Opgaver til elever
Nedenfor finder du nogle opgaver, hvor du i praksis kan bruge den teori, du lige har lært. De nødvendige informationer er at finde i materialet, eller er angivet ved opgaven.
Svar på opgaverne kan findes under lærervejledning: Retteark til lærer.
Opgave 1.
Et enzym følger Michaelis-Menten kinetik og har en KM-værdi på 1,2 µM. Vmax er på 35 µM/s.
Bestem starthastigheden V0 når substratkoncentrationen [S] er lig 0,2 µM.
Opgave 2.
En anden enzymatisk reaktion har en KM-værdi på 1 µM. Ved en substratkoncentration på 0,1 M er starthastigheden V0 = 0,22 µM/s.
Estimér V0 ved følgende substratkoncentrationer:
1000 * KM? 5 * KM? 1 * KM? 0,1 * KM?
Opgave 3.
Hvor stor skal [S] være for at starthastigheden V0 er lig med Vmax for en reaktion der følger Michaelis-Menten-kinetik?
Opgave 4.
Forklar med dine egne ord (diskutér eventuelt med sidemanden) forskellen mellem reversibel og irreversibel inhibering. Forklar dernæst forskellen mellem kompetitiv og non-kompetitiv inhibering.
Opgave 5.
Du har foretaget et eksperiment hvor du har målt den umiddelbare reaktionshastighed for en enzymatisk reaktion. Starthastigheden ved forskellige substratkoncentrationer har du målt til følgende:
| [S]/mM | V0/µM/s |
| 0,4 | 1,85 |
| 0,8 | 3,44 |
| 1,2 | 4,83 |
| 2,0 | 7,14 |
| 4,0 | 11,11 |
| 6,0 | 13,63 |
| 8,0 | 15,38 |
| 10,0 | 16,66 |
a) Du vil nu gerne finde ud af hvad KM og Vmax er for denne reaktion. Hvordan vil du gøre det?
b) Hvad bliver KM og Vmax?
Du har fundet et stof som du mistænker for at være en inhibitor for enzymet. Du udfører derfor eksperimentet igen, men denne gang tilsætter du 100 µM (0,100 mM) af inhibitoren.
Denne gang måler du følgende:
| [S]/mM | V0/µM/s |
| 0,4 | 0,96 |
| 0,8 | 1,85 |
| 1,2 | 2,67 |
| 2,0 | 4,16 |
| 4,0 | 7,14 |
| 6,0 | 9,37 |
| 8,0 | 11,11 |
| 10,0 | 12,50 |
c) Hvilket type inhibering er der tale om?
d) Bestem Ki.
e) Vil du vurdere stoffet til at være en kraftig inhibitor? (Hint: Sammenlign Ki og KM)
Du vil gerne gentage det oprindelige forsøg (uden inhibitor) men opdager at du ikke har så meget enzym tilbage. Du gentager derfor eksperimentet med en enzymkoncentration der kun er det halve af hvad den var i første omgang.
f) Vil du forvente at dette påvirker KM og Vmax? Og i så fald hvordan?
Opgave 6.
Brug Michaelis-Menten ligningen til at udlede Lineweaver-Burk-ligningen :
Opgave 7.
Du skal nu regne lidt på en case hvor ethanol kan bruges som inhibitor og dermed redde liv:
Til en lidt for vild gymnasiefest er en pige kommet til at indtage ethylenglycol, et stof der ofte bruges som antifrostvæske. Når kroppen nedbryder ethylenglycol bliver der dannet metabolitterne oxalat og glycolat, som er meget giftige. Der bliver derfor hurtigt ringet efter en ambulance. I mellemtiden finder en gruppe biologikyndige elever dog på at give pigen en modgift. Vodka!
De ved nemlig at ethylenglycol bliver omdannet til oxalat og glycolat af alkoholdehydrogenase. Samme enzym som omdanner ethanol til ethanal. Deres argument er at ethanolen virker som en inhibitor for enzymets aktivitet overfor ethylenglycol.
a) Hvilken type inhibering tror du ethanol udfører i denne sammenhæng?
b) Ethylenglycol har det systematiske navn ethan-1,2-diol. Tegn strukturen af ethylenglycol, både strukturformlen og stregformlen.
I det følgende får du brug for nogle konstanter:
KM for ethylenglycol = 19 mM
Ki for ethanol = 0,44 mM
Ethanols massefylde = 0,8 g/mL
Ethylenglycols massefylde = 1,1 g/mL
Pigen har drukket 90 mL ethylenglycol og hendes krop indeholder 40 L legemsvæske. Vi kan antage at ethylenglycolen er fordelt ligeligt i hele denne væske.
c) Hvilken koncentration af ethylenglycol er der i hendes krop efter hun har bundet sin antifrost-drink? (Hint: Du skal selv udregne molarmassen for ethylenglycol).
d) Hvilken hastighed nedbrydes ethylenglycol med ved denne koncentration, udtrykt i forhold til Vmax?
For at forhindre forgiftning skal reaktionshastigheden bringes ned til 5 % af Vmax.
e) Hvor stor en koncentration af ethanol skal der være i pigens krop for at nedbringe enzymets aktivitet til denne værdi? (Hint: Du skal kombinere Michaelis-Menten ligningen med udtrykket for KM-app)
f) Hvor meget vodka skal hun drikke for at opnå denne koncentration? Du kan regne med at vodka indeholder 40 vol.% alkohol.
Opgave 8.
Alkohol, især ethanol, bruges meget ofte som desinfektionsmiddel. Hvilke egenskaber gør alkohol til en god desinfektant, og hvordan desinficerer det? Brug eventuelt internettet til at søge efter svaret.
Kildehenvisning:
Dette projekt blev udgivet i januar 2011. Det er udarbejdet af Biotech Academy og er blevet opdateret løbende.