Ситуационные задачи. 1. Обнаружено, что если аллостерический фермент аспартат:карбамоил-трансфераза (молекула состоит из 12 протомеров) выдержать в течение 4 минут при 60°С

1. Обнаружено, что если аллостерический фермент аспартат:карбамоил-трансфераза (молекула состоит из 12 протомеров) выдержать в течение 4 минут при 60°С, то он теряет чувствительность к аллостерическому ингибитору (ЦТФ). При этом ферментативная активность сохраняется. Схожие свойства проявляют и другие аллостерические ферменты. Предложите возможные механизмы подобного нарушения.

2. Объясните биохимический смысл некоторых требований (подчеркнуты), предъявляемых к хранению и использованию ферментных препаратов:

o растворение сухого препарата дистиллированной водой комнатной температуры.

o при растворении препарата перемешивать осторожно.

o хранение раствора препарата при низкой температуре.

o при необходимости длительного хранения – высушивание препарата и запаивание в вакуумированные ампулы.

3. Липаза – фермент жировой ткани, обеспечивающий расщепление нейтральных жиров, может находиться в двух формах с различной активностью: в виде простого белка и в виде фосфопротеина. Объясните, почему переход одной формы в другую сопровождается изменением активности. Предположите, в каком состоянии липаза является активной, если известно, что выделяющийся при физической нагрузке гормон адреналин запускает каскад реакций, ведущих к фосфорилированию внутриклеточных белков.

Контрольные вопросы к итоговому занятию

1. Классификация аминокислот по биологической роли, по химическому строению, по физико-химическим свойствам, по растворимости в воде.

2. Строение протеиногенных аминокислот. Физико-химические свойства аминокислот. Понятие изоэлектрической точки.

Пептидная связь, реакция ее образования. Свойства пептидной связи.

Биологическая роль белков. Классификация белков по функции и строению. Физико-химические свойства белков и белковых растворов. Факторы, стабилизирующие белковую молекулу в растворе. Коллоидные свойства белков.

Влияние смещения рН на заряд аминокислот и белков. Факторы, вызывающие осаждение белков. Свойства денатурированного белка. Характерные особенности денатурации и ренативации.

Уровни структурной организации белковой молекулы. Типы связей, стабилизирующие структуру белковой молекулы. Аминокислоты, образующие эти связи.

Простые белки (альбумины, глобулины, гистоны, протамины), их представители, роль в организме.

Сложные белки: фосфопротеины, нуклеопротеины, гликопротеины и протеогликаны, хромопротеины, металлопротеины, липопротеины. Структура мононуклеотидов на примере АМФ, АДФ, АТФ, цАМФ. Формулы гема, гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфатов.

Принцип цветных качественных реакций на аминокислоты и белки. Возможность использования в практике.

Удаление белков из раствора и очистка белковых растворов от примесей. Механизмы реакций. Использование в биохимии и медицине.

Методы осаждения белков, применимые для получения белков и ферментов в нативном состоянии.

Составление произвольных тетрапептидов с заданными свойствами, умение назвать их, определение суммарного заряда и растворимости, зоны pH, в которой находится их изоэлектрическая точка.

Определение составных компонентов фосфопротеинов и гликопротеинов.

Перечислите общие свойства витаминов, их классы. Провитамины и антивитамины, приведите примеры. Общие причины возникновения гипо- и авитаминозов. Гипервитаминозы.

Характеристика жирорастворимых витаминов А, D₃, Е, К, F: физиологическое название, химическая структура витаминов А, D₂, D₃, Е, K, F, активных форм витаминов A и D, суточная потребность, пищевые источники. Биохимические функции и процессы, в которых принимает участие витамин. Возможные причины и клинические проявления гипер-, гипо- и авитаминозов. Что такое каротиноиды? Укажите их роль в организме.

Характеристика водорастворимых витаминов В₁, В₂, В₃ (никотиновая кислота), В₅ (пантотеновая кислота), В₆, В₉, В₁₂, С, Н: физиологическое название, строение (кроме витаминов В₁₂, фолиевой и пантотеновой кислот), суточная потребность, пищевые источники. Биохимические функции и реакции, в которых принимают участие витамины. Структурные формулы коферментов (для В₁, В₂, В₃, В₆). Возможные причины и клинические проявления гипо- и авитаминоза. Роль витаминов для правильного роста и развития ребенка.

Механизм антибактериальной активности сульфаниламидных препаратов.

Качественные реакции открытия витаминов А, Е, К, D₃, В₁, В₂, В₃, В₆, В₁₂. Принцип методов, ход определения, практическое значение методов.

Количественное определение витамина С в моче. Принцип метода, ход определения, клинико-диагностическое значение, нормальные показатели.

Ферменты, их роль в осуществлении биохимических реакций. Сравните ферменты и неорганические катализаторы.

Структурно-функциональная организация ферментов (уровень структуры, простые и сложные ферменты). Холофермент, апофермент, кофактор, кофермент, простетическая группа, активный и аллостерический центры. Роль апофермента и кофермента в катализе. Строение мультиферментных комплексов клетки.

Особенности строения изоферментов. Общая характеристика и примеры изоферментов.

Классификация ферментов. Основные подклассы в каждом классе. Номенклатура ферментов. Что такое классификационный номер? Примеры биохимических реакций, ферменты этих реакций.

Этапы ферментативного катализа. Особенности ковалентного и кислотно-основного катализа.

Количественное определение активности ферментов в биологических объектах. Единицы активности ферментов.

Основные свойства ферментов, графики зависимости активности фермента от различных воздействий. Специфичность фермента, виды специфичности. Механизмы специфичности (теории Фишера и Кошланда).

Способы регуляции метаболической активности в клетке: компартментализация, изменение концентрации фермента, изменение концентрации субстрата, наличие изоферментов, аллостерические механизмы регуляции ферментов, ковалентная модификация ферментов, проферменты и их ограниченный протеолиз, белок-белковое взаимодействие.

Основные виды ингибирования ферментов: конкурентное и неконкурентное, обратимое и необратимое. Примеры.

Использование ферментов в медицине. Энзимотерапия и энзимодиагностика. Использование ингибиторов ферментов в качестве лекарств. Примеры.

Отличие первичных и вторичных форм энзимопатий. Примеры.

Исследование скорости ферментативной реакции на примере каталазы.

Практическое обнаружение влияния температуры на активность ферментов на примере амилазы слюны и дегидрогеназ дрожжей. Принцип метода и ход определения.

Практическое обнаружение действия инактиваторов и активаторов ферментов на примере амилазы слюны. Принцип метода и ход определения.

Иследование специфичности действия ферментов на примере амилазы слюны и уреазы. Принцип метода и ход определения.

Принцип метода и ход определения активности амилазы в сыворотке крови и моче. Нормальные величины и клинико-диагностическое значение метода.

Раздел 4.
Биологическое окисление

Тема 4.1.
Общие пути катаболизма:
окислительное декарбоксилирование пирувата.
Цикл трикарбоновых кислот.
Ферменты дыхательной цепи.
Окислительное фосфорилирование
(семинар)