Biologia - Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 5.
Enzymy mogą być regulowane za pośrednictwem efektorów, które przyłączają się do enzymu
w innym miejscu niż centrum aktywne – w tzw. centrum allosterycznym. Ta regulacja może
polegać na hamowaniu lub aktywowaniu enzymów. W szlaku metabolicznym aktywność enzymów
allosterycznych jest często regulowana przez końcowe produkty tego szlaku.
Na schemacie przedstawiono sposób regulacji allosterycznej enzymu katalizującego pierwszy etap
szlaku metabolicznego, składającego się łącznie z trzech różnych reakcji enzymatycznych.
Końcowy produkt jest efektorem pierwszego enzymu szlaku.
| a) | Określ, czy efektor, którego działanie zilustrowano na schemacie, ma charakter aktywatora, czy – inhibitora. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając zmiany struktury przestrzennej tego enzymu. |
| b) | Wyjaśnij, w jaki sposób nadmiar produktu końcowego wpłynie w opisanym przypadku na łańcuch katalizowanych reakcji. |
Rozwiązanie
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie, że efektor jest inhibitorem, wraz z uzasadnieniem odnoszącym
się do jego wpływu na zmianę struktury przestrzennej centrum aktywnego enzymu,
co uniemożliwia przyłączenie się substratu lub powoduje unieczynnienie enzymu.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Efektor ma charakter inhibitora, ponieważ jego przyłączenie się do centrum allosterycznego powoduje zmianę kształtu centrum aktywnego enzymu i substrat nie może się do enzymu przyłączyć.
- Ma charakter inhibitora, ponieważ przyłączając się do enzymu zmienia jego centrum aktywne, co powoduje dezaktywację enzymu.
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wyjaśnienie uwzględniające w sposób pośredni lub bezpośredni ujemne
sprzężenie zwrotne.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe odpowiedzi
- Produkt końcowy łączy się z pierwszym enzymem i powoduje, że reakcja katalizowana przez ten enzym zostaje zahamowana, a przez to cały łańcuch reakcji przestaje funkcjonować.
- Hamowanie przez produkt końcowy ma charakter ujemnego sprzężenia zwrotnego – nadmiar produktu, łącząc się z centrum allosterycznym pierwszego enzymu, wpływa hamująco na pierwszy enzym szlaku metabolicznego, hamując tym samym zachodzenie kolejnych reakcji łańcucha.
Uwaga:
Nie uznaje się odpowiedzi ogólnych, nieodnoszących się do wpływu produktu końcowego na aktywność pierwszego enzymu, np. „Nadmiar produktu końcowego spowoduje zatrzymanie katalizowanej reakcji z powodu zahamowania pierwszego jej etapu.”
