
- •Предмет, задачи, методы и место биохимии среди других медицинских и биологических дисциплин.
- •2.Роль белков в жизнедеятельности организма. Современные представления о структуре белков
- •3.Общая характеристика биологических функций белков (каталитическая, регуляторная, рецепторная, транспортная, структурная, сократительная, генно-регуляторная, трофическая, иммунологическая и т.Д.)
- •5.Третичная структура белка. Глобулярные и фибриллярные белки. Связи, стабилизирующие третичную структуру белков. Примеры организации третичной структуры фибриллярных белков.
- •6.Принципы организации четвертичной структуры белков. Кооперативные изменения конформации субъединиц. Примеры реализации кооперативных эффектов.
- •7. Денатурация белков. Ренатурация. Факторы.
- •8. Методы выделения и очистки белков
- •4. Соотношение полярных и неполярных
- •5. Растворимость белков
- •10. Структурные компоненты и биологические функции сложных белков(хромопротеины,гемопротеины,флавопротеины,металлопротеины)
- •11. Причины и следствия различного белкового состава органов и тканей. Изменение белкового состава организма при старении и заболеваниях
- •12.Понятие о ферментах. Структурно-функциональная организация ферментов. Отличие ферментативного катализа от неорганического
- •13. Общие принципы ферментативного катализа. Отличие ферментов от неорганических катализаторов. Механизм односубстратной и двусубстратной ферментативной реакции
- •2) Двусубстратные с неупорядоченным механизмом
- •14. Кофакторы и коферменты,их значение для деятельности ферментов. Коферментные функции витаминов.
- •15. Механизм действия ферментов. Специфичность действия ферментов(стереохимическая, реакционная и субстратная:абсолютная,групповая). Структура и роль каталитического центра.
- •16. Классификация ферментов
- •17. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации субстрата,фермента,факторов среды(рН,температуры). Уравнение Михаэлиса- Ментен
- •18. Ингибирование активности ферментов: обратимое и необратимое;конкурентное,неконкурентное и бесконкурентное. Лекарственные препараты- ингибиторы ферментов.
- •19. Регуляция активности ферментов. Ковалентная модификация. Аллостерическая регуляция. Каталитические и регуляторные центры. Понятие об иммобилизированных ферментов и их применение в медицине.
- •20.Методы определения и единицы активности и количества фермента. Понятие об энзимопатологии, энзимодиагностике и энзимотерапии.
- •24. Вторичная и третичная структура днк. Строение и организация хроматина. Вторичная структура днк
- •Типы репарации
- •Прямая репарация
- •Эксцизионная репарация
- •Пострепликативная репарация
- •Интересные факты
- •32. Регуляция биосинтеза белка на уровне репликации и транскрипции. Регуляция биосинтеза белка на этапе трансляции и посттрансляционной модификации. Регуляция биосинтеза белка
- •33. Посттрансляционная модификация белков
- •36. Наследственные болезни. Генетические и биохимические механизмы возникновения и развития наследственных болезней.
- •37. Полиморфизм белков. Типы гемоглобина, лдг и т.Д. Группоспецифические полиморфные системы крови. Полиморфизм белков
- •38. Структурная организация и свойства биологических мембран. Роль компонентов мембраны в обеспечении её функций.
- •Основные сведения
- •Функции
- •Структура и состав биомембран
- •Мембранные органеллы
- •Избирательная проницаемость
- •40. Механизм первичного активного транспорта ионов через мембрану. Вторичный активный транспорт.
- •41.Структура и функции дыхательной цепи. Роль дыхательной цепи в создании и поддержании протонного электрохимического градиента. Градиент как носитель энергии.
- •43.Разобщение окислительного фосфорилирования и дыхания и его физиологическая роль(на примере холодовой адаптации)
- •44.Характерные черты и критерии метаболизма. Компартмелизация как способ организации живых систем.Уровни и принципы организации метаболизма.
- •45)Общая характеристика и биологическое значение водорастворимых витаминов и витаминоподобных в-в
- •46) Общая характеристика Жирорастворимых витаминов и витаминоподобных в-в,их биологическое значение
- •47. Биохимические основы сбалансированного питания. Основные компоненты пищи, их значение. Дистрофия и ожирение. Причины и проявления.
- •48. Общий путь катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пирувата.
- •49. Цикл Кребса: последовательность реакций, биохимическое значение, регуляция. Восстановительные эквиваленты как носители энергии типы дегидрогеназ.
- •50)Анаплератические реакции(ар) как способ регуляции скорости цтк и его сопряжение с другими метаболическими блоками.
- •52) Биосинтез углеводов в тканях. Реакции глюконеогенеза и гликогеногенеза ,углеводные и не углеводные источники для глюконегенеза ,взаимоотношение процессов синтеза и распада гликолиза.
- •53) Гликолиз: последовательность реакции регуляции
- •54) Основные пути распада углеводов в тканях. Пентозофосфатный путь: реакции , взаимосвязь с гликолизом, биологические ф-ии.
- •55) Механизмы анаэробного образования энергии из углеводов. Реакции гликогенолиза и гликолиза. Энергитический баланс и биологическое значение гликолиза.
- •56) Гликогенозы. Причины,сущность,проявление заболевания. Значение нарушений активности глюкозо-6-фосфотазы ,кислой альфаглюкозидазы, фосфорилазы, фосфоглюкомутазы, фосфофруктокиназы. Болезнь Гирке.
- •57)Класс липопротеинов их состав и ф-ии в транспорте липидов
- •58)Галактоземия,причины, сущность проявления болезни.
- •80. Реутилизация нуклеотидов. Заболевания, связанные с нарушением обмена нуклеотидов.
- •81. Понятие о гормонах, их биологическое значение. Классификация гормонов.
- •82. Общие принципы организации и контроля метаболизма на клеточном и организменном уровне. Энергетика биохимических реакций, перенос энергии в клетках.
- •83. Роль гормонов в обеспечении межклеточной сигнализации. Трансмембранная передача сигналов в клетку. Мембранные и внутриклеточные рецепторы. Механизмы действия гормонов различных классов.
- •84. Структура, функции и механизм действия стероидных гормонов. Их роль в регуляции полового цикла.
- •85. Характеристика состояний, связанных с нарушением функций гипофиза (карликовость, акромегалия). Применение лекарственных препаратов, созданных на основе гормонов гипофиза в медицине.
- •86. Роль кальция в процессах жизнедеятельности (участие в мышечном сокращении, передаче нервного импульса, в регуляции активности ферментов). Регуляция обмена кальция и фосфатов.
- •87. Гормоны гипоталамуса и гипофиза.
- •88. Регуляция обмена углеводов в организме. Роль инсулина и контринсулярных гормонов (глюкагона, адреналина, тироксина, глюкокортикостероидов) в регуляции обмена углеводов. Гипо- и гипергликемия.
- •89. Инсулин и глюкагон, их влияние на обменные процессы. Характеристика состояний, связанных с нарушением их продукции, применение в медицине.
- •90. Сахарный диабет: причины, типы, сущность нарушений углеводного, липидного, белкового обменов. Принципы диагностики и лечения, осложнения.
- •91. Гормональная регуляция обмена липидов. Роль инсулина, глюкагона, адреналина.
- •92. Гормоны щитовидной и паращитовидной желез. Их физиологическое действие. Характеристика патологических состояний, связанных с нарушением функций этих желез.
- •93. Гормоны надпочечников, их биологическое действие. Характеристика состояний, связанных с нарушением функции надпочечников в медицине.
- •94. Половые гормоны: биосинтез, физиологическое действие, применение в медицине.
- •95. Простогландины: биосинтез, влияние на обменные процессы и физиологическую функцию внутренних органов, применение в медицине.
- •96. Почка как инкреторный орган. Роль почек в регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы и кроветворения.
- •97. Характеристика основных функция почек (мочеобразовательная, регуляторно-гемостатическая, обезвреживающая, внутрисекреторная).
- •98. Роль почек в поддержании осмотического давления, водно-электролитного баланса и кислотно-основного равновесия.
- •100. Биохимические процессы, обеспечивающие мочеобразование. Регуляция мочеобразовательной функции. Нарушения мочеобразования, причины, проявления.
- •103 .Источники энергии дня мышечного сокращения. Энергообеспечение мышечной работы при физических нагрузках различной интенсивности.
- •§ 2. Аэробный путь ресинтеза атф.
- •§ 3. Анаэробные пути ресинтеза атф.
- •104. Современные представления о механизме мышечного сокращения.
- •Биохимия мышечного сокращения
- •105. Особенности метаболизма мышечной ткани.
- •106. Особенности химического состава мышечной ткани. Строение сократительных элементов (миозин, актин) и регуляторных белков (тропонин, тропомиозии).
- •107. Особенности строения и химического состава нервной ткани.
- •Морфофункциональная организация химического синапса. Квантовая теория освобождения нейромедиатора
- •Метаболизм липидов
- •Метаболизм аминокислот и белков
- •Особенности метаболизма нервной ткани
- •Биохимическая основа заболеваний нервной системы.
- •110. Желчь, механизмы образования, основные компоненты. Причины образования желчных камней. Диагностические критерии обтурационной желтухи.
- •Диагностические критерии обтурационной желтухи
- •111.Биохимические механизмы обезвреживание лекарственных и токсических веществ в печени. Роль процессов микросомального окисления.
- •113. Микросомальное (монооксигеназное) окисдение: механизм, эндогенные и экзагенные субстраты окисления, роль в обеспечении обезвреживающей функции печени, индукторы и ингибиторы.
- •114. Современные предсталения о механизмах свертывания крови и фибринолиза. Причины и проявления гемофилий и тромбозов. Принципы лечения.
- •Антитромботическая терапия
- •115. Механизмы обеспечивающие кислородтранспортную функцию крови, и их нарушения при гемической гипоксии (отравление окисью углерода, метгемоглобин образователями), генетические аномалии гемоглобина.
- •116. Буферная система крови, нарушения кислот- основного состояния (ацидоз и алкалоз), причины их проявления.
- •117. Характеристика белковых фракций крови. Причины гипер-, гипо- и диспротеинемии. Диагностическое значение изменений уровня специфических белков в плазме крови (трансферрина, церуплазмина и др.).
- •Клиническое значение
- •118. Биохимические особенности клеток крови, обеспечивающие их специфические функции.
- •Показатели крови:
- •119. Кровь: составные компоненты. Основные функции (транспортная, осморегулирующая, буферная, имунологическая, регуляторная, гемостатическая) и их характеристика.
- •120. Биосинтез и распад гемоглобина в организме. Причины и проявления гипохромных анемий. Патология обмена желчных пигментов (паренхиматозная, гемолитическая, и обтурационная желтуха).
- •121. Строение и функции антител, их роль в иммунитете. Трансплантационная
- •122. Регуляция свободнорадикального окисления в клетках (естественные антиоксиданты), роль этих процессов в развитии заболеваний, применение антиоксидантов в медицине.
- •123. Иммунитет и его виды. Компоненты имунной системы. Роль лимфоцитов. Индукция разнообразия антител
- •Роль лимфоцитов
7. Денатурация белков. Ренатурация. Факторы.
Денатурация – это процесс нарушения высших уровней организации белковой молекулы (вторичного, третичного, четвертичного) под действием различных факторов.
При этом полипептидная цепь разворачивается и находится в растворе в развернутом виде или в виде беспорядочного клубка.При денатурации утрачивается гидратная оболочка и белок выпадает в осадок и при этом утрачивает нативные свойства.
Денатурацию вызывают физические факторы: температура, давление, механические воздействия, ультразвуковые и ионизирующие излучения; химические факторы: кислоты, щелочи, органические растворители, алкалоиды, соли тяжелых металлов.
Различают 2 вида денатурации:
Обратимая денатурация – ренатурация или ренактивация – это процесс, при котором денатурированный белок, после удаления денатурирующих веществ вновь самоорганизуется в исходную структуру с восстановлением биологической активности.
необратимая денатурация – это процесс, при котором биологическая активность не восстанавливается после удаления денатурирующих агентов.
Свойства денатурированных белков.
1.Увеличение числа реактивных или функциональных групп по сравнению с нативной молекулой белка (это группы COOH, NH2, SH, OH, группы боковых радикалов аминокислот).2. Уменьшение растворимости и осаждение белка (связано с потерей гидратной оболочки), развертыванием молекулы белка, с «обнаружением» гидрофобных радикалов и нейтрализации зарядов полярных групп.
3. Изменение конфигурации молекулы белка.
4. Потеря биологической активности, вызванная нарушением нативной структуры.
5. Более легкое расщепление протеолитическими ферментами по сравнению с нативным белком – переход компактной нативной структуры в развернутую рыхлую форму облегчает доступ ферментов к пептидным связям белка, которые они разрушают.
Факторы, вызывающие денатурацию белков
Денатурацию белков вызывают факторы, способствующие разрыву гидрофобных, водородных и ионных связей, стабилизирующих конформацию белков:
высокая температура (более 50 °С), увеличивающая тепловое движение атомов в молекуле и приводящая к разрыву слабых связей;
интенсивное встряхивание раствора, приводящее к соприкосновению белковых молекул с воздушной средой на поверхности раздела фаз и изменению конформации этих молекул;
органические вещества (например, этиловый спирт, фенол и его производные) способны взаимодействовать с функциональными группами белков, что приводит к их конформационным изменениям. Для денатурации белков в биохимических исследованиях часто используют мочевину или гуанидинхлорид, которые образуют водородные связи с амино- и карбонильными группами пептидного остова и некоторыми функциональными группами радикалов аминокислот. Происходит разрыв связей, участвующих в формировании вторичной и третичной структуры нативных белков, и образование новых связей с химическими реагентами;
кислоты и щелочи, изменяя рН среды, вызывают перераспределение связей в молекуле белка;
соли тяжёлых металлов (такие как медь, ртуть, серебро, свинец и др.) образуют прочные связи с важными функциональными группами белков (чаще всего с –SН), изменяя их конформацию и активность;
детергенты — вещества, содержащие гидрофобный углеводородный радикал и гидрофильную функциональную группу (такие вещества называют амфифильными). Гидрофобные радикалы белков взаимодействуют с гидрофобными частями детергентов, что изменяет конформацию белков. Денатурированный под действием детергентов белок обычно остаётся в растворённом виде, так как гидрофильные части денатурирующего вещества удерживают его в растворе. К наиболее известным детергентам относят различные мыла.
Ренатурация (или ренативация)
Долгое время считалось, что процесс денатурации белков необратим. Однако оказалось, что некоторые очищенные и денатурированные белки способны в опытных условиях восстанавливать конформацию при удалении денатурирующих агентов.
процесс денатурации белков может быть обратимым. Это открытие было сделано при изучении денатурации рибонуклеазы — фермента, расщепляющего связи между нуклеотидами в РНК. Рибонуклеаза — глобулярный белок, содержащий одну полипептидную цепь, состоящую из 124 аминокислотных остатков. Его конформацию стабилизируют 4 дисульфидные и множество слабых связей.
Обработка рибонуклеазы меркаптоэтанолом (формула меркаптоэтанола - НО-СН2-СН2-SH) приводит к разрыву дисульфидных связей и восстановлению SH-групп цистеиновых остатков, что нарушает компактную структуру белка. Добавление 8 М раствора мочевины или 6 М раствора гуанидинхлорида, вызывающих разрыв слабых связей в белке и образование новых водородных связей с денатурирующими агентами, приводит к образованию случайным образом свёрнутых полипептидных цепей рибонуклеазы, лишённых ферментативной активности, т.е. к денатурации фермента. Денатурирующие агенты не разрушают первичную структуру белка.
Однако если путём диализа очистить белок от денатурирующих агентов, его ферментативная активность постепенно восстанавливается. Этот процесс называется ренатурацией, или ренативацией белка.
Возможность ренативации впоследствии была доказана и для других белков, в частности миоглобина. Сохранность первичной структуры белка — необходимое условие для восстановления его конформации. На основании этих опытов был выведен фундаментальный принцип молекулярной биологии: аминокислотная последовательность белков определяет их конформацию и специфическую функцию.
Формирование пространственной структуры белка — самопроизвольный процесс, при котором белок стремится принять в данных условиях конформацию с наименьшей свободной энергией. Изменение условий окружающей среды или изменение первичной структуры данного белка могут привести к изменению его конформации и функции.