HOME: VERDEC

Tentamen Biochemie & Biofysica 2000



1.

A. Leg uit waarom protonen een veel grotere mobiliteit in water vertonen dan andere ionen en waarom deze grote mobiliteit van belang is voor de energie transductie in fotosynthese en celademhaling.

B. Leg uit waarom water biologische structuren kan beschermen tegen de gevolgen van grote temperatuurfluctuaties in de omgeving.

C. Leg uit hoe een pH-buffer werkt. Waarom zijn buffers van belang in levende organismen.

2.

A. Sommige transportsystemen maken gebruik van een truc om binnenwaards transport van stoffen tegen de concentratiegradient in te vergemakkelijken. Beschrijf het principe van deze truc aan de hand van een voorbeeld.

B. In biomembranen komen lipiden voor met verschillende uitwendige contouren (van der Waals envelope). Waar is dit nuttig voor?

C. Beschrijf een methode om laterale mobiliteit van eiwitten in biomembranen te meten. Beschrijf ook de functie van een membraan eiwitsysteem dat juist geen laterale mobiliteit vertoond.

3.

A. In alle redox-ketens van verschillende organismen is een volgorde van drie componenten altijd aanwezig (evolutionair geconserveerd). Welke componenten zijn dat en wat is hun rol bij de energie transductie?

B. Leg uit waarom de fluorescentie van chlorofyl in planten een goede indicator is van de gezondheidstoestand van planten.

C. Het bioluminescentie systeem van het vuurvliegje kan gebruikt worden voor een uiterst gevoelige meting van ATP in de cel. Beschrijf hoe dit in zijn werk gaat (eventueel aan de hand van een voorbeeld).

4.

A. Beschrijf (met een tekening ) hoe de interactie tussen myosin en actin in een model-experiment nagebootst kan worden.

B. Welke enzymatische reactie hebben myosin, dynein en kinesin gemeen? Deze reactie verloopt alleen als deze eiwitten gebonden zijn aan hun reactiepartners (andere eiwitten); wat is daarvan het fysiologische nut?

C. De protonen-gedreven "rotatie-motor" van de bacteriële flagel en van de ATP synthase bezitten een soortgelijk mechanisch principe en een soortgelijk kanaalsysteem voor protonen. Geef hiervan een beschrijving, eventueel aan de hand van een tekening.

5.

A. Noem vijf verschillende typen ionkanalen en beschrijf voor ieder van deze ionkanalen hoe ze geactiveerd kunnen worden.

B. Beschrijf de ionselectiviteit voor de in vraag a genoemde ionkanalen en geef een schatting van hun karakteristieke evenwicht- of omkeerpotentiaal.

C. Welke van de drie onderstaande stellingen is niet waar. Verklaar.

-Depolarisatie leidt tot activatie van twee belangerijke typen ionkanalen die tezamen verantwoordelijk zijn voor de actiepotentiaal.

-Inactivatie is trager dan activatie.

-Door hyperpolaristaie de-inactiveren K+kanalen.

D. Stel van een neurotransmitter geactiveerd ionkanaal, dat aselectief doorlaatbaar is voor eenwaardig positief geladen ionen, weten we dat de omkeerpotentiaal (Veq) ligt bij 0mV. De zenuwcel waarin dat ionkanaal zich bevindt wordt bij een membraanpotentiaal (Vm) gehouden van +20mV door een electrode. Wanneer het ionkanaal activeert, welke kant stromen de Na+ ionen dan op? En welke kant de K+ ionen? Welke van deze twee ionfluxen is netto het grootst?

6.

A. Welk neurotransmitter type is verantwoordelijk voor de chemische transmissie in de meeste excitatiore synapsen in het centraal zenuwstelsel. Welke 2 typen neurotransmitter-geactiveerde ionkanalen worden geactiveerd door deze neurotransmitter?

B. De ionstroon voor een van deze twee typen ionkanalen treedt niet op bij gehyperpolariseerde potentialen (Vm = -80 tot -60 mV), terwijl de activatie van het ionkanaal zelf voltage onafhankelijk is. Over welke receptor gaat het hier en hoe ziet schematisch de stroom-voltage curve er uit? Leg uit waarom er bij lage potentialen geen ionstroom loopt door dit ionkanaal. Wat is de fysiologische betekenis hiervan.

C. Stel dat een postsynaptische cel op een bepaalde postsynaptische cel op 10 verschillende plaatsen en synaptische verbinding heeft aangelegd tijdens de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel. Vervolgens telt dat de kans dat er een vesicle wordt afgegeven per synapse en per actiepotentiaal 70% bedraagt. Hoeveel vesicles worden er dan door alle synapsen samen afgegeven, wanneer er tijdens een bepaalde periode in totaal 20 actiepotentialen ontstaan in de presynaptische cel?

D. Op welke drie niveaus kan de koppeling tussen een presynaptische en een postsynaptische worden gemoduleerd (aangepast)? Beschrijf aan de hand van een schematische tekening I) nicotine, II) prozac en III) cocaïne hun primaire effect zullen hebben.

7.

A. Stel een cel in rust heeft een membraanpotentiaal van -50 mV en de omkeerpotentiaal van GABAa receptor is -70 mV. Op een bepaald moment is GABA, de neurotransmitter van dit ionkanaal, tijdelijk aanwezig in de buurt van deze receptoren. Benoem het type ionen dat door het GABAa receptor-ionkanaal gaat stromen en bereken vervolgens de driving force voor de ion-stroom door dit ion-kanaal. Resulteerd deze driving-force netto in een influx of een efflux van deze ionen?

B. Stel een cel in rust heeft een Vm= -80 mV en Veq van de GAGAa receptor = -70 mV, terwijl de activatie van de voltage-afhankelijke Na+ stroom ligt bij -50 mV. Hoe groot is, onder deze omstandigheden, de maximale potentiaalverandering in de postsynaptische cel na stimulatie van de GABA synapse(n)? Waarom zal het uiteindelijke effect van de GABAa receptor activiteit altijd inhibitior zijn?

C. Een bepaalde zenuwcel wordt geïnnerveerd door zowel exciterende als inhiberende synapsen. Stel dat in deze sytuatie gelijktijdig 6 exciterende synapsen, met ieder 100 pA postsynaptische stroom, worden geactiveerd, en dat dit de minimale depolarisatie oplevert die nodig is om in de postsynaptische membraan een actipotentiaal te laten ontstaan. Hoeveel inhibitoire synapsen, met ieder slechts 50 pA, moeten gelijktijdig actief zijn om in totaal het ontstaan van een actiepotentiaal te voorkomen?

D. De GABAa receptor bezit bindingsplaatsen voor verschillende stoffen. Noem te eerste een belangrijke klinische en ten tweede een recreatieve toepassing van dit principe.

8.

A. Twee eiwitten verschillen alleen in grootte; als deze eiwitten "over de kolom worden gehaald", welk van deze twee eiwitten (de grootste of de kleinste) komt het eerst door de kolom?

B. Drie eiwitten hebben de volgende molecuulgewichten:

Eiwit G: 4*10^5, eiwit H: 5*10^4 en eiwit I: 6*10^3

Welktype Sephadex zou je gebruiken om deze eiwitten van elkaar te scheiden? Waarom?















































C. Waardoor is de absorptie van een lisosoom suspensie zo hoog?

D. Waarom daalt de absorptie na het toevoegen van cholaat?

9.Bij isolatie van een eiwit maakt een onderzoeker gebruik van centrifugatie. Hij beschrijft dat het ruwe enzympreparaat kan worden verkregen door een cel-extract 60 minuten in een centrifuge te draaien bij een RCF van 112.000xg. Bepaal m.b.v. onderstaande formule met welke snelheid gecentrifugeerd moet worden indien je beschikt over:

A. Een 10x10 ml vaste-hoek rotor (max. Toerental 30.000 rpm, straal 9 cm)

B. Een 6x50 ml vaste-hoek rotor (max. Toerental 26.000 rpm, straal 16 cm)

Formule: RCF=11.2*r*(rmp/1000)^2

C. Welke rotor moet je dus gebruiken?

In een practicumproef worden uit spinazie geïsoleerde chloroplasten gesuspendeerd in een reactiemedium (bevat NaCl, Kcl, MgCl2, tricine en fosfaat pH=8) en vervolgens in aanwezigheid van kaliumferricyanine (FIC) 5 minuten belicht. Na de belichting worden de chloroplasten gedenatureerd door toevoeging van zuur en base, en door centrifugatie verwijderd . In de resulterende supernatant wordt de absorptie gemeten bij 420 nm en de snelheid van elektron-transport berekend.

D. Noem 2 redenen waarom FIC wordt gebruikt.

B. Welk effect verwacht je op de snelheid van elektrontransport na toevoeging van:

-S13 (maakt de membraan lek voor protonen)

-de remmer DCMU

10.

A. Wat is de betekenis van de constanten Vmax en KM?



De kinetiek van het enzym béta-lactamase wordt bepaald, door de reactiesnelheid te bepalen bij verschillende substaat concentraties in de aanwezigheid of afwezigheid van 3mM remmer met een constante hoeveelheid enzym van 5mucro L

[Substraat] Snelheid zonder remmer Snelheid met remmer
2.5 10 3
5 16 5
10 25 7.5
25 40 10
100 50 12.5


B. Wat zijn de waarden van Vmax en KM in afwezigheid van de remmer? En in aanwezigheid van de remmer? Gebruik een zelfgemaakte grafiek.

C. Wat voor type remmer is dit?

D. Wat verwacht u dat er gebeurt met de waarden van KM en Vmax in aanwezigheid van een competitieve remmer:

-Als de hoeveelheid enzym wordt verhoogd?

-Als de hoeveelheid remmer wordt verhoogd?