Влияние активаторов и ингибиторов

На активность амилазы слюны

Метод основан на сравнении скорости гидролиза крахмала (продукт гидролиза крахмала обнаруживают пробой с йодом под действием α – амилазы слюны).

В три пробирки наливают по 1 мл слюны, разведенной в 40 раз (10, 20, 50).

В первую пробирку добавляют 2 капли воды, во вторую - 1% раствора NaCl, в третью - 2 капли 1% раствора CuSO4. После этого в каждую пробирку добавляют по 5 капель 1% раствора крахмала. Все пробирки оставляют при комнатной температуре ( или лучше термостат t=38) на 2 минуты, затем во все пробирки добавляют по 1 капле раствора йода, перемешивают, наблюдают окраску и определяют, в какой пробирке действует активатор или ингибитор. Целесообразно в каждую пробирку прибавить по 2 мл воды и перемешать - окраска будет более наглядной.

Активаторы стимулируют действие ферментов, но в отличие от коферментов не принимают участие в реакции.

Проба	Слюна	Вода, NaCl, CuSO4	Крахмал	Термостат t=38	Раствор I2	Окраска
Пробирка 1	слюна 1мл	вода 2 капли	крахмал 1% 5 капель	термостат 38⁰ 2 мин	раствор йода 1 кап
Пробирка 2	слюна 1мл	1% р –р NaCL 2 капли	крахмал 1% 5 капель	термостат 38⁰ 2 мин	раствор йода 1 кап
Пробирка 3	слюна 1мл	1% р –р СuSO₄ 2 капли	крахмал 1% 5 капель	термостат 2 мин	раствор йода 1 кап

В первой пробирке появляется фиолетовая или красно-бурая окраска, во второй пробирке, где ионы Cl- играют роль активаторов, пояляется желтая окраска, а в третьей пробирке, где ионы Cu ²⁺ тормозят действие амилазы, окраска будет синей.

Окраска зависит от расщепления крахмала.

Вывод: Для амилазы активатор NaCl

Ингибитор CuSO₄

ВОПРОСЫ К ИТОГОВОМУ ЗАНЯТИЮ

«ХИМИЯ БЕЛКОВ. ФЕРМЕНТЫ».

1. Первичная структура белков (определение, связи, стабилизирующие первичную структуру, свойства).

2. Вторичная структура белков (определение, связи, стабилизирующие вторичную структуру, виды).

3. Третичная структура белков (определение, связи, стабилизирующие третичную структуру, виды).

4. Четвертичная структура белков (определение, связи, стабилизирующие четвертичную структуру).

5. Протомер (определение, пример). Строение молекулы гемоглобина.

6. Изоэлектрическое состояние белковой молекулы (определение, свойства белков в изоэлектрической точке).

7. Напишите структурную формулу трипептида, состоящего из ВАЛ, ЦИС и ФЕН.

8. Напишите структурную формулу трипептида, состоящего из АЛА, ГИС и ТИР.

9. Напишите структурную формулу трипептида «глицил-серил-триптофан».

10. Напишите структурную формулу трипептида «лейцил-метионил-цистеин».

11. Классификация белков (по строению, функциям, примеры).

12. Денатурация белков (виды, факторы, вызывающие денатурацию).

13. Применение обратимой и необратимой денатурации в медицине.

14. Назовите признаки, отличающие биологические катализаторы от неорганических.

15. Укажите, в чем сходство биологических и неорганических катализаторов.

16. Дайте определение понятиям: кооперативность действия ферментов, компартментализация.

17. Дайте определение активного центра фермента. Какие функциональные группы и радикалы наиболее часто входят в состав активного центра?

18. Структура сложных ферментов.

19. Дайте определение специфичности ферментов. Виды специфичности.

20. Дайте определение абсолютной специфичности ферментов. Приведите пример.

21. Дайте определение относительной специфичности ферментов. Приведите пример.

22. Дайте определение стереохимической специфичности ферментов. Приведите пример.

23. Перечислите факторы, от которых зависит скорость ферментативной реакции.

24. Дайте определение оптимальному значению рН фермента.

25. Нарисуйте график зависимости скорости ферментативной реакции от рН среды.

26. Дайте определение термолабильности ферментов. Температурный оптимум действия ферментов.

27. Нарисуйте график зависимости скорости ферментативной реакции от температуры.

28. Константа Михаэлиса (определение, значение). На графике определите К_m (укажите, какое свойство фермента характеризует K_m).

29. Регуляторные ферменты. Особенности структуры, кинетика реакций, катализируемых регуляторными ферментами. Биологическое значение.

30. Нарисуйте график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата для регуляторного фермента.

31. Назовите виды ингибирования ферментов. Приведите пример необратимого ингибирования.

32. Назовите типы обратимого ингибирования. Приведите пример.

33. Конкурентное ингибирование. Основные признаки конкурентного ингибитора. Выявление типа ингибирования с помощью графика Михаэлиса-Ментен

34. Неконкурентное ингибирование. Основные признаки этого типа ингибирования, выявление с помощью графика Михаэлиса-Ментен.

35. Аллостерическая регуляция активности ферментов. Физиологическое значение регуляции активности ферментов.

36. Гомотропная регуляция активности ферментов. Приведите пример.

37. Гетеротропная регуляция активности ферментов. Приведите пример.

38. Изоферменты (особенности строения, локализация, функции). Приведите примеры.

Раздел II. Метаболизм. Биологическое окисление. Обмен углеводов.

Процессы окисления в организме имеют два основных назначения: обеспечить энергией все нуждающиеся в ней формы жизнедеятельности и превратить вещества пищи в компоненты клетки. Энергетические потребности клеток животных и человека удовлетворяются за счет энергии, освобождающейся при окислении различных органических соединений с участием молекулярного кислорода. Большая часть энергии, освобождающаяся при окислительных процессах, аккумулируется в макроэргических связях АТФ, химическая энергия, выделяющаяся при гидролизе АТФ, трансформируется во все другие виды энергии и используется для осуществления механической работы, биосинтетических процессов, возбуждения электрических потенциалов, переноса веществ через биологические мембраны. Нарушение процессов энергообеспечения клеток лежит в основе развития многих патологических процессов (ишемия миокарда и головного мозга, вирусных инфекций, заболеваний, вызываемых поступлением в организм токсических веществ), поэтому целью применения лекарственных препаратов в ряде случаев является улучшение энергообеспечения как здоровых клеток, так и пораженных патологическим процессом.

В ходе метаболизма углеводов в растениях и микроорганизмах образуются жирные кислоты, аминокислоты, пурины, пиримидины, витамины, которые необходимы для жизнедеятельности для человека и животных. Получая с пищей небольшие количества аминокислот, липидов, витаминов и минеральных веществ, животные и человек способны усвоить большие количества углеводов, которые могут депонироваться. Углеводы служат источником энергии для всех тканей и органов, особенно для мозга. Нарушение обмена углеводов играет важную роль в патогенезе сахарного диабета, злокачественных опухолей, гликогенозов.

Цель изучения раздела: использовать знания о молекулярных механизмах биологического окисления, синтеза макроэргических соединений для объяснения патогенеза состояний, возникающих при гипоксии. Уметь применять знания о функциях углеводов, об их синтезе, катаболизме, о взаимосвязи этих процессов и механизмах регуляции для объяснений нарушений обмена при патологии.

Задачи изучения раздела:

1. Знатьструктуру и функцию окислительно-восстановительных ферментов, организацию работы цепи переноса электронов.

2. Понимать взаимосвязь между процессами окисления углеводов и энергообеспечением организма.

3. Представлять процессы переваривания и ассимиляции углеводов в организме.

4. Знать основные пути обмена углеводов, их особенности в различных органах и тканях

5. Иметь представления о субстратных и гормональных механизмах регуляции обмена углеводов.

6. Знать причины и механизмы нарушений энергетического и углеводного обменов при патологии.

Тема 2.1. Метаболизм. Биологическое окисление.

План изучения темы

1. Общие закономерности метаболизма.

2. Этапы катаболизма.

3. Дыхательная цепь (ЦПЭ), состав, строение компонентов дыхательной цепи.

4. Механизм синтеза АТФ.

5. Ингибиторы ЦПЭ.

6. Разобщение процессов дыхания и фосфорилирования.

Вопросы для самоконтроля.

1. Приведите определение понятия метаболизм.

2. Нарисуйте схему обмена веществ в организме.

3. Катаболизм (определение, фазы, энергетический выход, значение).

4. Анаболизм (определение, значение)

5. Дайте определение процессу биологического окисления.

6. Сходство процессов окисления в организме и процесса горения.

7. Отличия процессов биологического окисления от процесса горения.

8. Назовите виды биологического окисления.

9. Субстратное окисление (определение, значение)

10. Тканевое дыхание (определение, значение)

11. Цепь переноса электронов (определение, состав, локализация в клетке)

12. Первичные акцепторы электронов – никотинзависимые и флавинзависимые дегидрогеназы (строение, функции).

13. Комплекса I (название, состав, механизм работы).

14. Комплекс II (название, строение, механизм работы).

15. Комплекс III (название, состав, механизм работы).

16. Комплекс IV (название, особенности структуры и функций)

17. Убихинон (состав, функции).

18. Цитохром (особенности структуры и работы)

19. Назовите конечный акцптор электронов в цепи переноса электронов.

20. Как меняется окислительно-восстановительный потенциал редокс-пар при переходе от субстрата к кислороду?

21. Перечислите пути использования энергии, выделяющейся при переносе пары электронов по ЦПЭ.

22. На синтез скольких молекул АТФ хватает энергии, выделяющейся при переносе пары электронов по дыхательной цепи? Сколько АТФ синтезируется в действительности?

23. Назовите виды фосфорилирования протекающие в организме человека.

24. Дайте определение окислительному фосфорилированию.

25. Дайте определение субстратному фосфорилированию.

26. Перечислите макроэргические соединения и дайте им определения.

27. Что называется коэффициентом фосфорилирования.

28. Назовите причины нарушения тканевого дыхания.

29. Назовите ингибиторы ЦПЭ.

30. Назовите разобщителей тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Объясните механизм их действия.

31. Дайте определение свободному окислению, укажите значение процесса.

Задания, обязательные для выполнения

в процессе самоподготовки

1. Заполните таблицу: Ферментные комплексы ЦПЭ и их ингибиторы

Название ферментного комплекса	Донор электронов	Акцептор электронов	Ингибитор

2. Напишите схему переноса электронов от изоцитрата на кислород (изоцитратдегидрогеназа – НАД – зависимый фермент).

3. Составьте схему переноса электронов и H⁺ от сукцината на кислород (сукцинатдегидрогеназа – ФАД - зависимый фермент) и укажите, чему равен коэффициент Р/О для этого субстрата.

4. Определите различия в энергетическом эффекте окисления малата и сукцината.

5. Объясните механизм образования активных форм кислорода.

6. Назовите ферменты, защищающие клетки от действия активных форм кислорода.

Примеры тестовых заданий

1. Укажите признаки, отличающие окисление в организме от окисления вне организма.

1. Процесс идёт при участии фермента

2. Процесс идёт без участия фермента

3. Процесс идёт при 37-38⁰С

4. Процесс идёт при 50⁰С

5. Процесс идёт в митохондриях

2. Укажите общие признаки процесса окисления в организме и вне организма

1. Выделяется различное количество энергии

2. Выделяется одинаковое количество энергии

3. Конечными продуктами окисления являются углекислый газ и вода

4. Конечными продуктами окисления являются аммиак, вода, углекислый газ.

3. В процессе тканевого дыхания конечным акцептором электронов является

1. Вода

2. Углекислый газ

3. Кислород

4. Субстрат

5. Продукт реакции

4. Ферменты, образующие дыхательную цепь локализованы

1. На цитоплазматической мембране

2. На кристах митохондрий

3. На наружной мембране митохондрий

4. На мембранах эндоплазматического ретикулума

5. На полисомах

5. Первичные акцепторы водорода в окислительно-восстановительных реакциях представлены

1. Никотинзависимыми дегидрогеназами

2. Лигазами

3. Пиридоксальфосфатом

4. Цианкобаламином

5. Флавинзависимыми дегидрогеназами

6. Укажите количество комплексов, входящих в состав дыхательной цепи

1. 3

2. 4

3. 5

4. 2

5. 6

7. Никотинзависимые дегидрогеназы в качестве коферментов содержат

1. НАД⁺

2. НАДФ⁺

3. СH₃COSK₀А

4. ТГФК

5. ФАД

8. Флавинзависимые дегидрогеназы в качестве коферментов содержат

1. ТГФК – СH₃

2. ФАД

3. ФМН

4. Биотин

5. НАДФ⁺

9. Энергия переноса электронов по дыхательной цепи используется для:

1. Гидролиза АТФ

2. Синтеза АТФ

3. Для совершения работы

4. Для образования теплоты

5. Для образования креатинфосфата

10. Причинами, вызывающими нарушение тканевого дыхания, являются

1. Недостаток субстрата

2. Гипоксия

3. Избыток субстрата

4. Действие активаторов

5. Действие ингибиторов

Примеры ситуационных задач

1. Задача №1

Барбитураты (амитал натрия и др.) используются в медицинской практик как снотворные средства. Однако передозировка этих лекарств, превышающая в 10 раз лечебную дозу, может привести к летальному исходу. На чем основано токсичное действие барбитуратов на организм?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Изобразите схему процесса, на который влияют эти препараты;

2. на схеме укажите этап процесса, который первично ингибируется барбитуратами;

3. опишите последствия их действия на организм;

4. объясните причины летального исхода при передозировке этих лекарств.

Задача №2

Цианид калия — смертельный яд. Отравления им крайне редки в связи с его недоступностью. Однако встречаются случаи отравления абрикосовыми косточками, содержащими амигдалин, из которого в организме освобождается синильная кислота HCN. Анион этой кислоты обладает высоким сродством к Fe³⁺, вследствие чего образует с ним прочный комплекс. При отравлении цианидами наблюдается угнетение дыхания, гиперемия кожных покровов и слизистых оболочек, судороги. Характерным признаком отравления является ярко алый цвет венозной крови. Что является причиной возникновения описанных симптомов?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Нарисуйте схему метаболического пути, который нарушается цианидами, назовите ингибируемый фермент, опишите особенности его строения и функции;

2. Объясните, почему именно этот фермент имеет большее сродство к цианиду, чем другие гемопротеины;

3. Объясните алый цвет венозной крови и остановку дыхания при отравлении цианидом?

2. Задача №3

Пульпа зуба выполняет защитную и трофическую функции и характеризуется повышенной активностью окислительно–восстановительных процессов и высоким потреблением кислорода. В метаболизме пульпы важную роль играет аскорбиновая кислота (витамин С). Объясните механизм стимулирующего действия витамина.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Напишите схему процесса, который обеспечивает дегидрирование НАДН и активацию окислительно-восстановительных реакций.

2. Назовите фермент, на который действует витамин.

3. Поясните, какие изменения будут наблюдаться при недостатке аскорбиновой кислоты.

Задача №4

Косточки вишен, горького миндаля и диких абрикос содержат цианогликозидамигдалин, который при длительном хранении фруктовых консервов переходит в сироп. В кишечнике амигдалин расщепляется с образованием синильной кислоты. Употребление таких консервов вызывает головную боль, боли в животе, потерю сознания и сопровождается ярко – розовой окраской кожных покровов. Объясните механизм действия амигдалина на организм.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Дайте определение процессу тканевого дыхания.

2. Назовите комплексы, составляющие дыхательную цепь или ЦПЭ (цепь переноса электронов)

3. Назовите ингибиторы дыхательной цепи. Охарактеризуйте механизм их действия и последствия.

Лабораторная работа

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 678 9 10 Следующая ⇒