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Biochemical Reactions, Protein Activity and Cell Metabolism.docx

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Department
Biology
Course
BIOLOGY 2A03
Professor
Graham R.Scott
Semester
Winter

Description
January 10 , 2014 Biology 2A03: Integrative Physiology of Animals Biochemical Reactions, Protein Activity and Cell Metabolism Example Questions 1. What is the definition of homeostasis • Maintenance of relatively constant conditions in the internal environment • Relatively constant as there is variation around the set point 2. What is the term for fluid that is located outside cells and found in the blood? • Plasma 3. Which chemical bond link the carbon and hydrogen atoms that are the primary  components of lipids? • Nonpolar covalent bond 4. Which of the following is the most important molecule in the structure of cell  membranes? • Phospholipids  5. What type of junctions are concentrated within the intercalated discs of the heart? • Gap junctions • In the intercalated discs there is electrical coupling allowing the heart to  beat as one and therefore we require gap junctions 6. True or false? Transport of steroid hormones by the blood requires them to be  bound to plasma proteins. • True • Steroids are lipids, composed of nonpolar bonds, which means that lipids  for the most part are hydrophobic and cannot be efficiently transported by  the blood • Plasma proteins are hydrophilic and can be dissolved in the blood to be  transported Metabolic Reactions ­ All chemical reactions that occur in cells is called metabolism ­ Types of reactions: • Condensation/hydrolysis (A­B + H O  A­OH + H­B): water forming  2 compounds or breaking them apart • Phosphorylation/Dephosphorylation (ADP + P  ATPi+ H O): addit2on  or removal of a phosphate group + ­ • Oxidation – reduction reactions (H  2 2H  + 2e)  Always coupled  Oxidation: removal of electrons  Reduction: gain of electrons, reduction of charge ­ Law of mass action: as a reactant is used to make a product, the concentration of  reactant is reduced and the concentration of product is increased reaching an  equilibrium ­ Adding more reactants there is an increase, then the reactants are used increasing  the concentration of products once again ­ Types of reactions: • Condensation vs. hydrolysis (produces/uses water) • Phosphorylation vs. Dephosphorylation (P addid/removed) • Oxidation – reduction reactions (e  removed/added) ­ Activation energy: “extra” energy required for reaction to occur ­ Reaction rates effected by: • Reactants/product concentration (law of mass action): reactions are not  always going forward, they can also go in reverse  Negative feedback for how much of the reactant is being produced  Increase concentration of reactants: increases the chance of a good  product (not the best one) • Temperature  Moving around faster so the chances of bumping into eachother  increases  Not the best one • Activation energy barrier: energy must come from somewhere for the  reactants to combine  Using a catalyst (enzymes/proteins)  Can be in many different forms Protein Activity ­ Proteins and protein function central to physiology ­ Protein activity is controlled by: 1) Rates of synthesis and/or degradation 2) Changes in 3D conformation (shape) (determined by amino acid composition) • Primary structure: peptide bonds • Secondary/tertiary/quarternary: changing the structure of the bonds ­ Important for ligand (binds to the active binding site of another protein to change  its conformation activating the enzyme) binding to active binding site ­ The shape of proteins and therefore ligand binding modified by: 1) Allosteric modulation: • Non­covalent binding
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