Řešení

Část A

1c)

Komentář: GAG jsou polymery disacharidových jednotek, jejichž základem jsou aminocukr a uronová kyselina. Odpovědi 1a),b),d),e) jsou chybné.

2  b), e)

Komentář: Leucin je ketogenní aminokyselina (degradací  neposkytuje pyruvát ani meziprodukty citrátového cyklu), vyšší mastné kyseliny nejsou substráty pro glukoneogenesi. Odpovědi 2a), c), d) jsou chybné – laktát a alanin se přeměňují na pyruvát, glycerol vstupuje do glukoneogenese po fosforylaci na glycerol-3-fosfát a dehydrogenaci na intermediát glukoneogenese dihydroxyacetonfosfát.

3  a), e)

Komentář: za hladovění v důsledku nízkého přísunu glukosy klesá sekrece insulinu, stoupá hladina glukagonu. Glukagon aktivuje hormon-senzitivní lipasu v adipocytech, což vede ke zvýšené lipolýze triacylglycerolů v tukové tkáni a uvolňování mastných kyselin do cirkulace. Odpovědi 3b), c), d) jsou chybné – chylomikrony se tvoří v enterocytu z exogenních lipidů po jídle, za hladovění se tedy v krvi nevyskytují.

4 d), e)

Komentář: Reakce d) představuje inaktivaci noradrenalinu účinkem COMT, reakce e) je první reakcí biosyntézy katecholaminů. Odpovědi 4a), b), c) jsou chybné – ad a) dopamin vzniká z DOPA, ad b),c) produkty reakcí nevznikají bezprostředně z uvedených výchozích látek (přeměna zahrnuje více kroků)

5a), d)

Komentář:  GAG jsou součástí proteoglykanů, díky vysokému obsahu polárních a záporně nabitých skupin (OH sacharidových jednotek, karboxylové skupiny uronové kyseliny, sulfátové skupiny) váží vodu (hlavně v důsledku  interakce s hydratovanými Na⁺). Odpovědi 5b),c),e) jsou chybné – běžnou složkou GAG jsou acetylované aminocukry, celkový náboj je záporný (obsah COO^-, SO₃^-), jako antigenní determinanty slouží glykoproteiny.

6d), e)

Komentář: Insulin se váže na insulinový (tyrosinkinasový) receptor, na přenosu signálu v tyrosinkinasové kaskádě se G protein nepodílí. V procesu vidění dochází  po interakci světelného kvanta s rhodopsinem k aktivaci membránového G-proteinu (transducinu), následně k aktivaci fosfodiesetrasy a zvýšenému štěpení intracelulárního cGMP, jehož pokles vede k uzávěru kanálu pro Na⁺ . Odpovědi 6a), b),c) jsou správná tvrzení.

7b), c)

Komentář: glukagon aktivuje fruktosa-2,6-fosfatasu, což vede k defosforylaci fruktosa-2,6- bisfosfátu (alosterického aktivátoru fosfofruktokinasy) – výsledkem je potlačení glykolýzy a stimulace glukoneogenese; Odpovědi 7a), d),e jsou nesprávná tvrzení:  prostřednictvím signální kaskády navozuje insulin defosforylaci, glukagon fosforylaci klíčových enzymů metabolismu – proto  tvrzení a),d) jsou chybná; insulinem je aktivována acetyl-CoA-karboxylasa, tím tvorba malonyl-CoA (klíčového metabolitu biosyntézy mastných kyselin) a tedy i biosyntéza mastných kyselin.

Část B

1.

a)  CH₃-CH(NH₂)-COO^-    +  ^-OOC-CH₂-CH₂ –CO-COO^-     

              alanin                          2-oxoglutarát

                                CH₃-CO-COO^-   +      ^-OOC-CH₂-CH₂–CH(NH₂)-COO^-

                                                         pyruvát                        glutamát

Pozn.: Ve vzorcích mohou být použity i neionizované formy kyselin, i název 2-ketoglutarát, a-ketoglutarát nebo a-oxoglutarát.

a)      Patří k enzymovým markerům jaterního poškození. Při poškozeních (např. hepatitida, cirhóza, infekční mononukleóza, intoxikace) jsou v séru zvýšené hladiny tohoto enzymu.

b)      0,15 – 1,2 µkat.l^-1

     Komentář: U =  60 µkat, tedy převod  zadaných  hodnot: 9/60  - 72/60

2.

 a) Polypeptid - 51 aminokyselin, tvořený 2 řetězci (a a b), které jsou  spojeny disulfidovými vazbami. Tvoří se v b-buňkách Langerhansových ostrůvků pankreatu z preproinsulinu (1 řetězec); po odštěpení signální sekvence (v cisternách ER) a vytvoření disulfisulfidových vazeb vzniká proinsulin, z něj po vyštěpení části peptidického řetězce      (Golgiho aparát) insulin (ukládán do sekrečních granul).

 b) Peptid uvolňující se při přeměně proinsulinu na insulin, skladovaný a sekretovaný spolu s insulinem. Stanovení C-peptidu v plasmě se využívá k diferenciální diagnostice Diabetes mellitus – umožňuje kvantifikovat schopnost pankreatu sekretovat insulin a posoudit typ diabetu.

 c) Tuková tkáň patří mezi insulin-dependentní tkáně.  V adipocytu insulin stimuluje translokaci glukosových přenašečů (transportérů, GLUT4) z intracelulární hotovosti (zásoby) do plasmatické membrány, tím dochází ke zvýšení počtu přenašečů (pro usnadněnou difuzi glukosy) v membráně a  zvýšenému vstupu glukosy do buněk.

3.

 a) Apolipoproteiny, triacylglyceroly, cholesterol volný i esterifikovaný, fosfolipidy
(vysoký  obsah apolipoproteinů a fosfolipidů, nízký obsah TAG).

 b)    Místo tvorby - játra;

      funkce – reverzní transport cholesterolu  z tkání do jater

     zásobárna apoplipoproteinů pro ostatními lipoproteiny (zejména Apo C a E pro VLDL a chylomikrony)

c)  LCAT (lecithincholesterolacyltransferasa) katalyzuje přenos mastné kyseliny z  fosfolipidů  na cholesterol v povrchu částice HDL – význam pro mechanismus reverzního transportu cholesterolu.

Pozn: na otázky lze odpovídat heslovitě, viz tučně vyznačené části textu.

Část C

1. Doplněné schema (červeně):

                                           1  glukosa-6-fosfát                          fruktosa-6-fosfát

                     2 fruktosa-1,6-bisfosfát     3 glyceraldehyd-3-fosfát    dihydroxyacetonfosfát

                                    4  1,3-bisfosfoglycerát                     5  2,3-bisfosfoglycerát   

2.

- cytosol

- erythrocyt; regulace afinity kyslíku k hemoglobinu

- nedostatečná saturace periferních tkání kyslíkem, např. pobyt ve vyšších nadmořských výškách

3.

-  glukokinasa, hexokinasa

-  glukokinasa – játra (buňky pankreatických ostrůvků), hexokinasa – ostatní tkáně

-  K_m,  t.j. afinitou ke glukose (glukokinasa má nízkou afinitu, hexokinasa vysokou)

-   vzhledem k vysoké K_m (nízké afinitě) glukokinasy pro glukosu je v játrech metabolizována jen část vstupující glukosy, zbylá část přechází do cirkulace;
v extrahepatálních tkáních pak zajišťuje hexokinasa (díky nízké K_{m ,}vysoké afinitě) účinnou dodávku glukosy buňkám (i při nízkých hladinách glukosy v krvi).