- •А. И. Грицук, в. Т. Свергун, а. Н. Коваль
- •Гомель 2013
- •Введение в биохимию
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Энзимология и биологическое окисление
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
- •Теоретическая часть
- •Практическая часть
-
Теоретическая часть
-
История развития учения о биологическом окислении (БО). Взгляды А. Лавуазье, М. В. Ломоносова, Ф. Шёнбайна, А. Н. Баха, К. Энглера, В. И. Палладина, Г. Виланда.
-
Теория перекисных соединений Баха-Энглера, ее суть и критический анализ.
-
Теория Палладина-Виланда, ее суть и критический анализ.
-
Дальнейшее развитие учения о биологическом окислении. Современные представления о биологическом окислении. Принципы преобразования и передачи энергии в живых системах. Окислительно-восстановительные реакции, окислительно-восстановительный потенциал. Макроэргические соединения, строение АТФ, причины макроэргичности.
-
Субстраты биологического окисления. Схема образования субстратов из углеводов, липидов, белков. Этапы биологического окисления – цитоплазматический и митохондриальный.
-
Ферменты, коферменты биологического окисления. Витамины PP, B2. Строение и роль в энергетическом обмене.
-
Строение и функции митохондрии. Сравнительная характеристика мембран митохондрий. Ферментный состав различных компартментов.
-
ЦТК – цикл трикарбоновых кислот (Кребса) как общий конечный пункт утилизации субстратов биологического окисления. Последовательность реакций, ферменты, коферменты. Субстратное фосфорилирование. Регуляция ЦТК. Значение ЦТК (энергетическая, пластическая, интеграционная и регуляторная роль).
-
Пути утилизации кислорода в организме (митохондриальный, микросомальный и перекисный).
-
Связь дыхательной цепи (ДЦ) с ЦТК.
-
Митохондриальное окисление. Структура и функция дыхательной цепи (ДЦ) митохондрий. Комплексы ДЦ. Основные принципы и механизм функционирования ДЦ митохондрий. Ферменты тканевого дыхания: NAD+, NADP+, FAD-зависимые дегидрогеназы, убихинон, цитохромы, их строение и роль.
-
-
Практическая часть
-
Решение задач.
-
Лабораторные работы.
-
Проведение контроля конечного уровня знаний.
-
Задачи
-
Реакция гидролиза глюкозо-1-фосфата (ΔG = -20,9 кДж/моль):
а) экзэргоническая; б) эндэргоническая?
-
Окислительно-воcстановительные свойства НАД+ определяются наличием в его структуре:
а) аденина; б) рибозофосфата; в) катиона пиридиния?
-
При гидролизе макроэргической связи выделяется энергии:
а) не менее 32 кДж/моль; б) 12 кДж/моль; в) более 50 кДж/моль; г) не менее 23 кДж/моль?
-
Окислительно-воcстановительные свойства ФАД определяются наличием в его структуре:
а) рибитола; б) изоаллоксазина; в) рибозофосфата; г) аденина?
-
Фермент субстратного фосфорилирования в ЦТК:
а) изоцитратдегидрогеназа; б) сукцинатдегидрогеназа; в) малатдегидроге-наза; г) цитратсинтаза; д) сукцинил-КоА-синтетаза?
-
ЦТК является кислородзависимым процессом, потому что:
-
кислород необходим для синтеза оксалоацетата;
-
кислород необходим для регенерации ацетил-КоА;
-
кислород необходим для регенерации НАД+ и ФАД;
-
кислород активирует цитратсинтазу?
-
Условием ингибирования ЦТК, является:
а) высокое содержание АТФ; б) низкая концентрация НАДН; в) высокое содержание АДФ, г) высокая концентрация НАДН?
-
Столько молекул НАДН может образоваться за один оборот ЦТК?
а) четыре; б) три; в) две; д) одна; е) ни одной.
-
Выбрать правильную последовательность превращения углеводов в ходе унификации энергетических субстратов:
-
полисахариды → моносахариды → ацетил-КоА → пируват → Н2О + СО2;
-
полисахариды → пируват → моносахариды → ацетил-КоА → Н2О + СО2;
-
моносахариды → полисахариды → ацетил-КоА → пируват → Н2О + СО2;
-
моносахариды → полисахариды → пируват → ацетил-КоА → Н2О + СО2;
-
полисахариды → моносахариды → пируват → ацетил-КоА → Н2О + СО2?
-
Теоретически энергетический выход одного «оборота» ЦТК составляет:
а) 3 АТФ; б) 6 АТФ; в) 9 АТФ; г) 12 АТФ; д) 15 АТФ?
Лабораторные работы
Лаборатоpная работа № 1. Открытие некоторых субстратов ЦТК (лимонной и янтаpной кислот)
Принцип метода. Ди- и трикарбоновые кислоты, карбоксильные группы которых расположены рядом, при взаимодействии с резорцином и концентрированной серной кислотой образуют флюоресцирующие в ультрафиолетовом свете продукты.
ВНИМАНИЕ! Соблюдать меры безопасности при работе с источником ультрафиолетового излучения, концентрированной серной кислотой и нагреванием на спиртовке.
Ход работы. В две пробирки добавляют по 1 капле воды (избыток воды мешает реакции) и растворяют: в 1-й – несколько кристаллов цитрата, а во 2-й – янтарной кислоты. Затем в обе пробирки вносят по 10–12 капель концентрированной серной кислоты и несколько кристаллов резорцина. Содержимое пробирок осторожно нагревают (но НЕ КИПЯТЯТ!) до появления окраски желтого цвета. К охлажденным пробиркам добавляют по 20 капель дистиллированной воды и наблюдают в ультрафиолетовом свете флюоресценцию: голубую – в пробирке с цитратом и зеленую – с сукцинатом.
Выводы по результатам работы.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лаборатоpная работа № 2. Качественное обнаружение цитохромоксидазы.
Принцип метода. Цитохромоксидаза, содержащаяся в скелетной мышце, обесцвечивает 2,6-дихлорфенолиндофенол (2,6-ДХФИФ, краска Тильманса), переводя его в восстановленную форму (см. уравнение):
Ход работы. 1 г свежих скелетных мышц, освобожденных от жировой ткани, тщательно растирают в ступке в течение 10 мин. Мышечную кашицу фильтруют через слой марли и многократно промывают твердый осадок дистиллированной водой до обесцвечивания промывных вод.
На мышечную кашицу, отжатую между листами фильтровальной бумаги, капают 2-3 капли раствора 2,6-ДХФИФ и наблюдают его обесцвечивание, связанное с активностью цитохромоксидазы мышечной ткани (восстановление краски Тильманса в лейкоформу).
Выводы по результатам работы.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Рекомендуемая литература
Основная
-
Кухта, В.К и др. Биологическая химия: учебник / В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович; под ред. А.Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: Издательство БИНОМ, 2008. – С. 96-97, 99-101, 131-139, 178-182.
-
Биохимия: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Северина. – 4-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – С. 126-127, 264-274, 281-294.
-
Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии. – 4-е изд. – М.: Агар, 1999. – С. 161-164, 355-357, 423, 411-417.
-
Николаев, А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 66-68, 128, 172-177, 235-247.
-
Марри Р. и др. Биохимия человека: в 2-х т.: Пер. с англ., М.: Мир, 2004. – Т.1: С. 111-124, 172-180, 278-280.
-
Березов, Т. Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина, 1998. – С. 345–353.
Дополнительная
-
Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. Т. 2. С. 477–507.
Занятие 7
Биологическое окисление-2. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование. Микросомальное и перекисное окисление
Цель занятия: сформулировать современные представления о механизмах получения, депонирования и утилизации энергии в живых организмах, путях потребления кислорода в организме в норме и при патологии.
Исходный уровень знаний и навыков
Студент должен знать:
-
Понятие об электродвижущей силе окислительно-восстановительных реакций.
-
Строение NAD+, NADP+, FAD, FMN, кофермента Q, цитохромов и их роль в окислительно-восстановительных процессах.
-
Строение дыхательной цепи и принципы ее функционирования.
-
Электронное строение атома кислорода и его активных форм.
-
Сущность свободнорадикальных процессов.
Студент должен уметь:
-
Проводить титрационный анализ.
Структура занятия