¡Descarga Química 06 2005 y más Exámenes en PDF de Química solo en Docsity!
EXAMEN DE QUÍMICA I ENGINYERIA DE PROTEÏNES
Llicenciatura de Bioquímica
Llicenciatura de Química
Segona convocatòria 2005/2006. 6 de juliol de 2006
Cognoms i nom: Seminari:
Part A : Preguntes de resposta múltiple. Una sola resposta és correcta
La puntuació màxima d’aquesta part serà equivalent a 50 punts
- Digues quina frase sobre els aminoàcids és correcta
a Totes les cadenes laterals hidrofíliques estan carregades a pH neutre b Alguns aminoàcids contenen més d’un carboni quiral c Les proteïnes només contenen els 20 aminoàcids proteïnogènics d La ionització de les cadenes laterals no depèn de la seva localització a la proteïna
- A les matrius de substitució evolutiva d’aminoàcids s’observa que:
a La Gly és substituïda més freqüentment per Trp que per Asp perquè la Gly no té una cadena lateral ionitzable b Val i Ile es substitueixen amb major freqüència que Val i Ser c La freqüència de substitució entre Lys i Arg és baixa d Glu només és substituït per residus carregats negativament a pH neutre
- Dues proteïnes que duen a terme funcions idèntiques en espècies diferents:
a Presenten normalment diferències seqüencials que no afecten el plegament global ni la funcionalitat de la proteïna. b Posseeixen estructures secundàries diferents, i per tant plegaments terciaris diferents, però són funcionalment idèntiques. c Tenen sempre la mateixa estructura primària. d Seran tant més diferents en composició i seqüència com més properes siguin les espècies evolutivament.
- Pel que fa referència als pèptids naturals
a N’hi ha d’estructura cíclica b Cap d’ells posseeix activitat biològica c No n’hi ha que continguin D-aminoàcids d Són sempre d’estructura lineal
- A la síntesi de pèptids al laboratori
a es parteix sempre del coneixement de la seqüència exacta que es vol obtenir b els mètodes combinatoris tenen l’avantatge de proporcionar grans quantitats de pèptids de la seqüència predissenyada c el creixement de la cadena és produeix des de l’extrem N-terminal al C-terminal d el creixement de la cadena és produeix des de l’extrem C-terminal al N-terminal
- Pel que fa a les forces estabilitzadores de la conformació de les proteïnes
a Són afectades pel medi en el qual es trobi la proteïna b Tenen caràcter additiu, de manera que l’estructura globular d’una proteïna és extremadament estable c Les forces de tipus hidrofòbic no contribueixen a l’estabilitat global de la proteïna d Dos grups polars a la superfície tendiran a formar enllaç d’hidrogen entre ells abans que amb l’aigua del medi
- Digues quina frase sobre les estructures secundàries de proteïnes és INCORRECTA
a De les diverses estructures helicoidals, la més estable és aquella en la que es formen enllaços d’hidrogen entre els residus a les posicions (i ) i (i+4) b Una fulla β pot contenir cadenes paral·leles i antiparal·leles c Les fulles β es formen mitjançant enllaços d’hidrogen entre les cadenes laterals de les cadenes polipeptídiques adjacents d Encara que els mapes de Ramachandran prediuen l’existència d’hèlices α levogires, aquestes no han estat observades a proteïnes
- La figura representa una hèlix alfa vista des de dues perspectives diferents
a Que probablement és transmembrana perquè només la formen residus hidrofòbics b En la que tots els grups carbonil formen enllaços d'hidrogen c A la vista de la dreta, té l'extrem del dipol amb densitat de càrrega negativa a la part inferior d El grup 1 pot formar indistintament enllaç d'hidrogen amb els grups 2 i 3
- A l'estructura en fulla β
a tots els grups NH dels aminoàcids que en formen part es troben formant enllaços d'hidrogen. b aminoàcids de caràcter bàsic situats a l'extrem C-terminal l’estabilitzen c s'hi incorporen tots els aminoàcids amb la mateixa proporció. d les cadenes laterals es projecten perpendicularment al pla format pels enllaços d’hidrogen entre àtoms de cadena principal
- Si a una proteïna de membrana se la sotmet a proteòlisi limitada de manera que només s’hidrolitzin els enllaços susceptibles situats en el medi aquós,
a no és possible recuperar cap domini globular soluble b l’estructura transmembrana es desnaturalitzarà c la funció de la proteïna no quedarà mai afectada d li haurem eliminat la seva possible funció de reconeixement o d’unió a lligands
- La proteïna de la figura és la transtirretina, una proteïna humana implicada en processos d’amiloïdosi (s'observa també un lligand no proteic). Observant la figura diries:
a és un polipèptid únic amb una estructura de beta- sandwich. b aquesta molècula ha de ser inestable perquè exposa tota una cara de fulla beta al dissolvent aquós: per això és amiloidogènica c forma un dímer amb simetria rotacional C d té simetria helicoidal
- Una frase relativa a l’obtenció d’estructures de proteïnes per raigs X és FALSA:
a El sistema de la “gota penjant” utilitza solucions super-saturades per tal de fer créixer els cristalls proteics molt lentament. b Per obtenir un mapa de densitat basta amb tenir unes dades de difracció amb bona amplitud. c El mapa de densitat electrònica depèn de la posició d’àtoms i enllaços a la proteïna. d Els cristalls difracten els raigs X només si estan ben ordenats.
- La figura mostra, a dalt, els resultats experimentals i, a baix, la interpretació amb model de cintes d'una estructura proteica obtinguda al laboratori
a Es tracta d'una estructura obtinguda per raigs X b La part de la molècula a la vora de la marca G31 es troba desestructurada c Es tracta d'una estructura determinada per RMN d La dispersió observada a la figura de dalt només pot ser adjudicada al fet de que l'estructura s'ha obtingut per modelat molecular
- Sobre el plegament de proteïnes és correcte:
a Per a que una determinada conformació proteica pugui ser nativa, ha de ser primer accessible des del punt de vista cinètic. b La conformació nativa és tremendament més estable que cap altra conformació possible c Si no es produís l’anomenat col·lapse hidrofòbic, la majoria de proteïnes assolirien igualment la forma nativa ràpidament. d Quasi be no es produeix variacions entròpiques durant el procés de plegament proteic.
- Pel que fa al plegament in vivo és CERT
a Mai pot fallar i donar lloc a agregació proteica. Aquesta nomes te lloc in vitro. b Necessita sempre de l’ajut de txaperones moleculars. c Consumeix energia quan necessita de l’acció de les txaperones moleculars. d És un procés que involucra la ubiquitina.
- Respecte a les tècniques per a estudiar el plegament de proteïnes in vitro
a Per caracteritzar una via de plegament basta amb conèixer l’estat natiu i l’estat desplegat. b Durant la via de plegament d’una proteïna rica en disulfurs una vegada es produeix un enllaç S-S nadiu aquest es manté durant tot el procés. c Per a seguir el camí cinètic que condueix des de l’estat desplegat a l’anomenat “molten globule” no calen mètodes de cinètica ràpida. d L’anomenat mètode de l’enginyeria de proteïnes permet conèixer si una estructura secundaria esta formada tant a l’estat intermediari com a l’estat de transició.
- Respecte a la modificació post-traducció és correcte:
a Normalment la glicosilació d’una proteïna indica que és citoplasmàtica. b Les seqüències senyal varien de proteïna a proteïna però tenen certes característiques comuns de composició, llargada i distància al residu N-terminal de la proteïna madura. c La insulina es forma a partir de la unió per ponts disulfurs de dues cadenes polipeptídiques sintetitzades de forma independent. d Només es poden modificar grups en posició no terminal.
- La modificació post-traducció per proteòlisi limitada
a És un procés que sofreix la majoria d’enzims citosòlics, els quals són sintetitzats en forma de precursors inactius b És un fenomen reversible per la facilitat amb què es pot reformar l’enllaç peptídic trencat c Sempre implica, a més de la hidròlisi d’enllaços peptídics, una reestructuració conformacional de la proteïna resultant per tal que aquesta sigui activa. d Afecta principalment aquelles proteïnes l’activitat de les quals ha d’estar molt ben controlada tant en el temps de la seva aparició com en el lloc on s’expressa.
29 Les dues columnes contenen expressió que fan relació a la producció heteròloga de proteïnes relaciona-les.
1 Ponts disulfur a Optimització d’us de codó 2 Formació de cossos d’inclusió b Proteòlisi 3 Baixa disponibilitat de oxigen c Pèrdua del plàsmid 4 Síntesi química del DNA d Coexpressió de PDI 5 Glicosilació e Disminució temperatura de creixement 6 N-terminal no optimitzat f Curta vida mitja de la proteïna 7 Excés de copies del plàsmid g Expressió en cèl·lules eucariotes
a 1d 2e 3g 4b 5a 6d 7c b 1d 2e 3b 4a 5g 6f 7c c 1d 2g 3c 4b 5a 6f 7d d 1f 2g 3c 4g 5b 6d 7a
- Pel que fa a l’expressió heteròloga en bacteris:
a La disponibilitat d’O 2 no afecta el grau de proteòlisi intracel·lular. b L’ús de soques deficients en proteases elimina els problemes de proteòlisi però redueix el rendiment net de proteïna recombinant. c Permet incorporar modificacions postraduccionals. d És interessant emprar plasmids “high copy” que suposin una alta carrega metabòlica per a la cèl·lula.
- A l’hora de realitzar canvis d’aminoàcids per mutagènesi dirigida.
a Cal recordar que el nucli hidrofòbic tolera amb eficàcia les variacions en el volum de les cadenes laterals b No és necessari anar amb gaire compte amb les substitucions a las regions d’estructura regular, per la pròpia tendència de la seqüència a plegar-se correctament. c Cal tenir en compte que els canvis als bucles superficials són millor tolerats. d Cal considerar que introduir carrega en el nucli hidrofòbic estabilitza la proteïna.
- Pel que fa al redisseny de proteïnes és cert que:
a És fàcil augmentar l’estabilitat d’una proteïna mitjançant mutacions puntuals a l’atzar, doncs la majoria de canvis seran estabilitzants. b Si volem que una proteïna artificial s’ assembli a una altra de natural és suficient amb que tinguin el 20% dels aminoàcids idèntics. c Com a norma general es pot substituir qualsevol residu d’un nucli hidrofòbic per un altre residu no polar sense afectar l’estabilitat proteica. d Si estabilitzem una proteïna introduint un nou pont disulfur, quan mes llarga sigui la distancia entre les dues noves cisteïnes mes gran serà l’estabilitat.
Part A-bis : Preguntes de resposta múltiple. A respondre NOMÉS per part de les
persones que no han participat als seminaris voluntaris fets durant el curs.
- Tria la frase correcta
a La ubiquitina és una proteïna que es troba a tots els organismes i serveix per marcar proteïnes per la seva degradació b Les proteases principals del proteasoma són treonina-proteases, amb activitat semblant a les serina-proteases c Sempre és preferible expressar proteïnes heteròlogues en fermentadors abans que en animals sencers d Es coneix com apoptosi a tot procés que condueixi a la mort cel·lular
- Tria la frase INCORRECTA
a Les caspases són enzims lisosomals que intervenen en el procés apoptòtic, amb activitat aspàrtic-proteasa b L’apoptosi es pot iniciar per estímuls externs i interns c Segons una teoria recent, les proteases han evolucionat per fer-se més resistents a la degradació proteolítica d En els processos proteolítics subjacents a l’invasió tumoral s’observen activacions de zimògens en cascada
- Tria la frase correcta
a La proteasa del virus de la SIDA trenca només les proteïnes de l’hoste b Els inhibidors dissenyats contra la proteasa del virus de la SIDA tenen l’estructura d’un substrat c La malaltia d’Alzheimer i les malalties priòniques són completament diferents quant al fenomen molecular subjacent d A la formació d’agregats amiloides, la proteïna implicada sofreix una transformació que condueix a l’adopció d’un grau major d’estructura β.
3 Una estructura de proteïnes obtinguda per RMN es representa per un conjunt de confòrmers i no per un de sol, com passa a les obtingudes pel mètode dels raigs x. Sovint, els confòrmers poden variar més o menys en relació amb una hipotètica estructura promig, depenent de la regió de la proteïna. Explica esquemàticament com s’obté l’estructura a partir de les dades de RMN i com es poden interpretar les diferències comentades abans.
- Explica quins factors termodinàmics juguen a favor i en contra del plegament dels polipèptids en estructures globulars compactes des d’estats desplegats.
- Detalla tres processos en els que hi pugui jugar un paper rellevant la seqüència senyal d’un polipèptid.
- Explica com podries detectar quines proteïnes són sobre-expressades específicament en el fetge de pacients amb cirrosis.
2. Un polipèptid va ser reduït i va donar dues seqüències peptídiques les seqüències de les quals son:
Cadena 1: Ser – Cys - Phe – Pro – Glu – Asp – Tyr – Cys – Lys– Lys – Val - Cys Cadena 2: Cys – Phe – Cys – Trp - Cys
El mateix pèptid NATIU va ser digerit amb TERMOLISINA i s’observaren els següents fragments:
Composició
1- (Cys 2 , Ser, Val) 2- (Asp, Glu, Phe, Pro) 3- (Lys 2 , Cys 2 , Phe, Tyr) 4- (Cys 2 , Trp)
Indicar la posició dels enllaços disulfur en el polipèptid nadiu.
