שאלון מערכת: שיעורי בית ביוכימיה 7
ביוכימיה 7 שאלה 1
ברקמת הכבד, השלב הלא חמצוני במסלול הפנטוז פוספט (pentose phosphate pathway) מהווה מקור חשוב לייצור_______.
במה השאלה עוסקת: מסלול פנטוז פוספט
תשובה ג. מסלול הפנטוז פוספט מחולק לפאזה החמצונית ולפאזה הלא חמצונית. הפאזה החמצונית כוללת 3 ריאקציות בהן גלוקוז 6-פוספט הופך לריבולוז-5 פוספט. בריאקציה הראשונה והשלישית בפאזה החמצונית מתקבל NADPH המשמש כמוסר אלקטרונים בריאקציות ביוסינתזה ובמערכת הגלוטתיון. ריבולוז-5 פוספט המתקבל בפאזה החמצונית משמש לביוסינתזה כגון בניית נוקלאוטידים. בתאים בהם דרוש יותר NADPH מאשר ריבולוז 5-פוספט, כמו בתאים אדומים, מתרחשת הפאזה הלא חמצונית בה ריבולוז 5-פוספט הופך בסדרת ריאקציות (השונות מהפאזה החמצונית!) חזרה לגלוקוז 6-פוספט. לאחר הפיכת הריבולוז חזרה לגלוקוז-6-פוספט ניתן להיכנס לעוד סבב בפאזה החמצונית וכך להפיק עוד NADPH.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 577 (The Non Oxidative Phase Recycles Pentose Phosphates to Glucose-6-Phosphate).
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה- Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמודים 1994-1995 (הפאזה הלא חימצונית), 1992 (הפאזה החימצונית).
ביוכימיה 7 שאלה 2
מי מבין סוגי התאים הבאים הכי פחות סביר שיפגע ממוטציה באנזים הנדרש למסלול הפנטוז פוספט (pentose phosphate pathway)?
תשובה ד. תאי שריר חלק אינם נמנים כחלק מאותם תאים המצויינים כתאים הדורשים את תוצרי מסלול הפנטוז-פוספט: NADPH או ריבוז 5-פופסט. מסלול זה הוא בעל חשיבות מיוחדת ברקמות מסוימות. במסלול חמצוני זה, + NADP הוא מקבל האלקטרונים, המניב NADPH . תאים שמתחלקים במהירות, כמו תאי מוח עצם, תאי עור ותאי רירית המעי וכן תאים של גידולים, משתמשים בפנטוז ריבוז -5 פוספט כדי לייצר ,RNA DNA וקואנזימים כמו FADH2 ,NADH ,ATP וקואנזים A. ברקמות אחרות, התוצר החיוני של מסלול הפנטוז פוספט אינו הפנטוזות אלא תורם האלקטרונים NADPH , הנדרש לביוסינתזה חיזורית או כדי לסתור את ההשפעות המזיקות של רדיקלים של חמצן. רקמות שמבצעות סינתזה נרחבת של חומצות שומן (כבד, שומן, בלוטות חלב פעילות) או סינתזה פעילה מאוד של כולסטרול והורמונים סטרואידיים (כבד, בלוטות אדרנל, גונדות=בלוטות מין) דורשות את ה־ NADPH שמסלול זה מספק. תאי דם אדומים ותאי העדשה והקרנית חשופים ישירות לחמצן ולכן גם לרדיקלים החופשיים המזיקים שהחמצן מייצר. על ידי שמירה על אווירה מחזרת (יחס גבוה של NADPH ל־+ NADP ויחס גבוה בין גלוטתיון מחוזר לגלוטתיון מחומצן), תאים כאלה יכולים למנוע או לתקן נזק חמצוני לחלבונים, לליפידים ולמולקולות רגישות אחרות. בתאי דם אדומים, ה־ NADPH שמיוצר במסלול הפנטוז פוספט חשוב כל כך במניעת נזק חמצוני עד שפגם גנטי בגלוקוז -6 פוספט דהידרוגנז, האנזים הראשון במסלול, עלול לגרור השלכות רפואיות חמורות.
שלילת מסיחים:
א. אפיתל העור חשוף לקרינת השמש ולכן חשוב שיהיו לו כמה שיותר מנגנוני הגנה מפני נזקי הקרינה (בין נזקי הקרינה – יצירת רדיקלים חופשיים) . NADPH המתקבל בפאזה החמצונית של מסלול הפנטוז פוספט מחזר גלוטתיון S-S חזרה לגלוטתיון-SH. גלוטתיון-SH זו הצורה הפעילה המתמודדת עם רדיקלים חופשיים. לכן, מסלול הפנטוז פוספט חשוב לתפקוד אפיתל העור ופגם באנזימי המסלול יוביל להגברה בנזקי הקרינה.
ב. תאי דם אדומים הם חסרי אברונים ולכן יכולת ההתמודדות שלהם עם נזקים חמצוניים תלויה באופן בלעדי במערכת הגלוטתיון ומסלול הפנטוז פוספט. זאת לעומת סוגי תאים אחרים, כמו שריר חלק, אשר מכילים מיטוכונדריה ופראוקסיזום שיכולים לנטרל גם כן רדיקלים חופשיים. מסיבה זו, תקינות אנזימי מסלול הפנטוז פוספט חשובים לתפקוד הכדורית האדומה שלהם.
ג. ה-NADPH המתקבל במסלול הפנטוז פוספט משמש גם כמוסר אלקטרונים בריאקציות ביונסינתזה. תאי בלוטת האדרנל מסנתזים הורמונים שונים, שלשם הרכבתם דרוש NADPH. לכן, פגם בסלול הפנטוז פוספט יוביל לפגיעה בסינתזת הורמונים בבלוטת האדרנל.
להרחבה – Lehninger, מהדורהשישית, עמוד 575 (PentosePhosphate Pathway)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמוד 1987-1989 (PentosePhosphate Pathway)
ביוכימיה 7 שאלה 3
חוסר במי מבין הויטמינים הבאים ישפיע על היכולת למחזר ריבוז 5 -פוספט (ribose 5-phosphate) חזרה לגלוקוז 6 -פוספט (glucose 6-phosphate)?
תשובה א. הפיכת ריבולוז 5-פוספט לגלוקוז 6-פוספט מתרחשת במספר ריאקציות בפאזה הלא חמצונית ודורשות שני אנזימים – טרנסאלדולאז (Transaldolase) וטרנסקטולאז (Transketolase). טרנסקטולאז מעביר קבוצות של שני פחמנים ופועל עם הקונאזים TPP (B1), בעוד טרנסאלדולאז מעביר קבוצות של שלושה פחמנים ואיננו פועל עם קואנזים.
שלילת מסיחים:
ב. ויטמין B12 משתתף בשתי ריאקציות בגוף האדם – סינתזה של מתיונין מהומוציסטאין ובשלב האחרון של פירוק חומצות שומן אי-זוגיות: הפיכה של מתילמאלוניל-CoA לסוקציניל-CoA.
ג. חומצה פולית (B9) משתתפת בריאקציות שונות בהן דרוש העברת קבוצת פחמן בודדות במצבי חיזור שונים. בין היתר, חומצה פולית משתתפת עם B12 בהפיכה של הומוציסטאין למתיונין.
ד. קואנזים-A משמש כנשא של קבוצות אצטיל ומשתתף בין היתר בפירובט דה-הידרוגנאז קומפלקס (Pyruvate Dehydrogenase Complex).
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 577-579 (The Non Oxidative Phase Recycles Pentose Phosphates to Glucose-6-Phosphate).
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמודים 1994-1999 (The Non Oxidative Phase Recycles Pentose Phosphates to Glucose-6-Phosphate)
ביוכימיה 7 שאלה 4
בציטוזול של תאי כבד (hepatocytes), קבוצות אמינו מועברות ל ______ ע”י אמינוטרנספרז (aminotransferase), אשר דורש ______ כקו-פקטור
תשובה ב. השלב הראשון בפירוק של רוב החומצות האמיניות הוא מסירת הקבוצה האמינית – החומצות האמיניות השונות מוסרות את קבוצת האמין לחומצת אלפא-קטו בשם אלפא-קטוגלוטראט. בעקבות קבלת קבוצת האמין, אלפא-קטוגלוטראט הופכת לגלוטמאט, והחומצה האמינית אשר מסרה את קבוצת האמין הופכת לחומצת אלפא קטו (לכל חומצה אמינית חומצת אלפא-קטו ספציפית). תהליך זה מתרחש בציטוזול ומזורז ע”י אנזימים בשם אמינוטרנספראזות. קו-אנזים המשתתף בתהליך הוא PLP (B6).
שלילת מסיחים:
א. גלוטמין זוהי הצורה בה קבוצות אמין מרקמות שונות מגיעה לכבד. בציטוזול של רקמות שונות חומצה אמינית מוסרת את הקבוצה האמינית לאלפא-קטוגלוטראט לקבלת גלוטמאט. גלוטמאט לאחר מכן הופכת לגלוטמין ע”י גלוטמין סינתטאז (Glutamine Synthetase) אשר מוסיפה אמוניה חופשית לגלוטמאט. לאחר מכן גלוטמין יוצאת לזרם הדם, מגיעה לכבד ובמיטוכונדריון מוסרת קבוצת אמין חופשית ע”י גלוטאמינאז (Glutaminase)
ג. אלפא-קטוגלוטראט זו חומצת האלפא-קטו אשר מקבלת את קבוצות האמין בציטוזול בכבד אך הקופקטור של אנזים זה הוא PLP ולא TPP. מסיח זה נפסל.
ד. אלאנין זוהי הצורה בה קבוצות אמין מהשריר מגיעות לכבד. בציטוזול השריר חומצה אמינית מוסרת את קבוצת האמין שלה לפירובט שבעקבות כך הופכת לאלאנין. אלאנין לאחר מכן יוצא לזרם הדם ומגיע לכבד, שם מוסר את קבוצת האמין שלו לאלפא-קטוגלוטראט לקבלת גלוטמאט ופירובט. כמו כן, קופקטור של הטרנסאמינאזות הוא PLP ולא TPP.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 696(Metabolic Fates of Amino Groups)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2265-2267 (Metabolic Fates of Amino Groups)
ביוכימיה 7 שאלה 5
מי מבין חומצות האמינו הבאות משמשת להעברת קבוצות אמינו משריר שלד לכבד?
תשובה ב. בשריר לעומת שאר הרקמות קבוצות האמין נאספות ע”י פירובט שבעקבות כך הופך לחומצה אמינית אלאנין. בהקשר זה כדאי גם לזכור את מעגל אלאנין-גלוקוז: במהלך פעילות גופנית יש פירוק של גליקוגן לגלוקוז שלאחר מכן עובר חמצון לפירובט. בתנאים אנאירובים פירובט לא ממשיך חמצון, והופך לאלאנין ע”י האנזים אלאנין אמינוטרנספראז (Alanine Aminotransferase). אלאנין יוצא לזרם הדם ומגיע אל הכבד, ובציטוזול הופך חזרה לפירובט ע”י טרנסאמינציה. פירובט בכבד הופך חזרה לגלוקוז בתהליך הגלוקונאוגנזה, משם יוצא לזרם הדם וחוזר לשריר להשלמת המעגל.
שלילת מסיחים:
א. גלוטמין זוהי הצורה בה קבוצות אמין מרקמות שונות מגיעה לכבד. בציטוזול של רקמות שונות חומצה אמינית מוסרת את הקבוצה האמינית לאלפא-קטוגלוטראט לקבלת גלוטמאט. גלוטמאט לאחר מכן הופכת לגלוטמין ע”י גלוטמין סינתטאז (Glutamine Synthetase) אשר מוסיפה אמוניה חופשית לגלוטמאט. לאחר מכן גלוטמין יוצאת לזרם הדם, מגיעה לכבד ובמיטוכונדריון מוסרת קבוצת אמין חופשית ע”י גלוטאמינאז (Glutaminase)
ג. גלוטמאט זו החומצה אמינית בה נאספות קבוצות האמין ברקמות שונות לפני הפיכתן לגלוטמין ויציאה לזרם הדם, והצורה בה קבוצות אמיניות נאספות בכבד.
ד. אספרטט איננה חומצה אמינית האוספת קבוצות אמיניות מחומצות אמיניות שונות. כדאי לדעת שחומצת האלפא-קטו של אספרטט זהו אוקסלואצטט המוכר לנו ממעגל קרבס.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 703(Alanine Transports Ammonia from Skeletal Muscles to the Liver).
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2284-2286 (Alanine Transports Ammonia from Skeletal Muscles to the Liver).
ביוכימיה 7 שאלה 6
” דו מעגל קרבס” (Kreb’s bicycle) הינו תהליך בו תוצר ביניים ממעגל האוריאה יכול להיכנס למעגל קרבס. חומר ביניים זה הינו תוצר של תגובה אשר מזורזת ע”י מי מבין האנזימים הבאים?
תשובה ד. בריאקציה השלישית של מעגל האוריאה, תוצר הביניים ארגינוסוקצינאט (Arginosuccinate) עובר ביקוע לחומצה אמיניתארגינין ולפומראט (Fumarate) ע”י האנזים ארגינוסוקצינאז (Arginosuccinase). פומראט הינו תוצר ביניים של מעגל קרבס המתרחש במיטוכנרדיון, אך מכיוון שפומראט נוצר בציטוזול ואיננו חודר את הממברנה הפנימית של המיטוכונדריון עליו להפוך קודם למלאט (Malate). מלאט ייכנס למטריקס המיטוכונדריון וישלים את הריאקציה האחרונה של מעגל קרבס – הפיכה לאוקסלואצטט וקבלת NADH.
שלילת מסיחים:
א. האנזים ארגינאז זהו האנזים הרביעי במעגל אשר מבקע ארגינין לאורניתין, שזהו גם הסובסטרט הראשון של המעגל, ולאוריאה – התוצר הסופי של המעגל שיופרש לזרם הדם ומשם בשתן.
ב. זהו האנזים הראשון במעגל בואורניתין וקרבמויל פוספט עוברים דחיסה לקבלת ציטרולין. ציטרולין אינו משתתף במעגלקרבס.
ג. האנזים מזרז את הריאקציה השנייה של מעגל האוריאה בה יש צימוד בין אספרטט לציטרולין לקבלת ארגינוסוקצינאט. האספרטט המשתתף בתגובהמקורו ממעגל קרבס – אוקסלואצטט הופך בריאקצית טרנסאמינציה לאספרטט, והאספרטט יוצאלציטוזול לצורך השתתפות בריאקציה. נשאל על תוצר שנכנס למעגל קרבס ולא יוצא ממנו,לכן מסיח זה נפסל.
להרחבה – Lehninger, מהדורהשישית, עמוד 707 (Figure 18-12)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמוד 2295 (Figure 18-12).
ביוכימיה 7 שאלה 7
מי מהבאים מתאר את התוצרים האורגניים שנוצרים (נטו) בחימצון של מולקולת גלוקוז- 6 -פוספט (glucose 6-phosphate) לריבוז- 5 -פוספט (ribose 5-phosphate) ופחמן דו חמצני במסלול הפנטוז פוספט (pentose phosphate pathway)?
תשובה ד. במסלול הפנטוז פוספט גלוקוז 6-פוספט הופך בשלושה ריאקציות לריבולוז 5-פוספט. הריאקציה הראשונה (גלוקוז 6-פוספט דה-הידרוגנאז) והשלישית (6-פוספוגלוקונאט דה-הידרוגנאז) הן ריאקציות חמצון בהן מקבל האלקטרונים הוא NADP+ ההופך ל-NADPH. בכל ריאקציה מתקבלת מולקולה אחת של NADPH ולכן בנטו מתקבלות שתי מולקולות של NADPH.
שלילת מסיחים:
א. ATP איננו תוצר במסלול הפנטוז פוספט. עם זאת, ניתן לבנות ATP מריבולוז 5-פוספט המתקבל בסוף המסלול. לכן, מסיח זה נפסל.
ב. NADP+ זהו הסובסטרט במסלול הפנטוז פוספט ולא התוצר. לכן, מסיח זה נפסל.
ג. אנזימי מסלול הפנטוז פוספט עובדים עם הקואנזים NADP+ ולא NAD+, ולכן יתקבל NADPH ולא NADH. מסיח זה נפסל.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 577 (Figure 14-22)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספאט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמוד 1993 (Figure 14-30).
ביוכימיה 7 שאלה 8
מהי הצורה המאוקטבת של גלוקוז שמהווה סובסטרט ליצירת גליקוגן על ידי האנזים גליקוגן סינתאז (glycogen synthase)?
תשובה ד. גליקוגן סינתאז מוסיף גלוקוז המאוקטב כגלוקוז-UDP לשרשרת הגליקוגן. על מנת לקבל גלוקוז-UDP תחילה גלוקוז 6-פוספט עובר איזומירציזה לגלוקוז 1-פוספט. לאחר מכן האנזים UDP-גלוקוז פירופוספורילאז (UDP-Glucose Pyrophshorylase) לוקח UTP וגלוקוז 1-פוספט והופך אותם לגלוקוז-UDP.
שלילת מסיחים:
א. הגלוקוז לא קשור לנוקלואטיד אדנין ולכן מסיח זה נפסל.
ב. הגלוקוז לא קשור לנוקלאוטיד אדנין ולכן מסיח זה נפסל.
ג. הגלוקוז לא קשור לנוקלאוטיד גואנין ולכן מסיח זה נפסל.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 618 (Figure 15-32)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמוד 2048 (Figure 15-7).
ביוכימיה 7 שאלה 9
מי מבין האנזימים הבאים אחראי לפירוק של גליקוגן ליחידות סוכר מונומריות?
תשובה ב. האנזים Debranching enzyme בעל פעילות גלוקוזידאז, שמפרק קשר 1-6 בגליקוגן ומשחררת מונומר גלוקוז.
שלילת מסיחים:
א. גלוקוקינאז זהו הקסוקינאז IV הנמצא בכבד ובלבלב. אנזים זה מוסיף קבוצת פוספט לגלוקוז ולכן זהו כבר לא סוכר מונומרי פשוט. מסיח זה נפסל.
ג. גליקוגן פוספורילאז מפרק יחידות גלוקוז מגליקוגן כגלוקוז-1-פוספט. גלוקוז-1-פוספט איננו סוכר מונומרי. מסיח זה נפסל.
ד. גליקוגן סינתאז מוסיף יחידות גלוקוז לשרשרת הגליקוגן. בצורה זו מתקבל פולימר. מסיח זה נפסל.
להרחבה – Lehninger, מהדורהשישית, עמוד 573 (Conversion of Glucose-6-Phosphate to Glucose)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית , פרק 15, עמודים 2035-2038 (גליקוגן פוספורילאז+ DE BRANCHING), 2049 ׁ(גלוקוקינאז), 2050 (גליקוגן סינתאז).
ביוכימיה 7 שאלה 10
מה מהבאים נכון אודות האנזים גליקוגן סינתאז( glycogen synthase )?
תשובה ב. גליקוגן סינתאז מוסיף גלוקוז המאוקטב כגלוקוז-UDP לשרשרת הגליקוגן. הידרוקסיל בעמדה 4 של הגלוקוז בשרשרת הגליקוגן תוקף את פחמן בעמדה 1 של UDP-גלוקוז וכתוצאה מכך הגלוקוז מתווסף לשרשרת הגליקוגן בקשר 1-4. ביחידות הגלוקוז המאוקטבות ההידרוסקיל האנומרי נמצא מתחת למישור ולכן מדובר בגלוקוז אלפא – ומכאן הקשר הואאלפא 1-4.
שלילת מסיחים:
א. גליקוגן סינתאז מעוכב ע”י זרחון – מזורחן ע”י GSK3 ו-PKA.
ג. תורם הגלוקוז לשרשרת הגליקוגן הוא UDP-גלוקוז ולא גלוקוז-6-פוספט.
ד. גליקוגן סינתאז בונה את השרשרות הלינאריות של הגליקוגן. על מנת ליצור סיעוף דרוש האנזים המסעף (BranchingEnzyme) היוצר קשרי סיעוף אלפא 1-6.
להרחבה – Lehninger, מהדורהשישית, עמוד 618 (Figure 15-32)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמודים 2050-2051, 2062-2063.
ביוכימיה 7 שאלה 11
האנזים המסעף של גליקוגן (glycogen branching enzyme) מזרז:
תשובה ג. האנזים המסעף יוצר קשרי אלפא 1-6 בשרשרת הגליקוגן. לאחר שגליקוגן סינתאז בנה לפחות 11 יחידות גלוקוז בשרשרת הלינארית, מגיע האנזים המסעף המעביר 6-7 יחידות גלוקוז משרשרת זו ומחבר אותן בקשר סיעוף אלפא 1-6. לאחר יצירת הסיעוף גליקוגן סינתאז יכול להאריך את שרשרת הגלוקוז שהועברה.
שלילת מסיחים:
א. תפקיד האנזים המסעף הוא ליצור קשרי סיעוף אלפא 1-6. האנזים מפרק קשר אלפא 1-4 בודד בכל העברה. פירוק קשרי אלפא 1-4 נעשה ע”י גליקוגן פוספורילאז. מסיח זה נפסל.
ב. האנזים המסעף לא יוצר קשרי אלפא 1-4. האנזים מעביר שרשרת גלוקוז קיימת (ביניהם קשרי אלפא 1-4) ויוצר קשר סיעוף אלפא 1-6.
ד. האנזים המסעף לא מפרק יחידות גלוקוז בנקודות סיעוף. פירוק גלוקוז בנקודות סיעוף נעשה ע”י אנזים דה-מסעף (Debranching Enzyme).
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 619 (Figure 15-33)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמוד 2051 (Figure 15-9).
ביוכימיה 7 שאלה 12
מי מבין האנזימים הבאים הינו הכרחי לאקטיבציה של זימוגנים (zymogens) בתהליך עיכול חלבונים במעי הדק?
תשובה א. הלבלב מייצר פרוטאזות הדרושים לפירוק חלבונים כזימוגנים (חלבונים לא פעילים). על מנת שפרוטאזות אלו יהפכו לפעילות עליהן לעבור חיתוך ע”י האנזים אנטרופפטידאז אשר מיוצר ומופרש ע”י תאי המעי. הפעלה זו מתרחשת כאשר אנזימי הלבלב מגיעים לתריסריון.
שלילת מסיחים:
ב. פאפאין (Papain) זהו אנזים המשמש במחקר ואינו נמצא בגוף.
ג. פפסין מפרק קשרים פפטידים בקיבצה בחומצות אמיניות ארומטיות ואיננו מפעיל זימוגנים. מופרש בצורה בלתי פעילה כפפסינוגן ע”י תאי צ’יף (Chief) והופך לפעיל בעקבות ה-pH הנמוך בקיבה.
ד. סקרטין זהו הורמון המופרש ע”י התריסריון ומועדד הפרשה של ביקרבונט מהלבלב על מנת לנגוד את החומציות המגיעה מהקיבה.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 697-698 (Dietary Protein is Enzymatically Degraded to Amino Acids)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2267-2271 (Dietary Protein is Enzymatically Degraded to Amino Acids).
ביוכימיה 7 שאלה 13
טירוזין (Tyrosine) מתפרקת לאצטואצטט (Acetoacetate) ופומראט (Fumarate). מה נכון לגבי חומצה אמינית זו?
תשובה ב. חומצות אמיניות קטוגניות הינן חומצות אמיניות המתפרקות לאצטיל-CoA אשר יכול להפוך לגופי קטון, וחומצות אמיניות גלוקוגניות הינן חומצות אמיניות המתפרקות לתוצרי ביניים של מעגל קרבס ועל כן יכולות להפוך לגלוקוז. במקרה של פנילאלנין מתקבל אצטואצטיל-CoA ופומראט. אצטואצטיל-CoA יכול להפוך לאצטיל-CoA ועל כן זוהי חומצה אמינית קטוגנית. פומראט זהו תוצר ביניים של מעגל קרבס אשר יכול להפוך לאוקסלואצטט ומשם לצאת לגלוקונאוגנזה ולכן זוהי חומצה אמינית גלוקוגנית. סה”כ מדובר בחומצה בחומצה אמינית גלוקוגנית וקטוגנית.
שלילת מסיחים:
א. טירוזין היא גם חומצה גלוקוגנית.
ג. טירוזין היא גם חומצה קטוגנית.
ד. טירוזין זוהי חומצה אמינית ארומטית ולא אליפטית.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 711 (Figure 18-15)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמוד 2309 (Figure 18-15)
ביוכימיה 7 שאלה 14
מי מהבאים הינו זימוגן (zymogen) אשר ניתן להמיר אותו לאנדופפטידאז (endopeptidase) המפרק קשרים פפטידים הסמוכים לחומצות האמינו ליזין (lysine) וארגינין (arginine)?
תשובה ד. טריפסינוגן הינו זימוגן אשר נחתך ע”י אנטרופפטידאז לפפטידאז הפעיל טריפסין. טריפסין חותך בקצה הקרבוקסילי של החומצות האמיניות ארגינין וליזין.
שלילת מסיחים:
א. כימוטריפסינוגן הינו זימוגן הנחתך לכימוטריפסין. כימוטריפסין חותך בקצה קרבקוסילי של חומצות אמיניות ארומטיות.
ב. פפסינוגן הינו זימוגן העובר ביקוע עצמי לפפסין. פפסין חותך בקצה אמיני של חומצות אמיניות ארומטיות.
ג. טריפסין זהו האנדופפטידאז הפעיל אשר חותך בארגינין וליזין ונשאל לגבי הזימוגן. מסיח זה נפסל.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 100 (Table 3-6)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: חלבונים מבנה ותפקוד. תת תת נושא: המבנה של חלבונים.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, עמוד 424 (Table 3-6).
ביוכימיה 7 שאלה 15
מה מהבאים אינו נדרש בסינתזה של חומצות שומן?
תשובה ד. NADH איננו משתתף לרוב בריאקציות של ביוסינתזה (ובפרט לא משתתף בסינתזת חומצות שומן). NADH משתתף לרוב בריאקציות מפיקות אנרגיה.
שלילת מסיחים:
א. ביוטין (B7) דרוש לריאקצית הקרבוקסילציה של אצטיל-CoA לקבלת מאלוניל-CoA (מזורז ע”י אצטיל-CoA קרבוקסילאז). מאלוניל-CoA לאחר מכן נכנס לתהליך סינתזת חומצות השומן.
ב. ביקרבונט (HCO3-) הינו הסובסטרט בריאקציה המזורזת ע”י אצטיל-CoA קרבוקסילאז (ACC: Acetyl-CoA Carboxylase). ביקרבונט נקשר לביוטין ב-ACC ומועבר על ידו לאצטיל-CoA לקבלת מאלוניל-CoA.
ג. מאלוניל-CoA זוהי אבן הבניין לסינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 833-834 (Malonyl-CoA is Formed from Acetyl-CoA and Bicarbonate)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2648-2651 (Malonyl-CoA is Formed from Acetyl-CoA and Bicarbonate).
ביוכימיה 7 שאלה 16
מה מהבאים אינו נכון בנוגע לתגובה היוצרת מאלוניל קו- malonyl-CoA) A) בסינתזת חומצות שומן?
תשובה ב. חלבון נושא אציל (ACP:Acyl Carrier Protein) הינו חלק מהאנזים FAS (Fatty Acid Synthase) המסנתז חומצות שומן ואיננו חלק מאצטיל-CoA קרבוקסילאז (ACC: Acetyl CoA Carboxylase) היוצר מאלוניל-CoA מאצטיל-CoA וביקרבונט.
שלילת מסיחים:
א. ציטראט הינה אפקטור אלוסטרי חיובי של ACC.
ג. על מנת שביקרבונט ייקשר לביוטין הוא צריך לעבור קודם שפעול ע”י קישור קבוצת פוספט מ-ATP. לכן, על כל מאלוניל-CoA שנוצר יש ניצול של ATP אחד.
ד. ביוטין הינו קואנזים המשתתף בריאקציה ודרוש על מנת להעביר את הביקרבונט לאצטיל-CoA.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 833-834 (Malonyl-CoA is Formed from Acetyl-CoA and Bicarbonate)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2648-2651 (Malonyl-CoA is Formed from Acetyl-CoA and Bicarbonate).
ביוכימיה 7 שאלה 17
במעבדה יצרו מאלוניל קו- malonyl-CoA) A) מפחמן דו חמצני המכיל פחמן מסומן ומאצטיל קו- A לא מסומן.
מולקולת המאלוניל קו- A המסומנת שנוצרה שימשה לייצור חומצות שומן.
היכן בחומצת השומן ימצא הפחמן המסומן?
תשובה ד’. הפחמן המתווסף לאצטיל-CoA (הפחמן המסומן) בעת הפיכתו למאלוניל-CoA דרוש רק בכדי לשפעל את הפחמן המיתלי. בריאקציה העוקבת, הפחמן המתילי של מאלוניל-CoA יתקוף את הקרבוניל של השרשרת הפחמימנית המתהווה, מה שיוביל ליציאת הפחמן המסומן החוצה וכניסת שני הפחמנים הנותרים (לא מסומנים) לשרשרת הנוצרת.
שלילת מסיחים:
א. לא נקבל סימון בכל הפחמנים מכיוון שהפחמן המסומן כלל לא נכנס לשרשרת המתהווה.
ב. לא נקבל סימון בפחמנים זוגיים מכיוון שהפחמן המסומן כלל לא נכנס לשרשרת המתהווה.
ג. לא נקבל סימון בפחמנים אי זוגיים מכיוון שהפחמן המסומן כלל לא נכנס לשרשרת המתהווה.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 835 (Figure 21-2)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2652 (Figure 21-2).
ביוכימיה 7 שאלה 18
מה מהבאים אינו נכון בנוגע להשוואה בין חמצון ביטא ( beta oxidation ) לבין ביוסינתזה של חומצות שומן?
מסיח ג’: דגרדציה של חומצות שומן מתרחשת במיטוכונדריה, ומזורזת ע”י אנזימים מטיכונדריאלים בתהליך הקרוי בטא-אוקסידציה. לעומת זאת, הסינדה מתרחשת בציטופלזמה ומזורזת ע”י האנזים FAS.
מסיח א’: D -ביטא-הידרוקסיאציל מתרחש בסינטזה, בעוד שבפירוק ישנו תוצא L-ביטא.
מסיח ב’: סינטזה של ח”ש צורך NADPH שמקורה במסלול הפנטוזות (כבד) או Malic enzyme (רקמת שומן). פירוק ח”ש מניב אנרדיה ולכן מחזר NAD ל-NADH ו-FAD ל-FADH2.
מסיח ד’: ליצירה של ח”ש יש צורך בביקרבונט לדחיסה לכן זה יהיה יעיל יותר בטווח בופר. אין צורך בביקרבונט לפירוק.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 840 (Figure 21-8)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן + מטבוליזם חלק ב- זרחון חמצוני, פירוק חומצות שומן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן+ קטבוליזם של חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2670 (9-21 FIGURE).
ביוכימיה 7 שאלה 19
שלב מגביל המהירות בסינתזת חומצות שומן הינו:
תשובה ד’. השלב המגביל בסינטזה של חומצות שומן הוא יצירת Malonyl-CoA, ריאקציה המזורזת ע”י אצטיל קו- A קרבוקסילאז (acetyl-CoA carboxylase). זוהי ריאקציה שדורשת הרבה אנרגיה, ולכן מזורזת ע”י ATP.
שלילת מסיחים:
א. דחיסת אצטיל קו-A ומאלוניל קו-A. זוהי הריאקציה הראשונה על אנזים ה-FAS, אך זוהי לא הריאקציה המגבילה. יש לשים לב, שריאקציית הדחיסה מתבצעת אחרי ההטענה של אצטיל קו-A ומאלוניל קו-A על תתי היחידות של ה-FAS שהן KS ו-ACP בהתאמה, כאשר משתחררות 2 מולקולות CoA. לאחר מכן, מתרחשת ריאקציית הדחיסה, שמזורזת ע”י KS. האנרגיה לשלב זה מושג ע”י פירוק הקשר התיאואסטרי.
ב. אצטיל-CoA היא מולקוקלה שחייבת להיות נוכחת על מנת ליצור מאלוניל קו-A, אך היא לגמרי לא מגבילה. היצירה שלה מתרחשת תמיד בנוכחות גלוקוז בתא, והיא משמשת לתהליכים רבים בגוף, בינהן סינטזה של חומצות שומן. ביצירת ח”ש, יש הרבה אצטיל קו-A שדרוש לעבור חיבור ליצירת מאלוניל קו-A, בגלל שהוא בעודף, הוא לא הגורם המגביל.
ג. יצירת מאלוניל קו- A ממלונאט (malonate) וקו-אנזים A. החלק הראשון נכון, אך החלק השני טעות, יצירת מאלוניל נעשית ע”י דחיסת אצטיל קו-A ולא ממלונאט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 842 (Long Chain Saturated Fatty Acids are Synthesized from Palmitate)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2673, עמודים 2648-2651 (Malonyl-CoA is Formed from Acetyl-CoA and Bicarbonate).
ביוכימיה 7 שאלה 20
מה מהבאים אינו נכון בנוגע למערכת הארכת חומצות שומן בבעלי חוליות?
תשובה ד’. אלונגציה של חומצות שומן מתרחשת באותה דרך כמו סינתזת חומצות שומן, מלבד כך שבמקום חלבון נושא אציל (ACP: Acyl Carrier Protein) יש שימוש בקואנזים-A. לכן, הפרקורסור הישיר להוספת הפחמנים בשרשרת הוא מאלוניל-CoA ולא אצטיל-CoA.
שלילת מסיחים:
א. אלונגציה של חומצות שומן נעשית ע”י סט אנזימים שונים הנמצאים ב-E.R אך הם מזרזים את אותן 4 ריאקציות כמו FAS.
ב. האנזימים המבצעים אלונגציה לחומצות שומן נמצאים ברשת האנדופלסמטית החלקה (Smooth E.R) וזאת לעומת האנזימים המסנתזים חומצות שומן חדשות הנמצאים בציטופלזמה.
ג. הארכה נפוצה של חומצות שומן היא מפלמיטאט (16 פחמנים) לסטראט (18 פחמנים).
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 842 (Long Chain Saturated Fatty Acids are Synthesized from Palmitate)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2678-2676 (Long Chain Saturated Fatty Acids are Synthesized from Palmitate).
ביוכימיה 7 שאלה 21
מה מהבאים יכול להיות מיוצר בתאי צמח אך לא בתאים אנימליים?
תשובה א’. האנזימים המבצעים דה-סטורציה של חומצות שומן (הוספת קשרים כפולים) באדם יכולים לעשות זאת עד קשר כפול בין פחמן 9 ל-10. חומצות שומן עם קשרים כפולים בעמדות רחוקות יותר יש לצרוך בתזונה – צמחים יכולים ליצור קשרים כפולים גם אחרי פחמן 10. ישנן שתי חומצות שומן חיוניות לאדם שיש לצרוך בתזונה: לינולאט ואלפא-לינולאט.
שלילת מסיחים:
ב. פלמיטאט מסונתזת ע”י FAS (Fatty Acid Synthase) ההומני.
ג. פוספטידילכולין הוא מרכיב עיקרי של ממברנות ומסונתז ע”י תאים הומנים.
ג. חומצה סטראטית מסונתזת באדם מפלמיטאט ע”י אנזימי אלונגציה הנמצאים ברשת האנדופלסמטית החלקה (Smooth E.R).
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 842-845 (Desaturation of Fatty Acids)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2679-2687 (Desaturation of Fatty Acids).
ביוכימיה 7 שאלה 22
את מה מהבאים המערכת האנזימטית האחראית על הוספת קשרים כפולים לחומצות שומן רוויות לא דורשת?
תשובה ב’. המערכת המוסיפה קשרים כפולים לחומצות שומן כוללת אנזים מסוג Mixed Function Oxidase אשר מקבל אלקטרונים משני סובסטרטים שונים (NADPH ובמקרה זה גם חומצת השומן) ומעביר אותם לחמצן מולקולרי לקבלת מים וחומצת שומן בלתי רוויה. בתהליך זה אין שימוש ב-ATP.
שלילת מסיחים:
א. אנזים זה הוא חלק מהמערכת המוסיפה קשרים כפולים לחומצות שומן.
ג. ציטוכרום b5 מקבל את האלקטרונים מ-ציטוכרום b5 רדוקטאז (שבעצמו קיבל את האלקטרונים מ-NADPH). לאחר שציטוכרום b5 קיבל את האלקטרונים הוא מעביר אותם לחמצן מולקולרי.
ג. חמצן מולקולרי משמש כמקבל האלקטרונים במערכת ה-Mixed Function Oxidase ולכן הוא מהווה חלק ממערכת זו.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 842-845 (Desaturation of Fatty Acids)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2679-2687 (Desaturation of Fatty Acids).
ביוכימיה 7 שאלה 23
איזה מבין ההיגדים בנוגע למסלול המוצג למטה נכונים?
תשובה ד- התמונה הנ”ל מציגה את שלבי הריאקציה של האנזים FAS-1. אנזים זה אחראי לסינתזה של חומצת שומן פלמיטית 16:0 בציטוזול בעלי חיים.
מולקולה A היא מולקולה המכילה 14 פחמנים. על מנת לסנתז אותה יש צורך בשימוש ב-6 מולקולות מאלוניל קו A (כל אחת תורמת 2 פחמנים, סהכ 12 פחמנים) ומולקולת אצטיל קו A אחת התורמת שני פחמנים נוספים (הגענו ל14). כדי להגיע לחומצת שומן של 14 פחמנים נצטרך לבצע 6 סבבים של הריאקציה אותה FAS-1 מבצע. בכל סבב יש לנו שתי ריאקציות חיזור: האחת מבוצעת על ידי KR והשנייה מבוצעת על ידי ER. לכן, בסהכ מתבצעות 12 ריאקציות חיזור.
פסילת מסיחים:
א- לא נכון. יש לזכור כי ACP מכיל חלק הנגזר מחומצה פנטטונית ולא KS.
ב- לא נכון. מולקולה זו היא מאלוניל קו A. על מנת ליצור אותה, האנזים אצטיל קו A קרבוקסילאז (ACC) השתמש במולקולת ATP.
ג- מאלוניל קו A נוצרת בציטוזול ולא במיטוכונדריה. כך גם תגובת FAS-1 מתרחשת בציטוזול.
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה- מצגת ביוכימיה 6, Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2651-2652.
ביוכימיה 7 שאלה 24
איזה מבין מנגנוני הרגולציה הבאים מבטיח ש – palmitoyl CoA ׁׁׁ שזה עתה סונתז לא יפורק בחמצון בטא?
תשובה ב’. פירוק חומצות שומן מבוקר אלוסטרית ע”י מאלוניל-CoA. לאחר ארוחה יש עלייה באינסולין אשר מוביל לדה-זרחון של האנזים אצטיל-CoA קרבוקסילאז (ACC: Acetyl CoA Carboxylase). כאשר ACC עובר דה-פוספורילציה הוא הופך לפעיל ומזרז הפיכה של אצטיל-CoA למלאלוניל-CoA. מאלוניל-CoA זו אבן הבניין לסינתזת חומצות שומן וגם מעכב אלסטורית את קרניטין-אצילטרנספראז I (Carnitine Acyltransferase I) על גבי הממברנה החיצונית של המיטוכונדריון. תפקיד הקרניטין להכניס את חומצת השומן למטריקס המיטוכונדריון שם תעבור פירוק, אך בעקבות עיכוב הקרניטין-אצילטרנספראז לא תתרחש כניסה של חומצות שומן אל תוך המטריקס וכך לא יתרחש פירוק.
שלילת מסיחים:
א. פלמיטויל-CoA זהו התוצר של FAS (Fatty Acid Synthase) ואיננו מעורב בבקרה על חמצון בטא.
ג. ציטראט הינו מאקטב אלוסטרי של ACC ואיננו משפיע על Fatty Acyl-CoA Dehydrogenase.
ד. ACC מאוקטב אלוסטרית ע”י ציטראט ולא ע”י פלמיטואיל-CoA.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 679 (Figure 17-13)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן + מטבוליזם חלק ב- זרחון חמצוני, פירוק חומצות שומן. תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן+ קטבוליזם של חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 17, עמוד 2227-2229 (Figure 17-13).
ביוכימיה 7 שאלה 25
Malonyl CoA סומן ב – C14 בפחמן מספר 2 והודגר בנוכחות acetyl CoA לא מסומן וקומפלקס fatty acid synthase. איזה מהפחמנים של התוצר הסופי פלמיטאט יהיו מסומנים ב- C14?
תשובה ג’. חומצת שומן נבנית מיחידות חוזרות של אצטט (שני פחמנים), ובכל סבב נעשה שימוש במלאוניל-CoA להארכת השרשרת. מלאוניל-CoA מכילה 3 פחמנים, אך הפחמן השלישי יוצא כ-CO2 בתהליך הקונדסנציה כך שרק שני הפחמנים הראשונים נכנסים לשרשרת. מכאן, אם פחמן מס’ 2 של המלאוניל-CoA מסומן, יהיה סימון רק בפחמנים זוגיים. בסבב הראשון, יש שימוש באצטיל-CoA שהוא יהווה את שני הפחמנים האחרונים של חומצת השומן הנבנית, לכן, אם האצטיל-CoA לא מסומן, לא נקבל סימון של אף אחד מהפחמנים שלו (פחמנים 15 ו-16). העזרו באיור הבא בכדי לעקוב אחר התהליך, ושימו לב לסימון.
שלילת מסיחים:
א. שני הפחמנים הרחוקים של פלמיטאט (פחמן 15 ו-16) מקורם באצטיל-CoA. מכיוון שאצטיל-CoA איננו מסומן לא נצפה לראות סימון בפחמן הזוגי האחרון, פחמן 16.
ב. פחמן 2 של מלאוניל-CoA נכנס לשרשרת הנוצרת, ולכן אם הוא מסומן נצפה לקבל סימון של פחמן זה בחומצת השומן הנוצרת. במידה והסימון היה על פחמן 3 של מלאוניל-CoA רק אז לא היינו מקבלים סימון בשרשרת הנוצרת.
ד. סימון היה מתקבל בפחמנים אי-זוגיים במידהו ופחמן מספר 1 של מלאוניל-CoA היה מסומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 836 (Figure 21-4)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2656 (Figure 21-4).
ביוכימיה 7 שאלה 26
איזה מבין ההיגדים בנוגע למסלול המוצג למטה נכונים?
תשובה ג’. בציור מתואר סבב בסינתזת חומצת שומן. בכל סבב בסינתזת חומצת שומן ישנן שתי ריאקציות חיזור בהן NADPH הופך ל-NADP+: בריאקציה השנייה, בה קבוצת קטו הופכת להידרוקסיל, ובריאקציה הרביעית בה קשר כפול מחוזר לקשר בודד. כשנסתכל על האיור ונראה את השינויים במולקולה בכל שלב, נשים לב שNADPH מתואר ע”י H ו-K. הקואנזים NADPH מתקבל גם בריאקציה המזורזת ע”י האנזים מאליק (Malic Enzyme). אנזים זה מפרק מלאט לפירובט ו-CO2, תוך קבלת NADPH. אנזים זה מאפשר לקבל כוח מחזר לתהליך סינתזת חומצות השומן.
שלילת מסיחים:
א. חמצון, הידרציה, חמצון, תיאוליזה זהו סדר הריאקציות המתרחש בפירוק של חומצות שומן. באיור מתואר סינתזה של חומצות שומן.
ב. בריאקציה הראשונה של סינתזת חומצות שומן מתרחשת דחיסה בין מלאוניל-CoA לשרשרת המתהווה. במהלך הדחיסה, הפחמן השלישי של מלאוניל-CoA יוצא החוצה כ-CO2, המסומנת כמולקולה G.
ד. הארכה של חומצות שומן מתרחשת ברשת האנדופלסמטית החלקה (Smooth E.R)
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 835 (Figure 21-2)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמוד 2652 (Figure 21-2).
ביוכימיה 7 שאלה 27
מנגנון הריאקציה של אנזים X כולל הוספת קבוצת הידרוקסיל לסובסטרט שלו. האנזים עושה שימוש בחמצן מולקולארי, ובמהלךהריאקציה NADPH מחומצן ל-NADP+ ונוצרים מים. איזה מן הבאים סביר לגבי אנזים X?
תשובה ב’. בשאלה מתואר Mixed-Function Oxidase. זהו אנזים המחמצן בו זמנית 2 סובסטרטים ומעביר את האלקטרונים שלהם לחמצן מולקולרי לקבלת מים. האנזימים האחראיים לפירוק חומרים זרים (Xenobiotics), כגון תרופות, הם מסוג Mixed-Function Oxidase. אנזימים אלו הופכים את התרופה למסיסה יותר, בין היתר ע”י הוספת קבוצת הידרוקסיל.
שלילת מסיחים:
א. האנזים הראשון הפועל בחמצון בטא בפראוקסיזומים הוא Acyl-CoA Oxidase היוצר קשר כפול בחומצת השומן המשופעלת, ובנוסף אנזים זה פועל עם FAD.
ג. האנזים המבצע דה-סטורציה של חומצות שומן הוא אכן מסוג Mixed Fuction Oxidase אך הוא אינו מוסיף קבוצת הידרוקסיל לחומצת השומן, אלא יוצר קשר כפול בין שני פחמנים סמוכים.
ד. אספירין מעכב את האנזים COX (Cyclooxygenase), ואנזים זה מכניס 3 אטומי חמצן לארכידונאט (חומצת שומן בעלת 20 פחמנים).
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 844-845 (Box 21-1)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2680-2684 (Box 21-1).
ביוכימיה 7 שאלה 28
איזה מבין ההיגדים הבאים נכון לגבי האנזים שמזרז את הריאקציה המופיעה למטה?
תשובה ג’. בציור מתואר הפיכה של אצטיל-CoA למלאוניל-CoA. ריאקציה זו מזורזת ע”י האנזים אצטיל-CoA קרבוקסילאז (ACC: Acetyl-CoA Carboxylase). אפקטור אלוסטרי חיובי של אנזים זה הוא ציטרט. מלאוניל-CoA זו אבן הבניין לסינתזת חומצות שומן.
שלילת מסיחים:
א. ACC משתמש בביוטין כקו-אנזים ולא ב-TPP.
ב. גופי קטון נוצרים מדחיסה של אצטיל-CoA יחד ולא ממלאוניל-CoA.
ד. ACC פועל בציטוזול. לרוב, תהליכי ביוסינתזה מתרחשים בציטוזול ותהליכי פירוק במטריקס המיטוכונדריון.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 679 (Figure 17-13)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: סינתזת חומצות שומן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, 17, עמוד 2227-2229 (Figure 17-13), 2648-2649( מלוניל קוA), 2674 (FIGURE 21-11), 2242 (FIGURE 17-16) יצירת גופי קטון.
ביוכימיה 7 שאלה 29
כל הבאים נכון בנוגע למסלול הפנטוזות, מלבד:
במה השאלה עוסקת: מסלול הפנטוז פוספט
תשובה ד. האנזים גלוטתיון רדוקטאז (Glutathione Reductase) מחזר, באמצעות NADPH המתקבל במסלול הפנטוזות, שני גלוטתיון הקשורים אחד לשני בקשר דיסולפידי (S-S) לשני גלוטתיון נפרדים עם שייר תיול (SH). גלוטתיון-SH הוא מנטרל הרדיקלים הישיר ע”י מסירת אלקטרונים לרדיקל. נטרול הרדיקל נעשה באמצעות האנזים גלוטתיון פראוקסידאז (Glutathione Peroxidase). תפקיד ה-NADPH הוא למחזר את הגלוטתיון בכדי שיוכל להמשיך לנטרל רדיקלים, ולכן הוא אינו מנטרל ישיר.
שלילת מסיחים:
א. האנזים פוספופנטוז איזומראז (Phosphopentose Isomerase) מבצע איזומריזציה הפיכה בין ריבולוז-5-פוספט לריבוז-5-פוספט.
ב. הפאזה הלא חמצונית של מסלול הפנטוז פוספט כוללת מעבר בין מספר סוכרים, חלקם אלדוזות (סוכרים על בסיס קבוצת אלדהיד) וחלקם קטוזות (סוכרים על בסיס קבוצות קטון).
ג. הריאקציה הראשונה במסלול הפנטוז פוספט מזורזת ע”י האנזים גלוקוז-6-פוספט דה-הידרוגנאז (Glucose-6-Phosphate Dehydrogenasae). אנזים זה מעוכב אלוסטרית ע”י NADPH, המהווה גם תוצר של האנזים.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 576 (BOX 14-4)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמודים 1989-1992 (BOX 14-4 ).
ביוכימיה 7 שאלה 30
מה נכון לגבי אמינו-טרנספרזות (טרנסאמינזות)?
תשובה ב’. אמינוטרנספראזות פועלות במנגנון פינג פונג. במנגנון זה, לאנזים יש שני סובסטרטים שכל אחד נקשר לאנזים בזמן אחר, האנזים מזרז את הריאקציה בנפרד על כל אחד מהסובסטרטים, ומשחרר את התוצרים בנפרד. באמינוטרנספראזות, תחילה נקשרת החומצה האמינית (למשל אספרטט), האנזים מסיר ממנה את קבוצת האמין ומשחרר את הסובסטרט כחומצת אלפא-קטו (בדוגמא שלנו – אוקסלואצטט). לאחר מכן, נקשר הסובסטרט השני, חומצת אלפא-קטו (לרוב אלפא קטוגלוטרטאט), והאנזים מעביר אליה את הקבוצה האמינית שזה עתה הסיר, ומתקבלת חומצה אמינית שתתנתק מהאנזים (בדוגמא שלנו – גלוטמט).
שלילת מסיחים:
א. אמינוטרספראזות משתמשות בקואנזים PLP ולא TPP. TPP משמש כנשא של הידרוקסיאלקליל, למשל בפירובט דה-הידרוגנאז (Pyruvate Dehydrogenase).
ג. אמינוטרנספראזות משתמשות בקונאזים PLP ולא THF. THF משמש כנשא של קבוצת פחמן בודד במצבי חמצון שונים. שימוש ב-THF למשל נעשה בריאקציה המסנתזת מתיונין מהומוציסטאין.
ד. אמינוטרנספראזות פועלות במנגנון פינג-פונג. גם במנגון רציף לאנזים יש שני סובסטרטים, אך לעומת מנגנון פינג-פונג, על מנת שהאנזים יפעל על הסובסטרטים, על שני הסובסטרטים להיקשר לאנזים בו זמנית. כאשר שני הסובסטרטים נקשרים לאנזים נוצר קומפלקס משולש (אנזים+שני סובסטרטים) ולאחר מכן האנזים מזרז את הריאקציה.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 699-700 (Pyridoxal Phosphate)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2272-2278 (Pyridoxal Phosphate).
ביוכימיה 7 שאלה 31
איזה תוצר של מעגל האוריאה יכול להיכנס למעגל קרבס?
תשובה ב’. בריאקציה השלישית של מעגל קרבס, המזורזת ע”י ארגינוסקוצינאז, חל ביקוע של ארגינוסקוצינאט לארגינין ופומראט. ארגינין ימשיך במעגל האוריאה ופומראט יכול להיכנס למעגל קרבס. מכיוון שפומראט נוצר בציטוזול ואינו חודר את הממברנה הפנימית של המיטוכונדריון, תחילה פומראט הופך למלאט בציטוזול, ולאחר מכן מלאט נכנס למטריקס המיטוכונדריון ומשלים את הריאקציה האחרונה של מעגל קרבס.
שלילת מסיחים:
א. אוקסלואצטט איננו תוצר של מעגל האוריאה, אך עם זאת, אוקסלואצטט יוצא ממעגל קרבס והופך בריאקציה טרנסאמינציה לאספרטט, היוצאת לציטוזול ומשתתפת בריאקציה השנייה של מעגל האוריאה (אספרטט הינו תורם החנקן השני לאוריאה). נשאל לגבי תוצר מעגל האוריאה ולכן מסיח זה נפסל.
ג. אספרטט איננו תוצר של מעגל האוריאה, אך עם זאת, אספרטט משתתף בריאקציה השנייה של מעגל האוריאה (אספרטט הינו תורם החנקן השני לאוריאה).
ד. סוקצינאט איננו תוצר של מעגל האוריאה. עם זאת, בריאקציה השנייה של מעגל האוריאה (ע”י אריגנוסוקצינאט סינטתאז), בה יש צימוד בין אספרטט לציטרולין נוצר תוצר הביניים ארגינוסוקצינאט. כאשר הריאקציה השלישית של מעגל האוריאה מתרחשת (ע”י ארגינוסוקצינאז) ארגינוסוקצינאז מתבקע לארגינין ופומראט, שזהו התוצר הנכנס למעגל קרבס.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 707 (Figure 18-12)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמוד 2295 (Figure 18-12).
ביוכימיה 7 שאלה 32
חולה חשוד כסובל ממחלת אגירת גליקוגן. לצורך האבחנה הזריקו לנבדק גלוקגון ולאחר מכן מדדו את רמת הגלוקוז והלקטט בדם. בתוצאות שהתקבלו לא נצפה שינוי משמעותי ברמת הגלוקוז והלקטט. ביופסיה של הכבד הראתה הצטברות גליקוגן. הפגם הסביר ביותר הוא באנזים:
תשובה א’. הזרקה של גלוקגון לנבדק בריא אמורה להוביל לפירוק של גליקוגן לגלוקוז, גלוקוז ייצא לזרם הדם ורמתו תעלה, ובמקביל נוכחות מוגבר של גלוקוז בתא תמשוך אותו לגליקוליזה ותסיסה, ולכן נצפה לראות גם עליה ברמת הלקטט בדם. כאשר מזריקים לנבדק גלוקגון ואין עליה ברמת הגלוקוז והלקטט זה מעיד על פגיעה בגליקוגן פוספורילאז – אין פירוק כלל של גליקוגן ולכן אין גלוקוז שייצא מהתא או שיפנה לגליקוליזה.
שלילת מסיחים:
ב. פגם בהקסוקינאז לא מוביל למחלת אגירת גליקוגן.
ג. פגם בגלוקוז-6-פוספטאז אמנם לא יוביל לעליה ברמת הגלוקוז בדם בגלל שגלוקוז 6-פוספט לא חודר ממברנה, אך מכיוון שיש פירוק לגלוקוז-6-פוספט הוא עדיין יכול לפנות לגליקוליזה ותסיסה ולכן נצפה במקרה זה לראות עליה ברמת הלקטט. מסיח זה נפסל.
ד. פגם בגליקוגן סינתאז יוביל לכך שלא יווצר גליקוגן כלל ולא ייאגר בתא.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 616-617 (Box 15-4)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמודים 2040-2044 (Box 15-4).
ביוכימיה 7 שאלה 33
במחלת סירופ-מייפל יש נוכחות של חומצות אמיניות אליפטיות בשתן עקב הצטברותן בדם. מה מהבאים יכול לגרום להצטברות חומצות אמיניות אלפיטיות בדם במחלה זו?
תשובה ב’. במחלת סירופ מייפל ישנו פגם בקומפלקס דה-הידרוגנאז של החומצות האמיניות ואלין, לאוצין, ואיזולאוצין. עקב פגם זה חומצות אמיניות אלו לא עוברות פירוק ומצטברות בדם – מה שמוביל להפרשתן בשתן. נוכחות חומצות אמיניות אלו בשתן מוביל לריח אופייני של מייפל.
שלילת מסיחים:
א. לחומצות האמיניות ואלין, לאוצין ואיזולאוצין יש אמינוטרנספראז משותף שאיננו קיים בכבד, ולכן מסיח זה נפסל. האמינוטרנספראז של חומצות אמיניות אלו נמצא בשריר בכדי שישמשו כמקור אנרגיה לשריר.
ג. פגם באנזים זה יוביל לפגיעה במעגל האוריאה, ולא יוביל לפגיעה ספציפית בפירוק חומצות אמיניות אליפטיות.
ד. פגם באנזים זה יוביל לפגיעה במעגל האוריאה ולא יוביל לפגיעה ספציפית בפירוק חומצות אמיניות אליפטיות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 723 (Branched-Chain Amino Acids)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2338-2339(Branched-Chain Amino Acids).
ביוכימיה 7 שאלה 34
מהו הרווח האנרגטי נטו מגלוקוז המתקבל בתהליך הגליקוגנוליזה?
תשובה ג’. בפירוק גליקוגן, גלוקוז מתפרק ליחידות של גלוקוז-1-פוספט בריאקצית פוספורוליזה (פירוק באמצעות קבוצת פוספט אנאורגנית) ועובר איזומריזציה לגלוקוז-6-פוספט. גלוקוז 6-פוספט לאחר מכן ייכנס לתהליך הגליקוליזה, ומכיוון שדילגנו על הריאקציה הראשונה המזורזת ע”י הקסוקינאז, לא בזבזנו ATP עבור זרחון הגלוקוז כך שבתהליך נוצל ATP אחד ונוצרו 4. בנטו הרווחנו 3 ATP. מלבד זאת, בריאקציה השישית של הגליקוליזה מתקבלת מולקולת NADH (ומכיוון שמתרחשת פעמיים עבור גלוקוז – נקבל שני NADH).
שלילת מסיחים:
א. כאשר מתחילים מגלוקוז 6-פוספט מבזבזים ATP בריאקציה השלישית ויוצרים 4 ATP בהמשך – בנטו 3 ATP. מסיח זה נפסל.
ב. זהו הערך האנרגטי המתקבל כאשר מתחילים מגלוקוז ולא מגלוקוז-6-פוספט.
ד. בתהליך הגליקוליזה נוצרים ברוטו 4 מולקולות ATP אך לא נטו, ונוצרות 2 מולקולות NADH ולא 3.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 613-614 (Glycogen Breakdown)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמודים 2035-2040 (Glycogen Breakdown).
ביוכימיה 7 שאלה 35
מהי העלות האנרגטית נטו של מעגל האוריאה?
תשובה ד’. במעגל האוריאה ישנו בזבוז של שתי מולקולות ATP ביצירת קרבמויל פוספט, אשר לאחר היווצרתו עובר דחיסה עם אורניתין לציטרולין (ראקציה ראשונה של מעגל האוריאה). בנוסף, בריאקציה השנייה של מעגל האוריאה יש פירוק של ATP ל-AMP, כך שזה שווה ערך לשני ATP. סה”כ יש בזבוז של 4 מולקולות ATP. מלבד זאת, במעגל האוריאה משתחרר פומראט שיכול להיכנס למעגל קרבס כמלאט. מלאט הופך לאוקסלואצטט תוך יצירת NADH. מולקולת NADH שוות ערך ל2.5 מולקולות ATP. לסיכום, בזבזנו 4 ATP אך הרווחנו 2.5 ATP – סה”כ עלות אנרגטית של 1.5 ATP.
שלילת מסיחים:
א. במעגל האוריאה יש בזבוז של 4 ATP ורווח של 2.5 ATP. סה”כ 1.5 ATP.
ב. 4 מולקולות ATP זהו הניצול האנרגטי במהלך מעגל האוריאה מבלי להתחשב ברווח האנרגטי מפומראט. מסיח זה נפסל.
ג. 2.5 מולקולות ATP זהו הרווח שמתקבל ממולקולת NADH ולא העלות האנרגטית של מעגל האוריאה.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמוד 707 (Figure 18-12)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמוד 2295 (Figure 18-12), (Figure 18-10 2290).
ביוכימיה 7 שאלה 36
מדוע עודף אמוניה בדם רעיל?
תשובה ד’. אמוניה רעילה לגוף ממספר סיבות. קודם כל, עודף אמוניה נאגר בצורה של גלוטמין, וגלוטמין הוא אוסמוליט אקטיבי: יוצר לחץ אוסומוטי ומוביל ליציאת מים מהתאים מה שעלול לגרום לבצקת מוחית. שנית, עודף אמוניה מוביל לירידה ברמת אלפא-קטוגלוטראט, המהווה חלק ממעגל קרבס, כיוון שהוא נצרך לכיוון של טרנסאמינציה לקבלת גלוטמט ולאחר מכן הגלוטמאט תהפוך לגלוטמין. ירידה ברמת אלפא-קטו גלוטראט תוביל לירידה בקצב מעגל קרבס וכתוצאה מכך לירידה ברמת ה-ATP. בנוסף, גלוטמט ונגזרתו GABA משמשים כנוירוטנסמיטרים, ולכן עודף אמוניה יסיט את הגלוטמט לכיוון גלוטמין, מה שיוביל לירידה בגלוטמט ו-GABA ופגיעה בתפקוד מערכת העצבים.
שלילת מסיחים:
א. גלוטמין הינו אוסמוליט אקטיבי, אך אינו הסיבה היחידה לכך שאמוניה רעילה.
ב. עודף אמוניה מוביל לירידה ברמת ATP, אך אינו הסיבה היחידה לכך שאמוניה רעילה.
ג. עודף אמוניה מוביל לירידת נוירוטרנסמיטרים במוח, אך זו אינה הסיבה היחידה לכך שאמוניה רעילה.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 703-704 (Ammonia is Toxic to Animals)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: פירוק חומצות אמיניות.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 18, עמודים 2286-2287 (Ammonia is Toxic to Animals).
ביוכימיה 7 שאלה 37
מי מהבאים מאפיין בצורה הטובה ביותר את NADH ו- NADPH?
במה השאלה עוסקת:
תשובה ב: NADP ו- NAD הם קואנזימים במסלולי מטבוליזם תאיים. NADH משמש בעיקר במסלולי קאטבוליזם, משמש נשא אלקטרונים (כזכור, אלקטרונים עוברים מפוטנציאל חמצון חיזור נמוך לגבוה) כאשר מעבר האלקטרונים מתרחש בממברנת המיטוכונדריה של כל היצורים החיים ומשמש ליצירת ATP. לעומתו, NADP משמש בעיקר במסלולי אנאבוליזם, משמש כוח מחזר בתא לריאקציות של ביוסינתזה, בצמחים מתקבל בתהליך הפוטוסינתזה ומשמש ליצירת קרבוהידרטים, אצלנו מתקבל במעגל הפנטוזות שנחשב מסלול אנאבולי ומשמש כאנטיאוקסידנט ובסינתזה של חומצות שומן, סטרולים והורמונים סטרואידיים.
מסלולים אנאבוליים (anabolic reactions) – מולקולות קטנות מתלכדות לכדי יצירת קומפלקסים תוך קליטת אנרגיה בצורת חום (למשל סינתזת כולסטרול, חומצות שומן ועוד), צורכים אנרגיה.
מסלולים קאטאבוליים (catabolicreactions) – קומפלקסים גדולים מתפרקים למולקולות קטנות תוך שחרור אנרגיה בצורת חום (למשל מסלול פירוק שומנים/ חמצון בטא, חלבונים ועוד), מקבלים אנרגיה שמשמשת ליצירת ATP.
הערת מחבר – בנוגע למבנה שלהם, שניהם מורכבים מ-2 נוקלאוטידים (בסיס + סוכר + פוספט) שמחוברים יחד בקבוצת הפוספט שלהם בקשר פוספואנהידרידי (קשר מאוד חזק בין 2 קבוצות פוספט). NAD כולל 2 קבוצות פוספט ואילו ל- NADP קבוצת פוספט נוספת שמאפשרת לו להגיב עם סט אנזימים שונה.
להרחבה – Lehninger,מהדורה שישית, עמודים532-534, 28.
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מבוא כימי ופיזיקלי לביוכימיה. תת תת נושא: תגובות חמצון חיזור בביולוגיה.
להרחבה – Lehninger,מהדורה שמינית, פרק 1, 13, עמודים 1804-1811, 183 (Figure 1-28).
ביוכימיה 7 שאלה 38
מי מהבאים משמש כקופקטור של האנזים 6-פוספוגלוקנט דה-הידרוגנאז (6-Phosphogluconate Dehydrogenase)?
תשובה ג’. אנזים זה מהווה את הריאקציה האחרונה בפאזה החמצונית של מסלול הפנטוז פוספט. במסלול זה, הקואנזים בריאקציה הראשונה (G6PDH) והשלישית הוא NADP+ כך שמתקבל NADPH. בנוסף, שלושת האנזימים הראשונים במסלול הפנטוז פוספט משתמשים במגנזיום כקופקטור.
שלילת מסיחים:
א. האנזים משתמש ב-NADP+ כקואנזים ולא NAD+.
ב. PLP הינו קואנזים של ריאקציות טרנסאמינציה ולא משתתף במסלול הפנטוז פוספט.
ד. FAD משמש כמקבל אלקטרונים לדוגמא בבפריבוט דה-הידרוגנאז ושרשרת הנשימה, ואינו משתתף במסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 577 (Figure 14-22)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: מסלול הפנטוז פוספט.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 14, עמודים 1993-1994 (Figure 14-30).
ביוכימיה 7 שאלה 39
חולה חשוד כסובל ממחלת אגירת גליקוגן. לצורך האבחנה הזריקו לנבדק גלוקגון ולאחר מכן מדדו את רמת הגלוקוז והלקטט בדם. בתוצאות שהתקבלו נצפתה עליה בלקטט אך ללא שינוי משמעותי ברמת הגלוקוז. הפגם הסביר ביותר הוא באנזים:
תשובה ג’. הזרקה של גלוקגון לנבדק בריא אמורה להוביל לפירוק של גליקוגן לגלוקוז, גלוקוז ייצא לזרם הדם ורמתו תעלה, ובמקביל נוכחות מוגבר של גלוקוז בתא תמשוך אותו לגליקוליזה ותסיסה, ולכן נצפה לראות גם עליה ברמת הלקטט בדם. כאשר מזריקים לנבדק גלוקגון ואין עליה ברמת הגלוקוז אך יש עליה ברמת הלקטט זה מעיד על פגיעה בגלוקוז-6-פוספט – הגליקוגן מתפרק כגלוקוז, אך מכיוון שהפוספטאז לא פעיל, גלוקוז-6-פוספט מצטבר בתא ופונה לגליקוליזה ותסיסה, מה שמוביל לעליה ברמת הלקטט.
שלילת מסיחים:
א. פגם בגליקוגן פוספורילאז יוביל לכך שגליקוגן לא יתפרק כלל – לכן לא תהיה הצטברות של גלוקוז בתא ולא נראה עליה ברמת הלקטט בדם. גם במקרה זה לא נראה עליה ברמת הגלוקוז.
ב. פגם בהקסוקינאז לא מוביל למחלת אגירת גליקוגן.
ד. פגם בגליקוגן סינתאז יוביל לכך שלא יווצר גליקוגן כלל ולא ייאגר בתא.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שישית, עמודים 616-617 (Box 15-4)
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: מטבוליזם הגליקוגן.
להרחבה – Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 15, עמודים 2040-2044 (Box 15-4).
ביוכימיה 7 שאלה 40
. מה נכון לגבי סינתזת פרולין בחיידקים?
במה עוסקת השאלה: סינתזת חומצות אמינו
תשובה: א’. תהליך סינתזת פרולין בחיידקים מתחיל בכך ש- ATP מגיב עם קבוצת הגמא-קרבוקסיל של גלוטמט ליצירת אציל פוספט, אשר מחוזר על ידי NADPH או NADH לגלוטמט גמא-סמיאלדהיד. תוצר הביניים הזה עובר ציקליזציה ספונטנית (ללא צורך באנזים) מהירה ולאחר מכן עובר חיזור נוסף ליצירת פרולין.
שלילת מסיחים:
ב. מסיח זה נכון עבור סינתזת פרולין ביונקים ולא בחיידקים. גם ביונקים ניתן ליצור פרולין בדרך שתוארה אצל החיידקים. בנוסף לכך, פרולין יכולה להיווצר גם מארגינין המתקבל מחלבון המגיע מהתזונה או חלבון שהתפרק ברקמה. ארגינאז, אנזים של מעגל האוראה, ממיר ארגינין לאורניתין ולשתנן. האורניתין מומר לגלוטמט גמא-סמיאלדהיד על ידי האנזים אורניתין גמא-אמינוטרנספראז. הסמיאלדהיד עובר ציקליזציה ל-Δ1-פירולין-5-קרבוקסילט, אשר לאחר מכן מומר לפרולין.
ג. פרולין אכן יכול להיווצר גם מגלוטמט וגם מארגינין אך זה נכון עבור יונקים! בחיידקים, פרולין נוצר מגלוטמט.
ד. מסיח זה מתאר את סינתזת ארגינין ולא פרולין ביונקים.
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: ביוסינתזה של חומצות אמיניות.
להרחבה: Lehninger, פרק 22, מהדורה שמינית, עמודים 2834-2836.
ביוכימיה 7 שאלה 41
ידוע כי מטופל סובל מחוסר בויטמין B6. מה עלולה להיות ההשלכה של חוסר זה?
במה עוסקת השאלה: סינתזת חומצות אמינו
תשובה: ב’. סרין (שלושה פחמנים) מהווה הפרוקורסור של גליצין (שני פחמנים). המעבר מתבצע באמצעות הסרת אטום פחמן מסרין על ידי האנזים סרין הידרוקסימתילטרנספראז. התגובה מצריכה שימוש בטטרהידרופולאט ליצירת -N5,N10מתילן-טטרהידרופולאט וב-PLP. PLP הוא נגזרת של ויטמין B6 ולכן, בחוסר בויטמין זה נצפה לירידה ב-PLP אצל המטופל וכתוצאה מכך להפחתה בסינתזה של גליצין. שימו לב כי עדיין תהיה סינתזה של גליצין משום שישנו מסלול נוסף ליצירתו: בכבד של חולייתנים, ניתן לייצר גליצין על ידי גליצין Cleavage Enzyme.
שלילת מסיחים:
א. חוסר בויטמין B6 יתבטא בחוסר ב-PLP הדרוש ליצירת גליצין ולכן לא נצפה לסינתזה מוגברת.
ג. אין שימוש ב PLP בתהליך סינתזת סרין ולכן לא נצפה לראות שינוי בסינתזה.
ד. אין שימוש ב PLP בתהליך סינתזת סרין ולכן לא נצפה לראות שינוי בסינתזה.
נושא: ביוכימיה. תת נושא: מטבוליזם חלק ג- סינתזת חומצות שומן, מטבוליזם של ח. אמיניות, פנטוז פוספט, וגליקוגן תת תת נושא: ביוסינתזה של חומצות אמיניות.
להרחבה: Lehninger, מהדורה שמינית, פרק 21, עמודים 2837-2839 (סינתזת סרין וגליצין), 2274 (PLP).