- •I.Строение и свойства белков
- •1. Белки как особый класс биополимеров: их классификация, биологические функции белков. Аминокислотный состав белков.
- •3. Физико-химические свойства белков: растворимость, ионизация и гидратация. Денатурация и высаливание белков, практическое значение. Обнаружение белков в растворах.
- •4. Альбумины, глобулины плазмы крови: особенности структуры и их свойства, роль в организме.
- •5. Фибриллярные белки и их свойства. Структура и свойства коллагеновых белков.
- •6. Фосфопротеиды, гликопротеиды: химическая природа и биологическая роль.
- •7. Хромопротеиды, их виды и химический состав. Гемоглобин, строение и биологическая роль. Гемоглобинопатии.
- •II. Ферменты и витамины.
- •8. Роль ферментов в метаболизме. Многообразие ферментов. Понятие о классификации ферментов, их номенклатура. Изоферменты. Проферменты.
- •10. Механизм действия ферментов. Образование фермент-субстратных комплексов. Активные центры ферментов, их химическая структура. Роль конфармационных изменений фермента и субстрата при катализе.
- •11. Структура ферментов. Функциональные центры ферментов. Кофакторы ферментов, их классификация и роль в катализе. Связь с витаминами, примеры.
- •12. Активация и ингибирование ферментов. Ингибирование конкурентного и неконкурентного типа. Использование ингибиторов в качестве лекарственных препаратов, в том числе стоматологии.
- •14. Регуляторные ферменты. Аллостерическая модуляция активности ферментов: регуляция активности по принципу отрицательной обратной связи и по принципу активации предшественником.
- •15. Энзимодиагностика и энзимотерапия. Достижения и перспективы развития медицинской энзимологии. Первичные и вторичные энзимопатии, примеры.
- •16. Общая характеристика витаминов, классификация. Гиповитаминозы, авитаминозы, гипервитаминозы, причины их возникновения. Провитамины. Антивитамины.
- •17. Витамины а, д, е, к, их химическая природа и участие в метаболических процессах. Нарушения физиологических функций организма при недостатке этих витаминов, их причины.
- •18. Водорастворимые витамины в1, в2, в3, в5, их участие в метаболических процессах. Нарушение
- •20. Витамин с, его биологическая роль. С-гиповитаминозы: причины развития, нарушение обменных процессов при с-гиповитаминозах. Представление о профилактике и диагностике с-гиповитаминозов.
- •III. Энергетический обмен. Биологическое окисление.
- •21. Питательные вещества как источники энергии и пластического материала для организма. Общая схема катаболизма питательных веществ. Общие и специфические пути катаболизма.
- •25. Цикл трикарбоновых кислот Кребса (цтк). Последовательность реакций, регуляция работы цикла и его биологическая роль. Анаболические функции цтк.
- •26. Главная цепь дыхательных ферментов в митохондриях, ее структурная организация и биологическая роль. Цитохромы, цитохромоксидаза, химическая природа и роль в окислительных процессах.
- •27. Химическая природа дегидрогеназ. Над- и флавин-зависимые дегидрогеназы, их важнейщие субстраты.
- •IV. Обмен и функции углеводов
- •30. Углеводы, их классификация, биологическая роль отдельных классов. Важнейшие углеводы, входящие в состав организма человека.
- •31. Переваривание углеводов в жкт. Всасывание моносахаридов слизистой кишечника и транспорт их кровью. Непереносимость лактозы. Усвоение лактозы и галактозы в печени. Галактоземия, фруктоземия.
- •32. Гликоген, его значение. Биосинтез и «мобилизация» гликогена в печени. Физиологическая роль этих процессов, их регуляция. Амилолитический путь распада гликогена. Гликогенозы.
- •34. Аэробный дихотомический распад глюкозы в тканях, его основные этапы. Биологическое значение. Пентозофосфатный путь распада глюкозы, его биологическая роль.
- •1 Этап. Расщепление глюкозы до пирувата.
- •35. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Состав пируватдегидрогеназного комплекса. Роль в этом процессе витаминов в1 и в3.
- •37. Липиды и их классификация. Структура и биологическая роль отдельных классов. Липиды как незаменимые компоненты пищи, норма суточного потребления.
- •38. Глицеринсодержащие липиды тканей организма. Их виды, химическая структура, значение для организма. Особенности метаболизма глицерофосфолипидов в тканях.
- •39. Химическое строение и биологическая роль клеточных мембран. Биологические мембраны
- •40. Липиды пищи человека. Переваривание липидов в жкт. Всасывание продуктов расщепления в стенку кишечника. Ресинтез триглицеридов в кишечной стенке. Транспорт экзогенных липидов к органам и тканям.
- •Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника
- •41. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани, физиологическое значение и регуляция. Транспорт и основные направления использования вжк в организме.
- •43) Биосинтез и окисление кетоновых тел, биологическая роль этих процессов. Диагностическое значение их определения.
- •44) Обмен и функции холестерола в организме. Биосинтез холестерола, последовательность реакций до образования мевалоновой кислоты. Представление о дальнейших этапах синтеза, регуляция процесса.
- •45) Транспортные липопротеиды крови: особенности строения, состава, функций липопротеидов разных классов. Изменения соотношения липопротеидов при атеросклерозе.
- •46) Биосинтез жирных кислот в клетках эукариот, биологическая роль. Представление о работе пальмитоатсинтетазы.
- •VI. Обмен простых белков и аминокислот
- •49. Дезаминирование аминокислот. Прямое окислительное дезаминирование аминокислот. Трансдезаминирование. Судьба безазотистого остатка аминокислот. Кетогенные и глюкогенные аминокислоты.
- •50. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины, их физиологическое значение. Инактивация биогенных аминов. Нарушения обмена биогенных аминов при патологических состояниях.
- •51. Токсичность аммиака. Пути обезвреживания аммиака в организме. Биосинтез мочевины: последовательность реакций, суммарное уравнение. Нарушение процессов обезвреживания. Гипераммониемии.
- •53. Представление о биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов: происхождение атомов пиримидинового кольца. Регуляция биосинтеза. Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов.
- •55. Первичная, вторичная и третичная структура днк. Роль ядерных белков в компактизации днк. Биологическая роль днк.
- •56. Репликация днк, биологическая роль процесса. Механизм репликации. Роль ферментов и белков, не обладающих каталитической активностью в механизме репликации.
- •57. Рнк: строение, биологическая роль различных классов, локализация в клетке. Особенности строения иРнк и тРнк.
- •58. Биосинтез рнк в тканях. Представление о посттранскрипционном процессинге рнк. Биологическая роль транскрипции.
- •59. Современные представления о синтезе белка: синтез аминоацил-тРнк, представление о синтезе полипептидных цепей на рибосомах. Посттрансляционныый процессинг белковых молекул.
- •60. Метаболизм как интегрированная система метаболических путей. Уровни взаимосвязи. Система центральных метаболических путей, ее биологическая роль.
- •61. Ацетил-КоА как один из ключевых метаболитов клетки. Пути его образования и использования.
- •62. Гормоны, общая характеристика, химическая природа. Механизм действия гормонов белковой природы с цАмф в качестве «второго вестника».
- •63. Гомоны стероидной природы, их функции в организме. Механизм действия стероидных гормонов.
- •64. Гормоны передней доли гипофиза. Химическая природа гомонов, их регуляторные эффекты.
- •65. Гормоны щитовидной железы. Общие представления о химической структуре, биосинтезе, влиянии на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы. Причины их возникновения.
- •66. Гормоны коркового слоя надпочечников: глюкокортикоиды, минералокортикоиды. Общие представления о химической структуре, биосинтезе, влиянии на обменные процессы.
- •67. Гормоны поджелудочной железы: инсулин, глюкагон. Их химическая природа и влияние на обменные процессы.
- •68. Адреналин, норадреналин. Из образование и влияние на обмен веществ.
- •69. Функции и обмен кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо- и гиперфосфатемии.
- •70. Функции и обмен фосфора в организме. Содержание фосфора в крови, гипо- и гиперфосфатемии.
- •71. Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена. Роль паратгормона, кальцитонина и кальцитриола.
- •73. Соотношение воды, орган ……
- •74. Особенности аминокислотного состава эластина и структурной организации эластических волокон. Общее представление об обмене эластина. Специфические маркеры деградации эластина.
- •75. Гликозаминогликаны и гликозаминопротеогликаны соединительной ткани. Их структура и выполняемые функции, особенности метаболизма. Химическая структура и роль фибронектина.
- •76. Химический состав кости. Белки кости, их роль в минерализации.
- •77. Кальций, фосфор, фтор, стронций и др. Микроэлементы. Их роль в обмене зуба и кости.
- •78. Теории минерализации кости и зуба. Роль Са-связывающих белков, фосфатов и лимонной кислоты в минерализации.
- •80. Органические и минеральные компоненты эмали зуба. Особенности обменных процессов органического и минерального компонентов эмали зуба.
- •81. Проницаемость эмали зуба, факторы на нее влияющие. Созревание эмали.
- •82. Дентин – основной по массе компонент зуба, его химический состав. Характеристика минеральных и органических компонентов дентина. Химический состав дентиновой жидкости.
- •83. Особенности химического состава и обменных процессов цемента. Клеточный и бесклеточный цемент. Характеристика органических и минеральных компонентов цемента.
- •84. Пульпа зуба как вариант рыхлой соединительной ткани. Химический состав и роль пульпы в обмене твердых тканей зуба.
- •85. Влияние питания на состояние зубов. Роль белков, микроэлементов и витаминов. Роль рафинированных углеводов пищи в деминерализации эмали.
- •86. Влияние витаминов на состояние и обмен тканей полости рта и зуба.
- •87. Витамины группы д. 7-дегидрохолестерин как провитамин д. Химическая структура, недостаточность, роль витамина д в процессах минерализации.
- •89. Физико-химические параметры слюны: плотность, вязкость, осмотическое давление, буферная емкость, рН, поверхностное натяжение, их функциональное значение.
- •91. Химический состав ротовой жидкости. Характеристика и роль ферментов слюны.
- •94. Десневая (гингивальная) жидкость, ее химический состав и роль. Белки и ферменты десневой жидкости в норме и при патологии. Изменение состава десневой жидкости при пародонте.
- •95. Влияние характера питания, особенностей химического состава слюны и твердых тканей зуба на состояние зубов и развитие кариеса. Биохимические аспекты профилактики кариеса.
- •V. Медицинская биохимия.
- •97. Остаточный азот крови, его основные компоненты. Азотемии, причины их возникновения. Значение биохимических методов исследования в установлении причины развития азотемии.
- •98. Образование желчных пигментов. Значение определения желчных пигментов для диагностики болезней печени, желчевыводящих путей и крови.
- •99. Ферменты плазмы крови. Диагностическое значение определения активности аминотрансфераз, изоферментов лактатдегидрогеназы, креатинкиназы в сыворотке крови при инфаркте миокарда и болезнях печени.
- •100. Нормальное содержание глюкозы в крови. Гипо- и гиперглюкоземии, их основные причины. Сахарные кривые (проба на толерантность к глюкозе), диагностическое значение определения.
- •102 . Патологические составные части мочи, их происхождение. Методы обнаружения в моче глюкозы, белка, ацетоновых тел, кровяных и желчных пигментов.
59. Современные представления о синтезе белка: синтез аминоацил-тРнк, представление о синтезе полипептидных цепей на рибосомах. Посттрансляционныый процессинг белковых молекул.
Процесс трансляции представляет собой заключительную фазу реализации генетической информации в системе ее переноса в генеральном направлении: ДНК –– РНК –– Белок.
Синтез функционально полноценных белковых молекул включает в себя следующие этапы:
Подготовка пластического материала для сборки полипептидных цепей на рибосомах — процесс рекогниции (узнавания).
Сборка полипептидных цепей на рибосомах в соответствии с информацией, поставляемой на рибосомы мРНК — процесс трансляции.
Преобразование синтезированных на рибосомах полипептидных цепей в функционально полноценные белковые молекулы — посттрансляционный процессинг.
Каждая тРНК в своей структуре имеет антикодон, способный к комплементарному взаимодействию с соответствующим кодоном мРНК, однако тРНК не имеют в своей структуре участков, комплементарных той или иной аминокислоте.
Присоединение аминокислоты к “своей” тРНК, например, Ала к тРНКАла, осуществляется с помощью специальных ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз.
Каждая аминоацил-тРНК-синтетаза катализирует двухстадийную реакцию:
на первом этапе которой в активном центре фермента связывается молекула ”своей” аминокислоты и молекула АТФ, с образованием аминоациладенилата - остатка аминокислоты, связанного макроэргической связью с фосфатной группой АМФ.
На втором этапе к активному центру фермента присоединяется тРНК, антикодон которой комплементарен кодону аминокислоты, связанной в активном центре в виде аминоациладенилата
В каждой клетке имеется как минимум 20 различных аминоацил-тРНК-синтетаз, по одной на каждую из 20 аминокислот.
Синтез полипептидных цепей на рибосомах
Сборка полипептидных цепей белков происходит на рибосомах в соответствии с информацией, поступающей из ядра с м-РНК.
Рибосомы эукариот представляют собой клеточную органеллу, состоящую из двух субъединиц: малой и большой
В составе рибосомы имеется 4 функциональных центра:
центр связывания мРНК;
П-центр - центр связывания тРНК, несущей синтезируемую полипептидную цепь;
А-центр - центр связывания тРНК, несущей очередную аминокислоту, которая будет присоединяться к синтезируемой полипептидной цепи;
Т-центр или пептидилтрансферазный центр, обеспечивающий образование пептидных связей в синтезируемом полипептиде:
Процесс трансляции принято делить на три фазы: инициацию, элонгацию и терминацию.
Для инициации синтеза полипептида необходимы рибосома, диссоциированная на субъединицы; инициирующая тРНК, в качестве которой в клетках эукариот используется тРНКМет, нагруженная метионином; мРНК; ГТФ; кроме того, необходимо несколько белков-факторов инициации: эФИ-1, эФИ-2, эФИ‑3, эФИ-4 (А, В, С), причем фактор инициации эФИ-3 необходим для диссоциации рибосомы на субъединицы. Инициация начинается с взаимодействия Мет-тРНК с малой субъединицей рибосомы, для этого необходимы факторы инициации ФИ-4 эФИ-2 и ГТФ. Параллельно идет взаимодействие 5'-конца мРНК с КЭП-связывающим белком. Затем мРНК вместе с КЭП-связывающим белком взаимодействует с малой субъединицей рибосомы, нагруженной Мет-тРНК.
Далее малая субъединица продвигается по мРНК в направлении от ее КЭПа к 3'-концу, пока не достигнет инициирующего кодона АУГ.
Сформировавшийся комплекс, состоящий из малой субъединицы рибосомы, связанной с мРНК и инициаторной Мет-тРНК подучил название инициирующего комплекса.
Этот инициирующий комплекс, в состав которого входят также ГТФ и два инициаторных белка, взаимодействует с большой (60S) субъединицей рибосомы. В ходе этого взаимодействия происходит расщепление ГТФ до ГДФ и Ф, высвобождается КЭП-связывающий белок и ряд факторов инициации. После присоединения большой субъединицы рибосомы Мет-тРНК оказывается в П-центре рибосомы, а А-центр свободен и может связывать следующую аминоацил-тРНК, антикодон которой комплементарен кодону мРНК, находящемуся в А-центре рибосомы.
В ходе следующей фазы — фазы элонгации — происходит последовательное присоединение аминокислотных остатков к синтезируемой полипептидной цепи в направлении от ее N-конца к С-концу. Процесс элонгации идет циклически, причем в ходе цикла полипептидная цепь увеличивается на один аминокислотный остаток.
Цикл элонгации начинается с взаимодействия аминоацил-тРНК (Аа-тРНК), антикодон которой комплементарен кодону мРНК, находящемуся в А-центре рибосомы, с ГТФ и белковым фактором элонгации I (ФЭ-1):
Образовавшийся комплекс взаимодействует с рибосомой. В ходе взаимодействия тРНК с аминокислотой связывается в А-центре рибосомы так, что ее антикодон взаимодействует с кодоном мРНК. В результате в А-центре рибосомы оказывается А/а-тРНК, а в П-центре оказывается тРНК, несущая синтезируемую полипептидную цепь (или Мет-тРНК, если речь идет о первом цикле элонгации):
Под действием пептидилтрансферазы Т-центра рибосомы синтезируемая полипептидная цепь с тРНК, находящейся в П-центре рибосомы, переносится на NH2-группу аминокислоты, связанной с тРНК в А-центре рибосомы с образованием пептидной связи. Необходимая для образования пептидной связи энергия, высвобождается за счет разрыва макроэргической связи между аминокислотным остатком и тРНК.
После переноса пептидильного остатка свободная тРНК покидает П-центр рибосомы, а рибосома передвигается по мРНК в направлении ее 3'-конца на расстояние, равное одному кодону. В результате перемещения рибосомы в ее П-центре оказывается тРНК, несущая синтезируемый полипептид, а в ее А-центре — следующий кодон матричной РНК. Рибосома готова к новому циклу элонгации. Количество циклов элонгации определяется количеством кодонов в зоне трансляции мРНК.
После многих циклов элонгации, в результате которых синтезируется полипептидная цепь того или иного белка, в А-центре рибосомы оказывается один из терминирующих кодонов: УАА, УГА, УАГ. Начинается следующая фаза — фаза терминации транскрипции. Появление в А-центре терминирующего кодона узнается с помощью белковых высвобождающих факторов или R-факторов. R-факторы при участии ГТФ и пептидилтрансферазы Т-центра рибосомы гидролизуют связь между синтезированным полипептидом и тРНК, находящейся в П центре рибосомы. Синтезированный полипептид уходит с рибосомы. Далее из П-центра рибосомы уходит освобожденная от синтезированного полипептида тРНК, а затем рибосома покидает мРНК. Свободная рибосома диссоциирует на субъединицы и может начинать синтез новой полипептидной цепи.
Процессинг полипептидных цепей белков
Синтезированная в ходе транскрипции полипептидная цепь должна претерпеть ряд изменений, прежде чем она превратится в функционально полноценную белковую молекулу. Для разных белков характер этих превращений будет различным.
Наиболее общими механизмами процессинга являются:
отщепление от синтезированной полипептидной цепи N ‑концевого остатка метионина;
формирование третичной структуры с образованием дисульфидных мостиков между HS-группами цистеиновых остатков.
химическая модификация аминокислотных остатков: гидроксилирование (превращение остатков пролина в гидроксипролин), метилирование (NH2-группы остатков лизина в гистонах), иодирование (остатки тирозина в составе тиреоглобулина) и др.
присоединение небелковых группировок при образовании сложных белков.
превращение пробелков в функционально активные молекулы путем отщепления от их полипептидных цепей строго определенной части молекулы - ингибиторного пептида. Данный механизм получил название ограниченный избирательный протеолиз. Например, пробелок трипсиноген превращается в каталитически активный трипсин или проинсулин превращается в инсулин.
ВЗАИМОСВЯЗЬ И РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ