Рабочая тетрадь по биохимии

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Челябинская государственная медицинская академия»

Министерства здравоохранения Российской федерации

(ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздрава России )

 

 

Кафедра биохимии

 

 

Т.В. Соломатова, Л.Ф.Чарная, К.В Маляр

под редакцией профессора кафедры биохимии В.Э. Цейликмана

 

 

Рабочая тетрадь по биохимии

(лабораторный практикум часть1)

 

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ЛЕЧЕБНОЕ ДЕЛО 060101

 

ЧЕЛЯБИНСК

 

Рабочая тетрадь по биохимии (лабораторный практикум, часть 1)

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ЛЕЧЕБНОЕ ДЕЛО 060101

 

 

Рецензенты: - заведующий кафедрой патфизиологии ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздрава России, профессор, д.м.н. Кривохижина Л.В. .

Заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО ЧелГМА, проф.

д.м.н. Захаров Ю.М.

.

 

 

Авторы: работники кафедры биохимии ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздрава России Т.В. Соломатова - доцент, к.б.н.; Л.Ф. Чарная - старший преподаватель, к.м.н.; К.В.Маляр- старший преподаватель, к.м.н.

Под редакцией В.Э.Цейликмана - заведующего кафедрой биохимии ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздрава России, профессора, д.м.н.

 

В пособии отражены алгоритм подготовки к каждому занятию по биохимии на лечебном факультете, отражены цели и задачи занятий, базисные знания, требуемые для усвоения знаний изучаемых вопросов, вопросы для подготовки к занятиям, а также домашние задания для закрепления материала, самостоятельной проверки усвоения материала, для этого в пособии есть ответы на тестовые задания и примерные ответы на ситуационные задачи.

 

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС высшего профессионального образования, утвержденным приказом №1118 «8»ноября 2010 г. Министерством Образования и науки РФ

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 060101- лечебное дело

 

 

Учебное пособие одобрено и утверждено на заседании Ученого Совета ЧелГМА от 2013 г. протокол №

 

Практическое занятие № 1

(Лабораторный практикум)

ТЕМА: Белки. Структура и состав белков. Цветные реакции на белок и аминокислоты.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: Освоить некоторые методы выделения белков из мышечной ткани.

Проанализировать аминокислотный состав выделенных из мышечной ткани белков, используя цветные реакции на белки и аминокислоты.

- Базисные знания

Из курса биоорганической химии студент должен знать:

• строение и свойства аминокислот,

• цветные реакции на белки и аминокислоты

студент должен уметь сделать выводы по проведенным реакциям

Литература

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

Учебная карта занятия

Содержание темы

1. Белки: элементный и аминокислотный состав. Физиологическая роль белков.

2. Гидролиз белков (кислотный, щелочной, ферментативный, полный и частичный).

3. Анализ аминокислотного состава белков с помощью цветных реакций (биуретовой, нингидриновой). Хроматографические методы изучения аминокислотного состава гидролизатов белков.

Практическая часть занятия

Биуретовая реакция

Принцип метода: реакция основана на том, что в щелочной среде в присутствии солей меди белки дают фиолетовое окрашивание, обусловленное образованием комплекса обнаружения веществ белковой природы.

Ход работы: в пробирку наливают 1-2 мл раствора белка, добавляют 1-2 мл 10% раствора NaОН и 1-2 капли 1% раствора CuSO₄.

Результат:

Вывод:

Нингидриновая рекция

Ход работы: к 0,5 мл раствора белка добавить 5 капель 0,2 % водного раствора нингидрина и прокипятить 2-3 минуты. Результат: Вывод:

Тестовые задания

1. Выберите правильный ответ.

Полярной незаряженной аминокислотой является:

1- изолейцин

2 - аспартат

3- глутамат

4- метионин

5- серин

2.Выберите правильные ответы.

Неполярные аминокислоты

1- изолейцин

2 - аспартат

3 - глутамат

4 - метионин

5- серин

6- триптофан

Выберите правильные ответы.

Аминокислота, располагающаяся преимущественно внутри белковой глобулы:

1- глицин

2 – аспарагиновая кислота

3 – лейцин

4 – аргинин

5 – серин

Выберите правильный ответ.

Аминокислота, способная образовывать ионную связь с лизином

1 - глицин

2 – аспарагиновая кислота

3 – лейцин

4 – аргинин

5 – серин

Выберите правильный ответ.

1 - аминокислотный состав полипептидной цепи 2 - линейная структура полипептидной цепи, образованная ковалентными связями… 3 - порядок чередования аминокислот в полипептидной цепи, соединенных пептидными связями, образованными -…

Выберите правильный ответ.

Третичная структура белка:

а) пространственное, трехмерное расположение полипептидной цепи, фиксированной межрадикальными связями;

б) порядок чередования -аминокислот в полипептидной цепи, соединенных пептидными связями;

в) объединение в определенном порядке двух или большего числа протомеров в молекуле олигомерного белка посредством нековалентных связей и взаимного узнавания комплементарных контактных поверхностей;

д) способ укладки полипептидной цепи в виде b-спирали

Выберите правильный ответ.

Четвертичная структура белка:

а) пространственное, трехмерное расположение полипептидной цепи, фиксированной межрадикальными связями;

б) порядок чередования -аминокислот в полипептидной цепи, соединенных пептидными связями;

в) объединение в определенном порядке двух или большего числа протомеров в молекуле олигомерного белка посредством нековалентных связей;

д) способ укладки полипептидной цепи в виде b-спирали

Правильные ответы

1. 5 , так как радикал серина лучше растворяется в воде вследствие тог о, что ОН-группа является полярной функциональной группой, и способна вступать в образование водородной связи с водой.

2. 1, 4, 6. Эти аминокислоты имеют алифатические ( изолейцин, метионин,) или ароматический радикал ( триптофан), радикалы этих аминокислот в воде стремятся друг к другу, в результате чего поверхность соприкосновения их с водой уменьшается.

3. 1, 3, так как радикалы этих аминокислот являются гидрофобными

4. 5 -серин, (см. ответ 1 тестового задания)

5. 3

6. Д

7. а

8. в

ПРИЛОЖЕНИЯ

Функции шаперонов. Функции, приписываемые шаперонам, весьма широки. 1)Прежде всего это, обеспечение правильного фолдинга новообразованных белков.

Прионы как антишапероны

Данный белок, если он находится в нормальной конформации, называется прионовым белком и обозначается буква РгРс (от prion protein, constitutive).… При ряде же заболеваний тот же полипептид оказывается в другой конформации. В… Но самое худшее заключается в том, что «неправильная» форма белка вызывает переход в такую же форму и «правильных»…

Практическое занятие № 2

(Лабораторный практикум)

ТЕМА: Физико-химические свойства белков Растворимость, ионизация, гидратация и виды осаждения белков.

 

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: Изучить основные свойства белка: растворимость, гидратация, ионизация белков в растворе, осаждение белков из растворов (обратимое и необратимое), познакомиться с методами выделения белков, освоить метод разделения белка - хроматографический

 

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

6. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

7. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Содержание темы

1. Физико-химические свойства белков. Молекулярный вес, размеры и форма молекул. Растворимость, ионизация, гидратация.
2. Белки как амфотерные электролиты. Механизм возникновения электрического заряда у белковой молекулы. Факторы, определяющие величину и знак заряда. Понятие изоэлектрической точки белков.
3. Обратимое осаждение белков – высаливание; механизм и факторы, вызывающие процесс.
4. Лабильность пространственной структуры белков и их денатурация. Факторы, вызывающие денатурацию. Шапероны – класс белков, защищающий другие белки от денатурации в условиях клетки и облегчающие формирование их нативной структуры.
5. Методы выделения индивидуальных белков: гель-фильтрация, ионообменная, афинная хроматография.

Методы очистки белков от низкомолекулярных примесей (диализ, ультрафильтрация). Применение.

Базисные знания

Из курса биоорганической химии студенты должны знать:

- физико-химические свойства белков;

- уровни организации белковой молекулы

Из курса биофизики:

- устройство и работу ФЭК, а также порядок работы с ним.

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

а) при разделении белков сыворотки крови на фракции методом высаливания (разделение альбуминов от глобулинов).

б) открывать качественно белок в моче сульфосалициловой

кислотой

Студент должен уметьвыполнить работы по осаждению белков плазмы или патологических белков в биологических жидкостях, методы очистки белков, знать лабораторные работы, имеющие практическую значимость, интерпретировать данные анализов

Практическая часть занятия

Высаливание белков сыворотки

Принцип метода: Высаливание белков сыворотки крови (NH₄)SО₄ может быть использовано для разделения альбуминов от глобулинов в связи с тем, что глобулины осаждаются при 50% насыщении, а альбумины при 100% насыщении (NH₄)SО_4.

Ход работы. Налить в пробирку 2-3 мл сыворотки крови и добавить равный объем насыщенного раствора (NH₄)SО₄. Через 15 минут осадок отфильтровать и к фильтрату добавить сухого (NH₄)SО₄ до полного насыщения. Осадок через 10 минут отфильтровать. Для доказательства обратимости высаливания полученные осадки прямо на фильтрах смочить 2-3 мл дистиллированной воды. Отметить их растворение. С фильтратами проделать биуретовую пробу.

Результат:

Вывод:

Тепловая денатурация белков

Принцип метода. При нагревании глобулярных белков происходит их тепловая денатурация. При этом белки выпадают в осадок

Ход работы. Налить в пробирку 2-3 мл раствора белка, добавить 2-3 капли 5% раствора уксусной кислоты и нагреть до кипения.

Результат:

Вывод:

Осаждение белков органическими растворителями

Принцип метода. При длительном воздействии некоторых органических растворителей (спирт, ацетон и др.) на глобулярные белки происходит их десальватацияи денатурация.

Ход работы. К 0,5 мл раствора белка осторожно по стенке прилить 1-2 мл спирта. Отметить появление белого кольца на границе наслаивания.

Результат:

Вывод:

Осаждение белков органическими кислотами

Принцип метода. Ряд органических кислот вызывает денатурацию белков. Наиболее широко в различных биохимических исследованиях для осаждение белков применяются трихлоруксусная (ТХУ) и сульфосалициловая кислоты (ССК). В медицине применяют для обнаружения белка в моче.

Ход работы. Налить в пробирку 1-2 мл раствора белка и добавит равный объем 5% ТХУ.

Результат:

Вывод:

Ход работы. К 0,5 -1 мл раствора белка добавить 5-6 капель 20 % ССК

Результат:

Вывод:

 

Осаждение белков концентрированными минеральными кислотами

Многие концентрированные минеральные кислоты вызывают денатурацию белка. Осаждение белков азотной кислотой лежит в основе пробы Геллера, широко используемой в практике обнаружения белка в моче.

Ход работы. К 0,5 -1 мл концентрированной азотной кислоты осторожно по стенке наслоить равный объем раствора белка. На границе наслаивания отметить образование белого кольца.

Результат:

Вывод:

Хроматографическое разделение аминокислот на бумаге

Определение содержания отдельных амнокислот методом хроматографии на бумаге важно для изучения обмена белков и аминокислот в организме. С помощью бумажной хроматографии можно легко провести разделение аминокислот, содержащихся в гидролизате различных белков, сыворотке крови, моче и т.д.

Принцип метода. Основан на том, что различные растворители (Н-бутанол; СН₃СООН; фенол, насыщенный водой и др.), смачивая хроматографическую бумагу, создают на ней две фазы: неподвижную водную фазу и подвижную фазу органического растворителя. Неподвижная водная фаза образуется в силу значительной гигроскопичности бумаги, т.е. свойства задерживать определенное количество влаги на поверхности волокон целлюлозы. Органический растворитель, двигаясь по бумаге, увлекает за собой аминокислоты, которые перемещаются с различной скоростью. Она зависит от способности аминокислот растворяться в органическом растворителе (или воде). От избирательной адсорбции, от окружающей температуры, сорта бумаги, растворителя и ряда других факторов.

Хроматографию проводят в герметических камерах, насыщенных парами растворителя.

Для проведения восходящей хроматографии на нижний конец хроматографической бумаги наносят определенный объем исследуемого раствора, высушивают, нижний край бумаги помещают в растворитель и бумагу закрепляют в этом положении. Камеру закрывают. Растворитель поднимается по бумаге и увлекает за собой аминокислоты. При этом происходит разделение аминокислот из смеси. После того, как фронт растворителя по бумаге достигнет определенного уровня, бумагу вынимают из камеры, высушивают, а аминокислоты проявляют с помощью нингидрина.

Скорость передвижения аминокислот на бумаге характеризуется коэффициентом распределения Rf. Это отношение расстояния от места нанесения аминокислоты до середины ее пятна (А) к расстоянию от места нанесения смеси аминокислот до фронта растворителя (Б) А

Rf.= ----

Б

Rf. является величиной, характерной для каждой аминокислоты, и постоянен при данных условиях опыта.

 

Ход работы. На конце полоски фильтровальной бумаги размером 1х15см сделать прокол иглой, продеть нитку, завязать петлю. На противоположном конце простым карандашом, отступив от края на 1 см, нанести кружок, в который наносят смесь аминокислот.

На дно пробирки, не задевая стенок, поместить 1,5 мл растворителя. Придерживая за нитку, опустить бумажку до соприкосновения ее нижнего края с растворителем и закрыть пробирку, чтобы бумажка висела на нитке, касаясь нижним краем растворителя. Через час бумагу вынимают, просушивают, смачивают 0,5% раствором нингидрина в ацетоне, снова просушивают, и помещают в термостат на 15 минут при температуре 55С в темноте. Отмечают появление фиолетовых пятен. Проводят расчет для каждой аминокислоты.

Результат.

Вывод.

Домашнее задание

Решить ситуационные задачи и ответить на вопросы

• С целью стерилизации различных объектов их обрабатывают формальдегидом. Что происходит при этом с белками?

Ответ: в микробных патологических белках формальдегид разрушает гидрофобные и водородные связи, стабилизирующие третичную структуру белка. При этом они гибнут.

 

• Препараты, содержащие березовый деготь, обладают выраженным антимикробным действием. Предположите возможный механизм действия, исходя из того, что березовый деготь содержит в своем составе фенол.

Ответ: Фенол является гидрофобным веществом, его действие в отношении микронных белков аналогично действию формальдегида

 

• Для профилактики инфекционных заболеваний контактным лицам вводят препарат из крови рековалесцентов, содержащих антитела к данному заболеванию. Этот препарат называется гамма-глобулин. Как его получить из сыворотки крови? Как очистить от примесей?

Ответ Получают гама –глобулин либо методом фракционирования белков этиловым спиртом при низких температурах , либо высаливанием, очищение производят методами электрофореза или ионообменной хроматографии, или гель- хроматографии. Пропускают очищаемые растворы через колонку с иммуносорбентом, отмывают иммуносорбент, элюируют, а затем удаляют диисоциирующий агент с помощью диализа.

 

• Вам дали две пробирки с осажденным белком. Известно, что один осадок получен при действии сернокислого аммония, а второй – после добавления ТХУ. Как отличить их? В чем сходство и в чем отличие при действии этих агентов на белок?

Ответ В первой пробирке провели обратимое осаждение, во второй - необратимое. Поэтому в первой пробирке после добавления воды белок восстановится, осадок исчезнет . Во второй пробирке осадок после добавления воды останется.

5. Имеются пробирки с растворами: I концентрированной азотной кислоты

II 10% трихлоруксусной кислоты

III СuSO4 в10% NaOH

Опишите, какие процессы произойдут в каждой пробирке при добавлении в них раствора белка. Какие из этих реакций находят практическое применение?

1 пробирка - Азотная концентрированная кислота является денатурирующим агентом, применяется для осаждения белков, в медицине используется в реакции обнаружения белка в моче ( проба Геллера). Концентрированная минеральная кислота НNO₃ вызывает денатурацию белка и образует комплексные соли белка с кислотой. На границе двух слоев жидкостей образуется осадок в виде небольшого белого кольца. В пробирку наливают 1 мл концентрированной НNO₃, наклоняют пробирку под углом 45⁰ и осторожно по стенке пипеткой наслаивают 1мл мочи.

2 пробирка - 10% трихлоруксусная кислота также денатурирующий агент, используется для осаждения белков крови, например, при определении ПВК

3 пробирка - такой раствор используется для осаждения белка при определении концентрации белка в крови, так называемый биуретовый метод

 

 

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Знать методы выделения индивидуальных белков: гель-фильтрацию, ионообменную, афинную хроматографию.

 

Решить тестовые задания

Выберите правильный ответ.

Под изменением конформации понимают:

1 – изменение аминокислотной последовательности полипептидной цепи

2 – изменение вторичной и третичной структуры полипептидной цепи

3 – замену одной простетической группы в сложном белке на другую

4– изменение взаиморасположения в пространстве субъединиц олигомерного белка

Ответ 2. объясняется это нарушением связей между аминокислотными остатками

Выберите правильный ответ.

Функциональное многообразие природных белков обеспечивается различиями:

1 – аминокислотного состава

2 – длиной полипептидной цепи

3 – молекулярной массы

4 – чередованием аминокислот в полипептидной цепи

Ответ 1. Некоторые белки или пептиды имеют различия в аминокислотном составе всего по одной-двум аминокислотам, но такие замены полностью изменяют физико-химические, а в итоге - биологические свойства белка

Выберите правильный ответ.

Денатурация белка – это

1- разрыв ковалентных связей в полипептидной цепи

2- нарушение вторичной структуры белка за счет разрыва водородных связей

3- нарушение нативной пространственной конформации белка за счет негидролитического разрыва нековалентных связей

Ответ 3- исходя из определения, что денатурация- это любое негидролитическое разрушение третичной структуры белковой молекулы, причем, чаще всего разрыву подвергаются нековалентные связи

Выберите правильные ответы.

Денатурация белка сопровождается:

• - разрушением большого числа межрадикальных связей

• - уменьшением растворимости белка

• - нарушением пространственной структуры (нативной конформации)

• - изменением первичной структуры

Ответы 1, 2, 3 – см. предыдущий ответ, но требуется добавить, что при нарушении структуры белка (пространственная структура нарушается) обнажаются гидрофобные радикалы, что влечет за собой потерю гидратной оболчки, а следовательно- снижение растворимости

5. Оцените правильность утверждения:

При высаливании белок выпадает в осадок, потому что нарушается конформация белковой молекулы

1. да

2. нет

Ответ 2, так как при высаливании теряется гидратная оболочка, при этом конформация сохраняется, поэтому высаливание относят к обратимому осаждению

Выберите правильные ответы.

При высаливании белков из растворов происходит :

1 - уменьшение растворимости белка

2 – обратимое осаждение

3 – необратимое осаждение

4 – сохранение нативной конформации

5 – временная потеря биологических свойств

Ответ 1, 2, 4, 5 см предыдущий ответ, разбавление растворов водой приводит к восстановлению гидратной оболочки и восстановлению биологических свойств.

Выберите правильные ответы.

При денатурации белков происходит:

1 - уменьшение растворимости белка

2 – обратимое осаждение

3 – необратимое осаждение

4 – сохранение нативной конформации

5 – потеря биологических свойств

Ответы 1, 3, 5

Выберите правильные ответы.

Факторы, вызывающие денатурацию:

• Температура выше 60-70С

• Насыщенный раствор (NH₄ )₂SO₄

• Ионизирующее излучение

• Сдавление, вибрация

• Токсины, яды

Ответы 1,3,4,5

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Должен освоить методы качественного обнаружения белков в биологических жидкостях, уметь интерпретировать лабораторные данные.

 

Практическое занятие №3

ТЕМА:Ферменты. строение. Общие свойства ферментов

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

1. Знать химическую природу, строение, свойства простых и сложных ферментов.

2. Знать принципы качественного определения активности ферментов в биологических жидкостях, тканях или их экстрактах и научиться методам обнаружения в слюне фермента a-амилазы.

1. Исследовать зависимость ферментативной активности от t и pН среды на примере реакции, катализируемой -амилазой.

2. Уметь анализировать полученные результаты, сделать правильное заключение об оpt t и pН среды для работы фермента и уметь объяснить причины различной активности - амилазы в условиях разного t режима и pН среды.

Иметь представление о возможности использования знаний о свойствах ферментов в медицинской практике.

 

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

6. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

7. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Учебная карта занятия

Базисные знания

• Из курса биоорганической химии студенты должны знать: простые и сложные белки;

• сведения о витаминах;

• понятие о ферментах;

• свойства неорганических и органических катализаторов;

• принципы качественного обнаружения активности ферментов.

Студент должен уметь усвоить принципы качественного определения ферментов

Содержание темы

1. Химическая природа ферментов. Проферменты (зимогены).

2. Кофакторы ферментов: химическая природа, классификация, роль витаминов в построении кофакторов и их коферментная функция.

3. Коферменты и простетические группы.

4. Структурно-функциональная организация ферментных белков: активный центр, его свойства. Контактный и каталитический участки активного центра ферментов.

5. Регуляторные (аллостерические) центры ферментов. Аллостерические модуляторы ферментов. Зависимость активности ферментов от конформации белков.

6. Представление об активаторах и ингибиторах ферментов. Биологическое и медицинское значение активаторов и ингибиторов ферментов.

7. Общие свойства ферментов. Зависимость активности ферментов от реакции среды и температуры: биологическое и медицинское значение этих свойств ферментов.

8. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата и фермента.

9. Общие принципы механизма действия ферментов.

10.Принципы качественного и количественного определения активности ферментов.

11.Номенклатура и классификация ферментов.

12.Представление об энзимотерапии и энзимодиагностики.

13. Понятие о сигнальных ферментах

14. Лактатдегирогеназа, характеристика изоферментов, свойства, особенности строения и локализации, клинико-диагностическое значение определения при заболеваниях сердца, печени и др.

15. Трансаминазы, виды, характеристика, локализация, клинико-диагностическое значение определения трансаминаз

16. Значение определения ферментов с целью прогноза и лечения.

17. Заместительные ферменты.

 

 

Практическая часть

Специфичность действия ферментов

Амилаза расщепляет крахмал через стадию декстринов до редуцирующего дисахарида – мальтозы. О действии фермента можно судить или по исчезновению (расщеплению) субстрата… Принцип метода: -амилаза слюны катализирует гидролиз -1-4 гликозидных связей в крахмале и гликогене, что приводит к…

Влияние температуры на активность фермента

A-амилазы слюны (термолабильность ферментов)

Активность ферментов зависит от температуры. Та температура, при которой активность фермента наибольшая, называется температурным оптимумом (opt-t). Для организма человека opt-t находится в пределах 37-40°С. Снижение t приводит к уменьшению активности ферментов, и при очень низких температурах (О - +4°С) ферментативная активность практически прекращается, т.к. резко изменяются кинетические свойства ферментов. Поэтому снижение активности ферментов имеет обратимый характер: при повышении температуры ферментативная активность полностью восстанавливается.

Повышение t выше opt-t приводит к постепенному снижению активности и при достижении определенной t для каждого фермента – к полной инактивации фермента, которая является необратимой. При t - 60°С, (для некоторых 70-100°С) происходит денатурация белка-фермента, разрушение активного центра фермента, образование Е-S-комплекса становится невозможным, и ферментативная реакция прекращается.

( На термолабильность ферментов определенное влияние оказывают концентрация S, рН среды и др. факторы.)

 

Ход работы

Реакция Люголя. Реакция обнаруживает крахмал. К содержимому пробирки добавить 1 каплю раствора Люголя. Появление синего окрашивания свидетельствует… Реакция Фелинга. К содержимому пробирки добавить примерно половину объема 10%…  

Влияние рН на активность амилазы

оpt рН для -амилазы слюны – 6,8-7,0; - липазы панкреатической – 7,0-8,5; • пепсина 1,5 - 2,5;

Ход работы

2.Во все пробирки прибавляют по 2 мл 0,5% раствора крахмала и по 1 мл разбавленной в 10 раз слюны. Содержимое пробирок перемешивают и помещают в… 3.Пробирки охлаждают, и с содержимым проделывают реакции Люголя и реакцию… ПРОБА ФЕЛИНГА.

Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов

Ход работы. В з пробирки налить по 1 мл разведенной в 10 раз слюны. В первую пробирку добавить 1 мл 1% раствора NaСI, во вторую – 1мл 1% CuSO4, в… Задачи по теме 1. При остром панкреатите происходит внутриклеточная активация трипсиногена и химотрипсиногена, в результате чего…

Выберите правильный ответ.

Ферменты – это

1. сложные белки;
2. производные витаминов;
3. белки, являющиеся обязательными структурными компонентами клеток
4. биокатализаторы белковой природы.

Ответ - 4

Выберите правильный ответ.

Под воздействием ферментов скорость ферментативной химической реакции:

1. уменьшается

2. увеличивается

3. не изменяется

Ответ 2

Выберите правильные ответы.

Ферменты

1 – увеличивают скорость химических реакций

2 - термолабильны

3 – в процессе реакции не расходуются

4 – чувствительны к небольшим изменениям рН

5 – увеличивают энергию активации

6 – обладают высокой специфичностью

Ответы 1, 2, 3, 4, 6

Выберите правильные ответы.

Небиологические катализаторы:

1 – увеличивают скорость химических реакций

2 - термолабильны

3 – в процессе реакции не расходуются

4 – чувствительны к небольшим изменениям рН

5 – увеличивают энергию активации

6 – обладают высокой специфичностью

Ответы: 1, 5

 

Выберите правильный ответ.

Витамин В₁ входит в состав кофактора:

1. НАД

2. ФАД

3. ТПФ

Ответ -2

Выберите правильный ответ.

Витамин В₂ входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

Ответ -2

Выберите правильный ответ.

Витамин РР входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

Ответ -1

Выберите правильный ответ.

К пиридинзависимым дегидрогеназам относят:

1 – производные витамина В₂

2 – производные витамина РР

Ответ -2

Выберите правильный ответ.

Коферменты, содержащие витамин В₂

1- никотинамидные

2-пиридоксалевые

3-флавиновые

4-кофермент А

Ответ -3

 

Выберите правильный ответ.

Изоферменты –это:

1. олигомерные биокатализаторы, гетерогенные по структуре, но изогенные по действию;
2. вещества белковой природы, не обладающие свойствами фермента;
3. ферменты, работающие по принципу конвейера;

4. холоферменты, состоящие из апофермента и кофактора.

Ответ -1

Выберите правильный ответ.

Ферменты ускоряют химическую реакцию, так как:

1- в процессе реакции разрушаются;

2- ускоряют тепловое движение молекул субстрата;

3- снижают величину энергии активации реакции

Ответ 3

Выберите правильные ответы.

Основные свойства активного центра:

1 - термолабилен

2 – это небелковая часть холофермента

3 – гидрофобен

4 – термостабилен

5 – стабилизирует апофермент

Ответы -2, 3

 

Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при увеличении температуры (выше 40):

1. изменение нативной конформации;

2. разрушение третичной структуры;

3. разрушение активного центра;

4. невозможность образования фермент-субстратного комплекса, а следовательно, и продукта реакции;

5. нарушение комплементарности между активным центром и субстратом.

Ответы все

Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при снижении температуры

(от 40 С до 0) является:

1. денатурация ферментного белка;

2. разрыв слабых связей (водородных, гидрофобных)

3. временное замедление активности вследствие снижения кинетических свойств молекул субстрата и фермента;

4. замедление образования фермент-субстратного комплекса;

5. изменению конформации фермента.

Ответы 3, 4

 

Выберите правильный ответ.

Цитоплазматические ферменты имеют оптимум рН при:

1. рН 7

2. рН 7

3. рН= 7

Ответ -3

 

Выберите правильный ответ.

Температура, при которой фермент денатурирует:

1. 0°С

2. 80-100°С

3. 10-20°С

4. 30-40°С

Ответ -2

Выберите правильные ответы.

Причиной изменения ферментативной активности при увеличении температуры от 50 до 100 °С является:

1. нарушение комплементарности между активным центром фермента и субстратом;

2. изменение скорости движения молекул субстрата;

3. разрушение нативной конформации ферментного белка;

4. гидролиз пептидных связей в молекуле фермента.

Ответ -3, 1

Выберите правильный ответ.

Специфичность сложного фермента определяется строением

1. апофермента

2. кофермента

Ответ -2

Выберите правильные ответы.

Активный центр фермента имеет следующие характерные особенности:

1. это участок, непосредственно взаимодействующий с субстратом и

участвующий в катализе

1. между активным центром и субстратом имеется комплементарность

2. активный центр составляет относительно небольшую часть молекулы фермента

3. в активный центр входят только полярные аминокислоты

Ответы 1, 2,3

 

Выберите правильные ответы.

Основные функции и свойства активного центра

1 – обеспечивает образование фермент-субстратного комплекса

2 - гидрофобное образование в молекуле фермента

3 – относительно небольшой участок молекулы фермента

4 – небелковая часть холофермента

Ответы -все

 

Выберите правильный ответ.

Участок молекулы фермента, ответственный за присоединение субстрата и осуществление ферментативного катализа называется:

1- гидрофобный центр

2- каталитический центр

1. активный центр

2. адсорбционный центр

3. аллостерический центр

Ответ -3

Выберите правильные ответы.

Для осуществления ферментативной реакции необходимы:

1. определенная ориентация субстрата в области активного центра фермента

2. взаимное изменение конформации субстрата и фермента

3. наличие аллостерического центра

4. комплементарность формы активного центра фермента и субстрата

Ответ -1, 4

 

Выберите правильный ответ.

Активность аллостерических ферментов регулируется путем присоединения модуляторов к:

1- активному центру

2- кофактору

3 - регуляторному центру

1. каталитическому центру

2. субстратному центру

Ответ -5

 

Выберите правильный ответ.

Активация аллостерических ферментов происходит путем:

1- фосфорилирование фермента

1. взаимодействия пространственно удаленных участков фермента

2. разрыва связей между протомерами

4- кооперативного взаимодействия протомеров

Ответ -4

Выберите правильный ответ.

Причиной конформационных изменений, приводящих к изменению активности аллостерических ферментов является:

1- фосфорилирование фермента

2- гидролиз пептидных связей

3- разрыв связей между субъединицами

4- изменение кооперативного взаимодействия субъединиц

Ответ -4

Выберите правильный ответ.

Денатурация белка – это

1- разрыв ковалентных связей в полипептидной цепи

2- нарушение вторичной структуры белка за счет разрыва водородных связей

3- нарушение нативной пространственной конформации белка за счет негидролитического разрыва нековалентных связей ответ 3

Выберите правильные ответы.

Денатурация белка сопровождается:

1- разрушением большого числа межрадикальных связей

2- уменьшением растворимости белка

3- нарушением пространственной структуры (нативной конформации)

4- изменением первичной структуры ответ 1,2,3

Выберите правильные ответы.

При денатурации белков происходит:

1 - уменьшение растворимости белка

2 – обратимое осаждение

3 – необратимое осаждение

4 – сохранение нативной конформации

5 – потеря биологических свойств ответ 1, 3, 5

Выберите правильные ответы.

Факторы, вызывающие денатурацию:

1- Температура выше 60-70°С

2- Насыщенный раствор (NH₄ )₂SO₄

3- Ионизирующее излучение

4- Сдавление, вибрация

5- Токсины, яды ответ 1, 3,4 ,5

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Должен освоить методы качественного обнаружения ферментов в биологических жидкостях, уметь интерпретировать лабораторные данные.

 

Практическое занятие №4

ТЕМА: Механизм действия ферментов. Виды регуляции ферментативной активности

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: Изучить механизм действия ферментов, а также механизмы, лежащие в основе действия активаторов и ингибиторов на активность ферментов.

 

Необходимый исходный уровень

Из курса биоорганической химии студенты должны знать:

- теорию катализа;

- кинетику ферментативных реакций.

Студент должен уметь усвоить принципы количественного определения активности ферментов

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

6. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

7. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

 

Содержание темы

1. Механизм действия ферментов. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата и фермента.

2. Активаторы и ингибиторы ферментов: химическая природа, виды активирования и ингибирования ферментов. Биологическое и медицинское значение активаторов и ингибиторов ферментов.

3. Номенклатура и классификация ферментов.

4. Принципы количественного определения активности ферментов. Единицы активности.

5. Определение активности ферментов в диагностике заболеваний.

6. Применение ферментов как лекарственных препаратов.

Практическая часть занятия

Лабораторная работа. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ МОЧИ

Под амилазной активностью мочи понимают количество субстрата (крахмала), расщепляемого I мл мочи за определенный промежуток времени (например, 15 мин.) при 45⁰. Подразумевается, что в моче в качестве патологического компонента содержится фермент амилаза, попадающий в кровь при заболеваниях поджелудочной железы.

Принцип метода: Определение основано на нахождении максимального разведения мочи, при котором амилаза мочи еще расщепляет крахмал, т.е. в пробирке нет синего оттенка при добавление йода (образовавшиеся декстрины дадут красно - бурый цвет, желтый цвет, свидетельствующий об отсутствии крахмала). Учитывая разведение, следует рассчитывать количество крахмала, которое гидролизует 1 мл неразведенной мочи.

Ход определения: Берут 10 пронумерованных пробирок, наливают в каждую по 1 мл физиологического (0,85%) раствора хлористого натрия. Затем в 1-ую пробирку приливают 1 мл исследуемой мочи, перемешивают и промывают пипетку 5-6 кратным набором раствора из пробирки, далее 1 мл смеси переносят во 2 пробирку, перемешивают и вновь промывают пипетку и т.д. Таким образом получают разведение мочи в 2, 4, 8, 16 (и далее в геометрической прогрессии) раз.

В каждую пробирку наливают по 1 мл физиологического раствора (активатор амилазы мочи, очень слабый по своей активности) и по 2 мл 0,1% крахмала, тщательно перемешивают и все пробирки ставят на 15 минут в термостат при температуре 45⁰. После инкубации пробирки охлаждают, добавляют по 2 капли раствора йода. Для расчета берут пробирку с наибольшим разведением мочи, где нет синего оттенка, т.е. пробирку, где произошло расщепление крахмала.

Расчет разберем на конкретном примере:

1. допустим, что

расщепление крахмала произошло в 4 пробирке, где моча разведена в 16 раз, т.е

2 мл 1/16 мл мочи расщепляет -------2 мл 0,1% раствора крахмала

1 мл мочи ------------------------- ----Х мл 0,1% раствора крахмала,

отсюда:

Х = 2 х 16 =32 мл

Результат записывается так: d 45⁰/15 = 32ед., где d - диастаза мочи (амилаза). В норме она равна 16 - 64 ед. Количество амилазы в моче повышается при панкреатите, заболевании желчных путей и т.д. При почечной недостаточности амилаза в моче отсутствует.

Результат:

 

 

Вывод:

 

Задачи для решения студентами:

1. При остром панкреатите происходит внутриклеточная активация трипсиногена и химотрипсиногена, в результате чего происходит разрушение тканей поджелудочной железы. Такие лечебные препараты как трасилол, контрикал, гордокс являются структурными аналогами субстратов этих ферментов. На чем основано лечебное действие этих препаратов?

Примерный ответ: так как указанные препараты являются структурными аналогами субстратов, то их применяют в качестве конкурентных ингибиторов

2.Больной с переломом костей голени поступил в травматологическое отделение больницы. Определение активности какого фермента следует провести?

Примерный ответ: при переломе кости (деструкция ткани) происходит поступление в кровь внутриклеточных ферментов, в частности щелочной фосфатазы, которая является маркером при переломах костей.

3.На клинической консультации обсуждаются анализы мочи больного панкреатитом и больного с опухолью почек. У первого больного в моче обнаружена амилаза, а у второго – трансаминаза. Почему нарастание амилазы мочи может указывать на внепочечный характер заболевания (панкреатит), а подъем на поражение почек (рак)?

Примерный ответ: появление в крови внутриклеточного фермента панкреатической железы - амилазы свидетельствует о панкреатите, тогда как трансаминазы являются маркерами на поражение различных внутренних органов (печени, сердца, почек)

4.Гомогенат печени кролика содержит фермент сукцинатдегидрогеназу (СДГ); его инкубировали с субстратом (янтарной кислотой) в присутствии малоновой кислоты. Изменится ли активность СДГ? Каким образом:

а) при увеличении концентрации малоновой кислоты;

б) при увеличении концентрации янтарной кислоты?

Примерный ответ: а) малоновая кислота является структурным аналогом сукцината, будет ингибировать реакцию СДГ по механизму конкурентного ингибирования

Б) увеличение концентрации янтарной кислоты вытеснит из активного центра фермента ингибитор и активность СДГ повысится ( при ответе предлагается студенту написать реакцию, катализируемую СДГ, а также структуру малоната).

5. Каков механизм действия сульфаниламидных препаратов, ингибирующих рост патогенных бактерий, нуждающихся в парааминобензойной кислоте?

Примерный ответ: механизм конкурентного ингибирования (при ответе предлагается студенту написать структуру ПАБК и сульфаниламида)

Дайте ответы на следующие вопросы:

1. Назовите ферменты, которые используются в клинике в лечебных целях. Укажите, при каких патологических состояниях используются такие ферменты как пепсин, гиалуронидаза, нуклеазы. Каковы причины применения ферментов с лечебной целью?

Примерный ответ: пепсин применяют при недостаточной секреции этого фермента слизистой желудка, гиалуронидазу – при заболеваниях, сопровождающих рост соединительной ткани - для рассасывания послеоперационных рубцов, рубцов после термических ожогов, артритах, гематомах, так как гиалуронидаза способствует разрушению соединительной ткани; нуклеазы применяют для лечения хронических гнойных и воспалительных процессов, они снижают вязкость гнойного содержимого, обладаеют противовоспалительным действием, при конъюнктивитах и др.

2. Приведите примеры, демонстрирующие диагностическое значение определения активности ферментов (трансаминаз, альфа - амилаза, кислой и щелочной фосфатаз, изоферментов ЛДГ) в крови.

Примерный ответ: трансаминазы определяют при инфрктах (АСТ) и гепатитах (АЛТ), амилазу – при панкреатитах, кислую фосфатазу при простатитах, щелочную при повреждениях костной ткани, так как они являются органоспецифичными.

Тестовые задания

Выберите правильные ответы.

При активации ферментов методом ограниченного протеолиза происходит:

1- отщепление коротких пептидов от профермента

2- присоединение пептида в стороне от активного центра фермента

3- изменение конформации фермента и образование активного центра

4- отщепление кофермента от фермента

Ответы -1, 3

2. Выберите правильные ответы.

Конкурентное ингибирование происходит, если:

1 – субстрат и ингибитор похожи по структуре

2- субстрат и ингибитор не похожи по структуре

3- ингибитор связывается в активном центре фермента

1. ингибитор связывается не с активным центром фермента, а с другим участком поверхности фермента

Ответы -1, 3

Выберите правильные ответы.

Обратимое ингибирование фермента возникает, если:

1. фермент и ингибитор связаны ионной связью

2. фермент и ингибитор связаны водородной связью

3. фермент и ингибитор связаны гидрофобными взаимодействиями

4. фермент и ингибитор связаны ковалентно

Ответы -1,2,3

Выберите правильный ответ.

Необратимое ингибирование фермента возникает, если:

1- фермент и ингибитор связаны ковалентно

2- фермент и ингибитор связаны водородной связью

3- фермент и ингибитор связаны гидрофобными взаимодействиями

4- фермент и ингибитор связаны ионной связью

Ответ -1

Выберите правильный ответ.

Все ферменты делятся на классы на основе:

1- типа катализируемой химической реакции

2- химической природы фермента

3- химической природы субстрата

Ответ -1

Выберите правильный ответ.

В основе деления ферментов на классы лежит :

1- строение субстрата

2- строение продуктов реакции

3- тип катализируемой реакции

4- строение кофермента

Ответ -3

Выберите правильные ответы.

Ферменты, используемые в целях энзимодиагностики должны:

1. обладать органоспецифичностью

2. поступать в кровь при повреждении органов

3. иметь низкую активность или полностью отсутствовать в сыворотке крови в норме

4-иметь высокую стабильность

Ответы-1, 2, 3

Выберите правильные ответы.

Основные направления использования в медицине протеолитических ферментов (пепсина, трипсина)

1. для очистки ран и участков омертвевшей ткани

2. в лечении злокачественных образований

3. при недостаточном синтезе этих ферментов в организме или секреции

4. для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта

5. нарушении переваривания белков в желудке

Ответы -1, 3, 5

Выберите правильный ответ.

При остром панкреатите в крови обнаруживаются ферменты:

1. лактатдегидрогеназа

2. -амилаза

3. креатинфосфокиназа

Ответ -2

Выберите правильный ответ.

У пациента с острыми болями в области сердца обнаруживается преимущественное повышение активности аминотрансфераз в крови

1- АлАТ

1. АсАТ

Ответ -2

Выберите правильные ответы

Снижение содержания белков плазмы крови (гипопротеинемия ) приводит:

1. к увеличению осмотического давления в капиллярах

2. к появлению отеков

3. к снижению онкотического давления

4. к увеличению транспорта жирных кислот альбуминами плазмы

Ответы -2, 3

Выберите правильные ответы

Гипопротеинемия за счет снижения количества альбуминов наблюдается при:

1. усилении биосинтеза белков крови

2. поражении печеночных клеток

3. белковом голодании

4. Обширных ожогах

5. заболеваниях почек

6. избыточном потреблении белков с пищей

Ответы 2, 3, 4, 5

Темы для реферативных сообщений

• Лекарственные вещества – ферменты, применяемые в медицине.

• Лекарственные вещества, применяемые в качестве конкурентных ингибиторов

• Вещества, выполняющие роль неконкурентных ингибиторов в жизни, быту, медицине.

 

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Должен освоить методы количественного определения ферментов в биологических жидкостях, уметь интерпретировать лабораторные данные.

Практическое занятие № 5

ТЕМА Витамины. Аскорбиновая кислота

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: -

1. Знать понятия о витаминах, гипо- , авитаминозах, гипервитаминозах, а также причинах их возникновения.

2. Знать строение, свойства и роль аскорбиновой кислоты в обмене веществ.

Базисные знания

Из курса биоорганической химии студенты должны знать:

- понятие о витаминах и их биологической роли;

- строение и свойства витамина С;

- титрометрический метод количественного анализа.

 

Студент должен уметь определять содержание витамина С в пищевых продуктах и в моче и оценивать полученные результаты..

Основная литература

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

6. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

7. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

Учебная карта занятия

1. Понятие о витаминах. История открытия и развития учения о витаминах. Гипо- и авитаминозы, гипервитаминозы.

2. Роль витаминов в обмене веществ: связь с ферментами.

3. Классификация и номенклатура витаминов.

4.Витамин С (аскорбиновая кислота, антицинготный витамин). Химическое строение, признаки гипо- и авитаминоза, механизм действия, источники, суточная потребность.

Практическая часть занятия

Лабораторная работа № 1 УИРС: количественное определение содержания витамина С в различных пищевых продуктах

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ

Принцип метода: метод основан на способности витамина С восстанавливать 2,6- дихлорфенолиндофенол, который в кислой среде имеет красную окраску, а… Ход работы: Навеску исследуемого продукта (1 г капусты, яблока, груши и т. п., или 5 г картофеля) растирают в ступке с 2 мл 10%…

Практическое занятие №6

ТЕМА:Белки. Ферменты

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: проверка усвоенных знаний и умений, полученных на предыдущих занятиях

 

Базисные знания

Соответствуют занятиям 1-5

Студент должен уметь соответствуют занятиям 1-5, кроме того, студент должен усвоить вопросы по теме, совокупно применяя их для решения задач

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

Содержание темы

Коллоквиум по теме: «Белки. Ферменты»

Вопросы для самоподготовки

1. Белки: элементный и аминокислотный состав. Физиологическая роль белков.
2. Гидролиз белков (кислотный, щелочной, ферментативный, полный и частичный).
3. Анализ аминокислотного состава белков с помощью цветных реакций (биуретовой, нингидриновой). Хроматографические методы изучения аминокислотного состава гидролизатов белков.
4. Осаждение белков из растворов. Механизм обратимого осаждения белков: факторы, вызывающие обратимое осаждение белков.
5. Практическое использование необратимого осаждения белка в медицине.
6. Денатурация белков: факторы, вызывающие денатурацию, механизм тепловой денатурации белков. Свойства денатурированного белка.
7. Ренатурация (ренативация).
8. Выделение и очистка белков.
9. Классификация белков. Характеристика простых белков (альбуминов и глобулинов, гистонов, протаминов, глютелинов и проламинов, белков опорных тканей).
10. Многообразие белков. Глобулярные и фибриллярные белки, простые и сложные.
11. Классификация белков по их биологическим функциям.
12. Классификация белков на семейства (сериновые протеазы, иммуноглобулины).
13. Методы количественного определения белков.
14. Электрофорез белков сыворотки крови на бумаге, в ПААГ и на других носителях.
15. Белковый спектр крови в норме и патологии.
16. Иммуноглобулины, особенности строения, избирательность, взаимодействие с антигеном. Классы иммуноглобулинов, особенности строения и функционирования.
17. Функции простых белков (альбуминов, гистонов, глобулинов).
18. Белковый спектр крови в норме и его изменения при патологии.
19. Химическая природа ферментов. Изоферменты (на примере ЛДГ и МДГ). Проферменты (зимогены). Мультиферментные комплексы.
20. Структурно - функциональная организация ферментных белков: активный центр, его свойства. Контактный и каталитический участки активного центра ферментов.
21. Кофакторы ферментов: химическая природа, классификация, роль в биологическом катализе. Роль витаминов в построении кофакторов. Коферменты и простетические группы.
22. Общие свойства ферментов: зависимость активности ферментов от реакции среды и температуры: биологическое и медицинское значение этих свойств ферментов. Специфичность действия ферментов. Виды специфичности. Биологическое значение специфичности действия ферментов.
23. Регуляторные (аллостерические) центры ферментов. Аллостерические модуляторы ферментов. Зависимость активности ферментов от конформации белков.
24. Механизм действия ферментов. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата и фермента. Константа Михаэлиса.
25. Активаторы и ингибиторы ферментов: химическая природа, виды активирования и ингибирования ферментов. Биологическое и медицинское значение активаторов и ингибиторов ферментов.
26. Номенклатура и классификация ферментов.
27. Принципы количественного и качественного определения активности ферментов. Единицы активности.
28. Определение активности ферментов в диагностике заболеваний.
29. Применение ферментов как лекарственных препаратов.

Решить ситуационные задачи и ответить на вопросы:

• Мороженая картошка имеет сладковатый привкус. Почему? ( ответ: при замораживании картофеля происходит денатурация и гидролиз крахмала, при котором образуется мальтоза, имеющая сладковатый привкус, написать реакцию гидролиза крахмала)

• Биохимическое исследование ископаемых останков мамонта, которые находились многие тысячелетия в условия вечной мерзлоты, показало сохранность в них ферментативной активности. Как объяснить такой феномен? ( ответ: ферментативная активность при низких температурах сохраняется, что используется при хранении лекарственных препаратов биологического происхождения, - перевозка спермы в жидком азоте, к примеру)

• При обследовании пациента обнаружено снижение кислотности желудочного сока. Как это отразится на переваривании белков в желудке? Какую коррекцию нужно провести, чтобы нормализовать пищеварение? (ответ:снижение кислотности влияет на рН оптимум фермента пепсина, активируя диссоциацию анионногенных карбоксильных групп глу, при этом нарушается механизм действия, что приводит к нарушению переваривания белков в желудке, для коррекции необходимо больному давать соляную кислоту для повышения кислотности)

• Известно, что для лечения некоторых инфекционных заболеваний, вызванных бактериями, принимают сульфаниламидные препараты. На чем основано их применение? Опишите механизмы. ( ответ:конкурентное ингибирование. Написать строения сульфаниламида (субстрат) и ПАБК ( ингибитор), показать при этом, что блокируются ферментные системы бактерий, принимающие участие в синтезе фолиевой кислоты)

• Известно, что синильная кислота является очень сильным ядом и при попадании в организм может привести к смерти. Что лежит в основе этого явления? (Ответ:неконкурентное ингибирование цитохромоксидазы)

• Почему при поражении пожделудочной железы в кале появляется примесь крахмала (креаторея) и капли жира (стеаторея)? (ответ: при панкреатите нарушается выработка амилазы (разрушающей крахмал), и липазы( для нее субстратами являются триацилглицериды)

• Почему при отравлении метанолом в качестве терапии назначают этиловый спирт? (ответ : метиловый спирт – структурный аналог этилового спирта –конкурентное ингибирование)

• В одном растворе трипептид аргиниллейциллизин, в другом – аспарагилглутамилаланин. Вы проводите электрофорез на бумаге при рН 8,6. Какой из трипептидов будет быстрее передвигаться в электрическом поле? ( Ответ:при рН 8,6 – щелочная среда подавляется появление заряда у диаминомонокарбоновых кислот, (арг и лиз ), поэтому быстрее будет двигаться пептид с дикарбоновыми а.к. показать схему.

 

• В отделение поступил больной 30 лет. При биохимическом исследовании было обнаружено, что количество белка в плазме составляет 39 г/л. О каких состояниях можно думать на основании полученного анализа? Нарушение каких процессов, связанных с гипопротеинемией, можно ожидать у больного? (ответможно предположить либо нарушение белоксинтезирующей функции печени, либо, нарушение процессов переваривания белка или голодание, кроме того, относительная гипопротеинемия может наблюдаться при задержке жидкости в организме- отеках различного происхождения)

На дом студентам предлагается прорешать задачи и тесты, рекомендованные к занятиям 1, 2,3,4,5

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Соответствуют предыдущим занятиям 1-5

 

Практическое занятие № 7

(лабораторная работа)

ТЕМА:Сложные белки – хромопротеиды

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: - Изучить химическое строение, состав и функции гемоглобина.

• Знать уровень содержания гемоглобина в крови

• Знать состав гемоглобина у людей разных возрастных групп

• Познакомиться с определением каталазы и гемоглобина в крови методом прямой фотометрии.

Необходимый исходный уровень:

Из курса биоорганической химии студент должен знать:

- определение и классификацию сложных белков;

- строение гема в гемоглобине;

- характеристику белка глобина в гемоглобине (особенности

четвертичной структуры);

- биологическую роль гемоглобина и миоглобина

 

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

1. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Необходимый исходный уровень

Из курса биоорганической химии студенты должны знать: - определение и классификацию сложных белков;

- строение гема в гемоглобине;

- характеристику белка глобина в гемоглобине (особенности

четвертичной структуры);

- биологическую роль гемоглобина и миоглобина

Студент должен -Изучить химическое строение, состав и функции гемоглобина.

• Знать уровень содержания гемоглобина в крови

• Знать состав гемоглобина у людей разных возрастных групп

• Познакомиться с определением каталазы и гемоглобина в крови методом прямой фотометрии.

 

Содержание темы

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ К ЗАНЯТИЮ

1.Сложные белки-хромопротеиды. Определение. Классификация.

2.Гемоглобин. Структура и биологическая роль. Характеристика гема и глобина.

Содержание гемоглобина в разные возрастные периоды.

3.Формы гемоглобина. Возрастные особенности.

4.Производные гемоглобина.

5.Миоглобин.

6.Порфирины. Биологическая роль. Патология порфиринового обмена.

7.Пероксидаза и каталаза.

8.Система цитохромов. Дыхательный фермент Варбурга - цитохромоксидаза. Цитохром С. Особенности структуры, биологическая роль.

 

Практическая часть

1.Количественное определение активности каталазы по Бану и Зубковой.

В колбочку "О" налить 7мл воды и 1мл крови гемолизированной 1:1000. В колбу "К" налить 7 мл воды и 1мл гемолизированной крови прокипяченной. В обе колбы + 3мл 1% перекиси водорода. Поставить на 30 минут. После этого в обе колбы + 3мл 2N р-ра серной кислоты и титровать обе колбочки до устойчивой слабо-розовой окраски 0,1N р -ром перманганата калия.(КМnО₄ ).

На титрование "К" - 9мл

на титрование "О" - 1,6мл

Активность каталазы (9 - 1,6) х 1,7 = 12,58

Результат:

Вывод:

2.Определение гемоглобина методом прямой фотометрии.

0,1мл крови + 2,9мл дистиллированной воды. Колориметрировать на ФЭКе при зеленом светофильтре против воды, в кюветах на 5мм. Содержание гемоглобина определяется по калибровочному графику.

Результат:

Вывод:

3.Амидопириновая проба на кровь.

0,5мл крови 1:1000 + 3-4 капли амидопиринового реактива + 1-2 капли 30% уксусной кислоты +3-4 капли 3% перекиси водорода. Появляется сиреневое окрашивание.

Результат:

Вывод:

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Гетерогенность гемоглобина

Гемоглобин в организме человека в разные возрастные периоды может существовать в виде нескольких форм, отличающихся белковым компонентом молекулы, то есть аминокислотным составом полипептидных цепей.

В ранний эмбриональный период в крови человека выявлено 3 формы гемоглобина : гемоглобин - Говер I, II и гемоглобин Портленд. Это так называемые эмбриональные гемоглобины или примитивные - НвР.

К 3 месяцу развития зародыша, в крови исчезают эмбриональные и появляется фетальный гемоглобин (НВ F), включающий 2 и 2 -цепи в состав белковой части молекулы. НВ F является главным типом гемоглобина

плода и составляет к моменту рождения ребенка до 70-90% всего гемоглобина.

У детей 1 месяца жизни НВ F составляет от 50% до 85% всего гемоглобина.

К моменту рождения ребенка на долю гемоглобина А приходится до 10-30%, однако его количество резко увеличивается по мере исчезновения гемоглобина F (в течение 3-4х месяцев после рождения ребенка). Начиная с 3-5 месячного возраста ребенка, реже после 1 года, НВ А становится основным гемоглобином, составляя 96-99%. На долю гемоглобина F в этот период приходится всего лишь 1-2%.

Как было установлено НВ F и НВ А имеют имеют одинаковое сродство к кислороду, но проявляют разную чувствительность к действию аллостерического эффектора - 2,3 дифосфоглицерата (2,3 ДФГ). НВ F слабее связывает 2,3 ДФГ, чем НВ А, поэтому в присутствии 2,3 ДФГ сродство НВ А к кислороду снижается, а у НВ F наоборот возрастает. В этих условиях НВ F плода оксигенируется за счет гемоглобина А матери и обеспечиваются оптимальные условия для транспорта кислорода из крови матери в кровь плода.

Домашнее задание

Решить ситуационные задачи

1.При обследовании крови ребенка обнаружено снижение кол-ва эритроцитов, клетки имеют аномальные формы, содержат большое кол-во аномальных кристаллов, в плазме крови обнаружено большое кол-во свободного гемоглобина. Какой диагноз можно поставить по данным анализа? Какой биохимический дефект лежит в его основе?

2.При проведении общего анализа у больного обнаружены мишеневидные эритроциты, резко повышено содержание Нв А2 (до 15%) и фетального Нв (58%). Какие биохимические нарушения лежат в основе данного состояния?

3.Почему при отравлении оксидами азота смерть наступает от недостатка кислорода (гипоксии) даже при отсутствии видимых поражений дыхательных путей? Каким образом можно предотвратить смерть при данном отравлении?

4.Почему при форсированных, длительных физических нагрузках у малотренированных людей моча окрашивается в красный цвет и возможно развитие острой почечной недостаточности?

5.Почему при развитии острого разрушения эритроцитов может возникнуть нарушение функции почек? Какой механизм в норме препятствует такому исходу гемолиза?

6.Почему при отравлении синильной кислотой и ее солями возникает гибель от недостатка кислорода в тканях?

Ответьте на тесты

Выберите правильный ответ

Физиологическое содержание гемоглобина в крови составляет

1. 12- 16 г%

2. 10- 12 г%

3. 8-10 г% ответ1

Выберите правильные ответы

К производным гемоглобина относят:

1 – фетальный

2 – метгемоглобин

3 - карбгемоглобин ответ2.3

Выберите правильный ответ

Основной функцией карбгемоглобина является:

1. транспорт кислорода от легких к органам и тканям

2. транспорт углекислого газа от органов и тканей в легкие ответ 2

Выберите правильные ответы

Развитие метгемоглобинемии может быть при:

1. отравлении угарным газом

2. низком парциальном давлении кислорода

3. наследственном дефекте метгемоглобинредуктазы

4. действием сильных окислителей ответ 4

Выберите правильный ответ

1. суточная потребность в железе равна10-20 мг
2. суточная потребность в железе равна 20-30 мг
3. суточная потребность в железе равна 30-40 мг
4. суточная потребность в железе равна 40-50 мг ответ 4

Практические навыки, которыми должен овладеть студент - уметь определять содержание гемоглобина в крови

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 8

ТЕМА: Обмен хромопротеидов.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: - изучить процессы синтеза и распада гемоглобина;

- сформировать четкие критерии биохимической дифференциации желтух;

- дать представление о патологии обмена хромопротеидов- порфириях

Базисные знания

Из курса биоорганической химии студент должен знать:

- строение глюкуроновой кислоты

- процессы конъюгации с глюкуроновой кислотой

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000
3. С. Камышников Справочник по клиническо-биохимической лабораторной диагностике. 2000.

Учебная карта

Основные вопросы

1. Поступление, переваривание и всасывание хромопротеидов.

2. Транспорт железа, синтез порфиринов.

3. Понятие о порфириях. Виды порфирий

4. Основные методы диагностики порфирий.

5. Тканевый распад железосодержащих хромопротеидов.

6. Образование желчных пигментов, пигментов кала и мочи.

Патология пигментного обмена. Виды желтух.

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Биологическая ценность железа определяется многогранностью его функций, незаменимостью другими металлами в сложных биохимических процессах, активным участием в клеточном дыхании, обеспечивающим нормальное функционирование тканей организма человека.

Железо, находящееся в организме человека, можно разбить на 2 группы: клеточное и внеклеточное. Соединения железа в клетке можно подразделить на 4 подгруппы: 1) гемопротеины, основным структурным элементом которого является гем (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, каталаза, пероксидаза); 2) железосодержащие ферменты негеминовой природы (сукцинатдегидрогеназа, ацетил-КоА-дегидрогеназа, НАДН₂-цитохром с – редуктаза и др.); 3) ферритин и гемосидерин внутренних органов; 4) железо, рыхло связанное с белками и др. органическими веществами.

 

 

Ко 2 группе внеклеточного железа относятся железосвязывающие белки трансферрин и лактоферрин.

Ферритин и гемосидерин – запасные соединения железа в клетке, находящиеся главным образом, в рэс печени, селезенке и костного мозга. Запасы железа могут быть при необходимости мобилизованы для нужд организма, а белки предохраняют организм от токсического действия свободно циркулирующего железа.

Во внеклеточных жидкостях железо находится в связанном состоянии – в виде железо-белковых комплексов. Концентрация его в плазме здорового человека равна 10,8 – 28,8 мкмоль/л, при этом у мужчин 14,3 – 25,1, у женщин 10,7 – 21,5 мкмоль/л. Общее содержание железа во всем объеме циркулирующей плазмы составляет 3 – 4 мг. Уровень железа в плазме крови зависит от ряда факторов: взаимоотношения процессов разрушения и образования эритроцитов, состояния запасного фонда железа и его освобождения из органов депо, эффективности всасывания железа в ЖКТ.

Железосвязывающий белок трансферрин содержится в небольшом количестве в плазме крови. Общая железосвязывающая способность (ОЖСС) плазмы, характеризуется практически концентрацией трансферрина, колеблется от 44,7 до 71,6 мкмоль/л, а свободная железосвязывающая способность – резервная емкость трансферрина составляет 28,8 – 50,4 мкмоль/л у здорового человека. Коэффициент насыщения в норме 25 – 40%

Функция трансферрина представляет значительный интерес. Он не только переносит железо в различные ткани и органы, но и «узнает» синтезирующие гемоглобин ретикулоциты и, возможно, другие клетки. Трансферрин отдает железо им только в том случае, если клетки имеют специфические рецепторы, связывающие железо. Кроме того, трансферрин защищает организм от токсического действия железа.

Этапы передачи железа трансферрином клеткам костного мозга: 1) адсорбция трансферрина рецепторными участками на поверхности ретикулоцитов, 2) образование прочного соединения между трансферрином и клеткой, возможно проникновение белка в клетку, 3) перенос железа от железосвязывающего белка к синтезирующему гемоглобин аппарату клетки, 4) освобождение трансферрина в кровь.

Другой белок лактоферрин обнаружен во многих биологических жидкостях (молоке, слезах, желчи, синовиальной жидкости, панкреатическом соке и секрете тонкого кишечника). Кроме того, он находится в специфических. Вторитчных гранулах нейтрофильных лейкоцитов. Подобно трансферрину, лактоферрин способен связывать 2 атома железа специфическими пространствами. Несмотря на схожесть, эти белки отличаются по антигенным свойствам, составу аминокислот и углеводов.

Известны следубщие функции лактоферрина: бактериостатическая, участие в имунных процессах и абсорбции железа в ЖКТ, он предохраняет организм человека от излишнего всасывания железа. Соединения железа подразделяют на функционально самостоятельные фонды: 1) эритроцитарный (железо эритрона), 2) запасной, 3) транспортный, 4) тканевой.

Общее содержание железа зависит от концентрации гемоглобина, веса тела, пола и возраста. Считается, что в организме взрослого человека содержится от 2 до 5г железа, составляя в среднем 35 мг на кг веса тела у женщин и 50 мг на кг у мужчин.

Задания для контроля исходных и текущих знаний студентов

Ситуационные задачи

• При назначении больному сульфаниламидных препаратов остро развился психоз, моча окрасилась в винно-красный цвет, приобрела способность к флюоресценции в ультрафиолете, при пребывании на свету у больного развились острые изъязвления кожи, в затемненном помещении наблюдалось улучшение состояния. Поясните ситуацию. Ответ сульфаниламиды являются индукторами аминолевулинатсинтазы, при которой нарушается синтез гема, накапливаются промежуточные продукты синтеза . аминолевулиновая кислота и порфириногены., что и сопровождается соответствующими симптомами.

• У пациента в крови содержится 12, 5 мкмоль/л общего билирубина, в кале обнаруживаются стеркобилин в количестве 280мг, в моче – следы стеркобилиногена, билирубина нет. Имеются ли данные о нарушении пигментного обмена? Ответэто является нормой

• У женщины, страдающей желчнокаменной болезнью, появились боли в области печени, быстро развилось желтушное окрашивание склер, кожи, кал обесцветился, моча приобрела цвет крепкого чая. Какие нарушения пигментного обмена могут быть обнаружены, какой тип желтухи? Ответ поясните Ответ Верятнее всего это механическая (обтурационная ) желтуха, продукты распада билирубина не экскретируются в кишечник, поэтому, кал у больного обесцвечен, а в мочу попадает и прямой(конъюгированный )билирубин (является патологическим компонентом мочи) , который и придает соответствующий цвет моче.

• В крови больного содержится 370 мкмоль/л общего билирубина, 230 мкмоль/л коньюгированного билирубина и 48 мкмоль/л неконьюгированного билирубина, в моче обнаружен билирубин и уробилиноген. При каких патологических состояниях наблюдаются такие изменения состава крови и мочи?

Ответ такие показатели характерны для паренхиматозной желтухи, поражение гепатоцитов приводит к нарушению захвата непрямого билирубина, еще более нарушается экскреция прямого билирубина в кишечник сжелчью, в крови содержание повышается, что приводит к билирубинурии, мезобилиноген (промежуточный продукт восстановления билирубина в кишечнике) в норме распадается в печени до моно-и дипирролов, но при поражении гепатоцитов, мезобилиноьген не распадается и попадает в неизмененном виде через почки в мочу, (уробилиноген), являющийся главным диагностическим показателем на такую желтуху.

• У больного в плазме крови содержится 180 мкмоль/л общего билирубина, 156 мкмоль/л коньюгированного билирубина и 25 мкмоль/л неконьюгированного билирубина. В моче обнаружена билирубинурия, кал обесцвечен. Дайте оценку приведенным результатам. Ответ ( см 3 задачу).

 

• В крови новорожденного ребенка содержится 200 мкмоль/л билирубина, 210 мкмоль/л - неконьюгированного, 5 мкмоль/л – коньюгированного). Как можно оценить приведенные результаты? Ответ физиологическая желтуха новорожденных .

Заполнить карты:

А) ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ ОБМЕН ГЕМОГЛОБИНА

Клетки РЭС	Кровь	Гепатоцит	Желчь	Кишечник
Гемпротеиды НАДФНН+

………….мочи ……..фекалий

Б) Дифференциально – диагностическая таблица желтух

		Норма (концентрация или суточная экскреция)	Ж е л т у х и
Гемолитические	Печеночно-клеточные	Обтурационные
кровь	Билирубин неко- ньюгированный (“непрямой”)
Билирубин коньюгированный (“прямой”)
Моча	Билирубин
Стеркобилиноген
Уробилиноген
Кал	Стеркобилиноген

Примечание:

В графе “Норма” укажите концентрацию или суточную экскрецию. В графах “Желтухи” укажите изменения показателей в сравнении с нормой

( ­ - повышение; ¯ - понижение; О – отсутствует; - без изменений).

Практические навыки, которыми должен овладеть студент

Уметь интерпретировать данные лабораторных анализов общего, конъюгированного, непрямого билирубинов, стеркобилиногена кала и мочи, уробилиногена

Темы реферативных сообщений

Идиопатические желтухи: Жильбера, Криглера-Наджара, Дубина-Джонса

Практические навыки, которыми должен овладеть студент –уметь дифференцировать различные виды желтух

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 9

ТЕМА: Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Ферменты биологического окисления ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: - познакомить студентов с разновидностями биологического… -иметь представление и характеризовать фазы биологического окисления;

Домашнее задание

Решить ситуационные задачи и ответьте на вопросы:

1.Какие нарушения процессов биологического окисления можно ожидать при авитаминозе РР? Возможны ли пути эндогенной компенсации этих нарушений? Ответ:Ниацин- является кофактором пиридинзависимых дегидрогеназ, начинающих процесс дегидрирования органических субстратов, поэтому при недостатке витамина РР нарушаются ОВР в организме, ниацин частично может образовываться из триптофана, поэтому потребление белка восполнит недостаток ниацина и нормализует ОВР в организме.

2. Почему при недостатке рибофлавина нарушаются ОВР в организме? Ответ:Рибофлавин - его производное в виде восстановленного ФАД - начинает дыхательные цепи 2 типа и способствует наработке энергии как в виде тепла, так и в форме АТФ.

Ответьте на вопросы тестовых заданий

Выберите правильные ответы.

Метаболизм представляет собой совокупность химических реакций, в результате которых происходит:

1. распад органических веществ в клетках до углекислого газа и воды

2. трансформация энергии органических веществ в энергию макроэргических связей

3. синтез структурно – функциональных компонентов клетки

4. превращение пищевых веществ в соединения, лишенные видовой специфичности

5. использование энергии катаболических процессов для обеспечения функциональной активности организмаОтвет:1,2,3,5

Выберите правильные ответы.

Конечные продукты метаболизма

1. аминокислоты

2. вода

3. глюкоза

4. мочевина

5. углекислый газОтвет:2,4,5

Выберите правильный ответ.

Субстратами биологического окисления могут быть:

1- крахмал, гликоген, лактоза, липиды пищи

2- собственные белки крови и тканей

3- нуклеиновые кислоты и другие высокомолекулярные соединения

1. аминокислоты, глюкоза, ВЖК, оксикислоты, глицеролОтвет:4

Выберите правильные ответы.

Ферменты тканевого дыхания различаются:

1- химическим строением кофакторов

2- величиной редокс-потенциала

3- механизмом действия

1. принадлежностью к разным классам ферментов Ответ:1,2,3

Выберите правильные ответы.

Типы дыхательных цепей различаются:

1- субстратами окисления

1. числом участвующих ферментов

2. величиной редокс-потенциала окисляемого субстрата

3. локализацией в органоидах клеткиОтвет:1, 2,3

Выберите правильные ответы.

Биологической сущностью I стадии биологического окисления является

1. образование более сложных молекул

2. включение I общего пути катаболизма

3. образование центрального ключевого метаболита – ацетил-КоА

4. участие исключительно окислительно-восстановительных процессов Ответ:2, 3

Выберите правильный ответ.

Выберите ферменты, катализирующие реакцию, непосредственно сопряженную с синтезом АТФ в митохондриях:

1. АТФ-синтаза

2. НАДНН⁺ – дегидрогеназа

3. QН₂ - дегидрогеназа

4. НАД- зависимая - дегидрогеназа

5. цитохромоксидазаОтвет 1

Выберите правильные ответы.

Ферменты класса оксидоредуктаз:

1. простые ферменты

2. холоферменты

3. мультиферментные комплексы

4. переносчики электронов

5. находятся только в цитозоле клетки

6. находятся в митохондриях и цитозолеОтвет 2, 6

Установите правильную последовательность расположения ферментов в дыхательной цепи при окислении изоцитрата:

1. цитохром в

2. СоQ (убихинон)

3. первичная НАД-зависимая дегидрогеназа

4. цитохром с

5. цитохром с₁

6. цитохромоксидаза аа₃

7. НАДНН-ДГ ( ФМН-зависимая) Ответ 3,7, 2, 1, 5, 4, 6

Выберите правильные ответы.

В процессе тканевого дыхания происходит:

1. окисление восстановленных кофакторов

2. транспорт водорода (электронов и протонов) от окислемых субстратов на

кислород воздуха

3. образование конечного продукта биологического окисления СО₂

4. восстановление кислорода (полное)

5. образование конечного продукта биологического окисления – эндогенной

воды

6. максимальное извлечение энергии из окисляемых субстратов

7. использование газообразного водородаОтвет 1, 2, 4, 5, 6

Установите правильную последовательность расположения ферментов в дыхательной цепи при окислении сукцината:

1 -СоQ (убихинон)

1. -цитохром в

2. -первичная анаэробная ФАД-зависимая дегидрогеназа

3. -цитохром с

4. -цитохром с₁

5. -цитохромоксидаза аа₃ Ответ 3, 1, 2, 5. 4, 6

Выберите правильный ответ.

Сколько молей АТФ может синтезироваться при окислении 1 моль пирувата до Ацетил – КоА

1. 3 моль

2. 5 моль

3. 12 моль

4. 15 моль Ответ 1

Практические навыки, которыми должен овладеть студент

Писать дыхательные цепи с разными органическими субстратами, при этом отличать их по энергетическому выходу.

Темы реферативных сообщений по теме

Хемиосмотическая теория Митчелла.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 10

ТЕМА: Митохондриальное окисление Разобщение окислительного фосфорилирования. Цикл трикарбоновых кислот ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: продолжая изучать биологическое окисление, рассмотреть вопросы,… Рассмотреть цикл трикарбоновых кислот, химические реакции и их значение

Домашнее задание

Решить ситуационные задачи и ответьте на вопросы:

1.Выпишите реакции ЦТК, катализируемые первичными пиридинзависимыми дегидрогеназами, подсчитайте энергетический эффект, сопряженный с тканевым дыханием. Ответнаписать изоцитратдегидрогеназную, альфакетоглутаратдегидрогеназную и малатдегидрогеназную реакции, указать восстановленные НАД, отправить их в дц 1 типа, при этом получив 3х3=9 АТФ

3.Опишите возможный механизм регуляции цикла трикарбоновых кислот, учитывая, что АТФ является аллостерическим ингибитором цитрат-синтетазы. АДФ стимулирует изоцитратдегидрогеназу, а сукцинил - СоА ингибирует кетоглутаратдегидрогеназу.

Ответсинтез АТФ в клетке регулируется потребностью в энергии. Что достигается согласованной регуляцией скоростей реакций ЦПЭ и ОПК. АДФ аллостерически активирует регуляторные ферменты ЦТК, вместо использованных мол АТФ синтезируется адекватное количество новых .

4 .Цикл трикарбоновых кислот - не только источник энергии в клетке, но важное место образования промежуточных продуктов для процессов биосинтеза. Укажите основные реакции.

ОтветШУК, альфа-кг - кетокислоты, являются аналогами аминокислот, асп и глу, используются для синтеза белков, сукцинил-КоА используется для синтеза гемоглобина, ЩУК, малат, - субстраты ГНГ.

5. Докажите биологическую полезность разобщения окисления от фосфорилирования. Ответ: процессы разобщения окисления от фосфорилирования поддерживают температуру тела при охлаждении на постоянном уровне.

6. Одним из самых сильных ядов является фторацетат натрия. Установлено, что токсичность проявляется лишь после метаболитического превращения во фторцитрат, являющимся высокоспецифичным ингибитором фермента аконитазы. Объясните механизм токсичности.

Ответ:аконитаза- фермент ЦТК, блокируется таким образом ЦТК, что приводит к недостаточному поступлению восстановленных кофакторов в Д.Ц. и нарушению теплообразования и наработке АТФ

7. . Подсчитайте энергетический эффект окисления ацетил-КоА до сукцината. Ответ поясните химическими реакциями. Укажите механизмы синтеза АТФ.

Ответизоцитратдегидрогеназа, кетоглутаратдегидрогеназ а дают совместно с ДЦ 1 типа 6 АТФ окислительным фосфорилированием, а сукцинил - СоА под действием тиокиназной реакции 1 АТФ субстратным фосфорилированием ,т.о . получаем 7 молей АТФ.

1. Покажите в виде схемы путь использования ФАДН₂, образованного в сукцинатдегирогеназной реакции. Укажите энергетический эффект, назовите механизм синтеза АТФ.

ОтветФАДН₂- СоQ- цит В- цит С1- цитС- цит аа3- 1/2 О₂ – Н₂ О между цитохромами в и с1 и цит аа3- 1/2 О₂ значения редокс-потенциала велики ,что позволяет осуществляться окислительному фосфорилированию, т.о получаем 2 АТФ

 

Практические навыки, которыми должен овладеть студентуметь находить в ОПК реакции, сопряженные с дыхательными цепями, подсчитывать энергетический эффект, знать механизмы образования АТФ, их принципиальное различие.

Темы реферативных сообщений по теме

Регуляция энергетического обмена.

Тестовые задания к теме

Выберите правильный ответ.

Разобщающие вещества:

1. подавляют синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата

2. усиливают перенос электронов

3. препятствуют возникновению градиента Н между двумя сторонами мембраны митохондрий Ответ 3

Выберите правильные ответы.

На второй стадии биологического окисления ацетил-коА включается в цикл Кребса и окисляется с образованием:

1. эндогенной воды

2. одной молекулы АТФ

3. двух молекул СО₂

4. восстановленных кофакторов 3НАДНН и ФАДН₂

5. 11 молекул АТФ Ответ2, 3, 4

Выберите правильные ответы

Нефосфорилирующее окисление в митохондриях происходит:

1. только в присутствии разобщающих веществ

2. в нормальных физиологических условиях для поддержания температуры тела

3. с одинаковой интенсивностью во всех органах и тканях

4. особенно активно в бурой жировой ткани Ответ2, 4

Выберите правильные ответы.

Выберите вещества, которые могут уменьшить коэффициент Р/О

1. малат

2. 2,4- динитрофенол

3. сукцинат

4. цитрат

5. жирные кислоты Ответ2, 5

Выберите правильные ответы.

В присутствии разобщающих веществ в митохондриях продолжается:

1. потребление кислорода

2. окисление субстратов

3. синтез АТФ

4. образование тепла Ответ 1, 2, 4

Выберите правильный ответ.

Интенсивность тканевого дыхания в митохондриях зависит

1. исключительно от количества субстратов в клетке

2. от концентрации фосфорной кислоты

от отношения концентрации АТФ/ АДФ+ Р_н Ответ 3

Выберите правильный ответ.

Цикл АТФ- АДФ включает:

1. использование энергии химических связей АТФ для работы

2. синтез АТФ за счет энергии окисления пищевых веществ

3. использование АТФ для различных видов работы и регенерацию АТФ за счет реакций катаболизма

4. субстратное фосфорилирование

5. гидролиз макроэргических связей АТФ с выделением тепла Ответ 3

Выберите правильный ответ.

Основной механизм синтеза АТФ в организме:

1. окислительное фосфорилирование

2. субстратное фосфорилирование

3. перефосфорилирование

Ответ 1

Практические навыки, которыми должен овладеть студент – уметь сделать вывод,чем отличается фосфорилирующее окислении от нефосфорилирующего

 

 

Практическое занятие № 11

(семинар)

ТЕМА: Свободно-радикальное и микросомальное окисление

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: изучить процессы неполного восстановления кислорода и микросомального окисления

Базисные знания

- из курса биоорганической химии студент должен знать, что такое неспаренный электрон, свободно-радикальная частица , понятие об окислительно-восстановительных и свободно-радикальных реакциях, понятие о редокс – потенциалах и редокс – системах, понятие о ПОЛ и механизмах антирадикальной защиты.

 

Студент должен уметь писать образование разных свободно-радикальных форм, последовательность ферментов при микросомальном окислении

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ:

1. Полное и неполное восстановление кислорода. Его токсичность и реакционноспособность.

2. Пути образования кислородсодержащих свободных радикалов:

- ферментативные

- неферментативные.

3. Перекисное окисление. Образовани активных форм кислорода. Инициация свободнорадикальных процессов. Переокисление липидов клеточных мембран. Значение ПОЛ: физиологическое (обновление фосфолипидного бислоя мембран), патологическое (мембраноповреждающие эффекты).

4. Механизмы защиты от действия свободных радикалов:

роль ферментов ( каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза) и естественных антиоксидантов (витамины А, Е, С).

5. Микросомальное окисление. Отличие от митохондриального окисления. Схема микросомального окисления.

6 Роль цитохрома Р-450 в микросомальном окислении.

7. Роль микросомального окисления в обезвреживании и метаболизме ксенобиотиков.

Практическая часть

Семинар

Темы реферативных сообщений: • Индукторы и ингибиторы мультиферментной системы цитохрома р -450 • Повреждение цитохрома р -450 в каталитическом цикле

Ферменты, участвующие в метаболизме ксенобиотиков.

Установленные закономерности функционирования микросомальных монооксигеназ получены преимущественно при исследовании печеночной ткани. Катализируемые цитохромом Р450 реакции обычно можно описать уравнением: RH +О2 + NADPH + Н+ R-OH + H20 + NADP+

Практическое занятие № 12

(семинар)

ТЕМА: Коллоквиум по биологическому окислении и хромопротеидам

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: проверить усвояемость знаний, полученных в течение предыдущих текущих занятий

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Учебная карта занятия

Содержание темы

1. Современное представление о механизме биологического окисления. Субстраты биологического окисления. Стадии (фазы) биологического окисления - этапы унификации энергетического материала
2. Ферменты биологического окисления. Классификация по химической природе, характеру действия:
1. пиридинзависимые дегидрогеназы, представители;
2. флавинзависимые дегидрогеназы, представители;
3. Тканевое дыхание – терминальный этап биологического окисления. Роль кислорода в процессе тканевого дыхания.
4. Структура дыхательных цепей (ЦТЭ). Редокс-потенциалы компонентов дыхательных цепей.
5. Окислительное фосфорилирование – главный механизм синтеза АТФ в аэробных условиях. Сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. Представление о хемиосмотической (протондвижущей) теории Митчелла. Коэффициент фосфорилирования ( Р/О)

6. Зависимость интенсивности тканевого дыхания от концентрации в клетке АДФ - дыхательный контроль.

7. Вещества, влияющие на энергетический обмен в клетках: разобщители дыхания и окислительного фосфорилирования (динитрофенолы, неэстерифицированные жирные кислоты, антибиотики).

1. Свободное, нефосфорилирующее окисление в митохондриях, его биологическое значение в процессе термогенеза (митохондрии бурого жира новорожденных).
2. Цикл Кребса (ЦТК) – общий метаболический путь, завершающий катаболизм всех видов биологического «топлива», образующего ацетил- СоА .
3. Биологическая роль ЦТК, взаимосвязь с тканевым дыханием (ЦТЭ), энергетический эффект одного оборота цикла (окисление 1 молекулы ацетил- СоА) с учетом ЦТЭ.
4. Поступление, переваривание и всасывание хромопротеидов.
5. Транспорт железа, синтез порфиринов.
6. Понятие о порфириях.
7. Тканевый распад железосодержащих хромопротеидов.
8. Образование желчных пигментов, пигментов кала и мочи.
9. Патология пигментного обмена. Виды желтух.
10. Физиологическая желтуха новорожденных. Идиопатические формы желтух, их причины, клинические проявления и биохимические нарушения, возникающие при этих состояниях.
11. Сложные белки-хромопротеиды. Определение. Классификация.
12. Гемоглобин. Структура и биологическая роль. Характеристика гема и глобина.
13. Содержание гемоглобина в разные возрастные периоды.
14. Формы гемоглобина. Возрастные особенности.
15. Производные гемоглобина.
16. Миоглобин.
17. Порфирины. Биологическая роль. Патология порфиринового обмена.
18. Пероксидаза и каталаза.
19. Система цитохромов. Дыхательный фермент Варбурга - цитохромоксидаза. Цитохром С. Особенности структуры, биологическая роль.

Базисные знания

Знания, полученные на предыдущих занятиях

Студент должен уметь отвечать на поставленные на коллоквиуме вопросы, самостоятельно суметь ответить на них, при необходимости написать схемы реакций или процессов, сделать выводы, решать ситуационные задачи, тестовые задания.

 

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Совпадают с теми, что обозначены в 8, 9, 10, 11 занятиях

Практическое занятие № 13

(Лабораторный практикум)

ТЕМА: Сложные белки – нуклеопротеиды. Нуклеиновые кислоты.

 

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: изучить строение и обмен ДНК и РНК-протеидов. Теоретически и на практике познакомить студентов с методами биохимической оценки состояния пуринового и пиримидинового обмена

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Базисные знания

Из курса биоорганической химии студенты должны знать:

Формулы следующих соединений:

а) азотистых оснований А, Г, Ц, Т, У;

б) нуклеозидов;

в) состав нуклеотидов в РНК и ДНК;

г) уметь писать ди- и тринуклеотиды;

д) знать уровни организации НК (первичную, вторичную , третичную структуры).

Студент должен уметьопределять и рассчитывать содержание мочевой кислоты в крови

Учебная карта занятия

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

1. Строение и номенклатура основных пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

2. Первичная структура ДНК и основных разновидностей РНК.

3. Вторичная и третичная структура ДНК и РНК.

4. Источники атомов в биосинтезе пуринового ядра.

5. Последовательность реакций в синтезе пиримидиновых нуклеотидов.

6. Химизм катаболизма нуклеиновых кислот до образования конечных

продуктов распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

8. Нарушение пуринового и пиримидинового обмена. Заболевания и

связанные с этими заболеваниями нарушения в обмене нуклеотидов.

9.Молекулярные болезни, связанные с нарушением обмена нуклеопротеидов:

1. Нарушение метаболизма пуриновых нуклеотидов:

Первичная гиперурикемия

- Синдром Леша-Нихена (ювенильная гиперурикемия)

- Подагра

Вторичная гиперурикемии

2. Гипоурикемия

3.Нарушение обмена пиримидиновых нуклеотидов:

- Наследственная оротовая ацидурия. I и II типа.

- Синдром Рейе.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Определение содержания мочевой кислоты в сыворотке крови и моче по методу Мюллера-Зейферта

Принцип метода: метод основан на колориметрировании окрашенных продуктов, образующихся при восстановлении фосфорновольфрамового реактива мочевой кислотой.

Для определения в моче этап осаждения белка опускается.

Ход работы: в центрифужную пробирку налить 1,5 мл сыворотки крови,

добавить 1,5 мл 10% ТХУ + 1,5 мл воды. Через 10 минут смесь центрифугировать в течение 10 минут при 4000 об/мин. Затем в пробирку с отметкой 10 мл налить 1,5 мл центрифугата +0,7 мл насыщенного раствора соды

и добавляют 0,05 мл реактива Фолина. Довести объем жидкости до отметки дист. водой, перемешать и колориметрировать против воды с красным светофильтром. Содержание мочевой кислоты определяют по калибровочному графику.

Результат:

Вывод:

 

Определение содержания мочевой кислоты в моче: 1,5 мл мочи + 0,7

мл соды + 0,05 мл реактива Фолина. Довести объем до 10 мл дист. водой.

Перемешать, колориметрировать на ФЭКе с красным светофильтром. Содержание мочевой кислоты определяют по калибровочному графику.

 

Результат:

Вывод:

В моче мочевой кислоты в норме экскретируется 2 - 7 ммоль/сут

Норма содержания мочевой кислоты у взрослых - 0,12 - 0,24 ммоль/л (0,02 - 0,04 г/л, 2 - 4 мг/100мл) у детей - 0,6 ммоль/л.

 

Клиническое значение определения мочевой кислоты:

определение уровня этого метаболита (конечного продукта распада пуринов у человека) характеризует состояние пуринового обмена и интенсивность распада нуклеиновых кислот. Для правильной оценки этих показателей с целью исключения влияния пуринов алиментарного происхождения пациент должен в течение недели находиться на диете, обедненной содержанием нуклеопротеидов (исключить мясо, рыбу). Имеет значение обнаружение повышенных уровней мочевой кислоты в крови и моче.

Гиперурикемия почечного происхождения: наблюдается при поражении клубочков почки (острый и хронический нефрит, сморщенная почка). Причина - нарушается выделение мочевой кислоты с мочей. Гиперурикемия непочечного происхождения: наблюдается при подагре (связано с нарушением обмена нуклеотидов). Причина - соли мочевой кислоты откладываются в суставах и различных тканях. Много мочевой кислоты определяется в моче и крови при усиленном распаде нуклеопротеидов (лейкозах, после после облучения рентгеновскими лучами, гемолитической желтухе, злокачественных новобразованиях, диабете, отравлениями свинцом, угарным газом и т.д.).

ПРИЛОЖЕНИЕ

1.Причины метаболической урикемии - повышенная продукция мочевой

кислоты или снижение ее экскреции: энзимодефекты, нарушение канальцевой экскреции, ускоренный гемолиз, псориаз, серповидно-клеточная анемия.

2.Причины вторичной урикемии - недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, наследственно обусловленная непереносимость фруктозы, заболевания, сопровождающиеся миелопролиферацией, болезни почек и дегидратация (почечная недостаточность, отравление свинцом, передозировка мочегонных, несахарный диабет).

3.Классическая подагра - обусловлена одновременно тремя факторами: увеличением синтеза мочевой кислоты, уменьшением содержания уратсвязывающего белка и замедленным выведением с мочой. Известны два генетических энзимодефекта, приводящих к урикемии и подагре: а) повышение активности фосфорибозилпирофосфатсинтетазы; б) частичный дефицит гипоксантингканин-фосфорибозилтрансферазы.

4.Синдром Леша-Нихана - признаки подагры у мальчиков в возрасте от полугода до 16 лет.

На первый план выступают тяжелые неврологические симптомы. Основной патогенетический фактор - дефект гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы, катализирующей превращения гипоксантина и гуанина в инозинмонофосфат и ГМФ.

Рассмотрим эти патологии подробнее

Нарушение метаболизма пуриновых нуклеотидов

Пурины, синтезируемые в организме, поступающие с продуктами пи­тания и высвобождаемые при распаде эндогенных нуклеиновых кислот, подвергаются дальнейшим превращениям. Они могут быть использованы либо для синтеза нуклеиновых кислот, либо окисляться до мочевой кислоты (уратов).

Гиперурикемия

Факторы, ведущие к развитию гиперурикемии, могут быть сведены к следующим:

1) повышение синтеза пуринов, потребление их с пищей, и, как след­ствие, образование мочевой кислоты.

2) стимуляция обновления нуклеиновых кислот.

3) снижение скорости экскреции уратов.

Различают первичную и вторичную гиперурикемию

Первичная гиперурикемия

Причиной первичной гиперурикемии может быть стимуляция синтеза пуринов и угнетение секреции уратов в почках.

Наиболее распространенными формами выступают: синдром Леша-Нихена, недостаточность глюкоозо-6-фосфатазы, подагра.

Синдром Леша-Нихена (ювенильная гиперурикемия)

Гуаннин+фосфорибозилпиросфосфат(ФРПФ)─█─►ГМФ+пирофосфат Гипоксантин + фосфорибозилпиросфосфат─█─►ИМФ+ PPi В этиопатогенезе заболевания - недостаточность фермента гипоксантингуанин-фосфорибозилтрансферазы (ГГФРТ),…

Подагра

К подагре имеется и конституциональная предрасположенность в виде гиперурикемии. Пол и возраст также играет определенную роль в возник­новении… Патогенез подагры включает: 1) Накопление мочекислых соединений в организме может быть связано с недостаточным выделением их почками, а также…

Вторичная гиперурикемии

Голодание иповреждение тканей может сопровождаться повышением количества образующихся уратов. В этом случае, по-видимому, развивается ацидоз, причем кислоты, очевидно,…  

Гипоурикемия

Причина - либо увеличение выведения (встречается чаще) или снижение образования.

К гипоурикемии ведет недостаточность ксантиноксидазы, вызванная генетическим дефектом, но наблюдается и при тяжелом поражении печени. При этом с мочой увеличивается выведение гипоксантина и ксантина (ксантинурия), что может вести кобразованию ксантиновых камней.

 

Нарушение обмена пиримидиновых нуклеотидов

 

Катаболизм пиримидинов протекает в основном в печени с образова­нием хорошо растворимых конечных продуктов при распаде урацила, цитозина, NH₃, СО₂, ß-аланина, а при распаде тимина - СО₂, NH₃ и β-аминоизомасляная кислота. В силу хорошей растворимости данных соединений клинические симптомы при их избыточном образовании слабо выражены.

Экскреция β-аминоизомасляной кислоты увеличивается при лейкемии и после рентгеновского облучения, что указывает на ускорение гибели кле­ток и деструкцию их ДНК.

Нарушение катаболизма пиримидинов

Наследственная оротовая ацидурия

Описано два возможных типа этой патологии.

I тип

Является более распространенной формой и возникает при дефиците оротатфосфорибозилтрансферазы и оротидин-5-фосфатдекарбоксилазы. В детском возрасте характерна задержка физического и психического развития и мегалобластическая анемия. В моче обнаруживаются кристаллы оротовой кислоты оранжевого цвета (оранжевая кристаллоурия).

Заболевание поддается лечению глюкокортикоидами и пиримидин-нуклеотидами. При отсутствии лечения больные более подвержены инфекциям.

II тип

Развивается при недостатке только одного фермента-оротидин-5-фосфатдекарбоксилазы.

При обследовании у таких пациентов в моче обнаруживается оротидин в отличие от I типа, при котором в большей степени экскретируется оротовая кислота.

Вторичная оротовая ацидурия (синдром Рейне)

Возникает при поражении митохондрий печени. В результате нарушается утилизация образующегося карбамаилфосфата, и он включается в цикл синтеза оротовой кислоты.

Ситуационные задачи

1. активация катаболизма пуринов (как пищевых, так и собственных,) 2. снижение выделения продуктов катаболизма ( в том числе и мочевой кислоты) в… 2.У больного с мочой за сутки выделяется 1,5 г мочевой кислоты (норма 0,6 г), повышено ее содержание и в крови,…

Практическое занятие № 14

(семинар)

ТЕМА: Матричные синтезы: репликация, транскрипция

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: изучить механизмы хранения и передачи генетической информации, а также патогенез некоторых наследственных и приобретенных заболеваний, связанных с нарушением обмена нуклеиновых кислот, знать на молекулярном уровне некоторые наследственные заболевания на примере серповидно-клеточной анемии.

Необходимый исходный уровень

Из курса биологии иметь представление о строении хромосом, знать вопросы биосинтеза НК, белка и регуляции биосинтеза белка, теорию Жакобо и Мано, повторить наследственные заболевания, связанные с нарушением биосинтеза белка (серповидно- клеточная анемия)

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Учебная карта занятия

Содержание темы

1. Виды передачи генетической информации. Молекулярная догма.
2. Биосинтез ДНК- репликация. Общий принцип матричного синтеза: сущность полуконсервативного механизма репликации: условия, ферменты. Представление о молекулярном механизме биосинтеза ДНК.
3. Ошибки репликации. Репарация. Дефекты репарационных систем и наследственные болезни.
4. Биосинтез РНК – транскрипция: условия, Особенности РНК-полимеразы.
5. Понятие о транскриптоне. Процессинг РНК. «Издержки» транскрипции.

Темы реферативных сообщений

• Репликация. Ошибки репликации. Дефекты репарационных систем.

• Транскрипция. Современные представления о транскриптоне. Регуляции процесса транскрипции

Домашнее задание:

• Написать схему репликативной вилки, при этом обращать внимание:

- на наличие 3 -5 –концов

- указать лидирующую и отстающую цепи, уметь пояснить, почему.

- указать главный фермент репликации, а также субстраты для него.

2. Написать участок траскриптона, назвать его функциональные участки и отметить их биологическую роль.

3. Показать схему процессинга, обратить внимание на ферментную систему этого процесса.

Студент должен уметь : писать схему репликации, схему транскриптона, процессинга

 

Практические навыки, которыми должен овладеть студент -уяснить практическое назначение полимеразных реакций

 

Практическое занятие № 15

(семинар)

ТЕМА: Синтез белка. Распад белка. Переваривание белков

Цель занятия изучить физиологическую роль белков, источники и потребность в белках; ферментный состав пищеварительных соков, участвующих в переваривании белков (желудочного, дуоденального и кишечного), химизм процессов переваривания белков. Изучить особенности биосинтеза белка и его регуляцию

Из курса биологии иметь представление о строении хромосом, знать вопросы биосинтеза НК, белка и регуляции биосинтеза белка.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

ПЕРЕВАРИВАНИЕ, ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ, СИНТЕЗ БЕЛКА

1. Протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин, химотрипсин, трипсин, эластаза, карбоксипептидазы, аминопептидаза, дипептидаза).

2. Механизмы выработки, активации и действия выше перечисленных ферментов.

3. Промежуточные и конечные продукты переваривания белков и их всасывание.

4. Гниение аминокислот в кишечнике, образование продуктов гниения.

5. Обезвреживание продуктов гниения в печени путем глюкуронидной и сульфатной конъюгации

6. Выведение продуктов обезвреживания из организма

7. Клинико-диагностическое значение определения продуктов обезвреживания в моче.

Биосинтез белка.

А) Цитозольный этап:

- активация аминокислот, образование ацил-т-РНК, двойная специфичность ферментов АРС- аз;

- характеристика т- РНК, м-РНК, р-РНК;

- современные представления о структуре рибосом.

Б) Рибосомальный этап синтеза белка:

- механизм инициации, сборка инициирующего комплекса;

- фаза элонгации;

- фаза терминации;

В) Посттрансляционная модификация полипептидов,(процессинг).

8.. Регуляция биосинтеза белка на уровне транскрипции (индукция и репрессия) на примерах лактозного и гистидинового оперона

9. Генетический код.

10. Молекулярные болезни, классификация.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ

I. Семинар

Приложение Для определения обезвреживающей функции печении в клинической практике проводят реакцию Пытеля

В 1940 г. А. Квик и А.Я. Пытель ввели в клиническую практику гиппуровую пробу (проба Квика–Пытеля). При нормальных условиях клетки печени обезвреживают введенную бензойную кислоту (больной принимает после легкого завтрака 3–4 г бензоата натрия), соединяя ее с глицином. Образовавшаяся гиппуровая кислота выводится с мочой. В норме при проведении пробы Квика–Пытеля с мочой выводится 65–85% принятого бензоата натрия. При поражении печени образование гиппуровой кислоты нарушается, поэтому количество последней в моче резко снижается.

Гиппуровая кислотав небольшом количестве всегда определяется в моче человека (около 0,7 г в суточном объеме). Она представляет собой соединение глицина и бензойной кислоты. Повышенное выделение гиппуровой кислоты отмечается при употреблении преимущественно растительной пищи, богатой ароматическими соединениями, из которых образуется бензойная кислота.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. В тетради нарисовать схему регуляции биосинтеза белка:

а) по типу репрессии

б) по типу индукции

 

Решить ситуационные задачи и ответить на вопросы:

1. У больного резко угнетена секреция желудочного сока. Что должен предпринять врач, чтобы усилить секрецию? (Ответ: введение ацидилпепсина или гистамина. При наличии рака желудка секреция не усилится, но при ахилическом гастрите может быть получен положительный результат.

 

1. В испражнениях больного, страдающего хроническим атрофическим гастритом, обнаружено значительное количество непереваренных мышечных волокон (креаторея). Объясните, почему это происходит. (Ответ: при атрофическом гастрите не происходит образования в обкладочных клетках соляной кислоты, которая в норме активирует пепсиноген, обладает бактерицидным действием, способствует поддержанию оптимума рН для пепсина, способствует эвакуации пищи кишечник, кроме всего этого не происходит и синтеза в главных клетках пепсиногена, таким образом, белки в желудке не подвергаются процессу гидролиза, в неподготовленном виде поступают в 12-перстную кишку, где ферменты панкреатического сока не в состоянии выполнить должное расщепление полипептидов, в результате чего и появляются непереваренные мышечные волокна.

 

1. Больной очень истощен вследствие тяжелого заболевания желудочно-кишечного тракта, нарушения процессов переваривания и всасывания. Какие изменения содержания белков сыворотки крови можно ожидать при обследовании такого пациента. Ответ : нарушение образования продуктов переваривания белков ведет к снижению общего пула аминокислот, последствиями которого являются снижение белоксинзирующей функции печени, в первую очередь это проявляется гипопротеинемией

 

1. С помощью каких анализов можно диагностировать острый панкреатит? Ответ обоснуйте.Ответ: Внутриклеточными сигнальными ферментами поджелудочной железы является альфа –амилаза, которую легко определить в моче, в норме ее содержание сотавляет 16-32 ЕД.
2. При снижении секреторной функции желудка у больного с мочой выделяется повышенное количество индикана. Почему это происходит? Ответ:При снижении секреторной функции желудка происходит нарушении образования соляной кислоты и пепсиногена, активизируются процессы гниения в кишечнике, что приводит к повышению индола, при сохранении детоксикационной функции печени количество индикана в моче увеличивается. ( Написать реакции гниения и обезвреживания продуктов гниения в печени)
3. При составлении пищевого рациона было предложено блюдо из рыбы заменить горохом, т.к. содержание белка в них почти одинаково. Ваша точка зрения? (Ответ: В растительных белках, которые являются неполноценными белками не содержатся все незаменимые аминокислоты, в отличие от животного белка, поэтому заменить горох на рыбу нельзя)
4. Заболевания поджелудочной железы могут сопровождаться возникновением инфекционных заболеваний. Что может быть причиной их возникновения? (Ответ:см. зад 2 снижается образование гамма- глобулинов)

 

8. Из какой аминокислоты образуется скатол и индол (Ответ: из триптофана)

9. Из какой аминокислоты образуется крезол и фенол (Ответ: из фенилаланина)

10. Из какой аминокислоты образуется путресцин Ответ: Из орнитина)

11. Из какой аминокислоты образуется кадаверин ( Ответ: из лизина)

12. Из какой аминокислоты образуется аммиак, сероводород, метилмеркаптан (Ответ: из цистеина)

13. Что такое индолурия и индиканурия? (Ответ: появление индола (патологический компонент мочи)и индикана в моче- нормальный компонент мочи, калиевая или натриевая соль индоксилсерной кислоты, содержится в нормальной моче в следовых количествах (около 0,4 г в суточной моче), обычными методами исследования не обнаруживается. Много индикана в моче травоядных животных и в моче человека при усиленном гниении белков в кишечнике в результате наличия большого количества гнилостных бактерий, при запорах, при ахилии, при непроходимости кишечника

14. Напишите уравнение обезвреживания скатола и фенола

 

Студент должен уметь решать ситуационные задачи по теме, объяснять их, при необходимости пояснять ответ схемами реакций.

Практические навыки, которыми должен овладеть студент -уяснить механизмы действия протеолитических ферментов, процессы гниения белков в кишечнике и обезвреживание этих продуктов, а также практическое значение определения продуктов обезвреживания их в моче, их роль в оценке обезвреживающей функции печени

 

 

Практическое занятие № 16

(Лабораторный практикум)

ТЕМА: Внутриклеточное окисление белков. Превращения а/к по амино- карбокси-группе и углеводородному скелету.

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: Изучить общие пути катаболизма аминокислот (превращения по аминогруппе, превращения по карбоксильной группе, превращения по углеродному скелету); узнать основные механизмы образования аммиака в организме, причины его токсичности и пути обезвреживания, уметь определять активность трансаминаз в крови, применять их оценку в будущей клинической практике

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

 

- Базисные знания

Из курса биоорганической химии студенты должны знать понятия

- трансаминирования,

- декарбоксилирования,

- восстановительного аминирования альфа-аминокислот.

 

Учебная карта занятия

Практическая часть занятия

1. Основные пути поступления и использования аминокислот в организме человека.

2. Общие пути превращения аминокислот. Катаболические превращения аминокислот по NН₂ группе, по СООН группе и по углеродному “скелету”.

3. Трансаминирование (переаминирование). Химизм процесса, характеристика трансаминаз, роль витамина В₆ в трансаминировании.

4. Аланиновая (АлАТ) и аспарагиновая (АсАТ) аминотрансферазы. Клиническое значение определения содержания трансаминаз в крови и тканях.

5. Биологическое значение реакций трансаминирования. Коллекторная функция -кетоглутарата в процессе трансаминирования.

6. Дезаминирование аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное (прямое) дезаминирование глутамата. Химизм и значение процесса, характеристика фермента.

7. Трансдезаминирование аминокислот (непрямое дезаминирование). Схема процесса. Роль -кетоглутарата, глутамата в этом процессе. Биологическое значение трансдезаминирования.

8. Судьба безазотистого остатка аминокислот (-кетокислот). Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Связь обмена аминокислот с ЦТК.

9. Источники и основные пути образования аммиака.

10. Токсичность и пути обезвреживания NH₃:

а) восстановительное аминирование -кетоглутарата;

б) образование амидов (глутамина, аспарагина) и аланина - транспортных форм аммиака;

в) образование солей аммония (аммонигенез в почках); роль глутамина (аспарагина) в образовании солей аммония в почках и поддержании кислотно-основного состояния в организме.

г) биосинтез мочевины. Цикл Кребса-Хензелайта (орнитиновый цикл). Химизм процесса, роль аспартата в этом процессе.

12.Нарушение биосинтеза мочевины. Гипераммониемия. Врожденные ферментные нарушения цикла мочевинообразования (цитрулинемия и аргининемия).

Практическая часть

Определение активности АЛТ и АСТ

Ход работы. В центрифужные пробирку внести по 0,5 мл субстратов для определения АСТ илиАЛТ, пробирки выдержать в термостате 4-5 минут при… Параллельно проводят контрольную пробу, содержащую вместо сыворотки крови 0,5… Окраску опытной пробы колориметрировать на ФЭКе с синим светофильтром в кюветах 10 мм против контрольной пробы.

Источники и пути обезвреживания аммиака в разных тканях

 

Прямое окислительное Непрямое дезаминирование аминокислот

дезаминирование глутамата Обезвреживание биогенных аминов

 

Гидролитическое дезаминирование Гидролитическое дезаминирование

аминокислот в кишечнике азотистых оснований

 

 

 

АММИАК

NН₃

 

 

Синтез мочевины (в печени) Синтез глутамина (в мозге и др. тканях) Образование аланина

(в мышцах, кишечнике)

 

 

Восстановительное аминирование Образование аммонийных солей (в почках)

a-кетоглутарата (в мозге)

 

Дезаминирование остальных аминокислот осуществляется путем трансдезаминирования, т. е непрямого дезаминирования. Трансдезаминирование - это сочетание двух процессов:

а) трансаминирование любой аминокислоты с a-кетоглутаровой и получение глутаминовой а/к (фермент трансаминаза),

б) последующее прямое окислительное дезаминирование глутамата с образованием аммиака, воды, 3 АТФ, (фермент ГДГ).

Таким образом, прямое окислительное дезаминирование и трансдезаминирование приводят к образованию в тканях свободного аммиака (есть и другие пути, приводящие к освобождению аммиака).

Свободный аммиак даже в небольших количествах токсичен для человека и, особенно для ткани мозга. Могут возникать симптомы аммиачного отравления – головокружение, спутанная речь, тошнота и в тяжелых случаях даже коматозное состояние.

В тканях существуют механизмы его обезвреживания:

1) в ткани мозга основной путь обезвреживания и удаления аммиака происходит с участием a-кетоглутарата:

а) восстановительное аминирование (фермент ГДГ, NН_3, кофактор НАДФНН⁺)

с образованием глутаминовой кислоты;

б) амидирование глутаминовой кислоты (а также аспарагиновой) с образованием глутамина (фермент глутаминсинтетаза) с последующим транспортом его в печень и почки, где происходит освобождение амидного азота (аммиака) с помощью гидролитического фермента глутаминазы.

2) Но главный путь обезвреживания аммиака происходит в печени, где этот токсический продукт азотистого обмена превращается в высокорастворимое нетоксичное соединение –мочевину, которая поступает в кровь и выводится из организма с мочой.

Схема орнитинового цикла

_{карбамоилфосфатсинтетаза}

NH₃⁺ + НСО₃ ^- карбамоилфосфат + орнитин

2АТФ 2АДФ

 

 

цитруллин

 

Аспартат

 

мочевина аргинин аргининосукцинат

 

 

 

фумарат

 

Знание метаболического процесса превращения аммиака в мочевину в печени (орнитиновый цикл Кребса-Хензелайта) имеет важное значение для объяснения и понимания биохимической основы некоторых патологических состояний. При патологии печени (гепатит, цирроз, отравления фосфором, мышьяком) функция печени снижается, в результате аммиак накапливается в крови, развивается гипераммониемия с определенными клиническими симптомами. Наследственные нарушения, вызываемые частичным блокированием одной из реакций цикла мочевинообразования, также приводят к увеличению концентрации аммиака в крови и появлению некоторых промежуточных метаболитов (цитрулинемия, аргининемия).

Малобелковая диета может приводить к снижению содержания аммиака в крови и улучшению клинической картины наследственных нарушений.

Таким образом, при поражениях печени, почек важно определять содержание мочевины в крови и моче, знать эти показатели в норме и правильно оценивать полученные данные.

Ситуационные задачи

  В эксперименте на животных обнаружено, что в печени снижена активность фермента аргиназы. К чему это может привести? Ответ: аргиназа –…   У ребенка одного года резко снижен уровень мочевины и повышен…   У больных сахарным диабетом развивается отрицательный азотистый баланс, а с мочой экскретируется …

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Уметь определять, какие ферменты нарушаются при работе цикла мочевинообразования, а также симптомы, которые проявляются при этих состояния, уметь интерпретировать данные лабораторных анализов АЛТ, АСТ

Практическое занятие № 17

(Лабораторный практикум)

ТЕМА: Индивидуальные пути обмена аминокислот

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯизучить общие и индивидуальные пути обмена аминокислот, роль метаболитов, образующихся в ходе этих реакций. Нарушения обмена аминокислот.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии
2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004
4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005
5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
2. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Из курса биоорганической химии студент должен знать: формулы ароматических и серосодержащих аминокислот.

 

Учебная карта занятия

Содержание темы

1.Продукты декарбоксилирования аминокислот. Биогенные амины: гистамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота, катехоламины. Инактивация и обезвреживание биогенных амнов.

2.Индивидуальные пути обмена аминокислот (ароматических и серосодержащих).

3.Молекулярные болезни, связанные с нарушением их обмена (фенилкетонурия, тирозинурия, тирозиноз, алкаптонурия, альбинизм, цистинурия и др.).

4.Индивидуальные пути обмена некоторых аминокислот (фенилаланина, тирозина, цистеина, лизина, глицина, серина, триптофана, метионина.

5.Патология азотистого обмена.

6.Энзимопатии как разновидность молекулярных болезней. Механизм их развития на примере превращений серосодержащих аминокислот.

7.Недостаточность фенилаланингидроксилазы. Фенилкетонурия, нарушения обмена веществ при этом заболевании

8.Недостаточность гомогентезиноксидазы. Алкаптонурия, нарушения обмена веществ при этом заболевании

9.Недостаточность тирозиназы. Альбинизм, нарушения обмена веществ при этом заболевании

10.Участие метионина в процессах трансметилирования. Синтез креатина, особенности его обмена- образование креатинина

 

Задания для студентов

1.Напишите реакцию активации метионина, в чем ее особенность? (ответ: единственная реакция в организме, когда одновременно используются все три фосфатные остатка)

2.Обратите внимание на процессы, в которых участвует метильная группа метионина и какие аминокислоты необходимы для регенерации метионина ( ответ: для регенерации метионина требуется витамин В12 в качестве донора метильной группы, а также необходимо участие серина.

3.Животному ввели метионин с меченой ¹⁴С метильной группой. Через некоторое время метка была обнаружена во фракции мембран. В составе каких соединений может быть найдена метка (ответ: в составе ФЛ )

4.В моче обследуемого ребенка обнаружена гомогентизиновая кислота. Каково происхождение гомогентизиновой кислоты? Можно ли считать гомогентизиновую кислоту нормальным компонентом мочи? ( ответ: гомогентизиновая кислота – патологический компонент мочи, так как появляется в моче только при недостатке оксидазы ГГК)

5.У ребенка содержание в крови фенилаланина 7 мкмоль/л (при норме 0,2 мкмоль/л). В моче также обнаружено большое количество этой аминокислоты. Какие нарушения обмена веществ можно предполагать? Как называется заболевание? Что следует рекомендовать для улучшения состояния? ( Ответ: Фенилкетонурия, при этом в крови накапливаются фенилПВК, фениллактат, фенилацетат, токсические продукты для ЦНС)

 

6.У больного с прогрессирующей мышечной дистрофией в сыворотке крови повышена концентрация креатина и понижена концентрация креатинина. Дайте объяснение этому? ( Ответ: При мышечной дистрофии нарушается образование энергии в виде АТФ. креатинкиназная реакция замедляется или совсем не идет, поэтому креатинин не образуется, а креатин накапливается в крови, и следовательно наблюдается повешенная экскреция его с мочой)

7.При лечении сахарного диабета инсулином больным рекомендуют пищу, богатую метионином и лизином (молоко, молочные продукты) для профилактики жирового перерождения печени. Оправдана ли такая рекомендация? Почему? ( примерный ответ: лизин и метионин являются субстратами для образования каринитина – транспортного вещества для ВЖК, т.е активизируется мобилизация жиров в МТХ для процессов окисления, кроме того, они используюся для образования фосфолипидов, в частности лецитина, являющегося донором ненасыщенных жирных кислот в реакции этерефикации холестерина, таким образом, метионин и лизин относят к липотроптным факторам, т.е. понижающим уровень жиров в организме)

 

Темы реферативных сообщений

• Альбинизм. Причины и нарушения обмена веществ при данном заболевании. • Алкаптонурия. Биохимические нарушения, сопровождающие данную патологию • Роль S-аденозинметионина в процессах трансметилирования.

Задачи по теме

1. В моче обследуемого ребёнка обнаружена гомогентизиновая кислота. Каково её происхождение? Можно ли считать её нормальным компонентом мочи?

Ответ: это патологический компонент мочи, она появляется при алкаптонурии, отсутствии фермента гомогнетезиноксидазы

 

2. У ребёнка содержание в крови фенилаланина 7 мкмоль/л (при норме 0,2 мкмоль/л). В моче также обнаружено большое количество этой аминокислоты. Какие нарушения обмена веществ можно предполагать? Как называется заболевание? Что следует рекомендовать для улучшения состояния ребёнка?

Ответ У ребенка можно предположить фенилкетонурию, наблюдается такое состояние при отсутствии фермента 4-фенилгидроксилазы

Студент должен уметьобъяснить происхождение патологических компонетов в моче при алкаптонурии и фенилкетонурии, уметь показать в виде схемы обмен фенилаланина, и блоки ферментов наследственных патологий

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Усвоить основные блоки ферментов при патологиях обмена, фенилаланина и тирозина, представлять клинико-диагностическое значение определения креатинина

 

 

Практическое занятие № 18

(семинар)

ТЕМА: Коллоквиум по матричным синтезам и биологическому окислению

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: проверить усвояемость знаний, полученных в течение предыдущих текущих занятий (14, 15, 16, 17)

 

 

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

· Лекции по курсу биологической химии

· Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

· Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

· Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

· Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

• Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002
• Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Учебная карта занятия

Содержание темы

Вопросы, рассматриваемые в 14, 15, 16, 17 занятиях

Для контроля знаний ответить на вопросы тестовых заданий.

 

Установите соответствие и назовите ферменты соответствующих реакций при синтезе пуриновых нуклетидов:

1. Фрдф + ? фосфорибозил -1 –амин

2. ИМФ +АСП+ ГТФ ? +фумарат

3. рибозо 5 –фосфат + АТФ ? + АМФ

4. УМФ + ГЛН + ? ГМФ + глу

а. ГЛН

б. АМФ

в. ГЛУ

г. ФРДФ

Д. АТФ

Ответ 1- а, амидофосфорибозилтрансфераза

2- аденилосукцинатсинтетаза, б

3. г, ФРДФсинтетаза

4. гмф- синтетаза, д

Выберите ферменты катаболизма пуриновых нуклеотидов:

1. ксантиноксидаза
2. гуаназа
3. пуриннуклеозидфосфорилаза
4. аденозиндезаминаза
5. нуклеотидаза ответ: 1. 4 5

Установите соответствие реакций синтеза пиримидиновых нуклеотидов:

1. СО₂ + ? + 2АТФ карбамаилфосфат

2. карбамаилфосфат + асп ? + Н₃РО₄

3. оротат + ? ОМФ + Н₄Р₂О₇

4. УМФ + ? УДФ

5. ОМФ СО₂ + ?

а-АТФ

б-УМФ

в-ФРДФ

г-ГЛН

д- карбамаил аспартат

д-карбамаилфосфат ответ 1- г, 2- д, 3 – в , 4 а., 5- б

Выберите правильные ответы:

Для превращения ГДФ в d-ГДФ необходимы:

1. АТФ

2. АДФ

3. НАДФНН⁺

4. Тиоредоксин

5. Тиоредоксинредуктаза ответ 3, 4, 5,

Выберите правильные ответы:

Для превращения d-ГДФ в dTMФ необходимы:

1-тимидилатсинтаза

2-дигидрофолатредуктаза

3- фосфатаза

4- dЦМФ-дезаминаза

5-серингидроксимеилтрансфераза ответ 1, 2

Выберите правильный ответ

Механизм действия аллопуринола связан

1. с ингибированием ксантиноксидазы

2. с активированием ксантиноксидазы

3. с активацией пуриновых нуклеотидов

4. с ингибированием пуриновых нуклеотидов

ответ 1

 

Выберите правильные ответы

Потребность организма в белках зависит от:

1 – возраста

2 – физической нагрузки

3 – массы тела

4 – климатических условий

Ответ 1,2,3, 4

Выберите правильные ответы.

В желудочном соке содержатся ферменты:

1. трипсин

2. пепсин

3. карбоксипептидаза

4. аминопептидаза

5. дипептидаза

6. трипептидаза

7. эластаза

8. гастриксин

9. химотрипсин

10. лейцинаминопептидаза

Ответ 2, 8

Выберите правильные ответы.

Соляная кислота в желудке выполняет следующие функции:

1. оказывает бактерицидное действие;

2. активирует пепсиноген;

3. денатурирует нативные белки;

4. создает оптимум рН для активности пепсина;

5. способствует развитию молочнокислого брожения;

ответ 1. 2. 3, 4

Выберите правильные ответы.

В панкреатическом соке содержатся ферменты:

1. трипсин

2. пепсин

3. карбоксипептидаза

4. аминопептидаза

5. дипептидаза

6. трипептидаза

7. эластаза

8. гастриксин

9. химотрипсин

10. лейцинаминопептидаза

Ответ 1, 3. 7, 9

Выберите правильные ответы.

В кишечном соке содержатся ферменты:

1. трипсин

2. пепсин

3. карбоксипептидаза

4. аминопептидаза

5. дипептидаза

6. трипептидаза

7. эластаза

8. гастриксин

9. химотрипсин

10. лейцинаминопептидаза

Ответ: 4, 5, 6, 10

Выберите правильные ответы.

Активатором трипсиногена является

1. трипсин

2. энтеропептидаза

3. пепсин

4. эластаза

ответ: 2

Выберите правильные ответы.

Пищевая ценность белков определяется

1. аминокислотным составом

2. наличием заряда у белковой молекулы

3. возможностью полного гидролиза в ЖКТ

4. порядком чередования АК в полипептидной цепи (первичной структурой)

5. молекулярной массой

Ответ: 1, 3

Выберите правильные ответы.

В процессе трансаминирования происходит:

1. синтез незаменимых аминокислот;

2. перерапределение аминного азота в тканях;

3. синтез заменимых аминокислот;

4. выделение свободного аммиака;

Ответ : 2, 3

Выберите правильный ответ.

Биологическое значение процессов дезаминирования заключается:

1. в синтезе заменимых аминокислот;

2. в обезвреживании чужеродных веществ;

3. в образовании солей аммония;

4. в окислительном распаде глутамата;

Ответ: 4

Выберите правильный ответ.

Орнитиновый цикл осуществляется в клетках

1. почек

2. сердца

3. кишечника

4. печени

5. мозга

Ответ: 4

Выберите правильные ответы.

Повышенное содержание мочевины в сыворотке крови может быть:

1. при поражениях печени;

2. при усиленном распаде тканевых белков;

3. при значительных поступлениях белков с пищей;

4. при нарушении фильтрационной способности почек;

Ответ: 2, 3, 4

Выберите правильный ответ.

Содержание мочевины в крови здорового человека равно:

1. 2,5-6 мМоль/л

2. 3,3-6,6 мМоль/л

3. 5-10,2 мМоль/л

Ответ 2

Выберите правильный ответ.

При циррозах печени, поражении гепатоцитов, часто наблюдается нарушение функции ЦНС. Накопление какого метаболита в нервной ткани может быть причиной таких расстройств?

1. мочевой кислоты

2. креатина

3. аммиака

Ответ 3

Выберите правильные ответы.

Безазотистые остатки АК участвуют в процессах

1. синтеза заменимых АК

2. окисления до углекислого газа и воды

3. глюконеогенеза

4. кетогенеза

5. синтеза незаменимых АК

Ответ 1,2. 3, 4

 

Выберите правильные ответы.

Превращение АК по аминогруппе:

1. декарбоксилирование

2. дезаминирование

3. трансметилирование

4. трансдезаминирование

Ответ 2,4

 

Выберите правильный ответ.

Амиды глутаминовой и аспарагиновой аминокислот являются :

1.основными транспортными формами аммиака

2.основным энергетическим материалом для клеток головного мозга

Ответ 1

 

Выберите правильный ответ:

Для образования биогенных аминов необходимы ферменты

1. аминотрансферазы

2. оксидазы

3. декарбоксилазы

4. трансметилазы

5. дегидрогеназы

Ответ 3

 

Выберите правильные ответы.

Для обезвреживания биогенных аминов требуются ферменты:

1. аминотрансферазы

2. моноаминооксидазы

3. декарбоксилазы

4. трансметилазы

5. дегидрогеназы

Ответ 2,4

 

Выберите правильный ответ.

Выберите коферменты, необходимые для синтеза и инактивации биогенных аминов:

1. ФАД

2. НАД⁺

3. ФМН

4. Тиаминпирофосфат

5. пиридоксальфосфат

Ответ 1,3

 

Студент должен уметь ответить самостоятельно на поставленные вопросы, решать ситуационные задачи, решать тестовые задания, при этом объяснять свои действия

 

 

Развернуть

Открыть в широком формате