БиологИческая химия

Углеводы. Моносахариды: определение, общая формула состава, номенклатура (альдозы, кетозы, пентозы, гексозы). Изомерия моносахаридов: структурная (положение функциональной группы, цикло-оксотаутомерия), пространственная (оптическая: D- и L-ряды, антиподы, диастереомеры, аномеры, явление мутаротации; конформационная: С1 формулы - и -D-глюкопиранозы). Гликозидный (полуацетальный) гидроксил. Химические свойства моносахаридов. Реакции, связанные с наличием карбонильной группы: окисление в кислой среде — получение одноосновных (альдоновых) и двухосновных (аровых) кислот; в щелочной среде — реакция «серебряного зеркала», взаимодействие с реактивом Фелинга; восстановление в многоатомные спирты; присоединение (циангидриновый синтез). Реакции циклических форм: алкилирование и ацилирование. Отличие свойств гликозидного гидроксила. Гликозиды. Сложные эфиры фосфорной кислоты, их биологическое значение. Важнейшие представители моносахаридов — рибоза, ксилоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза.

Дисахариды. Два типа дисахаридов (восстанавливающие и невосстанавливающие). Гликозидоглюкозы: мальтоза, лактоза, целлобиоза. Гликозидогликозиды: трегалоза, сахароза. Отличие химических свойств восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов: отношение к реактиву Фелинга, мутаротация. Инверсия сахарозы. Биологическое значение дисахаридов.

Высшие полисахариды. Природные биополимеры. Крахмал, строение. Амилоза и амилопектин, строение цепей. Гидролиз крахмала. Гликоген, целлюлоза.

Обмен углеводов. Пути распада полисахаридов. Ферменты гидролиза и фосфоролиза углеводов. Основные этапы метаболизма глюкозы в организме. Дихотомический и апотомический распад глюкозо-6-фосфата. Обмен пирувата. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Биосинтез углеводов. Механизм первичного образования глюкозы в процессе фотосинтеза и хемосинтеза. Особенности биосинтеза углеводов у гетеротрофов. Трансгликозилирование и его роль в биосинтезе олиго- и полисахаридов. Особая роль нуклеозиддифосфатсахаров в гликозилтрансферазных реакциях.

Белки. Роль белков в построении живой материи и процессах жизнедеятельности. Молекулярная масса и форма белковых молекул. Основные группы аминокислот, входящих в состав белков. Пептидная связь, её строение. Природные пептиды (глутатион, вазопрессин, окситоцин) и их биологическая роль. Уровни организации белковой молекулы: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура (на примерах инсулина, рибонуклеазы, гемоглобина). Типы связей в молекулах белков. Физические свойства белков. Изоэлектрическое состояние белковой молекулы. Денатурация и ренатурация белков. Классификация: простые и сложные белки. Многообразие белков.

Обмен белков. Распад белков в организме и характеристика основных ферментов распада. Метаболизм аминокислот: преобразование аминокислот по аминогруппе и радикалу. Конечные продукты распада аминокислот. Пути связывания аммиака в организме, биосинтез мочевины. Пути новообразования аминокислот в природе, первичные и вторичные, заменимые и незаменимые аминокислоты.

Матричная теория биосинтеза белков. Этапы трансляции: инициация, элонгация, терминация. Активирование аминокислот, характеристика амино-ацил-тРНК-синтетаз. Роль хромосом в биосинтезе белка. Код белкового синтеза. Бессмысленные кодоны и их значение. Значение белкового синтеза.

Каталитическая функция белков. Черты сходства и различия в действии биокатализаторов и катализаторов иной природы. Строение ферментов: субстратный, каталитический и аллостерический центры, их взаимодействие в процессе ферментативного катализа. Ферменты — протеины и ферменты — сложные белки. Коферменты — органические кофакторы ферментов. Механизм действия ферментов, фермент-субстратные комплексы, их роль в понижении энергетического барьера реакции. Свойства ферментов: термолабильность, зависимость активности от значения рН среды, ионной силы раствора, специфичность. Активаторы и ингибиторы ферментов.

Номенклатура и классификация ферментов. Краткая характеристика оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, изомераз, лиаз и лигаз. Промышленное получение и практическое использование ферментов.

Нуклеиновые кислоты. Химический состав нуклеиновых кислот. Характеристика пиримидиновых и пуриновых оснований в составе нуклеиновых кислот. Характеристика углеводов. Два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Различия в их составе, молекулярной массе, локализации в клетке и функциям. Нуклеотиды и нуклеозиды. АТФ и её роль в организме.

Дезоксирибонуклеиновая кислота: нуклеотидный состав, первичная, вторичная и третичная структура. Понятия о комплементарности. Правила Е. Чаргаффа. Свойства ДНК.

Рибонуклеиновые кислоты, их классификация (тРНК, рРНК, иРНК, яРНК, вРНК). Сравнительная характеристика видов рибонуклеиновых кислот по молекулярной массе, нуклеотидному составу, локализации и функциям. Первичная, вторичная и третичная структура тРНК.

Биосинтез нуклеиновых кислот. Репликация ДНК. Роль ДНК-матрицы, ферменты, участвующие в репликации. Транскрипция РНК. Особенности действия РНК-полимеразы. Генная инженерия, её возможности и задачи.

Липиды. Общая характеристика и классификация липидов. Простые липиды — жиры, воски, стериды, их состав и строение. Жиры (триглицериды), их структура и разнообразие в природе. Химические свойства триглицеридов: гидролиз, гидрогенизация. Мыла. Биологическая роль жиров, восков, стеридов. Сложные липиды — фосфолипиды и гликолипиды, их состав и строение. Биологическая роль сложных липидов. Обмен триглицеридов. Ферменты гидролиза липидов. Обмен глицерина. Окисление высших жирных кислот. Обмен ацетил-КоА. Синтез высших жирных кислот. Строение и механизм действия синтетазы ВЖК. Механизм биосинтеза триглицеридов. Фосфатидные кислоты — промежуточные продукты в биосинтезе триглицеридов.