Раздел 3

Ферменты

Занятие 1

Общие вопросы

1. Что такое катализаторы? Что такое ферменты? (Дайте определения). Сколько в настоящее время известно индивидуальных ферментов? Только ли белки могут быть ферментами?

2. Охарактеризуйте биологическую роль ферментов.

3. Назовите отличия (7) ферментов от неорганических катализаторов.

4. Что подразумевают под внутренней энергией системы? Что обозначают как связанная энергия системы? Что понимают под свободной энергией системы?

5. Охарактеризуйте типы (3) химических реакций с точки зрения термодинамики.

6. Что называют энергетическим барьером реакции? Что такое энергия активации? Что понимают под «активированным (переходным) состоянием»?

Теории ферментного катализа

1. Назовите и охарактеризуйте теории (2) действия ферментов. Изобразите схематически протекание реакции превращения субстрата S в продукт реакции Р по теории промежуточных соединений.

2. Объясните в общем виде механизм действия ферментов, исходя из теории фермент-субстратных комплексов.

3. В чем заключается биологическая роль ступенчатости биохимических процессов в живых системах?

Структура ферментов

10. Перечислите свойства (не менее 8) ферментов, обусловленные их белковой природой. Что такое рибозимы и абзимы?

11. Являются ферменты простыми или сложными белками? Сколько полипептидных цепей содержат ферментные молекулы? Являются ферменты глобулярными или фибриллярными белками? Как расположены гидрофильные и гидрофобные радикалы аминокислот в молекулах ферментов?

12. Дайте определения понятиям «холофермент», «апофермент», «кофактор», «кофермент», «простетическая группа фермента».

13. Что называют активным центром ферментов? (Дайте определение). Охарактеризуйте активный центр у ферментов – простых белков и у ферментов – сложных белков. Опишите, как формируется активный центр фермен­та, какие связи участвуют в его образовании.

14. Перечислите функциональные группы аминокислот (не менее 7), которые могут участвовать в формировании активного центра фермента.

15. Перечислите коферменты (не менее 14), возникающие из витаминов. При ответе в скобках указывайте названия, витаминов, входящих в структуру коферментов.

16. Перечислите коферменты (не менее 10), не являющиеся производными витаминов.

17. Назовите металлы (8—10), которые могут выполнять роль кофакторов в ферментативных реакциях.

18. Перечислите функции (8) белковой части ферментной молекулы.

19. Перечислите функции (4) кофакторов (коферментов и ионов металлов) в ферментной молекуле.

Структура и функция коферментов

20. Напишите формулу НАД+. Дайте полное название этого кофермента. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержащие НАД+, и их функцию.

21. Напишите формулу НАДФ+. Дайте полное название этого кофермента. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержащие НАДФ+, и их функцию.

22. Напишите формулу ФАД и отделите чертой ту часть молекулы, которая представляет ФМН. Дайте полное, название этих коферментов. Обведите в формуле ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержащие флавиновые коферменты, и их функцию.

23. Напишите формулу ТПФ. Дайте полное название этого кофермента. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержащие ТДФ, и их функцию.

24. Напишите формулу ПФ. Дайте полное название этого кофермента. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представ­ляет собой витамин. Назовите этот витамин. В каких обменных процессах участвуют ферменты, содержащие ПФ?

25. Напишите формулу КоА-SH и отделите чертой ту часть молекулы, которая представляет 4'-фосфопантетеин. Дайте полное название кофермента А. Обведите в формуле ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержа­щие KoA-SH, и их функцию.

26. Напишите формулу ТГФК. Дайте полное название этого кофермента. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Какие реакции катализируют ферменты, содержащие ТГФК?

27. Напишите формулу биоцитина. Обведите в формуле кофермента ту ее часть, которая представляет собой витамин. Назовите этот витамин. Назовите ферменты, содержащие биоцитин, и их функцию.

28. Напишите формулу липоевой кислоты. Является она витамином или коферментом? Какие вещества (2) подвергаются превращениям при участии липоевой кислоты? Каков характер этих превращений?

29. Напишите формулу аскорбиновой кислоты. Коферментом каких ферментов она является? Какова их функция?

30. Напишите формулу дигидроптеридина. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

31. Напишите формулу АДФ. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

32. Напишите формулу УДФ. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

33. Напишите формулу ЦДФ. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

34. Напишите формулу гема. Коферментом (простетической группой)¹каких ферментов он является? Какова их функция?

35. Напишите формулу коэнзима Q. Дайте ему другое название, Какова его функция?

36. Напишите формулу S-аденозилгомоцистеина. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

37. Напишите формулу ФАФ. Коферментом каких ферментов он является? Какова их функция?

38. Напишите формулу глутатиона. Какова его роль в обменных процессах?

39. Напишите формулы цАМФ и цГМФ. Какова их роль в обменных процессах?

40. Назовите кобамидные коферменты. Производными какого витамина они являются? Какова функция ферментов, содержащих кобамидные коферменты?

ФЕРМЕНТЫ

Занятие 2

Механизм действия ферментов

1. Охарактеризуйте участки (2) активного центра ферментов. Какова их функция?

2. С помощью каких связей (5) происходит присоединение субстрата к активному центру фермента? Каково значение многоточечного контакта фермента с субстратом?

3. В чем суть теории Кошленда – индуцированного соответствия фермента и субстрата в процессе их контакта? Какова роль возникающих при этом напряжений?

4. В чем сущность кислотно-основного, а также «нуклеофильного» и электрофильного катализа ферментативных реакций?

5. Назовите и напишите формулы нуклеофильных группировок (4), встречающихся в активных центрах ферментов. В радикалах каких аминокислот эти группы находятся? Как они действуют в процессе акта катализа?

6. Что представляют собой электрофильные группы (3 типа), встречающиеся в активных центрах ферментов? В каких структурах они находятся? Как они действуют в процессе акта катализа?

7. Охарактеризуйте микросреду активного центра фермента. Какова ее роль в процессе акта катализа?

8. Что понимают под «цепью переноса заряда»? Каково ее значение в акте катализа?

9. Какие эффекты (3) в процессе акта катализа способствуют ускорению протекания реакции? Чем они обусловлены?

Мультиферментные системы

10. Что обозначают как мультиферментные системы? Назовите и охарактеризуйте их типы (3). В чем заключаемся их биологическая роль. Что такое метаболон?

Множественные формы ферментов

11. Что такое множественные формы ферментов? Что такое изоферменты? Как они иначе называются? (Приведите еще 2 наименования). Чем различаются множественные формы ферментов и изоферменты друг от друга?

12. Что лежит в основе существования изоферментов и множественных форм ферментов? Каково биологическое значение существования множественных форм ферментов?