УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
профессор________________
Цыбусов С.Н.
«____» ______20 г.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ МЕДИКО- ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
1Классификация белков по их биологическим функциям. Строение белков. Аминокислоты, входящие в состав белка, их классификация по физико-химическим свойствам. Пептидная теория строения белков. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры.
Конформация пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структура). Типы внутримолекулярных связей. Кластеры и домены и их роль в функционировании белков. Фолдинг белков. Понятие о шаперонах. Денатурация белков, обратимость денатурации.
Четвертичная структура белков. Кооперативные изменения конформации протомеров. Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемоглобина. Полиферментные комплексы.
Способность к специфическим взаимодействиям ("узнавание") как основа биологических функций всех белков. Комплементарность структуры центра связывания белка структуре лиганда. Обратимость связывания. Многообразие функционально и структурно различных белков. Условия взаимодействия белков с лигандами, типы лигандов.
2.Химическая природа, физико-химические свойства и биологическая роль ферментов. Отличие ферментов от неорганических катализаторов. Особенности ферментативного катализа. Специфичность ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Структурная организация ферментов. Кофакторы ферментов. Классификация витаминов. Коферментные функции витаминов, ионов металлов. Гиповитаминозы, гипервитаминозы, причины возникновения
Механизм действия ферментов: теории Фишера, Кошланда. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации фермента, субстрата, температуры и рН.
Регуляция активности ферментов: неспецифическая, специфическая Ингибирование ферментов: обратимое, необратимое. Конкурентное, неконкурентное. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов. Активация ферментов.
Регуляция действия аллостерических ферментов: аллостерические ингибиторы и активаторы, структура аллостерических ферментов, кооперативные изменения конформации протомеров.
Химическая модификация ферментов: регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования, ограниченного протеолиза.
Происхождение ферментов крови. Изоферменты (на примере лактатдегидрогеназы и креатинкиназы), их физиологическая роль. Наследственные энзимопатии. Определение ферментов в крови с целью диагностики болезней.
3 Первичная и вторичная структура ДНК, функции ДНК. ДНК-протеины. Представление об укладке в хроматине. Репликация ДНК: механизм, биологическое значение. Повреждение ДНК. Репарация ошибок репликаций и повреждений ДНК.
Первичная и вторичная структура РНК. Типы РНК: рибосомные, транспортные, матричные. Особенности строения, локализация в клетке, функция.
Основной постулат молекулярной биологии (ДНК - мРНК - белок). Стадии синтеза белка: транскрипция, трансляция. Биосинтез РНК (транскрипция). Посттранскрипционный процессинг (созревание РНК). Влияние антибиотиков.
Биологический код, его свойства. Биосинтез аминоацил-тРНК. Субстратная специфичность аминоацил-тРНК-синтетаз.
Биосинтез белков (трансляция). Строение рибосом. Последовательность событий при образовании полипептидной цепи на рибосоме: инициация, элонгация, терминация. Пептидилтрансферазная активность рРНК. Функционирование полирибосом. Влияние антибиотиков на процесс трансляции
Посттрансляционный процессинг белков. Влияние антибиотиков на посттрансляционный процессинг. Регуляция биосинтеза белков. Понятие об опероне и регуляции на уровне транскрипции.
4 Понятие о метаболизме, метаболических путях. Взаимосвязь обменных процессов Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. Понятие о катаболизме и анаболизме. Макроэргические соединения. Катаболизм основных пищевых веществ - углеводов, жиров, белков. Понятие о специфических путях катаболизма (до образования пирувата и ацетил-КоА) и общем пути катаболизма.
Пиридинзависимые (НАД- и НАДФ-) дегидрогеназы и флавиновые (ФМН- и ФАД) дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм НАД и ФАД. Важнейшие субстраты дегидрогеназ.
Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Строение ПДГ-комплекса. Значение этого процесса и его регуляция.
Цитратный цикл (цикл ди- и трикарбоновых кислот, цикл Кребса): последовательность реакций, характеристика ферментов. Связь между общим путем катаболизма и цепью переноса электронов и протонов. Механизм регуляции цитратного цикла. Значение цикла.
Структурная организация митохондриальной дыхательной цепи, состав и каталитическая функция олигоферментных комплексов дыхательной цепи. Ингибиторы переноса протонов и электронов.
Митохондрии: особенности химического состава, строения, метаболические и гомеостатические функции, причины и последствия их повреждений. Окислительное фосфорилирование. Коэффициент Р/О. Трансмембранный электрохимический потенциал как промежуточная форма энергии при окислительном фосфорилировании. Хемиосмотическая теория Митчелла. Разобщение тканевого дыхания и фосфорилирования - терморегуляторная функция. Нарушения энергетического обмена: гипоксические и гипоэнергетические состояния.
5 Основные углеводы пищи. Механизмы переваривания и всасывание. Характеристика и действие ферментов, участвующих в полостном и пристеночном пищеварении. Механизмы всасывания углеводов (диффузия, облегченный и активный транспорт). Роль пищевых волокон. Нарушение переваривания и всасывания углеводов. Непереносимость сахаров.
Основные углеводы организма, их классификация, биологическая роль. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена: общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.
Аэробный распад - основной путь катаболизма глюкозы. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз), далее схематично. Физиологическое значение аэробного распада глюкозы.
Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз) Последовательность реакций. Гликолитическая оксидоредукция, пируват как акцептор водорода. Субстратное фосфорилирование. Физиологическое значение анаэробного распада глюкозы.
Биосинтез глюкозы (глюконеогенез): возможные предшественники, последовательность реакций. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори). Регуляция глюконеогенеза.
Пентозофосфатный путь превращения глюкозы. Окислительный этап, образование пентоз. Распространение и физиологическая роль.
Гликоген - резервный полисахарид, его распространение в тканях организма. Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена. Регуляция этих процессов.
Регуляция концентрации глюкозы в крови. Образование глюкозы из гликогена. Влияние инсулина, глюкагона, адреналина, кортизола на уровень глюкозы в крови. Гипо- и гиперглюкоземия, причины их возникновения. Биохимическая диагностика нарушений углеводного обмена. Глюкозотолерантный тест, его проведение и оценка в возрастном аспекте.
6 Классификация липидов. Важнейшие липиды организма. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека. Резервные липиды. Функции фосфолипидов и гликолипидов. Синтез и распад фосфолипидов.
Пищевые жиры, норма суточного потребления, переваривание, всасывание продуктов переваривания. Ресинтез жиров в клетках кишечника.
Состав и строение транспортных липопротеинов крови. Роль апопротеинов в составе хиломикронов. Липопротеинлипаза. Биосинтез жиров из углеводов в печени, упаковка в ЛПОНП и транспорт.
Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани: регуляция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина, адреналина и глюкагона. Реакции синтеза жиров в жировой ткани.
Бета-окисление жирных кислот. Связь с циклом Кребса и дыхательной цепью. Физиологическое значение.
Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии. Кетонемия и кетонурия, причины их возникновения.
Биосинтез жирных кислот, характеристика пальмитоилсинтазы, последовательность реакций, физиологическое значение.
Холестерол как предшественник ряда других стероидов. Синтез холестерола: последовательность реакций до образования мевалоновой кислоты, представление о дальнейших этапах синтеза. Регуляция синтеза холестерина. ЛПНП и ЛПВП - транспортные формы холестерола в крови, их роль в обмене холестерола.
Основные мембраны клетки и их функции. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асимметрия, избирательная проницаемость. Жидко-кристаллическая, мозаичная теория строения биологических мембран.
Роль основных компонентов (липидов, белков) в структурной организации и функционировании мембран. Белки мембран - интегральные, поверхностные, их структурная организация и функции. Механизм переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (Na+/K+-АТФ-аза), вторично-активный транспорт. Эндо- и экзоцитоз.
Образование активных форм кислорода, прооксиданты. Метаболизм мембран. Перекисное окисление липидов, его физиологическое значение. Защита от токсического действия кислорода: антиоксиданты, неферментативные и ферментивные. Свободнорадикальные патологии.
7 Переваривание белков: особенности протеолитических ферментов. Протеиназы - пепсин, трипсин, химотрипсин; проферменты протеиназ и механизм их превращения в ферменты. Экзопептидазы. Всасывание аминокислот. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Понятие об азотистом балансе. Диагностическое значение анализа желудочного сока.
Трансаминирование аминокислот. Специфичность трансаминаз. Значение реакций
трансаминирования. Клиническое значение определения активности трансаминаз в сыворотке крови.
Катаболизм аминокислот. Окислительное дезаминирование аминокислот. Глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот, последовательность реакций, ферменты, биологическое значение.
Обмен фенилаланина и тирозина. Использование тирозина для синтеза катехоламинов, тироксина, меланина. Распад тирозина до фумаровой и ацетоуксусной кислот. Наследственные нарушения обмена фенилаланина и тирозина. Пути использования безазотистого остатка аминокислот: глюконеогенез, кетогенез, ЦТК.
Обмен цистеина: схема путей, значение. Образование сульфат-иона, его утилизация (образование ФАФС). Значение ФАФС в биологическом сульфировании. Пути обмена метионина и их значение. Образование S -аденозилметионина (SАМ), его участие в реакциях трансметилирования. Метионин как липотропное вещество.
Декарбоксилирование аминокислот и их производных. Роль витамина В6 в этих реакциях. Образование биогенных аминов: гистамина, серотонина, ГАМК. Роль биогенных аминов в регуляции функций. Инактивация биогенных аминов с участием ферментов МАО и ДАО.
Оксид азота как продукт метаболизма животных клеток. Его физико-химическая характеристика, образование, характеристика NO- синтетаз. Метаболизм оксида азота. Механизм регуляторного действия оксида азота.
Основные источники аммиака в организме. Центральная роль глутаминовой кислоты в обезвреживании аммиака. Глутамин как транспортная форма аммиака и донор амидной группы при синтезе ряда соединений.
Образование креатина и креатинфосфата. Креатинфосфокиназа, ее изоформы. Креатинин как один из конечных продуктов азотистого обмена. Диагностическое значение определения веществ креатинового пула в биологических жидкостях.
Образование конечных продуктов азотистого обмена: солей аммония и мочевины. Биосинтез мочевины. Связь орнитинового цикла с превращениями фумаровой и аспарагиновой кислот; происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Остаточный азот. Гипераммониемии.
Биосинтез пуриновых нуклеотидов: происхождение атомов пуринового кольца и роль ФРПФ. Катаболизм пуринового нуклеотида. Гиперурикемия и подагра.
Биосинтез и катаболизм пиримидиновых нуклеотидов. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов.
8 Место гормонов в системе регуляции метаболизма и функции органов. Классификация гормонов по химическому строению. Центральная регуляция эндокринной системы: роль либеринов, статинов, тропных гормонов. Концепция ткани-мишени.
Клеточные рецепторы гормонов. Механизм передачи гормонального сигнала в клетку: мембранный и внутриклеточный.
Роль вторичных мессенджеров (циклические нуклеотиды, Са++, инозитолфосфаты, диацилглицеролы) в реализации гормонального эффекта. Аденилатциклазная система, протеинкиназы, фосфодиэстераза. Кальций как медиатор действия гормонов, кальмодулин. Продукты распада фосфолипидов - вторичные посредники действия гормонов.
Строение рецептора инсулина и механизм действия гормона.
Важнейшие белки межклеточного матрикса: коллаген, эластин. Посттрансляционные изменения коллагена, образование фибриллярных структур. Участие витамина С в синтезе коллагена. Оксипролинурия при коллагенозах.
Протеогликаны соединительной ткани как сложные белково-углеводные комплексы. Принципиальное строение небелковых компонентов протеогликанов - гликозамингликанов, их функции.
Характеристика ксенобиотиков и важнейшие механизмы их обезвреживания в печени: микросомальное и немикросомальное окисление, реакции конъюгации. Понятие биотрансформация, биоактивация.
Распад гема. Образование билирубина и билирубинглюкуронида. Пути выведения билирубина и других желчных пигментов. Значение определения желчных пигментов для диагностики болезней печени, желчных путей, крови.
Белковые фракции плазмы крови. Альбумины и их функция. Глобулины, фракции, функции.
Гемоглобин - основной белок эритроцитов. Его строение и функции. Полиморфизм
гемоглобина. Гемоглобинопатии. Синтез гема.
Важнейшие белки миофибрилл: миозин, актин, тропомиозин, тропонин. Их молекулярная организация и роль в мышечном сокращении. Химизм мышечного сокращения и расслабления, роль ионов кальция в реализации этих процессов. Энергетическое обеспечение мышечного сокращения. Особенности сердечной мышцы.
Химический состав мозга: липиды, белки. Нейропептиды и аминокислоты мозга. Особенности метаболизма мозга. Энергетический обмен, значение аэробного распада глюкозы. Роль глутаминовой кислоты.
Роль окружающей среды в состоянии здоровья человека. Факторы повреждения в природе антропогенного происхождения. Экология человека, пути и особенности биотрансформации.
Влияние алкоголя на обменные процессы в печени и мозге. Процессы биотрансформации как проявление антитоксической функции печени.
Зав. кафедрой
профессор
________________
(Е.И.Ерлыкина)
Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры:
Протокол № от «___» _______20 __г.
2014 Г.
МОДУЛЬ 1. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ И СВОЙСТВА БЕЛКОВ. ФЕРМЕНТЫ.
1, 4, 5, 13, 14, 16, 19, 21, 23, 26.
МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. ЦИКЛ КРЕБСА.
1, 2, 4, 10, 16, 21
МОДУЛЬ 3. ГОРМОНЫ.
14
МОДУЛЬ 4 ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ.
1, 2, 5, 12, 13, 14, 17, 26, 29
МОДУЛЬ 5. ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ.МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ.
1, 2, 6, 8
МОДУЛЬ 6. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ.
1, 2, 7, 9, 13, 14, 15, 16, 18, 21, 23
МОДУЛЬ 7. ОБМЕН ЛИПИДОВ.
1, 2, 7, 9, 11, 21, 22, 25, 39, 40.
МОДУЛЬ 8. БИОХИМИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ.
1
МОДУЛЬ 9. БИОХИМИЯ КРОВИ И ПЕЧЕНИ.
1, 2, 4, 5, 7, 12
МОДУЛЬ 10 .БИОХИМИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ И МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ.
4, 5, 10, 15
Заведующий кафедрой биохимии Ерлыкина Е.И.