Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Алтайский государственный медицинский университет

Кафедра биохимии и клинической лабораторной диагностики

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО БИОХИМИИ

для самостоятельной работы студентов

лечебного, педиатрического, медико-профилактического, стоматологического факультетов

Барнаул - 2009

Методические рекомендации печатаются по решению ЦКМС

ГОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет Росздрава»

Протокол № 3 от 22 апреля 2009 года

АВТОРЫ: С.А. Ельчанинова, Л.П. Галактионова, Е.Н. Воробьева, А.И. Пиянзин, В.М. Раевских, А.Г. Золовкина, Ю.В. Кореновский, Ю.В. Скурятина, В.А. Сидоренко, А.В. Поповцева

ПОД РЕДАКЦИЕЙ С.А. Ельчаниновой, Л.П. Галактионовой

РЕЦЕНЗЕНТ: заведующая кафедрой общей химии, к.б.н., доцент О.В. Азарова

Методическое пособие предназначено для внеаудиторной и аудиторной самостоятельной работы студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического, стоматологического факультетов при изучении биологической химии.

© Алтайский государственный медицинский университет Росздрава

© Коллектив авторов

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие ……………………………………………………………………		6
План лекций ……………………………………………………………………		8
План занятий ……………………………………………………………………		9
Литература, рекомендуемая для самостоятельной работы …		12
ЗАНЯТИЯ ПЕРВОГО СЕМЕСТРА
ЗАНЯТИЕ 1	……………………………………………………………………	13
Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Введение в биохимию. Строение, свойства, биологическая роль белков. Методы выделения и количественного определения белков.
ЗАНЯТИЕ 2	……………………………………………………………………	15
Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Ферменты.
ЗАНЯТИЕ 3	……………………………………………………………………	19
Раздел:	Энергетический обмен.
Тема:	Тканевое дыхание. Свободно-радикальное окисление.
ЗАНЯТИЕ 4	……………………………………………………………………	22
Раздел:	Энергетический обмен
Тема:	Биологическое окисление. Цикл трикарбоновых кислот.
ЗАНЯТИЕ 5	КОЛЛОКВИУМ ……………………………………………….	24
	Строение, свойства и функции белков. Ферменты. Энергетический обмен.
ЗАНЯТИЕ 6	……………………………………………………………………	27
Раздел:	Обмен углеводов
Тема:	Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Внутриклеточный обмен углеводов
ЗАНЯТИЕ 7	……………………………………………………………………	29
Раздел:	Обмен углеводов
Тема:	Регуляция, нарушения обмена углеводов. Сахарный диабет
ЗАНЯТИЕ 8	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	32
Раздел:	Обмен углеводов
ЗАНЯТИЕ 9	……………………………………………………………………	35
Раздел:	Обмен липидов
Тема:	Переваривание и всасывание липидов в желудочно-кишечном тракте. Метаболизм липопротеинов. Внутриклеточный обмен липидов
ЗАНЯТИЕ 10	……………………………………………………………………	37
Раздел:	Обмен липидов
Тема:	Внутриклеточный обмен липидов. Регуляция, нарушения обмена липидов.
ЗАНЯТИЕ 11	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	40
Раздел:	Обмен липидов
ЗАНЯТИЕ 12	……………………………………………………………………...	44
Раздел:	Обмен белков
Тема:	Переваривание белков, всасывание и превращения белков в желудочно-кишечном тракте. Внутриклеточный обмен аминокислот
ЗАНЯТИЕ 13	……………………………………………………………………	46
Раздел:	Обмен белков
Тема:	Обезвреживание аммиака. Регуляция обмена белков. Нарушения обмена аминокислот.
ЗАНЯТИЕ 14	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	48
Раздел:	Обмен белков
ЗАНЯТИЕ 15	……………………………………………………………………	50
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
Тема:	Строение и обмен нуклеотидов
ЗАНЯТИЕ 16	……………………………………………………………………	53
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
Тема:	Биосинтез нуклеиновых кислот и белков. Основы молекулярной генетики
ЗАНЯТИЕ 17	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	56
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
ЗАНЯТИЯ ВТОРОГО СЕМЕСТРА
ЗАНЯТИЕ 1	……………………………………………………………………	60
Раздел:	Витамины
Тема:	Водорастворимые и жирорастворимые витамины
ЗАНЯТИЕ 2	……………………………………………………………………	62
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Основные системы регуляции метаболизма и межклеточной коммуникации
ЗАНЯТИЕ 3	……………………………………………………………………	65
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Механизмы передачи гормонального сигнала в клетке
ЗАНЯТИЕ 4	……………………………………………………………………	68
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Гормональная регуляция обмена веществ.
ЗАНЯТИЕ 5	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	71
Раздел:	Витамины. Регуляция обмена веществ
ЗАНЯТИЕ 6	……………………………………………………………………	74
Раздел:	Биохимия печени
ЗАНЯТИЕ 7	……………………………………………………………………	77
Раздел:	Биохимия соединительной ткани
ЗАНЯТИЕ 8	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	80
Разделы:	Биохимия печени. Биохимия соединительной ткани
ЗАНЯТИЕ 9	……………………………………………………………………..	84
Раздел:	Метаболические особенности миокарда и кровеносных сосудов
ЗАНЯТИЕ 10	……………………………………………………………………..	86
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Биохимия плазмы крови
ЗАНЯТИЕ 11	……………………………………………………………………	88
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Метаболические особенности эритроцитов. Обмен гемоглобина. Желтухи. Метаболические особенности лейкоцитов
ЗАНЯТИЕ 12	……………………………………………………………………	91
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Биохимия гемостаза
ЗАНЯТИЕ 13	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	94
Разделы:	Биохимия сердца и сосудов. Биохимия крови. Обмен гемоглобина
ЗАНЯТИЕ 14	……………………………………………………………………	98
Раздел:	Биохимия почек
ЗАНЯТИЕ 15	……………………………………………………………………	104
Раздел:	Биохимия дыхательных путей
ЗАНЯТИЕ 16	……………………………………………………………………	106
Раздел:	Биохимия нервной системы
ЗАНЯТИЕ 17	КОЛЛОКВИУМ……………………………………………….	108
Раздел:	Биохимия почек. Биохимия дыхательной и нервной систем
Экзаменационные вопросы …………………………………………………		111

Уважаемые студенты!

В курсе биохимии Вы будете изучать химические основы жизнедеятельности - молекулярные механизмы наследственности, биоэнергетики, процессы обмена веществ, регуляции и адаптации биохимических превращений в организме человека.

Цель обучения биохимии - подготовка к последующему изучению патофизиологии, фармакологии, патогенеза различных заболеваний, а также практической деятельности. Практическая деятельность современного врача в условиях бурного развития медицинских наук и связанного с этим создания новых медицинских технологий не возможна без умения анализировать клинические симптомы заболеваний на биохимическом уровне, назначения лабораторных исследований и трактовки их результатов как биохимических индикаторов патологических процессов.

Данное методическое пособие поможет Вам в изучении биохимии. В пособии Вы найдете план лекций и практических занятий. Конспекты лекций помогут Вам оптимизировать самостоятельную работу при подготовке к практическим занятиям. Практические занятия также как и лекции будут еженедельными и могут быть трех видов: практическое занятие с выполнением лабораторной работы, семинар, коллоквиум.

Выполняя лабораторные работы, Вы освоите практические навыки проведения тех аналитических технологий, которые распространены в медицинских лабораториях. Кроме того, Вы научитесь делать выводы о состоянии обмена веществ в организме человека по результатам лабораторных исследований. Выполнение лабораторной работы должно проводиться с соблюдением правил работы в химической лаборатории, с которыми Вы познакомитесь на первом занятии. После выполнения лабораторной работы предусмотрена защита протокола в форме индивидуального устного ответа на один из вопросов, указанных в соответствующем разделе «Лабораторного практикума».

На семинарском занятии в форме собеседования проводится контроль теоретических знаний, освоенных Вами самостоятельно с использованием конспектов лекций и учебника. В ходе собеседования преподаватель поможет Вам лучше понять наиболее сложные разделы и, если необходимо, сообщит дополнительную информацию по изучаемому разделу. Для закрепления знаний на семинаре и других практических занятиях, а также во время самостоятельной подготовки к занятиям Вы будете выполнять упражнения и решать задачи.

При подготовке к занятиям, кроме данного пособия, Вам потребуются конспект лекций, обязательная и дополнительная литература по соответствующей теме. Основой для изучения биохимии являются знания по биоорганической химии, анатомии, гистологии и нормальной физиологии. Поэтому мы рекомендуем во время подготовки к занятиям на нашей кафедре обращаться к соответствующим источникам информации по этим дисциплинам.

По каждому разделу биохимии на занятиях будет проведен тестовый компьютерный контроль Ваших теоретических знаний. Предварительное ознакомление с вопросами тестовых заданий не предусматривается. Контроль знаний в форме устного опроса по билету предусмотрен на коллоквиуме, а по завершению курса обучения - на экзамене. Экзаменационные вопросы Вы можете просмотреть в пособии уже сейчас.

Оценка знаний, умений, практических навыков по биохимии проводиться согласно «Положению о рейтинговой системе оценки знаний студентов кафедры биохимии и клинической лабораторной диагностики», с которым Вы обязательно ознакомитесь на первом занятии.

Часть разделов биохимии и, соотвественно, занятий имеют особенности в зависимости от факультета, что обусловлено различием программ по биохимии.

Желаем успехов в изучении одной из самых интересных дисциплин в медицинском ВУЗе - биохимии!

Преподаватели

кафедры биохимии и клинической лабораторной диагностики

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ

№ раздела	Раздел	Часы
	Строение, свойства и функции белков. Ферменты	6
	Энергетический обмен	4
	Обмен углеводов	8
	Обмен липидов	8
	Обмен белков	8
	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков	8
	Витамины	4
	Регуляция обмена веществ	6
	Биохимия печени	2
	Биохимия соединительной ткани	4
	Метаболические особенности миокарда и кровеносных сосудов	6
	Биохимия крови	10
	Биохимия почек	6

	Биохимия дыхательной системы2	2
	Биохимия нервной системы	2
ВСЕГО		84

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЗАНЯТИЙ ³

ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР		Часы
ЗАНЯТИЕ 1	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Введение в биохимию. Строение, свойства, биологическая роль белков. Методы выделения и количественного определения белков.
ЗАНЯТИЕ 2	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Ферменты.
ЗАНЯТИЕ 3	Лабораторная работа	3
Раздел:	Энергетический обмен.
Тема:	Тканевое дыхание. Свободно-радикальное окисление.
ЗАНЯТИЕ 4	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Энергетический обмен
Тема:	Биологическое окисление. Цикл трикарбоновых кислот.
ЗАНЯТИЕ 5	КОЛЛОКВИУМ	3
	Строение, свойства и функции белков. Ферменты. Энергетический обмен.
ЗАНЯТИЕ 6	Лабораторная работа	3
Раздел:	Обмен углеводов
Тема:	Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Внутриклеточный обмен углеводов
ЗАНЯТИЕ 7	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Обмен углеводов
Тема:	Регуляция, нарушения обмена углеводов. Сахарный диабет
ЗАНЯТИЕ 8	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Обмен углеводов
ЗАНЯТИЕ 9	Лабораторная работа	3
Раздел:	Обмен липидов
Тема:	Переваривание и всасывание липидов в желудочно-кишечном тракте. Метаболизм липопротеинов. Внутриклеточный обмен липидов
ЗАНЯТИЕ 10	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Обмен липидов
Тема:	Внутриклеточный обмен липидов. Регуляция, нарушения обмена липидов.
ЗАНЯТИЕ 11	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Обмен липидов
ЗАНЯТИЕ 12	Семинар	3
Раздел:	Обмен белков
Тема:	Переваривание белков, всасывание и превращения белков в желудочно-кишечном тракте. Внутриклеточный обмен аминокислот
ЗАНЯТИЕ 13	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Обмен белков
Тема:	Обезвреживание аммиака. Регуляция обмена белков. Нарушения обмена аминокислот.
ЗАНЯТИЕ 14	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Обмен белков
ЗАНЯТИЕ 15	Лабораторная работа	3
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
Тема:	Строение и обмен нуклеотидов
ЗАНЯТИЕ 16	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
Тема:	Биосинтез нуклеиновых кислот и белков. Основы молекулярной генетики
ЗАНЯТИЕ 17	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Обмен нуклеотидов. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков
ВТОРОЙ СЕМЕСТР
ЗАНЯТИЕ 1	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Витамины
Тема:	Водорастворимые и жирорастворимые витамины
ЗАНЯТИЕ 2	Семинар	3
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Основные системы регуляции метаболизма и межклеточной коммуникации
ЗАНЯТИЕ 3	Семинар	3
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Механизмы передачи гормонального сигнала в клетке
ЗАНЯТИЕ 4	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Регуляция обмена веществ
Тема:	Гормональная регуляция обмена веществ.
ЗАНЯТИЕ 5	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Витамины. Регуляция обмена веществ
ЗАНЯТИЕ 6	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия печени
ЗАНЯТИЕ 7	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия соединительной ткани
ЗАНЯТИЕ 8	КОЛЛОКВИУМ	3
Разделы:	Биохимия печени. Биохимия соединительной ткани
ЗАНЯТИЕ 9	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Метаболические особенности миокарда и кровеносных сосудов
ЗАНЯТИЕ 10	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Биохимия плазмы крови
ЗАНЯТИЕ 11	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Метаболические особенности эритроцитов. Обмен гемоглобина. Желтухи. Метаболические особенности лейкоцитов
ЗАНЯТИЕ 12	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия крови
Тема:	Биохимия гемостаза
ЗАНЯТИЕ 13	КОЛЛОКВИУМ	3
Разделы:	Биохимия сердца и сосудов. Биохимия крови. Обмен гемоглобина
ЗАНЯТИЕ 14	Лабораторная работа. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия почек
ЗАНЯТИЕ 15	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия дыхательной системы
ЗАНЯТИЕ 16	Семинар. Тестирование	3
Раздел:	Биохимия нервной системы
ЗАНЯТИЕ 17	КОЛЛОКВИУМ	3
Раздел:	Биохимия почек. Биохимия дыхательной и нервной систем
ВСЕГО		102

ЛИТЕРАТУРА, РЕКОМЕНДУЕМАЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Основная

1. Биохимия. Учебник для ВУЗов. / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – 784 с.

2. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003.

Дополнительная

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. Изд. 3-е. – М.:Медицина, 1998. – 704 с.

2. Николаев А.Я. Биологическая химия. Изд. 3. – М.: Мед. Информац. Агенство, 2004. – 566 с.

3. Щербак И.Г. Биологическая химия. – Изд. СПбМУ, С.-Пб., 2005. – 479 с.

4. Ленинджер А. Основы биохимии: в 3-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 320 с.

5. Страйер Л. Биохимия: в 3-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1985. – 400 с.

6. Элиот В., Элиот Д. Биохимия и молекулярная биология. – М.: НИИ биомед. химии РАМН, 200. – 372 с.

7. Клиническая биохимия / Под ред. В.А. Ткачука. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. – 360 с.

8. Варшавский Б.Я., Галактионова Л.П. Химия и биохимия свободнорадикального окисления. – Барнаул, 2000, 2007.

9. Варшавский Б.Я., Кореняк Н.А. Обмен углеводов. - Барнаул, 2000.

10. Варшавский Б.Я., Галактионова Л.П., Ельчанинова С.А., Скурятина Ю.В. Биохимия витаминов. - Барнаул, 2002.

11. Ельчанинова С.А.. Биохимия полости рта. - Барнаул, 2000. – 72 с.

ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР

ЗАНЯТИЕ 1

Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Введение в биохимию. Строение, свойства, биологическая роль белков. Методы выделения и количественного определения белков.

Вопросы по теме занятия

1. Предмет и задачи биохимии. Биохимия, как основа изучения патофизиологии, патогенеза заболеваний, клинической лабораторной диагностики, фармакологии.

2. Функции белков в организме человека.

3. Протеиногенные аминокислоты: строение, классификация.

4. Первичная структура белка. Химическая связь, стабилизирующая первичную структуру. Пептиды: отличие от белков, химическое название. Примеры пептидов, выполняющих биологические функции.

5. Вторичная структура белка. Химическая связь, стабилизирующая вторичную структуру.

6. Третичная и четвертичная структуры белка. Химические связи их стабилизирующие. Особенности состава и структуры глобулярных и фибриллярных белков (кератин, коллаген, эластин).

7. Простые и сложные белки: особенности строения, примеры.

8. Нативная конформация белков: функциональное значение, механизм формирования. Фолдинг. Заболевания, связанные с нарушением фолдинга.

9. Субъединицы и домены белковой молекулы. Кооперативное взаимодействие субъединиц, значение для функционирования белков.

10. Денатурация белка, ее виды. Факторы, вызывающие денатурацию. Шапероны, их роль в фолдинге и ренатурации.

11. Физико-химические свойства белков. Белки как гидрофильные соединения: причины гидрофильности белковых молекул. Факторы, влияющие на заряд и гидратную оболочку белков (рН, присутствие электролитов в растворе). Изоэлектрическая точка белков.

12. Методы разделения и очистки белков. Высаливание, диализ, электрофорез, хроматография.

13. Основные методы количественного определения белка в растворах (фотометрия, иммунохимия).

План самостоятельной подготовки к занятию

1. Ответить на вопросы по теме занятия

2. Выполнить упражнения и решить задачи

Задачи и упражнения для самостоятельной подготовки к занятию

1. Назовите аминокислоту, у которой боковой радикал представлен атомом водорода.

2. Назовите аминокислоты, у которых боковой радикал является алифатическим гидрофобным; ароматическим гидрофобным.

3. Назовите аминокислоты, у которых боковой радикал проявляет кислотные свойства.

4. Назовите аминокислоты, у которых боковой радикал проявляет основные свойства.

5. Напишите формулу гептапептида, содержащего 3 аминокислотных остатка с гидрофобными радикалами, 2 - с катионными радикалами, по одному - с гидрофильными незаряженным и анионным радикалами.

6. Напишите аминокислоты, радикалы которых могут участвовать:

   • в гидрофобных взаимодействиях;

   • в образовании водородных связей;

   • в образовании ионных связей.

7. Заполните таблицы

Таблица 1

Свойства боковых радикалов аминокислот	Название аминокислоты	Структурная формула бокового радикала аминокислоты
Гидрофобные
Гидрофильные незаряженные анионные катионные

Таблица 2

Уровень структуры молекулы белка	Химические связи, стабилизирующие структуру
Первичная
Вторичная
Третичная
Четвертичная

Таблица 3

Денатурирующие агенты	Особенности действия реагента (химические связи, подвергающиеся разрушению и другие изменения структуры белка)

Материалы для самостоятельной подготовки

1. Учебник «Биохимия» под редакци­ей Е.С. Северина (М., 2003), раздел 1 – с. 10-44, 67-74.

2. Учебное пособие для вузов «Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами» под редакци­ей Е.С. Северина, А.Я. Николаева (М., 2003), часть 1, раздел 1 – с. 6-31.

План занятия

1. Знакомство с историей кафедры и организацией работы на кафедре.

2. Контроль самостоятельного освоения знаний в форме собеседования.

3. Выполнение упражнений и решение задач под руководством преподавателя.

4. Тестовый контроль освоения знаний.

Задачи и упражнения

1. Пепсин желудочного сока имеет изоэлектрическую точку (ИЭТ) около 1. Преобладанием каких функциональных групп боковых радикалов аминокислот в молекуле обусловлена такая низкая изоэлектрическая точка пепсина?

2. Выберите методы, с помощью которых можно разделить смесь белков: церулоплазмин (молекулярная масса 151 000 Д, ИЭТ - 4,4), иммуноглобулин G (молекулярная масса 150 000 Д, ИЭТ - 6,4) и -лактальбумин (молекулярная масса 35 000 Д, ИЭТ - 5,4). Укажите физико-химические свойства белков, лежащих в основе этих методов.

3. Определите направление перемещения (к аноду или катоду) аминокислот и пептидов при электрофорезе при заданном рН:

• глутаминовая кислота (pH 7,0);

• глутаминовая кислота (pH 1,0);

• аспарагилгистидин (pH 1,0);

• аспарагилгистидин (pH 10,0).

4. При каком значении рН можно разделить методом электрофореза следующие три дипептида: глициллизин, аспарагиллейцин, валилгистидин?

5. Боковые радикалы каких аминокислотных остатков определяют суммарный заряд белковой молекулы, содержащей все 20 видов протеиногенных аминокислот?

6. Содержание лизина в рибонуклеазе составляет 12,5% молекулярной массы. Рассчитайте молекулярную массу рибонуклеазы, если известно, что этот фермент содержит 15 остатков лизина.

ЗАНЯТИЕ 2

Раздел:	Строение, свойства и функции белков. Ферменты.
Тема:	Ферменты.

Вопросы по теме занятия

1. Биологическая роль ферментов.

2. Структурно-функциональная организация фермента. Активный центр фермента, его участки.

3. Кофакторы и апоферменты. Витаминные и невитаминные коферменты.

4. Различие и сходство неорганических и органических катализаторов. Причины и следствия зависимости активности ферментов от температуры и рН среды.

5. Субстратная специфичность ферментов. Теории, объясняющие специфичность ферментов.

6. Механизм ферментативного катализа. Энергия активации, энергетический барьер реакции. Стадии ферментативного катализа.

7. Активность фермента. Единицы измерения активности фермента.

8. Регуляция активности ферментов. Направления, уровни регуляции, биологическое значение.

9. Механизмы регуляции активности ферментов: ковалентная модификация структуры, аллостерическая регуляция.

10. Механизмы конкурентного и неконкурентного ингибирования ферментов. Значение для токсикологии. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов.

11. Номенклатура и классификация ферментов, связь с типом катализируемой реакции.

12. Понятие об изоферментах, их биологическая роль.

13. Энзимодиагностика.

14. Понятие об энзимопатиях.

15. Энзимотерапия.

План самостоятельной подготовки к занятию

1. Ответить на вопросы по теме занятия

2. Выполнить упражнения и решить задачи

Задачи и упражнения для самостоятельной подготовки к занятию

1. Определите соответствие между группой катализатора и его свойством.

Группа катализаторов:

• Неорганические катализаторы

• Ферменты

• Обе группы катализаторов

• Ни одна из групп катализаторов

Свойства:

• Увеличивают энергию активации

• Снижают энергетический барьер

• В процессе реакции не расходуются

• Неспецифичны

2. Какие из ниже перечисленных аминокислот наиболее часто формируют активный центр фермента?

• Серин

• Валин

• Аспарагиновая кислота

• Аланин

• Лизин

• Лейцин

3. Определите соответствие между классом фермента и химическим превращением.

Химическое превращение:

• Перенос групп внутри молекулы

• Образование С-О связей

• Разрыв С-С связей

• Перенос фосфатной группы от одной молекулы к другой

• Присоединение воды

Класс ферментов

• Оксидоредуктазы

• Трансферазы

• Изомеразы

• Гидролазы

• Лигазы

4. Заполните таблицу.

Название кофермента	Функциональная часть кофермента (активная группа)	Тип реакции, в которой участвует кофермент	Витамин-предшественник

Материалы для самостоятельной подготовки

1. Конспект лекций

2. Учебник «Биохимия» под редакци­ей Е.С. Северина (М., 2003), раздел 2 – с.75-123.

3. Учебное пособие для вузов «Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами» под редакци­ей Е.С. Северина А.Я. Николаева (М., 2003), часть 1, раздел 2 – с. 32-58.

План занятия

1. Контроль самостоятельного освоения знаний в форме собеседования.

2. Выполнение упражнений и решение задач под руководством преподавателя.

3. Тестовый контроль освоения знаний

Задачи и упражнения

1. Определите тип ингибирования на основе анализа ниже приведенных зависимостей степени ингибирования фермента глутаматдегидрогеназы аспартатом и салицилатом. В обоих случаях активность фермента можно восстановить, удалив ингибитор. Какой метод удаления ингибитора из раствора фермента можно использовать?

Таблица 1. Ингибирование аспартатом (концентрация аспартата постоянна)

Концентрация субстрата, мМ	2,0	3,0	4,0	10,0	15,0
Степень ингибирования, %	37	33	31	28	26

Таблица 2. Ингибирование салицилатом (концентрация салицилата постоянна)

Концентрация субстрата, мМ	1,5	2,0	3,0	4,0	8,0
Степень ингибирования, %	62	60	61	62	63

2. Лактатдегидрогеназа катализирует реакцию пируват + НАДН(Н) → лактат + НАД⁺ Оптимальные условия - температура 37º C, pH 7,5. Как изменится активность фермента:

• при повышении температуры до 60º C;

• при снижении pH до 5,0;

• при снижении в клетке соотношения концентраций НАДН(Н)/НАД⁺.

3. Протеолитические ферменты, катализирующие гидролиз пептидных связей, различаются по субстратной специфичности. Объясните, какая из ниже указанных протеаз, обладает наиболее узкой, а какая – наиболее широкой субстратной специфичностью.

4. Неактивная форма пепсина имеет молекулярную массу 42 000 Д. После добавления соляной кислоты к раствору пепсина молекулярная масса пепсина уменьшилась до 25 000 Д и фермент стал активным. Как это можно объяснить?

5. Из 400 мкмоль глутамата под действием глутаматдекарбоксилазы при температуре 37º С и pH 4,5 образуется 50 мкмоль гамма-аминномасляной кислоты в минуту, а при температуре 37º С и pH 10,0 образуется только 5 мкмоль гамма-аминномасляной кислоты в минуту. Во сколько раз и почему изменяется активность глутаматдекарбоксилазы?

6. Какие из ферментов, участвующих в образовании вещества N из веществ А и К, могут быть регуляторными? Как изменится скорость образования вещества N из K при накоплении вещества R?

7. Как изменится скорость реакции образования оксалоацетата из пирувата, если увеличить концентрацию:

• АДФ

• СО₂

• АТФ

Пируват + CO₂ + АТФ → оксалоацетат + АДФ + Ф_неорг

8. Органические фторфосфаты являются ядами. При отравлении фторфосфатами происходит накопление ацетилхолина в синаптической щели, что приводит к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и, в итоге, к параличу. Объясните с чем это связано?

9. К какому классу относится фермент, катализирующий реакцию:

• глюкоза + АТФ  глюкозо-6-фосфат + АДФ

• пируват + CO₂ + АТФ  оксалоацетат + АДФ + Ф_неорг

• фумарат + Н₂О  малат

ЗАНЯТИЕ 3

Раздел:	Энергетический обмен.
Тема:	Тканевое дыхание. Свободно-радикальное окисление.

Вопросы по теме занятия

1. Тканевое дыхание. Локализация, химическая сущность, биологическое значение.

2. Ферменты и реакции тканевого дыхания (дыхательная цепь).

3. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования через протонный градиент. Окислительное фосфорилирование. АТФ-синтаза.

4. Коэффициент окислительного фосфорилирования. Редокс-потенциал субстратов тканевого дыхания и величина коэффициента окислительного фосфорилирования.

5. Свободное окисление. Разобщители дыхания и фосфорилирования. Термогенез.

6. Понятие о свободных радикалах. Активные формы кислорода (супероксид, гидроксильный радикал, оксид азота и перекись водорода), строение, пути образования.

7. Биологическая роль активных форм кислорода. Понятие о физиологическом и патологическом оксидативном стрессе.

8. Механизм повреждающего действия свободных радикалов. Свободно-радикальное окисление.

9. Антиоксиданты, их биологическая роль. Метаболические и ферментативные антиоксиданты (супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза), механизм действия.

План самостоятельной подготовки к занятию

1. Ответить на вопросы по теме занятия

2. Выполнить упражнения и решить задачи

Задачи и упражнения для самостоятельной подготовки к занятию

1. Нарисуйте схему дыхательной цепи и заполните таблицу.

Фермент дыхательной цепи	Кофермент(ы)	Донор электронов для фермента	Акцептор электронов для фермента	Ингибитор фермента

2. Назовите биохимические процессы, являющиеся основными источниками свободных радикалов в организме человека.

3. Напишите реакцию Фентона, приводящую к образованию супероксидного радикала.

4. Напишите реакции образования и распада перекиси водорода. Какую роль играет перекись водорода в свободно-радикальном окислении?

5. Заполните таблицы

Таблица 1

Название свободного радикала	Формула	Реакция (процесс) образования

Таблица 2

Название антиоксиданта	Химическая природа	Схема химической реакции с участием антиоксиданта

Материалы для самостоятельной подготовки

1. Конспект лекций

2. Учебник «Биохимия» под редакци­ей Е.С. Северина (М., 2003), раздел 6 – с. 264-296.

3. Учебное пособие для вузов «Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами» под редакци­ей Е.С. Северина, А.Я. Николаева (М., 2003), часть 1, раздел 5 – с. 111-130.

4. Учебно-методическое пособие «Химия и биохимия свободнорадикального окисления» Варшавский Б.Я., Галактионова Л.П. (Барнаул 2000, 2007).

План занятия