Transkripsjon v-02 9 Gjør rede for generelle prinsipper ved transkripsjonsregulering i eukaryote celler.

Transkript

1 Transkripsjon v-02 9 Gjør rede for generelle prinsipper ved transkripsjonsregulering i eukaryote celler. Først må DNA gjøres klart til transkripsjon. Dette kan innebære prosesser som nucleosom "unfolding", kromatin dekondensering, demetylering av DNA og histon-acetylering. Etter at dette har skjedd kan spesifikke regulatoriske proteiner binde seg til DNA. Disse spesifikke proteinene binder seg til promotere og regulatoriske DNA sekvenser, og vil i samarbeid med RNA-polymerasen påvirke/regulere transkripsjonen. v Diskuter transkripsjonsfaktorers rolle i regulering av gentranskripsjon. Diskusjonen må kort redegjøre for grunnleggende genstruktur og funksjon. Promoter, definert som en kort DNA sekvens der RNA polymerase bindes for å påbegynne gentranskripsjonen (DNA til RNA). Oppstrøms for initiatorsetet finnes regulatoriske DNA sekvenser, som binder genregulatoriske proteiner som gjenkjenner disse sekvenser. I eukaryote celler er det meget lav basal RNA polymerase transkripsjon, og en gruppe generelle transkripsjonsfaktorer er nødvendige. Disse bindes til sekvens (TATA boks) ca 25 baser oppstrøms for initiatorsetet. Videre bindes RNA polymerase, sammen med andre, spesifikke aktiverende faktorer (transkripsjonsfaktorer), dette gir et komplett initieringskompleks. Ved binding av dette begynner RNA polymerase å transkribere genet, dvs. å syntetisere en RNA tråd, basert på basesekvensen i den ene DNA tråd som blir transkribert. De spesifikke transkripsjonsfaktorer kan bindes nært eller langt vekk, de kan være aktiverende eller inhiberende, og være avhengig av selv å være modifisert (binde ligander, bli fosforylert, etc.) før de kan virke. (De som sitter langt vekk kommer i kontakt med initiatorsetet ved at DNA danner sløyfer). Mange av dem kan virke på en lang rekke ulike gener som ellers har ulike egenskaper, men deler behov for en spesiell transkripsjonfaktor. Typisk eksempel fra boken er glukocortikoidreseptor, en transkripsjonfaktor som må binde cortisol før den så virker på alle målgener for dette hormon, f.eks i leverceller. v-05-k 21 Hva menes med generelle og spesielle transkripsjonsfaktorer? Generelle transkripsjonsfaktorer inngår i et transkripsjonsiniteringskompleks for alle (i hvert fall de fleste) gener. Komplekset, som dannes på promoteren, er nødvendig for å binde RNApolymerasen til korrekt startsted for transkripsjon, for å hjelpe til med å separere de to trådene i DNA ved starten av avlesingen og for å frigjøre RNA-polymerasen (ved fosforylering) fra promoteren slik at transkripsjonen kommer i gang.

2 Spesielle transkripsjonsfaktorer deltar i transkripsjonsregulering av subsett av gener. De binder seg til genregulatoriske DNA-elementer nær eller i promotoren eller i mer fjerntliggende cisregulerende DNA-elementer (enhancere og silencere). 22 Beskriv kort hvordan intracellulære reseptorer kan virke som transkripsjonfaktorer. Med intracellulære reseptorer forstås reseptorer som binder signalmolekyler frigjort fra andre celler og som har kommet seg inn i målecellens cytoplasma eller kjerne, der de binder seg til reseptor. Eksempler er reseptorer som binder steroidhormoner eller liknende små, fettløselige signalmolekyler. Ved ligandbinding vil cytoplasmatiske forflytte seg til kjernen der de inngår i transkripsjonskomplekser. Andre intracellulære reseptorer ligger fast i kjernen, men gjennomgår konformasjonsendringer ved binding av ligand slik at de nå bidrar til aktivering (evt hemming) av transkripsjon. v Gjør rede for transkripsjonsregulering av eukaryote gener som koder for mrna. Følgende hovedtrinn bør være med i besvarelsen: 1. Først må DNA gjøres klart til transkripsjon. Dette innebærer prosesser som frigjøring fra nukleosomer (nucleosome unfolding - der ulike modifisering av histoner spiller en rolle, sml oppgave 11), kromatindekondensering og demetylering av DNA. 2. Etter at dette har skjedd, kan generelle og spesifikke transkripsjonsfaktorer binde seg til DNA. Transkripsjonsfaktorene, som er proteiner, binder seg ofte som homo- eller heterodimerer til den store furen (major groove) på DNA. De binder seg til promotor og eventuelt til fjernere regulatoriske DNA-sekvenser (enhancere og silencere). (Noen av de sentrale transkripsjonsfaktorer navnsettes som TFIIA, TFIIB, osv., der TFII står for transkripsjonsfaktor for RNA-polymerase II.) 3. Komplekset av transkripsjonsfaktorer hjelper RNA-polymerase II til å binde seg til promotorområdet. 4. Etter at ytterligere generelle transkripsjonsfaktorer binder seg, blir RNA-polymerasen fosforylert, og transkripsjonen starter. v-04-k 8 Hvordan reguleres transkripsjonen i eukaryote celler? Først må DNA gjøres klart til transkripsjon. Dette kan innebære prosesser som nucleosom "unfolding", kromatin dekondensering, demetylering av DNA og histon-acetylering. Etter at dette har skjedd kan spesifikke regulatoriske proteiner binde seg til DNA. Disse spesifikke proteinene binder seg til promotere og regulatoriske DNA sekvenser, og vil i samarbeid med RNA-polymerasen påvirke/regulere transkripsjonen.

3 h-03-k 10 I pattedyr fører transkripsjon av POMC-genet til dannelse av minst fem ulike grupper melanokortiner. POMC-genet er dermed eksempel på at et proteinkodende gen kan gi opphav til flere ulike proteiner. Gjør rede for posttranskripsjonelle modifikasjoner, med spesiell vekt på hvordan du kan tenke deg at de ulike melanokortinene dannes. Disse deles i pre- og posttranslasjonelle modifiseringer. Pretranslasjonelle modifiseringer Alternativ spleising. Etter transkripsjonen vil det primære transkriptet (pre-mrna eller hnrna) kunne spleises på forskjellige måter. Ved utkutting av intronene kan i) én eller flere eksoner utelukkes fullstendig, ii) deler av et ekson kuttes vekk ved at spleising skjer til et sete inne i et ekson, eller iii) et ekson forlenges ved at spleising skjer til et sete inne i et intron (ii og iii er egentlig det samme, avhengig av hva man anser som det normale utgangspunktet). Alternativ spleising er den vanligste måten cellen bruker for å produsere ulike mrnamolekyler fra samme primærtranskript. Andre mekanismer er alternativ translasjonsstart, og alternativt polyadenyleringssete. (Den siste bruker blant annet B-celler til å omdanne B-cellereseptoren (=antistoff eller immunglobulin) fra en membranbundet reseptor til et løselig protein som skilles ut fra cellen.) En mekanisme som brukes sjelden i pattedyrceller er mrna-redigering, der enkeltbaser i mrna forandres etter transkripsjon. Det klinisk viktigste eksempelet her er apolipoprotein-b. Posttranslasjonelle modifiseringer Etter/under translasjonen vil prepro-opiomelanokortin-proteinet translokeres til lumen av endoplasmatisk retikulum, for deretter å følge vanlig rute via golgikomplekset til lagring i vesikler i påvente av signaler som utløser sekresjon. Under denne prosessen skjer ulike modifiseringer, som kan deles i tre hovedgrupper: Endringer av aminosyrer, som fosforylering, hydroksylering, metylering, iodinering eller acetylering. Påhekting av grupper, som sakkaridsidekjeder, lipider eller peptider/proteiner (spesielt ubikvitin). Kutting vha spesifikke proteaser, som ledd i akitvering eller inaktivering av proteiner eller for å danne ulike produkter. Den siste mekanismen er den som er aktuell her, og som gir opphav til de ulike melanokortin-produktene (blant annet ACTH). (For å få bestått på denne oppgaven skal som et minimum alternativ spleising beskrives tilfredstillende.) 11 Hva referer forstavelsene pre- og pro- i betegnelsen prepro-opiomelanokortin til? Umiddelbart etter syntese og translokasjon inn i ER-lumen spaltes pre-delen (= signalpeptidet) av fra prepro-opiomelanokortinmolekylet. Pro-opiomelanokortin referer til

4 det resterende translasjonsproduktet før det blir gjenstand for videre kutting (svarende til kutting av f. eks. preprokollagen). v FOXP2-proteinet er en transkripsjonsfaktor. Gjør rede for noen av de endringene som ofte skjer med kromatinet for at transkripsjonsfaktorer skal kunne binde seg til DNA. Dekondensering av kromatinet, nukleosomene løses opp og modifikasjoner av histonene. h Gjør rede for transkripsjon av proteinkodende gener hos prokaryoter. Følgende elementer bør være med i en besvarelse: RNA-polymerase katalyserer prosessen, som deles inn i 3 faser: Initiering Elongering Terminering Ved initieringen binder RNA polymerasen til spesifikke DNA-sekvenser i promotorregionen. Prokaryoter har en enkelt RNA polymerase som syntetiserer både mrna, rrna og trna fra det bakterielle kromosomet. RNA-polymerasen består av fem underenheter som har ulike oppgaver i bindingen til DNA (initiering) og polymeriseringen av RNA (elongering). DNA åpnes til en enkelttrådet struktur før RNA polymerasen kan starte elongeringen av RNA. Generell reaksjonslikning for elongeringen: RNA (n) + NTP RNA (n+1) + PP i Termineringen av transkripsjonen deler man inn i en Rho-uavhengig og en Rho-avhengig transkripsjonsterminering. mrna hos prokaryoter kan i motsetning til eukaryoter inneholde flere åpne leserammer etter hverandre som koder for forskjellige proteiner; se spørsmål 9 vedrørende operon. Translasjon v-02-k 7 Beskriv eukaryot ribosomal proteinsyntese (translasjon). Kort beskrevet (etter Lippincott, side ) foregår peptidsyntesen/translasjonen slik: Initieringsfaktorer hjelper til under dannelsen av 30S initieringskomplekset. GTP spaltes og initieringsfaktorer frigis når 50S komplekset ankommer for å danne 70S initieringskomplekset. Elongeringsfaktorer dirigerer bindingen av det riktige trna til kodonet

5 på det tomme A-setet. Peptidyltransferase overfører aminosyren (eller peptidkjeden) fra P- setet til/mot aminosyren i A-setet. Ribosomet beveger seg en distanse på tre nukleotider langs mrna i 5 3 retning. De tre foregående trinnene gjentas inntil peptidkjeden er komplett. Et termineringskodon gjenkjennes av en frisettingsfaktor (RF) som aktiverer frisetting av det nylig syntetiserte peptidet, samt oppløsning av det syntetiserende ribosomkomplekset. h-01-k 5 Beskriv struktur til proteinkodende gener hos eukaryoter. Hovedstrukturen til proteinkodende gener hos eukaryoter består av promoter, transkripsjonsstart, exoner, introner og transkripsjonsstopp. Innenfor exonsekvensene finner vi sekvenser som koder for 5' og 3' ikke-translaterende områder, samt sekvensene som gir opphav til den åpne leserammen som koder for selve proteinet. h-03-k 9 Beskriv de forskjellige fasene av translasjonen i eukaryote celler. Kandidatene bør beskrive følgende faser: Initiering Elongering Terminering As. og as. metabolisme H a) Glutamin syntetase og glutaminase anvendes når overskudd av nitrogen skal transporteres fra perfere vev (for eks. hjernen) til leveren. Riktig. Overskudd av nitrogen(som NH4 + ) anvendes i hjernen til syntese av glutamin (Gln), Glu+ NH ATP Gln + ADP + P i. Gln transporteres via blodbanen til for eks. leveren hvor glutaminase reverserer prosessen: Gln Glu + NH 4 +. NH 4 + kan der inngå i ureasyntesen. 33 b) Aminotransferaser og glutamate dehydrogenase har en sentral funksjon hva angår detoksifisering av overskudd av nitrogen. Riktig. Aminotransferasene overfører aminosyrenes aminogruppe til -ketoglutarat (aminosyre + -KG -ketosyre + glutamat). Aminosyren omdannes dermed til en - ketosyre. Det resulterende karbonskjelettet blir deretter gjenstand for videre metabolisme. Glutamat (Glu) blir så oksidativt deaminert av glutamat dehydrogenase (Glu + NAD(P) +

6 -ketoglutarat + NAD(P)H + H + + NH 4 + ). Frigitt NH 4 + vil gå inn i ureasyntesen fordi glutamat-dehydrogenasereaksjonen bare foregår i mitokondrienes matriks. H-04-k 21 Forklar hva som menes med henholdvis en "glukogen" og en "ketogen" aminosyre. Illustrer hva du mener ved å angi ett eksempel fra hver av de to kategoriene. En glukogen aminosyre er en aminosyre hvis karbonskjelett via glukoneogenesen kan omdannes til glukose. Dette gjelder de fleste aminosyrerne. De viktigste eksemplene er glutaminsyre, asparaginsyre og alanin, som alle tre er de korresponderende -aminosyrene til hhv -ketoglutarat, oksaloacetat og pyruvat (som er sentrae metabolitter på veien inn i (pyruvat) eller i sitronsyresyklus. En ketogen aminosyre er en aminsosyre hvis karbonskjelett brytes ned til acetyl-coa, og dermed kan gi opphav til ketonlegemer. Eksempler er leucin, lysine og de aromatiske aminsoyrene. Det forventes at studenten i hvert fall kan angi en av de tre nevnte glukogene aminosyrene. 22 I proteinkatabolismen er aminotransferasereaksjonen sentral. Beskriv denne reaksjonen med aspartat som substrat. Hvilket koenzym er nødvendig for denne reaksjonen, og hva er opphavet til dette koenzymet? Aspartat + glutamat oksaloacetat + -ketoglutarat. Enzymet bruker pyridoksal-fosfat som koenzyme, og pyridoksal-fosfat lages fra pyridoksin (vitamin B 6 ). 23 Hvilken konsekvens vil økt proteinnedbrytning ha for ureasyklus? Begrunn svaret. Økt nedbrytning av aminosyrer betyr at det skapes overskudd av aminogrupper, som må skilles ut som urea. Dette betyr økt aktivitet i ureasyklus og tilsvarende økning i ureasyntesen. 24 Skisser ureasyklus (formler ikke nødvendig) og angi hvilke reaksjoner som foregår i cytosol og i mitokondriene. Hva tror du kan være fordelen med denne fordelingen? CO 2 +NH ATP karbamoyl-fosfat; karbamoyl-fosfat+ ornithine citrullin; citrullin+aspartat arginin; arginin urea + ornithin. Den innledende reaksjonen, dvs. syntesen av karbamoyl-fosfat er i mitokondriene, resten i cytosol. Plasseringen i mitokondriematriks begrunnes med forbruk av 2ATP/ NH + 4 og tilgjengelighet av NH + 4 fra glutamat dehydrogenasereaksjonen (som også er i mitokondriematriks). 25 Når aminosyrer skal forbrennes, spiller glutamat dehydrogenasen en viktig rolle. Beskriv reaksjonen (formler ikke nødvendig) og forklar hvorfor reaksjonen er viktig i denne sammenhengen.

7 Glutamat + NAD(P)+ -ketoglutarat + NAD(P)H H + + NH 4 +. Reaksjonen fungerer som en oppsamlingssentral for overflødige aminogrupper. -ketoglutarat brukes som substrat i de fleste aminotransferasereaksjoner, og mottar dermed en aminogruppe fra en aminosyre. - ketoglutarat blir dermed omdannet til glutamat, som i mitokondrienes matriks ved oksidativ deaminering tilbakedannes til -ketoglutarat og NH 4 +. NH 4 + går deretter direkte inn i ureasyklus. h-03 Den åpne leserammen til MCR4 mrna har følgende sekvens (5 til 3 ): 1 auggugaacu ccacccaccg ugggaugcac acuucucugc accucuggaa ccgcagcagu 61 uacagacugc acagcaaugc cagugagucc cuuggaaaag gcuacucuga uggagggugc 121 uacgagcaac uuuuugucuc uccugaggug uuugugacuc ugggugucau cagcuuguug 181 gagaauaucu uagugauugu ggcaauagcc aagaacaaga aucugcauuc acccauguac 241 uuuuucaucu gcagcuuggc uguggcugau augcugguga gcguuucaaa uggaucagaa 301 accauuauca ucacccuauu aaacaguaca gauacggaug cacagaguuu cacagugaau 361 auugauaaug ucauugacuc ggugaucugu agcuccuugc uugcauccau uugcagccug 421 cuuucaauug caguggacag guacuuuacu aucuucuaug cucuccagua ccauaacauu 481 augacaguua agcggguugg gaucaucaua aguuguaucu gggcagcuug cacgguuuca 541 ggcauuuugu ucaucauuua cucagauagu agugcuguca ucaucugccu caucaccaug 601 uucuucacca ugcuggcucu cauggcuucu cucuaugucc acauguuccu gauggccagg 661 cuucacauua agaggauugc uguccucccc ggcacuggug ccauccgcca aggugccaau 721 augaagggag cgauuaccuu gaccauccug auuggcgucu uuguugucug cugggcccca 781 uucuuccucc acuuaauauu cuacaucucu uguccucaga auccauauug ugugugcuuc 841 augucucacu uuaacuugua ucucauacug aucaugugua auucaaucau cgauccucug 901 auuuaugcac uccggaguca agaacugagg aaaaccuuca aagagaucau cuguugcuau 961 ccccugggag gccuuuguga cuugucuagc agauau 8 Hvor mange aminosyrer består det ubearbeidete MCR4 proteinet av? 996/3 aminosyrer = 332 aminosyrer 9 Benytt den vedlagte tabellen over den genetiske koden og angi de 5 første aminosyrene i det ubearbeidete MCR4 proteinet. met-val-asn-ser-thr- v Et voksent individ skiller ut ca. 16g urea/ døgn. Etter 3 dagers faste skilles det ut ca. 45g urea/døgn. Den økte utskillelsen av urea skyldes at

8 aminosyrer fra proteolysen i skjelettmusklene brukes i glukoneogenesen. 34 Metabolismen i sentralnervesystemet medfører at det dannes et overskudd at N(nitrogen). Dette N-overskuddet metaboliseres ved at det overføres til blodbanen som glutamin. v-02-k 1 Beskriv kort hvilke klasser aminosyrene deles inn i (med utgangpunkt i forskjellige typer sidekjeder). Aminosyrene (med ett eksempel i hver gruppe) kan deles inn i 6 klasser. Sidekjedene kan være alifatiske (alanin), aromatiske (tyrosin), inneholde et S-atom (cystein), ha OH gruppe koblet til en alifatisk kjede (serin), være basiske (pga. mange N-atomer) (arginin), eller være sure (inneholde COOH gruppe) (glutaminsyre). 4 Forklar hvorfor en andel av de aminosyrene som finnes i kroppsproteinene må tilføres via maten. Av de 20 aminosyrene som finnes i kroppsproteinene er 9 essensielle, mens en (Arg) er betinget essensiell. Det betyr at organismen ikke i det hele tatt kan biosyntetisere disse 9. Arg er betinget essensiell fordi organismens biosyntetiske kapasitet er begrenset. Cys er essensiell hos nyfødte. For de øvrige aminosyrene har organismen adekvat biosyntetisk kapasitet. 5 Beskriv (gjerne med en skisse) de metabolske sammenhengene mellom alanin, aspartat, glutamat og sitronsyresyklus.

9 6 Beskriv kort ureasyklus (formler er ikke nødvendig), og angi hvilke reaksjoner som foregår i cytosol og i mitokondriene. Hva tror du kan være fordelen med denne fordelingen? CO 2 +NH ATP karbamoyl-fosfat; karbamoyl-fosfat+ ornithine citrullin; citrullin+aspartat arginin; arginin urea + ornithin. Den innledende reaksjonen, dvs. syntesen av karbamoyl-fosfat er i mitokondriene, resten i cytosol. Plasseringen i mitokondriematriks begrunnes med forbruk av 2ATP/NH 4 + og tilgjengelighet av NH 4 + fra glutamat dehydrogenasereaksjonen (som også er i mitokondriematriks).

10 h-01-k 10 Hva slags reaksjon katalyseres av en protein kinase? Reaksjonen er overføring av fosfat fra gamma-posisjonen i ATP til en av de aminosyresidekjedene på proteiner som har hydroksylgruppe (serin, threonin eller tyrosin), produktene er fosfoprotein og ADP. Protein + ATP Protein-fosfat + ADP. 11 Hva slags reaksjon katalyseres av en fosfoprotein fosfatase? Reaksjonen er en spalting av fosfat fra fosforylert(e) aminosyresidekjede(r) på protein(er), produktene er defosforylert protein og fritt fosfat. Fosfoprotein Protein + fosfat. v-06-k 8 Hvilket nedbrytningsprodukt av puriner kan gi betennelse i ledd? Urinsyre og utfelling av urinsyrekrystaller. 9 Et enzym i nedbrytningen av puriner er xanthin-oksidase. Forklar hvordan vi kan påvirke dette enzymet for å redusere plager i forbindelse med nedbrytning av puriner? Ved å hemme xanthin-oksidasen blir mengden urinsyre redusert. I stedet får vi mer av substratene til xanthin-oksidasen (hypoxanthin og xanthin). Disse

11 er mer vannløslige enn urinsyre. Medikamentet allopurinol blir i kroppen gjort om til oxypurinol, som er en inhibitor av xanthin-oksidasen. v-07-k I syntesen av melanin fungerer aminosyren tyrosin som startmolekyl. 7 Gruppér - på basis av de fysikalsk-kjemiske egenskapene - de 20 aminosyrerene som foreligger i proteiner i mennesker. I hvilken gruppe vil du plassere tyrosin, og hvorfor? Iflg." Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry" 1. Apolare aminosyrer (AS). (gly, ala, val, leu,isoleu, phe, try, met, pro). Kan danne apolare bindinger. Apolare grupper er gjerne lokalisert inne i globulære proteiner. (Noen danner også v. d. Waalske bindinger, dette er ikke omtalt i boken). Pro (imino gruppe), hovedsakelig i fibrøse proteiner som kollagen. 2. AS med uladete polare sidekjeder ved nøytral ph. (ser, thr, tyr, asn, cys, gln). a. 2 Cys-SH kan danne disulfidbro Cys-S-S-Cys. b. OH- gruppe i tyr, thr, ser kan danne H-binding. Disse kan også fosforyleres (viktig reaksjon for aktivering/deaktivering av proteiner). c. Sidekjeder i asn og gln kan også delta i H-binding. 3. AS med sure sidekjeder. (glu, asp). Negativt ladet ved nøytral ph. Kan danne ionebinding med positivt ladet gruppe. Kan binde metallioner. Ladete grupper gjerne på utsiden av globulære proteiner. 4. AS med basiske sidekjeder (his, lys, arg). Positivt ladet ladet ved nøytral ph. Kan danne ionebinding med negativt ladet gruppe. His kan imidlertid være nøytral, avh. av omgivelsene. Kan binde metallioner. Ladete grupper gjerne på utsiden av globulære proteiner. Alternativ besvarelse: På forelesningen ble en litt endret inndeling benyttet: 1. Alifatiske AS. A) uten OH-gruppe (gly, ala, val, leu Ileu) B) med OH-gruppe (ser, thr). 2. Sure AS (asp, glu). 3. Basiske AS (lys, arg, his) 4. Aromatiske (phe, tyr, try) (absorberer UV lys) 5. S-holdige AS (cys, met) 6. Heterocycliske (pro, OH-pro). Det er mulig at noen bruker denne inndelingen, diskusjon bør være som ovenfor. 8 Er tyrosin en essensiell aminosyre? Begrunn ditt svar. En essensiell aminosyre må tilføres organismen. Tyr kan dannes fra Phe, derfor er Tyr ikke en essensiell aminosyre. 9 Mange aminosyrer betegnes som ketogene og noen som glukogene. Hva innebærer disse betegnelsene?

12 Ketogen aminosyre: Katabolisme av denne gruppen aminosyrer danner enten acetoacetat, eller en av forløperne, acetylcoa eller acetoacetylcoa. Kan ikke brukes i glukoneogenesen. Glukogen aminosyre: Katabolisme av aminosyrer danner enten pyruvat eller en intermediær i sitronsyresyklus. Slike aminosyrer er derfor substrater for glukoneogenesen. 10 Forklar hvorfor tyrosinsidekjeder i et protein kan fosforyleres, mens alaninsidekjeder ikke kan fosforyleres. Tyrosin har en OH-gruppe i sidekjeden som kan inngå i en esterbinding til en fosfatgruppe. Alanin har ingen OH-gruppe i sidekjeden (bare en CH 3 -gruppe), og kan derfor ikke fosforyleres. 11 Når en aminosyre skal metaboliseres må aminogruppen først fjernes, for deretter å anvendes i syntesen av urea. Skissér, og angi navnene på reaksjonene som fjerner aminogruppen fra aminosyren, og som gir opphav til mitokondrielt NH 4 + som benyttes i ureasyntesen (strukturformler er ikke nødvendige). Det gjelder 2 reaksjoner: 1. Aminosyre + -ketoglutarat -ketosyre + glutamat (Aminotransferase-reaksjon) 2. glutamat + NAD + -ketoglutarat + NADH H + + NH 4 + (Glutamat dehydrogenasereaksjon) 12 Enzymene til ureasyklus foreligger delvis i mitokondriematriks og delvis i cytosol. Skisser ureasyklus (strukturformler ikke nødvendige). Hvorfor er fordelingen av enzymer mellom cytosol og mitokondrier fysiologisk hensiktsmessig?

13 Syntesen av karbamoylfosfat og påfølgende syntese av citrullin fra ornithin og karbamoylfosfat foregår i mitokondriematriks. Hensiktsmessighet: Plasseringen vil mest sannsynlig innebære at ATP alltid er tilgjengelig (dvs. at det er få konkurrerende reaksjoner) for syntese av karbamoylfosfat fra fri NH 4 + (som er toksisk) og CO 2.