Билет 1

1) Ферменты – высокоспец. Белки ке ускоряют хим. реакции в организме.

Альфа Амилаза учасивует при гидролизе крахмала и гликогена

Сахараза при гидролизе сахарозы

Каталаза – катализирует расщепление перекиси водорода и препятствует их накоплении в организме.

2)график от скорости.

С повышением t до определенного уровня (оптимум) скорость хим. Реакции увеличивается. Дальнейшие увеличение t приводит к денатурации фермента и тем самым скорость хим реакции уменьшиться.

3)

Кофермент Q жирораастворимый хинон.

Ф-ия перенос электронов между комплексами 13 34

Класс флавинзависимая дегидрогеназа.

4)Альфа амилазы слюны относит к гидрогеназам.

Спец.субстратам для амилазы является полисахариды (крахмал,гликоген).При гидролизе крахмала с амилазой слюны образ. несколько промежуточных продуктов,а конечные продукты как мальтоза и глюкоза дают пробу Троммера.

А сахароза в гидрорлизе с амилазой ,конечные продукты не дают пробу Троммера.Поэтому с помощью пробы Троммера можно выявить произошел ли гидролиз сахарозы.В нашем случае нет.И тем самым можно сказать,что сахароза не является спец.субстратов для амилазы.

5) НАДН + Н + Q === HAД + QH2

Н +2е

3+ комплекс 3 + 2+

QH2 + 2e (Fe) ===== Q +2 H +2 e (Fe )

2+ комплекс 4 3+ 4-

4 e (Fe ) +Q == 4e (Fe ) + О2

_ цитохром

_ оксидаза

О2 + 4 е +4 Н ==== 2 H2O

Комплекс 1 НАДН дегидрогеназа Ф-ует QH2 редуктаза

Комплекс 3 Цитохромы в и с1 Ф-ует QH2 дегидрогеназа

Комплекс 4 Цитохромы а и а3 Ф-ует цитохромоксидаза

Комплекс 2 Сукцинатдегидрогеназа.

Пункты сопряжения.

Комплекс1 комплекс 3 комплекс 4

ФМН FeS цит б FeS цит с3 цит а цит а3

АДФ + Р АТФ АДФ + Р АТФ АДФ + Р АТФ

Местосопряжения 1 Местосопряжения2 Местосопряжения3

Билет 2

1)Отличие: Ферменты обладают высокой специфичностью.

-ферментативная реакция происходит при t 37 постоянном атмосферным давлением и физиологическом значении.

-Скор фермент. ре-ции выше чем у неорганических катализаторов.

Особенности при t инак

- при гидролизе распад на АК как и белки.

- Синтез из АК по ген.коду искусственных белков ,обладающих каталитическими свойствами ,присущими натуральным ферментам.

Скор реакции зависит от t pH среды.

Ск реакции ферментов опред изменением кол-ва субстрата или продукта за ед.времени.

Ск ферментативной реакции зависит от кат-й акт-и фер

2) Зависимость V от кол. фермента.

3)НАДН (измен в бенз. Кольцо) в книге есть.(308)

Функционирует как КоQ редуктаза

Способность промежуточного переносчика ионов водорода (Н) за счет амидоникотиновый кислоты ,(происходит обратимое гидрирование.)

4)Заболевание диагнос-я по измен активности фер-в.

Синдром Катахара- недостаток или отсутствие каталазы.

Хронический панкреатит-снижение ур-ня панкреатической липазы.

Рахит-повышение щелочной фосфатазы.

Заболевание моче выдел.системы (уреаза)

5)Биол-е Окис.- распад орган веществ в живых тканях сопровож-ся потреблением О2и выделением СО2 и Н2О и образ биологических видов энергии.

-В живой природе протекает при низкой t и с участием воды.

-Окисляется глюкоза в живых клетках (внутренний мембране митохондрии) и основная F энергетическое обеспечение метоболизма.

-окислительное фосфолирование -один из важнейших компонентов клеточного дыхания, приводящего к получению энергии в виде АТФ из АДФ с Н3РО4.

НАДН + Н + Q === HAД + QH2

Н +2е

3+ комплекс 3 + 2+

QH2 + 2e (Fe) ===== Q +2 H +2 e (Fe )

_ 2+ комплекс 4 _ 3+ 4-

4 e (Fe ) +Q == 4e (Fe ) + О2

_ цитохром

_ оксидаза

О2 + 4 е +4 Н ==== 2 H2O

Комплекс 1 НАДН дегидрогеназа Ф-ует QH2 редуктаза

Ком 3 Цитохромы в и с1 Ф-ует QH2 дегидрогеназа

Ком 4 Цитохромы а и а3 Ф-ует цитохромоксидаза

Ком 2 Сукцинатдегидрогеназа.

Билет№3

1)Классификация ферментов

1. Оксидоредуктазы, катализирующие овр

: аэробные и анаэроб дегидрогеназы, цитохромы, каталаза и пероксидаза;

2. Трансферазы, катализир-е реакции межмолекулярного переноса

различных химических групп и остатков: метил- и формилтрансферазы, ацетилтрансферазы, амино-, фосфотрансферазы.

3. Гидролазы, катал-е реакции гидролиза внутри-

молекулярных связей:эстеразы, гликозидазы, фосфатазы и пептидогидролазы.

4. Лиазы (синтазы), катализ-ерасщепление или образование

связи без участия окисления или гидролиза: фумарат-гидратаза, карбокси-лиазы, амидин-лиазы.

5. Изомеразы, катализ-е реакции изомеризации:рацемазы,эпимеразывнутримол-ные оксидоредуктазы и трансеразы.

6. Лигазы (синтетазы), катализирующие реакции присоединения,

сопряженные с разрывом макроэргической связи в АТФ или ГТФ, ЦТФ, УТФ,

ТТФ:L-глутамат, аммиак лигаза.

Амилаза и сахараза – класс гидролаз,

2)ФАДН2:

FAD — флавинадениндинуклеотид — кофермент, принимающий участие во многих окислительно-восстановительных биохимических процессах. FAD существует в двух формах — окисленной и восстанов-й, его биохимическая функция, как правило, заключается в переходе между этими формами. FAD может быть восстановлен до FADH2, при этом он принимает 2 атома H. Молекула FADH2 является переносчиком E и восстанов-й кофермент может быть использован как субстрат в реакции окислительного фосфорилирования в митохондрии. 

3) График зависимости скорости от рН:

При постоянной температуре любой фермент работает наиболее эффективно в узких пределах рН. Оптимальным считается то значение рН, при к-ом реак протекает с макс скор-ю.

При более выс и более низ рН активность фермента сниж. С пониж рН возраст кислотность и увел концентрация Н⁺-ионов.

Увел к-во полож зарядов в среде. Сдвиг рН меняет заряд ион-ых кислотных и основ групп, что ведет к разруш-ию ионтсвязей, участ-их в поддержании специфичной формы молекул фер. В результате измен форма молекул фер и в первую очередь форма его актив центра. При слишком резких сдвигах рН фер денатурирует.

4)Метод определения активности альфа-амилазы по Вольгемуту:

Вольгемута метод — определение активности амилазы (диастазы) в биологических жидкостях (слюне, моче, крови и др.). Активность фермента измеряется амилаз единицами, т. е. числом миллилитров 0,1% раствора крахмала, расщепленного в течение 30 мин. при t° 45 9 1 мл исследуемого раствора. Например, в норме активность амилазы в моче равна 16—64. Повышенн значения наблюдаются при панкреатите, заболеваниях желчных путей и др., пониженные значения вплоть до нуля — при почечной недостаточности.

5) Аденозинтрифосфа́т — нуклеотид, играет важн роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохим проц, прот-их в живых системах. АТФ был открыт в 1929 году Карлом Ломанном[1], а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке.

Аэробный путь ресинтеза АТФ - это основной, базовый способ образования АТФ, протек-й в митохондриях мышечных клеток. В ходе тканевого дыхания от окисляемого вещества отнимаются два атома водорода и по дыхательной цепи передаются на молек кислород - 02, доставляемый кровью в мышцы из воздуха, в результате чего возникает вода. За счет E, выделяющейся при образовании воды, происходит синтез АТФ из АДФ и фосфорной кислоты. Обычно на каждую образовавшуюся молекулу воды приходится синтез трех молекул АТФ.

В упрощенном виде ресинтез АТФ аэробным путем может быть представлен схемой:

Чаще всего H отнимается от промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот - цикла Кребса. Цикл Кребса - это завершающий этап катаболизма, в ходе которого происходит окисление ацетилкофермента А до С02 и Н20. В ходе этого процесса от перечисленных выше кислот отнимается 4 пары атомов водорода и поэтому образуется 12 молекул АТФ при окислении одной молекулы ацетилкофермента А.

В ферменте выделяют 2 части:1)ак цен –уник комбинация Акных остатков,который принимает участие в ферм.р-ях.Состоит из :

-якорной площадки,который имеет высокое сродство с субстратом.

-каталитический центр,который отвечает за саму р-ю.

2)аллостерический центр связывает обычные низкомолекулярные вещества,молекулы,которые отличаются по структуре от субстратов.Присоединение сюда эффектора изменяет конфигурацию активного центра и снижает или повышает экзиматическую активность.

Сериновые протеазы (сериновые эндопептидазы) — ферм, способные разрезать белки рассечением пептидных связей и отличающиеся от других протеаз наличием в своём активном центре аминокислоты серина. Сериновые протеазы содержатся как у эукариотов, так и у прокариотов.Пример: Трипсин • Химотрипсин • Эластаза.

2. Кривая уравнения Михаэли-

са-Ментен: гиперболическая зависи-

мость начальных скоростей катализиру-

емой ферментом реакции от концентра-

ции субстрата.

Km-констатнта Михаэлиса-это та концентрация субстрата ,при котором скорость Vo=1\2Vmax.Чем больше величина Кm,тем медленнее происходит "насыщение"фермента,т.е. тем меньше его сродство к субстрату.

Одним из наиболее существенных факторов, определяющих скорость ферментатив-

ной реакции, является концентрация субстрата (или субстратов) и продукта

(продуктов). При постоянной концентрации фермента скорость реакции

постепенно увел, достигая определенного максимума

, когда дал-ее увеличение кол-ва субстрата практически

не оказывает влияния на скорость ферментативной реакции. В таких

случаях принято считать, что субстрат находится в избытке, а фермент

полностью насыщен, т.е. все молекулы фермента связаны с субстратом.

Ограy-им скорость реакции фактором в последнем случае ста-

новится концентрация фермента. Именно при этих условиях определяют

величину макс скорости (Vmax) и значения константы Михаэлиса

(Km)

3.ЦИТОХРОМЫ, сложные белки — переносчики электронов, простетическая группа которых представлена гемом. Содержатся в клетках всех организмов. Локализованы в мембранах митохондрий, хлоропластов, хроматофоров, эндоплазматического ретикулума и в других мембранных структурах, участвуют во всех основных группах окислительно-восстановительных процессов, протекающих в живых клетках, — дыхании, фотосинтезе, микросомальном окислении. Как правило, образуют так называемые цепи, по которым электроны последовательно переносятся от донора к конечному акцептору. При функ-ии цитохромов и переносе восс-ых эквивалентов обратимо изменяется уровень окисления прост-ой группы [Fe(II) <—> Fe(III)]. Формула простетической группы цитохрома.рисунок

4. α-амилаза гидролизует крахмал с образованием конечных

продуктов, не дающих цвет реакции с йодом. При взаимодействии крахмала с йодом,образуется окрашенный комплекс, оптическая плотность которого при 640 нмпропорциональна концентрации негидрол-ого крахмала. Активность α-амилазы оценивают по уменьшению интенсив окраски. Активность α-амилазы выражают в миллиграммах или граммах крахмала, гидролизованного 1 л исследуемого образца за

1 сек инкубации при 37 oС.

5.Дыхательная цепь представляет собой ряд белковых комп-ов, встроенных во внутр митохондриальную мембрану (рис. 210). Существуют три глав ферментных комплекса. Первый, НАД•Н-дегидрогеназный комплекс принимает электроны от НАД•Н и переносит их во второй комплекс — комплекс Ь—с1 который в свою очередь переносит их на цитохромоксидазный комплекс, а он их передает на O2, в результате чего образуется H2O. На этом окисление заканчивается. Цитохромоксидаза переносит e-ы с цитохрома с на кислород, помимо гема содержит ионы меди,которые,меняя валентность,участвуют в переносе e

Субстратом для комплекса 1 и 2 являюся орган в-ва.

Отношение количества фосфорной кислоты (Р), использованной на фосфорилирование АДФ, к атому кислорода (О), поглощённого в процессе дыхания, называют коэффициентом окислительного фосфорилирования и обозначают Р/О. Следовательно, для NADH Р/О = 3, для сукцината Р/О - 2.

Билет №5.

1) Ингибирование ферментов. Ингибитор – это вещество, вызывающее специфическое снижение активности фермента. Инактивация – это, например, денатурация белка в результате действия денатурирующих агентов.По прочности связывания ингибитора с ферментом ингибиторы делят на обратимые и необратимые.Необратимые ингибиторы прочно связаны и разрушают функциональные группы молекулы фермента, которые необходимы для проявления его катал активн-и. Все процедуры по очистке белка не влияют на связь ингибитора и фермента. Пр.: действие фосфороргани соед-ий на фермент – холинэстеразу. Хлорофос, зарин, зоман и др. Фосфороргие соедин-ия связываются с активным центром холинэстеразы. В результате происходит фосфорилирование каталитических групп активного центра фермента. В следствии молекулы фермента, связанные с ингибитором, не могут связываться с субстратом и наступает тяжелое отравление.

Также выделяют обратимые игнибиторы, например прозерин для холинэстеразы. Обратимое ингибирование зависит от концентрации субстрата и ингибитора и снимается избытком субстрата.

По механизму действия выделяют:

- конкурентное ингибирование;

- неконкурентное ингибирование;

- субстратное ингибирование;

- аллостерическое.

1) Конкурентное (изостерическое) ингибирование – это торможение ферментативной реакции, вызванное связыванием ингибитора с активным центром фермента. При этом ингибитор имеет сходство с субстратом. В процессе происходит конкуренция за активный центр: образуются фермент-субстратные и ингибитор-ферментные комплексы. E+SES EP E+P; E+I E. Пр.: сукцинатдегидрогеназная реакция [рис. COOH-CH2-CH2-COOH(над стрелкой СДГ, под ФАДФАДН2) COOH-CH=CH-COOH]. Истинным субстратом этой реакции является сукцинат (янтарная к-та). Ингибиторы: малоновая к-та (COOH-CH2-COOH) и оксалоацетат (COOH-CO-CH2-COOH). [рис. фермента с 3 дырками+ субстрат+ ингибитор= комплекс ингибитора с ферментом]

Пр.: фермент холинэстераза катализ-ет превращ-ие ацетилхолина в холин: (CH3)3-N-CH2-CH2-O-CO-CH3 (над стрелкой ХЭ, под – вода) CH3СOOH+(CH3)3-N-CH2-CH2-OH. Конкурентными ингибиторами являются прозерин, севин.

2) Неконкурентное ингибирование – торможение, связанное с влиянием ингибитора на каталит-ое превращение, но не на связывание фермента с субстратом. В этом случае ингибитор может связываться и с актив центром (каталитический участок) и вне его.

Присое-ие ингибитора вне активного центра приводит к изменению конформации (третичной структуры) белка, вследствие чего изменяется конформация активного центра. Это затрагивает каталитический участок и мешает взаимодействию субстрата с активным центром. При этом ингибитор не имеет сходства с субстратом и это ингибирование нельзя снять избытком субстрата. Возможно образование тройных комплексов фермент-ингибитор-субстрат. Скорость такой реакции не будет максимальной.

К неконкурентным ингибиторам относят:

- цианиды. Они связ-ся с атом железа в цитохромоксидазе и в результате этого фермент теряет свою актив-ть, а т.к. это фермент дыхательной цепи, то нарушается дыхание клеток и они гибнут - ионы тяжёлых мет и их органические соединения (Hg, Pb и др.). Механизм их действия связан с соединением их с различными SH-группами. [рис. фермента с SH-группами, иона ртути, субстрата. Все это соединяется в тройной комплекс]

- ряд фармак средств, которые должны поражать ферменты злокачественных клеток.

3) Субстратное ингибирование – торможение ферменой реакции, вызванное избытком субстрата. Происходит в результате образования фермент-субстратного комплекса, неспособного подвергаться катал превращению. Его можно снять и уменьшить концентрацию субстрата. [рис. связывания фермента сразу с 2 субстратами]

4) Аллостерическое ингибирование – торможение ферментативной реакции, вызванное присоединением аллостерического ингибитора в аллостерическом центре аллостерического фермента. Такой тип ингибирования характерен для аллост фер-в, имеющих четвертичструктуру. В качестве ингибиторов могут выступать метаболиты, гормоны, ионы металлов, коферменты.

Механизм действия:

а) присоед ингибра к аллост центру;б) изменяется конформация фермента;в) изменяется конформация активного центра;

г) нарушается комплиментарность активного центра фермента к субстрату;

д) уменьшается число молекул ES;

е) уменьшается скорость ферментативной реакции.

[рис. фермент с 2 дырками, к одной аллостерический ингибитор и вторая меняет форму]

К особен аллостерических ферментов относят ингибирование по отрицателтной обратной связи. при конкурентном ингибировании увеличивается константа Михаэлиса, а макс скорость ферментативной реакции остается неизменной.

При неконкурентном ингибировании максимальная скорость реакции умен, а константа Михаэлиса остается неизменной.

Пенициллин, одно из самых известных и распрстраненных лекарств, применяется для лечения ряда инфекционных заболеваний. Пенициллин необратимо ингибирует фермент бактерий гликопептид-трансферазу. Этот фермент участвует в синтезе бактериальной стенки, и поэтому в присутствии пенициллина размножение бактерий невозможно. Гликопептид-трансфераза содержит остаток серина в активном центре (сериновая петид-гидролаза) В МОЛЕКУле пенициллина есть амидная связь, по свойствам сходная с пептидной связью. В результате разрыва этой связи, катализируемого ферментом, остаток пенициллина оказ необратимо связанным с фер

2) Скор фер реакций , как всяких других, зависит от температуры: при пов темперна каждые 10 градусов С скорость увел-ся примерно вдвое. Однако для фермен-ых реакций это правило справедливо лишь в области низких температур – до 50-60градусов.Приболее высоких темп-х ускоряется денатурация фермента, что означает умен-е его количества; соответственно снижся и скорость реакции. При 80-90 градусах бол-тво ферментов денат-ся практически мгновенно. Кол-ое определение ферментов рекомендуется проводить при 25 градусах.

3) рисунок

45рисунок

Ферменты участвующие:

НАДН-дегидрогеназа ФМН-содержащий фермент фермент. В процессе реакции водород сначала присоединяется к ФМН, соединенному с ферментом, а затем передается на убихинон.

Цитохромы – Гемопротеины, геминовые ферменты. Атом железа в Ц. меняет валентность присоединяя или отдавая электрон.

Комплекс I (НАДН дегидрогеназа) окисляет НАД-Н, отбирая у него два электрона и перенося их на растворимый в липидах убихинон, который внутри мембраны диффундирует к комплексу III. Вместе с этим, комплекс I перекачивает 4 протона из матрикса в межмембранное пространство митохондрии.

Комплекс II (Сукцинат дегидрогеназа) не перекачивает протоны, но обеспечивает вход в цепь дополнительных электронов за счёт окисления сукцината.

Комплекс III (Цитохром bc1 комплекс) переносит электроны с убихинона на два водорастворимых цитохрома с, расположенных на внутренней мембране митохондрии. Убихинон передаёт 2 электрона, а цитохромы за один цикл переносят по одному электрону. При этом туда также переходят 2 протона убихинона и перекачиваются комплексом.

Комплекс IV (Цитохром c оксидаза) катализирует перенос 4 электронов с 4 молекул цитохрома на O2 иперекачивает при этом 4 протона в межмембранное пространство. Комплекс состоит из цитохромов a и a3, которые, помимо гема, содержат ионы меди.

Кофермент Q (кофермент Q10, убихинон, ubiquinone, coenzyme Q10, coenzyme Q) — это группа коферментов —бензохинонов, содержащих хиноидную группу (отсюда обозначение Q) и содержащих несколько изопрениловыхгрупп (например, 10 в случае кофермента Q10

Перенос электронов в ЦПЭ происходит, потому что электроны всегда стремятся переходить от электроотрицательных систем к электроположительным.

Вроде 3 молекулы АТФ.

Билет8