

ad.

El beta-mercaptoetanol és un agent desnaturalitzant utilitzat al laboratori per reduir ponts disulfur: cert o fals?

ae.

Les xaperones moleculars col·laboren activament en el plegament correcte de les proteïnes: cert o fals?

af.

El plegament anòmal de proteïnes pot ser causa de múltiples patologies: cert o fals?

5. Seminari: Purificació proteïnes (Preguntes a - v)

Avalueu o responeu a les següents qüestions relacionades amb el seminari d'aïllament i anàlisi de proteïnes:

a)

Per aïllar mitocondris d'un homogenat cal centrifugar a menys velocitat i menys temps que per a nuclis cel·lulars: cert o fals?

b)

Esmenteu 4 components indispensables en un tampó d'extracció de proteïnes i la seva funció.

c)

En una diàlisi, la membrana semipermeable deixa passar les proteïnes però reté les sals: cert o fals?

d)

A la cromatografia d'exclusió molecular (gel filtració), les proteïnes se separen exclusivament segons la seva càrrega neta: cert o fals?

e)

A la cromatografia de filtració en gel, les molècules amb una massa superior al límit d'exclusió elueixen conjuntament a l'inici (volum mort): cert o fals?

f)

En la gel filtració, la separació resolutiva en funció de la mida només té lloc per a molècules compreses entre els límits d'exclusió de la matriu: cert o fals?

g)

Les molècules més petites que el límit d'exclusió inferior sortiran totes juntes en una única fracció retinguda al final: cert o fals?

h)

Quan el pH del medi és superior al punt isoelèctric (pH > π), la proteïna tindrà càrrega neta positiva: cert o fals?

i)

En una cromatografia d'intercanvi catiònic amb una matriu carregada negativament, quedaran retingudes les proteïnes amb càrrega neta positiva: cert o fals?

j)

Els aminoàcids aromàtics presenten absorció màxima de llum a 280 nm a l'espectrofotòmetre: cert o fals? Quins són?

k)

L'absorbància és directament proporcional a la concentració de proteïna segons la llei de Beer-Lambert: cert o fals?

l)

L'activitat enzimàtica es defineix com el nombre d'unitats d'enzim per mil·ligram de proteïna total: cert o fals?

m)

Quins dos compostos químics s'afegeixen a l'electroforesi SDS-PAGE per assolir condicions desnaturalitzants i reductores?

n)

Quins dos catalitzadors/iniciadors químics s'empren per a la polimerització dels gels de poliacrilamida?

o)

Esmenteu 3 tècniques de detecció o visualització de proteïnes un cop separades.

p)

Un límit superior d'exclusió de 5000 Da permet separar entre si proteïnes de masses superiors a 10000 Da: cert o fals?

q)

La solubilitat de la majoria de proteïnes disminueix a concentracions elevades de sal (efecte salting out): cert o fals?

r)

Com a norma general, la solubilitat dels soluts augmenta amb l'increment de la temperatura: cert o fals?

s)

La cromatografia d'intercanvi iònic separa les molècules segons la seva mida molecular: cert o fals?

t)

L'activitat específica d'un enzim purificat augmenta a mesura que avancem en les etapes successives del protocol de purificació: cert o fals?

u)

L'electroforesi en condicions natives (no desnaturalitzants) separa les proteïnes únicament en funció de la seva càrrega elèctrica: cert o fals?

v)

El detergent SDS confereix una densitat de càrrega negativa uniforme a les proteïnes: cert o fals?

6. Tema 3: Hemoglobina

Contesteu de manera concisa a les següents preguntes sobre el transportador d'oxigen hemoglobina:

a)

Com afecta el 2,3-bisfosfoglicerat (BPG) l'estat conformacional de l'hemoglobina?

b)

Quina substitució aminoacídica específica presenta l'hemoglobina fetal (HbF) respecte a l'hemoglobina adulta (HbA) i quina conseqüència té sobre la unió del BPG?

c)

En què consisteix l'efecte Bohr i quins dos factors el regulen directament?

d)

Quina és la base molecular de l'anèmia falciforme i com repercuteix en la fisiologia vascular?

e)

Per quina raó evolutiva l'al·lel de l'anèmia falciforme presenta una prevalença elevada en zones geogràfiques endèmiques de malària?

7 Enzims

Responeu a les següents qüestions relatives a la regulació i inhibició enzimàtica:

a.

Els mecanismes de regulació de l'activitat d'un enzim actuen exclusivament mitjançant la modificació de l'expressió gènica a nivell de DNA?

b.

Què s'entén per inhibició per retroalimentació o feedback negatiu?

c.

Com es classifiquen habitualment les toxines en relació a la catàlisi enzimàtica?

d.

En la inhibició competitiva, es forma el complex ternari enzim-substrat-inhibidor (ESI)? Varia la $V_{\max}$ o la $K_m$?

e.

En la inhibició no competitiva, s'uneix l'inhibidor al centre actiu? Es pot formar el complex ESI? Varia la $V_{\max}$?

f.

En la inhibició acompetitiva (o incompetitiva), com es comporta la unió de l'inhibidor respecte al substrat i es pot revertir augmentant el substrat?

g.

Què és un zimogen o proenzim?

8 Metabolisme energètic general

Responeu a les següents preguntes bàsiques d'introducció al metabolisme cel·lular:

a.

Quins són els dos grans objectius generals de les vies metabòliques cel·lulars?

b.

Com es defineix el catabolisme a nivell químic i energètic?

c.

Com es defineix l'anabolisme?

d.

Com es calcula el canvi d'energia lliure estàndard total de reaccions acoblades i quin criteri en regeix l'espontaneïtat?

e.

Esmenteu 4 exemples de molècules d'alta energia metabòlica.

f.

Quines característiques estructurals i de ressonància expliquen la gran energia lliure alliberada en la hidròlisi de l'ATP?

g.

Són reversibles totes les rutes metabòliques en el seu conjunt?

h.

Tenen lloc totes les vies metabòliques a l'interior dels mitocondris?

i.

Quin teixit humà depèn de manera pràcticament exclusiva de la glucosa en condicions habituals?

j.

Quin òrgan produeix glucosa per a la resta de teixits perifèrics?

9. Glucòlisi i Gluconeogènesi

Responeu a les següents qüestions sobre el metabolisme de la glucosa:

a)

Quins són els dos productes/objectius energètics i moleculars principals de la glucòlisi?

b)

Quin grup funcional caracteritza la glucosa i la fructosa, i quants carbonis té el seu anell ciclat més freqüent?

c)

Com s'anomena la família de proteïnes facilitadores de l'entrada de glucosa a la cèl·lula?

d)

On s'expressa el transportador GLUT2 i quin és el seu paper regulador en el pàncrees i el fetge?

e)

En quin compartiment subcel·lular té lloc la glucòlisi i quin és el seu balanç de conversió de carbonis?

f)

Quins són els 3 enzims clau reguladors i irreversibles de la glucòlisi?

g)

Quins són els principals inhibidors al·lostèrics de la fosfofructoquinasa-1 (PFK-1)?

h)

Quins metabòlits actuen com a activadors de la fosfofructoquinasa-1?

i)

Què activa i què inhibeix la piruvat quinasa?

j)

És la glucòlisi un procés globalment favorable des del punt de vista termodinàmic?

k)

A través de quina via de transport viatgen els precursors gluconeogènics (lactat, glicerol, alanina)?

l)

On es localitzen els enzims de la gluconeogènesi que no són citosòlics?

m)

Quina hormona i quin efector al·lostèric activen la gluconeogènesi en situacions de dejuni?

10 Cicle de Krebs i Fosforilació oxidativa

Avalueu o responeu a les següents preguntes sobre la respiració cel·lular aeròbica:

a.

En quin compartiment de la cèl·lula eucariota es localitza el cicle de Krebs?

b.

Quins són els dos grans propòsits del cicle de Krebs?

c.

Són els mitocondris orgànuls rígids i estàtics?

d.

Quina quantitat d'equivalents reductors i nucleòtids es generen per cada molècula d'acetil-CoA que entra al cicle de Krebs?

e.

Quins són els punts i enzims clau de regulació de l'entrada i progrés del cicle? Com es regula el complex de la piruvat deshidrogenasa?

f.

Quins compostos actuen com a reguladors al·lostèrics negatius del cicle de Krebs?

g.

Esmenteu altres 3 enzims sotmesos a regulació dins del cicle de Krebs.

h.

Per quina raó els intermediaris del cicle són rellevants en rutes biosintètiques?

i.

Què és una reacció anapleròtica?

10 Cicle de Krebs i Fosforilació oxidativa

Avalueu o responeu a les següents preguntes sobre la respiració cel·lular aeròbica:

j.

Quin és l'objectiu fonamental de la fosforilació oxidativa acoblada a la cadena de transport electrònic?

k.

A quina membrana cel·lular es localitzen els complexos de la cadena transportadora d'electrons?

l.

Com es defineix un agent reductor i un agent oxidant en termes de flux d'electrons?

m.

Quin elèctrode s'utilitza com a patró de referència internacional amb un potencial de 0 V?

n.

És el transport d'electrons a través de la cadena respiratòria un procés globalment espontani?

o.

Són aquestes reaccions d'òxid-reducció espontànies i irreversibles en condicions cel·lulars?

p.

Quin compost té un potencial de reducció més negatiu (és més fort com a reductor), el NADH o l'oxigen?

q.

Com es relaciona el potencial redox amb l'energia lliure de Gibbs?

r.

Quantes proteïnes multiproteiques transmembrana i quins transportadors mòbils participen a la cadena de transport d'electrons mitocondrial?

11. Pentoses fosfat i Glucògen

Responeu a les següents preguntes sobre la ruta de les pentoses fosfat i el metabolisme del glucogen:

a)

Quins són els dos objectius clau de la ruta de les pentoses fosfat?

b)

En quin compartiment cel·lular i en quins teixits és especialment rellevant aquesta ruta?

c)

Què sintetitza la fase oxidativa d'aquesta ruta i quina característica termodinàmica té?

d)

Quins intermediaris genera la fase no oxidativa i quin caràcter presenta?

e)

Quin és l'enzim regulador que controla la fase oxidativa de la ruta?

f)

Quants carbonis transfereix l'enzim transcetolasa i quants la transaldolasa?

g)

Amb quines altres dues vies metabòliques centrals es connecta la via de les pentoses fosfat?

h)

Quina funció té el glutatió en la protecció contra radicals lliures i per què requereix NADPH?

i)

Quin és l'objectiu principal de la síntesi de glucogen?

j)

On es degrada i on se sintetitza el glucogen dins la cèl·lula?

k)

Quins són els dos enzims principals que regulen respectivament la síntesi i la degradació del glucogen, i quin és el seu estat de fosforilació actiu?

12 Degradació d'àcids grassos i Colesterol

Responeu a les següents qüestions relacionades amb el metabolisme lipídic:

a.

Esmenteu 3 funcions biològiques primordials dels àcids grassos.

b.

Són saludables els excessos d'àcids grassos saturats a la dieta? Poseu un exemple d'àcid gras saturat habitual.

c.

Tenen efectes beneficiosos els àcids grassos insaturats?

d.

En quina forma molecular s'emmagatzemen els lípids al teixit adipós?

e.

Quina proteïna transporta els àcids grassos lliures pel plasma sanguini?

f.

En quin orgànul té lloc la beta-oxidació dels àcids grassos de cadena mitjana i llarga?

g.

Depenent de la longitud de la cadena de carbonis, es poden oxidar àcids grassos als peroxisomes?

h.

Quins dos passos són necessaris per permetre l'entrada dels àcids grassos activats a la matriu mitocondrial?

i.

Quin és l'enzim regulador que limita la velocitat de la beta-oxidació a la membrana mitocondrial?

j.

Quin metabòlit intermediari inhibeix aquest enzim regulador?

k.

Quantes unitats de carboni s'alliberen en cada cicle de la beta-oxidació i en quina forma?

l.

Rendibilitza més ATP l'oxidació completa d'un àcid gras que la d'una molècula de glucosa?

m.

Poden els àcids grassos de nombre senar de carbonis subministrar precursors per a la gluconeogènesi?

n.

En quines condicions metabòliques o fisiopatològiques es disparen els cossos cetònics?

o.

Quin òrgan produeix els cossos cetònics i per quina raó no els pot utilitzar com a combustible?

p.

Esmenteu els 3 compostos anomenats cossos cetònics.

q.

Quina funció exerceixen les lipoproteïnes plasmàtiques?

r.

Diferencieu el concepte de colesterol "bo" (HDL) i colesterol "dolent" (LDL).

s.

Tenen els quilomicrons més o menys densitat que les LDL? Per què?

t.

Quins lípids predominen al nucli hidrofòbic de les partícules LDL?

u.

Com internalitzen les cèl·lules perifèriques les partícules de LDL?

v.

Quins fàrmacs o estratègies terapèutiques s'utilitzen habitualment per disminuir la síntesi de nou o la concentració de colesterol plasmàtic?

w.

La insulina activa o inactiva la síntesi de colesterol?

x.

Quin és l'enzim limitant de la biosíntesi de colesterol i quins mecanismes regulen la seva activitat?

13 Metabolisme d'aminoàcids i Cicle de la urea

Responeu a les següents preguntes sobre la degradació d'aminoàcids i l'eliminació del nitrogen:

a.

Quines són les fonts d'on el cos humà obté els aminoàcids?

b.

Té l'organisme humà alguna forma macromolecular específica per emmagatzemar l'excés d'aminoàcids com a reserva?

Sí

No

c.

En quina molècula s'elimina majoritàriament el nitrogen procedent dels aminoàcids en l'ésser humà?

d.

A quin òrgan té lloc el cicle de la urea i en quins dos compartiments subcel·lulars es distribueixen les seves reaccions?

e.

Amb quines dues rutes metabòliques està directament interconnectat el cicle de la urea?

f.

En quines dues grans categories es divideixen els aminoàcids segons la destinació del seu esquelet carbonat?

g.

Quin és l'ordre fisiològic preferencial d'utilització de biomolècules com a font energètica?

14. Preguntes test: Hemoglobina i Mioglobina

Avalueu la veracitat (Vertader / Fals) de cadascuna de les següents afirmacions sobre el transport d'oxigen:

.

15 Preguntes test: Enzims

Avalueu la certesa o falsedat dels següents enunciats sobre propietats i cinètica dels enzims:

.

16 Preguntes test: Introducció al metabolisme

Classifiqueu com a vertaderes o falses les següents afirmacions relatives a coenzims, bioenergètica i tipus de reaccions:

.

17 Preguntes test: Biosenyalització

Avalueu com a vertaderes o falses les següents afirmacions relatives a les vies de transducció de senyals cel·lulars: