Занятие 11. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование. Свободное окисление – микросомальное, пероксисомальное (семинар).

№

п/п

Задание

Указания к выполнению задания

1.

Внимательно прочитайте историю развития представлений о дыхании и биологическом окислении.

1.Кратко законспектируйте из учебника содержание гипотез и теорий Лавуазье и Шейнбайха, Баха, Палладина, Виланда.

2.Что мы понимаем под процессами биологического окисления и тканевого дыхания в настоящее время?

2.

Изучите механизм биологического окисления в дыхательной цепи ферментов внутренней мембраны митохондрий и его связи с процессами синтеза АТФ.

1.Схематически представьте последовательность ферментов дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий.

2. Укажите дыхательные комплексы и участки переноса водорода и раздельного транспорта электронов и протонов.

3. Выделите пункты наибольшей разности редокс-потенциалов ферментов дыхательной цепи количество энергии, выделяемой в этих пунктах в кдж/моль.

4. Схематически изобразите строение митохондрии и «элементарных частиц» внутренней мембраны, указав расположение ферментов дыхания и АТФ-синтетазы

5. Сформулируйте смысл электрохимического концепции механизма окислительного фосфорилирования (Митчелл, Скулачев).

6. Укажите на изображенной вами схеме дыхательной цепи пункты сопряжения окисления и фосфорилирования и рассчитайте количество килоджоулей, аккумулированных в виде АТФ и рассеянных в виде тепла при окислении двух атомов водорода в полной цепи энергетического окисления.

7. Имейте четкое представление о смысле стехиометрического коэффициента P/O. Рассчитайте значение коэффициента P/O при окислении яблочной и при окислении янтарной кислот.

8. Дайте определению понятию «разобщение», выпишите примеры разобщителей.

9. Объясните, почему цикл трикарбоновых кислот называют основным энергетическим котлом. При этом рассчитайте, сколько восстановленных коферментов образуется при окислении одного остатка уксусной кислоты и какое количество АТФ может синтезироваться в процессах окислительного фосфорилирования.

10. Дайте объяснение биологическому смыслу теснейшей взаимосвязи цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорилирования.

11. Дайте определению понятию «субстратное фосфорилирование». Выпишите пример реакции субстратного фосфорилирования, протекающей в цикле Кребса.

3.

Разберите понятие: дыхание и гипоксия.

1. Из каких процессов складывается система дыхания животного организма:1,2,3.

2. Рассмотрите цепь переноса электронов, как часть системы тканевого дыхания.

3. Дайте объяснение терморегуляторной функции тканевого дыхания. Выделите особенности окисления и функции бурого жира, значение процессов окисления в буром жире для младенцев.

4. Дайте понятие респираторной, гемической и тканевой гипоксии.

4.

Изучите свободное окисление и его роль в норме и патологии.

1. Укажите, в каких субклеточных образованиях может протекать свободное окисление.

2.Охарактеризуйте супероксидный радикал (О₂^). В каких ферментных системах он образуется? Какова его биологическая роль?

Охарактеризуйте пути образования и биологическую роль пероксида водорода.

3. Напишите реакцию образования гипогалоидов из перекиси водорода при участии ферментов миелопероксидазы, пероксидазы эозинофилов и лактопероксидазы.

4. Охарактеризуйте биологическую роль гипогалоидов как основного оружия иммунной системы.

5. Охарактеризуйте пути образования и биологическое действие гидроксильного радикала (ОН). Напишите реакцию радиолиза воды.

6. Приведите примеры реакций, протекающих с образованием синглетного кислорода (О₂¹).

7.Выпишите реакцию образования NО с участием фермента NО-синтетазы. Опишите роль NО в регуляции тонуса сосудов, свертывания крови, фагоцитоза и его роль как нейротрансмиттера.

5.

Изучите перекисное окисление липидов (ПОЛ)

1. Напишите реакции зарождения цепи радикальных реакций с образованием органических радикалов (R^).

2.Напишите реакции развития цепных реакций с остатками непредельных жирных кислот.

3. Напишите реакции обрыва цепи с образованием неактивных продуктов.

6.

Изучите биологическую роль ПОЛ и участие в формировании патологических процессов.

1. Охарактеризуйте влияние ПОЛ на проницаемость биомембран и его участие в обновлении биомембран.

2. Охарактеризуйте участие ПОЛ в синтез эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов).

3. Какие факторы могут привести к усилению ПОЛ, вызывая окислительный стресс?

7.

Изучите методы исследования интенсивности свободно-радикальных процессов и ПОЛ.

1. На чем основан хемилюминесцентный метод изучения свободно-радикальных процессов?

2. Изучение интенсивности ПОЛ по количеству вторичных продуктов - ТБК-реагирующих продуктов, МДА, диеновых коньюгатов.

8.

Изучите антиоксидантную систему.

1. Дайте определение термину «антиоксидант», приведите классификацию неферментных антиоксидантов в зависимости от механизма действия.

2.Охарактеризуйте природные и синтетические антиоксиданты-перехватчики электронов – α-токоферол, убихинон, аскорбиновую кислоту, биофлавоноиды, β-каротин, глутатион, ионол.

3. Охарактеризуйте антиоксиданты – хелатного типа: природные и синтетические.

4. Охарактеризуйте ферментные антиоксиданты:

а) супероксиддисмутазу

б) каталазу

в) глутатионпероксидазу. Почему недостаток селена снижает антиоксидантную защиту?