Практическое занятие 9

(семинар)

ТЕМА: Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Ферменты биологического окисления

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: - познакомить студентов с разновидностями биологического окисления, их механизмами

-иметь представление и характеризовать фазы биологического окисления;

-знать общую характеристику ферментов I класса “Оксидоредуктаз”;

- уметь “собирать” ЦТЭ I и II типов;

- знать основной механизм синтеза АТФ – окислительное фосфорилирование.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Лекции по курсу биологической химии

2. Северин Е.С. Биохимия . М. 2006

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. 2004

4. Таганович А.Д. Кухта В.К Биологическая химия. 2005

5. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

6. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия, 2002

7. Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека, 2000

Базисные знания

- из курса биоорганической химии студент должен знать формульный материал по строению кетокислот, оксикислот, а также формулы основных макроэргов (АТФ, ГТФ, креатинфосфата), понятие об окислительно-восстановительных реакциях;

- из курса биологии и физиологии должен знать понятия обмена веществ и энергии, метаболизма и взаимосвязь различных метаболических путей.

Студент должен уметь составлять дыхательные цепи, находить пункты сопряжения окисления и фосфорилирования, их биохимическое значение.

Вопросы для подготовки к занятию:

1. Современное представление о механизме биологического окисления. Субстраты биологического окисления. Стадии (фазы) биологического окисления - этапы унификации энергетического материала

2. Ферменты биологического окисления. Классификация по химической природе, характеру действия:

пиридинзависимые дегидрогеназы, представители;

флавинзависимые дегидрогеназы, представители;

3. Цитохромная система ферментов (b, с₁, с, аа₃ - цитохромоксидаза).

4. Тканевое дыхание – терминальный этап биологического окисления. Роль кислорода в процессе тканевого дыхания.

5. Структура дыхательных цепей (ЦТЭ). Редокс-потенциалы компонентов дыхательных цепей.

6. Окислительное фосфорилирование – главный механизм синтеза АТФ в аэробных условиях. Сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. Представление о хемиосмотической (протондвижущей) теории Митчелла. Коэффициент фосфорилирования ( Р/О)

Домашнее задание

Решить ситуационные задачи и ответьте на вопросы:

1.Какие нарушения процессов биологического окисления можно ожидать при авитаминозе РР? Возможны ли пути эндогенной компенсации этих нарушений? Ответ: Ниацин- является кофактором пиридинзависимых дегидрогеназ, начинающих процесс дегидрирования органических субстратов, поэтому при недостатке витамина РР нарушаются ОВР в организме, ниацин частично может образовываться из триптофана, поэтому потребление белка восполнит недостаток ниацина и нормализует ОВР в организме.

2. Почему при недостатке рибофлавина нарушаются ОВР в организме? Ответ: Рибофлавин - его производное в виде восстановленного ФАД - начинает дыхательные цепи 2 типа и способствует наработке энергии как в виде тепла, так и в форме АТФ.

Ответьте на вопросы тестовых заданий

Выберите правильные ответы.

Метаболизм представляет собой совокупность химических реакций, в результате которых происходит:

1. распад органических веществ в клетках до углекислого газа и воды

2. трансформация энергии органических веществ в энергию макроэргических связей

3. синтез структурно – функциональных компонентов клетки

4. превращение пищевых веществ в соединения, лишенные видовой специфичности

5. использование энергии катаболических процессов для обеспечения функциональной активности организма Ответ: 1,2,3,5

Выберите правильные ответы.

Конечные продукты метаболизма

1. аминокислоты

2. вода

3. глюкоза

4. мочевина

5. углекислый газ Ответ: 2,4,5

Выберите правильный ответ.

Субстратами биологического окисления могут быть:

1- крахмал, гликоген, лактоза, липиды пищи

2- собственные белки крови и тканей

3- нуклеиновые кислоты и другие высокомолекулярные соединения

1. аминокислоты, глюкоза, ВЖК, оксикислоты, глицерол Ответ: 4

Выберите правильные ответы.

Ферменты тканевого дыхания различаются:

1- химическим строением кофакторов

2- величиной редокс-потенциала

3- механизмом действия

1. принадлежностью к разным классам ферментов Ответ: 1,2,3

Выберите правильные ответы.

Типы дыхательных цепей различаются:

1- субстратами окисления

1. числом участвующих ферментов

2. величиной редокс-потенциала окисляемого субстрата

3. локализацией в органоидах клетки Ответ: 1, 2,3

Выберите правильные ответы.

Биологической сущностью I стадии биологического окисления является

1. образование более сложных молекул

2. включение I общего пути катаболизма

3. образование центрального ключевого метаболита – ацетил-КоА

4. участие исключительно окислительно-восстановительных процессов Ответ:2, 3

Выберите правильный ответ.

Выберите ферменты, катализирующие реакцию, непосредственно сопряженную с синтезом АТФ в митохондриях:

1. АТФ-синтаза

2. НАДНН⁺ – дегидрогеназа

3. QН₂ - дегидрогеназа

4. НАД- зависимая - дегидрогеназа

5. цитохромоксидаза Ответ 1

Выберите правильные ответы.

Ферменты класса оксидоредуктаз:

1. простые ферменты

2. холоферменты

3. мультиферментные комплексы

4. переносчики электронов

5. находятся только в цитозоле клетки

6. находятся в митохондриях и цитозоле Ответ 2, 6

Установите правильную последовательность расположения ферментов в дыхательной цепи при окислении изоцитрата:

1. цитохром в

2. СоQ (убихинон)

3. первичная НАД-зависимая дегидрогеназа

4. цитохром с

5. цитохром с₁

6. цитохромоксидаза аа₃

7. НАДНН-ДГ ( ФМН-зависимая) Ответ 3,7, 2, 1, 5, 4, 6

Выберите правильные ответы.

В процессе тканевого дыхания происходит:

1. окисление восстановленных кофакторов

2. транспорт водорода (электронов и протонов) от окислемых субстратов на

кислород воздуха

3. образование конечного продукта биологического окисления СО₂

4. восстановление кислорода (полное)

5. образование конечного продукта биологического окисления – эндогенной

воды

6. максимальное извлечение энергии из окисляемых субстратов

7. использование газообразного водорода Ответ 1, 2, 4, 5, 6

Установите правильную последовательность расположения ферментов в дыхательной цепи при окислении сукцината:

1 -СоQ (убихинон)

1. -цитохром в

2. -первичная анаэробная ФАД-зависимая дегидрогеназа

3. -цитохром с

4. -цитохром с₁

5. -цитохромоксидаза аа₃ Ответ 3, 1, 2, 5. 4, 6

Выберите правильный ответ.

Сколько молей АТФ может синтезироваться при окислении 1 моль пирувата до Ацетил – КоА

1. 3 моль

2. 5 моль

3. 12 моль

4. 15 моль Ответ 1

Практические навыки, которыми должен овладеть студент

Писать дыхательные цепи с разными органическими субстратами, при этом отличать их по энергетическому выходу.

Темы реферативных сообщений по теме

Хемиосмотическая теория Митчелла.