Теоретичні питання

1. Предмет і завдання біохімії. Основні напрямки та розділи біохімії: статична, динамічна, функціональна біохімія, медична та клінічна біохімія.

2. Біохімія як фундаментальна медико-біологічна наука. Історія розвитку, наукові біохімічні школи, значення в системі вищої медичної освіти.

3. Внесок вчених кафедри біохімії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького в розвиток біологічної хімії.

4. Хімічний склад живого організму. Біомолекули (білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти, гормони, вітаміни тощо), їх біохімічні функції. Характерні риси живої матерії: обмін речовин й енергії та їх зв’язок із зовнішнім середовищем.

5. Структурні елементи прокаріотичних та еукаріотичних клітин. Основні функції субклітинних органел, їх фракційне розділення методом ультрацентрифугування.

6. Принципи основних методів біохімічних досліджень:

• осадження речовин з розчину, висолювання білків;

• оптичні методи в біохімії (фотоелектроколориметрія, спектрометрія, спектрофотометрія, флюоресцентний аналіз);

• електрофорез (горизонтальний, диск-електрофорез, ізоелектричне фокусування, імуноелектрофорез);

• хроматографія (афінна, іонообмінна, тонкошарова, газова, гель-хроматографія);

• полярографія;

• манометричний та радіоізотопний методи;

• імуноферментні методи;

• полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)

7. Мета проведення біохімічних лабораторних досліджень і критерії оцінки використаних методів лабораторних досліджень.

8. Матеріал для лабораторних діагностичних досліджень, принципи забору та збереження матеріалу для лабораторних досліджень.

9. Характеристика помилок, що мають місце під час проведення лабораторних досліджень.

10. Ферменти: визначення; властивості ферментів як біологічних каталізаторів реакцій обміну речовин.

11. Фізико-хімічні властивості білків-ферментів: електрохімічні (поверхневий заряд молекули) властивості, розчинність, термодинамічна стабільність білкових молекул-ферментів, осадження, денатурація, взаємодія з лігандами та її функціональне значення

12. Прості та складні білки-ферменти. Кофактори, коферменти та простетичні групи складних ферментів. Навести приклади. Роль іонів металів у функціонуванні ферментів.

13. Будова ферментів: активний, регуляторний (алостеричний) центри, їх значення.

14. Рівні структурної організації ферментів. Мультиферментні комплекси, ферментативні ансамблі, поліфункціональні ферменти, їх переваги.

15. Номенклатура та класифікація ферментів. Типи реакцій, що каталізують окремі класи ферментів. Шифр ферментів.

16. Властивості ферментів:

• залежність активності ферментів від рН середовища (пояснити і зобразити графічно);

• залежність активності ферментів від температури (пояcнити і зобразити графічно).

17. Специфічність ферментів. Види специфічності (абсолютна, відносна, стереоспецифічність). Навести приклади.

18. Внутрішньоклітинна локалізація ферментів. Навести приклади.

19. Тканинна (органна) специфічність ферментів. Навести приклади.

20. Класифікація коферментів за хімічною природою та за типом реакції, яку вони каталізують. Навести приклади.

21. Коферменти – переносники атомів водню та електронів (НАД⁺, НАДФ⁺ - коферменти – похідні вітаміну РР; ФАД, ФМН – коферменти – похідні вітаміну В₂ – рибофлавіну; роль вітаміну С в окисно-відновних реакціях).

22. Коферменти – переносники хімічних груп (піридоксалеві коферменти; НS-КоА – коензим ацилювання; ліпоєва кислота; фолієва кислота).

23. Коферменти ізомеризації, синтезу та розщеплення С–С зв’язків (тіаміндифосфат; карбоксибіотин – біологічно активна форма вітаміну Н – біотину; метилкобаламін та дезоксиаденозилкобаламін – похідні вітаміну В₁₂).

24. Ізоферменти, визначення, особливості будови та функціонування.Значення в діагностиці захворювань ізоферментів лактатдегідрогенази і креатинфосфокінази.

25. Основні положення кінетики ферментативних реакцій: залежність швидкості реакції від концентрації субстрату, ферменту, рН та температури. Представити графічну залежність. Смислове значення величини К_m (спорідненість ферменту до субстрату).

26. Графічний і математичний вираз залежності швидкості ферментативної реакції від концентрації субстрату за Міхаелісом-Ментен і Лайнуівером-Берком.

27. Принципи кількісного визначення активності ферментів: за кількістю продукту, що утворюється під дією ферменту; за кількістю субстрату, що використовується; за зміною кількості коферменту (окисно-відновні перетворення для НАД та ФАД). Одиниці ферментативної активності.

28. Механізми дії ферментів (перетворення субстрату) утворення фермент-субстратного комплексу та процес перетворення субстрату. Ефекти зближення та орієнтації; кислотно-основного каталізу; нуклеофільного та електрофільного каталізу.

29. Механізми каталітичної дії хімотрипсину та ацетилхолінестерази.

30. Регуляція ферментативних процесів шляхом зміни кількості ферментів (конститутивні та адаптивні ферменти).

31. Ензимодіагностика (визначення). Зміни активності ферментів плазми та сироватки крові як діагностичні (маркерні) показники розвитку патологічних процесів (інфаркту міокарда, захворювання печінки, підшлункової залози, м’язової тканини).

32. Ензимопатологія (визначення). Вроджені (спадкові) та набуті вади метаболізму, (приклади, їх клініко-лабораторна діагностика).

33. Ензимотерапія (визначення). Використання ферментів, кофакторів та інгібіторів ферментів (ацетилсаліцилова кислота, алопуринол, контрикал, сульфаніламідні препарати та інші) в якості лікарських засобів.

34. Механізм дії ферментів-фармацевтичних препаратів при захворюваннях травної системи, при гнійно-некротичних процесах, як фібринолітичних препаратів та інше.

35. Активатори та інгібітори ферментів: приклади та механізми дії.

36. Типи інгібірування ферментів: зворотне (конкурентне, неконкурентне) та незворотнє інгібування.

37. Регуляція ферментативних процесів. Шляхи та механізми регуляції: алостеричні ферменти; ковалентна модифікація ферментів, обмежений протеоліз. Дія регуляторних білків.

38. Циклічні нуклеотиди (цАМФ, цГМФ) як регулятори ферментативних реакцій та біологічних функцій клітини.

39. Принципи та методи виявлення ферментів у біооб'єктах. Одиниці виміру активності та кількості ферментів.

40. Поняття про обмін речовин та енергії. Характеристика катаболічних, анаболічних та амфіболічних шляхів метаболізму, їх значення.

41. Екзергонічні та ендергонічні біохімічні реакції; роль АТФ та інших макроергічних фосфатів у їх спряженні.

42. Внутрішньоклітинна локалізація метаболічних шляхів, компартменталізація метаболічних процесів в клітині. Виділення субклітинних структур методом диференційного центрифугування.

43. Етапи катаболізму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів; їх характеристика.

44. Найважливіші метаболіти шляхів обміну білків, вуглеводів, ліпідів; їх роль в інтеграції метаболізму клітини.

45. Цикл трикарбонових кислот (ЦТК): внутрішньоклітинна локалізація ферментів ЦТК; послідовність реакцій ЦТК; характеристика ферментів та коферментів ЦТК; реакції субстратного фосфорилування в ЦТК; значення в обміні печовин

46. Цикл трикарбонових кислот (ЦТК): механізми регуляції, вплив алостеричних модуляторів. Анаплеротичні реакції ЦТК. Енергетичний баланс циклу трикарбонових кислот.

47. Піридинзалежні дегідрогенази. Будова НАД⁺ і НАДФ⁺. Їх значення у реакціях окиснення та відновлення.

48. Флавінзалежні дегідрогенази. Будова ФАД і ФМН. Їх роль у реакціях окиснення та відновлення.

49. Убіхінон, будова та його роль у реакціях окиснення та відновлення.

50. Цитохроми та їх роль у тканинному диханні. Будова їх простетичної групи.

51. Молекулярна організація ланцюга транспорту електронів (дихального ланцюга) мітохондрій: послідовність переносників електронів в дихальному ланцюгу; роль редокс-потенціалів у транспорті електронів і протонів.

52. Надмолекулярні комплекси дихального ланцюга внутрішніх мембран мітохондрій.

53. Шляхи включення відновлювальних еквівалентів (електронів та протонів) у дихальний ланцюг мітохондрій (повний і вкорочений дихальні ланцюги).

54. Шляхи утворення АТФ в клітинах – субстратне та окисне фосфорилування.

55. Хеміосмотична теорія окисного фосфорилування – молекулярний механізм генерації АТФ в процесі біологічного окиснення.

56. Електрохімічний градієнт протонів (_Н⁺), що утворюється під час функціонування електронно-транспортного ланцюга його роль у спряженні транспорту електронів в мітохондріях з синтезом АТФ. Пункти спряження транспорту електронів та фосфорилування, коефіцієнт окисного фосфоритування АТФ.

57. Схема хеміосмотичного механізму спряження транспорту електронів у дихальному ланцюгу з синтезом АТФ. Молекулярна будова та принцип дії АТФ-синтетази. Коефіцієнт окисного фосфорилювання. Регуляція тканинного дихання (дихальний контроль).

58. Інгібітори транспорту електронів в дихальному ланцюгу мітохондрій. Пояснити механізм дії. Навести приклади.

59. Роз’єднувачі транспорту електронів та окисного фосфорилування в дихальному ланцюгу мітохондрій. Пояснити механізм дії. Навести приклади.

60. Активні форми кисню, механізми їх утворення та інактивації.

61. Пояснити основні принципи визначення активності ферментів на прикладі амілази слини (йод-крохмальна реакція та реакції Тромера).

62. Довести білкову природу ферментів біуретовою реакцією, реакцією Фоля. Пояснити принципи методів.

63. Пояснити термолабільність ферментів на прикладі визначення активності амілази слини, яка попередньо нагріта або охолоджена та попередньо не оброблена.

64. Намалювати та пояснити графіки залежності активності пепсину та амілази слини від рН середовища із зазначенням рН оптимуму цих ферментів.

65. Довести абсолютну специфічність сахарази (в реакціях з сахарозою та крохмалем) . Які ще види специфічності ферментів існують?

66. Пояснити вплив модуляторів на активність ферментів на прикладі визначення активності холінестерази в присутності хлориду кальцію та фосфаколу, на прикладі активності амілази слини в присутності натрію хлориду і купруму сульфату.

67. Як можна довести функціонування ЦТК? Принцип визначення активності ферментів ЦТК. Довести функціонування ЦТК за використанням ацетилКоА, за утворенням СО₂, за вивільненням з проміжних продуктів атомів водню.

68. Інгібування ферментів ЦТК малоновою кислотою. Назвіть тип інгібування. Яким чином можна позбавитись негативного впливу малонової кислоти? Намалюйти графік залежності активності ферментів ЦТК від концентрації субстрату без малонової кислоти та в її присутності. До якого класу та підкласу ферментів належать ферменти ЦТК?

69. Вивчення активності сукцинатдегідрогенази мітохондрій. До якого класу та підкласу ферментів належить цей фермент? Пояснити принцип методу. Назвати інгібітори ферментів дихального ланцюжка, інгібітори окисного фосфорилування.

70. Дослідити процес окисного фосфорилування в мітохондріях, пояснити, на чому він базується. Які фармакологічні та фізіологічні сполуки є роз’єднувачами дихання і фосфорилування? Пояснити біохімічний механізм їх дії.