Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия и молекулярная биология» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Создание и развитие Департамента физико-химической биологии и фундаментальной экологии», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.

Рецензенты:

Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

Б63	Биохимия и молекулярная биология. Версия 1.0			[Электронный ресурс] :
	конспект лекций / Н. М. Титова, А. А. Савченко, Т. Н. Замай и др. – Электрон.
	дан. (10 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Биохимия и молекулярная
	биология : УМКД	№ 175-2007 / рук.	творч. коллектива Н. М. Титова). –
	1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или анало-
	гичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памя-
	ти ; 10 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная
	система Microsoft	Windows 2000 SP 4 /	XP SP 2 /	Vista (32 бит) ; Adobe

Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf). ISBN 978-5-7638-0882-7 (комплекса)

ISBN 978-5-7638-1433-0 (конспекта лекций)

Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802400 от 21.11.2008 г. (комплекса)

Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Биохимия и молекулярная биология», включающего учебную программу, лабораторный практикум, методические указания к самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Биохимия и молекулярная биология. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Биохимия и молекулярная биология. Презентационные материалы».

Изложены современные представления о структуре и функциях белков, нуклеиновых кислот, углеводов и липидов, путях биосинтеза и распада этих биополимеров, механизме ферментативного катализа, его регуляции. Даны сведения о важнейших группах ферментов и коферментов, их структуре, участии окислительных ферментов в осуществлении процессов тканевого дыхания, его энергетической эффективности. Особое внимание уделено структуре и механизму действия на обмен веществ витаминов.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 020200.62 «Биология» укрупненной группы 020000 «Естественные науки».

Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ

Редактор В. Р. Наумова

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ

Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 22.09.2008 Объем 10 Мб

Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

Оглавление
Введение....................................................................	9
Модуль I. Статическая биохимия ..........................	11
Лекция 1 Строение, свойства, биологическая роль моно – и олигосахаридов11
Классификация углеводов..........................................................................................	11
Моносахариды.............................................................................................................	12
Стереоизомерия моносахаридов...............................................................................	15
Представители моносахаридов.................................................................................	16
Олигосахариды............................................................................................................	18
Отдельные представители дисахаридов..................................................................	20
Лекция 2 Строение, свойства, биологическая роль гомо –
и гетерополисахаридов...............................................................................................	21
Отдельные представители полисахаридов..............................................................	24
Лекция 3 Строение, свойства, биологическая роль простых липидов............	26
Классификация............................................................................................................	26
Воски............................................................................................................................	28
Нейтральные жиры (триацилглицеролы, триглицериды)........................................	29
Стероиды.....................................................................................................................	30
Желчные кислоты.......................................................................................................	32
Лекция 4 Строение, свойства, биологическая роль сложных липидов............	33
Лекция 5 Аминокислотный состав белков..............................................................	40
Белки и их функции.....................................................................................................	40
Элементарный состав белков....................................................................................	42
Методы выделения и очистки белков.......................................................................	42
Аминокислотный состав белков.................................................................................	44
Химические свойства аминокислот...........................................................................	45
Классификация аминокислот, заменимые и незаменимые аминокислоты...........	47
Лекция 6 Уровни структурной организации белков...............................................	50
Структурная организация белков..............................................................................	50
Первичная структура белка: методы исследования. Структурные особенности
пептидной связи..........................................................................................................	51
Номенклатура пептидов и полипептидов. Природные пептиды: глутатион,
карнозин, ансерин, грамицидин S, окситоцин, энкефалины...................................	52
Вторичная структура белков: α-спираль, ее основные характеристики, β-
структура, β-изгиб. Роль водородных связей в формировании вторичной
структуры. Сверхвторичные (надвторичные) структуры белка..............................	55
Третичная структура белков. Типы нековалентных связей, стабилизирующих
третичную структуру. Роль S-S-мостиков в формировании третичной структуры
некоторых белков........................................................................................................	58
Четвертичная структура белков. Количество и типы субъединиц. заимодействия
между субъединицами, стабилизирующие четвертичную структуру.
Функциональное значение четвертичной структуры белков...................................	60

Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций

-3-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция 7 Физико-химические свойства белков......................................................	62
Ионизация, гидратация, растворимость, осмотические и онкотические свойства,
оптические свойства...................................................................................................	62
Молекулярная масса и размеры белков. Методы определения молекулярной
массы белков. Необходимость применения комплекса методов для точной оценки
молекулярной массы белков......................................................................................	64
Денатурация белков....................................................................................................	67
Лекция 8 Классификация белков. простые и сложные белки.............................	68
Принципы классификации белков.............................................................................	68
Фибриллярные белки..................................................................................................	68
Глобулярные белки.....................................................................................................	70
Сложные белки............................................................................................................	70
Лекция 9 Сложные белки ............................................................................................	79
Гликопротеины............................................................................................................	79
Фосфопротеины..........................................................................................................	83
Липопротеины..............................................................................................................	83
Металлопротеины.......................................................................................................	85
Лекция 10 Строение, свойства, биологическая роль нуклеотидов....................	87
Циклические нуклеотиды............................................................................................	92
Лекция 11 Строение, свойства, биологическая роль нуклеиновых кислот......	93
Транспортные РНК....................................................................................................	101
Матричные РНК.........................................................................................................	102
Рибосомальные РНК.................................................................................................	103
Лекция 12 Витамины – биологическая роль, классификация.
Водорастворимые витамины..................................................................................	105
Витамин В1 (тиамин) .................................................................................................	107
Витамин В2 (рибофлавин) ........................................................................................	108
Витамин В3 (РР, никотиновая кислота, никотинамид) ...........................................	109
Витамин В5 (пантотеновая кислота) ........................................................................	110
Витамин В6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин).........................................	111
Витамин В9 (фолиевая кислота) ..............................................................................	112
Витамин В12 (кобалами) ............................................................................................	113
Витамин Н (биотин)...................................................................................................	114
Витамин С (аскорбиновая кислота) .........................................................................	115
Витамин Р (рутин) .....................................................................................................	116
Лекция 13 Жирорастворимые витамины...............................................................	117
Витамин А (ретинол) .................................................................................................	117
Витамин D (кальциферол)........................................................................................	119
Витамин Е (токоферол) ............................................................................................	121
Витамин К (нафтохинон)...........................................................................................	122
Лекция 14 Ферменты – строение: свойства, механизм действия.....................	123
Понятие о ферментах. Сущность явлений ферментативного катализа..............	123
Структурная организация ферментов.....................................................................	125
Изоферменты: биологическая роль........................................................................	135
Механизм действия ферментов...............................................................................	138
Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций	-4-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Специфичность действия ферментов.....................................................................	141
Стационарная кинетика ферментативных реакций...............................................	144
Единицы ферментов.................................................................................................	152
Лекция 15 Регуляция ферментативной активности. Классификация
ферментов....................................................................................................................	154
Активирование и ингибирование ферментов.........................................................	154
Активаторы ферментов............................................................................................	154
Ингибиторы ферментов............................................................................................	154
Регуляция каталитичекой активности ферментов.................................................	160
Классификация и номенклатура ферментов..........................................................	166
Ферменты в клинической диагностике. Энзимопатии............................................	169
Модуль II. Динамическая биохимия ...................	170
Лекция 16 Обмен веществ и энергии в живых системах. Расщепление
углеводов в пищеварительном тракте...................................................................	170
Понятие метаболизма. Центральные и специальные метаболические пути.....	170
Катаболические, анаболические, амфиболические пути......................................	172
Метаболизм углеводов.............................................................................................	175
Расщепление углеводов в пищеварительном тракте............................................	176
Всасывание моносахаридов в тонком кишечнике и их дальнейший транспорт.
Глюкозные транспортеры.........................................................................................	181
Лекция 17 Анаэробный катаболизм углеводов....................................................	185
Анаэробное окисление глюкозы. Гликолиз. Внутриклеточная локализация
процесса.....................................................................................................................	185
Отдельные реакции гликолиза, их термодинамические характеристики.
Образование 2,3-дифосфоглицерата в шунте Рапопорта-Люберинга................	187
Расщепление гликогена (гликогенолиз). Строение, механизм действия и
регуляция гликогенфосфорилазы...........................................................................	194
Спиртовое и молочнокислое брожение ..................................................................	199
Лекция 18 Аэробный катаболизм углеводов (часть 1)....................................	200
Аэробный метаболизм пирувата. Митохондрии: структура и энергетические
функции......................................................................................................................	200
Окислительное декарбоксилирование пирувата. Строение мультиферментного
пируватдегидрогеназного комплекса. Суммарное уравнение и энергетический
баланс окислительного декарбоксилирования пирувата. Регуляция активности
пируватдегидрогеназного комплекса: ковалентная модификация,
аллостерический механизм......................................................................................	201
Цикл лимонной кислоты. Отдельные реакции цикла, их термодинамическая
характеристики. Суммарное уравнение окисления ацетил-CоА в цикле Кребса202
Лекция 19 Аэробный катаболизм углеводов (часть 2)....................................	207
Регуляция цикла Кребса на уровне цитратсинтазы, изоцитратдегидрогеназы и α-
кетоглутаратдегидрогеназного комплекса..............................................................	207
Амфиболическое значение цикла Кребса. Необходимость анаплеротических
путей, пополняющих запас компонентов, участвующих в цикле.........................	209

Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций

-5-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Зависимое от АТP и биотина карбоксилирование пирувата: анаплеротический
путь синтеза оксалоацетата.....................................................................................	212
Пентозофосфатный путь (гексозомонофосфатный шунт) ....................................	214
Отдельные реакции ПФП, их термодинамические характеристики. Суммарное
уравнение пентозофосфатного пути. Регуляция пентозофосфатного пути на
уровне глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы...............................................................	215
Участки перекреста ПФП с гликолизом...................................................................	218
Циклический характер ПФП .....................................................................................	219
Лекция 20 Биосинтез углеводов..............................................................................	220
Глюконеогенез...........................................................................................................	222
Лекция 21 Расщепление пищевых и тканевых липидов.....................................	226
Катаболизм липидов.................................................................................................	228
Всасывание продуктов расщепления липидов.......................................................	231
Транспорт липидов ...................................................................................................	233
Метаболизм глицерола.............................................................................................	234
Лекция 22 Катаболизм жирных кислот...................................................................	234
Активация жирной кислоты......................................................................................	235
Транспорт ацил-СоА в митохондрии.......................................................................	236
β-окисление жирных кислот.....................................................................................	237
Катаболизм ненасыщенных жирных кислот...........................................................	240
Катаболизм жирных кислот с нечетным числом атомов углерода.......................	241
Образование кетоновых тел (кетогенез).................................................................	242
Кетоновые тела как источники энергии...................................................................	244
Глиоксилатный цикл..................................................................................................	245
Лекция 23 Биосинтез жирных кислот и триацилглицеролов.............................	247
Строение синтазы жирных кислот...........................................................................	247
Механизм синтеза жирных кислот...........................................................................	250
Транспорт ацетил-СоА из митохондрий в цитозоль..............................................	250
Образование малонил-СоА......................................................................................	251
Наращивание (элонгация) углеродной цепи жирной кислоты..............................	253
Синтез других предельных и непредельных ЖК....................................................	255
Биосинтез триацилглицеролов................................................................................	258
Лекция 24 Биосинтез холестерола и желчных кислот........................................	260
Биосинтез холестерола............................................................................................	260
Регуляция биосинтеза ХС........................................................................................	265
Биосинтез желчных кислот.......................................................................................	266
Лекция 25 Биологическое окисление......................................................................	268
Роль высокоэнергетических фосфатов в биоэнергетике. Биологическая роль
АТР. Свободная энергия гидролиза АТФ и других органических фосфатов......	268
Биологическое окисление. Ферменты, участвующие в биологическом
окислении...................................................................................................................	269
Свободное окисление и его биологическая роль. Цитохром Р-450 ....................	272
Лекция 26 Субстратное и окислительное фосфорилировние. Дыхательная
цепь...............................................................................................................................	273

Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций

-6-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Окисление, сопряжённое с фосфорилированием АDР. Окислительно-
восстановительные потенциалы дыхательных переносчиков. Субстратное
фосфорилирование на примере реакций, катализируемых глицеральдегид-3-
фосфатдегидрогеназой и енолазой. Понятие энергетического заряда клетки	. .. 273
Цепь переноса электронов и протонов внутренней мембраны митохондрий
(дыхательная цепь, редокс-цепь). Компоненты дыхательной цепи:
флавопротеины, железосерные белки, коэнзим Q, цитохромы в, с1, с, аа3.
Топография дыхательных переносчиков в редокс-цепи.......................................	277
Энергетическое значение ступенчатого транспорта электронов от окисляемых
субстратов к молекулярному кислороду. Окислительное фосфорилирование в
дыхательной цепи.....................................................................................................	283
Организация компонентов дыхательной цепи в виде четырех комплексов: NADH-
дегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы, цитохромов вс1, цитохромоксидазы.
Роль коэнзима Q и цитохрома с в интеграции комплексов. Коллекторная функция
NAD+ и коэнзима Q в дыхательной цепи. Коэффициент окислительного
фосфорилирования Р/О, Р/2е..................................................................................	285
Локализация пунктов сопряжения окисления и фосфорилирования в дыхательной
цепи на основании редокс-потенциалов, действия специфических ингибиторов
(ротенон, амитал, антимицин А, цианид, СО, NaN3) ..............................................	289
Полные и редуцированные дыхательные цепи.....................................................	290
Лекция 27 Механизмы образования и использования АТР в живых
системах.......................................................................................................................	291
Представления о механизмах сопряжения окисления и фосфорилирования в
дыхательной цепи. Хемиосмотическая теория Митчелла. Электрохимический
протонный градиент как форма запасания энергии...............................................	291
Строение АТP-синтазного комплекса. Механизм образования АТP. Обратимость
реакции, катализируемой АТP-синтазой. Разобщение транспорта электронов и
синтеза АТP; действие 2,4-динитрофенола...........................................................	292
Механизм образования АТP.....................................................................................	295
Окисление цитоплазматического NADH в дыхательной цепи.
Глицеролфосфатный и малат-аспартатный челночные механизм......................	296
Лекция 28 Интеграция клеточного метаболизма..................................................	298
Основные аспекты регуляции метаболизма ..........................................................	300
Регуляция на уровне транскрипции.........................................................................	301
Аллостерическая регуляция активности ферментов.............................................	301
Ковалентная модификация ферментов..................................................................	302
Гормональная регуляция..........................................................................................	303
Посттранскрипционная и посттрансляционная модификация макромолекул.....	304
Изменение концентрации метаболитов..................................................................	304
Мембранная регуляция ............................................................................................	305
Модуль III. Молекулярная биология....................	307
Лекция 29 Репликация ДНК.......................................................................................	307
Точность репликации................................................................................................	314
Репликация ДНК у эукариот.....................................................................................	315
Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций	-7-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Репаративный синтез ДНК.......................................................................................	316
Лекция 30 Транскрипция (биосинтез РНК) .............................................................	317
Транскрипция у прокариот........................................................................................	319
Инициация транскрипции.........................................................................................	320
Элонгация транскрипции..........................................................................................	322
Терминация транскрипции.......................................................................................	323
Транскрипция у эукариот..........................................................................................	324
Процессинг первичных транскриптов РНК..............................................................	325
Регуляция генной экспрессии на уровне транскрипции.........................................	327
Механизм индукции на примере Lac-оперона........................................................	329
Катаболитная репрессия..........................................................................................	330
Лекция 31 Трансляция (биосинтез белка) ..............................................................	331
Система активации и транспорта аминокислот в рибосомы.................................	332
Роль тРНК в трансляции .........................................................................................	333
Аминоацил-тРНК-синтетазы ....................................................................................	333
Белоксинтезирующая система клетки.....................................................................	334
Инициация трансляции.............................................................................................	335
Элонгация трансляции .............................................................................................	338
Терминация трансляции...........................................................................................	341
Эффективность трансляции.....................................................................................	342
Точность белкового синтеза.....................................................................................	342
Энергетические затраты на трансляцию................................................................	342
Посттрансляционные модификации полипептидной цепи....................................	342
Библиографический список................................	345
Основная литература.................................................................................................	345
Дополнительная литература....................................................................................	346

Биохимия и молекулярная биология. Конспект лекций

-8-

1 / 161 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 2 КУРС (БИОХИМИЯ)

#
18.01.20189.67 Mб357Конспект лекций биохимия.pdf
#
14.10.2017227.01 Кб76Контрольная работа1.jpg
#
09.11.20171.37 Mб79Модель макета.pdf
#
09.11.201726.62 Кб99Темы докладов по биохимии.doc

Оглавление