- •Модуль 2. Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція. Перелік питань та відповіді для підсумкового модульного контролю.
- •1. Біохімічні компоненти клітини, їх біохімічні функції. Класи біомолекул. Ієрархія біомолекул, їх походження.
- •2. Ферменти: визначення; властивості ферментів як біологічних каталізаторів.
- •3. Класифікація та номенклатура ферментів, характеристика окремих класів ферментів.
- •4. Будова та механізми дії ферментів. Активний та алостеричний (регуляторний) центри.
- •5. Кофактори та коферменти. Будова та властивості коферментів; вітаміни як попередники в біосинтезі коферментів.
- •6. Коферменти: типи реакцій, які каталізують окремі класи коферментів.
- •7. Вітамін в1 (тіамін): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •8. Вітамін в2 (рибофлавін): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •9. Вітамін рр (нікотинова кислота, нікотинамід): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •10. Вітамін в6 (піридоксин): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •11. Вітамін в12 (кобаламін): біологічні властивості, механізм дії.
- •12. Вітамін Вс (фолієва кислота): біологічні властивості, механізм дії.
- •13. Вітамін н (біотин): біологічні властивості, механізм дії.
- •14. Вітамін в3 (пантотенова кислота): біологічні властивості, механізм дії.
- •15. Вітамін с (аскорбінова кислота): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •16. Вітамін р (флавоноїди): будова, біологічні властивості, механізм дії.
- •17. Ізоферменти, особливості будови та функціонування, значення в діагностиці захворювань.
- •18. Механізми дії та кінетика ферментативних реакцій: залежність швидкості реакції від концентрації субстрату, рН та температури.
- •19. Активатори та інгібітори ферментів: приклади та механізми дії.
- •20. Типи інгібування ферментів: зворотнє (конкурентне, неконкурентне) та незворотнє інгібування.
- •21. Регуляція ферментативних процесів. Шляхи та механізми регуляції: алостеричні ферменти; ковалентна модифікація ферментів.
- •22. Циклічні нуклеотиди (цАмф, цГмф) як регулятори ферментативних реакцій та біологічних функцій клітини.
- •23. Ензимопатії – уроджені (спадкові) вади метаболізму вуглеводів, амінокислот, порфіринів, пуринів.
- •3. Глікогенози:
- •4. Непереносність дисахаридів
- •1. Еритропоетичні порфірїі:
- •24. Ензимодіагностика патологічних процесів та захворювань.
- •25. Ензимотерапія – застосування ферментів, їх активаторів та інгібіторів в медицині.
- •26. Принципи та методи виявлення ферментів у біооб'єктах. Одиниці виміру активності та кількості ферментів.
- •27. Обмін речовин (метаболізм) - загальні закономірності протікання катаболічних та анаболічних процесів.
- •28. Спільні стадії внутрішньоклітинного катаболізму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів.
- •29. Цикл трикарбонових кислот. Локалізація, послідовність ферментативних реакцій, значення в обміні речовин.
- •30. Енергетичний баланс циклу трикарбонових кислот. Фізіологічне значення реакцій цтк. Значение о6щих путей катаболизма в энерrетическом обмене.
- •31. Реакції біологічного окислення; типи реакцій (дегідрогеназні, оксидазні, оксигеназні) та їх біологічне значення. Тканинне дихання.
- •32. Ферменти біологічного окислення в мітохондріях: піридин-, флавін-залежні дегідрогенази, цитохроми.
- •33. Послідовність компонентів дихального ланцюга мітохондрій. Молекулярні комплекси внутрішніх мембран мітохондрій.
- •34. Окисне фосфорилювання: пункти спряження транспорту електронів та фосфорилювання, коефіцієнт окисного фосфорилювання.
- •35. Хеміосмотична теорія окисного фосфорилювання, атф-синтетаза мітохондрій.
- •36. Інгібітори транспорту електронів та роз’єднувачі окисного фосфорилювання.
- •37. Мікросомальне окислення: цитохром р-450; молекулярна організація ланцюга переносу електронів.
- •38. Анаеробне окислення глюкози. Послідовність реакцій та ферменти гліколізу.
- •39. Аеробне окислення глюкози. Етапи перетворення глюкози до со2 і н2о.
- •40. Окислювальне декарбоксилювання пірувату. Ферменти, коферменти та послідовність реакцій в мультиферментному комплексі.
- •4*. Гліколітична оксидоредукція: субстратне фосфорилювання та човникові механізми окислення гліколітичного надн.
- •41. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окислення глюкози, ефект Пастера.
- •42. Фосфоролітичний шлях розщеплення глікогену в печінці та м'язах. Регуляція активності глікогенфосфорилази.
- •43. Біосинтез глікогену: ферментативні реакції, фізіологічне значення. Регуляція активності глікогенсинтази.
- •44. Механізми реципрокної регуляції глікогенолізу та глікогенезу за рахунок каскадного цАмф-залежного фосфорилювання ферментних білків.
- •45. Роль адреналіну, глюкагону та інсуліну в гормональній регуляції обміну глікогену в м'язах та печінці.
- •46. Генетичні порушення метаболізму глікогену (глікогенози, аглікогенози).
- •47. Глюконеогенез: субстрати, ферменти та фізіологічне значення процесу.
- •48. Глюкозо-лактатний (цикл Корі) та глюкозо-аланіновий цикли.
- •49. Глюкоза крові (глюкоземія): нормоглікемія, гіпо- та гіперглікемії, глюкозурія. Цукровий діабет - патологія обміну глюкози.
- •50. Гормональна регуляція концентрації та обміну глюкози крові.
- •51. Пентозофосфатний шлях окислення глюкози: схема процесу та біологічне значення.
- •52. Метаболічні шляхи перетворення фруктози та галактози; спадкові ензимопатії їх обміну.
- •53. Катаболізм триацилгліцеролів в адипоцитах жирової тканини: послідовність реакцій, механізми регуляції активності тригліцеридліпази.
- •54. Нейрогуморальна регуляція ліполізу за участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну).
- •59. Біосинтез вищих жирних кислот: реакції біосинтезу насичених жирних кислот (пальмітату) та регуляція процесу.
- •60. Біосинтез моно- та поліненасичених жирних кислот в організмі людини.
- •61. Біосинтез триацилгліцеролів та фосфогліцеридів.
- •62. Метаболізм сфінголіпідів. Генетичні аномалії обміну сфінголіпідів-сфінголіпідози.
- •63. Біосинтез холестеролу: схема реакцій, регуляція синтезу холестеролу.
- •64. Шляхи біотрансформації холестерину: етерифікація; утворення жовчних кислот, стероїдних гормонів, вітаміну d3.
- •65. Циркуляторний транспорт та депонування ліпідів у жировій тканині. Ліпопротеїнліпаза ендотелію.
- •66. Ліпопротеїни плазми крові: ліпідний та білковий (апопротеїни) склад. Гіпер-
- •67. Патології ліпідного обміну: атеросклероз, ожиріння, цукровий діабет.
- •68. Пул вільних амінокислот в організмі: шляхи надходження та використання вільних амінокислот в тканинах.
- •69. Трансамінування амінокислот: реакції та їх біохімічне значення, механізми дії амінотрансфераз.
- •70. Пряме та непряме дезамінування вільних l-амінокислот в тканинах.
- •71. Декарбоксилювання l -амінокислот в організмі людини. Фізіологічне значення утворених продуктів. Окислення біогенних амінів.
- •72. Шляхи утворення та знешкодження аміаку в організмі.
- •73. Біосинтез сечовини: послідовність ферментних реакцій біосинтезу, генетичні
- •74. Загальні шляхи метаболізму вуглецевих скелетів амінокислот в організмі людини. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти.
- •75. Біосинтез та біологічна роль креатину і креатинфосфату.
- •76. Глутатіон: будова, біосинтез та біологічні функції глутатіону
- •77. Спеціалізовані шляхи метаболізму циклічних амінокислот - фенілаланіну, та тирозину.
- •78. Спадкові ензимопатії обміну циклічних амінокислот - фенілаланіну та тирозину.
- •79. Метаболізм порфіринів: будова гему; схема реакцій біосинтезу протопорфірину IX та гему.
2. Ферменти: визначення; властивості ферментів як біологічних каталізаторів.
Ферменти (ензими) - біологічні каталізатори білкової природи, які синтезуються в клітинах живих організмів і забезпечують необхідні швидкість і координацію біохімічних реакцій, що становлять обмін речовин (метаболізм).
Властивості ферментів
-
ферменти значно підвищують швидкість перебігу біохімічних реакцій, але не входять до складу кінцевих продуктів реакції;
-
ферменти забезпечують перебіг лише тих біохімічних реакцій, які можливі згідно з законами термодинаміки;
-
ферменти прискорюють швидкість як прямої, так і зворотної реакції перетворення субстрату, не змінюючи константи рівноваги (Кр) реакції та зменшуючи термін часу до досягнення стану рівноваги (або стаціонарного стану у відкритій метаболічній системі);
-
протягом реакції фермент певним чином взаємодіє із субстратом, що перетворюється, але до складу кінцевих продуктів реакції не входить. Під час перебігу біохімічної реакції, що каталізується, відбувається циклічний процес, в ході якого фермент та субстрат підлягають ступінчастому перетворенню з утворенням продукту реакції та регенерацією ферменту;
-
ферменти є високоспецифічними каталізаторами, тобто діють, як правило, на структурно близькі субстрати, що мають певний хімічний зв’язок, структурно подібні радикали або функціональні групи. Проявом високої специфічності ферментів є їх стереоспецифічність, тобто здатність перетворювати тільки певні стереоізомери, наприклад L- або L-амінокислоти, D- або L-моносахариди;
-
відповідно до білкової природи, каталітична активність ферментів дуже чутлива до змін фізико-хімічних властивостей середовища (рН, температури), які можуть впливати на структурну організацію молекул ферментів, спричиняючи в певних умовах їх денатурацію;
-
активність ферментів може суттєво змінюватися під впливом певних хімічних сполук, що збільшують (активатори) або зменшують (інгібітори) швидкість реакції, яка каталізується.
3. Класифікація та номенклатура ферментів, характеристика окремих класів ферментів.
Класифікація ферментів
Ферменти поділяють на класи згідно з типом реакції, яку вони каталізують; класи ферментів поділяють на підкласи, а останні - на підпідкласи, у складі яких кожному ферменту відповідає певний номер.
1-й клас. Оксидоредуктази - ферменти, що каталізують окислювально-відновлювальні реакції різних типів.
До оксидоредуктаз належать дегідрогенази - ферменти, що каталізують реакції дегідрування; оксидази та оксигенази, що окислюють субстрати шляхом приєднання кисню; цитохроми - переносники електронів тощо.
2-й клас. Трансферази - ферменти, що каталізують реакції міжмолекулярного переносу хімічних груп.
Трансферази поділяють на амінотрансферази, метилтрансферази, ацил-трансферази, фосфотрансферази, глікозилтрансферази — ферменти, що переносять амінні, метальні, ацильні, фосфатні, глікозильні групи відповідно.
До трансфераз належать також кінази, зокрема протеїнкінази - ферменти, що каталізують фосфорилування субстратів та інших білків за рахунок фосфатного залишку АТФ.
3-й клас. Гідролази - ферменти, що каталізують реакції гідролізу, тобто розщеплення субстратів за участю молекули води.
Гідролази здатні розщеплювати складноефірні, пептидні, глікозидні та інші зв’язки - естерази, пептидази та протеази, глікозидази.
4-й клас. Ліази - ферменти, що каталізують реакції розщеплення ковалентних зв’язків між атомами С, О, N, S негідролітичним шляхом.
До ліаз належать декарбоксилази - ферменти, що відщеплюють від органічних кислот карбоксильну групу у вигляді С02; альдолази, що розщеплюють вуглець-вуглецеві зв’язки з утворенням альдегідів; дегідратази, які відщеплюють від субстратів молекулу води з утворенням подвійного зв’язку.
5-й клас. Ізомерази - ферменти, що каталізують реакції ізомеризації субстратів (рацемізації, епімеризації, внутрішньомолекулярної оксидоредукції тощо) - рацемази, епімерази тощо.
6-й клас. Лігази (синтетази) - ферменти, що каталізують реакції синтезу біомолекул, тобто утворення нових хімічних зв’язків за рахунок енергії АТФ.
Код ферменту (за систематичною класифікацією ферментів - КФ) складається з чотирьох цифр, що позначають: клас - підклас - підпідклас - порядковий номер ферменту в підпідкласі.