rabochaya_tetrad

1. Острые инфекционые заболевания сопровождаются увеличением α1- и α2- глобулинов при нормальном или слегка увеличенном количестве γ- глобулинов. Альбумины обычно немного уменьшены, а общий белок нормален.

2.Хронические воспалительные процессы, в отличие от острых, характеризуются

увеличением γ- глобулинов и нормальным или слегка увеличенным количеством α1- и α2- глобулинов. Количество альбуминов немного уменьшено, общий белок – в пределах нормы. Таким образом, для острого воспалительного процесса характерна гиперальфаглобулинемия, а для хронического – гипергаммаглобулинемия.

3.Среди относительных гиперпротеинемий главное место занимает гиперпротеинемия при обезвоживании в раннем детском возрасте (недостаточный прием жидкости, токсикозы, понос, рвота).

4.При токсикозах изменения общего количества белка в сыворотке похожи на изменения при обыкновенном обезвоживании.

5.Среди заболеваний почек острые и хронические нефриты протекают по типу острых

ихронических воспалительных процессов. Однако в этом случае степень увеличения α - глобулинов зависит не только от остроты процесса, но и от степени нефротического компонента.

Характерны изменения протеинограммы, наступающие при чистых нефрозах.

Количество альбуминов резко уменьшено, в то время как α2-глобулины сильно увеличены. Количество α1-глобулинов обычно уменьшено. Общий белок резко снижен.

6.При поражениях печеночных клеток они не могут участвовать в образовании достаточного количества альбумина и фибриногена, вследствие чего уровень последних в крови уменьшается. Поражение паренхимы печени сопровождается реактивным раздражением ретикуло-эндотелиальной системы, что приводит к увеличению β и γ- - глобулинов в плазме.

7.При острых заболеваниях печени (острых гепатитах, желтухах и др.) снижение альбуминов незначительно и компенсируется увеличением β- и γ- глобулинов, так что общее количество белков в плазме значительно не снижается.

8.При хроническом заболевании печеночной ткани (циррозах) гипоальбуминемия ярко выражена и не может быть компенсирована существующей в то же время гиперглобулинемией; таким образом, налицо значительное уменьшение общего количества белка в плазме (гипопротеинемия).

9.Ряд хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, которые протекают с продолжительными поносами (врожденный инфантилизм кишечника, хронические энтериты и др,) сопровождаются гипопротеинемией. Продолжительная потеря белков, попадающих из воспалительной слизистой оболочки в испражнения, приводит к уменьшению протеинов в крови, причем это происходит за счет альбуминов.

10. Из заболеваний крови следует отметить острые лейкозы. При этом заболевании

картина не типична. Чаще встречается увеличение α2- и γ- глобулинов. Лимфогрануломатоз протекает по типу воспалительных процессов.

11. Анальбуминемия Бенгольда представляет собой врожденное наследственное заболевание, характеризующееся полным отсутствием альбуминов.

Подобным заболеванием является и так называемая конституциональная афибриногенемия – врожденное заболевание, напоминающее гемофилию, при котором в крови полностью отсутствует фибриноген. Кровь такого ребенка не свертывается. Среди этой группы наибольший интерес представляют агамма- и гипогаммаглобулинемия. Отсутствие γ-глобулинов связано с отсутствием иммунных тел, этим объясняется уменьшение сопротивляемости организма различным инфекциям и ряд других симптомов этого заболевания.

Описаны и другие формы агаммаили гипогаммаглобулинемии, как например, идиопатическая форма у подростков и взрослых, симптоматическая форма при различных

заболеваниях (нефрозах, лейкозах, миеломе и др.), транзиторная форма у грудных детей и пр.

Следует отметить, что грудной ребенок более склонен к гипогаммаглобулинемии, чем взрослый. Гипоглобулинемия грудного возраста встречается у недоношенных детей, при водянке головного мозга, менингите, воспалении среднего уха и др.

12.В грудном возрасте на первом месте стоит гипопротеинемия недоношенного ребенка. Кривая протеинемии у него движется параллельно кривой его веса.

13.Гипопротеинемия наблюдается также при хронических гнойных процессах и дерматозах, при обширных ожогах, во время шока и коллапса, при недоедании в раннем детском возрасте, эскудативном дерматозе, атрофии, при некоторых формах спазмофилии, при фиброзном кистозном панкреатите.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1.Лекции по биохимии.

2.Северин Е.С. Биохимия . М. 2003

3.Березов Т.Т., Коровкин В.Ф. Биологическая химия 2000

4.Строев В.А. Биологическая химия. 1986.

5.Николаев А.Я. Биологическая химия.1989.

6.Северин Е. С. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1.Страйер Л. Биохимия М. Мир 1984

2.Уайт А., Хенглер Ф. Смит Э. и др. Основы биохимии. М. 1981

3.Марри Р. Греннер Д. Биохимия человека. 1993.

Занятие 4

Ферменты. Свойства. Механизм действия.

Цель занятия

1.Исходя из химической природы ферментов, понять их строение, свойства, механизм действия простых и сложных ферментов.

2.Понять принципы качественного и количественного определения активности ферментов в биологических жидкостях, тканях или их экстрактах.

3. Исследовать зависимость ферментативной активности от t и pН среды на примере реакции, катализируемой -амилазой.

4.Научиться анализировать полученные результаты, сформулировать понятия об оpt t и pН среды для работы фермента и уметь объяснить причины различной

активности - амилазы в условиях разного t режима и pН среды.

5.Получить представление о возможности использования знаний о свойствах ферментов в медицинской практике.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

1.Химическая природа ферментов. Изоферменты (на примере ЛДГ и МДГ). Проферменты (зимогены). Мультиферментные комплексы.

2.Структурно - функциональная организация ферментных белков: активный центр, его свойства. Контактный и каталитический участки активного центра ферментов.

3.Кофакторы ферментов: химическая природа, классификация, роль в биологическом катализе. Роль витаминов в построении кофакторов. Коферменты и простетические группы.

4.Общие свойства ферментов: зависимость активности ферментов от реакции среды и температуры: биологическое и медицинское значение этих свойств ферментов. Специфичность действия ферментов. Виды специфичности. Биологическое значение специфичности действия ферментов.

5.Регуляторные (аллостерические) центры ферментов. Аллостерические модуляторы ферментов. Зависимость активности ферментов от конформации белков.

6.Механизм действия ферментов. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата и фермента. Константа Михаэлиса.

7.Активаторы и ингибиторы ферментов: химическая природа, виды активирования и ингибирования ферментов. Биологическое и медицинское значение активаторов и ингибиторов ферментов.

8.Номенклатура и классификация ферментов.

9.Принципы количественного и качественного определения активности ферментов. Единицы активности.

10.Определение активности ферментов в диагностике заболеваний.

11.Применение ферментов как лекарственных препаратов.

Практическая часть

Специфичность действия ферментов

Специфичность действия ферментов можно наблюдать на примере амилазы слюны, субстратом для которой является крахмал или гликоген.

Амилаза расщепляет крахмал через стадию декстринов до редуцирующего дисахарида – мальтозы.

О действии фермента можно судить или по исчезновению (расщеплению) субстрата или по образованию конечных продуктов его расщепления.

Принцип метода: -амилаза слюны катализирует гидролиз -1-4 гликозидных связей в крахмале и гликогене, что приводит к расщеплению (убыли) субстрата и появлению продуктов гидролиза – декстринов и дисахарида мальтозы. Определяя убыль субстрата (крахмала) с помощью реакции с реактивом Люголя (раствор йода в KI), судят о наличии в слюне фермента амилазы. Крахмал открывается пробой Люголя. Как известно, крахмал со свободным иодом дает синее окрашивание.

Конечные продукты расщепления крахмала можно обнаружить с помощью редуцирующих проб, например, пробой Фелинга. Реакция основана на способности углеводов восстанавливать металлы. При нагревании голубой гидрат окиси меди восстанавливается углеводом сначала в гидрат закиси меди желтого цвета, а при дальнейшем нагревании в закись меди кирпично-красного цвета.

Химизм реакции:

Ход работы:

В пробирку 1 отмерить 2 мл 0,5 раствора крахмала, в пробирку 2 – 2 мл 2% раствора сахарозы. В обе пробирки добавить по 1 мл разведенной в 10 раз слюны. Пробирки встряхнуть и поместить в термостат или водяную баню при температуре 38 С на 10 минут. После этого с содержимым каждой пробирки проделать пробы Фелинга и Люголя. Для контроля провести с 0,5 % раствором крахмала пробу Люголя и пробу Фелинга с 2% раствором сахарозы.

Влияние температуры на активность фермента -амилазы слюны (термолабильность ферментов)

Активность ферментов зависит от температуры. Та температура, при которой активность фермента наибольшая, называется температурным оптимумом (opt-t ). Для организма человека opt-tнаходится в пределах 37-40 С. Снижение tприводит к уменьшению активности ферментов, и при очень низких температурах (О- +4 С) ферментативная активность практически прекращается, т.к. резко изменяются кинетические свойства ферментов. Поэтому снижение активности ферментов имеет обратимый характер: при повышении температуры ферментативная активность полностью восстанавливается.

Повышение t выше opt-tприводит к постепенному снижению активности и при достижении определенной t для каждого фермента – к полной инактивации фермента, которая является необратимой. При t - 60 С, (для некоторых 70-100 С) происходит денатурация белка-фермента, разрушение активного центра фермента, образование Е-S-комплекса становится невозможным, и ферментативная реакция прекращается.

( На термолабильность ферментов определенное влияние оказывают концентрация S, рН среды и др. факторы.)

Ход работы

В 4 пробирки отмерить по 4 мл 0,5% раствора крахмала и по 1 мл слюны, разведенной в 10 раз. Пробирку 1 поместить в кипящую баню, 2 пробирку в ледяную баню, пробирку 3 –в термостат при температуре 38 С, пробирку 4 оставить при комнатной температуре.Через 10 минут содержимое каждой пробирки разделить на 2 части и провести пробу Фелинга, а с другой частью –пробу Люголя.

Реакция Люголя. Реакция обнаруживает крахмал. К содержимому пробирки добавить 1

каплю раствора Люголя. Появление синего окрашивания свидетельствует о наличии крахмала.

Реакция Фелинга. К содержимому пробирки добавить примерно половину объема реактива Фелинга. Верхний слой жидкости нагреть на пламени спиртовки. Появление желтого окрашивания, переходящего в кирпично-красное, указывает на наличие редуцирующих углеводов.

Оптимум - рН для различных ферментов имеет различное значение, это зависит от аминокислотного состава ферментов,

оpt рН для -амилазы слюны – 6,8-7,0;

-липазы панкреатической – 7,0-8,5;

-пепсина 1,5 - 2,5;

-аргиназы – 9,5- 10,0;

-сахаразы кишечной- 5,8-6,2.

Любое изменение реакции среды (в кислую или щелочную сторону от оптимума – рН) снижает активность фермента. Последнее связано с изменением диссоциации ионогенных групп ферментного белка (в том числе и в активном центре). В результате меняется конформация всей молекулы фермента и форма активного центра. Таким образом, комплементарность между субстратом и активным центром фермента нарушается, образование фермент-субстратного комплекса замедляется и активность фермента снижается.

Изменение диссоциации ионогенных групп может происходить и в некоторых субстратах, что также приводит к нарушению комплементарности между активным центром и субстратом.

Смещение же рН в сильно кислую или щелочную сторону может вызывать денатурацию ферментного белка, потерю нативной конформации и разрушение активного центра фермента. Последнее исключает возможность образования ферментсубстратного комплекса и приводит к инактивации фермента.

Ход работы

1.В три пробирки вносят по 3 мл буферных растворов с рН 1,2; 6,8; 10.

2.Во все пробирки прибавляют по 2 мл 0,5% раствора крахмала и по 1 мл разбавленной в 10 раз слюны. Содержимое пробирок перемешивают и помещают в термостат при 40 С на 10 минут.

3.Пробирки охлаждают, и с содержимым проделывают реакции Люголя и реакцию Фелинга. При этом следует учесть, что реакция на крахмал с раствором Люголя положительна только в кислой или нейтральной среде, а проба Фелинга протекает в щелочной среде.

4.Наблюдают результаты и данные вносят в таблицу.

Влияние активаторов и ингибиторов на активность ферментов

Целью работы является установление усиливающего или ингибирующего влияния различных ионов на каталитическую активность ферментов. Так, например, ионы натрия и хлора стимулируют активность амилазы слюны, а ионы меди , наоборот, тормозят ее.

Ход работы. В з пробирки налить по 1 мл разведенной в 10 раз слюны. В первую пробирку добавить 1 мл 1% раствора NaСI, во вторую – 1мл 1% CuSO4, в третью- 1 мл дистиллированной воды (контроль). После этого в каждую пробирку прилить по 4 мл 0,5% раствора крахмала, пробирки встряхнуть и поместить в водяную баню или термостат с температурой 38 С на 10 минут. По истечении указанного времени с

содержимым каждой пробирки проделать реакцию на крахмал и пробу Фелинга. Полученные данные занести в таблицу.

Домашнее задание

Решить тестовые задания:

1. Выберите правильный ответ.

Ферменты – это 1- сложные белки;

2- производные витаминов;

3- белки, являющиеся обязательными структурными компонентами клеток

4- биокатализаторы белковой природы.

2. Выберите правильный ответ.

Под воздействием ферментов скорость ферментативной химической реакции:

1- уменьшается

2- увеличивается

3- не изменяется

3.Выберите правильные ответы.

Ферменты

1– увеличивают скорость химических реакций

2- термолабильны

3– в процессе реакции не расходуются

4– чувствительны к небольшим изменениям рН

5– увеличивают энергию активации

6– обладают высокой специфичностью

4.Выберите правильные ответы.

Небиологические катализаторы:

1– увеличивают скорость химических реакций

2- термолабильны

3– в процессе реакции не расходуются

4– чувствительны к небольшим изменениям рН

5– увеличивают энергию активации

6– обладают высокой специфичностью

5.Выберите правильный ответ.

Витамин В1 входит в состав кофактора:

1.НАД

2.ФАД

3. ТПФ

6. Выберите правильный ответ.

Витамин В2 входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

7. Выберите правильный ответ.

Витамин РР входит в состав кофактора:

1-НАД

2-ФАД

3-ТПФ

8. Выберите правильный ответ.

К пиридинзависимым дегидрогеназам относят: 1 – производные витамина В2 2 – производные витамина РР

9.Выберите правильный ответ.

Коферменты, содержащие витамин В2 1- никотинамидные 2-пиридоксалевые 3-флавиновые 4-кофермент А

10.Выберите правильные ответы.

Апофермент имеет следующие характеристики:

1- это комплекс белка и кофактора

2- обладает высокой каталитической активностью

3- представляет собой производное витамина

4- не обладает ферментативной активностью

5- определяет специфичность фермента

11. Выберите правильный ответ.

Изоферменты –это:

1- олигомерные биокатализаторы, гетерогенные по структуре, но изогенные по действию; 2- вещества белковой природы, не обладающие свойствами фермента;

3- ферменты, работающие по принципу конвейера;

1- холоферменты, состоящие из апофермента и кофактора.

12. Выберите правильный ответ.

Ферменты ускоряют химическую реакцию, так как: 1- в процессе реакции разрушаются; 2- ускоряют тепловое движение молекул субстрата;

3- снижают величину энергии активации реакции.

13.Выберите правильные ответы.

Основные свойства активного центра:

1- термолабилен

2– это небелковая часть холофермента

3– гидрофобен

4– термостабилен

5– стабилизирует апофермент

14.Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при увеличении температуры (выше 40 ):

1- изменение нативной конформации;

2- разрушение третичной структуры;

3- разрушение активного центра; 4- невозможность образования фермент-субстратного комплекса, а следовательно, и продукта реакции;

5- нарушение комплементарности между активным центром и субстратом.

15. Выберите правильные ответы.

Причиной снижения активности фермента при снижении температуры

(от 40 С до 0 ) является:

1- денатурация ферментного белка; 2- разрыв слабых связей (водородных, гидрофобных)

3- временное замедление активности вследствие снижения кинетических свойств молекул субстрата и фермента;

4- замедление образования фермент-субстратного комплекса;

5- изменению конформации фермента.

16. Выберите правильный ответ.

Цитоплазматические ферменты имеют оптимум рН при:

1- рН 7

2- рН 7

3- рН= 7

17. Выберите правильный ответ.

Температура, при которой фермент денатурирует:

1- 0 С

2- 80-100 С

3- 10-20 С

4- 30-40 С

18. Выберите правильные ответы.

Причиной изменения ферментативной активности при увеличении температуры от 50 до 100 С является:

1- нарушение комплементарности между активным центром фермента и субстратом; 2- изменение скорости движения молекул субстрата; 3- разрушение нативной конформации ферментного белка; 4- гидролиз пептидных связей в молекуле фермента.

19. Выберите правильный ответ.

Специфичность сложного фермента определяется строением

1- апофермента

2- кофермента

20. Выберите правильные ответы.

Активный центр фермента имеет следующие характерные особенности:

1- это участок, непосредственно взаимодействующий с субстратом и участвующий в катализе

2- между активным центром и субстратом имеется комплементарность 3- активный центр составляет относительно небольшую часть молекулы фермента 4- в активный центр входят только полярные аминокислоты

21. Выберите правильные ответы.

Основные функции и свойства активного центра 1 – обеспечивает образование фермент-субстратного комплекса

2- гидрофобное образование в молекуле фермента

3– относительно небольшой участок молекулы фермента

4– небелковая часть холофермента

22. Выберите правильный ответ.

Участок молекулы фермента, ответственный за присоединение субстрата и осуществление ферментативного катализа называется:

1- гидрофобный центр

2- каталитический центр

3- активный центр

4- адсорбционный центр

5- аллостерический центр

23. Выберите правильные ответы.

Для осуществления ферментативной реакции необходимы:

1- определенная ориентация субстрата в области активного центра фермента 2- взаимное изменение конформации субстрата и фермента 3- наличие аллостерического центра

4- комплементарность формы активного центра фермента и субстрата

24. Выберите правильный ответ.

Активность аллостерических ферментов регулируется путем присоединения модуляторов к:

1- активному центру

2- кофактору

3 - регуляторному центру

5- каталитическому центру

6- субстратному центру

25. Выберите правильный ответ.

Активация аллостерических ферментов происходит путем: 1- фосфорилирование фермента