Билет №1
Ферменты(энзимы)- органические вещества белковой природы, которые синтезируются в клетках и во много раз ускоряют протекающие в них реакции, не подвергаясь при этом химическим превращениям. Строение ферментов: Все ферменты являются белками и обладают всеми свойствами белков. Подобно белкам они делятся на простые и сложные.
Простые состоят только из аминокислот – пепсин, трипсин, лизоцим.
Сложные ферменты имеют в своем составе белковую часть, состоящую из аминокислот – апофермент, и небелковую часть – кофактор. Кофактор может называться коферментом, если он легко отделяется от апобелка, или простетической группой, если он связан с белком прочно.
Для осуществления катализа необходим комплекс апобелка и кофактора, по отдельности они катализ осуществить не могут.
В составе апофермента выделяют несколько участков, выполняющих различную функцию.
1. Активный центр – комбинация аминокислотных остатков, обеспечивающая непосредственное связывание с молекулой субстрата и осуществляющая катализ. У сложных ферментов в активном центре обязательно расположены функциональные группы кофактора.
В свою очередь в активном центре выделяют два участка:
• Якорный (или контактный, или связывающий) – отвечает за связывание и ориентацию субстрата в активном центре
• Каталитический – отвечает непосредственно за осуществление реакции.
2. Аллостерический центр – регуляторный центр, пространственно отделен от активного, имеется не у всех ферментов и осуществляет регуляцию активности фермента. Связывание с ним какой-либо молекулы, называемой эффектором, модулятором, регулятором, активатором или ингибитором, вызывает изменение конфигурации белка и, как следствие, скорости ферментативной реакции.
Ферменты делятся:
• на классы – по типу катализируемой реакции,
• каждый класс подразделяется на подклассы – по природе атакуемой химической группы,
• подклассы делятся на подподклассы – по характеру атакуемой связи или по природе акцептора.
Выделяют 6 классов ферментов
I. Оксидоредуктазы, II. Трансферазы, III. Гидролазы, IV. Лиазы, V. Изомера-зы, VI. Лигазы
Каждому ферменту присваивается четырехзначный порядковый номер: Например, алкогольдегидрогеназа имеет номер КФ 1.1.1.1. – это оксидоредук-таза, действует на ОН-группу донора с НАД в качестве акцептора с первым порядковым номером в своем подподклассе; лактатдегидрогеназа – КФ 1.1.1.27.
Проферменты- неактивные предшественники ферментов, образующиеся в процессе их биосинтеза. Превращаются в активные ферменты в результате реакции ограниченногопротеолиза. Биологическое значение П. заключается в предотвращении преждевременного проявления ферментативной активности внутри клеток и тканей, в которых осуществляется биосинтез ферментов.
Изоферменты — это различные по аминокислотной последовательности изоформы или изотипы одного и того же фермента, существующие в одном организме, но, как правило, в разных его клетках, тканях или органах.
2. ВИТАМИН С(АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА, АНТИЦИН-ГОТНЫЙ, антискорбубный)Суточная потребность 100 мг
Источники-Свежие овощи и фрукты
Биохимические функции
Участие в окислительных процессах в качестве кофермента гидроксилаз.1. Реакции гидроксилирования:
• пролина в гидрооксипролин при «созревании» коллагена, синтезе гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата;
• при синтезе гормонов надпочечников (кортикостероидов и катехоламинов), тиреоидных гормонов;
• при синтезе серотонина;• при синтезе карнитина – вещества необходимого для окисления жирных кислот.
2. Превращение фолиевой кислоты в коферментную форму.
3. Восстановление Fe3+ в Fe2+ в кишечнике (улучшение всасывания) и в крови (высвобождение из связи с трансферрином).
4. Участие в иммунных реакциях иммунитета:
• повышает продукцию защитных белков нейтрофилов;
• высокие дозы витамина бактерицидную активность и миграцию нейтрофилов.
5. Антиоксидант:
• сбережение витамина Е;• лимитированиесвободнорадикальных реакций;
• ограничивает воспаление;
6. Активация фермента гексокиназы («ловушки глюкозы»).
При гиповитаминозе С происходит слипание сперматозоидов и возникает мужское бесплодие. Цинга — нарушение синтеза коллагена и хондроитинсульфата, что приводит к ломкости и проницаемости капилляров. В результате ухудшается заживление ран.Снижается всасываемость железа в кишечнике и уменьшается активность фолиевой кислоты – это приводит к анемии.Нарушение иммунитета, особенно легочного, быстрая утомляемость.
У детей дефицит аскорбиновой кислоты приводит к болезни Меллера-Барлоу, проявляющуюся в поражении костей.
Лекарственные формы: Аскорбиновая кислота чистая или с глюкозой
Аскорбиновая кислота, сод-яся в моче восст-т 2,6-дихлорфенолиндофенол. По кол-ву красителя, затраченному на титрование, опред-т кол-во вит. С. Как только весь вит.С окислится, титруемый р-р приобретает розовую окраску за счёт образ-я в кислой среде недиссоциированных молекул 2,6-дихлорфенолиндофенола.
3.Биуретовая р-ия:универсальная р-ия на обнаружение пептидной связи в белках и пептидах.Пептидная группа образует в щелочной среде с ионами Сu2+ комплексное соединение фиолетового цвета с красным или синим оттенком в завис-ти от числа пептидных связей. Интенсивность окрашивания пропорциональна кол-ву пептидных групп.
Нингидриновая р-ия:универ-я р-ия для обнар-я любых а-аминогрупп, сод-ся в а-АК, пептидах, белках. А-аминогруппа АК, взаимод-я с нингидрином, обр-т комплекс сине-фиолетового цвета. При нагревании АК с нингидрином происходит окислительноедезаминирование а-аминогрупп и восст-иенингидрина. Восстановленный нингидрин реагирует с аммиаком и др. мол-лой окисленного нингидрина с образ-м окрашенного продукта.
Билет №2
Использование ферментов в медицине происходит по трем направлениям:
А) Энзимодиагностика – это исследование активности ферментов лпазмы крови, мочи, слюны с целью диагностики тех или иных заболеваний. Примером может служить фермент лактатдегидрогеназа, определение его активности в плазме крови необходимо при заболеваниях сердца, печени, скелетной мускулатуры.
Б) ЭНЗИМОТЕРАПИЯ – это использование ферментов в качестве лекарственных средств.
Самыми распространенными ферментативными препаратами являются комплексы ферментов желудочно-кишечного тракта (Фестал, Панзинорм форте, Мезим форте, Энзистал и т.п.), используемые для заместительной терапии при нарушениях переваривания веществ.
Тканевой фермент гиалуронидаза используется организмом для обратимого изменения проницаемости иежклеточного вещества. Лекарственную форму гиалуронидазы – лидазу – вводят для размягчения рубцов, появления подвижности в суставах, рассасывания гематом.
Цитохром с – фермент, участвующий в процессах тканевого дыхания. Его ис-пользуют при асфиксии новорожденных, астматических состояниях, сердечной не-достаточности, различных видах гепатита и т.п.
Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза используются при вирусных инфекциях, при нанесении на рану разжижают гной, при ингаляциях уменьшают вязкость слизи, деполимеризуют вязкую и густую мокроту.
Коллагеназу применяют для ускорения отторжения некротизированных тканей, для очистки трофических язв.
Б) ФЕРМЕНТОПАТИЯ — общее название болезней или патологических состояний, развивающихся вследствие отсутствия или нарушения активности каких-либо ферментов.
Виды ферментопатий
Ферментопатия алиментарная — развивается при хроническом расстройстве питания, чаще при белковом голодании;
Ферментопатия наследственная — в основе развития лежит генетически обусловленная недостаточность или отсутствие одного или нескольких ферментов.
Витамин в1 (тиамин, антиневритный)
Суточная потребность 2,0-3.0 мг
Источники: Черный хлеб, злаки, горох, фасоль, мясо, дрожжи
Строение
Строение коферментной формы
Метаболизм
Всасывается в тонком кишечнике в виде свободного тиамина, Витамин осфорилируется непосредственно в клетке-мишени, Около 50% всего В1 находится в мышцах, около 40% – в печени. Единовременно в организме содержится около 30 суточных доз витамина.
Биохимические функции:
1. Входит в состав тиаминдифосфата (ТДФ), который является коферментом:
фермента транскетолазы пентозофосфатного пути, в котором образуется рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот ДНК и РНК (а они, как известно, обеспечивают синтез белка и рост тканей).
ферментов пируватдекарбоксилазы и кето¬глутаратдекарбоксилазы, являющихся компонентами соответственно пируватдегидрогеназного и кето¬глутаратдегидрогеназногополиферментных комплексов, которые участвуют в энергетическом обмене.
2. Входит в состав тиаминтрифосфата в нервной ткани, участвующего в передаче нервного импульса.
3. Производные витамина являются ингибитором МАО, что способствует пролонгированному действию катехоламинов в ЦНС.
Гиповитаминоз
Продукты питания, богатые углеводами повышают потребность в витамине.
Болезнь «бери-бери» или «ножные кандалы» — нарушение метаболизма пищеварительной, сердечно-сосудис¬той и нервной систем из-за недостаточности энергетического и пластического обменов.
Со стороны нервной ткани наблюдается снижение периферической чувствительности, утрата некоторых рефлексов, боли по ходу нервов, энцефалопатия (синдром Вернике – спутанность сознания, нарушение координации, галлюцинации, нарушение зрительной функции), синдром Корсакова – ретроградная амнезия, неспособность усваивать новую информацию, болтливость.
Антивитамины В1
В кишечнике имеется бактериальнаятиаминаза, разрушающая тиамин. Также этот фермент активен в сырой рыбе, устрицах.
Лекарственные формы
Свободный тиамин и ТДФ (кокарбоксилаза).
Влияние температуры: берут 4 пробирки слюны: 1-баня со льдом, 2-комнатная температура, 3-водяная баня 38-40, 4-кипящая водяная баня. Через 10 минут в каждую добавляют р-р Люголя. Реакции при 0 и 100 не пошли, это видно потому, что крахмал окрасился йодом в фиолетовый цвет, значит такие условия не благоприятные для данной реакции. Комнатная температура ведёт до образ-я декстринов, т.е.тоже не до конца. А вот темп-ра 38-40 явл-ся благоприятной для данной реакции, т.к. она прошла до конца, т.е. крахмал расщепился до мальтозы и в пробирке мы видим цвет йода.
От количества фермента:
При увеличении концентрации фермента возрастает скорость ферментативной реакции (прямолинейная зависимость).
От рН: для каждого фермента существует значение рН при котором наблюдается его максимальная активность. Отклонения от оптимального значения рН приводит к понижению ферментативной активности. Это связано с ионизацией функциональных групп АК-х остатков, обеспечивающих оптимальнуюконформацию активного центра фермента. При изменении рН от оптимальных значений происходит изменении ионизации функциональных групп молекул белка.
От количества субстрата:При увеличении количества субстрата начальная скорость возрастает. Когда фермент становится полностью насыщенным субстратом наблюдают наибольшую скорость образования продукта. Дальнейшее повышение концентрации субстрата не приводит к увеличению образования продукта, т.е. скорость реакции не возрастает (Максимальная скорость).