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Quesito n. 1

Come possono essere classificate le proteine di

membrana?

Corso di laurea in ingegneria Biomedica A.A. 2017/2018

Modulo di BiochimicaII ESERCITAZIONE

Componente Proteica1) Proteine integrali

associate in modo

molto stabile alla

membrana.

2) Proteine periferiche

associate alla

membrana mediante

interazioni

elettrostatiche e

legami H con i domini

idrofilici delle proteine

integrali e con le teste

polari dei lipidi di

membrana:

3) Proteine anfitropiche

Componente

proteicaProteine integrali di

membranaSono associate in modo molto

stabile alla membrana

Interazioni idrofobiche tra lipidi

di membrana e domini idrofobici

delle proteine

Componente

proteicaProteine integrali di membrana

Barile β

Porine

Consentono ai soluti

polari di attraversare

la membrana

Quesito n. 2


Scrivere la formula di struttura di un

triacilglicerolo a piacere e specificare:

è un trigliceride misto o semplice?

Che tipi di legami sono presenti tra le varie

molecole costituenti?

Triacilgliceroli

(Trigliceridi)

– T. Semplici:

Glicerolo

3 ac. grassi uguali

– T. Misti:

Glicerolo

2 (o 3) ac. grassi diversi

Triaci lgl icerol i (Tr igl iceridi )

Legame

estere

Quesito n. 3


Scrivere la formula di struttura di un lipide

di membrana a piacere specificando le

molecole costituenti e i tipi di legami

presenti.

Legame

estere

Legame

estere

Legame

fosfodiestere

Fosfogliceridi: Glicerofosfolipidi

Fosfolipidi: Glicerofosfolipidi o

fosfogliceridi

SfingolipidiNon contengono glicerolo

Ma l’amminoalcol SFINGOSINA

Legame amidico

sfingolipidiLegame ammidico

Il colesterolo

Il colesterolo e gli steroli di tutte le specie eucariotiche sono

sintetizzati a partire da semplici unità isopreniche

Il colesterolo

È lo sterolo più abbondante, prodotto nella maggior parte dei tessuti (≈1 g/die), ma soprattutto a livello

della mucosa intestinale e del fegato.

Ha una importanza fondamentale nel mantenere la giusta condizione di fluidità/rigidità delle membrane

cellulari

Quesito n. 4


Descrivere in modo sintetico le

caratteristiche dei doppi strati lipidici.

Spiegare brevemente a cosa si riferiscono

i seguenti termini:

a) mobilità trasversale

b) mobilità laterale

c) asimmetria

Membrane biologiche

Contengono proteine specializzate che catalizzano processi enzimatici o il trasporto di molecole organiche o ioni inorganici. Definiscono i confini esterni delle cellule. Regolano il traffico di molecole. Organizzano sequenze di reazioni. Coinvolte nei processi di conservazione dell’energia. Coinvolte nei processi di comunicazione cellulare

Sono resistenti, flessibili, autosiggilanti, selettivamente permeabili a soluti polari.

Stessa struttura generale

Aspetto trilamellare

Asimmetriche

Struttura dinamica e in movimento

Impermeabili a molte sostanze

Dotate di sistemi di trasporto selettivi

Membrane biologicheCaratteristiche comuni

Doppio strato

lipidico

Le Membrane sono composte da tre

costituenti:

1) Componente lipidica (funzione strutturale)

2) Componente proteica

3) Componente glucidica (funzione di riconoscimento)

Membrane biologicheStruttura:

Modello a mosaico fluido

Aggregazione di

Lipidi Anfipatici

in acqua

Componente

Lipidica

Glicerofosfolipidi

Sfingolipidi

Liposoma

Componente Lipidica

La struttura e la flessibilità delle

membrane dipendono dalla temperatura e

dalla composizione in lipidi

I batteri sintetizzano acidi grassi insaturi rispetto

a quelli saturi quando vengono coltivati a

temperature più basse

Dinamica delle membrane

Temperature relativamente

basse:

i lipidi del doppio strato formano

una fase di gel semisolido: i

movimenti delle singole

molecole sono limitate: Stato

Paracristallino (gel)

Temperature relativamente alte:

le catene degli acidi grassi sono

in costante movimento.

Doppio strato = Mare di lipidi

Stato Liquido Disordinato (Fluido)

alla temperatura di transizione di

fase passano allo stato fluido

La temperatura di transizione

aumenta in proporzione

alla lunghezza della catena degli

acidi grassi, al grado di

saturazione e alla presenza di

steroli

Temperature intermedie:

Minor movimento termico delle

catene di Acidi grassi. È

consentito un movimento laterale

lungo il piano del doppio strato

Stato Liquido Ordinato

a) Il calore produce un movimento

termico delle catene laterali Transizione solido → fluido

I fosfolipidi, oltre a spostarsi

lateralmente lungo il piano

dello strato bimolecolare,

possono passare da uno

strato all’altro per inversione

testa-coda

FLIP-FLOP

b) Diffusione laterale nel

piano del doppio strato

c) Diffusione attraverso il doppio strato

t1/2 → da ore a giorni ( reazione non catalizzata) .

secondi (reazione catalizzata da flippasi)


A temperatura fisiologicaFLIP-FLOPquesto movimento è

limitato dalla difficoltà

di trasferire la testa

idrofilica della molecola

lipidica attraverso la

zona centrale idrofobica

dello strato

bimolecolare.



Ca 2+

PE= fosfatidiletanolamminaPS= fosfatidilserina

Interazione del Colesterolo

con i lipidi di membrana

Interazione del Colesterolo

con i lipidi di membrana

Quesito n. 5


Descrivere le differenze tra trasporto

attivo e trasporto passivo attraverso le

membrane

Trasporto di soluti attraverso le

membrane

Diffusione semplice

soluti non carichi:Il soluto si muove dalla regione

ad alta concentrazione verso la

regione con concentrazione

inferiore fino a raggiungere una

concentrazione di soluto uguale.


membraneDiffusione semplice

Ioni:Ioni di carica opposta

separati da una membrana

permeabile formano un

gradiente elettrico

transmembrana o

POTENZIALE DI MEMBRANA

(Vm). Il movimento del soluto

carico è dettato da una

combinazione tra Vm e la

differenza di concentrazione.

Il movimento continuerà fino

a quando Vm = 0

Trasporto di

soluti

attraverso le

membrane

Soluti polari

Diffusione facilitata

trasporto passivo


membrane

Velocità ridotte,

Saturabili

Alta stereospecificità

Velocità elevate

non saturabili

Minore stereospecificità

Diffusione secondo

gradiente di

concentrazione

Diffusione contro gradiente di concentrazione

Trasporto di soluti attraverso le membrane:I trasportatori

differiscono per il

numero di soluti

trasportati e per la

direzione in cui

vengono trasportati

Trasporto di soluti attraverso le membrane


I’accumulo del soluto

(X) è accoppiato

direttamente a una

reazione esoergonica

come la conversione di

ATP in ADP+Pi

Trasporto di soluti attraverso le membrane


II trasporto contro

gradiente

(endoergonico) di un

soluto (S) è accoppiato

ad un flusso secondo

gradiente (esoergonico)

di un altro soluto (X) che

era stato

precedentemente

accumulato su un lato

della membrana da un

trasporto attivo

primario

Un esempio di trasporto

attivo primario è dato dalle

ATPasi:

Na+ K+ ATPasi

ha la funzione di

mantenere la differenza di

composizione ionica tra il

citosol e il mezzo

extracellulare

Trasporto di soluti

attraverso le membrane

intracellulare[Na+] ↓intracellulare [K+] ↑

Quesito n. 6


Sapendo che : a) il ΔG di idrolisi dell’ ATP ( ATP →ADP + Pi) corrisponde a -31 KJ/n

b) il ΔG di idrolisi della reazione

Fruttosio 1,6 bisfosfato Pi + fruttosio 6-fosfato

corrisponde a -13.7 KJ/nCalcolare il ΔG della reazione

ATP + Fruttosio 6 fosfato → ADP + Pi + fruttosio 1,6-bisfosfato

Reazioni accoppiate

Somma :

Reazioni accoppiate1° semireazione endoergonica

2° semireazione esooergonica

Reazione complessiva accoppiata

Quesito n. 7


Spiegare in che cosa consiste la fosforilazione a

livello del substrato. Fai un esempio

7) Fosforilazione a livello del substrato:

ADP riceve un fosfato da un intermedio

metabolico

10) Fosforilazione a livello del substrato:

ADP riceve un fosfato da un intermedio metabolico

Quesito n. 8

Ciclizzare la molecola del fruttosio partendo

dalla sua forma lineare.

a) Che tipo di reazione è?

b) Che gruppi funzionali sono coinvolti?


CICLIZZAZIONE DEL FRUTTOSIO:

Il fruttosio forma un anello facendo reagire il gruppo

aldeidico con un ossidrile nella catena

β

I COMUNI MONOSACCARIDI HANNO

STRUTTURE CICLICHE

*

Quesito n. 9


Disegnare in forma ciclica: a) un dimero del glucosio con un legame β (14)

(entrambe le molecole di glucosio nella configurazione β)

b) un dimero del glucosio con legame α (16)

a) Cellobiosio

O-β-D-glucopiranosil (1→4) – β-D-glucopiranosio

b) IsomaltosioO-α-D-glucopiranosil (1→6) – α-D-glucopiranosio

Quesito n. 10


Disegnare una molecola del disaccaride Lattosio.

Da quali monosaccaridi è costituito?

Di che tipo di reazione si tratta?

Che legame si forma tra le unità monosaccaridiche?

DISACCARIDI

Estremità riducente

Due MONOSACCARIDI

uniti da legameO-glicosidico

Quesito n. 11


Scrivere la proiezione di Fisher del D-ribosio e del suo

enantiomero. Come si chiama?

C OHH

CHO

C

CH2OH

OHH

C

CHO

C

CH2OH

OHH

HOH

D-Eritrosio D-Treosio

CO HH

CHO

C

CH2OH

O HH

C

CHO

C

CH2OH

O HH

HOH

L-Eritrosio L-Treosio

Epimeri

EnantiomeriEnantiomeri

n centri chiralici =2n stereoisomeri

differiscono tra loro soltanto per la configurazione attorno ad un atomo di C chiralico

ATTENZIONE!!!NON SONO ENANTIOMERISe Differiscono per la configurazione attorno ad un solo carbonio chirale sono anche detti EPIMERI

Quesito n. 12


Quali sono le funzioni dei carboidrati in natura?

• Fornire energia chimica

• Sostegno (parete cellulare

vegetale)

• Protezione (parete batterica)

• Lubrificanti delle giunture

scheletriche

• Adesione tra cellule

• "Riconoscimento" cellulare

Carboidrati: funzioni

Quesito n. 12


Data la seguente sequenza per uno dei filamenti di un oligonucleotide a

doppia elica:5’ACCGTAAGGCTTTAG3’

scrivete la sequenza del filamento del DNA complementare

Nel DNA…

I contenuti di adenina sono

sempre uguali a quelli di

timinaI contenuti di citosina sono

sempre uguali a quelli di

guanina

Regola di Chargaff

Questa osservazione ha

condotto ad una conclusione:

Il DNA e’ costituito da due filamenti

Ogni base di un filamento e’ legata

con una base dell’altro filamento

(base complementare) mediante

legami idrogeno

L’adenina si lega sempre alla timina,

la guanina si lega sempre alla citosina

Tra le coppie A-T si possono formare

due legami idrogeno

Tra le coppie C-G si possono formare

tre legami idrogeno

Disposizione dei legami

Idrogeno nelle coppie di basi

Data la seguente sequenza per uno dei filamenti di un

oligonucleotide a doppia elica:5’ACCGTAAGGCTTTAG3’

scrivete la sequenza del filamento del DNA complementare

5’ACCGTAAGGCTTTAG3’

3’ TGGCATTCCGAAATC 5’

Quesito n. 13


9) I due filamenti complementari del DNA a doppia

elica: (Rispondete V o F)

a) sono tenuti insieme da interazioni idrofobiche.

b) sono tenuti insieme da legami a idrogeno.

c) contengono una quantità uguale di ciascuna delle

quattro basi azotate in ciascun filamento.

d) L’adenina e la timina di eliche complementari sono

tenute insieme da tre legami idrogeno.

Quesito n. 14


Scrivete la struttura di una porzione di amido che

consenta di evidenziare le parti funzionali, indicando

quali tipi di legami sono coinvolti. Quali sono le differenze

strutturali con la cellulosa?

OMOPOLISACCARIDI

POLISACCARIDI

ETEROPOLISACCARIDI

2 o più tipi di unità

monomeriche

1 solo tipo di unità

monomerica

Omopolisaccaridi di riserva: Amido polimeri di α-glucosio

amilopectina:catena ramificata (ramificazioni ogni 24/30 residui)

amilosio: catena lineare

Omopolisaccaridi con funzione strutturale: CELLULOSA

polimeri di β-glucosio

Legami β1→4Non presenta ramificazioni

Quesito n. 15


Quale è il nome della molecola qui rappresentata?

A quale classe di biomolecole appartiene?

Elenca tutte le molecole che conosci che contengono la

struttura qui rappresentata

Nucleotidi: Basi azotate

Adenosina MonoFosfato AMP

Adenosina DiFosfato ADP

Adenosina TriFosfato ATP

Legame

FOSFOESTERE

Legami

FOSFOANIDRIDICI

Tali legami possiedono una energia Libera di idrolisi molto elevata, e vengono definiti legami ricchi di energia.

mostra le proprietà dei normali esteri fosforici, relativamente resistenti

all’idrolisi

ADP e ATP hanno gruppi fosforilici addizionali uniti per mezzo di legami a ponte di ossigeno P–O–P, che hanno le caratteristiche dei legami fosfoanidridici.

La scissione di tali legami rende quindi disponibile molta energia, utilizzabile per rendere possibili reazioni endoergoniche.

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