- •Вопросы по «Ксенобиологии»
- •Особенности биотрансформации, поступления и выведения кс у разных организмов.
- •Общие представления об избирательном действии кс. Определение понятия избирательности. Роль физико-химических свойств кс в процессах избирательности.
- •Тестирование биологической активности кс. Стандартизация и подбор тест-систем. Специфические и неспецифические модели (тест-объекты).
- •Процессы метаболического превращения кс
- •8. Принципы организации системы тестирования биологической активности ксенобиотиков. Биологический эпиморфизм. Основные цели биотестирования.
- •9. Биоаккумулирование ксенобиотиков. Коэффициент накопления. Одно- и многоразовые дозы.
- •Многоячеечные системы
- •10. Характеристика факторов, влияющих на биоаккумулирование ксенобиотиков. Трофические цепи и экологические пирамиды.
- •11. Характеристика вредного влияния ксенобиотиков на экосистемы: критерии вредного влияния, последствия и формы, зависимость от времени.
- •12. Разнообразие видов биологической активности, причины ее обуславливаю-щие. Системы классификации биологического действия ксенобиотиков.
- •13.Система оценки первичной безопасности ксенобиотиков: характеристика тест-объектов и тест-реакций.
- •Примерный перечень тест-объектов и тест-реакций, используемых в системе первичной оценки безопасности ксенобиотиков
- •14. Экологический мониторинг среды. Биотесты и биоиндикаторы. Использование приемов биотестирования в системе экологического мониторинга.
- •15.Простая и облегченная диффузия ксенобиотиков через биологические мембраны, их отличительные черты.
- •Облегченная диффузия в отличие от простой, может ингибироваться некоторыми соединениями (иногда в весьма малых концентрациях), которые блокируют переносчик.
- •16.Влияние физиологических, генетических и факторов окружающей среды на биотрансформацию ксенобиотиков.
- •17.Основные пути поступления и выведения гидрофильных и гидрофобных ксенобиотиков живыми организмами.
- •18.Характеристика основных процессов поведения ксенобиотиков в экосистемах. Роль адсорбции и перемещения.
- •19.Экологическая опасность процессов разрушения ксенобиотиков в биоценозах.
- •20. Реакции метаболического окисления органическихксенобиотиков, основныетипы и ферменты.
- •21. Общая схема и основные реакции конъюгации в живых системах. Ферменты,катализирующие эти реакции.
- •Антагонизм, аддитивность и синергизм биологического действия кс. Примеры синергизма и схема антагонистических взаимодействий.
- •23.Образование хелатных комплексов. Характеристика лиганд (хелатирующих агентов). Сродство, коэффициент устойчивости.
- •24.Концепция рецепторов. Критерии отнесения молекулы к рецептору. Регуляция внутриклеточных процессов с участием вторичных мессенджеров.
- •25.Амфифильные кс, их классификация (на примере пав). Характеристика этапов их взаимодействия с биологическими мембранами, характер изменения селективности мембраны.
- •26. Роль физико-химических факторов в превращениях ксенобиотиков в окружающей среде
- •1.Фотохимические превращения.
- •2.Окислительно-восстановительные превращения.
- •3.Гидролиз.
- •4.Конъюгация ксенобиотика
- •27.Химиобиологические закономерности кс и подходы, используемые для их установления.
- •28.Понятия токсичности и опасности кс для живых систем. Яды и токсины. Приемы классификации.
- •29 Реакции метаболического восстановления и гидролиза органических ксенобиотиков, основные типы и ферменты.
- •1)Восстановление альдегидов и кетонов в спирты под действием алкогольдегидрогеназ.
- •4) Немикросомное метаболическое восстановление:
- •1)Гидролиз эфиров карбоновых кислот
- •2) Гидролиз амидов, гидразидов и нитрилов
- •3) Гидролиз фосфорорганических веществ
- •30) Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: определение и характеристика основных механизмов.
- •31) Характеристика процессов адсорбции ксенобиотиков. Изотерма Лэнгмюра.
- •32) Экологическая и токсикологическая характеристика оксидов азота, серы и фторсодержащих углеводородов
- •33. Экологическая и токсикологическая характеристика тяжелых металлов
- •34) Экологическая и токсикологическая характеристика пестицидов, удобрений и биогенных элементов
- •Экологическая и токсикологическая характеристика органических ксенобиотиков: полихлорбифенилы, нефть и нефтепродукты, поверхностно-активные вещества.
- •Виды мембранотропных эффектов. Типы мембранотропности кс.
- •Описание процессов связывания молекул кс с активными сайтами биологических мембран в отсутствии диффузионных ограничений.
- •Модели биофазы и Хилла, их использование для описания закономерностей взаимодействия веществ с активными центрами биологических мембран.
- •Пиноцитоз и фагоцитоз кс. Основные этапы.
- •Пассивный транспорт кс. Общие закономерности, виды пассивного транспорта. Движущие силы пассивного транспорта.
- •Масштабы химического загрязнения биосферы. Основные типы и причины роста глобального химического загрязнения.
- •1) Газообразные вещества:
- •2) Тяжелые металлы
- •4) Органические соединения.
- •Связь процессов ионизации молекул кс с их биологической активностью
- •Кс, обладающие большей биологической активностью в ионизированном состоянии.
- •2)Кс, обладающие большей биологической активностью в неионизированном состоянии.
- •3) Кс, проявляющие биологическое действие в виде ионов и неионизированных молекул.
- •44. Поверхностные явления в системах воздух-вода, масло (липид) - вода. Классификация поверхностно-активных веществ. Мицеллообразование пав. Виды мицелл.
- •Развитие биологической реакции на действие эффектора. Многоканальная система передачи сигнала.
- •Экологическая и токсикологическая характеристика моно-, диоксида углерода и озона
- •Основные типы химических связей и их роль в процессах связывания эффектора с мембранактивными сайтами (рецепторами).
- •Ионизация, ее природа. Константа и степень ионизации молекул кс.
- •Периоды и этапы формирования представлений о биологической активности химических соединений.
- •Роль природы превращений и процессов перемещения кс для функционального состояния экосистем.
- •Накопление и распределение как один из механизмов избирательного действия кс. Цитологический механизм избирательного действия.
- •Биохимический механизм избирательного действия кс для различных организмов.
- •Удаление или маскировка как один из механизмов биологического действия хелатирующих агентов. Характеристика антидотов.
- •1. Аденилциклазные и ионизитодфосфатные пути передачи внутриклеточного сигнала
- •Влияние наноматериалов на среду
- •Наноматериалы и примеры их токсическогр действия
4) Немикросомное метаболическое восстановление:
а)восстановление дисульфидов (R - S - S - R1). Они расщепляются с образованием тиолов;
б)восстановление двойных связей. Двойные связи некоторых алифатических или алициклических соединений могут становиться насыщенными (например, у циклогексена). Простейшие алкены и алкины часто экскретируются без изменений их структуры;
в)дегидроксилирование. Реакция гидроксилирования, может обращаться. Пример - восстановление замещенных катехолов с двумя ОН-группами до соответствующих замещенных монофенолов под действием гидроксилаз печени или бактерий;
г)восстановление ароматических циклов анаэробными микроорганизмами.
Гидролиз
Сложные чужеродные вещества могут гидролизоваться гидролитическими ферментами (гидролазами), находящимися в печени и плазме крови. некоторые из них находятся в микросомальной фракции печени. В зависимости от субстратной специфичности ферменты, катализирующие данные процессы, относятся к различным группам.
1)Гидролиз эфиров карбоновых кислот
распространены в живых организмах ферменты, катализирующие гидролиз эфиров карбоновых кислот (эстеразы). Их классифицируют по группам веществ, на которые они воздействуют, и по их отношению к ингибиторам:
а) арилэстеразы - гидролизуют ароматические эфиры;
б)карбоксилэстеразы - гидролизуют алифатические эфиры; участвуют в метаболизме многочисленных фосфорорганических инсектицилов;
в) холинэстергидролазы - действуют на эфиры холина;
г) ацетилэстеразы - подобны ферментам, указанным в первой группе, однако они по-другому реагируют на воздействие ингибиторов.
Эфиры карбоновых кислот гидролизуются в организме как животных, так и человека. Гидролиз эфирной связи - начальный этап микробиологической деградации многих пестицидов.
2) Гидролиз амидов, гидразидов и нитрилов
Эти реакции происходят в дополнение к другим реакциям биотрансформации. Гидролиз амидной связи описан при изучении микробиологической деградации фениламидных пестицилов и происхоцит с участием амидаз.
Многие амидазы являются внеклеточными гидролазами. Гидролиз амидов происходит с меньшей скоростью, чем эфиров карбоновых кислот. Иногда на этом эффекте основано действие лекарственных препаратов, имеющих большой период разложения.
3) Гидролиз фосфорорганических веществ
Фосфорорганические вещества гидролизуются с помощью ферментов, атакующих эфирные связи или действующих на ангидриды кислот. К первым из изученных ферментов, расщепляющих связь с фтором, относятся фторгидролаза (обнаружена в различных органах и тканях высших животных). Реакция гидролиза эфира фосфорной кислоты проходит по схеме:
Фермент, гидролизующий связь углерод-кислород в оксирановом кольце, называется эпоксидгидратазой; локализован фермент в ЭР клеток печени, почках, легких и кишечника.
Среди гидролитических ферментов, участвующих в метаболизме ксенобиотиков, особое место занимают β-глюкуронидаза и сульфатаза. β-глюкуронидаза катализирует расщепление эфирных и сложноэфирных связей глюкуронидов и в незначительной степени – эфирных связей серной кислоты. Фермент обнаружен в микросомах и лизосомах печени, почках, селезенке‚ пищеварительном тракте и половых железах животных.
Сульфатаза, гидролизирующая эфирсульфат, находится в микросомах печени человека и животных.
