Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов

Целью работы является установление усиливающего или ингибирующего влияния различных ионов на каталитическую активность ферментов. Так, например, ионы натрия и хлора стимулируют активность амилазы слюны, а ионы меди , наоборот, тормозят ее.

Ход работы. В з пробирки налить по 1 мл разведенной в 10 раз слюны. В первую пробирку добавить 1 мл 1% раствора NaСI, во вторую – 1мл 1% CuSO₄, в третью- 1 мл дистиллированной воды (контроль). После этого в каждую пробирку прилить по 4 мл 0,5% раствора крахмала, пробирки встряхнуть и поместить в водяную баню или термостат с температурой 38С на 10 минут. По истечении указанного времени с содержимым каждой пробирки проделать реакцию на крахмал и пробу Фелинга. Полученные данные занести в таблицу.

N	Субстрат	Фермент	Активатор или ингибитор	Проба на крахмал	Проба Фелинга	Выводы

Задачи по теме

1. При остром панкреатите происходит внутриклеточная активация трипсиногена и химотрипсиногена, в результате чего происходит разрушение тканей поджелудочной железы. Такие лечебные препараты как трасилол, контрикал, гордокс являются структурными аналогами субстратов этих ферментов. На чем основано лечебное действие этих препаратов? (ответ конкурентное ингибирование)

2.Больной с переломом костей голени поступил в травматологическое отделение больницы. Определение активности какого фермента следует провести? (ответ органоспецифичным ферментом является щелочная фосфатаза)

3.На клинической консультации обсуждаются анализы мочи больного панкреатитом и больного с опухолью печени. У первого больного в моче обнаружена амилаза, а у второго – трансаминаза (АЛТ). Почему нарастание амилазы мочи может указывать на внепочечный характер заболевания (панкреатит), а подъем трансаминазы на поражение печени (рак)? (ответ органоспецифичные ферменты – амилаза локализуется в поджелудочной железе, ее деструкция сигнализирует о патологическом процессе, АЛТ преимущественно локализуется в печени)

Вопросы по теме

1. Назовите ферменты, которые используются в клинике в лечебных целях. Укажите, при каких патологических состояниях используются такие ферменты как пепсин, гиалуронидаза, нуклеазы. Каковы причины применения ферментов с лечебной целью? (ответ : пепсин, например, применяют при недостаточной выработке его в желудке в качестве заместительной терапии, найдите и другие примеры.)

2. с какой целью в консервируемые продукты добавляют пищевые кислоты в концентрации 4-6%, чаще всего уксусную. Ответ: Смещается рН среды, при этом белки бактерий денатурируют.

3. Известно, что в настоящее время для физического способа консервирования в промышленных условиях применяют токи УВЧ, которые в течение 30-50 сек. Обеспечивают очень быструю стерилизацию. Объясните биохимический механизм такого метода. Ответ: УВЧ изменяет степень ионизации ионогенных групп остатков аминокислот, при том нарушаются связи, стабилизирующие белковую молекулу, а также изменяется конформация белка, что препятствует связыванию белка с лигандами

4. Объясните, почему при скисании молока оно створаживается? Ответ При скисании молока изменяется рН, белок денатурирует

Решить тестовые задания:

1. Выберите правильный ответ.

Ферменты – это

1. сложные белки;

2. производные витаминов;

3. белки, являющиеся обязательными структурными компонентами клеток

4. биокатализаторы белковой природы.

Ответ - 4

2. Выберите правильный ответ.

Под воздействием ферментов скорость ферментативной химической реакции:

1. уменьшается

2. увеличивается

3. не изменяется

Ответ 2

3. Выберите правильные ответы.

Ферменты

1 – увеличивают скорость химических реакций

2 - термолабильны

3 – в процессе реакции не расходуются

4 – чувствительны к небольшим изменениям рН

5 – увеличивают энергию активации

6 – обладают высокой специфичностью

Ответы 1, 2, 3, 4, 6

4. Выберите правильные ответы.

Небиологические катализаторы:

1 – увеличивают скорость химических реакций

2 - термолабильны

3 – в процессе реакции не расходуются

4 – чувствительны к небольшим изменениям рН

5 – увеличивают энергию активации

6 – обладают высокой специфичностью

Ответы: 1, 5

5. Выберите правильный ответ.

Витамин В₁ входит в состав кофактора:

1. НАД

2. ФАД

3. ТПФ

Ответ -2

6. Выберите правильный ответ.

Витамин В₂ входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

Ответ -2

7. Выберите правильный ответ.

Витамин РР входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

Ответ -1

8. Выберите правильный ответ.

К пиридинзависимым дегидрогеназам относят:

1 – производные витамина В₂

2 – производные витамина РР

Ответ -2

9. Выберите правильный ответ.

Коферменты, содержащие витамин В₂

1- никотинамидные

2-пиридоксалевые

3-флавиновые

4-кофермент А

Ответ -3

10. Выберите правильный ответ.

Изоферменты –это:

1. олигомерные биокатализаторы, гетерогенные по структуре, но изогенные по действию;

2. вещества белковой природы, не обладающие свойствами фермента;

3. ферменты, работающие по принципу конвейера;

4. холоферменты, состоящие из апофермента и кофактора.

Ответ -1

11. Выберите правильный ответ.

Ферменты ускоряют химическую реакцию, так как:

1- в процессе реакции разрушаются;

2- ускоряют тепловое движение молекул субстрата;

3- снижают величину энергии активации реакции

Ответ 3

12. Выберите правильные ответы.

Основные свойства активного центра:

1 - термолабилен

2 – это небелковая часть холофермента

3 – гидрофобен

4 – термостабилен

5 – стабилизирует апофермент

Ответы -2, 3

13. Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при увеличении температуры (выше 40):

1. изменение нативной конформации;

2. разрушение третичной структуры;

3. разрушение активного центра;

4. невозможность образования фермент-субстратного комплекса, а следовательно, и продукта реакции;

5. нарушение комплементарности между активным центром и субстратом.

Ответы все

15. Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при снижении температуры

(от 40 С до 0) является:

1. денатурация ферментного белка;

2. разрыв слабых связей (водородных, гидрофобных)

3. временное замедление активности вследствие снижения кинетических свойств молекул субстрата и фермента;

4. замедление образования фермент-субстратного комплекса;

5. изменению конформации фермента.

Ответы 3, 4

16. Выберите правильный ответ.

Цитоплазматические ферменты имеют оптимум рН при:

1. рН 7

2. рН 7

3. рН= 7

Ответ -3

17. Выберите правильный ответ.

Температура, при которой фермент денатурирует:

1. 0С

2. 80-100С

3. 10-20С

4. 30-40С

Ответ -2

18. Выберите правильные ответы.

Причиной изменения ферментативной активности при увеличении температуры от 50 до 100 С является:

1. нарушение комплементарности между активным центром фермента и субстратом;

2. изменение скорости движения молекул субстрата;

3. разрушение нативной конформации ферментного белка;

4. гидролиз пептидных связей в молекуле фермента.

Ответ -3, 1

19. Выберите правильный ответ.

Специфичность сложного фермента определяется строением

1. апофермента

2. кофермента

Ответ -2

20. Выберите правильные ответы.

Активный центр фермента имеет следующие характерные особенности:

1. это участок, непосредственно взаимодействующий с субстратом и

участвующий в катализе

1. между активным центром и субстратом имеется комплементарность

2. активный центр составляет относительно небольшую часть молекулы фермента

3. в активный центр входят только полярные аминокислоты

Ответы 1, 2,3

21. Выберите правильные ответы.

Основные функции и свойства активного центра

1 – обеспечивает образование фермент-субстратного комплекса

2 - гидрофобное образование в молекуле фермента

3 – относительно небольшой участок молекулы фермента

4 – небелковая часть холофермента

Ответы -все

22. Выберите правильный ответ.

Участок молекулы фермента, ответственный за присоединение субстрата и осуществление ферментативного катализа называется:

1- гидрофобный центр

2- каталитический центр

1. активный центр

2. адсорбционный центр

3. аллостерический центр

Ответ -3

23. Выберите правильные ответы.

Для осуществления ферментативной реакции необходимы:

1. определенная ориентация субстрата в области активного центра фермента

2. взаимное изменение конформации субстрата и фермента

3. наличие аллостерического центра

4. комплементарность формы активного центра фермента и субстрата

Ответ -1, 4

24. Выберите правильный ответ.

Активность аллостерических ферментов регулируется путем присоединения модуляторов к:

1- активному центру

2- кофактору

3 - регуляторному центру

1. каталитическому центру

2. субстратному центру

Ответ -5

25. Выберите правильный ответ.

Активация аллостерических ферментов происходит путем:

1- фосфорилирование фермента

1. взаимодействия пространственно удаленных участков фермента

2. разрыва связей между протомерами

4- кооперативного взаимодействия протомеров

Ответ -4

26. Выберите правильный ответ.

Причиной конформационных изменений, приводящих к изменению активности аллостерических ферментов является:

1- фосфорилирование фермента

2- гидролиз пептидных связей

3- разрыв связей между субъединицами

4- изменение кооперативного взаимодействия субъединиц

Ответ -4

27.Выберите правильный ответ.

Денатурация белка – это

1. разрыв ковалентных связей в полипептидной цепи

2. нарушение вторичной структуры белка за счет разрыва водородных связей

3- нарушение нативной пространственной конформации белка за счет негидролитического разрыва нековалентных связей ответ 3

28. Выберите правильные ответы.

Денатурация белка сопровождается:

1. разрушением большого числа межрадикальных связей

2. уменьшением растворимости белка

3. нарушением пространственной структуры (нативной конформации)

4. изменением первичной структуры ответ 1,2,3

29.Выберите правильные ответы.

При денатурации белков происходит:

1 - уменьшение растворимости белка

2 – обратимое осаждение

3 – необратимое осаждение

4 – сохранение нативной конформации

5 – потеря биологических свойств ответ 1, 3, 5

30.Выберите правильные ответы.

Факторы, вызывающие денатурацию:

1. Температура выше 60-70С

2. Насыщенный раствор (NH₄ )₂SO₄

3. Ионизирующее излучение

4. Сдавление, вибрация

5- Токсины, яды ответ 1, 3,4 ,5

Практические навыки, которыми должен овладеть студент по теме занятия

Должен освоить методы качественного обнаружения ферментов в биологических жидкостях, уметь интерпретировать лабораторные данные.