Главная страница
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
qrcode

Учебное пособие для студентов медицинских вузов Киров 2005 удк 577. 1 Ббк 28. 902 Б48


НазваниеУчебное пособие для студентов медицинских вузов Киров 2005 удк 577. 1 Ббк 28. 902 Б48
Анкорbiohimiya.doc
Дата15.11.2016
Размер1.16 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаbiohimiya.doc
ТипУчебное пособие
#2027
страница2 из 15
КаталогОбразовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Раздел программы: Ферменты.

Тема: Химическая природа и свойства ферментов.



ЦЕЛЬ: Изучить химическую природу ферментов, отличия ферментативного катализа, специфичность и термолабильность ферментов. Устанавливать принадлежность ферментов к определённому классу, назвать ферменты, исходя из класса и субстрата или продукта реакции.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

  1. Определение понятия ‘‘фермент’’. История изучения ферментов.

  2. Биологическая роль ферментов. Отличия ферментов от небиологических катализаторов (высокая каталитическая активность, специфичность, регулируемость).

  3. Химическая природа ферментов, их строение. Активный и аллостерический центры, их роль в обеспечении активности и специфичности ферментов.

  4. Механизм действия ферментов. Стадии ферментативного катализа. Роль конформационных изменений фермента при катализе.

  5. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата и фермента.

  6. Ферменты простые и сложные. Кофакторы. Апо- и коферменты. Коферментные функции витаминов (В1, В2, В3, РР, В6, ВС, Н).

  7. Классификация и номенклатура ферментов. Ключ к нумерации ферментов.

Решите следующие задачи:

  1. Фермент сахараза может катализировать следующие реакции:

  1. Сline 2ахароза + Н2О глюкоза + фруктоза

  2. Рline 3афиноза + Н2О фруктоза + галактоза

Если субстратом является сахароза, то Км= 0,05 мМ, если рафиноза, то Км=2,0 мМ. В каком случае при одинаковой концентрации субстратов скорость реакции будет больше?

  1. Изобразите в виде графиков зависимость скорости реакции, катализируемой гексокиназой, от концентрации субстратов – глюкозы (Км= 0,04) и фруктозы (Км= 1,5), если считать максимальную скорость одинаковой (10 мМ в мин).

Гline 4ексоза + АТФ гексокиназа гексозо-6-фосфат + АДФ

В каком случае при одинаковой концентрации субстратов, например 0,1 мМ, скорость реакции будет больше?

  1. В схеме ферментативной реакции римскими цифрами обозначены основные этапы ферментативного катализа:

Eline 5line 6line 7 + S I ES II ESX III P + E

На каких из этих стадий происходит: а) перераспределение электронной плотности в химических связях субстрата; б) увеличивается комплементарность между субстратом и активным центром фермента; в) образование новых химических связей в молекулах, превращаемых под действием фермента?

  1. По изменению концентрации каких веществ можно измерить скорость реакций, катализируемых протеолитическими ферментами? Какие цветные реакции можно использовать для доказательства?

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Свойства ферментов будут изучаться на примере амилазы слюны, фермента, гидролизирующего гликозидные связи в молекуле крахмала.

  1. Специфичность ферментов.

Принцип метода: субстраты (крахмал и сахароза) не обладают восстанавливающими свойствами и не дают реакцию Троммера. Продукты же их гидролиза обладают восстанавливающими свойствами, и с ними реакция Троммера положительна.

Порядок выполнения работы: В две пробирки вносят по 5 капель слюны (1:10). В первую пробирку добавляют 10 капель 1% раствора крахмала, во вторую – 10 капель 1% раствора сахарозы. Обе пробирки инкубируют при 37С в течение 10 минут. После инкубации с содержимым обеих пробирок проделывают реакцию Троммера.

Реакция Троммера: К 10 каплям исследуемой жидкости добавляют 10 капель 10% раствора гидроксида натрия и 5 капель 1% раствора сернокислой меди. Осторожно нагревают верхнюю часть содержимого пробирки и кипятят в течение 1 минуты. Появление кирпично-красного осадка при кипячении указывает на наличие восстанавливающих свойств у веществ, находящихся в исследуемом растворе. В данном случае появление мальтозы, глюкозы.

На основании регистрации результатов реакции Троммера с содержимым той и другой пробирки сделайте вывод о специфичности фермента амилазы.

  1. Влияние температуры на активность амилазы слюны.

Порядок выполнения работы: В 4 пробирки наливают по 0,5 мл 1% раствора крахмала, ещё в 4 пробирки – по 0,5 мл разбавленной 1:10 слюны. Каждую пару пробирок (одна с ферментом – амилазой слюны, другая с субстратом – крахмалом) помещают в условия различного температурного режима на 5 минут – в лёд (0С), кипящую водяную баню (100С), термостат (40С), четвёртую пару оставляют при комнатной температуре. Через 5 минут содержимое пробирок каждой пары сливают вместе, перемешивают и оставляют на 10 минут в тех же условиях. Если через 10 минут проба на предметном стекле содержимого пробирки из термостата с йодом даст жёлтое окрашивание, то во все пробирки добавляют по 10 капель 1% раствора йода. Если окрашивание пробы из термостата синее или кирпично-красное, то инкубацию продляют до появления жёлтого окрашивания.

Оформление работы:

№№ пробирок
Температура инкубации
Окрашивание йодом










Сделайте вывод об оптимуме температуры для амилазы слюны.

  1. Влияние рН на активность амилазы слюны.

Порядок выполнения работы: Берут 8 пробирок, в каждую из них вносят по 2 мл фосфатного буфера с различными значениями рН (от 5,4 до 8,0), 1 мл 1% раствора крахмала и по 0,5 мл раствора слюны (1:10). Через 10 минут берут по 1 капле жидкости из каждой пробирки на предметное стекло и смешивают с раствором йода. Повторяют эту процедуру каждые 1 – 2 минуты до появления в одной из пробирок жёлтого окрашивания. Затем во все пробирки добавляют по 2 – 3 капли раствора йода.

Оформление работы:

№№ пробирок
1
2
3
4
5
6
7
8

рН
5,4
5,8
6,2
6,6
6,8
7,0
7,4
8,0

Окрашивание йодом
























Делается вывод об оптимуме рН для амилазы слюны.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

  1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 114-126, 129-145, 159-163.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 76-102.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 53-78, 81-84.

  4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 17-22.

  5. Лекционный материал.

Дополнительная литература:

  1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

  2. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

  3. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

  4. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Регуляция активности ферментов.


ЦЕЛЬ: Изучить механизмы регуляции каталитической активности ферментов, посредством которых клетки координируют и регулируют весь набор метаболических процессов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

Вопросы для самоподготовки:

  1. Активаторы и ингибиторы ферментных реакций. Приведите примеры.

  2. Классификация ингибиторов. Обратимое и необратимое ингибирование.

  3. Ингибиторы конкурентные и неконкурентные. Как можно на практике отличить конкурентное ингибирование от неконкурентного?

  4. Аллостерические ингибиторы и активаторы.

  5. Регуляция активности ферментов по типу обратной связи – ретроингибирование. Механизм обратной связи – главный биологический механизм регуляции обменных процессов.

  6. Полиферментные системы. Какова их биологическая роль?

  7. Образование ферментов в виде проферментов. Биологический смысл этого явления. Превращение проферментов в ферменты на примере протеиназ пищеварительного тракта.

  8. Лекарственные препараты – ингибиторы ферментов. Приведите примеры.

  9. Четвертичная структура аллостерических ферментов и кооперативные эффекты.

Выполните следующие задания:

  1. Известны главные каталитические группы в активных центрах ферментов: для карбоксипептидазы - арг 145, тир 248, глу 270; для лизоцима – трп 62, трп 63, асп 101; для химотрипсина – гис 57, сер 195, асп 102. Ответьте на вопросы:

А) Какие из этих ферментов быстро инактивируются в присутствии диизопропилфторфосфата, почему, какой тип ингибирования?

Б) Какие из этих ферментов образуются путём протеолитической активации из проферментов?

  1. Метанол очень токсичен. Приём 30 мл может привести к гибели человека. Высокая токсичность обусловлена действием на организм продукта метаболизма метанола – формальдегида. Метанол быстро окисляется в него ферментом печени – алкогольдегидрогеназой. Одним из методов лечения при отравлениях метанолом является назначение больному этанола в больших количествах, которые у здорового человека вызывают интоксикацию. Объясните, почему такое лечение оказывается эффективным?

  2. Объясните механизм лечебного действия трасилола при панкреатите. В норме поджелудочная железа защищена от протеолитического действия синтезируемых ею ферментов, в частности, трипсина. Это обеспечивается тем, что ферменты синтезируются в виде проферментов и их активация проходит в тонком кишечнике. Кроме того, в секрете поджелудочной железы присутствует ингибитор – полипептид, инактивирующий трипсин. Трасилол является структурным аналогом этого пептида.

  3. Холинэстераза при оптимальных условиях (рН – 8,4; температура 37С) в течение 15 минут катализирует гидролиз ацетилхолина с образованием 100 ммоль холина и уксусной кислоты (напишите реакцию). Рассчитайте активность фермента. Объясните, как и почему изменится активность фермента, если:

  1. Температуру инкубационной среды изменить от 5 до 40С.

  2. В инкубационную среду добавить препарат «прозерин»

autoshape 33autoshape 39 O

autoshape 26line 30line 37line 41 СН3 || CH3

line 32line 35line 36line 38line 40line 42line 43 СН3 line 29 N+ С N CH3SO4

СН3 line 28 CH3



  1. В присутствии прозерина повышать концентрацию ацетилхолина.

  1. Сравните действие прозерина и диизопропилфторфосфата (ДФФ) на фермент ацетихолинэстеразу (в активном центре функциональная группа серина).

  1. Ингибирует ацетилхолинэстеразу

  2. Конкурирует с субстратом за место в активном центре

  3. Действует необратимо

  4. Ингибирование устраняется избытком ацетилхолина
А. Только прозерин

Б. Только ДФФ

В. Оба вещества

Г. Ни одно из этих веществ

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ.

  1. Влияние активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны.

Порядок выполнения работы. В три пробирки вносят реактивы согласно нижеследующей схеме (количество указано в каплях).

№№ пробирок
Н2О
Хлористый натрий, 1%
Сернокислая медь,1%
Слюна/вода,

1:10
Раствор крахмала, 1%

1

2

3
10

8

8
 

2

-
-

-

2
20

20

20
5

5

5

Через 5 минут инкубации при комнатной температуре по 2 – 3 капли содержимого опытных пробирок переносят в пробирки с водой, подкрашенной каплей раствора йода. Наблюдается различная степень расщепления крахмала. Если расщепление крахмала недостаточно во всех пробах, опыт повторяют через 5 минут.

Оформить результаты работы в виде таблицы:

Фермент
Субстрат
Время действия фермента
Окраска йодом

Проба 1
Проба 2
Проба 3



















Сделать вывод о характере влияния добавок на активность амилазы слюны.

  1. Конкурентное ингибирование сукцинатдегидрогеназы мышц.

Фермент сукцинатдегидрогеназа катализирует реакцию окисления янтарной кислоты до фумаровой (кофермент ФАД). В данном опыте реакция регистрируется по изменению окраски 2,6-дихлорфенолиндофенола синего (при восстановлении обесцвечивается).

Прядок выполнения работы: Для получения ферментного препарата 1 – 2 г свежей мышечной ткани, предварительно измельчённой ножницами, растирают в ступке с небольшим количеством воды, затем мышечную кашицу переносят на двойной слой бинта, помещённого в воронке, и промывают 25ю мл воды. Промытую мышечную кашицу отжимают, переносят в пробирку и суспендируют в 4 мл дистиллированной воды. Полученную суспензию (фермент прочно связан с внутриклеточными структурами) равномерно распределяют в 4 пробирки. Содержимое первой пробирки кипятят в течение 2 – 3 минут для инактивации фермента. Затем в пробирки добавляют реактивы по следующей схеме:

№№

пробирок
Сукцинат, 1%

мл
Дист. вода

Мл
Малонат, 1%

Мл
2,6-дихлорфенол-индофенол, 1%

1

2

3

4
1

1

-

1
0,5

0,5

1,5

-
-

-

-

0,5
2 капли

2 капли

2 капли

2 капли

Через 15 минут наблюдается исчезновение синей окраски только во второй пробирке. Объясните, почему не идёт реакция в пробирках № 1 и № 3 и почему снижена скорость реакции в пробирке № 4.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

  1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 145-157, 122-126.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 102-108.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия, М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 78-81, 84-89.

  4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 22-29.

  5. Лекционный материал.

Дополнительная литература:

  1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. член-корр. РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

  2. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

  3. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

  4. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Методы количественного определения активности ферментов. Основные принципы энзимодиагностики и энзимотерапии.


ЦЕЛЬ: Ознакомиться с принципами выделения ферментов и количественной оценки активности ферментов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ

  1. На регистрации каких явлений основано обнаружение ферментов?

  2. На чём основано количественное определение ферментов?

  3. Единицы измерения активности ферментов.

  4. Различия ферментного состава органов и тканей. Понятие об органоспецифичности ферментов.

  5. Принципы и последовательность действий при выделении ферментов из биологического материала.

  6. Определение активности ферментов в сыворотке крови и других биологических жидкостях. Изменение активности сывороточных энзимов при заболеваниях. Принципы энзимодиагностики.

  7. Основные направления энзимотерапии.

Изоферменты. Клиническое значение определения активности изоферментов на примере лактатдегидрогеназы и креатинфосфокиназы. Решите ситуационные задачи:

  1. Поставьте предварительный диагноз по следующим данным анализа крови и мочи больного: активность амилазы, липазы, трипсина в крови и моче больного резко повышена.

  2. В приёмное отделение больницы доставлен больной 45 лет с жалобами на острейшие боли в эпигастрии, тошноту, рвоту. При осмотре отмечена бледность кожи и слизистых, аритмичный пульс, снижено АД, аускультативно – глухость сердечных тонов. При лабораторном обследовании: общий анализ крови без воспалительных изменений; биохимический анализ крови – повышение активности АСТ и ЛДГ, при нормальных показателях АЛТ, амилазы, щелочной фосфатазы. Какое заболевание Вы заподозрили? Какие дополнительные ферментные тесты помогут Вам подтвердить диагноз?

  3. При исследовании крови больного выявлена величина коэффициента Ритиса (АСТ : АЛТ), равная 0,46 (в норме – 1,33). О поражении какого органа свидетельствует выявленный показатель?




Основные разделы
Ферменты

Примеры использования


Диагностика
Лактатдегидрогеназа

Изофермент ЛДГ1
Инфаркт миокарда

Аспартатаминотрансфераза

АСТ
Инфаркт миокарда

Аланинаминотрансфераза

АЛТ
Заболевания печени (например, вирусный гепатит)

Креатинкиназа КК

Изофермент МВ
Инфаркт миокарда

Креатинкиназа КК

Изофермент ММ
Прогрессирующая мышечная дистрофия

-амилаза, липаза, трипсин
Заболевания поджелудочной железы

Кислая фосфатаза
Рак предстательной железы


Лечение


Пепсин

Нарушение переваривания белков в желудке. Нарушение синтеза или секреции пепсина

Трипсин, химотрипсин
Лечение гнойных ран

Стрептокиназа. урокиназа
Предотвращение тробмообразования при пересадке органов и других операциях

Аспарагиназа

Лечение онкологических заболеваний

Уреаза
Применение в аппаратах ‘‘искусственная печень’’ и ‘‘искусственная почка’’

Гиалуронидаза

Рассасывание рубцов

Использование в качестве аналитических реактивов
Глюкозооксидаза

Определение глюкозы в крови

Уреаза

Определение мочевины в крови
Таблица: ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В МЕДИЦИНЕ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.

Количественное определение активности амилазы мочи (диастазы).

Принцип метода: Метод основан на определении времени, необходимого для полного расщепления определённого количества крахмала ферментом, присутствующим в моче. Условно за единицу активности амилазы мочи принимают количество фермента, расщепляющего 2 мг крахмала за 15 минут. Активность амилазы выражают количеством условных единиц в 1 мл мочи. В норме она составляет 1 – 2 ед.

Порядок выполнения работы: На сухую чашку Петри заранее наносят в разных местах по одной капле 0,1% раствора йода в йодиде калия (всего 10 - 15 капель). В сухую пробирку вносят 2 мл 0,1% раствора крахмала, содержащего 2 мг крахмала, 1 мл 0,85% раствора хлорида натрия, перемешивают и помещают пробирку в водяную баню при 37С на две минуты. Через две минуты, не вынимая пробирку из бани, добавляют в неё 0,5 мл мочи, перемешивают и отмечают время начала реакции. Затем каждые две – три минуты, не вынимая пробирки из бани стеклянной палочкой переносят каплю смеси из пробирки на чашку Петри в каплю йода. Так продолжают до тех пор, пока окраска капли йода не перестанет

изменяться, т.е. до появления жёлтого цвета, и отмечают время реакции в минутах. Активность амилазы мочи рассчитывают по формуле:

,

где: X– активность амилазы в 1 мл мочи;

15 – время, необходимое для полного расщепления 2 мг крахмала (условная единица) мин.;

0,5 – количество мочи, взятое в реакционную смесь, мл;

Т – время реакции, мин.

Клинико-диагностическое значение. Гиперамилаземия и гиперамилазурия наиболее выражены при остром панкреатите, хотя отмечаются и при других поражениях этого органа. К гиперамилаземиям внепанкреатического происхождения относят поражение слюнных желёз, почечную недостаточность. При поражениях поджелудочной железы кроме α-амилазы повышается уровень панкреатической липазы, фосфолипазы А2, трипсина.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

  1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 126-129, 157-159, 163-168.

  2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 118-123.

  3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 89-92.

  4. Лекционный материал.

Дополнительная литература:

  1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

  2. Бородин Е.А. ‘‘Биохимический диагноз’’, часть 1, Благовещенск, 1991.

  3. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.

  4. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

  5. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

  6. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

перейти в каталог файлов

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей

Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей