Материалы для подготовки к практическим занятиям по биохимии для медико_профилактического факультета (стр. 4 )

Задание	Указания к выполнению задания
Изучите водорастворимые витамины, имеющие коферментные формы.	1. Начертите в тетради и заполните следующую таблицу:
Витамин	РР В1 В2 В3 В6 В12 Н Фолацин
названия
Структура
Суточная потребность
Основные пищевые источники
Специфические названия авитаминоза
Название кофермента, содержащего витамин
Класс ферментов, содержащих данный кофермент,
Тип катализируемой коферментом биохимической реакции.

3.3. Биологическое окисление. Цикл трикарбоновых кислот - общий путь катаболизма. Строение дыхательной цепи

Вопросы раздела

1.Биологическое окисление, его суть. Единая энергетическая валюта.

2. Роль дегидрирования в биологическом окислении. Характеристика дегидрогеназ (НАД и ФАД-зависимые дегидрогеназы).

4. Понятие о специфических путях катабализма и общем пути катабализма.

5.Окислительное декарбоксилирование пирувата: последовательность стадий, строение пируватдегидрогеназного комплекса. Общий путь метаболизма – цикл лимонной кислоты ЦТК. Химизм. Локализация в клетке. Субстраты. Ферменты. Связь между общим путём катабализма и цепью переноса электронов и протонов в митохондриях. Окислительные и неокислительные стадии ЦТК.

7. Регуляция ЦТК. Анаболическиефункции ЦТК. Реакции, пополняющие цитратный цикл.

8. Биологическое значение цикла трикарбоновых кислот.

Таблица 10.Сведения о процессе биологического окислении

Задание	Указания к выполнению задания
Изучите сущность процесса биологического окисления.	1.Дайте определение биологического окисления. Отметьте функции этого процесса: детоксикация ксенобиотиков, устранение шлаков, синтез метаболитов, регуляция обмена веществ, энергетическое обеспечение. 2. Классификация процессов биологического окисления: свободное окисление (в цитозоле, мембраны лизосом, пероксисом, аппарата Гольджи, на внешних мембранах митохондрий и хлоропластов) и окисление, сопряженное с синтезом АТФ (субстратное фосфорилирование в растворимой части клетки и окислительное фосфорилирование во внутренней мембране митохондрий). Дайте краткую характеристику этим процессам, укажитте их локализацию в клетке.
Изучите структуру и функции основных ферментов биологического окисления.	1.Вспомните структуру и роль пиридиновых и флавиновых дегидрогеназ. 2.Напишите структурные формулы НАД+, НАДФ+, ФМН, ФАД и схематически представьте их взаимодействие с субстратами окисления. 3.Напишите структуру и реакцию восстановления и окисления убихинона. 4. Перечислите цитохромы дыхательной цепи митохондрий и выпишите особенности их структуры и биологическую роль. 5.Напишите структуру простетической части цитохрома С. 6. Вспомните определение формального редокс-потенциала окислительно-восстановительной пары. Ознакомьтесь (таблица в учебнике) со значениями редокс-потенциалов сопряженных окислительно-восстановительных пар НАД+/НАДН, ФАД+/ФАД, НАДФ+/НАДФН, сукцинат/фумарат, цитохромов b, c1 , a, a3 (Fe 3+/ Fe 2+).
Изучите механизм окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты.	1.Схематически представьте строение пируватдекарбоксилазного мультиэнзимного комплекса. 2.Напишите химизм этапов декарбоксилирования пировиноградной кислоты и укажите валовое уравнение этих превращений.
Изучите цикл трикарбоновых кислот Кребса	1. Напишите химизм этапов цикла Кребса с указанием соответствующих ферментов. 2. Изучите регуляцию цикла трикарбоновых кислот. Выпишите регуляторные ферменты и факторы, определяющие скорость протекания процесса. 3.Выпишите анаболические функции ЦТК и реакции, поплняющие цикл Кребса.

3.4. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование и транспортные системы митохондрий

Вопросы раздела

1.Строение митохондрии, их функции. Ферментативные реакции, протекающие в матриксе митохондрий. Транспортные системы митохондрий.

2.Судьба атомов водорода (2H⁺ и 2е¯), покинувших окисляемые субстраты в составе НАД - и ФАД-зависимых дегидрогеназ, катализирующих окислительные стадии цикла Кребса.

3.Дыхательная цепь. Компоненты дыхательных цепей (флавопротеид, КоQ, цитохромы b, c1, c, a, a3. Особенности строения. Биологическая роль. Ред/окс потенциалы каждого из компонентов дыхательной цепи.

4.Окислительное фосфорилирование и его роль. Хемиосмотическая теория сопряжения окисления и фосфорилирования Митчела. Коэффициент сопряжения окисления и фосфорилирования (Р/О).Разобщение окисления и фосфорилирования в норме и при патологии.

5. Дыхание и гипоксические состояния.

6.Свободные радикалы, образование (ферментативное, не ферментативное), виды.

7.Регуляция свободнорадикального окисления. Антиоксиданты.

8.Значение свободных радикалов в жизнедеятельности организма.

9.Способы профилактики и коррекции свободнорадикального окисления.

10. Методы исследования свободных радикалов.

11.Хемилюминесцентный анализ в биологии и медицине.

Таблица 11. Тканевое дыхание

Задание	Указания к выполнению задания
Изучите строение биологических мембран.	Вспомните строение и функции биологических мембран. Опишите функции биологических мембран. Охарактеризуйте двойной липидный слой – основу биологической мембраны. Вспомните положение интегральных, поверхностных белков, гликолипидов, олигосахаридов, холестерола в мембране. Дайте классификацию видам транспорта через мембраны: пассивный, активный. Что такое симпорт, антипорт? Приведите примеры транспорта веществ без участия белков-переносчиков и при их участии. Опишите структуру митохондрий, их функции. Охарактеризуйте транспортные системы митохондрий, их функции.
Изучите механизм биологического окисления в дыхательной цепи ферментов внутренней мембраны митохондрий (тканевое дыхание) и его связи с процессами синтеза АТФ.	1. Схематически представьте последовательность ферментов дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий. 2. Укажите дыхательные комплексы и участки переноса водорода и раздельного транспорта электронов и протонов. 3. Выделите пункты наибольшей разности редокс-потенциалов ферментов дыхательной цепи количество энергии, выделяемой в этих пунктах в кДж/моль. 4. Схематически изобразите строение митохондрии и «элементарных частиц» внутренней мембраны, указав расположение ферментов дыхания и АТФ-синтетазы. 5. Сформулируйте смысл концепции электрохимического механизма окислительного фосфорилирования (Митчелл). 6.Имейте четкое представление о смысле стехиометрического коэффициента P/O. Рассчитайте значение коэффициента P/O при окислении яблочной и при окислении янтарной кислот. 7. Дайте определению понятию «разобщение», выпишите примеры разобщителей. 8. Объясните, почему цикл трикарбоновых кислот называют основным энергетическим котлом. При этом рассчитайте, сколько восстановленных коферментов образуется при окислении одного остатка уксусной кислоты и какое количество АТФ может синтезироваться в процессах окислительного фосфорилирования. 9. Дайте объяснение биологическому смыслу теснейшей взаимосвязи цикла трикарбоновых кислот и окислительного фосфорилирования.
Разберите понятие: дыхание и гипоксия.	1. Из каких процессов складывается система дыхания животного организма. 2. Рассмотрите цепь переноса электронов, как часть системы тканевого дыхания. Что такое дыхательный контроль? 3. Дайте объяснение терморегуляторной функции тканевого дыхания. 4. Дайте понятие респираторной, гемической и тканевой гипоксии.
Нарушение синтеза АТФ	Используя Приложение Биохимические механизмы токсичности выпишите химические агенты и пути нарушения ими синтеза АТФ.

Таблица 12. Свободно-радикальное окисление

Задание	Указания к выполнению задания
Изучите пути образования активных форм кислорода (АФК)	Изучите сведения о супероксид-анионе (О2-): в каких реакциях он образутся и какова его биологическая роль. Охарактеризуйте пути образования и биологическую роль пероксида водорода (Н2О2). Напишите реакцию образования перекиси водорода в системе оксидаз аминокислот и ксантиноксидазы. Напишите реакции образования высокореакционных гипогалоидов (HOCl, HOBr, HOI), HOSCN с участием перекиси водорода в присутствии миелопероксидазы, пероксидазы эозинофилов и лактопероксидазы. Охарактеризуйте основной биологический эффект гипогалоидов. Охарактеризуйте основные пути образование гидроксильного радикала OH●и его биологическое днйствие. Напишите реакцию радиолиза воды. Приведите примеры реакций образования синглетного кислорода (О12). Дайте понятие процесса хемилюминесценции. Напишите реакцию образования оксида азота (II) (NO) при участии NO-синтетазы. Опишите биологические действие на нервную, сосудистую, свертывающую и фагоцитарную системы. Какова сущность хемилюминесцентного анализа в биологии и медицине.
Изучите сущность процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) и перекисного окисления белков (ПОБ)	1. Напишите реакции зарождения цепи радикальных реакций с образованием органических радикалов (R●). 2. Напишите реакции развития цепных реакций с остатками непредельных жирных кислот. 3. Представьте реакции обрыва цепи с образованием неактивных продуктов. 4. Что такое перекисное окисление белков? Каковы механизмы деструкции белков в ходе перекисного окисления? Обратите внимание, что окислительная модификация белков (ОМБ) играет ключевую роль в молекулярных механизмах окислительного стресса и является пусковым механизмом к окислительной деструкции других молекул (липиды, ДНК) клетки.
Объясните биологическое значение перекисного окисления липидов (ПОЛ), белков, нуклеиновых кислот.	1. Объясните, почему процесс ПОЛ связан с биологическими мембранами. 2. Охарактеризуйте участие ПОЛ в обновлении биомембран. 3. Охарактеризуйте участие ПОЛ в синтезе эйкозаноидов – простагландинов, тромбоксанов, простациклинов, лейкотриенов. 4. Перечислите факторы, стимулирующие ПОЛ с развитием окислительного стресса.
Изучите механизмы действия системы антиоксидантной защиты организма	1. Дайте определение понятию «антиоксиданты». На какие группы по механизму действия они делятся? 2. Охарактеризуйте группу «перехватчиков» органических радикалов – витамин Е (α-токоферол), убихинон (КоQ), витамин С (аскорбиновую кислоту), β-каротин, глутатион. 3. Охарактеризуйте аниоксиданты–хелатирующие соединения: церулоплазмин, ферритин-трансферин. 4. Изучите ферменты системы антиоксидантной защиты: а) супероксиддисмутазу (СОД): какие ионы металлов содержатся в составе СОД; напишите реакции, катализируемые СОД; б) каталазу: напишите реакцию, катализируемую данным ферментом; в) глутатионпероксидазу: напишите реакции, катализируемые данным ферментом; почему недостаточное поступление селена вместе с пищей ведет к снижению активности системы антиоксидантной защиты организма?

Раздел 4. Взаимосвязь и регуляция обмена веществ. Гормоны