ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
для студентов фармацевтического факультета
Предмет и задачи биологической химии. Место биохимии среди других биологических наук. Связь биохимии с фармацией, роль в подготовке провизоров. Отличительные особенности живых организмов. Уровни структурной организации живого. Главные направления современной биохимии. Методологические подходы и уровни биохимических исследований. Белки как важнейший компонент живых организмов. Элементарный состав и молекулярная масса белков. Пептидная теория строения белков. Аминокислоты как структурные мономеры белков. Строение и классификация аминокислот, их физико-химические свойства. Первичная структура белков, ее роль. Видовая специфичность первичной структуры белков. Понятие о молекулярной патологии. Вторичная структура белков, основные типы, связи, характерные для вторичной структуры. Третичная структура белков, связи ее стабилизирующие, ее роль. Белки глобулярные и фибриллярные. Активный центр белков, его специфическое взаимодействие с лигандом, как основа всех функций белков. Типы природных лигандов. Понятие о доменной структуре белков, ее роль в функционировании белков. Четвертичная структура белка; связи ее стабилизирующие, кооперативность функционирования протомеров (на примере гемоглобина). Физико-химические свойства белков: гидратация, растворимость, ионизация. Методы количественного измерения концентрации белков. Денатурация и ренатурация белков. Методы выделения индивидуальных белков из смеси. Биологические функции белков. Белковый состав органов и тканей, изменения его в онтогенезе и при болезнях. Классификация белков по химическому составу. Основные представители простых белков и их функции. Сложные белки: определение, классификация по простетической группе. Представители гетеропротеинов, их основные функции. Классификация белков по семействам. Новые классы белков: шапероны, прионы. Аминокислоты, пептиды, белки как фармпрепараты. История становления и развития энзимологии. Особенности ферментативного катализа. Механизм действия ферментов. Стадии ферментативного катализа. Специфичность ферментов: действия и субстратная. Классификация и номенклатура ферментов. Кофакторы ферментов: ионы металлов, коферменты. Классификация. Коферментнае функции витаминов (схема). Активаторы ферментов, их роль в ферментативном катализе. Механизм действия активаторов. Ингибиторы ферментов, типы, механизмы конкурентного, неконкурентного и бесконкурентного ингибирования. Лекарственные вещества – ингибиторы ферментов. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента, субстрата, температуры, рН. Основные пути регуляции активности ферментов. Механизм регуляторного действия аллостерических ферментов. Регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты. Изоферменты. Использование ферментов в медицине и фармации. Понятие об энзимодиагностике и энзимотерапии. Иммобилизованные ферменты. Изменения активности ферментов при болезнях. Энзимопатии: наследственные и вторичные. Витамины. История их открытия и изучения. Роль в обмене веществ, классификация. Жирорастворимые витамины, механизмы участия в биохимических процессах. Водорастворимые витамины, коферментные функции, роль в процессах жизнедеятельности. Нарушения обмена витаминов. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Витамины и коферменты как лекарственные вещества. Антивитамины, механизмы их действия и медицинское применение. Нуклеотиды – структурные мономеры нуклеиновых кислот. Нуклеотид-5-трифосфаты, строение, функции. Нуклеиновые кислоты, типы, нуклеотидный состав, локализация в клетке, биологическая роль. Первичная и вторичная структуры ДНК, типы связей. Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация ДНК. Видовые различия первичной структуры нуклеиновых кислот. Структурная организация ДНК в хроматине. Вторичная и третичная структуры РНК, типы РНК. Роль ДНК в процессах хранения, воспроизведения и передачи генетической информации. Репликация, механизм, биологическое значение. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Повреждение и репарация ДНК. Биосинтез РНК, механизм, биологическая роль. Посттранскрипционная модификация пре-м-РНК. Понятие о рибозимах. Биосинтез белка, последовательность процесса, компоненты белоксинтезирующей системы. Биологический код и его свойства. Роль т-РНК в синтезе белков. Образование аминоацил-т-РНК. Строение и функциональный цикл рибосом. Посттрансляцилнная модификация белков. Регуляция биосинтеза белков. Теория оперона. Роль энхансеров, селенсеров, амплификации, процессинга в регуляции биосинтеза белков. Лекарственные вещества как ингибиторы биосинтеза нуклеиновых кислот и белка. Механизмы генетической изменчивости (мутации, рекомбинации, механизмы увеличений числа и разнообразия генов в геноме). Полиморфизм белков как следствие генотипической гетерогенности. Молекулярная патология. Протеинопатии. Принципы профилактики и лечения молекулярных болезней. Иммунная система организма. Строение, классы иммуноглобулинов, функции. Метаболизм, понятие, функции. Метаболические пути и энергетические циклы в живой природе. Экзэргонические и эндэргонические реакции. АТФ и ее роль в метаболизме и функциях клетки. Биологические мембраны. Строение и функции мембранных липидов и белков. Молекулярная организация биологических мембран. Основные функции мембран клеток. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная ассиметрия, избирательная проницаемость. Трансмембранный перенос веществ. Липосомы как модельная система биомембран, их применение в фармации и медицине. Биологическое окисление, его характеристика и роль. Современная теория биологического окисления. Структурная организация дыхательной цепи. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Разобщение окисления и фосфорилирования. Лекарственные вещества как разобщающие агенты. Микросомальное окисление и его биологические функции. Роль кислорода в этом процессе. Токсичность кислорода. Детоксикация супероксид-анион-радикала и перекиси водорода. Роль ферментов в этом процессе. Регуляция перекисного окисления липидов мембран. Роль радикальных форм кислорода в регуляции перекисного окисления липидов биомембран. Прооксиданты и антиоксиданты. Антиоксиданты как лекарственные средства. Основные углеводы животных и растительных организмов, их строение, свойства, классификация. Основные углеводы пищи и их переваривание в желудочно-кишечном тракте. Механизм транспорта углеводов через клеточные мембраны. Пути превращения углеводов в тканях организма, ключевая роль глюкозо-6-фосфата в этом процессе. Анаэробный гликолиз, его механизм, стадии гликолиза, энергетический баланс, биологические функции, регуляция. Аэробное окисление глюкозы как основной путь окисления глюкозы в аэробных условиях, этапы, последовательность этапов этого процесса. Механизм окислительного декарбоксилирования пирувата. Пируват-дегидрогеназный комплекс, его структура, основные стадии процесса. Цикл лимонной кислоты, последовательность реакций, характеристика ферментов, аллостерические механизмы регуляции. Анаболические функции ЦТК. Пентозофосфатный путь, окислительный и неокислительный этапы, последовательность реакций, характеристика ферментов, биологические функции, распространение в организме. Гликонеогенез, химизм, биологическая роль, регуляция гликонеогенеза. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и гликонеогенеза в печени (цикл Кори). Структура и свойства гликогена, роль. Гликогенолиз, его связь с гликолизом. Синтез гликогена. Роль адреналина и глюкагона в регуляции резервирования и мобилизации гликогена. Гликогенозы и агликогенозы. Роль различных путей обмена углеводов в регуляции уровня глюкозы в крови. Важнейшие липиды тканей человека, их структура, свойства, биологическая роль. Эссенциальные жирные кислоты. Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте, роль желчных кислот в этом процессе. Нарушение переваривания и всасывания липидов. Ресинтез липидов в кишечной стенке. Транспорт ресинтезированных липидов. Липопротеинлипаза и ее роль. Транспортные формы липидов крови: хиломикроны и липопротеины, особенности химического состава, строения. Внутриклеточный метаболизм липидов. Регуляция синтеза и мобилизации жиров. Транспорт жирных кислот. ?-окисление жирных кислот. Энергетика и регуляция этого процесса. Биосинтез и использование кетоновых тел. Биосинтез жирных кислот, строение полиферментного комплекса жирно-кислотной синтетазы, последовательность реакций. Биосинтез жирных кислот с длинной цепью углеродных атомов и ненасыщенных жирных кислот. Катаболизм фосфолипидов. Биосинтез глицеролфосфлипидов. Нарушения обмена нейтрального жира (ожирение), фосфолипидов и гликолипидов. Сфинголипидозы. Холестерин, структура, биологическая роль. Биосинтез холестерина. Транспортные формы холестерина. Гиперхолестеринемия и ее причины. Биохимия атеросклероза и его лечение. Нормы белка в питании. Азотистый баланс. Физиологический минимум белка в пище. Качественный состав пищевых белков. Ферментативный гидролиз белков в желудочно-кишечном тракте. Характеристика основных протеолитических ферментов. Проферменты и механизм превращения в ферменты протеиназ желудочно-кишечного тракта. Субстратная специфичность. Механизм транспорта аминокислот через мембраны. Общая схема источников и путей расходования аминокислот в тканях. Роль тканевых протеиназ (катепсинов) в обмене белков. Общие пути катаболизма аминокислот. Дезаминирование и его типы. Оксидазы D - и L-аминокислот. Глутаматдегидрогеназа. Трансаминирование, аминотрансферазы, химизм реакций, биологическая роль трансаминирования. Непрямое дезаминирование (транс-дезоминирования) аминокислот. Декарбоксилирование аминокислот. Роль биогенных аминов (гистамина, серотонина, тирамина, ГАМК и др.) в организме. Роль гистамина в развитии аллергических реакций и воспаления. Антигистаминные препараты. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин, участие в реакциях синтеза и обезвреживания чужеродных, в том числе лекарственных, веществ. Тетрагидрофолиевая кислота, синтез и использование одноуглеродных групп. Проявления недостаточности фолиевой кислоты. Механизм действия сульфаниламидных препаратов Обмен фенилаланина и тирозина в норме. Фенилкетонурия, биохимический дефект, проявление болезни. Алкаптонурия и альбинизм: биохимические дефекты, при которых они развиваются, проявление болезней. Особенности метаболизма отдельных аминокислот. Глицин и серин. Механизм их взаимопревращений. Роль глицина в процессах биосинтеза биологически важных веществ. Основные пути образования NH3 . Обезвреживание аммиака в месте образования. Роль глутамина как донора амидной группы при синтезе ряда соединений. Синтез мочевины, химизм процесса, регуляция. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Нарушение синтеза и выведение мочевины. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых оснований. Гиперурикемия и подагра, аллопуринол как ингибитор ксантиноксидазы. Биосинтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, особенности процесса. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Регуляция анаболизма нуклеотидов. Иерархия регуляторных систем. Гормональная регуляция как механизм межклеточной и межорганной регуляции процессов обмена веществ, основные способы регуляции и координации метаболических процессов. Гормоны, понятие, классификация, иерархия гормональной регуляции. Гормоны гипоталамуса, химическая природа, способ рецепции, регуляторные функции. Тропные гормоны гипофиза, химическая природа, способ рецепции, регуляторные функции. Молекулярные механизмы регуляции обмена веществ и функций гормонами пептидной и стероидной природы. Строение, биосинтез и регуляция секреции инсулина. Молекулярный механизм действия, роль в регуляции обмена углеводов, липидов, белков. Патогенез сахарного диабета. Важнейшие биохимические нарушения в обмене белков, липидов и углеводов. Регуляция водно-электролитного обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина. Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертензии, отеков, дегидратации. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причины развития рахита, гипо - и гиперпаратиреоидизма. Гормоны половых желез, механизм действия, биологическая роль. 123. Тироксин, строение, биосинтез, механизм действия тироксина. Гипо - и гипертиреозы. Гормоны коры надпочечников, строение, влияние на обмен веществ. Эйкозаноиды: понятие, их биологическая роль. Применение простагландинов в медицине. Кровь, химический состав, функции. Гемоглобин, строение, варианты первичной структуры и свойств гемоглобина человека. Гемоглобинопатии. Биосинтез гема, химизм, регуляция процесса. Транспорт кислорода и диоксида углерода кровью. Белки плазмы крови. Альбумины и глобулины, краткая характеристика, функции. Белки «острой фазы». Ферменты крови. Гемостаз. Молекулярные механизмы свертывания крови. Противосвертывающая система. Фибринолитическая система. Активаторы плазминогена и протеолитические ферменты как тромболитические лекарственные средства. Роль печени в обмене веществ. Обезвреживающая функция печени: реакции микросомального окисления и конъюгации. Распад гемоглобина, Образование билирубина. Обезвреживание билирубина в печени. Понятие «прямой» и «непрямой» билирубин. Нарушение обмена билирубина. Желтухи, причины. Типы желтух. Коллаген: особенности аминокислотного состава и посттрансляционной структуры. Роль витамина С в обмене коллагена. Особенности биосинтеза и созревания коллагена. Гликозаминогликаны и протеогликаны, строение, функции. Роль гиалуроновой кислоты в организации межклеточного матрикса. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламенин, их строение, функции, роль в межклеточных взаимодействиях и развитии опухоли. Структурная организация межклеточного матрикса. Изменения соединительной ткани при старении и коллагенозах. Особенности химического состава мышечной ткани. Важнейшие белки миофибрилл, их характеристика. Молекулярные механизмы мышечного сокращения. Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения. Саркоплазматические белки мышц, миоглобин, его строение, функции. Экстрактивные вещества мышц. Особенности энергетического обмена в мышцах. Роль креатинфосфата. Особенности химического состава нервной ткани. Миелиновые мембраны. Особенности состава и строения. Особенности энергетического обмена в нервной ткани. Механизм возникновения и проведения нервного импульса, молекулярные механизмы синаптической передачи, роль медиаторов. Нарушения обмена биогенных аминов при психических заболеваниях. Молекулярные механизмы памяти, белки – «молекулы памяти». Физиологические пептиды мозга. Применение ферментов в медицине и фармацевтической промышленности. Преимущества иммобилизованных ферментов. Ферментативный анализ биологических субстратов. Ферменты как аналитические реагенты. Биохимические аспекты повышения биодоступности лекарственных препаратов. Липосомы как носители лекарств. Основные закономерности метаболизма биогенных и синтетических лекарственных средств. Локализация метаболических превращений лекарств в организме. Роль печени в процессах жизнедеятельности. Метаболизм эндогенных и чужеродных токсических веществ в печени: микросомальное окисление, реакции конъюгации. Обезвреживание в печени шлаков, нормальных метаболитов, биологически активных веществ, продуктов гниения (примеры) Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода, их действие на липиды. Перекисное окисление липидов мембран. Антиоксидантная система. Структурная организация и функциональная роль эндоплазматического ретикулума печени в биотрансформации лекарств. Этапы метаболизма ксенобиотиков в печени. Биохимические основы индивидуальной вариабельности метаболизма лекарств.
