Метод рекомСТОМ

3. Смешанные - (ферменты цикла трикарбоновых кислот), часть ферментов связаны структурно-функционально, а часть функционально.

Механизм действия ферментов - современная теория механизма действия ферментов

-это теория промежуточных соединений (Михаэлис, Ментен). E+S↔ES↔ES*↔EP↔E+P

-сближение и ориентация субстрата и активного центра энзима,

-образование ES-комплекса, эффект напряжения (индуцированное напряжение, при котором происходит дестабилизация субстрата и энергетический барьер снижается),

-акт катализа (кислотно-щелочной или ковалентный),

-выход конечных продуктов реакции из активного центра.

Специфичность действия ферментов определяется уникальным набором радикалов в активном центре и их расположением. Высокоспецифичные ферменты катализируют превращение только одного субстрата, например, аргиназа действует только на аргинин. Более широкий вид специфичности, когда фермент может действовать на несколько различных веществ, например, монооксигеназа в присутствии цитохрома Р450 окисляет множество различных гидрофобных веществ, ксенобиотиков.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Работа 1. Определение количества белка в сыворотке крови биуретовым методом и построение калибровочного графика.

Принцип метода: Он основан на способности белков, как полипептидов, вступать во взаимодействие с гидратом окиси меди и давать продукт, окрашенный в сине-фиолетовый цвет. Интенсивность окраски, как правило, пропорциональна содержанию белка в исследуемом образце. Сопоставив с помощью колориметра интенсивность светопоглощения (Е) в исследуемом материале (Еоп) с поглощением в растворе белка с известной концентрацией (Ест), или по калибровочному графику, рассчитывают содержание исследуемого веществав анализируемомобразцеткани.

Диагностическое значение: Содержание белка в сыворотке крови в норме составляет 65—85 г/л. Повышение его концентрации в сыворотке крови (гиперпротеинемия) происходит при обезвоживании или инфекционных заболеваниях. Снижение содержания белка (гипопротеинемия) отмечается при голодании, заболеваниях печени и почек, кровопотери.

Основныепринципыиправилапостроениякалибровочногографика.

1.По справочной таблице находят интервал возможных значений концентрации (максимум и минимум) определяемого вещества у здоровых лиц. Учитывают также возможные изменения концентрации этого вещества при патологии (диапазон колебаний). Например, содержание белка в сыворотке крови в норме составляет 65—85 г/л. При патологии содержание белка в сыворотке крови может снижаться до 40 г/л или увеличиваться до 120 г/л. Поэтому готовят стандартные растворы белка с концентрацией

40—120 г/л.

2.Выбирают рациональный интервал концентраций стандартных растворов исследуемого вещества для колориметрирования (40, 60, 80, 100, 120 г/л.). На основе биуретовой реакции с этим раствором белка получают значения оптической плотности для каждого стандартного раствора.

3.По данным, полученным после колориметрирования стандартных растворов исследуемого белка, строят калибровочный график рационального масштаба. Для этого на миллиметровой бумаге по оси абсцисс откладывают значения концентрации стандартных растворов, а по оси ординат — соответствующие значения оптической плотности стандартных растворов, окрашенных с помощью биуретового реактива. По полученным точкам строят график зависимости оптической плотностиот концентрации (калибровочный график).

31

Ход работы: Приготовление стандартных растворов белка проводят путем разведения 10 % раствораальбумина по таблице:

№ пробирки	10% раствор	0,9%раствор	Концентрация	Экстинкция(Е)
	альбумина, мл	NaCl,мл	белка,	стандартныхрастворов
			в %	окрашенныхспомощью
				биуретовогореактива
1	0,2	0,8	2
2	0,4	0,6	4
3	0,6	0,4	6
4	0,8	0,2	8
5	1,0	0,0	10

Выполнение биуретовой реакции: В 5 пробирок помещают по 0,1 мл каждого стандартного раствора белка; в шестую - 0,1 мл 0,9% раствораNaCl (контрольный раствор); в 7, 8, и 9-ую пробирки вносят по 0,1 мл сыворотки крови из пробирок «Задача 1», «Задача 2», «Задача 3» (опытные растворы). Далее во все пробирки добавляют по 5 мл биуретового реактива, перемешивают, оставляют на 30 минут. Интенсивность окраски определяют фотометрически при длине волны 540— 560 нм против контроля в кювете 10 мм. Концентрацию белка в исследуемой жидкости (задачи 1,2,3) рассчитывают по построенному калибровочному графику. Возможен также расчет содержания белка в исследуемых жидкостях (задачи 1,2,3) по формуле:

	Еоп*Сст		Еопэкстинкцияопытной пробы,
Соп =		, где	Естэкстинкция стандартной пробы,
	Ест		Сстраствор белкасизвестной концентрацией.

ВЫВОДизпроделаннойработы: в соответствии с полученным результатом делают вывод о количествебелка.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И ОСНАЩЕНИЕ

-иллюстрированная биохимия (метаболические карты);

-протоколы лабораторных работ;

-сборники тестовых заданий и ситуационных задач с эталонами ответов;

-карточки программированного контроля (билеты с вопросами по теме занятия);

-лабораторная посуда, реактивы, водяная баня.

ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ А. Задания в тестовой форме:

1.АКТИВНЫЙ ЦЕНТР ФЕРМЕНТА СОСТОИТ ИЗ

1)центр, связывающий субстрат

2)аллостерический центр

3)группа аминокислот, расположенная последовательно в полипептидной цепи

4)каталитический центр + центр, связывающий субстрат

5)аллостерический центр + центр, связывающий субстрат

2.ПРОСТЕТИЧЕСКАЯ ГРУППА ФЕРМЕНТА ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ

1)спираль апофермента

2)радикалы аминокислот

3)коферменты

4)кофактор

5)белковую часть фермента

3.ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ РЕАКЦИИ

1)концентрация фермента

2)концентрация субстрата

32

3)рН

4)температура

5)действие ингибиторов (активаторов)

Б. Ситуационные задачи:

1. Аллостерические ферменты регулируют скорость метаболических процессов.

А. Что такое аллостерические ферменты и какова их роль в регуляции процессов метаболизма?

Б. Пользуясь метаболической картой, опишите последовательность событий, происходящих при аллостерическом ингибировании фермента.

2.Оптимальные условия действия амилазы - фермента, расщепляющего крахмал: рН 6,8; t = 37 С. Как изменится активность фермента в каждом из следующих случаев ( - уменьшится, - увеличится)? Укажите причину изменения активности.

1.рН инкубационной среды равен 5.

2.Температура инкубации – 70 С.

3.В инкубационную среду добавлен раствор СuSO4 (PbSO4).

4.В присутствии СuSO4 (PbSO4) в среде увеличена концентрация крахмала.

3.Глутаматдекарбоксилаза катализирует превращение:

глутаминовая	- аминомасляная
кислота	кислота

СО2

А. По изменению концентрации каких веществ можно охарактеризовать активность глутаматдекарбоксилазы.

Б. Назовите кофермент данной реакции. Опишите его строение и назовите витамин.

В. Назовите способы увеличения скорости данной реакции. Г. Биологическое значение этой реакции в организме.

В. Программированный контроль знания темы: письменная контрольная работа по вопросам конечного уровня знаний по теме занятия.

Г. Вопросы для самоподготовки по теме 4:

1.Химическая природа ферментов. Ферменты – простые и сложные белки.

2.Что такое апофермент, кофермент (кофактор), холофермент?

3.Какова роль кофермента в структуре фермента? Коферменты витаминной и невитаминной природы.

4.Как формируется активный центр фермента? Какие функциональные группы участвуют в его формировании? Какова роль активного центра в катализируемой реакции?

5.Что представляет собой аллостерический центр фермента, какие функции он выполняет?

6.Какой витамин входит в структуру тиаминовых коферментов? Химическое строение и функции тиаминдифосфата (ТДФ).

7.Какой витамин входит в состав никотинамидных коферментов? Химическое строение и роль НАД и НАДФ.

8.Какой витамин входит в состав флавиновых коферментов? Химическое строение ФМН и ФАД, их функции.

9.Какой витамин входит в состав пантотеновых коферментов? Из каких компонентов состоит коэнзим А и какие функции он выполняет?

33

10.Какой витамин входит в состав пиридоксиновых коферментов? Химическое строение фосфопиридоксаля и фосфопиридоксамина, каковы их функции?

11.Какой витамин входит в состав биотиновых коферментов? Химическое строение биотина и его роль.

12.Что подразумевают под понятиями «энергетический барьер реакции» и «энергия активации»? Какими приемами можно повысить скорость химической реакции?

13.Какие имеются сходства и различия в механизме действия ферментов и неорганических катализаторов?

14.Изложите гипотезы, объясняющие механизм действия ферментов (гипотезы Бейлиса-Варбурга и Михаэлиса-Ментен).

15.Что такое кислотно-основной и ковалентный катализ?

16.Что такое изоферменты? Чем отличаются по строению, свойствам изоферменты ЛДГ?

17.Понятие о специфичности действия ферментов. Какие виды специфичности действия характерны для ферментов? Приведите примеры.

18.Какова диагностическая ценность количественного определения белка? В чем состоит принцип количественного определения белка биуретовым методом? Каковы его этапы?

19.Каковы правила построения калибровочного графика?

Тема 5. Кинетика, классификация, ингибирование ферментов. Медицинская энзимология

Цель: На примере амилазы слюны уметь доказать свойство термолабильности, влияния pH среды, активаторов и ингибиторов на активность фермента. Освоить основные направления энзимопатологии, энзимодиагноститики и энзимотерапии, изучить основные методы активности ферментов, основные механизмы регуляции активности ферментов.

Основные термины:

Кинетика ферментативных реакций - зависимость скорости ферментативной реакции от количества субстрата, фермента, температуры, pH среды, влияния активаторов и ингибиторов.

Термолабильность - чувствительность ферментов к изменению температуры и их быстрая инактивация при превышении оптимальной величины.

Активаторы – вещества, усиливающие каталитическую активность ферментов и увеличивающие скорость протекания реакций.

Ингибиторы – вещества, угнетающие каталитическую активность ферментов. Специфичность действия ферментов – способность ферментов катализировать превращения одного или нескольких сходных субстратов.

Энзимопатология – раздел медицины, изучающий заболевания, связанные с нарушением функционирования ферментов.

Энзимодиагностика – определение активности органоспецифичных ферментов в биологических жидкостях (крови, моче и др.) с целью постановки диагноза заболевания, а также использование ферментных препаратов в качестве реактивов при проведении биохимических анализов.

Энзимотерапия – использование в лечебных целях ферментов и лекарственных средств, влияющих на активность ферментов.

34

План изучения темы:

1.Влияние различных факторов на активность ферментов.

2.Практические доказательства активности, термолабильности и других физикохимических свойств ферментов на примере амилазы слюны.

3.Основные механизмы регуляции активности ферментов: активация и ингибирование.

4.Виды ингибирования.

5.Классификация ферментов.

6.Номенклатура ферментов.

7.Методы определения активности ферментов, единицы активности.

8.Медицинская энзимопатология, энзимодиагностика и энзимотерапия.

ИЗЛОЖЕНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Кинетика ферментативных реакций

-Влияние количества субстрата на скорость химической реакции.

Вначале при увеличении концентрации субстрата скорость реакции быстро возрастает, далее прирост скорости замедляется, а затем прекращается (кривая Михаэлиса).

Km - характеризует сродство фермента к субстрату. Чем Km меньше, тем выше сродство фермента к субстрату (на примере глюкокиназы и гексокиназы).

-Влияние количества фермента на скорость химической реакции.

Зависимость прямо пропорциональная, то есть чем больше фермента в клетке, тем больше скорость ферментативной реакции.

-Влияние температуры на скорость химической реакции.

При увеличении температуры до 40ºС скорость ферментативной реакции возрастает (на каждые 10ºС, в 1,5-2 раза). При дальнейшем повышении температуры скорость реакции резко падает, вследствие тепловой денатурации ферментов.

-Влияние pH среды на скорость химической реакции.

Каждый фермент проявляет максимальную активность при оптимальном для него значении pH среды. Оптимум pH для большинства ферментов лежит в нейтральной среде (исключения: для пепсина оптимум pH - 1,5-2, для щелочной фосфатазы - 9-10).

Активирование ферментов может протекать различными путями, например, активность аллостерических ферментов повышается в присутствии положительного модификатора; проферменты активируются путем гидролиза (пепсиноген пепсин); некоторые ферменты активируются по принципу ковалентной модификации (фосфорилирование/дефосфорилирование).

Ингибирование ферментов бывает:

1)необратимое – при связывании с ингибитором активность фермента не восстанавливается (например, действие диизопропилфторфосфата на ацетилхолинэстеразу).

2)обратимое – после отделения ингибитора от фермента его активность восстанавливается.

Конкурентное ингибирование – разновидность обратимого. Конкурентный ингибитор похож по структуре на субстрат и способен связываться с активным центром фермента. Степень ингибирования зависит от соотношения концентраций субстрата и ингибитора. При повышении концентрации субстрата можно снять ингибирование. Примеры конкурентных ингибиторов: малонат Na для сукцинатдегидрогеназы; трасилол для трипсина; прозерин для ацетилхолинэстеразы.

Ингибирование по типу обратной связи: продукты реакции ингибируют аллостерический фермент, который находится в начале биохимического процесса, например, холестерин ингибирует ГМГ-редуктазу.

Ферменты классифицируют по типу химической реакции на 6 классов.

I – оксидоредуктазы – катализируют окислительно-восстановительные реакции. II – трансферазы – обеспечивают перенос групп атомов.

35

III – гидролазы – расщепляют внутримолекулярные связи с участием воды.

IV – лиазы – катализируют разрыв С-О; С-С; С-N и др. связей без участия воды.

V – изомеразы – катализируют реакции изомеризации, например превращение альдозы в кетозу.

VI – лигазы (синтетазы) – катализируют реакции синтеза молекул с участием АТФ.

Номенклатура ферментов – название ферментов.

Рабочее наименование фермента составляется из названия субстрата + тип реакции + окончание «аза», например, лактатдегидрогеназа.

Систематическое название фермента складывается из названия субстратов + тип реакций + окончание «аза», например, L-лактат:НАД-оксидоредуктаза = ЛДГ5.

Методы определения активности ферментов:

Активность фермента определяется в стандартных (оптимальных) условиях по:

-убыли концентрации исходных субстратов или

-приросту продуктов реакции.

Единицы активности ферментов:

1Е = 1 мкмоль/мин, то есть это такое количество фермента, которое превращает 1 мкмоль субстрата за 1 минуту при оптимальных условиях.

1 катал = 1 моль/сек.

Удельная активность фермента = мкмоль/(мин мг белка).

Энзимопатология – раздел медицины, изучающий заболевания, связанные с нарушением функционирования ферментов. Различают энзимопатии:

1)первичные (наследственные), например, фенилкетонурия, галактоземия, гликогенозы и др.

2)вторичные (приобретенные), например, снижение активности пепсина при нарушении выработки соляной кислоты в желудке и др.

Энзимодиагностика – определение активности органоспецифичных ферментов в биологических жидкостях (крови, моче и др.) с целью постановки диагноза заболевания, а также использование ферментных препаратов в качестве реактивов при проведении биохимических анализов. Например, при инфаркте миокарда в сыворотке крови увеличивается активность ЛДГ1, АСТ (аспартатаминотрансфераза), КФК (креатинфосфокиназа, МВ-форма). При поражении поджелудочной железы – амилаза. При заболевании печении – АЛТ (аланинаминотрансфераза).

Энзимотерапия – использование в лечебных целях ферментов и лекарственных средств, влияющих на активность ферментов. Например, пепсин, трипсин применяют для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта; коллагеназу, гиалуронидазу - для обработки ран с воспалением с целью предотвращения келоидных рубцов.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Работа 1. Гидролиз крахмала амилазой слюны.

Принцип метода: Крахмал с йодом дает синее окрашивание, промежуточные продукты его гидролиза – амилодекстрины – фиолетовое, эритродекстрины – краснобурое, мальтодекстрины – не образуют с йодом окрашенных продуктов, а слегка желтоватый цвет исследуемой жидкости за счет йода свидетельствует о полном гидролизе крахмала до глюкозы или мальтозы.

Ход работы: В 5 пробирок наливают по 0,5 мл дистиллированной воды и 1 каплю 1% раствора йода. В стаканчик вносят 5 мл 0,1% раствора крахмала, добавляют 1 мл разведенной в 10 раз слюны, перемешивают, включают секундомер и немедленно пипеткой переносят 0,5 мл смеси из стаканчика в пробирку № 1. Жидкость окрашивается в синий цвет. Это свидетельствует о наличии крахмала в исследуемой жидкости. Через 20 секунд снова 0,5 мл исследуемой жидкости из стаканчика переносят во 2 пробирку и еще через 20 сек – в третью пробирку, через 20 сек – в

36

четвертую пробирку и еще через 20 сек – в пятую пробирку. Наблюдают за изменением окраски и отмечают время появления продуктов гидролиза крахмала (амилодекстрины

– фиолетовый, эритродекстрины – красный, мальтодекстрины – не образуют с йодом окрашенных продуктов).

Если же гидролиз крахмала привел к образованию ди- и моносахаров (мальтозы, глюкозы), то их можно обнаружить с помощью реакции Троммера.

Реакция Троммера.

Принцип метода: Эта реакция основана на способности альдегидной группы мальтозы и глюкозы восстанавливать при нагревании гидрат окиси меди (голубой цвет) в гидрат закиси меди (желтый цвет). При избытке гидрата окиси меди гидрат закиси меди может превратиться в закись меди красного цвета:

Cu (OH)2 CuOH Cu2O

голубой	желтый	красный
Ход работы: К 1 мл гидролизата добавляют		1 мл реактива Троммера (Фелинга)

и нагревают до кипения. Желтый и красно-бурый осадок свидетельствует о наличии в исследуемой жидкости мальтозы и глюкозы.

ВЫВОД из проделанной работы: в соответствии с полученными результатами делают вывод о степени гидролиза крахмала под действием амилазы слюны

Работа 2. Исследование термолабильности ферментов.

Принцип метода: Основан на том, что увеличение температуры свыше 45–500 С приводит к частичной или полной потере активности фермента. Это объясняется денатурацией его белковой структуры.

Диагностическое значение: При охлаждении организма до 27-300С – снижается в тканях активность ферментов, вместе с ними понижается скорость химических реакций, потребление клетками кислорода и субстратов. В связи с этим при выключенном кровообращении можно производить операцию на “сухом” органе. Повышение же температуры тела при лихорадочных состояниях приводит к повышению активности ферментов и ускорению скорости химических реакций, что можно рассматривать как приспособительную реакцию организма, направленную на борьбу с инфекцией.

Ход работы: Наливают в 2 пробирки по 0,5 мл разбавленной в 10 раз слюны. В одной пробирке слюну кипятят в течение 2 мин, охлаждают. Добавляют в обе пробирки по 1 мл 0,1% раствора крахмала. Содержимое пробирок перемешивают и ставят на 15 мин в водяную баню или термостат при температуре 370С, затем в обеих пробирках проделывают реакцию с йодом на обнаружение крахмала.

ВЫВОД из проделанной работы: в соответствии с полученными результатами делают вывод о влиянии высокой температуры на амилазу слюны.

Работа 3. Исследование специфичности действия амилазы слюны.

Принцип метода: Основан на том, что ферменты характеризуются чрезвычайно высокой специфичностью действия и катализируют строго определенные реакции. Амилаза слюны расщепляет α-1,4 – гликозидные связи между остатками глюкозы в крахмале и не действует на сахарозу, где содержатся α-1, β-2 – гликозидные связи между глюкозой и фруктозой.

Ход работы: В 2 пробирки наливают по 1 мл в 10 раз разбавленной слюны, в одну из них добавляют 1 мл 0,1 % крахмала, в другую – 1 мл 1% раствора сахарозы. Содержимое пробирок перемешивают и ставят на 15 мин в водяную баню или термостат при температуре 370С, затем проделывают реакцию Троммера на наличие в исследуемой жидкости мальтозы или глюкозы.

ВЫВОД из проделанной работы: в соответствии с полученными результатами делают вывод о специфичности амилазы слюны.

37

Работа 4. Исследование влияния рН среды, ингибиторов и активаторов на активность ферментов.

Принцип метода: Кислоты, щелочи, соли щелочных и тяжелых металлов изменяют заряд белка, его гидратную оболочку, следовательно, конформацию и активность фермента.

Ход работы: В 5 пробирок приливают по 1 мл слюны (разведение 1:10), затем вносят по 0,5 мл: в первую – Н2О (дист.), во вторую – 10% раствор кислого углекислого натрия, в третью – 0,1 Н раствор соляной кислоты, в четвертую – 0,85% раствор хлорида натрия, в пятую – 5% раствор CuSO4. Во все пробирки добавляют по 0,5 мл 0,1% раствора крахмала и ставят на 10-15 минут в термостат при Т =370С. Затем в каждую пробирку добавляют по 1-2 капли раствора йода в йодистом калии для обнаружения крахмала.

ВЫВОД из проделанной работы: в соответствии с полученными результатами делают вывод о влиянии pH среды, активатора и ингибитора на активность амилазы.

Систематизируйте исследования в соответствии с таблицей:

№	Опыт	Субстрат	Фермент	Условия	Продукты	Способы
				опыта	реакции	обнаруже-
						ния
						крахмала и
						глюкозы
1	Гидролиз	0,1% р–р	амилаза	комнатная	амило–,эритро,	реакция с
	крахмала	крахмала	слюны	температура	мальтодекстрины	1% р–ром I
					мальтоза, глюкоз	(-) и
						реакция
						Троммера
						(+)
2	Термолабиль-	0,1% р–р	амилаза	нагревание	крахмал не	реакция с I
	ность	крахмала	слюны	до 1000С	расщепляется	(+)(синий
						цвет)
3	Специфич-	1% р–р	амилаза	смена	сахароза не	реакция
	ность	сахарозы	слюны	субстрата	расщепляется	Троммера
						(-)
						(голубой
						цвет)
4	Влияние рН	0,1% р–р	амилаза	Н2О	мальтоза	реакция с I
	среды на	крахмала	слюны			(-)
	активность			10% Na2CO3	мальтоза	реакция с I
	фермента			0,1N HCL		(-)
					крахмал не	реакция с I
					расщепляется	(+)
5	Влияние	0,1% р–р	амилаза	0,85% NaCL	мальтоза	реакция с I
	активаторов и	крахмала	слюны			(-)
	ингибиторов			5% CuSO4	крахмал не	реакция с I
	на активность				расщепляется	(+)
	фермента

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И ОСНАЩЕНИЕ

-иллюстрированная биохимия (метаболические карты);

-сборники тестовых заданий и ситуационных задач с эталонами ответов;

-карточки программированного контроля (билеты с вопросами по теме занятия).

ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ А. Задания в тестовой форме:

1.ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА ОТНОСИТСЯ К КЛАССУ

1)оксидоредуктаз

38

2)трансфераз

3)гидролаз

4)лигаз

5)изомераз

2.ПРИ КОНКУРЕНТНОМ ИНГИБИРОВАНИИ ИНГИБИТОР СВЯЗЫВАЕТСЯ С

1)аллостерическим центром

2)активным центром

3)геном, кодирующим фермент

4)фермент–субстратным комплексом

5)субстратом

3.ЗА МЕЖДУНАРОДНУЮ ЕДИНИЦУ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТА (Е) ПРИНИМАЮТ КОЛИЧЕСТВО ФЕРМЕНТА, КОТОРОЕ В ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ КАТАЛИЗИРУЕТ ПРЕВРАЩЕНИЯ

1)1 ммоля субстрата в 1 мин

2)1 мкмоля субстрата в 1 сек

3)1 мкмоля субстрата в 1 мин

4)1 ммоля субстрата в 1 сек

5)1 моля субстрата в 1 мин

Б. Ситуационные задачи:

1. 1 мг фермента сукцинатдегидрогеназы за 5 мин катализирует окисление янтарной кислоты с образованием 10 мкмоль фумаровой при 37°С и рН 7,0. Покажите реакцию, используя метаболическую карту. Рассчитайте удельную активность фермента в оптимальных условиях. Объясните, как и почему изменится активность фермента, если: а) рН инкубационной смеси 4,0; б) к среде добавить малоновую кислоту;

в) в присутствии малоновой кислоты увеличить концентрацию янтарной кислоты.

2.Одно из самых сильных отравляющих веществ зарин, является фторорганическим соединением, его действие аналогично действию ДФФ (диизопропилфторфосфата). Ответьте на вопросы:

а) ингибиторами каких ферментов являются фторорганические соединения типа ДФФ?

б) на чем основано нервно-паралитическое действие зарина?

3.Ферменты широко используются в медицине: в хирургии, терапии, урологии, акушерстве и гинекологии, стоматологии.

А. Назовите основные направления использования ферментов в медицине.

Б. Приведите примеры ферментов, которые используются в различных отраслях медицины.

В. Программированный контроль знания темы: письменная контрольная работа по вопросам конечного уровня знаний по теме занятия.

Г. Вопросы для самоподготовки по теме 5:

1.Опишите зависимость скорости химической реакции от количества фермента. Как эту зависимость можно использовать в медицине?

2.Перечислите, под влиянием каких причин может изменяться скорость химических реакций, катализируемых ферментами?

3.Кривая Михаэлиса-Ментен. Опишите зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата.

4.Какие свойства ферментов характеризует константа Михаэлиса-Ментен? Какова биологическая роль ферментов, катализирующих одну и ту же реакцию и имеющих разные значения Кm (на примере действия гексокиназы и глюкокиназы)?

39

5.Что такое термолабильность ферментов? Как это свойство используется в медицине?

6.Какова зависимость активности ферментов от рН среды? Какие изменения в активности ферментов могут возникнуть при ацидозе и алкалозе?

7.Какие вещества называются активаторами ферментов? Расскажите об активировании ферментов (превращении профермента в активный фермент). Приведите примеры других механизмов активирования ферментов в организме (субстраты, коферменты, ионы металлов, в роли активаторов ферментов).

8.Какие вещества называются ингибиторами ферментов? Приведите примеры.

9.Понятие об обратимом и необратимом ингибировании. Что такое

конкурентное и неконкурентное ингибирование? Приведите примеры.

10.В чем заключается механизм аллостерического ингибирования?

11.Объясните роль аллостерических ферментов в регуляции обмена веществ. Приведите примеры. Какие ферменты называют ключевыми, регуляторными ферментами?

12.В чем заключается ингибирование по типу обратной связи (ретроингибирование)?

13.Что такое полиферментные системы, как они действуют? Приведите

примеры.

14.Как используется в практической медицине свойство ингибирования ферментов?

15.На чем основана номенклатура ферментов? Как формируется рабочее (тривиальное) и систематическое названия ферментов?

16.Классификация ферментов. Перечислите классы и подклассы ферментов, укажите типы реакций, катализируемых этими ферментами. Что такое шифр фермента? Приведите примеры.

17.Влияние солей тяжелых металлов, лекарственных препаратов, кислот и щелочей, а также других воздействий на активность ферментов.

18.Универсальная концепция энзимопатологии. Врожденные энзимопатии.

19.Энзимодиагностика. Ферменты как реактивы для лабораторной диагностики.

20.Энзимотерапия. Лекарственные препараты - ингибиторы ферментов.

Тема 6. Основы рационального питания. Витамины

Цель: изучить химическую природу и биохимическую роль витаминов; знать метаболизм витаминов в организме человека и применение витаминов в стоматологии; теоретические основы использования антивитаминов в качестве лекарственных препаратов; элементы рационального питания; роль белков, липидов, углеводов и незаменимых компонентов пищи в питании человека; метаболизм этилового спирта; освоить методы качественных реакций на обнаружение водорастворимых витаминов; методы количественного определения витаминов в различных пищевых и непищевых продуктах.

Основные термины:

Витамины – органические низкомолекулярные, незаменимые, требующиеся в малых количествах биологически активные вещества, принимающие участие в акте катализа. Антивитамины – структурные аналоги витаминов.

Авитаминоз – отсутствие витаминов в пище.

Гипервитаминоз – избыток поступления витаминов с пищей, нарушение их всасывания или нарушение их использования организмом.

40