- •1. Определение понятия фермент. Ферменты - это белки (установлено в 1922г), которые действуют как катализаторы в биологических системах.
- •2. Химическую природу, физико-химические свойства и биологическая роль ферментов.
- •3. Особенности ферментативного катализа. Сравнение каталитического действия ферментов и неорганических катализаторов
- •4.Строение простых, сложных ферментов: активный и аллостерический центры. Определение понятий: холофермент, апофермент, кофермент, кофактор, субстрат, метаболит, продукт.
- •5. Изоферменты. Строение, биологическую роль, диагностическое значение определения. Изоферменты лактатдегидрогеназы (лдг), креатинкиназы (кк)
- •6. Локализация и компартментализация ферментов в клетке и тканях: ферменты общего назначения, органоспецифические и органеллоспецифические (маркерные) ферменты.
- •7. Механизм и стадии ферментативного катализа: теории Фишера, Кошланда, переходных состояний.
- •9..Ингибирование активности ферментов, виды ингибирования: обратимое, необратимое, конкурентное, неконкурентное, определение вида ингибирования с использованием Км.
- •10. Механизмы специфической регуляции активности ферментов: аллостерический, ковалентная модификация, на генетическом уровне (индукция, репрессия)
- •1). Аллостерическая регуляция каталитической активности ферментов
- •III. Механизмы регуляции количества ферментов
- •Вторичные посредники (мессенджеры)
- •12.Классификацию и номенклатуру ферментов: систематические и рабочие названия. Коферментный состав ферментов различных классов
- •1. Оксидоредуктазы
- •2. Трансферазы
- •4. Лиазы
- •5. Изомеразы
- •6. Лигазы (синтетазы)
- •13.Энзимопатии: понятие, классификация, молекулярные причины возникновения и механизмы развития, последствия, биохимическая диагностика.
- •I. Энзимопатология
- •1. Наследственные энзимопатии
- •Наследственные энзимопатии по типу нарушений метаболизма делят на:
- •2. Приобретенные энзимопатии
- •14.Принципы, направления и объекты энзимодиагностики: а) энзимологическое определение количества метаболитов, б) определение активности ферментов. Причины и механизмы развития ферментемий.
- •1) Определение активности органо-, органеллоспецифических ферментов и их изоферментов.
- •2) Определение активности ферментов и их констант (Km, t, pH).
- •3) Определение концентрации органических веществ с помощью ферментов.
- •15. Основные принципы и методы энзимотерапии. Биохимические основы энзимотерапии: особенности применения, пути введения.
- •16. Биологическое окисление (бо) совокупность окислительно-восстановительных реакций, которые протекают во всех живых клетках.
- •17. Оксидазный путь потребления кислорода протекает в митохондриях, потребляет 90% о2 и обеспечивает процесс окислительного фосфорилирования.
- •18. Этапы унифицирования энергии пищевых веществ и образования субстратов тканевого дыхания
- •19. Митохондрии - органеллы клеток. Они имеют 2 мембраны наружную гладкую и внутреннюю с многочисленными складками – кристами, внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом.
- •20. Цикл Кребса
- •21. Состав, локализацию, последовательность расположения дыхательных комплексов в электронтранспортной цепи (этц). Хемиосмотическую теорию Митчелла
- •Хемиосмотическая теория Митчелла
- •22. Механизмы сопряжения и разобщения окисления и фосфорилирования. Коэффициент р/0. Понятие - дыхательный контроль. Эндогенные и экзогенные разобщители.
- •Дыхательный контроль
- •Коэффициент окислительного фосфорилирования
- •Диоксигеназные реакции
- •Использование активных форм кислорода в организме
- •Повреждающее действие активных форм кислорода в организме
- •25. Биохимические механизмы ферментативной и неферментативной антиоксидантной защиты (аоз), возрастные особенности. Природные и синтетические прооксиданты и антиоксиданты, понятия.
- •1. Ферментативная антиоксидантная защита
- •2. Неферментативная антиоксидантная защита
1. Ферментативная антиоксидантная защита
К ферментам, защищающим клетки от действия активных форм кислорода, относят супероксиддисмутазу, каталазу и глутатионпероксидазу. Наиболее активны эти ферменты в печени, надпочечниках и почках, где содержание митохондрий, цитохрома Р450 и пероксидом особенно велико.
Супероксиддисмутаза (СОД) превращает супероксидные анионы в перекись водорода:
2О∙2 + 2H+ → H2O2+ O2
Изоферменты СОД находятся и в цитозоле (Cu2+ и Zn2+) и в митохондриях (Mn2+) и являются как бы первой линией защиты, потому что супероксидный анион образуется обычно первым из активных форм кислорода. СОД — индуцируемый фермент, т.е. синтез его увеличивается, если в клетках активируется СРО.
Каталаза - геминовый фермент, катализирует реакцию разрушения перекиси водорода. При этом образуется вода и молекулярный кислород:
2Н2О2 → H2O+ O2
Каталаза находится в основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество перекиси водорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий «респираторного взрыва» и в эритроцитах, где она защищает гем гемоглобина от окисления.
Глутатионпероксидаза — обеспечивает разрушение перекиси водорода и гидропероксидов липидов при окислении глутатиона (у-глутамилцистеинилглицин): Н2О2 + 2 GSH → 2 Н2О + G-S-S-G. Глутатионпероксидаза в качестве кофермента содержит селен.
Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион с участием НАДФН2:
GS-SG + НАДФН2 → 2 GSH + НАДФ+.
Недостаток глутатиона в клетках, например эритроцитах, который может быть обусловлен действием токсических веществ, например ионами тяжелых металлов или наследственным недостатком глутатионредуктазы приводит к активации перекисного окисления; это, в частности, наблюдается при некоторых видах гемолитических анемий.
Фосфолипаза в мембране отщепляет от фосфолипидов окисленные жирные кислоты, содержащие гидроперекисную группу (LOOH), тем самым разрушаются гидроперекиси липидов, предотвращается разветвление цепей окисления липидов в мембранах.
2. Неферментативная антиоксидантная защита
"Липидные антиоксиданты" - производные фенола, способны инактивировать свободные радикалы в гидрофобном слое мембран. К ним относится α-токоферол (витамин Е), убихинон (коэнзим Q), тироксин и синтетические соединения, например ионол (бутилированный гидрокситолуол).
Витамин Е (α-токоферол) самый распространённый липофильный антиоксидант, он обеспечивает защиту мембран от СРО. Различают 8 типов токоферолов, но α-токоферол наиболее активен. α-Токоферол отдаёт атом водорода радикалу липида ROO∙, восстанавливает его до гидропероксида (ROOH), а сам превращается в малоактивный свободный радикал, что прерывает ПОЛ:
Регенерацию α-токоферола осуществляет витамин С.
Свободный радикал витамина Е стабилен и не поддерживает ПОЛ, он взаимодействует с радикалами липидных перекисей, восстанавливает их, а сам превращается в стабильную окисленную форму — токоферолхинон.
Витамин С ингибирует СРО с помощью двух различных механизмов:
1). восстанавливает в мембранах токоферолхинон до витамина Е:
НО-аскорбат-ОН + α-ТФ-О· → α-ТФ-ОН + НО-аскорбат-О· (семидегидроаскорбиновая к-та)
НО-аскорбат-О· + α-ТФ-О· → α-ТФ-ОН + О=аскорбат=О (дегидроаскорбиновая к-та)
Регенерация аскорбиновой кислоты идет с участием ферментативных систем:
а). В микросомах, с участием комплекса НАДН2-редуктаза-цитохром b5:
2НО-аскорбат-О· + НАДН2 → 2НО-аскорбат-ОН + НАД+
б). В митохондриях, с участием НАДН2-семидегидроаскорбатредуктазы:
2НО-аскорбат-О· + НАДН2 → 2НО-аскорбат-ОН + НАД+
в). В цитозоле, с участием НАДФН2-дегидроаскорбатредуктазы:
О=аскорбат=О + 2НАДФН2 → НО-аскорбат-ОН + 2НАДФ+
г). В цитозоле, с участием GSH-дегидроаскорбатредуктазы:
О=аскорбат=О + 2GSH → НО-аскорбат-ОН + GS-SG
2). взаимодействует с активными формами кислорода — О∙2, Н2О2, НО∙ и инактивирует их.
β-Каротин, предшественник витамина А, также обладает антиоксидантным действием и ингибирует ПОЛ.
Для детоксикации двухвалентного железа в организме существует, по-видимому, целая система окисления и связывания ионов железа. В плазме крови эта система представлена ферментом церрулоплазмином (феррооксидазой), который окисляет Fe2+ до Fe3+ кислородом без образования свободных радикалов, и белком трансферрином, который связывает и переносит в кровяном русле ионы трехвалентного железа, которые затем захватывается клетками. В клетках железо может восстанавливаться аскорбиновой кислотой и другими восстановителями, но затем окисляется и депонируется в окисленной форме внутри ферментного белкового комплекса ферритина.