31

Рекомендуемая литература

1.Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология: Учеб. / С. Д. Варфоломеев. -

М.: Академия, 2005. – 480 c.

2.Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е. С. Северина. – 4-е изд., испр. - М.:

Издательский дом ГЭОТАР-МЕД, 2005. – 784 c.

3.Нолтинг, Б. Новейшие методы исследования биосистем / Б. Нолтинг; пер. с

анг. Н. Н. Хромова-Борисова. - М. : Техносфера, 2005. - 256 с. - (Мир биологии и медицины)

Вопросы для самоконтроля

1.Структура активного центра фермента, его функциональные участки.

2.Методы идентификации функциональных групп активного центра.

3.Методы определения концентрации активных центров.

специфичности действия ферментов.

5.Образование фермент-субстратного комплекса. Концепции стерического соответствия «ключ-замок», индуцированного соответствия, напряжения и деформации.

6.Стабилизация переходного состояния ферментативной реакции фермент-субстратном комплексе как фактор, определяющий высокую эффективность биокатализа.

7.Абзимы. Применение.

8.Сериновые протезазы. Характеристика данной группы ферментов,

структура их активного центра, механизм катализа реакции.

9.Рибозимы. Механизм действия.

Ситуационные задания

1.Привести примеры ферментов, обладающих:

-абсолютной специфичностью;

-групповой специфичностью;

32

-стереохимической специфичностью;

-специфичность по отношению к определенному типу реакции.

Раздел 6. ПРИНЦИПЫ РЕГУЛЯЦИИ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ

Тема 10. Регуляция активности индивидуальных молекул фермента

Изостерическая регуляция (регуляция субстратом, кофактором, продуктом реакции). Ретроингибирование - ингибирование анаболических путей их конечными продуктами. Аллостерическая регуляция активности ферментов.

Химическая модификация ферментов. Гликогенфосфорилаза − структура,

механизм действия, регуляция активности. Регуляция активности ферментов внутри- и внеклеточными сигналами.

Необходимый исходный уровень знаний

1.Понятие о субстрате, продукте, кофакторе ферментативной реакции.

2.Понятие об олигомерных белках.

3.Принципы регуляции метаболизма клеток.

4.Внутриклеточные каскады реакций передачи сигналов.

Приобретаемые компетенции (знания, умения и навыки)

1. Представление о возможных путях регуляции ак индивидуальных молекул фермента.

Рекомендуемая литература

1.Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология: Учеб. / С. Д. Варфоломеев. -

М.: Академия, 2005. – 480 c.

2.Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е. С. Северина. – 4-е изд., испр. - М.:

Издательский дом ГЭОТАР-МЕД, 2005. – 784 c.

3.Бокуть, С. Б. Молекулярная биология : учеб. пособие / С. Б. Бокуть, Н. В.

Герасимович, А. А. Милютин. - Минск : Выш. шк., 2005. - 463 с.

33

4.Курганов, Б. И. Физико-химические механизмы регуляции активности ферментов / Б. И. Курганов. – М.: Наука, 1992.

5.Резанов, А. Я. Механизмы регуляции биокатализа / А. Я. Резанов. – К.:

Выща шк., 1989.

6.Степанов, В. М. Молекулярная биология. Структура и функции белков:

учебник / В. М. Степанов; под ред. А. С. Спирина. – М. Изд-во МГУ :

Наука, 2005. – 336 с.

Вопросы для самоконтроля

1.Изостерическая регуляция активности фермента. Примеры.

2.Ретроингибирование. Примеры.

3.Аллостерическая регуляция активности ферментов. Примеры.

4.Химическая модификация ферментов.

5.Регуляция активности ферментов внутри- и внеклеточными сигналами.

Ситуационные задания

1.Разобрать механизмы регуляции активности гликогенфосфорилазы.

2.Разобрать каскады реакций регуляции метаболизма клетки внешними

сигналами. Пути регуляции активности ферментов данных каскадов

реакций.

индукция, механизмы. Регуляция активности ферментов на уровне трансляции мРНК и последующей модификации молекул белка. Образование ферментов из неактивных предшественников (зимогенов). Множественные формы фермента.

Изозимы (изоферменты).

34

Необходимый исходный уровень знаний

1.Понятие о процессах транскрипции и трансляции.

2.Понятие о структурной организации и регуляции активности генов прокариот и эукариот.

Приобретаемые компетенции (знания, умения и навыки)

1.Биосинтез ферментов и пути его регуляции.

2.Множественные формы ферментов.

Рекомендуемая литература

1.Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология: Учеб. / С. Д. Варфоломеев. -

М.: Академия, 2005. – 480 c.

2.Биохимия: Учеб. для вузов / Под ред. Е. С. Северина. – 4-е изд., испр. - М.:

Издательский дом ГЭОТАР-МЕД, 2005. – 784 c.

3.Бокуть, С. Б. Молекулярная биология : учеб. пособие / С. Б. Бокуть, Н. В.

Герасимович, А. А. Милютин. - Минск : Выш. шк., 2005. - 463 с.

4.Курганов, Б. И. Физико-химические механизмы регуляции активности ферментов / Б. И. Курганов. – М.: Наука, 1992.

5.Резанов, А. Я. Механизмы регуляции биокатализа / А. Я. Резанов. – К.:

Выща шк., 1989.

6.Степанов, В. М. Молекулярная биология. Структура и функции белков:

учебник / В. М. Степанов; под ред. А. С. Спирина. – М. Изд-во МГУ :

Наука, 2005. – 336 с.

Вопросы для самоконтроля

1.Регуляция синтеза ферментов в клетке на уровне транскрипции.

2.Структура оперона прокариот.

3.Конститутивные и индуцибельные ферменты микроорганизмов.

4.Механизмы индукции и репрессии биосинтеза ферментов.

5.Регуляция активности ферментов на уровне трансляции мРНК.

35

модификации.

7.Образование ферментов из неактивных предшественников(зимогенов).

Примеры.

Множественные формы фермента. Изозимы (изоферменты). Примеры.

Ситуационные задания

1.Разобрать механизм регуляции активности геновlac-оперона и trp-оперона бактерий.

2.Разобрать механизм биосинтеза активного инсулина, химотрипсина.

Раздел 7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ

Тема 12. Практическое использование ферментов

Иммобилизация ферментов на различных носителях как способ увеличения стабильности ферментных препаратов. Методы иммобилизации ферментов.

Промышленные процессы с использованием иммобилизованных ферментов.

Современные методы конструирования ферментов с заданными свойствами.

Генетическая инженерия и инженерная энзимология.

Использование ферментов в тонком органическом,

электрохимических системах, микроанализе. Иммуноферментный анализ.

Иммобилизованные ферменты как лекарственные средства.

Необходимый исходный уровень знаний

1.Принципы структурной организации ферментов.

2.Проблема сворачивания полипептидной цепи в нативную конформацию.

3.Факторы, вызывающие денатурацию белков.

Приобретаемые компетенции (знания, умения и навыки)

1.Представление об иммобилизации ферментов как способе увеличения стабильности ферментных препаратов.

36

2.Представление о современные методы конструирования ферментов с заданными свойствами.

3.Представление о современных достижения генной инженерии.

4.Представление о применении ферментов в различных отрас промышленности и медицины

Рекомендуемая литература

1.Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология: Учеб. / С. Д. Варфоломеев. -

М.: Академия, 2005. – 480 c.

2.Грачева, И. М. Технология ферментных препаратов. – Изд. 3, перераб. и

дополн. / И. М. Грачева, А. Ю. Кривова. – М.: «Элевар», 2000. – С. 10-106.

3.Иммуно- и нанобиотехнология : учеб. пособие / Э. Г. Деева [и др.]. - СПб. :

Проспект Науки, 2008. - 215 с.

4.Кислухина, О. В. Ферменты в производстве пищи и кормов / О. В.

Кислухина. – М. ДеЛи принт, 2002. – 336 с.

Вопросы для самоконтроля

5.Использование ферментов в микроанализе. Биосенсоры.

6.Иммуноферментный анализ, принцип метода и применение.

7.Применение ферментов в биотехнологии.

8.Иммобилизованные ферменты как лекарственные средства.

37

4. РАБОТА С БАЗАМИ ДАННЫХ ИНФОРМАЦИИ О ФЕРМЕНТАХ

Исчерпывающая информация о ферментах, их источниках (организмах-

продуцентах), аминокислотной последовательности, пространственной структуре,

свойствах и механизме действия содержится в следующих общедоступных в

Интернет базах данных:

1)База данных белковых структурSWISS-PROT в составе ExPASy (Expert Protein Analysis System) – Адрес доступа: http://www.expasy.org;

2)Базы данных аминокислотных последовательностей NCBI Protein и NCBI Protein Clusters в составе NCBI (The National Center for Biotechnology Information) – Адрес доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov

3)База данных ферментовBRENDA (The Comprehensive Enzyme Information System) – Адрес доступа: http://www.brenda-enzyme.org;

4)База данных третичных структур белковNCBI Structure (Molecular Modelling Database) – Адрес доступа: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/index.shtml;

5)База данных KEGG Enzyme в составе KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes - Адрес доступа: http://www.kegg.com/;

6)Базы данных биологической информации на сайтах EMBL-EBI (European Bioinformatics Institute) – Адрес доступа: http://www.ebi.ac.uk и CMS

содержит ссылки на базы данных о структуре фермента, его участии в метаболических реакциях в клетке и другое сведения.

Порядок выполнения самостоятельной работы.

1. Выбрать фермент для исследования и организм-продуцент.

39

2. В базах данныхBRENDA, SWISS-PROT либо KEGG Enzyme найти

информацию о данном ферменте, включая:

-номенклатурный номер фермента,

-полное название фермента,

-катализируемая реакция,

-первичная структура фермента(шифр в базе данных), длина

полипептидной цепи,

- третичная структура фермента (если информация есть, шифр в базе данных), сделать вывод о том, какую вторичную структуру формирует молекула фермента;

-кофакторы и ингибиторы данного фермента;

-охарактеризованные источники данного фермента; если их много, то

сделать обобщенный вывод;

3.В базе данных BRENDA найти информацию о свойствах и кинетических параметрах фермента.

4.Отчет о выполненной работе оформить в тетради и сдать преподавателю в сроки, указанные в «Графике учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине», приведенному ниже в разделе 7.

5. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ИТОГОВОМУ КОНТРОЛЮ (ЗАЧЕТУ)

1.Основные этапы развития учения о ферментах.

2.Основные направления и задачи современной энзимологии.

3.Сущность явления катализа. Общая характеристика катализаторов.

4.Особенности ферментов как биокатализаторов.

5.Понятие об активности ферментов. Методы определения активности ферментов.

40

6.Стандартная единица фермента. Удельная активность и молекулярная активность фермента.

7.Классификация и номенклатура ферментов.

8.Методы исследования ферментативного катализа.

9.Ферменты-белки. Рибозимы.

10.Уровни структурной организации ферментов. Взаимодействия,

стабилизирующие пространственную структуру белка.

13.Источники получения ферментов.

14.Выделение и очистка ферментов: приемы и методы.

15.Правила работы с ферментными препаратами.

16.Критерии чистоты ферментных препаратов. Гель-электрофорез и

ультрацентрифугирование.

концентрации субстрата.

18.Модель Михаэлиса-Ментен.

19.Характеристика кинетических константКm и Vmax. Число оборотов фермента.

20.Методы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции.

кинетических параметров из экспериментальных данных.

22.Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции.

23.Ингибиторы ферментов: их классификация, взаимодействие с ферментом и влияние на параметры ферментативной реакции.

24.Влияние температуры и рН на скорость ферментативной реакции.