Enzymer og enzymregulering – eksamensoppgaver med fasit

Eksamensoppgave 1 – Enzymkinetikk (12 poeng)

a) Forklar hva Km og Vmax representerer i Michaelis-Menten-ligningen. (4 poeng)

b) Et enzym har Km = 6,0 mM og Vmax = 90 μmol/min. Beregn reaksjonshastigheten ved [S] = 18,0 mM og vis utregningen. (4 poeng)

c) Enzym A har Km = 0,2 mM og enzym B har Km = 5,0 mM for samme substrat. Hvilket enzym er best tilpasset å fungere ved lave substratkonsentrasjoner? Begrunn. (4 poeng)

a) Km = substratkonsentrasjonen der v = Vmax/2; lavere Km = høyere affinitet. Vmax = maksimal hastighet når alle enzymmolekyler er mettet med substrat.

b) v = (90 × 18) / (6 + 18) = 1620/24 = 67,5 μmol/min.

c) Enzym A – lav Km (0,2 mM) betyr høy affinitet; enzymet er halvmettet ved kun 0,2 mM substrat og er dermed effektivt selv ved lave konsentrasjoner.

Eksamensoppgave 2 – Enzymhemming (10 poeng)

Et enzym analyseres med og uten inhibitor. Uten inhibitor: Km = 3,0 mM, Vmax = 60 μmol/min. Med inhibitor Y: Km = 9,0 mM, Vmax = 60 μmol/min.

a) Identifiser inhibitortype og begrunn. (3 poeng)

b) Beskriv på molekylært nivå hvordan inhibitor Y hemmer enzymet. (4 poeng)

c) Kan effekten overvinnes ved å øke substratkonsentrasjonen? Forklar. (3 poeng)

a) Kompetitiv inhibitor – Km er tridoblet (3→9 mM), Vmax er uendret (60 μmol/min).

b) Inhibitor Y ligner strukturelt på substratet og konkurrerer om det aktive senteret. Det dannes et reversibelt E–I-kompleks. Enzymet kan ikke katalysere reaksjonen mens inhibitoren er bundet.

c) Ja – ved tilstrekkelig høy [S] fortrenger substratet inhibitoren fra det aktive senteret og Vmax nås. Dette er diagnostisk for kompetitiv inhibisjon.

Eksamensoppgave 3 – Regulering (8 poeng)

Forklar feedback-inhibisjon og alloserisk regulering. Bruk et konkret eksempel fra metabolismen, og diskuter hvilken biologisk fordel denne reguleringen gir.

Feedback-inhibisjon: sluttprodukt av en metabolsk vei hemmer det første enkomitterende enzymet alloserisk. Eksempel: isoleucin hemmer treonin-dehydratase (første enzym i isoleucin-syntesen). Biologisk fordel: unngår overopphopning av metabolitter, sparer energi og råstoffer, selvregulerende (homeostase). Alloserisk regulering: effektormolekyl binder allosterisk sete, induserer konformasjonsendring som endrer aktivt senter-aktivitet.