- •Державний медичний навчальний заклад
- •Пам’ятка студенту! Дисципліна “біологічна та біоорганічна хімія” структурована на 5 модулів:
- •Навчальний план з дисципліни “Біологічна та біооргінічна хімія” для студентів медичних факультетів
- •Модуль 1: Біологічно важливі класи органічних сполук. Біополімери та їх структурні компоненти розподіл балів, присвоєних студентам
- •Модуль 2: Загальні закономірності метаболізму розподіл балів, присвоєних студентам
- •Модуль 3:
- •Розподіл балів, присвоєних студентам
- •Модуль 4: Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій розподіл балів, присвоєних студентам
- •Розподіл балів, присвоєних студентам
- •Оцінювання дисципліни
- •Модуль 2 загальні закономірності метаболізму
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 2. Дослідження будови і фізико-хімічних властивостей білків-ферментів
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 3. Визначення активності ферментів. Одиниці виміру каталітичної активності ферментів. Дослідження ферментних процесів за типом реакцій основних класів ферментів
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 4. Дослідження механізму дії ферментів та кінетики ферментативного каталізу.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 5. Дослідження регуляції ферментативних процесів.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 6. Медична ензимологія
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами
- •Тема 7. Дослідження ролі кофакторів та коферментних вітамінів у каталітичній активності ферментів.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 8. Дослідження ролі кофакторів та коферментних вітамінів у каталітичній активності ферментів.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 9. Фундаментальні закономірності обміну речовин. Спільні шляхи перетворень білків, вуглеводів, ліпідів.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 10. Дослідження функціонування циклу трикарбонових кислот
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 11. Біоенергетичні процеси: біологічне окислення, окисне фосфорилювання.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 12. Хеміосмотична теорія окисного фосфорилювання. Інгібітори і роз’єднувачі окисного фосфорилювання.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Підсумковий модульний контроль Модуль 2. Загальні закономірності метаболізму
- •Перелік питань для підсумкового модульного контролю.
- •Модуль 3 Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція. Тема 1. Дослідження гліколізу – анаеробного окислення глюкози
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 2. Дослідження аеробного окислення глюкози
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 3. Альтернативні шляхи обміну моносахаридів. Метаболізм фруктози та галактози.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 4. Дослідження катаболізму та біосинтезу глікогену. Регуляція обміну глікогену
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 5. Глюконеогенез
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 6. Дослідження механізмів метаболічної та гормональної регуляції обміну вуглеводів.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 7. Дослідження катаболізму і біосинтезу триацилгліцеролів. Встановлення молекулярних механізмів регуляції ліполізу.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 8. Транспортні форми ліпідів
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 9.Β-Окислення жирних кислот. Дослідження обміну жирних кислот та кетонових тіл.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 10. Біосинтез жирних кислот. Обмін складних ліпідів
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 11. Біосинтез і біотрансформація холестеролу. Дослідження порушень ліпідного обміну: стеаторея, атеросклероз, ожиріння.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 12. Дослідження перетворень амiнокислот (тpансамiнування, дезамiнування, декаpбоксилювання)
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 13. Біосинтез глутатіону та креатину
- •Мета та вихідний рівень знань
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 14. Дослідження процесів детоксикації аміаку та біосинтезу сечовини
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 15. Біосинтез порфіринів. Спадкові порушення обміну порфіринів
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Алгоритм лабораторної роботи.
- •Підсумковий модульний контроль модуль 3. Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція
- •Модуль 4 молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій.
- •Тема 2. Дослідження біосинтезу і катаболізму пуринових та піримідинових нуклеотидів. Визначення кінцевих продуктів їх обміну
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 3. Дослідження реплікації днк та транскрипції рнк.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 4. Біосинтез білка у рибосомах. Дослідження процесів ініціації, елонгації та термінації в синтезі поліпептидного ланцюга. Інгібіторна дія антибіотиків.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 5. Регуляція експресії генів.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 6. Аналіз механізмів мутацій, репарацій днк. Засвоєння принципів отримання рекомбінантних днк, трансгенних білків.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 7. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів дії гормонів білково-пептидної природи на клітини-мішені. Гормони гіпоталамусу та гіпофізу
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 8. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів дії стероїдних гормонів на клітини-мішені. Стероїдні гормони
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 9. Дослідження ролі тиреоїдних гормонів та біогенних амінів в регуляції метаболічних процесів
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 10. Гормони підшлункової залози. Гормони травного каналу
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 11. Гормональна регуляція гомеостазу кальцію.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 12. Фізіологічно активні ейкозаноїди
- •Мета та вихідний рівень знань
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Підсумковий модульний контроль Модуль 4. Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій Перелік питань для підсумкового модульного контролю
- •Модуль 5 Біохімія тканин та фізіологічних функцій Тема 1. Дослідження процесу перетравлення поживних речовин: білків, вуглеводів у травному тракті.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 2. Дослідження процесу перетравлення поживних речовин: ліпідів у травному тракті
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 3. Дослідження функціональної ролі жиророзчинних вітамінів у метаболізмі та реалізації клітинних функцій.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 4. Дослідження білків плазми крові: білків гострої фази запалення, власних та індикаторних білків
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 5. Дослідження кислотно-основного стану крові та дихальної функції еритроцитів. Патологічні форми гемоглобінів
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 6. Дослідження азотистого обміну та небілкових азотовмісних компонентів крові – кінцевих продуктів катаболізму гему.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 7. Дослідження біохімічних закономірностей реалізації імунних процесів. Імунодефіцитні стани.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 8. Біохімія печінки. Патобіохімія жовтяниць
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 9. Дослідження процесів біотрансформіції ксенобіотиків та ендогенних токсинів. Мікросомальне окислення, цитохром р450.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 10. Дослідження нормальних компонентів сечі.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 11. Дослідження патологічних компонентів сечі.
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 12. Біохімія м’язів та м’язового скорочення.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Тема 13. Біохімія сполучної тканини
- •Мета та вихідний рівень знань.
- •Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
- •Розподіл різних глікозаміногліканів в органах і тканинах людини.
- •Тема 14. Біохімія кісткової тканини. Фактори ризику остеопорозу
- •Оpiєнтувальна каpта для самостiйноi вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття
- •Маркери резорбції та формування кісткової тканини
- •Тема 15. Біохімія нервової тканини
- •Підсумковий модульний контроль модуль 5. Біохімія тканин та фізіологічних функцій Перелік питань для підсумкового модульного контролю.
- •Бiохiмiчhi показhики сироватки кровi
- •Осhовhі компоhеhти шлуhкового соку
- •Осhовhі компоhеhти сечі дорослої людини
- •Біохімічні показники сечі у дітей різних вікових груп
- •Біохімічні показники сироватки крові у дітей різних вікових груп
- •Література
- •Тема 1. Предмет, задачі, основні етапи та сучасні напрями розвитку біохімії. Мета і методи проведення біохімічних досліджень, їх клініко-діагностичне значення. 11
Тема 5. Дослідження регуляції ферментативних процесів.
Актуальність теми.
Перебіг біохімічних реакцій в організмі можливий лише за умов присутності каталітично активних форм ферментів. Існує декілька шляхів регуляції активності ферментів: зміна каталітичної активності ферменту, зміна кількості ферменту. Завдяки активації чи гальмуванню активності ферментів збільшується або зменшується швидкість біохімічних реакцій, які лежать в основі процесів життєдіяльності. Порушення регуляції активності ферментів призводить до розвитку патологічних процесів в організмі людини.
Мета та вихідний рівень знань.
Загальна мета: вивчити регуляцію ферментативних процесів.
Конкpетні цілі:
Аналізувати механізми регуляції основних метаболічних процесів.
Аналізувати шляхи та механізми регуляції ферментативних процесів як основи обміну речовин в організмі в нормі та при патологіях.
Вихiдний piвень знань-вмiнь: знати властивості ферментів, їх будову, активні центри.
Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами учбової лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.
Змiст i послiдовнiсть дiй |
Вказiвки до учбових дiй |
1. Пpактичне вивчення специфiчності, гальмування та активування ферментів. |
1.1. В зошит протоколів дослідів виписати алгоритм лабораторної роботи. |
2. Специфiчнiсть дiї феpментiв. |
2.1. Пояснiть біологічну значимість специфiчності дiї феpментiв, чим вона обумовлена? Якi види специфiчностi феpментiв вiдомi Вам? Пpиведiть пpиклади. |
3. Регуляція ферментативних процесів. |
3.1. Регуляція активності ферментів шляхом зміни каталітичної активності ферменту: а) алостерична регуляція активності ферментів; б) ковалентна модифікація ферментів; в) активація ферментів шляхом обмеженого протеолізу; г) дія регуляторних білків-ефекторів (кальмодуліну, протеїназ, протеїназних інгібіторів, циклічних нуклеотидів). 3.2. Регуляція активності ферментів шляхом зміни кількості ферменту. |
4. Інгібітори, активатори ферментів. |
4.1. Зворотне і незворотне інгібування ферментів. 4.2. Фізіологічно активні сполуки та ксенобіотики як зворотні (конкурентні та неконкурентні) та незворотні інгібітори ферментів. |
5. Ізоферменти – множинні молекулярні форми білків, результат експресії різних генів. |
5.1. На прикладі ізоферментів лактатдегідрогенази (ЛДГ), креатинфосфокінази поясніть значення їх визначення в клініці. 5.2. Проферменти, їх біологічна роль та значення. |
Індивідуальна самостійна робота студентів.
Підготувати реферативне повідомлення на тему: “Протеїнази. Протеїназні інгібітори”.
Алгоритм лабораторної роботи.
Специфічність ферментів.
1. Слину розвести у 5 разів ( 1 мл слини + 4 мл води). У 2 пробірки налити по 5 кап. розведеної слини. У першу пробірку долити 10 кап. 1% розчину крохмалю, у другу – 10 кап. 1% розчину сахарози. Обидві пробірки помістити на 10 хв. у термостат при температурі 38 0С, після чого виконати реакцію Фелінга на вуглеводи.
Реакція Фелінга: до 5 кап. досліджуваної суміші додати 3 кап. розчину Фелінга (CuSO4 + NaOH), підігріти. В присутності глюкози чи мальтози випадає жовтий осад гідрату закису міді або червоний осад закису міді.
2. Вплив активаторів та інгібіторів на активність амілізи слини.
В 3 пробірки налити по 1 мл слини, розведеної у 10 разів (1 мл слини + 9 мл води). У першу пробірку додати 1 кап. 1% розчину хлориду натрію, у другу – 1 кап. 1% розчину сірчанокислої міді, у третю – 1 кап. води, потім у кожну пробірку додати по 5 кап. 1% розчину крохмалю, перемішати і залишити при кімнатній температурі на 4-5 хвилин. Провести реакцію на крохмаль з реактивом Люголя (КІ3).
Реакція на крохмаль: до 5 кап. досліджуваної суміші додати 1 кап. розчину Люголя. В присутності крохмалю з’являється синє забарвлення.
3. Дослідити вплив фосфаколу та іонів кальцію на активність холінестерази.
Принцип методу. Холінестераза каталізує реакцію гідролізу нейромедіатора – ацетилхоліну з утворенням холіну та оцтової кислоти. В крові людини міститься два види холінестерази. В сироватці міститься неспецифічна псевдохолінестераза, яка розщеплює не лише ацетилхолін, але й інші ефіри холіну. В еритроцитах міститься специфічна, істинна ацетилхолінестераза, яка розщеплює лише ацетилхолін.
Фосфорорганічні сполуки (ФОС, фосфакол) є незворотними інгібіторами холінестерази та ацетилхолінестерази, оскільки ковалентно зв’язуються з активним центром ферменту і гальмують його активність. Препарати ФОС є високотоксичними отрутами для комах (пестициди) та теплокровних тварин. Механізм гальмівної дії полягає у зв’язуванні з ОН-групою серину в активному центрі ферменту.
Зростання концентрації іонів Са2+ в нервовому закінчення є безпосереднім біохімічним сигналом, що активує вихід ацетилхоліну через пресинаптичну мембрану, його взаємодію з холінорецепторами постсинаптичної мембрани та розщеплення медіатора в синоптичній щілині ацетилхолінестеразою. Тому іони кальцію є потужним активатором холінестерази.
Метод кількісного визначення холінестерази ґрунтується на титруванні лугом оцтової кислоти, що вивільнилась в процесі гідролізу ацетилхоліну.
Кількість лугу, що пішла на титрування є мірою активності ферменту.
Хід роботи. Три пробірки заповнюють реактивами за таблицею.
Вміст пробірок |
№ пробірки | ||
1 |
2 |
3 | |
Сироватка крові, мл |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Розчин CaCl2, крапель |
--- |
5 |
--- |
Розчин фосфаколу, крапель |
--- |
--- |
5 |
Інкубація при кімнатній температурі, 5 хвилин | |||
2%-ний розчин ацетилхоліну |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
Інкубація 10 хвилин | |||
Фенолфталеїн, крапель |
2 |
2 |
2 |
Кількість 0,1 М NaOH, що пішла на титрування |
|
|
|
За результатами проведеного експерименту зробити висновки.