ЗАНЯТИЕ 10
Тема: ОБЩИЙ ПУТЬ КАТАБОЛИЗМА
Цель занятия:
1. Знать основной механизм образования СО2 – окислительное декарбоксилирование б-кетокислот (на примере ПВК).
2. Знать характеристику пируватдегидрогеназного комплекса.
3. Знать химизм ЦТК и его биологическую роль.
Необходимый исходный уровень:
Из курса биоорганической химии студенты должны знать реакции декарбоксилирования кетокислот и реакции дегидрирования
Основные понятия темы: общий путь катаболизма (окислительное декарбоксилирование ПВК, ЦТК)
ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ
1. Окислительное декарбоксилирование пирувата - общий путь катаболизма, уравнение окислительного декарбоксилирования ПВК в общем виде.
2. Характеристика пируватдегидрогеназного мультиферментного комплекса (состав ферментов, коферментов), катализирующего окислительное декарбоксилирование ПВК.
3. Биологическое значение окислительного декарбоксилирования ПВК. Энергетическая ценность процесса.
4. ЦТК – цикл Кребса (лимоннокислый цикл), химизм реакций (субстраты, ферменты, коферменты, продукты реакций).
5. Взаимосвязь ЦТК с терминальной стадией биологического окисления - тканевым дыханием (ЦТЭ I и II типа).
6.Биологическое значение ЦТК - общего циклического универсального механизма катаболических превращений всех групп веществ.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАНЯТИЯ
Лабораторная работа № 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПИРОВИДОГРАДНОЙ КИСЛОТЫ В КРОВИ
Принцип метода: Пировиноградная кислота конденсируется с 2,4 - динитрофенилгидразином с образованием гидразона ПВК, который в щелочной среде дает коричнево-красный цвет раствора. Интенсивность окраски зависит от содержания ПВК. Окрашенный раствор колориметрируют на ФЭК с синим светофильтром и по величине оптической плотности рассчитывают количество пировиноградной кислоты (ПВК).
ХОД РАБОТЫ:
Готовят две пробы: опытную (№ 1) и контрольную (№ 2).
Проба № 1 (опыт) - 0,3 мл крови смешивают в центрифужной пробирке с 0,7 мл дистиллированной воды. К гемолизату приливают 1 мл 10% раствора ТХУ и через 2-3 мин. центрифугируют при 1500 оборотов в минуту в течение 15 минут.
Надосадочную жидкость полностью сливают в пробирку, к ней прибавляют 0,4 мл раствора ДНФГ, перемешивают и на 20 минут помещают в темное место.
Затем приливают 1 мл 12% NaOH и через 5 минут определяют на ФЭК оптическую плотность в 5 мм кювете с синим светофильтром.
Проба № 2 (контроль) - Контрольная проба готовится таким же образом, только вместо крови используют воду.
Количество пировиноградной кислоты рассчитывают по калибровочному графику. Коэффициент пересчета в систему СИ - 0,114.
В норме в крови содержится - 0,4 - 0,8 мг/100 мл ПВК (0,0456 - 0,0912 ммоль/л).
Клинико-диагностическое значение: ПВК является одним из главных метаболитов промежуточного обмена веществ. При таких заболеваниях, как сахарный диабет, паренхиматозные заболевания печени, сердечной нагрузке и недостаток витамина В1 содержание пирувата в крови повышается в 3- 4 раза. Повышенное содержание пирувата токсично для организма.
Результат:
Вывод:
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Повторить витамин В1 (тиамин, антиневритный, химическая природа, свойства, признаки гипо - и авитаминоза, механизм биологического действия).
2. Написать суммарное уравнение окислительного декарбоксилирования пирувата.
3. Назвать все витамины, входящие в состав ПВК-ДГ мультиферментного комплекса. Выписать формулы этих витаминов (В1, В2, В3, РР).
4. Назвать и написать уравнение включения в ЦТК ацетил-СоА. Охарактеризовать ферментную систему.
5. Написать по стадиям уравнения химических реакций ЦТК (назвать субстраты, ферменты, коферменты, продукты реакции).
6. Каким основным химическим превращениям подвергаются промежуточные метаболиты в ЦТК?
7. На какой стадии ЦТК происходит синтез АТФ? Механизм образования АТФ (субстратное фосфорилирование). Написать уравнения реакций.
8. Назвать конечные продукты превращения ацетил–СоА в ЦТК и какова их дальнейшая судьба?
9. Судьба восстановленных кофакторов (3 НАДН∙Н+, ФАДН2).
10. В чем заключается особая роль ЩУК в катаболизме различных веществ?
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Биохимия / под ред. . – М.: ГЭОТАР – МЕД, 2009. – 759с
2. Щербак, химия / . Спб ГМУ, 2005. – 479с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Березов, химия / , . – М.: Медицина, 1998.- 704 с.
2. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / под ред. . - М.: ГЭОТАР – МЕД, 2008.- 380 с.
3. Николаев, химия / .- М.: МИА, 2007. – 565 с.
4. Биохимия человека. В 2 –х томах / Р. Марри и др. – М.: Мир, 1993.- 347 с.
5. Биохимия витаминов / и др.- Оренбург: -Сервис, 2009. – 119 с.
6. Биохимия / . - М.: Медицина, 2010.- 605 с.
