Билеты к экзамену по биохимии и молекулярной биологии

№ 1

1. Определите роль и место биохимии в системе естественных наук. Чем она отличается от биоорганической химии и молекулярной биологии?

2. Применение ферментов как индикаторов состояний, аналитических реактивов и инструментов модификации молекул. Комов 84

3. Основные углеводы пищи животных и эволюция их переваривания.

( ЭЛ-57) Транспорт глюкозы в клетки с помощью тканеспецифичных переносчиков.

1. БХ – наука о хим. стр-ие и ф-циях в-в, входящ. в состав жив. материи, и их превращ. в процессах жизнедеят. Главная задача БХ идентификация осн. закономерностей биохимич. процессов, выяснение взаимосв. м/у стр-ой и ф-циями биомол-л, участвующ. в р-циях клеточ. метаболизма. БХ изуч. химию жив. природы в широком диапазоне: от чел-ка и позвоноч. до бактерий и вирусов. В завис-ти от объекта исследов. можно условно выделить БХ живот. и чел-ка, БХ растений и БХ микроорг. Но несмотря на это сущ. биохимич. единство всех форм жизни. Ряд разделов БХ по объектам исследований: мед. БХ, фармацевт. БХ, биохимич. экология, биохимич. фармацевт. экология и т.д. Условно разделяют БХ на струк-ную (изуч. химич. стр-ние биомолекул), метоболич. (изуч. обмен в-в и энергии) и ф-ционую БХ (связанную с изуч. взаимосв. м/у химич. превращ. в-в в орг-ме и их биологич. ф-циями). Фундаментальная БХ явл. основой для многих наук биологич. профиля – генетики, физиолог., иммунологии, микробиолог. Клеточная и генная инженерия сблизила БХ с зоол. и ботан.

? История

Биоорганич. хим.молек. биолог.БХ

Биоорганич. химия – наука изуч. взаимосв. стр-ния орг. в-в с их биол. ф-циями.

2. ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ

7.1. Общая характеристика

Ферменты в течение многих лет применяются в различных областях практической деятельности человека: в кожевенной, пищевой, текстильной, формацевтической и других отраслях промышленности, а также в медицине, сельском хозяйстве, химическом синтезе. Эффективность действия ферментмногократно выше по сравнению с химическими катализаторами, однако промышленное применение затруднено из-за неустойчивости при хранение температурных воздействиях. Кроме того, многократное применение ферме.-тов практически невозможно в связи с технологическими трудностями их от­деления от продуктов реакции.

7.2. Иммобилизованные ферменты

Новые возможности открылись перед прикладной энзимологией в связ. . созданием иммобилизованных ферментов. Термин иммобилизованные ферм*--ты был впервые применен в 1971 г. на первой конференции по инженерно¹ энзимологии в США и в настоящее время получил повсеместное распростг нение. Иммобилизация означает взаимодействие ферментов или их активн фрагментов с растворимыми или нерастворимыми носителями, в результ; чего происходит ограничение движения ферментов в пространстве. Иммос лизованные ферменты имеют ряд преимуществ при использовании их в пра.ч-тических целях. Основными из них являются:

• значительное увеличение стабильности ферментов;

• возможность остановки реакции в любой момент времени;

• многократное использование биокатализатора;

• получение продукта реакции, не загрязненного ферментом;

• проведение непрерывного процесса, например, в проточных колоннах

• целенаправленное изменение свойств фермента (оптимуму рН и темпе­ратуры, специфичности и др.) для оптимизации каталитического процесса.

Для получения иммобилизованных ферментов используют многочислен­ные носители различной природы. Носители должны быть устойчивы к воз­действию химических и биологических факторов, иметь высокую проница­емость для ферментов и субстратов, а также легко переходить в активирован­ное состояние.

Органические полимерные носители разделяют на природные и синтети­ческие. К природным носителям относятся полисахариды, белки и липиль Наиболее часто для иммобилизации на основе полисахаридов используют а~.\ -

чения эффективного препарата является оптимальная комбинация в не? дельных ферментов.

Следует отметить, что при пероральном применении протеиназ в случаев общая протеолитическая активность крови заметно повышалась, дало основание ряду авторов постулировать возможность всасывания и га дания экзогенных ферментов или их активных фрагментов в кровяное ру Эффект более выражен при введении фермента не в водном, а в масляном рве творе. Аппликационное применение ферментов при лечении гнойных рай ^и трофических язв давно уже вошло в медицинскую практику. Чаще всего в эгг случаях применяют протеолитические ферменты, такие, как трипсин, химг рипсин и др. Фермент гиалуронидазу из семенников крупного рогатого скг используют для рассасывания рубцов и лечения суставов. Для лечения гж ных легочных заболеваний применяют ингаляционные формы химотрипс; или трипсина; дезоксирибонуклеазу — для лечения вирусных заболе глаз. Однако парантеральное применение ферментов по указанным выше чинам в определенной степени затруднено. Тем не менее и в этом случае которые ферменты с успехом используются для лечения ряда заболе Достаточно эффективно применение стрептодеказы — фермента, гид] зующего тромбы в кровеносных сосудах. При многих заболеваниях сосу таких, как артериальный тромбоз и глубокий тромбофлебит, с успехом няют протеолитические ферменты различного происхождения.

Особое место занимает энзимотерапия опухолевых заболеваний.

ь-Аспарагиназу уже в течение многих лет применяют для лечения нею рых форм лейкоза. Механизм фармакологического действия основан на что лейкозные клетки не вырабатывают аминокислоту аспарагин, а получав» ее из плазмы крови. Экзогенная ь-аспарагиназа разрушает аспарагин в кроша и в условиях дефицита этой аминокислоты синтез белка в лейкозных клетка? прекращается, что приводит к их гибели. В комплексной терапии рака исполь­зуют различные нуклеазы, разрушающие нуклеиновые кислоты раковых кле­ток, однако до настоящего времени не решен вопрос адресной доставки <⁴ ментного препарата в опухолевые клетки. Как уже отмечалось, примеьи ферментов как лекарственных препаратов ограничено их иммуногеннос аллергенностью и крайне малым временем нахождения в организме челове] и животных. В этом отношении гораздо перспективнее применение иммобш, зованных ферментов, которые более стабильны, обладают пролонгированн действием, меньшей иммуногенностью. Наиболее распространенным ме' дом получения растворимых иммобилизованных ферментов является их ас циация с гидрофильными полимерами, например с декстраном. Еще одн перспективным подходом применения ферментов в медицине является микрокапсулирование, а также включение в липосомы. В этом случае ферме защищены от действия эндогенных протеиназ, а сами липосомы, состоя из фосфолипидных пузырьков, легко утилизируются в организме.

Следует отметить еще одну важную область применения иммобилизован­ных ферментов в медицине — использование их для перфузионной очистки крови и других биологических жидкостей.

В медицинской практике в качестве лекарственных средств широко при­меняются ингибиторы ферментов. К ним относятся тканевые ингибиторы протеиназ, такие, как трасилол (из околоушных желез), инипрол (из поджелудоч­ной железы), кантрикал (из легких). Эти ингибиторы, способные интабиро-вать широкий круг протеолитических ферментов, находят применение при та­ких заболеваниях, как панкреатит, энфизема легких, инфаркт миокарда и др.