- •Учебное пособие
- •Раздел 1. Структура и свойства ферментов
- •Инженерная энзимология. Иммобилизованные ферменты. Новые пути практического использования ферментов. Применение ферментов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине
- •Принцип классификации ферментов. Классы ферментов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. Основные положения систематической и тривиальной номенклатуры ферментов
- •Способы количественного выражения активности ферментов. Единицы активности. Удельная и молекулярная активность
- •Методы определения активности ферментов: колориметрический, спектрофотометрический, флуориметрический, манометрический, биолюминесцентный и др.
- •Прямой и непрямой оптический тест Варбурга. Расчет ферментативной активности при определении по конечной точке и при кинетическом определении
- •Лекция 1.2 выделение и очистка ферментов
- •Разрушение клеток и экстракция белков
- •Тепловая денатурация
- •Осаждение белков
- •Гель-фильтрация
- •Разделение белков путем адсорбции
- •Выбор ионообменника
- •Элюция адсорбированного белка
- •Аффинная хроматография
- •Гидрофобная хроматография
- •Металлохелатная аффинная хроматография
- •Высокоэффективная жидкостная хроматография
- •Электрофорез
- •Изоэлектрическое фокусирование
- •Капиллярный электрофорез
- •Двумерные системы электрофореза
- •Кристаллизация белков
- •Лекция 1.3 уровни структурной организации ферментов
- •Многостадийный процесс образования пространственной структуры белка
- •Механизмы регуляции процесса сворачивания полипептидной цепи внутри клетки
- •Ферменты, участвующие в фолдинге белка
- •Специальные белки, увеличивающие эффективность сворачивания полипептидной цепи в нативную конформацию
- •Посттрансляционная модификация белка
- •Роль доменов в пространственной организации молекул ферментов
- •Увеличение числа доменов в ферменте и усложнение взаимодействий между ними
- •Роль доменов в формирование активного центра фермента
- •Роль доменов в регуляции ферментативной активности
- •Роль доменов в связывание ферментов с мембранами
- •Полифункциональные ферменты
- •Бифункциональные ферменты, катализирующие реакции одного метаболического пути
- •Бифункциональные ферменты, катализирующие противоположно направленные реакции
- •Лекция 1.4 Кофакторы ферментов и их роль в катализе Коферменты, простетические группы, ионы металлов
- •Классификация кофакторов
- •Функции кофакторов
- •Кофакторы окислительно-восстановительных процессов Никотинамидные кофакторы
- •Кофакторы переноса групп Коферменты – производные пиридоксина
- •Кофакторы процессов синтеза, изомеризации и расщепления с-с связей Биотин
- •Роль металлов в функционировании ферментов
- •Лекция 1.5. Топография активных центров простых и сложных ферментов
- •Методы изучения активных центров ферментов
- •Раздел 2. Кинетика и термодинамика
- •Ферментативных реакций
- •Лекция 2.1.
- •Кинетика химических реакций
- •Скорость химической реакции
- •Основной постулат химической кинетики ‒ закон действия масс
- •Реакции нулевого порядка
- •Реакции первого порядка
- •Реакции второго порядка
- •Реакции третьего порядка
- •Уравнения односторонних реакций 0-го, 1-го и 2-ого порядка
- •Реакции нулевого порядка
- •Реакции первого порядка
- •Реакции второго порядка
- •Молекулярность элементарных реакций
- •Методы определения порядка реакции
- •Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнения Вант-Гоффа и Аррениуса.
- •Катализ
- •Лекция 2.2. Стационарная кинетика ферментативный реакций
- •Уравнение Михаэлиса-Ментен
- •Характеристика кинетических констант
- •Методы определения Км и Vmax
- •Лекция 2.3. Ингибиторы ферментов.
- •Конкурентное ингибирование
- •Неконкурентное ингибирование
- •Бесконкурентное ингибирование
- •Смешанный тип ингибирования
- •Субстратное ингибирование
- •Методы определения константы ингибирования. Метод Диксона
- •Лекция 2.4 Ферменты, не подчиняющиеся кинетике Михаэлиса-Ментен
- •Методы определения коэффициента Хилла
- •Раздел 3.Механизмы ферментативного катализа
- •Сущность явления катализа
- •Стадии образования фермент-субстратного комплекса
- •Природа сил, стабилизирующих различные конформационные состояния ферментсубстратного комплекса
- •Электростатические взаимодействия
- •Водородные связи
- •Вандерваальсовы взаимодействия
- •Гидрофобные взаимодействия
- •Факторы, определяющие эффективность и специфичность ферментативного катализа
- •Физико-химические механизмы ферментативного катализа
- •Лекция 3.2
- •Механизм действия гидролаз на примере карбоксипептидазы а
- •Связывание субстрата карбоксипептидазой а
- •Работы Липскомба с сотрудниками по установлению молекулярного механизма действия кпа
- •Методы для изучения механизма действия ферментов
- •Лекция 3.3 Специфичность – уникальное свойство ферментов
- •Относительная или групповая специфичность действия
- •Абсолютная специфичность действия
- •Стереоспецифичность ферментов
- •Концепция стерического соответствия «ключ-замок»
- •Концепция индуцированного соответствия
- •Раздел 4. Контроль активности ферментов лекция 4.1. Ферменты в клетке и организованных системах
- •Распределение ферментов в клетке
- •Ферменты, присутствующие в ядре
- •Ферменты митохондрий
- •Лизосомальные ферменты
- •Ферменты эндоплазматического ретикулума
- •Ферменты, локализованные в цитозоле
- •Мембранные ферменты
- •Уровни структурной организации ферментов в клетке
- •Мультиферментные комплексы
- •Пируватдегидрогеназный комплекс
- •Мультиферментные конъюгаты
- •Метаболоны
- •Лекция 4.2 Изостерические и аллостерические механизмы регуляции активности ферментов
- •Изостерическая регуляция
- •Изоферменты
- •Лекция 4.3 ковалентная модификация ферментов и ее типы
- •Лекция 4.4
- •Регуляция количества ферментов в клетке
- •Контроль количества ферментов в клетке – процесс, зависящий от соотношения скоростей их биосинтеза и деградации.
- •Время полужизни различных ферментов
- •Фермент
- •Аминокислоты
- •Биосинтез ферментов и его регуляция на генетическом уровне. Конститутивные и индуцибельные (адаптивные) ферменты. Репрессия и индукция биосинтеза ферментов
- •Убиквитин-протеосомный путь деградации белков у эукариот. Убиквитин – белок, маркирующий белки для деградации. Строение 26s протеосомы
- •Раздел 5. Прикладное значение ферментов лекция 5.1. Генетическая инженерия ферментов
- •Использование рекомбинантных ферментов
- •Лекция 5.2 Ферменты в медицине (часть I)
- •Энзимодиагностика Органная специфичность в распределении ферментов
- •Ферменты сыворотки крови
- •Факторы, влияющие на уровень ферментов во внеклеточной жидкости
- •Диагностическое значение снижения ферментативной активности
- •Неспецифическое повышение ферментативной активности
- •Применение ферментов в качестве аналитических реагентов
- •Лактатдегидрогеназа
- •Лекция 5.3 Ферменты в медицине (часть II) Энзимопатии
- •Врождённые (наследственные) энзимопатии
- •Механизм возникновения наследственных энзимопатий
- •Блок обмена веществ
- •Примеры наследственных энзимопатий
- •Приобретённые энзимопатии
- •Энзимотерапия Использование ферментов в качестве лекарственных препаратов
- •Использование ингибиторов ферментов в качестве лекарственных препаратов
- •Библиографический список
Библиографический список
Список основной литературы
1. Березин И.В., Клёсов А.А. Практический курс химической и ферментативной кинетики. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 320 с.
2. Варфоломеев С.Д. Химическая энзимология: Учебник. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 480 с.
3. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. В 3-х тт. – М.: Мир, 1982. – 1120 с.
4. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. – М.: Мир, 1979. – 277 с.
5. Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии. – М.: Высш. шк., 1980. – 272 с.
6. Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. – М.: Наука, 1978. – 198 с.
7. Номенклатура ферментов. – М.: ВИНИТИ, 1979. – 321 с.
8. Стромберг А. Г. Физическая химия: учебник для вузов по хим. спец. Изд. 6-е, стер. – М.: Высш. шк., 2006. – 527 c.
9. Фёршт Э. Структура и механизм действия ферментов. – М.: Мир, 1980. – 432 с.
10. Фридрих П. Ферменты: четвертичная структура и надмолекулярные комплексы. – М.: Мир, 1986. – 374 с.
11. Чанг О. Физическая химия с приложениями к биологическим системам. – М.: Мир, 1980. – 662 с.
12. Enzyme Assays. A Practical Approach / Ed. R. Eisenthal, M.J. Danson. Second Edition. – Oxford: University Press, 2002. – 282 р.
13. Price N.C., Stevens L. Fundamental of Enzymology. The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins. Third Edition. – Oxford, University Press, 2003. – 478 p.
Список дополнительной литературы
1. Белки и пептиды: Т. 1. – М.: Наука, 1995. – 448 с.
2. Введение в прикладную энзимологию: Учеб. пособие. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. 384 с.
3. Горшков В.И., Кузнецов И.А. Физическая химия. – М.: изд-во МГУ, 1986. – 264 с.
4. Доис Э. Количественные проблемы биохимии. – М.: Мир, 1983. – 376 с.
5. Ершов Ю.А., Мушкамбаров Н.Н. Кинетика и термодинамика биохимических и физиологических процессов.- М.: Медицина, 1990. – 208 с.
6. Каган З.С. Аллостерическая регуляция ферментов и регуляторные энзимопатии. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Биологическая химия). – М., 1989. – Т. 28. – 146 с.
7. Керридж Д., Типтон К. Биохимическая логика. – М.: Мир, 1974. – 327 с.
8. Курганов Б.И. Физико-химические механизмы регуляции активности ферментов: 46 е Баховское чтение. – М.: Наука, 1992. – 62 с.
9. Мюльберг А.А. Фолдинг белка: Учебное пособие.- СПб.: Изд-во С-Петерб. ун-та, 2004. – 156 с.
10. Наградова Н.В, Муронец И.Н. Мультидоменная организация ферментов. (Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. Биологическая химия). – М., 1991. – Т.38. – 168 с.
11. Проблема белка. Т. 1: Химическое строение белка / Е.М. Попов, П.Д. Решетов, В.М. Липкин и др. – М.: Наука, 1995. – 496 с.
12Проблема белка. Т. 2: Пространственное строение белка / Е.М. Попов, В.В. Демин, Е.Д. Шибанова. – М.: Наука, 1996. – 480 с.
13. Резанов А.Я. Механизмы регуляции биокатализа: Учеб пособие. – К.: Выща шк., 1989. – 240 с.
14. Скоупс Р. Методы очистки белков. – М.: Мир, 1985. – 358 с.
15. Справочник биохимика: Пер. с анг. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот, К. Джонс. – М.: Мир, 1991. – 544 с.
16. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков: Учеб. для биол. спец. вузов / Под ред. А.С. Спирина. – М.: Высш. шк., 1996. – 335 с.
17. Физическая химия. Принципы и применение в биологических науках / Под ред. В.И. Горшков. – М.: Техносфера, 2005. – 743 c.
18. Финкельштейн А.В., Птицын О.Б. Физика белка: Курс лекций с цветными и стереоскопическими иллюстрациями. – 2-е изд., исп. и доп.– М.:Книжный дом «Университет», 2002. – 376 с.
19. Frausto da Silva J.J., Williams R.J.P. The biological chemistry of the elements: the inorganic chemistry of life. – Oxford, University Press, 2001. – 575 p.
20. Halliwell B., Gutteridge J.M.C., 2003 Halliwell B. Free radicals in biology and medicine / B. Halliwell, J.M.C. Gutteridge. – Oxford University Press, 2003. – 936 p.
21. Lesk A.M. Introduction to Protein Architecture. – Oxford, University Press, 2001. – 347 p.
Информационные ресурсы
1. Левченков С.И. Физическая и коллоидная химия [Электронный ресурс] С.И. Левченков. – Режим доступа:
http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/PhCol_Lc.html
2. www.dehydrogenase.com.
3. www.ncbi.nlm.nih.gav.
4. www.molbiol.ru.
5. www.nlm.nil.gov.
6. www. high.stanford.edu.