Тема 1.4. Ингибиторы и активаторы ферментов.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 10Следующая ⇒

Регуляция активности ферментов.

План изучения темы

1. Ингибирование ферментов.

2. Обратимое ингибирование.

3. Конкурентное и неконкурентное ингибирование.

4. Необратимое ингибирование.

5. Аллостерическая регуляция.

6. Регуляция путём фосфорилирования и дефосфорилирования.

7. Регуляция частичным протеолизом.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие вещества называются ингибиторами ферментов?

2. Перечислите виды ингибирования ферментов по прочности связывания и механизму действия.

3. Дайте определение необратимому ингибированию ферментов.

4. Приведите пример веществ, являющихся необратимыми ингибиторами энзимов.

5. Приведите примеры применения необратимого ингибирования ферментов в медицине.

6. Дайте определение обратимому ингибированию ферментов.

7. Перечислите виды обратимых ингибиторов.

8. Дайте определение конкурентному ингибированию ферментов.

9. Приведите примеры веществ, являющихся конкурентными ингибиторами.

10. Нарисуйте график Михаэлиса-Ментен для конкурентного ингибирования.

11. Как изменяется константа Михаэлиса и максимальная скорость ферментативной реакции при конкурентном ингибировании? Объясните причину таких изменений.

12. Приведите примеры действия лекарственных веществ как конкурентных ингибиторов.

13. Дайте характеристику неконкурентным ингибиторам ферментов.

14. Как изменяется константа Михаэлиса и максимальная скорость ферментативной реакции при неконкурентном ингибировании? Объясните причину таких изменений.

15. Нарисуйте график Михаэлиса-Ментен для неконкурентного ингибирования.

16. Приведите примеры веществ, являющихся неконкурентными ингибиторами.

17. Дайте определение аллостерической регуляции активности ферментов.

18. Какой уровень структурной организации характерен для аллостерических ферментов?

19. Объясните механизм регуляции активности ферментов по типу аллостерической модификации.

20. Какие регуляторные ферменты называются гомотропными?

21. Нарисуйте схему регуляции активности фермента по принципу прямой положительной связи.

22. Какие регуляторные ферменты называются гетеротропными?

23. Нарисуйте схему регуляции активности фермента по принципу обратной отрицательной связи.

24. Какие регуляторные ферменты называются гомогетеротропными?

25. Особенности структуры и кинетики ферментативных реакций для регуляторных ферментов.

26. Нарисуйте график зависимости между концентраций субстрата и скоростью реакции, катализируемой регуляторным ферментом.

27. Как называются этапы метаболических путей, катализируемых регуляторными ферментами?

28. Механизм активации ферментов частичным протеолизом.

29. Как называется неактивный предшественник фермента?

30. Приведите примеры ферментов, активация которых идет частичным протеолизом.

31. Какое биологическое значение имеет биосинтез протеолитических ферментов в виде зимогенов?

32. Механизм регуляции ферментов путем их фосфорилирования-дефосфорилирования.

33. Приведите пример регуляции ферментов путем фосфорилирования-дефосфорилирования.

Задания, обязательные для выполнения в процессе самоподготовки

1. Определите тип ингибирования, проанализировав приведённые данные зависимости степени ингибирования глутаматдегидрогеназы аспартатом и салицилатом. В обоих случаях активность фермента можно восстановить, удалив ингибитор.

Концентрация субстрата, мМ	2, 0	3, 0	4, 0	10, 0	15, 0
Степень ингибирования, %

2. Неактивная форма фермента пепсина – одна полипептидная цепь – имеет молекулярную массу 42000Д. После добавления к раствору фермента HCL молекулярная масса фермента уменьшилась до 25 000 Д и фермент стал активным. Дайте объяснения данным фактам, укажите тип активации.

3. Сукцинатдегидрогеназа катализирует реакцию

НООС – CH₂ - CH₂ – COOH + ФАД → HOOC – CH = CH – COOH + ФАД H_2. Малонат ингибирует сукцинатдегидрогеназу. Диметиловый эфир малоната не ингибирует фермент. Дайте объяснения наблюдаемым изменениям, укажите тип ингибирования.

Примеры тестовых заданий

1. Конкурентными ингибиторами являются

1. Металлы

2. Аминокислоты

3. Структурные аналоги субстрата

4. Неметаллы

5. Углеводы

2. Действие конкурентного ингибитора можно устранить

1. Увеличением концентрации фермента

2. Увеличением концентрации субстрата

3. Уменьшением концентрации фермента

4. Уменьшением концентрации субстрата

3. Графическая зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата для аллостерического фермента описывается

1. Параболической кривой

2. Сигмоидной кривой

3. Прямой линией

4. Пепсиноген превращается в пепсин

1. Частичным протеолизом

2. Ковалентной модификацией

3. Фосфорилированием

5. Необратимое ингибирование ферментов вызывают

1. Ионы щелочных металлов

2. Фосфорорганические соединения

3. Нуклеотиды

6. Для какого вида ингибирования характерно уменьшение Vmax при неизменной величине Km?

1. Обратимое, конкурентное

2. Обратимое, неконкурентное

3. Необратимое

7. Для какого вида ингибирования характерно увеличение величины Km при неизменной максимальной скорости ферментативного процесса?

1. Необратимое

2. Обратимое, конкурентное

3. Обратимое, неконкурентное

8. Аллостерические ферменты, для которых модуляторами являются молекулы, отличающиеся от молекул субстрата, называются:

1. Гомотропными

2. Гетеротропными

3. Гомогетеротропными

9. Аллостерические ферменты, для которых молекула субстрата является не только субстратом, но и модулятором, называются:

1. Гомотропными

2. Гетеротропными

3. Гомогетеротропными

10. Укажите соответствие:

Графическая зависимость скорости химической реакции от концентрации субстрата выражается для ферментов

1. Нерегуляторных	а) прямой линией
2. Регуляторных	б) сигмоидной кривой
	в) гиперболой

Примеры ситуационных задач

Задача №1

В 1935 г. немецкий врач Г. Домагк обнаружил противомикробное действие протонзила (красного стрептоцида), синтезированного в качестве красителя. Вскоре было установлено, что «действующим началом» красного стрептоцида служит образующийся при его метаболизме сульфаниламид (стрептоцид), от которого произошла большая группа сульфаниламидных препаратов.

Бактериостатическое действие сульфаниламидов связано с тем, что они замещают парааминобензойную кислоту (ПАБК) в активном центре фермента дигидроптеоратсинтазы в процессе синтеза бактериями фолиевой кислоты, необходимой для образования нуклеотидов, т.е. сульфаниламиды – псевдосубстраты. Нарушение синтеза нуклеотидов и, следовательно, нуклеиновых кислот вызывает изменения роста и развития микроорганизмов.

В организме человека фолиевая кислота не синтезируется, а поступает с пищей, как витамин.

Объясните механизм антибактериального действия сульфаниламидов.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Как называется такой тип ингибирования? Благодаря чему он возможен (сравните химические структуры сульфаниламидов и ПАБК)?

2. Как такие ингибиторы влияют на К_ми V_max-реакции?

3. Почему сульфаниламиды неэффективны в средах, где много ПАБК (например, там, где находится гной)?

4. Почему при лечении обычно назначают сразу «ударную» дозу сульфаниламидов?

5. Будут ли сульфаниламиды влиять на усвоение фолиевой кислоты человеком?

Задача №2

Зависимость скорости реакции, катализируемой транскарбоксилазой, от концентрации субстрата выражается кривой, имеющей сигмовидную форму. После обработки фермента солями ртути каталитическая активность увеличивается примерно в 4 раза, а кривая зависимости V=(S) приобретает форму гиперболы. Какие выводы о структурных и внутримолекулярных взаимодействиях фермента можно сделать?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Для каких ферментов характерна сигмоидная форма зависимости V от [S]?

2. Нарисуйте кривые, иллюстрирующие приведённые данные.

Задача №3

В последнее время участились случаи использования метанола для изготовления технических жидкостей, используемых в средствах по уходу за автотранспортом, в том числе в составе стеклоомывающих средств. Главная опасность метилового спирта, или метанола, — использование его в качестве суррогатного алкоголя, что приводит к летальному исходу. Так, по данным Научно-практического токсикологического центра Росздрава, доля больных, отравившихся метанолом, составляет от 0, 1 до 0, 5% всех госпитализированных. Объясните причину токсического действия метанола и способ оказания медицинской помощи, если известно, что метанол ингибирует активность фермента ацетальдегиддегидрогеназы, участвующего в катаболизме этанола, что вызывает накопление ацетальдегида.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Виды ингибирования активности ферментов.

2. Напишите реакцию окисления метанола. Назовите токсичные продукты, которые образуются при окислении.

3. На каком свойстве основаны действия конкурентного ингибитора?

Задача №4

В среде находится аллостерический фермент и его ингибитор. В результате специфической обработки (не влияющей на третичную структуру) фермент диссоциирует на субъединицы. Изменится ли при этом его активность? Если да, то как?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Что представляет собой третичная и четвертичная структуры белка?

2. Что такое аллостерический фермент?

3. Что такое аллостерический ингибитор?

Лабораторная работа

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒