MCAT生物学:酶和酶抑制

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例子问题

问题31:酶和酶抑制

可逆酶促反应的途径如下所示。酶用字母表示,产物用数字表示。

1 +A \右箭头2

2+B \右箭头3

3+C \右右

4+D \右右5

如果酶C被变构抑制剂阻断,每个产物会发生什么?

可能的答案:

产品1、2和3的浓度会降低;产品4和5的浓度会增加

产物4的浓度会降低;产物3的浓度会增加

产物5的浓度会降低;产物3 2和1的浓度会增加

产品4和5的浓度会降低;产物1 2 3的浓度会增加

产品4和5的浓度会降低;产物3的浓度会增加

正确答案:

产品4和5的浓度会降低;产物1 2 3的浓度会增加

解释

在酶C作用之前,所有上游产物的浓度都会开始增加,因为每种酶都是可逆的。直接地,产品3会增加,产品4会减少。这将导致产品5减少,因为没有4来制造它。根据勒夏特列原理,随着3的积累,酶B将开始反向工作,将其转化为产物2。然后,当2开始生成时,它也会被转化成产物1。

问题32:酶和酶抑制

在人类最重要的pH缓冲系统中,碳酸氢盐缓冲系统将血液的pH值保持在非常精确的7.42。碳酸氢盐缓冲系统使用一系列重要的化合物和酶来维持系统的功能。图1描述了发生的关键反应。

无标题的

这个缓冲系统的活性主要由肾脏和呼吸系统控制。肾脏系统排泄尿液中的碳酸氢盐,而呼吸系统则在需要时“吹出”二氧化碳。通过平衡这两个系统的需要,血液pH值维持在这样一个狭窄的范围内。

发现一种抑制碳酸酐酶活性的蛋白质。它通过可逆地结合通常由碳酸占据的活性位点,从而阻止碳酸的结合。这最有可能是哪种抑制剂?

可能的答案:

非竞争性的

有竞争力的

变构

没有竞争力的

构象

正确答案:

有竞争力的

解释

活性位点的可逆结合是竞争性抑制剂的典型特征。其他类型的抑制剂在正常底物已经结合后结合到活性位点,例如在非竞争性抑制中。或者,变构抑制剂可以结合活性位点以外的位点并诱导形状变化,从而降低对典型底物的亲和力。

问题33:酶和酶抑制

一个学生正在做一个实验,他在一个酶催化的反应中加入一种抑制剂。当学生第一次加入抑制剂时,反应速率降低,但通过加入大量底物,可以使反应速率恢复正常。学生使用的是什么类型的抑制剂?

可能的答案:

非竞争性抑制剂

竞争性抑制剂

对底物敏感的抑制剂

这个学生很可能犯了一个错误——不管抑制的类型如何,这个结果都不会发生

非竞争性抑制剂

正确答案:

竞争性抑制剂

解释

只有加入更多底物才能克服竞争性抑制。竞争性抑制剂通过结合并阻断酶的活性位点起作用。如果添加更多的底物,就会增加酶分子与底物结合而不是与抑制剂结合的机会。非竞争性抑制不受底物量的影响,非竞争性抑制不在MCAT测试中测试,“底物敏感”不是一种抑制。

问题34:酶和酶抑制

关于非竞争性抑制剂哪个陈述是正确的?

可能的答案:

它们积极地阻止酶附着在底物上。

它们改变了酶的构象。

它们在酶的活性部位结合。

它们与酶共价结合,破坏底物的附着。

正确答案:

它们改变了酶的构象。

解释

非竞争性抑制剂不会在酶的活性位点结合。相反,它们在酶的另一个位置结合并改变其构象。这种被动的抑制方法使酶不能附着在活性部位的底物上。只有不可逆抑制剂是共价结合的;竞争性和非竞争性抑制剂都是非共价结合的。

问题35:酶和酶抑制

二异丙基氟磷酸(DFP)是酶抑制剂的一个例子。它与丝氨酸蛋白酶活性位点的丝氨酸残基共价结合,从而使该酶失活。

基于这些信息,DFP是什么类型的酶抑制剂?

可能的答案:

酶原

不可逆抑制剂

非竞争性抑制剂

竞争性抑制剂

正确答案:

不可逆抑制剂

解释

当你读到酶抑制剂与酶共价键时,你可以得出结论,它是不可逆抑制剂。竞争性和非竞争性抑制剂都与靶酶非共价结合。

问题36:酶和酶抑制

下面哪个不是积极反馈的例子?

可能的答案:

森林大火慢慢向外蔓延,这为它提供了更多的燃料。

随着血钙水平的升高,甲状旁腺激素(PTH)降低。

随着越来越多的水牛开始成群结队地奔跑,恐慌的总体水平也在上升。这导致更多的水牛逃跑。

在分娩过程中,催产素产生一种刺激,使下丘脑释放更多的催产素。

正确答案:

随着血钙水平的升高,甲状旁腺激素(PTH)降低。

解释

一旦产生了足够的产物,负反馈为身体提供了一种关闭反应的方法。甲状旁腺激素(PTH)负责增加血钙水平,但一旦水平足够,甲状旁腺检测到足够的钙水平,不再产生甲状旁腺激素。甲状旁腺激素与降钙素协同工作,通过其负反馈回路维持这种平衡。

相反,正反馈涉及到检测后反应的指数增长。虽然催产素在分娩过程中遵循这种模式,但很少有正反馈存在于体内。

问题37:酶和酶抑制

磺胺是一种抗生素,在产生叶酸的代谢途径中类似于中间体4-氨基苯甲酸(PABA)。它与通常与PABA结合的酶的活性位点结合,并暂时抑制PABA的结合。由于叶酸是细菌生长所必需的,这种抗生素有助于抑制感染在人类中的传播。

基于这些信息,磺胺是什么类型的抑制剂?

可能的答案:

没有竞争力的抑制剂

竞争性抑制剂

非竞争性抑制剂

不可逆抑制剂

正确答案:

竞争性抑制剂

解释

竞争性抑制剂通过非共价结合酶的活性位点来阻断底物。这可以防止底物进入活性位点。

相反,非竞争性抑制剂将作用于活性位点以外的区域以阻止结合。非竞争性抑制是一种特殊形式的非竞争性抑制,在底物进入活性位点后,抑制剂与酶复合物结合。不可逆抑制剂形成共价键,不属于普通抑制剂分类。

问题31:酶和酶抑制

非竞争性抑制剂使用下列哪一种酶抑制策略?

可能的答案:

与变构位点结合,引起酶的构象改变

诱导另一个分子与酶的活性位点结合

用蛋白酶来破坏这种酶

与底物结合使其不能与活性位点结合

结合活性位点,防止底物结合

正确答案:

与变构位点结合,引起酶的构象改变

解释

酶的非竞争性抑制剂通过结合酶活性位点以外的位点起作用,称为变构位点。这导致酶发生构象转移,抑制底物的结合。

竞争性抑制剂与酶活性位点结合以阻止底物的作用。非竞争性抑制剂是非竞争性抑制剂的一个子类,仅在底物进入活性位点后才与变构位点结合,从而阻止底物离开。

问题39:酶和酶抑制

加入一种抑制剂,破坏一种特定酶的功能。实验者加入更多的底物,酶的功能又增加了。这些结果表明参与了什么类型的抑制剂?

可能的答案:

有竞争力的

没有足够的信息来确定

没有竞争力的

变构

非竞争性的

正确答案:

有竞争力的

解释

竞争性抑制剂与酶的活性位点结合,阻止底物进入。通过增加溶液中底物与抑制剂的比例,增加底物的浓度有助于克服这种类型的抑制作用。通过增加底物,活性位点比抑制剂更容易结合底物。

非竞争抑制剂和非竞争抑制剂都是变构抑制剂的类型,这意味着它们在活性位点以外的位点结合酶。增加底物浓度不能克服这些类型的抑制,因为抑制剂和酶并不直接竞争结合位点。

问题40:酶和酶抑制

什么类型的抑制既影响米切里斯常数又影响酶的最大反应速率?

可能的答案:

没有竞争力的抑制

所有类型的抑制都会影响米切里斯常数或最大反应速率,但不会同时影响两者

所有类型的抑制都会影响这两个值

非竞争性抑制作用

竞争性抑制

正确答案:

没有竞争力的抑制

解释

酶是加速反应发生速度的催化剂。竞争性抑制剂与活性位点结合,影响米切里斯常数,但不影响最大反应速率。竞争性抑制剂可以通过添加更多的底物来取代抑制剂来克服。非竞争性抑制剂与变构位点结合,影响最大反应速率,但不影响米切里斯常数。再多的底物也不能克服抑制剂的作用。

在非竞争性抑制中,抑制剂与酶-底物复合物结合。底物需要结合活性位点,影响米切里斯常数,然后被抑制剂固定在原地,影响最大反应速率。因此,非竞争性抑制剂是一类特殊的抑制剂,它将影响这两个值。

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