Структура занятия:

1. Теоретическая часть:

   1. Пути утилизации кислорода в организме (митохондриальное, микросомальное и перекисное окисление)

   2. Структура и функция дыхательной цепь (ДЦ) митохондрий. Комплексы ДЦ. Основные принципы и механизм функционирования ДЦ митохондрий. Ферменты тканевого дыхания: NAD⁺, NADP⁺, FAD - зависимые дегидрогеназы, убихинон, цитохромы, их строение и роль.

   3. Окислительное фосфорилирование (ОФ). Пункты фосфорилирования. Коэффициент P/О показатель степени сопряжения ОФ. Механизмы сопряжения окисления и фосфорилирования. Хемиосмотическая теория сопряжения окислительного фосфорилирования П. Митчелла. Разобщение окисления и фосфорилирования. Разобщители. Механизм действия разобщителей. Биологическое значение разобщения ОФ.

   4. Значение тканевого дыхания в биоэнергетике клетки и организма. Энергетический баланс одного оборота ЦТК.

   5. Микросомальное окисление. Понятие о микросомах. Характеристика ЭПС. Микросомальная ДЦ. Основные переносчики: NAD⁺, NADP⁺, FAD и FMN - зависимые дегидрогеназы, цитохромыb₅, P₄₅₀, их функции. Субстраты и косубстраты микросомального окисления (метаболизм ксенобиотиков).

   6. Сходство и отличие микросомальной и митохондриальной ДЦ. Связь ЦТК, ДЦ митохондрии с микросомальной ДЦ. Биологическое значение и органное распределение микросомального окисления.

   7. Понятие о перекисных процессах. Электронное строение атома кислорода. Механизмы образования активных форм кислорода. Перекисное окисление в норме и при патологии. Антиоксидантная защита: ферментная (СОД, каталаза, пероксидаза и др.) и неферментная (глутатион, витамины А, С, Е, метаболиты, и др.).

   8. Витамины А, С, Е их строение и роль в обмене.

2. Практическая часть выполнение лабораторной работы:

   1. Количественное определение активности каталазы крови (по Баху и Зубковой).

3. Решение задач и проведение контроля конечного уровня

Литература основная:

1. Материал лекций

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 213-220, М., Медицина, 1998, стр. 305-317.

3. Николаев А. Я. Биохимия, М., Высшая школа, 1989, стр. 199-231.

дополнительная

4. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии М., Высшая школа, 1993, стр. 403-438.

5. Р. Марри и др. Биохимия человека, М., Мир, 1993, том 1, стр. 111-139.

6. Ленинджер А. Основы биохимии, М., Мир, 1985, том 2, стр. 403-438, 508-550.

7. Албертс Б. и др., Молекулярная биология клетки, М., Мир, 1994, том 1, стр. 430-459.

8. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М., Наука, 1989.

ЗАДАЧИ:

1. При прохождении электронов от сукцината через ДЦ к кислороду верными условиями являются:

а) отношение P/O = 2.	г) участвует NADH-дегидрогеназа.
б) участвует коэнзим Q.	д) отношение P/O = 1
в) участвует цитохром Р450.

2. Что не принимает участия в транспорте электронов по митохондриальной ДЦ?

а) NADH	в) негемовое железо	д) флавопротеид
б) цитохром P450	г) цитохром b	е) цитохром b5

3. При окислении 1 грамма какого из субстратов выделяется больше АТФ?

а) изоцитрата	в) олеиновой кислота	д) гликогена
б) аспартата	г) фруктозы	е) сукцината

4. При окислительном фосфорилировании динитрофенол является:

а) ингибитором NAD⁺- потребляемых реакций.

б) ингибитором цитохромов.

в) ингибитором синтеза АТФ и дыхания.

г) разобщителем

д) ингибитором SH-групп

е) переносчиком протонов (протонофором)

5. Какие из указанных фосфатных соединений имеют более отрицательное значение G°при гидролизе, чем ГТФ?

а) Г-1-Ф.	в) 2,3-дифосфоглицерат.	д) глицерол-1-фосфат.
б) Г-6-Ф.	г) фосфоенолпируват.

6. Цитохромоксидаза содержит:

а) кобальт	в) магний	д) медь
б) цинк	г) ванадий.	е) селен

7. Цитохромоксидаза специфически ингибируется:

а) CO2	г) цианидами
б) реагентом Шиффа	д) H2S
в) парахлормеркурийбензоатом (-SH реагент)	е) СО

8. Фосфорилирование АДФ в АТФ возможно за счет субстратов:

а) 3-ФГА	г) фосфоенолпирувата
б) 1,3-диФГК	д) ацетил-КоА
в) фруктозо-1,6-дифосфата	е) сукцинил-КоА

9. Какие ферменты могут фосфорилировать АДФ?

а) цитратсинтетаза	в) фумараза	д) протонная АТФ-аза
б) СДГ	г) -кг-ДГ	е) сукцинилтиокиназа

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1: Количественное определение каталазы по Баху и Зубковой.

ПРИНЦИП МЕТОДА: основан на титриметрическом определении количества перекиси водорода, разложенной ферментом за определенный промежуток времени, по следующему уравнению:

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 4H₂SO₄  2KHSO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O + 5O₂

О количестве расщепленной перекиси водорода судят по разности количества KMnO₄, израсходованного на титрование до и после действия каталазы.

Активность каталазы выражают с помощью каталазного числа и показателя каталазы. Каталазным числом называют количество мг перекиси водорода, которое разлагается в 1 мкл крови.

ХОД РАБОТЫ: разведенную кровь (1 : 1000) взбалтывают и добавляют по 1 мл в две колбы, приливают по 7 мл дистиллированной воды; в опытную пробу добавляют 2 мл 1% раствора H₂O₂, а в контрольную - 5 мл 10% раствора H₂SO₄. Действие каталазы в кислой среде (в контрольной пробе) прекращается, т. к. оптимум pH = 7,4.

Колбы оставляют при комнатной температуре на 30 минут. Затем приливают в опытную колбу 5 мл 10% H₂SO₄, а в контрольную - 2 мл 1% H₂O₂. Содержимое каждой колбы титруют 0,1н раствором KMnO₄ до появления бледно-розовой окраски.

Рассчитывают каталазное число (КЧ) по формуле:

КЧ = (А - В)1,7

где:

А - количество мл 0,1н раствора KMnO₄, пошедшее на титрование контрольной пробы, где каталаза разрушена,

В - количество мл 0,1н раствора KMnO₄, пошедшее на титрование опытной пробы, мл;

На титрование контрольной пробы, где каталаза разрушена, пойдет больше раствора KMnO₄, чем на титрование опытной пробы. Полученную разность умножают на 1,7 (коэффициент пересчета) и получают каталазное число для исследуемой крови.

В норме каталазное число составляет 10 - 15 единиц.

Клинико-диагностическое значение

Определение активности каталазы крови имеет значение для диагностики рака, анемии, туберкулеза. При этих заболеваниях активность каталазы в крови снижается.

ПРИМЕЧАНИЕ: Показателем каталазы служит дробь, в которой числителем является каталазное число, а знаменателем - число миллионов эритроцитов в 1 мкл исследуемой крови.