- •Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 3. Активний, алостеричний центри ферментів. Регуляція активності ферментів. Активатори та інгібітори ферментів. 2 год
- •Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Студент напередодні заліку вживав вуглеводи в кількості, еквівалентній 12000кДж енергії, що достатньо для синтезу 60кг атф. Який шлях синтезу атф є основним в організмі людини:
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Е проби
- •Зведена таблиця даних по лактату і пірувату
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 30. Роль ліпідів у структурі та функціях біологічних мембран. Встановлення молекулярних механізмів регуляції ліполізу (2 години).
- •Тема 31. Тканинний, внутрішньоклітінний обмін ліпідів. Окислення вищих жирних кислот та гліцерину. Біоенергетика окислення вжк (2 години).
- •Тема 32. Біосинтез гліцерину, вжк та гліцеридів. Утворення фосфоліпідів (2 години).
- •Тема 33. Обмін ацетооцтової кислоти. Кетонові тіла
- •Тема 34. Будова, біологічна роль і обмін холестерину. Біосинтез холістерину. Порушення ліпідного обміну. Ліпопротеїни, структура та функції (2 години).
- •Одеський державний медичний університет кафедра медичної хімії модуль №3
- •Обмін аміаку в організмі людини. Сечовина. Біосинтез сечовини - найважливіший механізм знешкодження та виведення аміаку з організму.Транспортні форми аміаку.
- •Тема 25: ”Тканинний обмін нуклеотидів, процеси розщеплення пуринових та піримідинових нуклеотидів. Порушення пуринового обміну (подагра)”.
- •1. Матеріали методичного забезпечення заняття.
- •1.1. Завдання для самоперевірки вихідного рівня знань:
- •1.2. Лабораторна робота:
- •1.5. Теми для самостійної роботи студентів.
- •Тема 28. „Біосинтез білків в рибосомах. Посттрансляційна модифікація пептидних ланцюгів. Регуляція трансляції. Вплив фізіологічно активних сполук на процеси трансляції.”- 2 год.
- •Матеріали методичного забезпечення заняття.
- •1.1.Завдання для самоперевірки вихідного рівня знань:
- •1.1.2. Ситуаційні задачі до теми.
- •1.2.Завдання для перевірки кінцевого рівня знань
- •1.3. Тестові завдання до теми.
- •1.4. Теми доповідей, рефератів:
- •Тема 29. Регуляція експресії генів. Механізми мутацій, репарацій днк. Отримання рекомбінантних днк, трансгенних білків – 2 год
- •Одеський державний медичний університет Кафедра медичної хімії
- •Змістовий модуль 14
- •Тема 30.Загальні поняття про гормони.Классіфікація механізми дії гормонів на клітини-мішені.Гормони гіпоталамуса, гіпофіза.
- •Ієрархія гормонів
- •Утворення і розпад оксиду азоту у
- •Участь оксиду азоту у функції органів і тканин
- •3. Запитання для перевірки кінцевого рівня знань.
- •4.Тестові завдання до теми
- •Тема 31. . Гормони щитовидної та паращитовидної залоз, регуляція фосфорно-кальцієвого обміну.
- •5. Структурно-логічні схеми теми:
- •3.Запитання для перевірки кінцевого рівня знань.
- •4.Тестові завдання до теми
- •6.Тема наступного заняття.Стероідні гормони.Гормони кори наднирників та статевих залоз.
- •Тема 32. Стероідні гормони.Гормони кори наднирників та статевих залоз.
- •1.Матеріали методичного забеспечення теми
- •2.Зміст лабороторної работи
- •3. Запитання для перевірки кінцевого рівня знань.
- •4.Тестові завдання до теми
- •5.Теми для самостійної работи студентів.
- •Тема 33 .Гормони підшлункової залози та мозкової речовини наднирників.
- •2.Зміст лабороторної работи
- •Змістовий модуль № 17 “ Біохімія та патобіохімія крові ”
- •Тема 53. Біохімічна характеристика і функції крові. Біохімічний склад плазми крові. Характеристика білкових фракцій крові (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 54. Осмотичний тиск та кислотно-основний стан крові. Буферні системи крові, гормональні механізми регуляції, функція легень і нирок (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 55. Дихальна функція крові. Гемоглобін, будова, синтез в організмі. Роль у транспортуванні кисню та вуглекислого газу. Аномальні гемоглобіни. Розпад гемоглобіну (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 56. Дослідження транспортних форм ліпідів – ліпопротеїнів плазми крові. Типи ліпопротеїнемії. Роль ліпопротеїнів в розвитку атеросклерозу (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 57. Біохімія згортальної, антизгортальної та фібринолітичної систем крові. Роль печінки в синтезі білків системи згортання крові. Гемофілії (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 58. Біохімія імунних процесів, гуморального та клітинного імунітету. Імуноглобуліни, цитокіни (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Змістовий модуль № 18 “ Функціональна та клінічна біохімія органів і тканин ”
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 59 (продовження). Детоксікаційна функція печінки: біотрансформація ксенобіотиків та ендогенних токсинів. Реакції мікросомального та перекисного окислення . Реакції кон'югації в гепатоцитах.
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Рекомендована література:
- •Змістовий модуль № 17 “Функціональна та клінічна біохімія органів і тканин”
- •Тема 62. Біохімія м'язів Особливості хімічного складу та обміну речовин в м'язах. (2 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 63. Біохімія нервової тканини. Біохімічний склад головного мозку. Нейро медіатори. Біохімія сполучної тканини. Білки та глікозаміноглікани сполучної тканини (4 год).
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
- •Тема 63 (продовження). Біохімія сполучної тканини. Білки та глікозаміноглікани сполучної тканини.
- •1. Матеріали методичного забезпечення теми
ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА МЕДИЧНОЇ ХІМІЇ
МОДУЛЬ №2
«Загальні закономірності метаболізму. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція»
Змістовий модуль № 6
«Ферменти та коферменти. Регуляція метаболізму»
Методичні вказівки
Одеса 2008
Актуальність вивчення змістового модулю
Хімічні процеси в живих організмах характеризується великою швидкістю, а також взаємозв’язком. Вони проходять впорядковано, взаємообумовлено і послідовно. Взаємозв’язок і планомірність хімічних процесів, а також швидкість їх здійснення обумовлені ферментами.
Ферменти /ензими/ - універсальні біологічні каталізатори і біорегулятори метаболізму на всіх рівнях організації живої матерії від найпростіших форм до багатоклітинних організмів. І.П. Павлов назвав ферменти ініціаторами життя. Тому ферменти являють собою центральну ланку біохімії. Шлях до пізнання механізмів фізіологічних, біохімічних, генетичних і імунологічних процесів життєдіяльності, а тим більш до керування цими процесами при допомозі спрямованої регуляції обміну (особливо в хворому організмі), проходить через вивчення ферментів.
Ферментний каталіз є важливою основою сучасної біотехнології. Вивчення, а також добування і використання ферментів як фізіологічно активних речовин, має значення не тільки для медицини, але і для ряду галузей народного господарства.
Необхідність вивчення біохімії ферментів при підготовці лікарів (медична ензимологія) визначається тим, що кожний патологічний процес, пов’язаний з порушеннями обміну речовин, і різноманітними змінами в каталітичній активності ферментів. Напрямок і швидкість реакції, накопичення і руйнування метаболітів визначається дією ферментів. Каталітична активність залежить від цілого ряду факторів (рН середовища, наявністі активаторів та інгібіторів, від температури та ін.). Знання властивостей ферментів, причин та наслідків змінення їх активності дозволяє характеризувати стан обміну речовин в організмі. Крім того, визначення активності ферментів в біологічних середовищах широко використовується в клініці для діагностики хвороб, крім того, багато ферментних препаратів використовується для лікування. Тому медична ензимологія включає ензимопатологію, ензимодіагностику і ензимотерапію.
Ензимопатологія – є обов’язковою ланкою загальної патології в патогенезі хвороб.
Ензимодіагностика – визначення активності ферментів, особливо їх ізоферментів, у крові, плазмі та ін. – являється дуже високоефективною та найбільш ранньою ознакою патології.
Ензимо- та коензимотерапія – використання ферментів, та коферментів з лікувальною метою. У медичній практиці використовуються також інгібітори ферментів. Необхідно відзначити, що на кафедрі медичної хімії ОДМУ широко використовуються різні коферменти для лікування променевої хвороби, як в експерименті, так і в клініці. Наприклад, такі коферменти, як НАД, ПАЛФ у комплексі з вітаміном Е, оротовою кислотою, АТФ, аденозіном благотворно впливають на перебіг хвороби у експериментальних тварин.
Мета вивчення змістового модулю
- Студент повинен ознайомитися з біологічною дією ферментів, їх основними властивостями, як біологічних каталізаторів.
- Засвоїти основні принципи визначення активності ферментів в біологічних об’єктах, вміти дати медико-біологічну оцінку результатам визначень при змінюванні ферментативної активності.
- Знати, що великий внесок у розвиток ферментології внесли вітчизняні та іноземні вчені М.М. Манасеїна, О.Н. Бах, А.Л. Данилевський, І.П. Павлов, В.І. Паладін, А.Є. Браунштейн, М.М. Шемякін, Л. Пастер, Є.Бюхнер, Д. Самнер, Д. Нортроп та ін.
- Усвідомити значення білків у процесах життєдіяльності, як основи структури живих організмів (структурні білки) та як основи обміну речовин (білки – біокаталізатори метаболізму, ферменти).
Зміст навчально – методичної розробки
№п/п |
Тема заняття |
К-сть год. |
3 |
Тема 2. Загальна характеристика, властивості ферментів. Білкова природа ферментів. Міжнародна класифікація і номенклатура ферментів. Проферменти. Активація проферментів, роль у метаболізмі. Визначення структури ферментів біуретовою реакцією, реакцією Фоля. Визначення активності трипсину формолтитруванням гідролізатів білку |
2 |
4 |
Тема 3. Активний, алостеричний центри ферментів. Регуляція активності ферментів. Активатори та інгібітори ферментів. Визначення активності амілази слини та сечі в присутності активатора та інгібітора |
2 |
5 |
Тема 4. Коферменти, їх роль у каталізі. Коферментні функції вітамінів. Дослідження ролі піридоксальфосфату у каталітичній активності амінотрансферази |
2 |
6 |
Тема 5. Основні теорії біокаталізу. Кінетика каталізу. Методи якісного і кількісного визначення ферментів. Спостереження кінетики дії ліпази на жир молока. Вплив жовчі на активність ліпази |
2 |
7 |
Тема 6. Ізоферменти, Внутришньоклітинна локалізація ферментів. Використання ферментів у клініці (основи медичної ензимології). Ензимодіагностика, ензимотерапія. Ензимопатії. Демонстрація ензимограм. |
2 |
Тема №. 2. Загальна характеристика, властивості ферментів. Білкова природа ферментів. Міжнародна класифікація і номенклатура ферментів. Проферменти. Активація проферментів, роль у метаболізмі (2 год).
Лабораторна робота 1. Визначення структури ферментів а) біуретовою реакцією,
б) реакцією Фоля
2. Визначення активності трипсину формолтитруванням гідролізатів білку
Мета заняття:
Студент повинен знати:
- хімічну природу ферментів, їх будову, біологічну роль та основні властивості білків як біокаталізаторів;
- типи хімічних реакцій, які закладені в основу Міжнародної класифікації ферментів і принципи їх номенклатури;
- характеристику окремих класів ферментів і дати приклади по кожному класу ферментів;
- значення чотирьохзначних шифрів ферментів;
- специфічність та види специфічності ферментів
Студент повинен вміти:
визначити хімічну природу ферментів за допомогою реакцій на білки та амінокислоти
Матеріали методичного забезпечення теми
Завдання для перевірки вихідного рівня знань, вмінь
1. Етапи розвитку вчення про ферменти
Роль вітчизняних вчених у ферментології
Хімічна природа ферментів
Докази хімічної структури ферментів
Типи зв’язку у структурі білків
Рівні структури у молекулах білків
Принципи виявлення білку у розчинах
Які основні типи хімічних реакцій відомі вам з курсу біоорганічної хімії
Для яких сполук характерні пептидні, складно-ефірні, глікозидні зв’язки
Хімізм біуретової реакції
Принцип реакції Фоля
1.2. Зміст лабораторної роботи
1. Виявлення структури ферменту за допомогою біуретової реакції
Принцип методу - відкриття пептидних зв’язків у білках та пептидах. Ці речовини у лужному середовищі утворюють з сульфатом міді комплекс, що має червоно-фіолетове забарвлення.
Хід роботи. В пробірку наливають 0,5 мл досліджуваного розчину, добавляють 0,5 мл 10% розчину NaOH і 1-2 краплі 1% розчину CuSO4 і перемішують. За наявності білку з’являється червоно-фіолетове забарвлення.
2. Реакція Фоля на сірковмісні амінокислоти
Принцип методу – при кип’ячінні з лугами сірка, що відщіплюється від сірковмісних амінокислот, утворює сульфід натрію, який з ацетатом свинцю дає темний осад сульфіду свинцю.
Хід роботи. До 0,5 мл досліджуваного розчину додають 5-6 крапель 30% розчину NaOH і 1-2 краплі ацетату свинцю. Вміст пробірки кип’ятять. При позитивній реакції на сірку рідина у пробірці темніє.
3. Визначення активності трипсину формолтитруванням гідролізатів білку
Принцип методу – амінокислоти володіють амфотерними властивостями. Формальдегід, утворюючи метиленові похідні з амінокислотами, зв’язує аміногрупи, внаслідок чого карбоксильні групи амінокислот можуть бути від титровані лугами. Трипсин, гідролізуючи білки, збільшує кількість вільних амінокислот у розчині білку, що виявляється титрометрично.
Хід роботи. а) виявлення вмісту вільних амінокислот у розчині білку (контроль).
У конічну колбу з 5 мл розчину білку додати 5 мл розчину формальдегіду, 2-3 краплі розчину фенолфталеїну. Титрувати 0,1н NaOH до появи малинового забарвлення. Записати кількість мл лугу, що пішли на титрування.
б) проведення ферментативного гідролізу (дослід). У пробірку з 5 мл розчину білку додати 0,5 мл гомогенату підшлункової залози, що містить трипсин, та інкубувати на водяній бані 15 хв при 370С. Перенести вміст пробірки у конічну колбу, додати 5 мл розчину формальдегіду, 2-3 краплі розчину фенолфталеїну. Титрувати 0,1н NaOH до появи малинового забарвлення. Записати кількість мл лугу, що пішли на титрування. Різниця кількості мл лугу між дослідом та контролем свідчить про накопичення вільних амінокислот у розчині білка. Оскільки 1 мл 0,1н NaOH відповідає 1,4 мг амінного азоту, то активність трипсину виражена:
А = (Д-К)х1,4х2 = мг амінного азоту за 15 хв інкубації на 1 мл гомогенату
Медико-біологічна оцінка отриманих результатів
Висновок 1: поява червоно-фіолетового забарвлення свідчить про наявність пептидних зв’язків у молекулі ферменту, тобто про його білкову природу.
Висновок 2: у структурі ферменту є сірковмісні амінокислоти.
Висновок 3: трипсин гідролізує пептидні зв’язку у білках, внаслідок чого збільшується кількість вільних амінокислот, що визначається формолтитруванням.
Запитання для перевірки кінцевого рівня знань
1. Спільне і розбіжне у будові простих і складних ферментів
Хімічна природа кофактору, апоферменту, холоферменту
Основні принципи, що лежать в основі Міжнародної класифікації та номенклатури ферментів
Характеристика окремих класів ферментів і типів хімічних реакцій за Міжнародною класифікацією.
Підкласи ферментів, їх значення у класифікації
Принцип побудови назви ферменту. Тривіальна номенклатура.
Який зміст має чотиризначний шифр ферментів. Приклади
Тип реакцій, що каталізюють оксидоредуктази. Назвіть відомі вам дегідрогенази, оксидази, пероксидази
Тип реакцій, що каталізують трансферази. Дайте приклади реакцій, що каталізують амінотрансферази
Реакції, що перебігають за участю гідролаз, ліаз, ізомераз, синтетаз.
Термолабільність та оптимум рН у дії ферментів
Специфічність. Види специфічності
Проферменти. Шляхи перетворення проферментів у ферменти
1.4 Тестові завдання до теми (вибрати з тестових завдань до модульного контролю)
1.5 Теми для самостійної роботи студентів
1. Активація проферментів шлунково-кишкового тракту, її роль у перетравлюванні їжі
2. Біологічне значення низької специфічності ферментів шлунково-кишкового тракту
Наступна тема 3. Активний, алостеричний центри ферментів. Регуляція активності ферментів. Активатори та інгібітори ферментів.