Цикл Кребса. Биологическое окисление. Окислительное фосфорилирование.
ВОПРОСЫ
1.Понятия катаболизма и анаболизма и их взаимосвязь. Эндоэргические и экзоэргические реакции метаболизма.
2. Макроэргические соединения организма. Структура, энергетическая
характеристика, пути образования и использования.
3. Окислительное декарбоксилирование пирувата. Суммарная реакция. Характеристика ферментов пируватдегидрогеназного комплекса, их состав, участие в процессе, связь с витаминами, регуляция.
4. Значение Цикла трикарбоновых кислот, характеристика процесса.
5. Цикл Кребса: последовательность реакций участка дикарбоновых кислот, ферменты, их регуляция, участие витаминов.
6. Цикл Кребса: последовательность реакций участка преобразования трикарбоновых кислот, участие ферментов, их регуляция. Характеристика субстратов, вступающих в цикл.
7. Сукцинатдегидрогеназа, структура кофактора, катализируемая реакция, связь с дыхательной цепью.
8. Флавинзависимые дегидрогеназы, структурная организация небелкового компонента, Характеристика субстратов, связь с витамином, регуляция.
9. Строение окисленной и восстановленной форм НАД. Примеры его участия в реакциях дегидрирования, связь с витамином. Реакции дегидрирования в цикле Кребса и их энергетическое значение.
10. Субстратное фосфорилирование в ЦТК, его отличие от окислительного фосфорилирования.
11. Регуляция цикла Кребса. Написать регуляторные реакции цикла Кребса.
12. Структурная организация дыхательной цепи. Комплексы дыхательной цепи. Окислительно-восстановительный потенциал как фактор, определяющий движение электронов по дыхательной цепи и образование энергии.
13. НАДН-дегидрогеназа, структурная организация, ее роль в дыхательной цепи, регуляция.
14. Пиридинзависимые (НАД-зависимые) дегидрогеназы ЦТК, катализируемые реакции, их регуляция, связь с витамином.
15. Структурная организация переносчиков электронов внутренней мембраны митохондрий, характеристика белков и небелковых компонентов. Энергетическое значение данного участка дыхательной цепи.
16. Окислительное фосфорилирование. Механизм окислительного фосфорилирования (хемиосмотическая теория). АТФ-синтетаза. Протонный канал, его строение. Условия, необходимые для синтеза АТФ.
17.Сопряжение окисления с фосфорилированием в дыхательной цепи. Показатели сопряженности. Разобщение дыхания и фосфорилирования. Примеры разобщителей.
18. Регуляция тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.
ЗАДАЧИ.
Задача 1.
Непосредственно в реакциях цикла Кребса кислород не участвует. Тем не менее цитратный цикл - аэробный процесс. Объясните, почему он ингибируется в отсутствии кислорода.
Задача 2.
В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали малат. Может ли суспензия митохондрий окислять малат, если
а) в среду добавить ротенон,
б) вместе с ротеноном добавить янтарную кислоту.
Аргументируйте ответ.
Задача 3.
Как влияет энергетический потенциал клетки (АДФ/АТФ) на скорость цикла трикарбоновых кислот? Ответ обоснуйте. Напишите реакции цикла, чувствительные к изменению энергетического потенциала.
Задача 4.
На экспериментальных животных изучалось влияние антимицина А и ротенона. Показано, что оба эти вещества токсичны для организма. Зная точки приложения действия антимицина А и ротенона на ферменты электронпереносящей цепи, объясните:
а) чем объясняется их токсичность?
б) решите, какое из этих 2-х соединений более токсично.
Дайте объяснение.
Задача 5.
В физиологических условиях температура тела человека выше температуры окружающей среды (36.6оС против 20оС). Объясните, чем обусловлена эта разница?
Какую роль в этом играют митохондрии? Ответ обоснуйте.
Задача 6.
В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве изучаемого субстрата окисления использовали альфа-кетоглутарат. Проводилось измерение поглощения О2 и неорганического фосфора, на основе чего измерялся коэффициент Р/О. Представьте схему транспорта электронов и протонов по цепи электронного транспорта от альфа- кетоглутарата до кислорода.
а) Чему равен коэффициент Р/О при полном сопряжении?
б) Как повлияет на скорость дыхания и коэффициент сопряжения добавление ротенона?
в) Как изменятся эти параметры, если вместе с ротеноном добавить сукцинат?
г) Как изменится коэффициент Р/О при добавлении протонофора 2,4 динитрофенола.
Задача 7.
Увеличение концентрации АТФ и НАДН2 приводит к уменьшению скорости цикла трикарбоновых кислот. Активность каких ферментов снижается при увеличении концентрации АТФ и НАДН2 в клетке? Каков механизм ингибирующего эффекта избытка АТФ и НАДН2?
Задача 8.
Человек страдает от бессонницы. Обратившись к врачу, он получил соответствующие рекомендации. В частности, врач назначил прием на ночь небольших доз аминобарбитала. Больной длительное время принимал этот препарат, в результате чего у него появилась быстрая утомляемость, резкая мышечная слабость.
Объясните причины и механизм возникших осложнений.