WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

Pages:   || 2 |

«ЗАДАНИЯ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ЛЕЧЕБНОГО, ПЕДИАТРИЧЕСКОГО, МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО, ...»

-- [ Страница 1 ] --

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Курский государственный медицинский университет

Федерального агентства по здравоохранению

и социальному развитию»

Кафедра биологической химии

ЗАДАНИЯ

ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СТУДЕНТОВ ЛЕЧЕБНОГО, ПЕДИАТРИЧЕСКОГО,

МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО, ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО

И СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТОВ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Курск – 2006 УДК 577.1(072) Печатается по решению ББК 28.707.2я7 редакционно-издательского совета ГОУ ВПО КГМУ Росздрава Рекомендовано Учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического, стоматологического и фармацевтического факультетов (УМО – 245 от 09.05.06 г.).

Задания по биологической химии для самостоятельной работы студентов лечебного, педиатрического, медико-профилактического, фармацевтического и стоматологического факультетов (учебно-методическое пособие) / Под ред. проф.

А.И. Конопли и проф. Л.Г. Прокопенко (2-е изд., испр. и перераб.). – Курск:

КГМУ, 2006. – 92 с.



Рецензенты:

заведующий кафедрой биологической химии ГОУ ВПО ВГМА им. Бурденко Росздрава, д.м.н., профессор В.В. Алабовский заведующая кафедрой фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», д.м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ Ф.Н. Гильмиярова Важная роль в освоении современной биохимии принадлежит самостоятельной работе студентов как составляющей процесса обучения.

Данное учебно-методическое пособие подготовлено авторами в помощь студентам. Пособие включает 16 разделов. Каждый раздел начинается введением, определяющим объем и основные вопросы, включенные в данный раздел. По каждому разделу приводится достаточно большое количество задач, способствующих развитию логического мышления, умению применять теоретические знания для решения конкретных задач. Решение задач позволит студенту закрепить, систематизировать и расширить свои знания. Знания, полученные при решении задач, могут быть включены в сетку знаний, получаемых студентом при участии других медико-биологических дисциплин, в том числе и клинических. Заканчиваются разделы тестами на подстановку, которые за короткий промежуток времени позволят преподавателю или самому студенту проверить уровень усвоения основных вопросов.

Учебно-методическое пособие может быть использовано как во внеаудиторной, так и в аудиторной работе.

–  –  –

I. АМИНОКИСЛОТЫ И ПЕПТИДЫ

Аминокислоты – это мономеры, из которых построены высокомолекулярные полимеры, называемые белками. Соединения, образованные из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями, называются пептидами. Белки представляют собой полипептиды. В состав пептидов и белков человека и животных входит 20 аминокислот. Образованные ими пептидные (полипептидные) цепи состоят из остова (–NH–СН2–СО–NH–СН2–СО–) и боковых групп (R-группы). Остов имеет одинаковую структуру во всех пептидах, различаются пептиды по структуре и последовательности расположения R-групп.





От структуры R-групп зависят структура, физико-химические и биологические свойства пептидов и белков.

1.1. Аминокислоты служат строительными блоками белков, поэтому знание их структуры и химических свойств имеет первостепенное значение для понимания механизма выполнения белками их функций.

Назовите аминокислоты, для R-групп которых характерны перечисленные ниже свойства:

а) небольшая полярная R-группа, содержащая гидроксильную группу, играет важную роль в функционировании активных центров;

б) R-группа, создающая наименьшие сферические ограничения;

в) R-группа, несущая при физиологических значениях рН положительный заряд;

г) серосодержащая R-группа, нейтральная при всех значениях рН;

д) ароматическая R-группа, имеющая гидрофобную природу и нейтральную при всех значениях рН;

е) R-группа, несущая отрицательный заряд при рН 7;

ж) ароматическая R-группа, способная участвовать в образовании водородных связей;

з) R-группа, образующая дисульфидные внутри- и межцепьевые связи;

и) R-группа, представляющая собой остаток насыщенного углеводорода и вносящая важный вклад в гидрофобные взаимодействия;

к) полярная, незаряженная R-группа, превращающаяся после гидролиза в группу, заряженную при рН 7 отрицательно. Напишите формулы этих аминокислот.

1.2. Анализ смеси аминокислот начинают с разделения смеси на компоненты методом ионообменной хроматографии. Небольшие количества смеси вносят в верхнюю часть колонки, заполненной частицами полистирола, содержащими остатки сульфоновой кислоты. Затем через колонку пропускают буферный раствор. Аминокислоты проходят через колонку с разными скоростями, поскольку их движение тормозят два фактора: 1) электростатическое притяжение между отрицательно заряженными остатками сульфоновой кислоты и положительно заряженными функциональными группами аминокислот и

2) гидрофобное взаимодействие между боковыми цепями аминокислот и сильно гидрофобным остовом полистироловой смолы. Определите, какая аминокислота из каждой указанной ниже пары будет входить из колонки первой при пропускании через колонку буфера с рН 7,0:

а) аспарагиновая кислота и лизин;

б) аргинин и метионин;

в) глутаминовая кислота и валин;

г) глицин и лейцин;

д) серин и аланин.

1.3. Напишите формулы кислот, входящих в состав природных белков.

Выделите среди них аминокислоты с:

а) неполярными (гидрофобными) радикалами;

б) полярными (незаряженными) радикалами;

в) отрицательно заряженными (кислыми) радикалами;

г) положительно заряженными (основными) радикалами.

1.4. Напишите формы, в которых аланин преобладает при рН 1, 7 и 10.

1.5. Укажите суммарный заряд (–, 0 или +) для глицина, аспарагиновой кислоты, лизина и гистидина при рН 1, 2, 4, 6, 10. Изоэлектрические точки глицина – 6, аспарагиновой кислоты – 3, лизина – 10, гистидина – 4.

1.6. Смесь глицина, аланина, глутаминовой кислоты, лизина, аргинина и серина разделяли методом электрофореза на бумаге при рН 6. Какие соединения двигались: а) к аноду; б) к катоду; в) оставались на месте? Изоэлектрические точки аланина – 6, глутаминовой кислоты – 3, аргинина – 11, серина – 6, остальных аминокислот – см. предшествующую задачу.

1.7. Укажите суммарный заряд, который несет пептид сер–тир–мет–глу– гис–фен–арг–три–гли–лиз–про–вал при рН 7. В какой среде находится изоэлектрическая точка этого пептида?

1.8. Напишите формулу трипептида, у которого резко преобладают кислые свойства, назовите этот пептид.

1.9. Напишите формулу трипептида, у которого резко преобладают основные свойства, назовите этот трипептид.

1.10. Один из методов разделения полипептидов основан на различии их растворимости. Растворимость крупных полипептидов в воде зависит от степени полярности их R-групп, особенно от числа ионизируемых групп: чем больше ионизируемых групп, тем выше растворимость полипептида. Какой полипептид из каждой перечисленной ниже пары более растворим в указанных условиях?

а) (глу)20 или (гли)20 при рН 7,0;

б) (лиз-ала)3 или (фен-мет)3 при рН 7,0;

в) (ала-сер-гли) 5 или (асп-сер-гис)5 при рН 9,0;

г) (ала-асп-глу)5 или (асп-сер-гис)5 при рН 3,0.

II. БЕЛКИ Классификация белков основывается на трех признаках – составе, форме и функции.

По составу белки делятся на простые и сложные. В состав первых входят только аминокислоты, в состав вторых – кроме аминокислот входят группировки другой химической природы. Такие группировки называются простетическими. В зависимости от природы простетической группы выделяют нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды, металлопротеиды, фосфопротеиды. По форме молекулы различают глобулярные и фибриллярные белки. По функции различают каталитические, транспортные, регуляторные, рецепторные и сократительные белки.

Принято выделять четыре уровня структурной организации белковой молекулы.

Первичная структура определяется: 1) природой входящих в молекулу аминокислот, 2) абсолютным и относительным количеством остатков каждой аминокислоты, 3) последовательностью аминокислотных остатков в полипептидной цепи. В случае наличия простетических групп их состав и количество также включаются в первичную структуру.

Вторичная структура характеризуется пространственной ориентацией остова полипептидной цепи без учета различий по составу и конформации боковых цепей (R-групп). Третичная структура описывает полную трехмерную структуру полипептидной цепи, в том числе и ориентацию простетических групп. Четвертичная структура белка образуется в результате нековалентного агрегирования двух или большего числа полипептидных цепей.

Первые три уровня характеризуют структуру полипептидной цепи, они используются для описания всех белков, четвертый уровень характерен только для белков, состоящих из двух или нескольких полипептидных цепей.

2.1. Первичная структура полипептидной цепи в значительной мере определяется последовательностью расположения в ней аминокислотных остатков.

Чем определяется последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи? Какие связи обеспечивают формирование первичной структуры?

Какова энергия образования этих связей?

2.2. В результате точковых мутаций в полипептидных цепях белков, синтезируемых в клетках, возможны замены аминокислотных остатков. Что произойдет, если в полипептидную цепь вместо одного аминокислотного остатка будет включен другой - с малоотличающимся по структуре радикалом? Как называются такие замены? Что произойдет, если в полипептидную цепь вместо одного аминокислотного остатка будет включен другой со значительно отличающимся по структуре радикалом? Как называются такие замены? Какие замены встречаются чаще? Обоснуйте свой ответ.

2.3. Укажите вариант гемоглобина, который будет функционально менее активным, чем нормальный гемоглобин взрослого человека. Вариант 1 – в 67-м положении бета-цепи вместо валина находится аланин. Вариант 2 – в 50-м положении альфа-цепи вместо гистидина находится аспарагиновая кислота.

Обоснуйте Ваш ответ.

2.4. Укажите, какие из приведенных ниже пептидов обладают одинаковой по специфичности физиологической активностью:

а) цис–тир–илей–глу–асп–цис–про–лей–гли;

б) цис–тир–фен–глу–асп–цис–про–арг–гли;

в) цис–тир–фен–глу–асп–цис–про–лиз–гли.

Обоснуйте свой ответ.

2.5. Определите, будут ли отличаться по свойствам белки, у которых различия первичной структуры локализованы в следующих фрагментах:

вал–гис–лей–тре–про–глу–глу–лиз;

вал–гис–лей–тре–про–вал–глу–лиз.

Обоснуйте свой ответ.

2.6. Определение аминокислотной последовательности полипептидной цепи состоит из следующих этапов:

1) определение аминокислотного состава после гидролиза всех пептидных связей чистого полипептида;

2) идентификация N– и C–концевых аминокислотных остатков (N–концевой остаток определяют по реакции с 1–фтор–2,4–динитробензолом (ДНФБ) или с дансилхлоридом, которые присоединяются к свободной концевой аминогруппе. С–концевой остаток отщепляет карбосипептидаза);

3) расщепление полипептидной цепи на фрагменты ферментами, избирательно расщепляющими связи, образованные карбоксильной группой лизина и аргинина (трипсин), фенилаланина, тирозина и триптофана (химотрипсин), метионина (бромциан) и аминогруппами фенилаланина и тирозина (пепсин);

4) определение последовательности аминокислотных остатков пептидов, полученных при частичном гидролизе полипептида, а затем последовательного отщепления N-концевых аминокислотных остатков, связанных с фенилизотиоцианатом;

5) установление порядка установления пептидных фрагментов по перекрывающимся участкам.

Определите последовательность аминокислотных остатков в тетрапептиде, содержащем аланин, валин, лизин, пролин, если известно, что в результате реакции тетрапептида с ДНФБ и последующего гидролиза ДНФ–пептида 6 М раствором соляной кислоты получен ДНФ–серин, а гидролиз тетрапептида трипсином дает два соединения, одно из которых окрашивается нингидрином в сине-фиолетовый, а другое – в желтый цвет (сине-фиолетовое окрашивание с нингидрином дают аминокислоты, желтое – пролин и оксипролин).

2.7. В результате кислотного гидролиза пептида установлен его аминокислотный состав: аспарагиновая кислота – 1 моль на моль пептида, лизин – 1 моль, пролин – 2 моля, серин – 1 моль.

После обработки пептида ДНФБ и полного гидролиза получен ДНФ–серин. После частичного кислотного гидролиза пептида получено 5 новых пептидов. Когда каждый из них был полностью гидролизован, получили следующие аминокислоты, но не в эквимолекулярных концентрациях в каждом случае: пептид 1 – пролин, серин; пептид II – пролин, серин; пептид III – лизин, пролин; пептид IV – лизин, пролин; пептид V – аспарагиновая кислота, лизин. Предложите наиболее вероятную последовательность аминокислотных остатков в исходном пептиде.

2.8. При исследовании Сэнджером первичной структуры цепи инсулина быка было показано, что она содержит 21 аминокислотный остаток, а именно – гли, ала, 2 вал, 2 лей, иле, 4 цис, 2 асп, 4 глу, 2 сер, 2 тир. Обработка полипептида, динитрофторбензолом с последующим гидролизом привела к ДНФ– глицину, карбоксипептидазой – к аспарагиновой кислоте. При действии на цепь инсулина быка пепсином были получены следующие пептиды:

глу–цис–цис–ала–сер–вал;

гли–иле–вал–глу;

асп–тир–цис–асп;

тир–глу–лей–глу;

химотрипсином – сер – лей – тир;

глу–лей–асп–тир;

цис–асп;

глу–иле–вал–глу–глу–цис–цис–ала–сер–вал–цис.

Исходя из данных, выведите первичную структуру цепи быка. Какая это цепь – А или В?

2.9. В гидролизате пептида найдены ала, вал, глу, фен, тир, лиз, гли, лей, мет и аммиак. При обработке пептида по методу Сэнджера выявлен ДНФаланин, карбоксипептидазой – глицин. В триптическом гидролизате обнаружено два пептида: первый состоит из вал, ала, гил, лиз, фен; второй – из мет, гли, лей, тир и при обработке по Сэнджеру дает ДНФ-лейцин. В химотриптическом гидролизе найдено три пептида: первый содержит мет и гли; второй – вал, ала, фен, глн; третий – лей, тир, лиз. Выведите на основании всей совокупности данных первичную структуру исходного пептида.

2.10. В результате взаимодействия близко расположенных полярных групп образуется вторичный уровень организации полипептидной цепи – альфа-спираль. Какие связи обеспечивают формирование альфа-спирали? Какова энергия образования этих связей? Назовите аминокислотные остатки, которые нарушают формирование альфа-спиральной конформации полипептидной цепи. Какими свойствами обладают участки полипептидной цепи, лишенные спиральной конформации?

2.11. При изучении последовательности аминокислотных остатков в полипептидных цепях различных белков сделано несколько важных обобщений.

Среди них следующие обобщения, характеризующие взаимосвязь первичной структуры и функции белков:

а) белки, выполняющие разные функции, в подавляющем большинстве случаев имеют разные аминокислотные последовательности, а белки со сходными функциями имеют одинаковые или очень близкие последовательности аминокислотных остатков; размеры этих участков, как правило, не велики. Какие выводы можно сделать на основании сравнения аминокислотных последовательностей таких белков? Приведите примеры, подтверждающие Ваш ответ;

б) белки, выполняющие одинаковые функции, выделенные из организмов разных видов, имеют обычно значительное сходство аминокислотных последовательностей на значительных участках полипептидных цепей. Какие выводы можно сделать на основании сравнения аминокислотных последовательностей таких белков? Приведите примеры, подтверждающие Ваш ответ;

в) белки, выполняющие одинаковые функции, выделенные из организмов одного вида, почти всегда обладают одинаковыми аминокислотными последовательностями. Какой вывод можно сделать из этой закономерности? Приведите примеры, подтверждающие Ваш ответ.

2.12. Спиральную структуру нарушают два фактора:

1) наличие остатка пролина и 2) существование локального электростатического отталкивания в участках наличия кластеров положительно или отрицательно заряженных R-групп. В какой форме находятся неспирализованные участки глобулярного белка? Охарактеризуйте каждую из этих форм.

2.13. Покажите в приведенном ниже пептиде неспирализованные участки и аминокислотные остатки, между которыми могут образоваться дисульфидные связи.

иле–ала–гис–тре–тир–гли–про–фен–глу–ала–ала–мет–цис–лиз–три–глу– глу–глу–про–асп–гли–мет–глу–цис–ала–фен–гис–арг.

2.14. Ниже приведена последовательность аминокислотных остатков в так называемой шарнирной области тяжелой цепи иммуноглобулина класса G.

три–цис–сер–лиз–про–тре–цис–про–про–про–глу–лей–лей–глу–глу–про– сер–вал–фен–илей–фен–лиз–про–про–про–лиз–асп–тре–илей–мет–илей.

В этом участке легче, чем в других, происходит изгиб, и легче, чем в других участках, цепь гидролизуется протеолитическими ферментами. Чем это обусловлено?

2.15. Структура типа складчатого листа (бета-складчатость), как и альфаспираль, стабилизируется водородными связями. Эти связи могут быть внутрии межмолекулярными. Для каких по форме белков характерны эти водородные связи? В каком случае следует говорить о вторичной структуре, а в каком речь идет о структуре более высокого порядка?

2.16. Для белка характерна вторичная структура белка:

а) только спираль, б) только складчатый лист, в) спираль и статистический клубок, г) складчатый лист и статистический клубок, д) спираль и складчатый лист, е) спираль, складчатый лист и статистический клубок, ж) только статистический клубок.

Какие из этих типов встречаются в глобулярном и какие в фибриллярных белках?

2.17. При построении модели молекулы миоглобина, на основании данных рентгеноструктурного анализа установлено, что 1) каждый из четырех остатков пролина расположен в местах сгиба полипептидной цепи, 2) полипептидная цепь миоглобина образует очень компактный клубок, 3) почти все полярные R-группы расположены на внешней поверхности клубка, причем все они находятся в гидратированном состоянии, 4) большая часть гидрофобных Rгрупп расположена внутри клубка и таким образом экранирована от диполей воды.

Какие из указанных ниже аминокислот почти всегда находятся на внешней поверхности миоглобина и других глобулярных белков, какие – внутри глобулы и какие могут находиться как внутри, так и на поверхности глобулярных белков?

Аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, валин, гистидин, глицин, глутамин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, тирозин, серин, треонин, триптофан, фенилаланин, цистеин.

2.18. Вторичный уровень организации полипептидной цепи – альфаспираль – представляет собой регулярную структуру, в то время как третичный уровень организации – глобула – является нерегулярной структурой. Обсудите вопрос о природе и взаимном расположении группировок, между которыми возникают взаимодействия, стабилизирующие альфа-спираль и глобулу.

2.19. В результате нековалентного объединения двух или нескольких полипептидных цепей формируется четвертичный уровень организации белковой молекулы – агрегат. Какие связи стабилизируют четвертичную структуру белка? Агрегаты, состоящие из нескольких нековалентно связанных полипептидных цепей, называют олигомерами, а полипептидные цепи, входящие в состав олигомеров, называют протомерами. В каком случае говорят о гомологичных олигомерах, а в каком – о гетерогенных олигомерах?

Обсудите преимущества построения белка из протомеров по сравнению с его синтезом в виде единой длинной полипептидной цепи.

2.20. Молекулы гемоглобина и иммуноглобулина G состоят из 4 полипептидных цепей. Сравните эти молекулы по следующим признакам: а) молекулярная масса, состав и структура цепей, б) природа химической связи между цепями, в) число, состав, структура активных центров.

2.21. Чистый белок обработали надмуравьиной кислотой. Реакция прошла, это подтверждается тем, что при гельфильтрации необработанный белок вымывался из колонки быстрее, чем белок после обработки. Однако электрофорез в полиакриламидном геле обработанного белка выявил только одну отчетливую узкую полосу. Что можно сказать о структуре белка на основании этих данных?

2.22. Фермент с молекулярной массой 300000 диссоциирует в кислой среде на два отдельных компонента с молекулярной массой 100000 и 50000. Более крупные частицы, составляющие 2/3 всего белка, обладают каталитической активностью; частицы меньшего размера лишены активности. Обработка более крупных частиц бета-меркаптоэтанолом, который восстанавливает дисульфидные связи, вызывает потерю каталитической активности и снижение скорости седиментации. После этого на седиментограмме продуктов расщепления белка наблюдается один пик. Сколько субъединиц содержит фермент? Каков его молекулярный вес? Как они связаны друг с другом? Сколько полипептидных цепей содержит каждая каталитическая субъединица? Какова их молекулярная масса? Как они связаны друг с другом?

2.23. Структура полипептидной цепи формируется и стабилизируется полипептидной, дисульфидными и водородными связями, ионными и гидрофобными взаимодействиями. Охарактеризуйте химическую природу и энергию образования этих связей и взаимодействий. Обсудите биологический смысл сочетания в структуре полипептидной цепи ковалентных связей и слабых взаимодействий.

2.24. Нативная конформация белка, обусловленная преимущественно слабыми взаимодействиями, обладает высокой лабильностью. Вследствие этого она подвержена изменениям под влиянием химических или физических агентов. Такие изменения не затрагивают аминокислотной последовательности. Потеря белком нативной конформации называется денатурацией. Охарактеризуйте процессы, лежащие в основе денатурации мономерных и олигомерных белков. Происходит ли при денатурации изменение физико-химических и функциональных свойств белков?

2.25. Укажите, в каком направлении будет двигаться в электрическом поле яичный альбумин, бета-лактоглобулин и уреаза при рН 5,0.

2.26. Укажите, в каком направлении будут двигаться в электрическом поле сывороточный альбумин, миоглобин и химотрипсиноген при рН 7,0.

2.27. Укажите, при каком значении рН будет достигнуто наибольшее разделение методом электрофореза следующих смесей: а) сывороточный альбумин и гемоглобин, б) миоглобин и химотрипсиноген, в) яичный альбумин, сывороточный альбумин и уреаза.

2.28. Укажите различия в анионной подвижности, которые будут обнаружены при электрофорезе между нормальным гемоглобином человека и аномальными гемоглобинами У, С и М.

2.29. Укажите различия в анионной подвижности, которые будут обнаружены при электрофорезе между нормальным гемоглобином человека и аномальными гемоглобинами S, Е и Цюрих.

2.30. Определите изменение анионной подвижности белка (изоэлектрическая точка 6,8, функционирование ведется при рН 7,0), если в его молекуле:

а) глу замещен на вал, б) лиз замещен на глу, в) глу замещен на лиз, г) вал замещен на глу, д) гис замещен на арг.

2.31. Пепсин желудочного сока (pH 1,5) имеет изоэлектрическую точку около 1,0. Какие функциональные группы должны присутствовать в пепсине в относительно большом количестве, чтобы этот фермент мог иметь такую низкую изоэлектрическую точку? Какие аминокислоты имеют эти группы в своем составе?

2.32. Гистоны – это белки, содержащиеся в ядрах эукариотических клеток. Они прочно связаны с фосфатными группами ДНК. Изоэлектрическая точка гистонов очень высока – около 10,8.

Какие аминокислотные остатки должны присутствовать в гистонах в относительно больших количествах? Каким образом эти остатки связываются с фосфатными группами ДНК?

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

–  –  –

Первичная структура полипептидной цепи определяется последовательностью аминокислотных остатков, соединённых друг с другом …(1) связями.

Взаимное пространственное расположение полипептидных цепей, их фрагментов и группировок называется …(2). Вторичная структура полипептидной цепи формируется в результате взаимодействия близко расположенных групп, она имеет форму …(3) или …(4). Вторичная структура стабилизируется в основном …(5) связями. Третичная структура полипептидной цепи формируется в результате взаимодействия отдалённо расположенных групп, она имеет форму …(6). Третичная структура стабилизируется …(7), …(8), …(9) связями, а также …(10) взаимодействиями. Особую стабильность третичная структура приобретает за счёт …(11) связей, которые образуются между радикалами аминокислоты …(12). Четвертичная структура белка формируется в результате объединения нескольких полипептидных цепей, она стабилизируется …(13), …(14), …(15) связями, а также …(16) взаимодействиями.

Ковалентными связями в молекуле белка являются …(17) и …(18), слабыми связями и взаимодействиями - …(19), …(20) и …(21).

Функциональная активность белка определяется …(22) и …(23) уровнями организации его молекулы. Состояние, при котором белок проявляет наибольшую функциональную активность, называется …(24). Нарушение такого состояния называется …(25).

По форме белки подразделяются на …(26) и …(27), а по составу – на …(28) и …(29). По химическому составу неаминокислотного компонента белки подразделяются на …(30), …(31), …(32), …(33), …(34) и …(35).

Основными функциями белков являются …(36), …(37), …(38), …(39), …(40) и …(41).

III. ФЕРМЕНТЫ

Ферменты – биологически активные катализаторы, характеризующиеся высокой активностью, строгой специфичностью и регулируемостью. Все ферменты являются белками. Активность многих ферментов зависит от участия небелковых соединений, называемых коферментами, или кофакторами.

Кофакторами принято называть катионы металлов, коферментами – производные витаминов и нуклеотидов.

Активный центр фермента – это участок, который связывает субстрат и кофактор или кофермент (если они ecть) и в котором содержатся аминокислотные остатки, непосредственно участвующие в образовании или разрыве химических связей субстрата.

Выделяют 6 классов ферментов.

Гидролазы – ферменты, расщепляющие субстрат при участии молекулы воды.

Лиазы – ферменты, расщепляющие молекулы субстрата без участия воды, при этом часто образуются низкомолекулярные продукты – CO2, NH3, H2O.

Изомеразы – ферменты, вызывающие в молекуле изомерные превращения.

Феразы – ферменты, переносящие группы атомов от одной молекулы на другую или из одного положения в другое в пределах одной молекулы.

Оксидоредуктазы – ферменты, катализирующие перенос электронов и протонов (то есть окислительно-восстановительные реакции).

Лигазы (синтетазы) – ферменты, катализирующие синтез крупных молекул из более мелких.

Живая клетка представляет собой систему липопротеидных мембран.

Большинство ферментов в клетке более или менее прочно связано с различными мембранами (цитоплазматической, эндоплазматическим ретикулумом, митохондриальной, ядерной, лизосомальной, аппаратом Гольджи). Благодаря этому достигается пространственное разделение ферментов, катализирующих различные реакции, образование ферментных ансамблей, уменьшение концентрации белков, растворенных в цитозоле. Мембраны разделяют клетку на отсеки – компартменты. Компартментализация ферментативных процессов – одно из важнейших условий координированного осуществления биохимических процессов в живых клетках, даже простейшие из которых содержат около 2000 различных ферментов. Другим, не менее важным условием координации биохимических процессов в клетке является субстратная регуляция метаболических процессов. Превращение исходного субстрата в физиологически активное вещество или конечный продукт обмена происходит, как правило, не непосредственно, а через ряд последовательно осуществляющихся реакций (А В С D Е), называемых метаболическим путем. Каждая из реакций (этапов) метаболического пути катализируется специфическим ферментом. Скорость метаболического пути в живой клетке регулируется концентрациями исходного субстрата, промежуточных и конечных метаболитов, являющихся положительными или отрицательными эффекторами ферментов, катализирующих различные этапы метаболического пути.

В физиологических условиях скорости многих ферментативных реакций регулируются в результате обратимого связывания ферментами относительно низкомолекулярных соединений, называемых эффекторами. Это связывание осуществляется на специфических участках, пространственно удаленных от активных центров. Такие участки получили название аллостерических центров, а ферменты, их содержащие, – аллостерических или регуляторных ферментов. В условиях постоянных концентраций фермента и субстрата связывание эффектора может снижать (аллостерическое ингибирование) или увеличивать (аллостерическая активация) скорость реакции. Аллостерическое ингибирование может достигаться либо в результате уменьшения эффективности связывания фермента с субстратом, что проявляется в увеличении Км, либо в результате уменьшения числа оборотов фермента, что проявляется в снижении максимальной скорости реакции. Аллостерическая активация, напротив, сопровождается либо уменьшением Км, либо увеличением максимальной скорости реакции.

Все известные аллостерические ферменты состоят из двух или более субъединиц, которые имеют идентичную или различную последовательность аминокислотных остатков. Число активных центров обычно равно числу полипептидных цепей, следовательно, они построены из аминокислотных остатков одной цепи. Аллостерический центр, как правило, один, он может быть построен за счет аминокислотных остатков одной или нескольких цепей. Взаимодействие эффектора с аллостерическим центром вызывает изменение конформации субъединиц, что приводит к изменению каталитических свойств их активных центров. Эффектором аллостерического фермента может быть субстрат этого фермента или вещество, не являющееся субстратом, в частности продукт, образующийся под влиянием фермента.

Кинетика реакции, катализируемой аллостерическим ферментом, не соответствует простым закономерностям, установленным Михаэлисом. Кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата для регуляторных ферментов имеет сигмоидную (а не гиперболическую) форму.

3.1. Молекула карбоксипептидазы, последовательно отщепляющая С– концевые остатки аминокислот от пептидов, состоит из одной полипептидной цепи, содержащей 307 аминокислотных остатков. Три главные каталитические группы в активном центре – это аргинин, тирозин и глутаминовая кислота, находящиеся в 145, 248 и 270 положениях соответственно. Объясните, каким образом эти три аминокислоты, расположенные далеко в полипептидной цепи, на значительном расстоянии друг от друга (более 15 нм), катализируют реакцию в участке субстрата, занимающем пространство размерами в несколько десятых долей нанометра. Для чего ферменту необходимо иметь более 300 аминокислотных остатков, если в процессе гидролиза участвуют только 3 из них?

3.2. При нагревании раствора фермента со временем он постепенно утрачивает каталитическую активность. Это обусловлено разворачиванием молекулы нативного фермента. При инкубации раствора гексокиназы в течение 12 минут при 45°С фермент теряет 50% активности, но если гексокиназу инкубировать в течение 12 минут при 45°С в присутствии высокой концентрации глюкозы, то она утрачивает только 3% активности. Объясните, почему тепловая денатурация гексокиназы замедляется в присутствии глюкозы.

3.3. Фермент был очищен до постоянной удельной активности, другие методы анализа подтвердили чистоту выделенного белка. Электрофорез в полиакриламидном геле образца, полученного на последней стадии очистки, выявил наличие одной основной и двух минорных фракций белка. Белок каждой фракции катализировал одну и ту же реакцию. Какой вывод можно сделать на основании этих данных?

3.4. Фумараза катализирует превращение фумарата в малат. Эфиры фумарата и малата не являются субстратами фумаразы. Каков характер взаимодействий между активным центром фумаразы и субстрата?

3.5. Скорость гидролиза пептидов лейцинаминопептидазой зависит от природы аминокислотного радикала на N-конце пептида; она увеличивается в последовательности НСНзС2Н5С3Н7С4Н9. Наличие в радикале таких групп, как –СООН, –NН2, –ОН, снижает скорость гидролиза. Каков характер взаимодействий между субстратом и комплементарной ему областью активного центра фермента? Какое влияние, активирующее или ингибирующее, должны оказывать на такой фермент алифатические спирты, если верно Ваше заключение о характере взаимодействия фермента и субстрата?

3.6. На основании решения двух предшествующих задач сделайте общее заключение о характере взаимодействия: между субстратом и активным центром фермента. На каком свойстве субстрата и активного центра фермента основан такой характер взаимодействия? Сопоставьте Ваш вывод о характере взаимодействия субстрата и активного центра фермента со свойством обратимости процесса образования фермент-субстратного комплекса.

3.7. Существует количественная зависимость между концентрацией субстрата и скоростью ферментативной реакций. Эта зависимость выражается уравнением Михаэлиса–Ментен. Напишите уравнение Михаэлиса–Ментен. Какой вид принимает это уравнение при очень высоких концентрациях субстрата?

3.8. Нарисуйте график зависимости скорости реакции от концентрации субстрата для фермента, подчиняющегося закономерности Михаэлиса–Ментен.

Сопоставьте его с выводами, полученными при анализе уравнения Михаэлиса– Ментен.

3.9. Дайте определение константы Михаэлиса (Км). Рассчитайте, чему она равна. Покажите на графике зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата величину Км. Какое свойство фермента характеризуется величиной Км?

3.10. Нарисуйте график Лэйнуивера–Бэрка. Чему равны величины отрезков, отсекаемых на оси абсцисс и ординат при построении графика Лэйнуивера–Бэрка? Для чего используется метод Лэйнуивера–Бэрка?

3.11. Действие большинства ферментов можно подавить определенными реагентами – ингибиторами. Существуют ингибиторы двух основных типов:

необратимые и обратимые. Необратимые ингибиторы разрушают активный центр молекулы фермента, обратимые – связывают функциональные группы фермента или блокируют его активный центр. Существуют обратимые ингибиторы двух типов – конкурентные и неконкурентные. Конкурентный ингибитор конкурирует с субстратом за связывание с активным центром, но в отличие от субстрата связанный с ферментом конкурентный ингибитор не подвергается ферментативному превращению. По своей конформации конкурентные ингибиторы обычно напоминают субстрат данного фермента. Отличительная особенность конкурентного ингибирования состоит в том, что его можно устранить или ослабить повышением концентрации субстрата. Неконкурентный ингибитор не имеет конформационного сходства с субстратом, он связывается с определенными функциональными группами активного центра или вне его. Конкурентное и неконкурентное ингибирование можно количественно изучать на основе теории Михаэлиса–Ментен. Нарисуйте графики Михаэлиса–Ментен и Лэйнуивера–Бэрка для конкурентного и неконкурентного ингибирования. Как изменяется константа Михаэлиса и максимальная скорость реакции при конкурентном и неконкурентном ингибировании?

3.12. В присутствии низкомолекулярного продукта скорость реакции замедлилась.

Концентрация субстрата, мм: 2,0 3,0 4,0 10,0 15,0 Скорость образования продукта без модулятора реакции 139 179 213 313 370 в присутствии модулятора 88 121 149 257 313 Определите, является ли низкомолекулярный продукт конкурентным или неконкурентным ингибитором.

3.13. Салицилат ингибирует каталитическое действие глутаматдегидрогеназы.

Концентрация субстрата, мм: 1,5 2,0 3,0 4,0 8,0 16,0 Скорость образования продукта в отсутствии салицилата 0,21 0,25 0,28 0,33 0,44 0,45 в присутствии салицилата 0,08 0,10 0,12 0,13 0,16 0,18 Определите, является ли ингибирование конкурентным или неконкурентным. Сравните структурные формулы глутамата и салицилата. Подтверждает ли это сравнение Ваш ответ?

3.14. К какому классу относятся ферменты, катализирующие следующие реакция:

а) глюкоза + АТФ = глюкозо-6-фосфат + АДФ;

б) глюкозю-6-фосфат + вода = глюкоза + ортофосфат;

в) пировиноградная кислота + углекислота = оксалоацетат;

г) яблочная кислота = оксалоацетат.

3.15. К какому классу относятся ферменты, катализирующие следующие реакции:

а) глюкозо-6-фосфат = фруктозо-6-фосфат;

б) креатин + АТФ = креатинфосфат + АДФ;

в) глюкозо-6-фосфат = 6-фосфоглюконовая кислота;

г) глутаминовая кислота = альфа-кетоглутаровая кислота + аммиак.

3.16. К какому классу относятся ферменты, катализирующие следующие реакции:

а) фруктозо-1,6-дифосфат = 3-фосфоглицериновый альдегид + фосфодиоксиацетон;

б) глюкозо-6-фосфат = глюкозо-1-фосфат;

в) АТФ = АДФ + ортофосфат;

г) лактоза + вода = глюкоза + галактоза.

3.17. К какому классу относятся ферменты, катализирующие следующие реакции:

а) гистидин = гистамин + углекислота;

б) молочная кислота = пировиноградная кислота;

в) аспарагиновая кислота = фумаровая кислота + аммиак;

г) аргинин + вода = орнитин + мочевина.

3.18. К какому классу относятся ферменты, катализирующие следующие реакции:

а) жирная кислота + коэнзим А = ацетил-коэнзим А;

б) янтарная кислота = фумаровая кислота;

в) аланин + альфа-кетоглутаровая кислота = пировиноградная кислота + глутаминовая кислота;

г) ацетилкоэнзим А + углекислота = малонилкоэнзим А.

3.19. Метаболический блок представляет собой замедление или прекращение определенного пути метаболизма, вызванного резким снижением активности или отсутствием фермента, катализирующего какой-либо этап этого пути. Какие причины могут привести к возникновению метаболического блока? К каким биохимическим изменениям в клетке и крови может привести возникновение метаболического блока? В каких случаях возникновение метаболического блока не вызовет биохимических изменений в клетке и крови?

3.20. Возможны три варианта соотношений константы Михаэлиса фермента и концентрации специфического для него субстрата в живой клетке:

1) Км [S]

2) Км = [S]

3) Км [S] Охарактеризуйте зависимость между концентрацией субстрата и скоростью его ферментативного превращения при каждом из этих вариантов.

3.21. Важной особенностью ферментативного катализа в живой клетке является его кооперативность. Чем вызвана необходимость кооперативного действия ферментов в клетке и чем обусловлена его возможность?

3.22. Сформулируйте общие принципы биохимической диагностики ферментных (метаболических) блоков.

3.23. Сформулируйте общие принципы биохимической коррекции последствий ферментных блоков при: а) снижении активности фермента, б) отсутствии фермента.

3.24. Обсудите вопрос об изменении активности и специфичности фермента и кинетики ферментативной реакции после диссоциации аллостерического фермента на субъединицы.

3.25. Назовите этапы метаболических путей, которые катализируются регуляторными ферментами. Обоснуйте свой ответ.

3.26. Охарактеризуйте особенности структуры регуляторных ферментов по следующим признакам: а) число полипептидных цепей, б) участие полипептидных цепей в формировании активных и аллостерических центров. Нарисуйте схему, иллюстрирующую аллостерический эффект.

3.27. Нарисуйте кривую зависимости между концентрацией субстрата и скоростью ферментативной реакция, катализируемой регуляторными ферментами. Сравните эту кривую с кривой Михаэлиса-Ментен. Чем объясняется отличие кривых?

3.28. Модуляторами регуляторного фермента могут быть молекулы субстрата и молекулы продукта реакции, катализируемой ферментом. Как изменяется скорость реакции, катализируемой регуляторными ферментами, под влиянием субстрата и под влиянием продукта реакции? Какое биологическое значение имеет каждый из этих типов модуляции?

3.29. Фермент, состоящий из нескольких субъединиц, имеет аллостерический регулятор и обладает кооперативностью. Если добавить мочевину, фермент теряет кооперативность. Если увеличить концентрацию мочевины, он перестает быть аллостерически регулируемым. Наконец, если еще увеличить концентрацию мочевины, фермент теряет каталитическую активность. Дайте объяснение этим фактам.

3.30. Зависимость скорости реакции, катализируемой транскарбамоилазой, от концентрации субстрата выражается кривой, имеющей сигмовидную форму. После обработки фермента солями ртути каталитическая активность увеличилась примерно в 4 раза, а кривая зависимости скорости реакция от концентрации субстрата приобрела форму гиперболы. Нарисуйте график, иллюстрирующий приведенные данные. Какие выводы о структуре и внутримолекулярных взаимодействиях в ферменте можно сделать на основании этих данных?

3.31. Ряд ферментов существует в виде нескольких молекулярных форм, причем эти формы могут встречаться у одного и того же организма и даже внутри одной и той же клетки. Множественные формы фермента, присутствующие внутри одного вида или одной клетки, называются изоферментами.

Изоферменты построены из нескольких субъединиц двух различных типов.

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) представлена в тканях в виде 5 изоферментов. Они состоят из субъединиц двух типов – Н и М, которые соединяются в различные соотношения: Н4, Н2М2, Н3М, НМ3 и М4. Н4 – ЛДГ имеет большее сродство к лактату, а М4 – ЛДГ – к пирувату. Мозг и миокард человека функционируют в аэробных условиях, скелетные мышцы и печень – в аэробных и анаэробных. В каких из этих органов преобладающим изоферментом является Н4 – ЛДГ и в каких М4 – ЛДГ?

3.32. С возрастом в тканях животных и человека увеличивается содержание Н4 – ЛДГ и снижается содержание М4 – ЛДГ. Какие последствия для организма имеет такое изменение изоферментного спектра ЛДГ? Приведите конкретный пример, подтверждающий Ваше мнение.

3.33. В организме человека обнаружено два изофермента малатдегидрогеназы (МДГ) – НАД+–зависимая и НАДФ+–зависимая МДГ (НАД+ – МДГ и НАДФ+ – МДГ). В тканях каких органов – мозг, сердце, печень, мышцы, жировая ткань – более активной является НАД+ – МДГ и в какой (каких) НАДФ+ – МДГ? Где в клетке преимущественно локализованы эти изоферменты МДГ?

3.34. Выделите два изофермента НАД+ – МДГ1 – и МДГ2. Первый из них ингибируется избытком малата, второй – оксалоацетата. Где в клетке локализуются МДГ1 и МДГ2? Учитывая, что процессы, катализируемые МДГ1 и МДГ2, взаимосвязаны и играют важную роль в сопряжении метаболических процессов в различных компартментах клетки, предложите схему, иллюстрирующую биологическую роль этих изоферментов МДГ.

3.35. Фруктозо-1,6-дифосфат-альдолаза (АЛД) существует в виде двух изоферментов – АЛД–А и АЛД–В. АЛД–А более активен в реакции расщепления фруктозо-1,6-дифосфата, а АЛД–В – в реакции синтеза этого соединения. В каких органах должна превалировать активность АЛД–А и в каких АЛД–В?

3.36. Обнаружено два изофермента пируваткиназы (ПК) – ПК-М, имеющая низкую Км для фосфоенолпирувата (ФЕП), и ПК–I, имеющая высокую Км для ФЕП. Какой изофермент преобладает в ткани быстро и какой в ткани медленно растущей гематомы?

3.37. На основании условий и решений предшествующих задач обсудите физиологическое значение образования изоферментов в одном организме и одной клетке.

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

Ферменты Каталитическую функцию в живых клетках выполняют белки, называемые …(1). Белковые катализаторы бывают …(2) и …(3). Белковая часть называется …(4), а небелковая - …(5). Если связь небелковой части с белковой прочная, то в этом случае её называют …(6), а если связь непрочная, то …(7).

Небелковая часть отвечает за …(8), а белковая за …(9) и …(10) катализатора.

Уникальная комбинация аминокислотных остатков, обеспечивающая взаимодействие фермента с субстратом, называется …(11).

Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата выражается уравнением Михаэлиса-Ментен …(12), где - …(13), мах - …(14), Км - …(15), [S] - …(16).

На активность ферментов оказывают влияние следующие факторы: …(17), …(18), …(19), …(20), …(21). Концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной, называется …(22), она характеризует …(23) фермента к субстрату. Низкие температуры вызывают …(24) денатурацию, высокие - …(25). Оптимальная температура, при которой активность фермента …(26), лежит в интервале …(27) температур. Оптимальным рН является рН, при котором активность фермента …(28). Для большинства ферментов она находится в …(29) среде.

Различают ингибирование ферментов 2-х типов – обратимое и необратимое. Обратимое ингибирование может быть …(30) и …(31). Ингибирование, при котором увеличивается константа Михаэлиса, но не изменяется максимальная скорость реакции, называется …(32).Ингибирование, которое не отменяется увеличением концентрации субстрата, называется …(33). Ингибирование, при котором не изменяется константа Михаэлиса, но снижается максимальная скорость реакции, называется …(34). Ингибирование, которое может быть отменено увеличением концентрации субстрата, называется …(35).

Выделяют 6 классов ферментов - …(36), …(37), …(38), …(39), …(40) и …(41).

IV. БИОЭНЕРГЕТИКА

Все биохимические реакции сопровождаются изменениями энергии, так что термин биоэнергетика можно применить ко всей биохимии. Однако центральной проблемой биоэнергетики является выяснение механизма, с помощью которого энергия, освобождаемая при окислении субстратов (или при поглощении света), может использоваться для катализа энергозависимых процессов – синтеза АТФ из АДФ и фосфата, переноса ионов через мембрану против градиента их концентрации. Большая часть АТФ синтезируется в ферментных комплексах, расположенных в мембранах определенных классов. К таким «сопрягающим» мембранам в эукариотических клетках относится внутренняя мембрана митохондрий. Механизмы синтеза АТФ и транспорта ионов в этих мембранах весьма близки. Это позволяет выделить изучение их в отдельную область биохимии, называемую энергетическим сопряжением или биоэнергетикой.

Две химические реакции А В + С и C D можно объединить в одну A+C B+D+C. Вещество С является реагентом, так и продуктом реакции, следовательно, его можно исключить из суммарного уравнения, и тогда получим A B+D. Если предположить, что при заданной температуре и давлении изменение стандартной свободной энергии первой реакции равно – 8 ккал/моль, а второй +4 ккал/моль, то первая реакция может протекать самопроизвольно, а вторая нет. Суммарная реакция может идти самопроизвольно, так как при совместном их протекании она сопровождается отрицательным изменением свободной энергии + 4 ккал/моль – 8 ккал/моль = 4 ккал/моль. Этот пример иллюстрирует основной способ преобразования биологической энергии: химическая работа совершается путем подключения к реакции с положительным изменением свободной энергии реакции с большим отрицательным изменением свободной энергии. Таким образом, основными условиями протекания химической реакции в таком направлении, в каком она самопроизвольно протекать не может, являются следующие: 1) в системе должна протекать еще одна реакция, сопровождающаяся большим уменьшением свободной энергии, 2) у обеих реакций должен быть общий промежуточный компонент.

Дыхательная цепь характеризуется последовательно протекающими окислительно-восстановительными реакциями. Роль переносчиков электронов при этом выполняют НАД+, ФАД, KoQ, цитохромы. Большая часть участвующих в этом процессе ферментов локализована в наружной стороне внутренней мембраны митохондрий, и, по меньшей мере, одни из них пронизывают мембрану насквозь. Эти ферменты действуют последовательно, будучи организованы в функциональные единые системы. Ферменты располагаются в цепи в соответствии с уменьшением величины отрицательных окислительновосстановительных потенциалов их коферментов и простетических групп.

Сравнивая величины окислительно-восстановительных потенциалов, можно выявить этапы, на которых перепад энергии достаточно велик для образования химической связи АДФ и фосфата.

1961 г. Митчелл постулировал, что выделяющаяся при транспорте электронов энергия запасается в виде градиента протонов на внутренней мембране митохондрий. Энергия эта консервируется не в форме химических связей, а в форме электрохимического градиента. Согласно гипотезе Митчелла, превращение энергии происходит в двух независимых друг от друга процессах: а) при транслокации протонов происходят выброс их из матрикса в межмембранное пространство, и на внутренней мембране возникает мембранный потенциал,

б) при работе протонного насоса протоны возвращаются в матрикс, это сопровождается синтезом АТФ. Синтез АТФ осуществляется АТФ-синтетазой. Этот ферментный комплекс выделен из внутренней митохондриальной мембраны и детально охарактеризован. Он состоит из двух функциональных частей – F1 – АТФ–синтетазы и фактора Fo. F1-АТФ-синтетаза обращена внутрь матрикса, она непосредственно связывает АДФ. На контрольных микрофотографиях F1 – АТФ-синтетаза выглядит как гриб, сидящий на ножке. Фермент действует обратимо, при отсутствии АДФ и фосфата и избытке АТФ он работает как АТФ– аза. F0 – нерастворимый белок, пронизывающий мембрану. Он представляет собой канал для протонов. Для синтеза АТФ необходимы оба компонента.

4.1. Изменение стандартной свободной реакции.

Глюкоза + фруктоза = сахароза + вода равно +5,5 ккал/ моль. Если эта реакция сопряжена с гидролизом АТФ, то изменение стандартной свободной энергии суммарной реакции равно –1,5 ккал/моль. Какая из этих реакций может происходить самопроизвольно?

4.2. Образование длинной, запасающей энергию, макромолекулы гликогена из мономеров глюкозы описывается реакцией:

Глюкоза + гликоген n = гликоген n+1, где n – количество молекул глюкозы, составляющих полимерную молекулу гликогена. Изменение стандартной свободной энергии этой реакции равно + 5 ккал/моль. Сколько потребуется молей АТФ, чтобы присоединить один моль глюкозы к одному молю гликогена? Можно считать процесс обратимым и абсолютно эффективным.

4.3. Реально полное уравнение полимеризации гликогена имеет вид:

Глюкоза +2 АТФ + гликоген = гликоген n+1 + 2АДФ + 2 фосфат.

Сколько калорий на 1 моль теряется при осуществлении этой реакции?

4.4. Обсудите вопрос о возможности сопряжения реакции фосфорилирования АДФ со следующими реакциями:

фосфоенолпируват + вода = пируват + фосфат + 12 ккал/моль;

глюкозо-6-фосфат + вода = глюкоза + фосфат + 3,3 ккал/моль.

Напишите реакции, подтверждающие Ваше мнение.

4.5. В какую сторону сдвинется равновесие реакции сукцинат фумарат при взаимодействии со следующими редокс-системами:

а) Г–SH/Г – S – S – Г, б) цитохром dFе2+ / цитрохром dFe3+?

4.6. В какую сторону сдвинется равновесие реакции пируват лактат при взаимодействии со следующими редокс-системами:

а) аскорбат/дегидроаскорбат; б) НАДН/НАД+?

4.7. Коэффициент Р/0 при окислении большинства субстратов равен 3, при окислении сукцината – 2, а при окислении аскорбата – 1. На каких участках дыхательной цепи происходит сопряжение процесса переноса электронов с фосфорилированием АДФ?

4.8. Ротенон ингибирует окисление большинства субстратов, но не влияет на окисление сукцината и аскорбата. Антимицин А не влияет на окисление сукцината, но ингибирует окисление аскорбата, соли цианистой кислоты ингибируют окисление любых субстратов, в том числе и аскорбата. Какие звенья дыхательной цепи блокируются ротеноном, актимицином А и солями цианистой кислоты?

4.9. Как изменится интенсивность дыхания при отсутствии АДФ и неорганического фосфата в межмембранной жидкости и избытке АТФ в матриксе митохондрий? Объясните причину этого изменения, исходя из основных постулатов хемоосмотической гипотезы механизма окислительного фосфорилирования.

4.10. Синтезирующаяся в митохондриях АТФ выкачивается наружу при одновременном накачивании внутрь митохондрий АДФ и неорганического фосфата. Обсудите электрохимические механизмы этой закономерности. Какой процесс должен сопутствовать перемещению АТФ, АДФ и фосфата через внутреннюю мембрану митохондрий?

4.11. Добавление валиномицина к суспензии дышащих митохондрий в среде, содержащей ионы калия, обеспечивает перенос этих ионов из межмембранного пространства в матрикс. Антибиотик нигерицин обусловливает перенос протонов в матрикс в обмен на ионы калия, выходящие в межмембранное пространство. Как изменится дыхание и фосфорилирование АДФ в присутствии: а) валиномицина, б) нигерицина, в) обоих ионофоров?

4.12. Некоторые соединения, представляющие собой слабые липофильные кислоты (трифторметоксикарбонилцианидфенилгидразон, 2,4-динитрофенол и др.), могут мигрировать через липидную мембрану как в ионизированной, так и в неионизированной форме. Другие вещества (дициклогексилкарбодиимид, олигомицин) реагируют с F1 или F0, блокируя перенос протонов через мембрану. Как соединения этих типов влияют на окислительновосстановительные процессы и фосфорилирование АДФ? Объясните механизм их действия с позиции хемиосмотической теории.

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

Биоокисление Биологическое окисление, в котором конечным акцептором электронов и протонов является кислород, называется …(1). Биологическое окисление, в котором конечным акцептором электронов и протонов будет не кислород, а какое-либо другое соединение, называется …(2) окислением. Перенос протонов и электронов от окисляемых субстратов осуществляется дегидрогеназами, коферментами которых являются …(3) и …(4). Первой в цепи переноса электронов является …(5), далее следуют …(6), …(7), …(8), …(9), …(10). От НАД- и ФАД-зависимых дегидрогеназ электроны и протоны поступают …(11), затем электроны поступают на …(12), а протоны входят в среду.

При переносе пары электронов от НАДН(Н+) на кислород образуется …(13) молекул АТФ. При переносе пары электронов от ФАДН2 на кислород образуется …(14) молекул АТФ. Синтез АТФ из АДФ и Фн в процессе тканевого дыхания называется …(15). Ресинтез АТФ в процессе субстратного окисления называется …(16). Вещества, блокирующие перенос электронов по дыхательной цепи, называются …(17). Ингибиторами НАДН–дегидрогеназы являются …(18) и …(19), ингибитором QН2-дегидрогеназы является …(20), ингибиторы цитохромоксидазы – …(21), …(22), …(23).

В состав цепи переноса электронов (дыхательной цепи) входят …(1) ферментных комплекса: …(2), …(3), …(4), а также гидрофобная молекула …(5) и …(6). Все компоненты ЦПЭ (дыхательной цепи) расположены в …(7) в порядке …(8) редокс-потенциала, самый высокий редокс-потенциал у …(9).

При переносе пары электронов и протонов от НАДН+Н+ на кислород образуется …(10) молекул АТФ, и Р/О имеет максимальное значение, равное …(11). Ускорение окислительного фосфолирования и дыхания при повышении концентрации АДФ называется …(12).

Липофильные вещества способные переносить ионы водорода, минуя канал АТФ-азы, называются …(13). Они уничтожают …(14), и прекращается синтез …(15). К ним относятся …(16), …(17), …(18), …(19). При их действии коэффициент Р/О снижается, часть энергии выделяется в виде …(20). Биологически полезным процесс разобщения дыхания и фосфолирования бывает у …(21) детей, …(22) животных и у всех млекопитающих в процессе адаптации к …(23).

V. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Гликолизом называется процесс расщепления и окисления глюкозы до пировиноградной и молочной кислот. Различают аэробный и анаэробный гликолиз. В условиях достаточного поступления в клетки кислорода конечным продуктом гликолиза является пировиноградная кислота (аэробный гликолиз).

В дальнейшем пировиноградная кислота превращается в ацетил-КоА, который окисляется до углекислоты и воды в цикле трикарбоновых кислот. При недостаточном поступлении кислорода в клетки конечным продуктом гликолиза является молочная кислота (анаэробный гликолиз). Анаэробный гликолиз является единственным процессом, при котором образуется АТФ в условиях недостаточного или полного прекращения поступления кислорода в клетки.

Гликолиз осуществляется в две стадии. Первая стадия – превращение 6-углеродной молекулы глюкозы в две 3-углеродные молекулы глицеральдегид-3-фосфата. На этой стадии расходуется ранее образованная в клетке АТФ.

Вторая стадия – окисление глицеральдегид-3-фосфата с образованием пировиноградной кислоты и последующее восстановление ее до молочной кислоты (в случае анаэробного гликолиза). При этом регенерируются молекулы АТФ, израсходованные на первой стадии, и образуются новые молекулы АТФ.

Гликогенолиз – это фосфоролитическое расщепление гликогена до глюкозо-1-фосфата, который затем превращается в глюкозо-6-фосфат и далее в пируват.

В процессе гликолиза высвобождается лишь незначительная часть той химической энергии, которая потенциально может быть извлечена из молекулы глюкозы.

Образующиеся при анаэробном гликолизе продукты не могут быть использованы клеткой и потому выводятся из нее. Эти продукты содержат значительную часть энергии, которая была заключена в связях молекулы глюкозы. В связи с этим для получения равного количества энергии клеткам, находящимся в анаэробных условиях, приходится расходовать глюкозы гораздо больше, чем тем же клеткам, находящимся в условиях аэробиоза. Выход энергии при анаэробном гликолизе намного меньше, чем при окислении глюкозы до углекислоты и воды. Чем это объясняется? Конечный продукт гликолиза – молочная кислота – соединение почти столь же сложное, как глюкоза, и его углеродные атомы имеют ту же степень окисления (соотношение между числом атомов углерода и водорода то же, что и в глюкозе), тогда как продукт дыхания – СО2 – значительно более простое вещество, у которого единственный атом углерода полностью окислен. Вторая причина заключается в том, что количество энергии, которое может быть получено при переносе пары электронов от данной молекулы к акцептору электронов, сильно варьирует в зависимости от природы акцептора. Когда акцептором электронов служит кислород, как это имеет место при дыхании, количество освобождающейся энергии оказывается намного большим, чем при гликолизе, при котором роль акцептора электронов играет пируват.

Последовательность реакций, в ходе которых двууглеродные молекулы ацетил-КоА окисляются до углекислоты и воды, получила название цикла лимонной кислоты (по названию одного из наиболее важных метаболитов), или в более общей форме – цикла трикарбоновых кислот.

Наряду с гликолизом и циклом трикарбоновых кислот во многих клетках существует и другой путь расщепления глюкозы – пентозофосфатный (фосфоглюконатный, гексозомонофосфатный) путь или шунт. В отличие от гликолиза, при котором окислительным этапам предшествует расщепление шестиуглеродной молекулы глюкозы до двух фосфотриоз, пентозофосфатный путь сразу начинается с окисления альдегидной группы глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь не является главным путем окисления глюкозы. Основное его назначение в клетках состоит в генерации НАДФН, используемого для биосинтетических процессов (синтез жирных кислот, стероидов и др.). Второй важной функцией этого пути в живом организме является образование рибозы, необходимой для синтеза нуклеиновых кислот. Учитывая сказанное, особый интерес представляют две первые (окислительно-восстановительные) стадии пентозофосфатного пути окисления углеводов. Эти стадии являются точками приложения гормональной регуляции углеводного обмена.

Образование глюкозы из неуглеводных продуктов получило название глюконеогенеза. Важнейшими исходными субстратами этого процесса являются метаболиты гликолиза и цикла трикарбоновых кислот, а также аминокислоты. Глюконеогенез осуществляется в печени и почках. Большинство стадий образования глюкозы из пировиноградной кислоты катализируется ферментами гликолиза, то есть они представляют собой обращенные реакции гликолитического распада. Однако в гликолитическом пути имеются три необратимые стадии, ферменты, катализирующие эти стадии, ускоряют только «прямой» процесс и не действуют на «обратный». Биосинтез глюкозы идет в обход этих стадий, используя альтернативные реакции, термодинамически благоприятствующие синтезу. Первая из этих реакций – превращение пирувата в фосфоенолпируват, вторая – фруктозо-1,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат и третья – глюкозо-6-фосфата в глюкозу. Синтез ферментов, катализирующих эти этапы, усиливается под влиянием глюкокортикоидов, а их активность регулируется метаболитами гликолиза и цикла трикарбоновых кислот. Глюконеогенез – это метаболический путь, который позволяет обеспечить мозг энергетическим материалом (глюкозой), при недостаточном поступлении в организм углеводов (голодание) или при истощении запасов гликогена в печени (голодание, интенсивная физическая нагрузка).

5.1. Назовите фермент, катализирующий превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат в мозговой ткани.

5.2. Назовите фермент, катализирующий превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат в ткани печени.

5.3. Перечислите вещества, в которые непосредственно превращается глюкозо-6-фосфат.

5.4. Назовите фермент, катализирующий превращение фруктозо-6-фосфата в фруктозо-1,6-дифосфат.

5.5. Назовите фермент, катализирующий превращение фруктозо-1,6дифосфата в 3-фосфоглицериновый альдегид и фосфодиоксиацетон.

5.6. Назовите фермент, катализирующий обратимое превращение пировиноградной кислоты в молочную.

5.7. Назовите изофермент лактатдегидрогеназы, имеющий сильное сродство к пировиноградной кислоте. В каких органах он преобладает?

5.8. Назовите изофермент лактатдегидрогеназы, имеющий слабое сродство с пировиноградной кислотой. В каких органах он преобладает?

5.9. Назовите фермент, катализирующий превращение фосфоенолпировиноградной кислоты в пировиноградную кислоту.

5.10. Перечислите вещества, в которые непосредственно превращается пировиноградная кислота.

5.11. Назовите фермент, катализирующий превращение пировиноградной кислоты в щавелевоуксусную кислоту.

5.12. Назовите фермент, катализирующий превращение щавелевоуксусной кислоты в фосфоенолпировиноградную кислоту.

5.13. Назовите фермент, катализирующий превращение фруктозо-1,6дифосфата в фруктозо-6-фосфат.

5.14. Назовите фермент, катализирующий превращение глюкозо-6фосфата в свободную глюкозу.

5.15. Перечислите вещества, в которые непосредственно превращается щавелевоуксусная кислота.

5.16. Назовите ферментную систему, катализирующую превращение пировиноградной кислоты в ацетилкоэнзим А.

5.17. Назовите фермент, катализирующий взаимодействие щавелевоуксусной кислоты с ацетилкоэнзимом А.

5.18. Перечислите коферменты, участвующие в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты.

5.19. Назовите кофермент, участвующий в дегидрировании изолимонной кислоты.

5.20. Назовите кофермент, участвующий и дегидрировании альфакетоглутаровой кислоты.

5.21. Назовите кофермент, участвующий в дегидрировании янтарной кислоты.

5.22. Назовите кофермент, участвующий в дегидрировании яблочной кислоты.

5.23. Назовите этап цикла трикарбоновых кислот, являющийся необратимым. Назовите фермент, необходимый для осуществления этого этапа.

5.24. Назовите фермент, катализирующий превращение глюкозо-6монофосфата в 6-фосфоглюконат.

Назовите фермент, катализирующий превращение 5.25. 6фосфоглюконата в рибулозо-5-фосфат.

5.26. Назовите компартмент клетки, в котором локализуются ферменты гликолиза.

5.27. Назовите компартмент клетки, в котором локализуются ферменты цикла трикарбоновых кислот.

5.28. Назовите фермент, катализирующий расщепление гликогена с образованием глюкозо-1-фосфата.

5.29. Назовите фермент гликолиза, ингибирующийся избытком цитрата.

5.30. Назовите фермент гликолиза, ингибирующийся избытком глюкозофосфата.

5.31. Назовите фермент гликолиза, ингибирующийся избытком АТФ.

5.32. Назовите фермент гликолиза, активирующийся избытком АМФ.

5.33. Напишите процесс анаэробного гликолиза.

5.34. Напишите процесс аэробного гликолиза.

5.35. Напишите валовое уравнение реакции превращения пировиноградной кислоты в ацетилкоэнзим А.

5.36. Напишите процесс окисления ацетилкоэнзима А в цикле трикарбоновых кислот.

5.37. Напишите процесс превращения пировиноградной кислоты в глюкозу.

5.38. Напишите процесс превращения глюкозы в рибозо-5-фосфат.

5.39. Напишите процесс образования глюкозы из глицерина.

5.40. Напишите процесс образования глюкозы из янтарной кислоты.

5.41. Напишите процесс образования рибозо-5-фосфата из пировиноградной кислоты.

5.42. Напишите процесс образования рибозо-5-фосфата из глицерина.

5.43. Сопоставьте энергетический выход аэробного и анаэробного гликолиза. Учтите компартментацию процессов в клетке.

5.44. Глюкоза, поступающая в миоциты, может быть использована для энергетического обеспечения мышечного сокращения непосредственно (гликолиз) или после предварительного депонирования в форме гликогена (гликогенолиз). При каком из этих путей использования глюкозы выход АТФ в расчете на 1 моль глюкозы будет больше? Выгодно ли миоцитам депонировать глюкозу в форме гликогена?

5.45. Рэкер с соавторами реконструировали систему гликолиза путем смешивания всех ферментов гликолиза, АТФ, АДФ, ортофосфата. Как изменится скорость образования лактата в такой системе при добавлении малых и больших доз АТФ-азы? Обсудите причины указанных изменений скорости гликолиза.

5.46. Гликолиз является катаболическим процессом, однако некоторые промежуточные метаболиты гликолиза используются для образования биологически активных продуктов. Назовите эти продукты. Напишите реакции образования глицерина, пропионовой кислоты, ацетоуксусной кислоты, аланина, серина, аспарагиновой кислоты, бета-аминолевуленовой кислоты из метаболитов гликогена.

5.47. Назовите физиологические состояния и формы патологии, при которых роль анаэробного гликолиза в качестве источника энергии резко возрастает.

5.49. Радиоактивную глюкозу, меченную 14С в положении 3 и 6, инкубировали в анаэробных условиях с бесклеточным гомогенатом печени. В каких положениях лактата будет содержаться радиоактивная метка?

5.48. Напишите суммарное уравнение процесса окисления цитоплазматического НАДН до НАД+ кислородом в дыхательной цепи, исходя из того, что при этом функционирует глицерофосфатный механизм. Укажите, какие этапы этого процесса происходят в цитоплазме и какие в митохондриях.

5.50. В клетках культивируемой асцитной опухоли интенсивно осуществляется гликолиз. Количество образующегося лактата составляет 0,36 мкмоль за 30 мин. на 1 г ткани. При добавлении в среду уабаина, ингибирующего Na+–К+– АТФ-азу плазматической мембраны, количество образующегося лактата снижается до 0,12 мкмоля. В случае удаления из сферы К+ образуется 0,16 мкмоля лактата. Дайте объяснение наблюдающимся изменениям скорости гликолиза, принимая во внимание, что в клетках опухоли имеется достаточное количество К+ для поддержания высокой скорости гликолиза.

5.51. При полном окислении глюкозы освобождается 686500 кал на 1 моль. Рассчитайте долю энергии (в %), аккумулируемой в макроэргических связях АТФ.

5.52. Для цикла трикарбоновых кислот в качестве затравки требуется регенерирующий субстрат – оксалоацетат. Назовите метаболические источники этого соединения. Напишите их превращение в оксалоацетат.

5.53. Напишите суммарное уравнение превращения ацетата в сукцинат в клетках кишечной палочки в условиях, когда: а) источниками углерода являются ацетат и глюкоза, б) единственным источником углерода является ацетат.

5.54. В процессе катаболизма произошло расщепление 7 молей глюкозы, из которых полному окислению (до углекислоты и воды) подверглось только 2 моля. Рассчитайте: а) сколько при этом образовалось молочной кислоты,

б) сколько синтезировалось молей АТФ.

5.55. В результате катаболизма глюкозы в клетках образовалось 5 молей молочной кислоты и 27 молей углекислого газа. Рассчитайте: а) сколько молей глюкозы подверглось гликолитическому распаду и сколько полному распаду, окислению, б) сколько молей АТФ при этом синтезировалось.

5.56. При совершении определенной работы расходуется 160 ккал.

Сколько граммов глюкозы должно при этом израсходоваться, если половина всей энергии получается за счет полного окисления глюкозы, а другая половина – за счет ее распада до молочной кислоты?

5.57. Напишите суммарное уравнение процесса цитоплазматического окисления НАДН до НАД+ кислородом в дыхательной цепи, исходя из того, что при этом функционирует малатный челночный механизм. Укажите, какие этапы этого процесса происходят в цитоплазме и какие в митохондриях.

5.58. При повышении в митохондриях концентрации АТФ и НАДН скорость синтеза цитрата резко замедляется вследствие снижения концентрации субстратов цитратсинтетазной реакции. Обсудите внутримитохондриальный механизм влияния АТФ и НАДН на концентрацию ацетил-КоА и оксалоацетат.

5.59. При накоплении в митохондриях цитрата изменяется активность фосфофруктокиназы и ацетил-КоА-карбоксилазы. Какова направленность изменения активности этих ферментов? Каково отличие механизма влияния цитрата на превращение фруктозо-6-фосфата во фруктозу-1,6-дифосфат и ацетилКоА в малонил-КоА?

5.60. Цикл трикарбоновых кислот является амфиболическим метаболическим путем, некоторые промежуточные метаболиты цикла используются для образования активных продуктов. Назовите эти продукты и напишите процессы их образования.

5.61. Напишите суммарное уравнение превращения 14С-З-глюкозы в рибозо-6-фосфат в клетках печени. Какие углеродные атомы продукта будут мечеными?

5.62. Напишите превращение в пентозо-5-фосфат: а) глицерина, б) пировиноградной кислоты, в) янтарной кислоты, г) аспарагиновой кислоты. При написании учтите компартментализацию указанных процессов.

5.63. При окислении 14С-1-глюкозы и 14С-6-глюкозы в печени 14СО2 выделяется раньше в случае использования первого субстрата. В случае же окисления глюкозы, меченной по углероду в 1 или в 6 положениях, в мышцах, выделение 14СО2 начинается одновременно. Какое заключение о путях метаболизма глюкозы в печени и в мышцах можно сделать на основании этих данных?

5.64. Назовите орган (мозг, мышцы, печень, жировая ткань), в котором пентозофосфатный путь окисления углеводов протекает наиболее эффективно.

Чем это обусловлено?

5.65. Напишите реакции образования: а) глицерина, б) молочной кислоты,

в) янтарной кислоты, г) аланина, д) аспарагиновой кислоты, е) глутаминовой кислоты из глюкозы. При написании учтите компартментализацию указанных процессов. Нарисуйте их схемы.

5.66. Обсудите вопрос о возможности гликонеогенеза в клетках печени при дефиците в них кислорода. Подтвердите свое мнение соответствующими расчетами.

5.67. Накопление АТФ в митохондриях гепатоцитов оказывает влияние на интенсивность процесса гликонеогенеза. Какова направленность этого влияния? Каков его механизм?

5.68. Гликонеогенез в печени при умеренных мышечных нагрузках может поддерживаться за счет глюкозо-лактатного и глюкозо-аланинового циклов.

Каково физиологическое значение глюкозо-аланинового цикла? В чем его преимущество перед глюкозо-лактатным циклом?

5.69. При повышении концентрации глюкозо-6-фосфата в клетках изменяется активность гексокиназы и пируваткиназы. Какова направленность влияния этого метаболита на активность каждого из указанных ферментов? Каким общим принципом Вы руководствуетесь при решении поставленного вопроса?

5.70. При накоплении в миоцитах АТФ, АДФ и АМФ изменяется активность фосфофруктокиназы. Какова направленность влияния указанных соединений на активность фермента? Докажите биологическую бессмысленность альтернативного влияния.

5.71. При накоплении в клетках ацетил-КоА изменяется активность пируватдегидрогеназы и пируваткарбоксилазы. Какова направленность изменения активности этих ферментов?

5.72. При накоплении в клетках АТФ и НАДН изменяется активность цитратсинтетазы и изоцитратдегидрогеназы. Какова направленность изменения активности этих ферментов?

5.73. На основании решения предшествующих задач составьте схему метаболической регуляции гликолиза, гликонеогенеза и цикла трикарбоновых кислот.

5.74. Зависимость скорости реакции, катализируемой фосфофруктокиназой, от концентрации фруктозо-6-фосфата при низкой концентрации АТФ описывается гиперболической кривой. При более высокой концентрации АТФ кривая зависимости скорости реакции от концентрации субстрата становится сигмоидной, скорость реакции уменьшается. Добавление в реакционную среду АДФ, АМФ, ортофосфата увеличивается скорость реакции при высокой концентрации АТФ, но не влияет на нее при низкой концентрации последней. Цитрат усиливает ингибирующий эффект АТФ при промежуточных концентрациях последней. Обсудите механизм действия модуляторов фосфофруктокиназы и роль этого фермента в регуляции катаболизма глюкозы.

5.75. При интенсивных кратковременных физических нагрузках в качестве источника энергии используются углеводы. В этих условиях продукция энергии обеспечивается активацией анаэробного гликолиза, сопровождающегося образованием лактата, снижающего работоспособность мышц. Следовательно, при поддержании работоспособности необходимо устранение образующегося лактата из функционирующих мышц. Какие процессы обеспечивают устранение образующегося лактата из сокращающихся мышц? Какую роль в осуществлении этих процессов играют неработающие мышцы, миокард, печень и почки?

5.76. При длительных физических нагрузках происходит истощение запасов гликогена не только в работающих, но и в неработающих мышцах. Обсудите механизм взаимодействия обмена углеводов в этих органах.

5.77. При кратковременной иммобилизации наблюдается снижение интенсивности окислительного фосфорилирования в митохондриях миоцитов.

Обсудите биохимический механизм этого снижения. Как в этих условиях изменяется интенсивность гликолиза в миоцитах? Обоснуйте Ваш ответ.

5.78. После многосуточной иммобилизации в мышцах и крови возрастает содержание молочной кислоты, а уровень гликогена в мышцах существенно уменьшается. Обсудите механизм возникновения таких сдвигов.

5.79. Поставлена проба с сахарной нагрузкой. После приема отмечено:

а) увеличение концентрации сахара на 50%, возвращение концентрации сахара к нормальному уровню (или некоторое снижение по сравнению с нормой) к концу второго часа; б) увеличение концентрации сахара на 120%, к концу второго часа уровень сахара значительно превышает исходный; в) увеличение концентрации сахара более чем на 120%, к концу второго часа концентрация сахара ниже нормального уровня. Как следует расценивать результаты таких проб?

Обоснуйте свой ответ.

5.80. Поставлена проба с двойной сахарной нагрузкой. После второго приема глюкозы отмечалось: а) значительное длительное увеличение концентрации сахара: б) незначительное кратковременное увеличение концентрации сахара в крови. Как следует расценивать результаты таких проб? Обоснуйте свой ответ.

5.81. В моче человека обнаружен сахар. Чем это может быть вызвано?

Как проверить Ваши предположения?

5.82. Обсудите причины возникновения глюкозурии, гипергликемии, полиурии, жажды у больных сахарным диабетом.

5.83. Для лечения тяжелых форм диабета селезеночную вену отсекают от воротной вены и вшивают в печеночную вену. Обсудите последствия такой операции для обмена углеводов.

5.84. Фосфорилирование глюкозы в печени катализируется двумя ферментами – гексокиназой, Км которой для глюкозы равна 10-5 М, и глюкокиназой (Км для глюкозы равна 2X10–2м). Какой из этих ферментов принимает участие в регуляции интенсивности фосфорилирования глюкозы в печени, если концентрация глюкозы в крови воротной вены после приема углеводной пищи равна примерно 10-2 М? Обоснуйте свой ответ.

5.85. Назовите органы, в сосудах которых артериовенозная разница для глюкозы бывает особенно высокой. Назовите орган, в сосудах которого артериовенозная разница может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Когда она бывает положительной и когда отрицательной?

5.86. Печень и почки участвуют в поддержании постоянства концентрации глюкозы в крови. В каких взаимоотношениях – антагонистических или синергических – находятся эти органы относительно стабилизации данной константы? Обоснуйте свой ответ.

5.87. Концентрация глюкозы в крови определялась натощак и через 2 часа после завтрака. Когда концентрация сахара в крови была выше? Обоснуйте свой ответ.

5.88. При беге на 400 метров уровень сахара в крови чаще повышается, а при беге на дистанцию менее 100 метров он нередко снижается. Обсудите причины этого явления.

5.89. При каких физических нагрузках – кратковременных максимальной интенсивности или длительных средней интенсивности – может развиваться гипогликемия? Обсудите механизм ее развития.

5.90. Перечислите гормоны, усиление секреции которых вызывает: а) гипергликемию, б) гипогликемию. Каков физиологический смысл такого соотношения гормонов, вызывающих гипергликемию и гипогликемию?

5.91. Нарисуйте схему обмена глюкозы (гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, пентозофосфатный путь, гликонеогенез, гликогенолиз). Покажите на ней точки приложения и направленность действия гормонов инсулина, адреналина, глюкагона, глюкокортикоидов и АКТГ.

5.92. Описано заболевание, при котором в печени откладывается большое количество гликогена. В печени таких больных отсутствует фермент глюкозомонофосфатаза. Активность всех остальных ферментов гликолиза нормальная. Как изменится содержание глюкозы, пирувата, лактата, жирных кислот в крови при этом заболевании? Как изменится содержание глюкозы в крови таких больных при парентеральном введении гликогена или глюкозы? Объясните механизм наблюдающихся изменений.

5.93. Описано 2 типа заболеваний, для одного из которых характерным является дефект фосфорилазы мышц, а для другого – дефект фосфорилазы печени. Назовите клинические симптомы и биологические тесты, с помощью которых можно дифференцировать эти заболевания.

5.94. Описано 2 типа заболеваний, одно из которых характеризуется дефектом фосфорилазы мышц, а другое – дефектом фосфофруктокиназы мышц.

Какие симптомы характерны для этих типов заболеваний? Как их можно корригировать?

5.95. Ткань опухоли растет быстрее, чем увеличивается сеть питающих ее кровеносных сосудов, поэтому опухолевые клетки размножаются в условиях относительного анаэробиоза. То огромное количество энергии, которое необходимо для биосинтеза белков и нуклеиновых кислот, быстро растущая ткань опухоли берет в основном за счет анаэробного гликолиза, сжигая большое количество углеводов. Больные со злокачественными опухолями иногда погибают от истощения задолго до того, как растущая опухоль вызывает необратимые нарушения жизненно важных функций. Объясните причину гибели больных на основе вышеизложенных особенностей углеводного обмена в злокачественных опухолях.

5.96. Описано много генетически обусловленных форм гемолитических анемий, характеризующихся дефектом анаэробного гликолиза в эритроцитах.

Как изменится сродство гемоглобина к кислороду при дефекте: а) гексокиназы,

б) пируваткиназы? Нарисуйте схему, иллюстрирующую Ваш ответ.

5.97. Поставлена проба с введением глюкагона. После инъекции гормона отмечено: а) значительное повышение концентрации глюкозы в крови, б) незначительное повышение концентрации глюкозы в крови. Как следует расценивать результаты таких проб? Обоснуйте свой ответ.

5.98. Нарушение окислительного фосфорилирования при ишемии миокарда приводит к снижению содержания в кардиомиоцитах АТФ. Как это снижение влияет на интенсивность гликолиза и гликогенолиза?

5.99. При ишемии миокарда, вызванной перевязкой коронарной артерии у собак, скорость гликолиза и гликогенолиза увеличивается примерно в 20 раз, обеспечивая 2/3 потребности миокарда в АТФ. За счет активации каких этапов происходит такое резкое увеличение скорости гликолиза и гликогенолиза?

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

–  –  –

Глюкоза фосфорилируется за счет АТФ, превращаясь при этом в...(1).

Фосфорилирование глюкозы катализируется двумя изоферментами, один из которых специфичен для глюкозы, он называется...(2), другой использует в качестве субстрата любую гексозу, он называется...(3). Продукт фосфорилирования глюкозы при изомеризации превращается в...(4), при трансфосфорилировании – в...(5), при окислении – в...(6), при гидролизе – в...(7). Ферменты, катализирующие эти процессы, носят название соответственно...(8),...(9),...(10) и...(11).

Фруктозо-6-монофосфат фосфорилируется за счет АТФ, превращаясь при этом в...(12). Этот процесс катализируется ферментом...(13). Продукт фосфорилирования фруктозо-6-фосфата под влиянием фермента...(14) расщепляется на две фосфотриозы – фосфодиоксиацетон и - (15), а последний окисляется под влиянием фермента...(16) и одновременно фосфорилируется за счет неорганического фосфата. Образующийся при этом продукт называется...(17), он последовательно превращается в...(18),...(19),...(20) и...(21).

Последний этап катализируется ферментом...(22). В условиях достаточного поступления в клетку кислорода, образовавшийся при окислении фосфотриозы, НАДН(Н+) отдает электроны и протоны на фосфодиоксиацетон, который в результате этого превращается в...(23). Это соединение легко проникает через внутреннюю мембрану митохондрий и окисляется в митохондриях до...(24), под влиянием фермента...(25), коферментом которого является …(26).

При недостаточном поступлении в клетки кислорода НАДН(Н+) передает электроны и протоны на...(27), который превращается в...(28). Этот процесс катализируется ферментом...(29).

В процессе гликолиза клетка затрачивает молекулы АТФ на этапах превращения...(30) в...(31) и...(32) в …(33). Образование новых молекул АТФ происходит на этапах превращения...(34) в...(35) и...(36) в...(37). Конечным продуктом аэробного гликолиза является …(38), а анаэробного...(39). Энергообеспечение клеток в условиях дефицита кислорода возможно за счет осуществления процесса, называемого...(40).

2. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы

Глюкозо-6-монофосфат может окисляться под влиянием фермента...(1), коферментом которого является...(2). В результате этой реакции образуется НАДН(Н+) и...(3), последний окисляется и одновременно декарбоксилируется с образованием...(4) и...(5). Этот этап катализируется ферментом...(6), коферментом его является...(7). НАДФН(Н+) является основным восстановительным эквивалентом клеток, он необходим для биосинтеза …(8),...(9) и...(10).

3. Цикл трикарбоновых кислот

Пировиноградная кислота проникает из цитоплазмы в митохондрии, там от пирувата отщепляется двуокись углерода, протоны и электроны, и он превращается в...(1). Этот процесс называется...(2), он катализируется мультиферментным комплексом...(3), коферментами которого являются...(4),...(5),...(6) и...(7).

Пировиноградная кислота, присоединяя двуокись углерода, превращается в...(8). Этот процесс называется...(9), он катализируется ферментом...(10), коферментом которого является...(11).

Взаимодействие продуктов окислительного декарбоксилирования и карбоксилирования пирувата катализирует фермент...(12), в результате этого взаимодействия синтезируется...(13). Образовавшийся продукт в результате последовательно протекающих реакций изомеризации, дегидрирования и декарбоксилирования превращается в...(14). Процесс дегидрирования катализируется ферментом...(15), коферментом которого является...(16).

Альфа-кетоглутаровая кислота подвергается окислительному декарбоксилированию и превращается в...(17), из которого после фосфорилирования и переноса фосфатной группы на ГДФ образуется...(18). Этот продукт под влиянием фермента...(19), коферментом которого является...(20), превращается в...(21), а из последнего после гидратации и дегидрирования образуется...(22).

Последний этап катализируется ферментом...(23), коферментом его является...(24).

НАД–зависимые дегидрогеназы катализируют окисление на этапах превращения...(25) в...(26),...(27) в...(28),...(29) в...(30) и...(31) в...(32). С осуществлением каждого из этих этапов сопряжено образование...(33) молекул АТФ.

ФАД–зависимые дегидрогеназы катализируют окисление на этапе превращения...(34) в...(35). С осуществлением этого этапа сопряжено образование...(36) молекул АТФ. Субстратное фосфорилирование происходит на этапе превращения...(37) в...(38). С этим этапом сопряжено образование...(39) молекул АТФ.

4. Глюконеогенез Процесс, за счет осуществления которого сохраняется энергообеспечение клеток мозга при длительном прекращении поступления в организм углеводов, называется …(1), он происходит главным образом в клетках...(2) и значительно меньше в клетках...(3). Исходным субстратом рассматриваемого процесса являются промежуточные продукты распада...(4) и...(5).

Пируват, присоединяя двуокись углерода, превращается в...(6). Этот процесс катализируется ферментом...(7), коферментом которого является...(8).

Образовавшийся продукт после фосфорилирования за счет ГДФ и декарбоксилирования превращается в...(9). Этот процесс катализируется ферментом...(10). Возникший метаболит последовательно гидратируется, изомеризуется, фосфорилируется при одновременном дефосфорилированни, превращаясь в...(11),...(12),...(13) и...(14). Две молекулы образовавшегося метаболита конденсируются и превращаются в...(15), под влиянием фермента...(16) это соединение превращается в...(17). Далее следует изомеризация, в результате которой образуется...(18), который под влиянием фермента...(19) превращается в...(20).

Фермент, катализирующий последний этап, имеется только в клетках...(21).

Молекулы АТФ затрачиваются на этапах превращения...(22) в...(23) и...(24) в...(25). Глюкозо-6-фосфат в результате процесса внутримолекулярного трансфосфорилирования превращается в...(26), из которого под влиянием фермента...(27) синтезируется...(28).

5. Регуляция обмена глюкозы Накопление в клетках избытка цитрата снижает активность фермента...(1), это приводит к накоплению избыточного количества...(2), который легко изомеризуется в...(3), а последний является ингибитором фермента...(4). Таким образом, при накоплении избыточного количества цитрата ограничивается использование клеткой...(5).

Ацетил-КоА является ингибитором фермента...(6) и активатором фермента...(7). Накопление в клетках избыточного количествах ацетил-КоА замедляет превращение пирувата в...(8) и ускоряет превращение этого соединения в...(9). Таким образом, при избытке ацетил-КоА снижается поступление углеродного скелета в...(10) и увеличивается его поступление в процесс...(11).

Накопление больших количеств АТФ снижает в митохондриях активность фермента...(12), а в цитоплазме активность фермента...(13). Накопление больших количеств НАДН(Н+) снижает в митохондриях активность фермента...(14).

Адреналин активирует фермент...(15) и ингибирует фермент...(16), действие гормона проявляется преимущественно в клетках...(17). Глюкагон активизирует фермент...(18) и ингибирует фермент...(19), действие гормона проявляется преимущественно в клетках...(20). Глюкокортикоиды увеличивают синтез ферментов...(21), …(22),...(23) и...(24) в клетках...(25). Инсулин повышает проницаемость мембран для...(26) и...(27). Независимы от инсулина в этом отношении только клетки...(28) и...(29). Инсулин усиливает синтез ферментов...(30),...(31),...(32),...(33),...(34),...(35) и …(36).

Адренокортикотропный гормон усиливает секрецию гормонов клетками...(37). Соматотропный гормон повышает проницаемость клеточных мембран для...(38) и...(39), он усиливает синтез гормонов...(40).

Нормальная концентрация глюкозы в крови равна …(41). Повышение концентрации глюкозы в крови до величин, превышающих...(42), называется...(43), снижение до величин ниже...(44), называется...(45).

Повышение концентрации глюкозы в крови происходит при усилении секреции и поступлении в кровь гормонов...(46),...(47),...(48),...(49) и...(50).

Снижение концентрации глюкозы происходит при усилении секреции и поступлении в кровь гормона...(51). При недостаточной секреции этого гормона концентрация глюкозы в крови...(52). Длительное нарушение секреции инсулина характерно для заболевания, которое называется...(53).

VI. ОБМЕН ЛИПИДОВ

Жирные кислоты являются наиболее «компактным» топливом, удовлетворяющим энергетические потребности организма. При полном окислении жирных кислот выделяется (в пересчете на 1 моль) в несколько раз больше пригодной для использования химической энергии, чем при окислении углеводов.

Процессы окисления жирных кислот осуществляются исключительно в митохондриях. Они непосредственно связаны с заключительными реакциями катаболизма в системе цикла лимонной кислоты и переноса электронов в дыхательной цепи. Процесс окисления жирных кислот состоит из трех этапов:

1) активация жирных кислот путем энергозависимой реакции образования тиоэфиров ацетил-КоА, 2) бета-окисление, представляющее собой последовательное отделение электронов и протонов от алкильной цепи, заканчивающееся отщеплением двухуглеродного фрагмента в виде молекулы ацетил-КоА и 3) окисление в цикле трикарбоновых кислот образующихся молекул ацетилКоА до СО2 и Н2О.

В большинстве тканей проникновение жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии происходит при участии молекул карнитина.

Первый этап окисления требует затраты энергии, он подобно фосфорилированию подготавливает молекулу жирной кислоты ко всем последующим реакциям, сопровождающимся высвобождением энергии.

Окисление жирных кислот происходит только при достаточном поступлении в клетку кислорода. В отличие от глюкозы, являющейся основным энергетическим материалом для клеток головного мозга, жирные кислоты используются главным образом для энергообеспечения миоцитов.

Процессы биосинтеза и окисления жирных кислот осуществляются в различных компартментах. Биосинтез жирных кислот происходит не в митохондриях, а в цитоплазме. Для биосинтеза жирных кислот необходим белок, известный под названием ацетил-переносящий белок. Третье, биосинтез жирных кислот требует участия реакции карбоксилирования с вовлечением СО2 и биотина, которые не нужны при бета-окислении. Четвертое, процессы, обратные этапам окисления, для которых при окислении требуется ФАД и НАД+, протекают при участии НАДФН. Биосинтез жирных кислот протекает в три этапа: 1) обеспечение исходного материала, ацетил-КоА, который образуется в митохондриях и должен быть перенесен в цитоплазму; этот перенос осуществляется в форме цитрата, который в цитоплазме при участии цитрат расщепляющего фермента распадается с образованием ацетил-КоА и оксалоацетата; 2) карбоксилирование ацетил-КоА с образованием истинного субстрата липогенеза малонилКоА и 3) конденсация ацетил-КоА и их восстановление с образованием высших насыщенных жирных кислот.

Биосинтез триглицеридов наиболее интенсивно происходит в жировой ткани и печени. Липогенез в значительной степени зависит от обеспечения адипоцитов такими продуктами и коферментами, как ацетил-КоА, АТФ, НАДФН и альфа-глицерофосфат. Жировая ткань не обладает способностью использовать свободный глицерин для биосинтеза триглицеридов. В жировых клетках отсутствует фермент глицеролкиназа, и поэтому эти клетки должны получать весь альфа-глицеролфосфат, путем восстановления фосфодиоксиацетона, образующегося при гликолизе, катализируемого альфа-глицерофосфатдегидрогеназой.

Интегральным показателем интенсивности обмена липидов является концентрация неэстерефицированных жирных кислот в крови. В состоянии покоя она составляет в среднем 5000– 6000 мкмоль в 1 л. Эта величина зависит от соотношения скоростей липолиза и липогенеза в жировой ткани и в печени, а также потребления свободных жирных кислот мышцами и другими тканями.

Триглицериды мобилизируются и утилизируются медленнее, чем гликоген, поэтому концентрация свободных жирных кислот в крови колеблется в более широких пределах, чем концентрация глюкозы. При некоторых состояниях организма (эмоциональное напряжение, интенсивная мышечная нагрузка, голодание) концентрация свободных жирных кислот в крови может возрасти на 400 – 500%. Столь значительное повышение уровня жирных кислот в крови объясняется тем, что скорости реакций липолиза резко превышают скорости реакций утилизации жирных кислот. Несмотря на то что жирные кислоты во многих тканях утилизируются медленнее, чем глюкоза и другие моносахариды, они вполне доступны для окисления в функционирующих тканях и поэтому являются при некоторых физиологических ситуациях важнейшим и даже первостепенным энергетическим материалом для многих типов клеток и в первую очередь для клеток скелетных мышц при дефиците глюкозы. В миокарде свободные жирные кислоты – главный энергетический материал при любых состояниях организма. Скорость потребления жирных кислот клетками всех тканей зависит от их концентрации в крови и не зависит от проницаемости для них клеточных мембран.

Регуляция соотношения между катаболизмом и анаболизмом жирных кислот и триглицеридов осуществляется веществами, поступающими в организм с пищей, метаболитами, образующимися внутри клетки, и гормонами. Следует иметь в виду, что регуляция обмена жирных кислот и триглицеридов находится в тесной взаимосвязи с обменом углеводов и циклом трикарбоновых кислот.

6.1. Назовите вид липопротеидов, являющийся транспортной формой триглицеридов, всасывающихся из кишечника.

6.2. Назовите вид липопротеидов, являющихся основной транспортной формой триглицеридов, образующихся в тканях.

6.3. Назовите вид липопротеидов, являющихся основной транспортной формой холестерина.

6.4. Назовите белок, в комплексе с которым транспортируются неэстерифицированные жирные кислоты.

6.5. Назовите фермент, расщепляющий липопротеиды.

6.6. Напишите процесс бета-окисления.

6.7. Напишите процесс биосинтеза триглицерида.

6.8. Напишите процесс биосинтеза лецитина.

6.9. Напишите процесс превращения ацетилкоэнзима А в бутирилкоэнзим А.

6.10. Назовите продукт, в виде которого жирные кислоты проникают из цитоплазмы в митохондрии.

6.11. Назовите продукт, в виде которого ацетилкоэнзим А проникает из митохондрии в цитоплазму.

6.12. Напишите превращение глицерина в ацетоуксусную кислоту.

6.13. Напишите процесс превращения ацетилкоэнзима А в кетоновые тела.

6.14. Назовите кофермент, необходимый для дегидрирования ацетилкоэнзима А.

6.15. Назовите кофермент, необходимый для дегидрирования бетаоксиацетилкоэнзима А.

6.16. Рассчитайте, какое количество молей АТФ образуется при окислении: а) стеариновой кислоты до ацетил-КоА; б) стеариновой кислоты до углекислого газа и воды; в) тристеарина до углекислого газа и воды.

6.17. При полном сгорании стеариновой кислоты образуется 256000 ккал на 1 моль. Рассчитайте долю энергии (в %), аккумулируемой в макроэргических связях АТФ, при полном окислении стеариновой кислоты.

6.18. Рассчитайте, какое количество молей АТФ будет израсходовано при биосинтезе 1 моля дистеарилхолинфосфатида из пальмитиновой кислоты, серина, глюкозы и метионина. Вычислите количество молей глюкозы, полное окисление которых энергетически обеспечивает синтез указанных соединений.

6.19. Узловым метаболитом обмена углеводов, липидов и аминокислот является ацетил-КоА. Как изменится обмен этого соединения при недостатке в клетке: а) коэнзима А, б) биотина, в) НАДФН(Н+), г) щавелевоуксусной кислоты?

6.20. Описано заболевание, при котором в мышцах человека содержится мало карнитина. Какие клинические симптомы должны иметь место при таком заболевании?

6.21. У некоторых идентичных близнецов с раннего возраста наблюдаются болезненные мышечные судороги. Активность ферментов гликолиза и гликогенолиза в их мышцах не отличается от нормы, липолиз триглицеридов в жировой ткани происходит нормально, об этом свидетельствует повышение концентрации НЭЖК в плазме крови после голодания и физической нагрузки. Активность ацеатил-КоА-синтетазы не изменена. Боли снимаются при голодании, физической нагрузке и при потреблении пищи, богатой жирами. Обсудите причину возникновения заболевания и механизм его коррекции.

6.22. Известно выражение – «жиры сгорают в пламени углеводов». Какова его молекулярная основа? Напишите уравнение соответствующей реакции.

6.23. Составьте таблицу сравнительной характеристики процессов анаэробного гликолиза и бета-окисления жирных кислот.

6.24. Охарактеризуйте взаимосвязь между метаболизмом жирных кислот, в цитоплазме и митохондриях клетки.

6.25. Охарактеризуйте изменения обмена ацетил-КоА при дефиците в клетке: а) биотина, б) НАДФН, в) оксалоацетата.

6.26. Напишите превращение глюкозы в: а) ацетоуксусную кислоту,

б) масляную кислоту. Учтите при этом компартментализацию процессов.

6.27. Рассчитайте энергетические затраты клетки при биосинтезе пальмитиновой кислоты из ацетил-КоА. Сопоставьте их с энергетическим выходом при окислении пальмитиновой кислоты до ацетил-КоА. Какие выводы о биологическом значении процесса биосинтеза жирных кислот можно сделать на основании такого сопоставления?

6.28. Биосинтез жирных кислот из ацетил-КоА происходит при участии НАДФН, который генерируется как при окислении жирных кислот, так и при окислении глюкозы. Сколько молей НАДФН, необходимого для образования пальмитиновой кислоты, образуется в каждом из указанных ниже процессов?

6.29. Напишите превращение глицерина в: а) ацетоуксусную кислоту,

б) масляную кислоту. Учтите при этом компартментализацию процессов.

6.30. Составьте таблицу сравнительной характеристики процессов биосинтеза глюкозы из пирувата и жирных кислот из ацетил-КоА.

6.31. Охарактеризуйте взаимосвязь между обменом глюкозы и жирных кислот: а) в печени и мышцах, б) в печени и жировой ткани.

6.32. Накопление АТФ в митохондриях гепатоцитов оказывает влияние на интенсивность биосинтеза жирных кислот в этих кленах. Какова направленность этого влияния? Каков его механизм?

6.33. При врожденном дефекте метилмалонил-КоА-мутазы в клетках накапливается метилмалонил-КоА, являющийся ингибитором пируваткарбоксилазы. Какие нарушения обмена углеводов и липидов могут быть следствием указанного дефекта?

6.34. Длительная физическая нагрузка приводит к значительному изменению обмена липидов. Можно ли ожидать повышения уровня жирных кислот и кетоновых тел в крови после длительных физических нагрузок? Обоснуйте свой ответ.

6.35. Затраты энергии при марафонском беге составляют примерно 20000 кал. Общая энергетическая ценность всех резервных углеводов в организме составляет около 6500 кал. За счёт каких веществ обеспечиваются энергетические потребности организма стайера во время марафонского бега? Обоснуйте механизм обеспечения организма энергией в данной ситуации.

6.36. Количество липидов, накапливающихся в жировых депо, в значительной степени определяется содержанием в пищевом рационе углеводов.

Обоснуйте причины этого явления.

6.37. Описано заболевание, при котором активность фосфофруктокиназы жировой ткани не регулируется цитратом. Как может измениться обмен липидов в жировой ткани при таком генетическом дефекте?

6.38. При голодании резко увеличивается процесс образования кетоновых тел. Объясните механизм этого явления. Какие оно имеет последствия для организма?

6.39. При сахарном диабете резко нарушается процесс биосинтеза жирных кислот в печени и триглицеридов в жировой ткани. Обсудите механизм этих нарушений.

6.40. У больных сахарным диабетом ускоряется развитие атеросклероза.

Обсудите механизм этого явления.

6.41. При ишемии миокарда в клетках увеличивается содержание жирных кислот. Каков механизм этого увеличения? Каковы его последствия?

6.42. Выделены 3 основные формы гиперлипопротеинемии:

1) гиперхиломикронемия, 2) гипер-бета-липопротеинемия, 3) гипер-бетаи гипер-пре-бета-липопротеинемия. При какой из этих форм увеличено содержание: а) триглицеридов, б) холестерина? При какой из этих форм следует ограничить содержание в рационе: а) углеводов, б) насыщенных жирных кислот,

в) холестерина? Обоснуйте свой ответ и иллюстрируйте его таблицей.

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

–  –  –

Различают следующие классы липопротеидов:...(1)....(2),...(3),...(4), …(5). Хиломикроны являются основной транспортной формой...(6), ЛОНП –...(7), ЛНП –...(8). В комплексе с альбуминами крови транспортируются...(9).

Белковый компонент липопротеидов называется...(10). В состав хиломикронов входят аполипопротеиды классов...(11), …(12),...(13),...(14), в состав ЛОНП – аполипопротеиды классов...(15),...(16) и...(17), в состав ЛНП аполипопротеид класса...(18), в состав ЛВП – аполипопротеиды классов...(19),...(20), …(21) и...(22). Аполипопротеиды субклассов А-1 являются кофакторами...(23), аполипопротеиды субкласса С-2 – кофакторами...(24), связывание ЛНП с рецепторами клеток обеспечивается аполипопротеидами класса...(25).

Накопление триглицеридов в тканях наблюдается при дефекте фермента...(26), обусловленном, как правило, недостаточностью аполипопротеида...(27). Накопление неэстерифицированного холестерина в стенке сосудов наблюдается при дефекте фермента …(28), обусловленном, как правило, недостаточностью аполипопротеина...(29).

По электрофоретической подвижности ЛОНП являются...(30), ЛНП –...(31), а ЛВП –...(32). Увеличение в крови концентрации хиломикронов связано с повышением содержания...(33), увеличение концентрации ЛОНП – с повышением содержания...(34) и...(35), увеличение концентрации ЛНП – с повышением содержания...(36).

Ограничение поступления углеводов с пищей целесообразно в случае, если при определении в крови содержания липопротеидов обнаружено увеличение концентрации...(37), ограничение поступления триглицеридов – при увеличении концентрации...(38), ограничение поступления холестерина – при увеличении концентрации...(39).

Исключение факторов риска имеет решающее значение для предупреждения раннего развития атеросклероза при величине коэффициента ЛНП + ЛОНП/ЛВП более...(40).

2. Обмен жирных кислот

Свободные жирные кислоты взаимодействуют в цитоплазме клеток с КоА при участии АТФ и превращаются в …(1). Ферменты, катализирующие этот процесс, специфичны для каждой кислоты, они называются...(2). Образующийся продукт, взаимодействуя с карнитином, превращается в...(3), который переносится через внутреннюю мембрану в матрикс митохондрий и там распадается на карнитин и …(4). Последний под влиянием фермента …(5) окисляется до...(6), коферментом в этой реакции является...(7). Продукт окисления гидратируется с образованием...(8), который окисляется до...(9). Последний этап катализируется ферментом...(10), коферментом этой реакции является...(11).

Первый этап окисления сопряжен с образованием …(12) молекул АТФ, второй – с образованием...(13) молекул АТФ. Продукт, образовавшийся после второго окислительного этапа при участии КоА, распадается на...(14) и...(15).

Бета-окисление жирной кислоты с 5 углеводными атомами приводит к образованию 1 молекулы ацетил-КоА и 1 молекулы...(16). При карбоксилировании последнего образуется...(17), этот процесс катализируется ферментом …(18), коферментом которого является...(19). Образовавшийся продукт под влиянием метилмалонилмутазы превращается в...(20).

Две молекулы ацетил-КоА конденсируются с выделением молекулы КоА и образованием...(21). Этот продукт, присоединяя еще одну молекулу ацетилКоА, превращается в...(22), а последний распадается на ацетил-КоА и...(23), который при восстановлении превращается в...(24), а при декарбоксилировании – в …(25). Три последние продукта объединяются общим названием...(26).

Образование этих продуктов происходит в клетках...(27), затем они выделяются в кровь, а из крови захватываются клетками различных тканей, главным образом...(28) и...(29). В этих тканях бета-оксимасляная кислота окисляется до...(30). Последний под влиянием фермента...(31) реагирует с сукцинил-КоА, при этом образуется...(32) и...(33). Исходным продуктом для синтеза жирных кислот является …(34). Он образуется в качестве промежуточного продукта окисления...(35) и...(36) в митохондриях, откуда в форме...(37) выносится в цитоплазму. В цитоплазме этот продукт под влиянием фермента...(38) расщепляется на щавелевоуксусную кислоту и...(39), который, соединяясь с двуокисью углерода превращается в...(40). Этот процесс катализируется ферментом...(41), коферментом его является...(42).

3. Обмен холестерина

Ежедневно с пищей в организм человека поступает в среднем...(1) холестерина, а синтезируется около …(2) холестерина. Холестерин, поступающий с пищей, оказывает...(3) влияние на синтез эндогенного холестерина. Холестерин синтезируется во всех клетках, но наибольшее количество его образуется в клетках...(4). Исходным продуктом для синтеза холестерина является …(5).

При конденсации двух молекул этого соединения образуется...(6), а после присоединения третьей молекулы получается …(7). Последний восстанавливается до...(8), процесс восстановления катализируется ферментом …(9), коферментом в этой реакции является...(10). Далее следует ряд превращений, в результате которых образуется холестерин.

Накопление в клетках свободного холестерина оказывает угнетающее влияние на активность...(11), являющегося ключевым ферментом синтеза холестерина, и активирующее влияние на активность...(12), катализирующего этерификацию холестерина. Основной транспортной формой холестерина является...(13).

Свободный холестерин оказывает угнетающее влияние на биосинтез и экспрессию рецепторов для...(14), следствием чего является...(15) поступление холестерина в клетку.

В клетках кожи холестерин используется для биосинтеза …(16), в клетках коры надпочечников – для биосинтеза...(17), в клетках половых желез – для биосинтеза...(18), в клетках печени – для биосинтеза...(19). Наибольшее количество холестерина (60–80%) расходуется на образование...(20).

Холестерин секретируется в кишечник в составе...(21). Введение в кишечник ионообменников (холестирамина или холестирола), связывающих желчные кислоты и препятствующих их всасыванию, оказывает...(22) влияние на всасывание холестерина и...(23) влияние на эндогенный синтез холестерина.

Длительное повышение концентрации холестерина в крови является важным фактором ускорения развития...(24). Факторами риска развития этого заболевания являются также низкая физическая активность, курение, длительное повышение содержания в пищевом рационе...(25) жирных кислот.

Факторы риска играют незначительную роль в развитии повреждения стенки сосудов при концентрации холестерина в крови меньше...(26). Исключение факторов риска имеет большое значение для предупреждения повреждения стенки сосудов при концентрации холестерина в крови выше …(27). Консервативные методы снижения гиперхолестеринемии рекомендуется применять при концентрации холестерина в крови ниже, а радикальные при концентрации выше …(28). К радикальным методам снижения гиперхолестеринемии относятся...(29) и...(30).

<

4. Регуляция липидного обмена

Процесс –окисления тесно связан с наличием …(1) в крови и …(2). Скорость этого процесса регулируется соотношением …(3) и …(4). Сам процесс

–окисления зависит от количества …(5), концентрация которых повышается при активации липолиза в жировой ткани, связанного с …(6) и …(7), под действием гормонов …(8) и …(9). В этих условиях жирные кислоты – источник энергии для …(10), …(11), так как при –окислении образуются …(12) и …(13), ингибирующие фермент …(14), процесс окисления глюкозы затухает.

Ацильные радикалы образуются в цитоплазме, под действием фермента …(15) переносятся в митохондрии. Работа этого фермента ингибируется …(16), …(17), …(18) и …(19), а активируется …(20).

При достаточной концентрации глюкозы в крови идет синтез триацилглицеридов, для синтеза которых используются жирные кислоты. Исходным метаболитом для синтеза высших жирных кислот является …(21), который из митохондрий в виде …(22) поступает в цитоплазму, где под действием цитратлиазы расщепляется на оксалоацетат и ацетил-КоА. Ацетил-КоА под действием регуляторного фермента…(23), коферментом которого является …(24), превращается в …(25). Активаторы этого фермента: …(26), …(27), …(28) и …(29).

Богатая углеводами, белками и бедная жирами пища увеличивает секрецию гормона …(30), который стимулирует синтез ферментов …(31), …(32), …(33) и …(34). Следовательно, продукты катаболизма глюкозы ускоряют их превращение в жиры.

Мозг и нервные клетки не используют …(35) в качестве энергетического материала, поэтому часть их превращается в …(36) и …(37).

VIII. СТРУКТУРА КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН

Биологические мембраны различаются как по функции, так и по структуре, однако всем им присущи следующие основные свойства:

– мембраны представляют собой плоские структуры толщиной в несколько молекул, образующие сплошную перегородку между клеткой и окружающей средой, а также между различными отсеками (компартментами) клетки; толщина мембран составляет обычно 60–100 А;

– мембраны состоят из липидов, белков и углеводов, весовое соотношение белков и липидов 1:4-4:1; углеводные компоненты связаны как с липидами, так и с белками;

– мембраны - нековалентные, надмолекулярные структуры, составляющие мембрану белки и липиды удерживаются вместе благодаря возникновению нековалентных кооперативных взаимодействий;

– мембраны асимметричны, их наружная и внутренняя поверхность отличаются друг от друга;

– мембраны - жидкие структуры, молекулы липидов и белков не зафиксированы в определенном месте силами специфического взаимодействия и поэтому легко диффундируют в плоскости мембраны;

– основными функциями мембраны являются разграничительная, транспортная и рецепторная.

7.1. Основу биологических мембран составляют фосфолипиды, образующие в результате самосборки бимолекулярный слой. Нарисуйте его схему. За счет каких сил происходит самосборка бислоя (выделите основные и добавочные)?

7.2. Фосфолипидный бислой в водном растворе стремится замкнуться на себе. Чем обусловлено такое замыкание? Какое оно имеет значение для живой клетки?

7.3. При электрофорезе белков эритроцитарной мембраны выделяют 7 фракций (1-7). Белки 1, 2, 3, 4, 5 и 6 экстрагируются из мембран (но не из цельных эритроцитов) при повышении ионной силы или изменении рН, при обработке мембран протеазами. Обработка протеазами целых эритроцитов не оказывает влияния на указанные белки. Белки 3 и 7 не экстрагируются при повышении ионной силы и изменении рН, но отделяются от нее с помощью детергентов или органических растворителей. Белок 3 разрушается химотрипсином при обработке мембран, целых эритроцитов и вывернутых везикул, белок 7 не разрушается протеазами при обработке вывернутых везикул. Обсудите вопросы: а) локализации белков в эритроцитарной мембране, б) природы связей белков с фосфолипидным остовом мембраны, в) функции мембранных белков.

Нарисуйте схему расположения белков в мембране эритроцитов.

7.4. Структуры олигосахаридов клеточных мембран несут признаки генетической информации, хотя генетической программы для олигосахаридов в клетке не существует. Дайте объяснение этому кажущемуся противоречию.

7.5. Две молекулы одной аминокислоты образуют только 1 изомер, а 2 молекулы одного моносахарида – 11 изомеров. Три разных аминокислоты могут образовать 6 изомеров, а три разных моносахарида – 1056 изомеров. Объясните причину этого различия.

7.6. Во всех исследованных к настоящему времени клетках млекопитающих животных углеводные компоненты цитоплазматических мембран локализованы только на их наружной стороне. Обсудите вопрос о функции углеводного компонента. Обоснуйте Ваше мнение.

7.7. Для всех биологических мембран характерно свойство текучести, от которого в значительной степени зависит осуществление функции мембран.

Текучесть мембраны зависит от состава ее липопротеидного бислоя. Прокариоты регулируют текучесть своих мембран путем изменения состава жирных кислот фосфолипидов бислоя. У эукариот ключевым регулятором текучести мембраны является также холестерин. Как изменится текучесть мембраны при увеличении в ней содержания: а) жирных кислот с короткой углеводородной цепью, б) ненасыщенных жирных кислот, в) жирных кислот с циклосодержащим радикалом, г) холестерина?

Проверьте знания с помощью приводимых ниже тестов

–  –  –

В 1972 году Сингер и Николсон предложили модель структуры биологических мембран, которая получила название...(1) модели. Структурной основой клеточных мембран является двойной слой...(2), основными силами, обеспечивающими формирование этого слоя, являются …(3). Толщина биологических мембран в среднем равна...(4). Билипидный слой мембран является непрерывным и асимметричным, внутренняя поверхность его заряжена...(5) за счет преобладания в ней...(6), наружная поверхность заряжена …(7) вследствие преобладания …(8).

Биологические мембраны представляют собой липопротеидные образования, белки, находящиеся на поверхности липидного слоя мембраны, называются …(9), а белки, погруженные в липидный слой, – …(10). Белки, связанные с наружной поверхностью цитоплазматической мембраны, чаще всего выполняют функцию...(11), белки, пронизывающие липидный слой, обеспечивают функцию …(12), а белки, связанные с внутренней поверхностью цитоплазматической мембраны, обычно представляют собой...(13).

Текучесть липидного слоя мембраны зависит от структуры входящих в ее состав ацильных радикалов, в случае увеличения содержания радикалов относительно низкомолекулярных жирных кислот текучесть мембраны...(14), при увеличении содержания радикалов насыщенных жирных кислот текучесть мембраны …(15). В мембранах с высоким содержанием радикалов насыщенных жирных кислот скорость диффузии...(16), чем в мембранах с высоким содержанием радикалов ненасыщенных жирных кислот. В пределах одного слоя липидная молекула меняет свое окружение в среднем...(17) в секунду, а переход из одного слоя мембраны в другой происходит в среднем 1 раз в …(18). Углеводный компонент мембраны обнаруживают на …(19) поверхности цитоплазматической мембраны. Он играет важную роль в осуществлении...(20) функции клетки.

Интегральный белок, N-концевой фрагмент которого находится на внешней поверхности мембраны эритроцита, а С-концевой фрагмент – на внутренней поверхности, называется …(24). Интегральный белок, N-концевой фрагмент которого находится на внутренней поверхности мембраны эритроцита, а С-концевой фрагмент – на внешней поверхности, называется …(25).

Наиболее хорошо изученным периферическим белком мембраны эритроцитов является...(26). При обработке интактных эритроцитов протеазами этот белок не расщепляется, но он гидролизуется при инкубации с протеолитическими ферментами мембран разрушенных эритроцитов (теней), на этом основании можно сделать вывод, что данный белок связан с...(27) поверхностью мембраны эритроцитов.

В мембране эритроцитов есть анионный канал, обеспечивающий проникновение через мембрану …(28) и...(29). Анионный канал представляет собой белок, называемый …(30).

Некоторые олигосахаридные комбинации известны как антигены групп крови АВО, эритроциты О-группы содержат только основной антиген Н, в эритроцитах А группы к Н антигену присоединены остатки...(31), в эритроцитах В группы – остатки …(32), в эритроцитах АВ группы – остатки …(33) и...(34).

Эритроциты в крови имеют …(35) заряд, который обусловлен группировками …(36).

При изучении распределения фрагментов интегрированных белков внутри билипидного слоя и вне его установлено, что основная масса аминокислотных остатков гликофорина локализуется …(37), а белков полосы III...(38) бислоя. Белок полосы III выполняет функцию …(39).

Различают три вида транспорта через биологические мембраны –...(40),...(41) и...(42). Транспорт, осуществляющийся против градиента концентрации, называется...(43), транспорт по градиенту концентрата, протекающий с низкой скоростью, –...(44), а транспорт по градиенту концентрации с высокой скоростью – …(45).

VIII. АЗОТИСТЫЙ ОБМЕН

В организме содержатся многочисленные азотсодержащие соединения, различающиеся по структуре и функциям. Основным источником азотсодержащих соединений для организма являются пищевые белки. При их гидролизе в желудочно-кишечном тракте образуется сумма заменимых и незаменимых аминокислот. Всасываясь в кровь воротной вены, эти аминокислоты попадают в первую очередь в печень и подвергаются там анаболическим и катаболическим превращениям. Основная масса всасывающихся аминокислот используется для биосинтеза белков крови и тканей. Многие аминокислоты служат исходным продуктом для образования биологически активных веществ (углеводов, пуриновых и пиримидиновых оснований, порфиринов, гормонов, нейромедиаторов).

Общими для всех или большинства аминокислот путями обмена являются окислительное дезаминирование, трансдезаминирование и декарбоксилирование. При окислительном дезаминировании и трансдезаминировании выделяется аммиак, а при декарбоксилировании – амины. Аммиак обезвреживается путем образования мочевины и амидов глутаминовой и аспарагиновой аминокислот, а амиды – путем окислительного дезаминирования. Нарушение обезвреживания аммиака в печени приводит к развитию клинического симптомокомплекса, называемого печеночной комой, а замедление обезвреживания аминов – к нарушению функций сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, иммунной и других систем.

8.1. Напишите формулы незаменимых для человека аминокислот. Назовите их.

8.2. Напишите процесс окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты. Назовите фермент, катализирующий этот процесс. Назовите кофермент, участвующий в осуществлении этого процесса.

8.3. Напишите процесс трансаминирования между аланином и альфакетоглутаровой кислотой, аспарагиновой и альфа-кетоглутаровой кислотой. Назовите ферменты, катализирующие эти процессы. Назовите кофермент, участвующий в осуществлении этого процесса.

8.4. Напишите процесс трансдезаминирования валина. Назовите ферменты, катализирующие этот процесс. Назовите коферменты, участвующие в осуществлении этого процесса.

8.5. Напишите процесс биосинтеза мочевины. Назовите ферменты, катализирующие этапы этого процесса.

8.6. Нарисуйте схему, иллюстрирующую взаимосвязь циклов мочевины и лимонной кислоты с учетом компартментализации этапов этих процессов.

8.7. Нарисуйте схему орнитинового цикла. Покажите на схеме места возникновения возможных метаболических блоков. Назовите основные биохимические признаки каждого блока.

8.8. Назовите фермент, дефект которого характеризуется следующими биохимическими признаками: а) аргинин-янтарной аминоацидурией, б) гипераргининемией, в) гиперорнитинемией, г) цитрулинемией, д) гипераммонией.

Для лечения нарушений в цикле орнитиновой кислоты применяют введение: а) альфа-кетоаналогов незаменимых аминокислот, б) аргинина, в) бензойной кислоты, г) орнитина. Обсудите механизм лечебного эффекта этих соединений.

8.9. Накопление аммиака в клетках головного мозга является непосредственной причиной нарушения психического состояния при циррозах печени.

Причиной токсического действия аммиака считается вторжение его в энергетический метаболизм клетки. Обсудите возможный механизм токсического действия аммиака.

8.10. Нарушение психического состояния, вызванного накоплением аммиака в клетках головного мозга, может быть обусловлено циррозом печени или наличием портокавального анастомоза. В каком из этих случаев можно рекомендовать периодическое голодание с целью снижения поступления аммониегенного субстрата и в каком нельзя?

8.11. Приступы печеночной комы удается облегчить, а сопровождающую их гипераммониемию уменьшить путем введения больным аргинина или протамина. Обсудите механизм действия этих соединений.

8.12. Молочнокислые бактерии растут на простой культуральной среде, содержащей четыре аминокислоты, рибофлавин, пиридоксин. Если в культуральную среду добавить полный набор аминокислот и рибофлавин, то количество пиридоксина, необходимого для оптимального роста бактерий, сокращается на 90%. Обсудите причину этого явления.

8.13. Напишите процесс восстановительного аминирования пировиноградной, щавелевоуксусной и кетоглутаровой кислот. Назовите образовавшиеся при этом аминокислоты. Назовите ферменты, катализирующие эти процессы.

Назовите кофермент, участвующий в осуществлении этих процессов.

8.14. Напишите формулу глицина и серина.

8.15. Назовите вещество, являющееся предшественником глицина в организме человека. Напишите процесс образования глицина. Какой для этого необходим кофермент?

8.16. Назовите биологически активные вещества, для биосинтеза которых используется глицин.

8.17. Напишите процесс образования креатина и креатинфосфата из глицина. В каких органах протекает первый и второй этапы этого процесса? Охарактеризуйте физиологическое значение креатинфосфата.

8.18. Напишите процесс образования дельта-аминолевуленовой кислоты.

Назовите фермент, катализирующий это превращение. Какой продукт является ингибитором этого фермента?

8.19. Назовите вещество, являющееся предшественником серина в организме человека. Напишите процесс образования серина. Какие для этого необходимы ферменты?

8.20. Напишите формулы и назовите одноуглеродные фрагменты, образующиеся из серина.

8.21. Назовите биологически активные вещества, для биосинтеза которых используются следующие одноуглеродные фрагменты: а) метильный, б) метиленовый, в) метенильный, г) формильный.

8.22. Напишите формулы метионина и цистеина.

8.23. Напишите процесс превращения метионина в цистеин. Назовите ферменты, катализирующие это превращение. Какой для этого необходим кофермент?

8.24. Назовите биологически активные вещества, для биосинтеза которых используется метионин.

8.25. Введение животным большого количества гуанидинуксусной кислоты обусловливает интенсивный синтез креатина и приводит к жировому перерождению печени. Инъекции аргинина не сопровождаются значительным увеличением содержания креатина и не вызывают развития жировой инфильтрации печени. Как можно объяснить эти наблюдения? Как можно предотвратить развитие жировой инфильтрации печени, вызываемой введением гуанидинуксусной кислоты?

8.26. Назовите биологически активные вещества, для биосинтеза которых используется цистеин.

8.27. Напишите формулы фенилаланина и тирозина.

8.28. Напишите процесс катаболизма фенилаланина и тирозина. Какой для этого нужен витамин?

8.29. Напишите схему превращения тирозина в адреналин.

8.30. Напишите схему превращения тирозина в меланины.

8.31. Напишите процесс превращения тирозина в тироксин.

8.32. Напишите формулы триптофана и гистидина.

8.33. Напишите схему катаболизма триптофана. Назовите ферменты, катализирующие этот процесс. Какой для этого необходим кофермент?

8.34. Напишите биологически активные вещества, которые образуются из триптофана.



Pages:   || 2 |
Похожие работы:

«129 REFERENCES Romanenko V.A. Psihofiziologicheskij status studentok: [monografija] / Valerij Romanenko. – Doneck; 1. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. – 192 s.2. Korolev S. A. Obuchenie tehniko-takticheskim dejstvi...»

«ЛАКТИОНОВ АЛЕКСЕЙ ПАВЛОВИЧ ФЛОРА АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ, ЕЕ АНАЛИЗ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ Специальность 03.00.05 – ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Астрахань – 2010 Работа выполнена на кафедре биологии и экологии растений Астраханско...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Министерства здравоохранения Российской Федерации "СОГЛАСОВАНО" "УТВЕРЖДАЮ" Зав. кафедрой гигиены и медицинской Декан лече...»

«РЕЗЮМЕ К СТАТЬЯМ №1 ЗА 2016 ГОД УДК 574:639,2. 053.8 КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ЗАМЕТКИ ОБ УПРАВЛЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ, РАЦИОНАЛЬНОМ И У СТОЙЧИВОМ РЫБОЛОВСТВЕ © 2016 г. В. П. Шунтов Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, Вл...»

«Ф Е Д Е Р А Л Ь Н О Е АГЕНТСТВО ПО ТЕ Х Н И Ч Е С К О М У РЕГ УЛ ИР ОВ А Н ИЮ И МЕТРОЛОГИИ СВИДЕТЕЛЬСТВО об у т в е р ж д е н и и ти па с р е д с т в и з м е р е н и й R U.C.3 1.0 0 1.A № 42291 Срок действия до 17 марта 2016 г.НАИМЕНОВАНИЕ ТИПА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Газоанализаторы многокомпонентные МАГ-...»

«1 УТВЕРЖДАЮ Руководитель _ " " _ 201 г. Примерный план конспект для проведения занятия с личным составом нештатных аварийноспасательных формирований (НАСФ) в области гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (Учебная группа 1, специальная подготовка) ТЕМА №1:...»

«Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камский институт гуманитарных и инженерных технологий" Факультет "Инженерные технологии" Кафедра "Инженерная экология и техносферная безопасность"Утвержд...»

«СБОРНИК ТРУДОВ VII МЕЖДУНАРОДНОГО КОНГРЕССА "ЧИСТАЯ ВОДА. КАЗАНЬ" 23-25 НОЯБРЯ, 2016 Казань СБОРНИК ТРУДОВ VII МЕЖДУНАРОДНОГО КОНГРЕССА "ЧИСТАЯ ВОДА. КАЗАНЬ" 23-25 ноября 2016 г. Казань ООО "Новое знание" УДК 574 ББК 26.22 С23 Составитель: Д.С.Романов C23 Сборник трудов VII Международного Конгресса "Чистая вода. Ка...»

«Органическая химия УДК 547.341+547.725 УЧАСТИЕ 3-БЕНЗИЛГЕКСАГИДРОПИРРОЛО[1,2-a]ПИРАЗИНДИОНА В ХИМИЧЕСКОЙ КОММУНИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ П.П. Муковоз, Е.В. Иванова, Н.Б. Перунова, В.И. Баталов, О.В....»

«Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова Биологический факультет кафедра биохимии Некоторые ферменты гликолиза как субстраты шаперонина TRiC. Выделение TRiC и исследование его термодинамических параметров. Дипломная работа Работа выполнена студентом 5-го курса кафедры би...»

«слоистых двойных гидроксидов [Текст] / Э. О. Бутенко, А. Е. Капустин // Экология и промышленность. – 2010. – № 3. – С. 52-59 Надійшла до редколегії 20.03.2013 УДК 544.723 Очистка отстойника полигона твердых бытовых отходов от фенолов/ Шавкун В. В., Капустин А. Е., Бутенко Э. О. // Вісник НТУ "ХПІ". Серія: Нові рішення в сучасних технологія...»

«УДК 630.40 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСНО-СЫРЬЕВОГО ПОТЕНЦИАЛА БЕРЕЗОВЫХ ЛЕСОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ Елена Сергеевна Волкова Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 10/3, старший научный сотрудник лаборатории самоорганизации геосистем, к.г.н., тел. (...»

«XJ0000056 ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Дубна Р19-99-319 НЛ.Шмакова, О.Абу Зеид, Т.А.Фадеева, Е.А.Красавин, П.В.Куцало ДОЗОВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ...»

«Труды БГУ 2015, том 10, часть 1  Молекулярная биология  УДК 579.254:579.841.11+615.33 КЛОНИРОВАНИЕ pfrI-ГЕНА В БАКТЕРИЯХ РОДА PSEUDOMONAS УВЕЛИЧИВАЕТ ПРОДУКЦИЮ ИМИ ФЕНАЗИНОВЫХ АНТИБИ...»

«Российская академия наук Научный совет РАН по аналитической химии Удмуртский научный центр УрО РАН Институт механики УрО РАН Министерство строительства, архитектуры и жилищной политики Удмуртской Республики Министерство природных...»

«КИРЕЕВ Максим Владимирович СИСТЕМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ МОЗГА ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОГО ПОВЕДЕНИЯ Специальность: 03.03.01 – физиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора биологических наук Санкт-Петербург 2017 Оглавление 1. Введение 2. Обзор литературы 2.1 Исследования функциональных взаимодействий структур мозга в процессе...»

«АГЕНТСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА РГП "ГОСЭКСПЕРТИЗА" ОБЗОРНАЯ ИНФОРМАЦИЯ (анализ зарубежного опыта проектирования систем биологической очистки на канализационных очистных сооружениях) Астана – 2011 СОДЕРЖАНИЕ 1. Введение 3 2...»

«Платежная система Рапида Общее техническое описание работы с Тестовым сервисом Код документа: EXT.2.03.07.00001.006 Версия: 010 Статус: Действующий Дата: 25.11.2011 Москва, 2011 Содержание История изменений документа О документе Термины и определения Порядок и настройки тестирования Тестирование платежей...»

«УДК 504.05.009 (470:100) Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2015. Вып. 1 В. К. Донченко, М. В. Смирнова ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ РЕГИОНОВ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОМ ГОСУДАР...»

«Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины Криворожский национальный университет Рабочая группа по соколообразным и совам Северной Евразии Украинский центр исследований хищных...»

«ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПОДХОДА ДЛЯ АНАЛИЗА МНОГОМЕРНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Пешкова Е.А. Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет Томск, Россия STUDY MATHEMATICAL APPROACH FOR THE ANALYSIS OF MULTIDIMENSIONAL DYN...»

«СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ УДК 50.388.2 ТЕХНОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ВОЗВРАТНО-НАКЛОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В МНОГОСЛОЙНОЙ ИОНОСФЕРЕ Волков Д.М., Злуницын О.И., Кочерова М.К., Тал...»

«Трубицин Иван Васильевич ДИССИМИЛЯЦИОННАЯ НИТРАТРЕДУКЦИЯ У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕРОБАКТЕРИЙ РОДА THIOTHRIX: ОЧИСТКА И ХАРАКТЕРИСТИКА РЕСПИРАТОРНОЙ НИТРАТРЕДУКТАЗЫ, СКРИНИНГ ГЕНОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В ПРОЦЕССАХ ДЕНИТРИФИКАЦИИ (специальность 03.01.04 биохимия) ДИССЕРТАЦИЯ на соискание...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ВОДНЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ УТВЕРЖДАЮ Директор ИВЭП ДВО РАН, чл.-корр. РАН _ Б.А. Воронов "" _ 2014 г. ОТЧЕТ по оказанию консультационных услуг по...»

«Молекулярная эволюция: есть ли у случая логика? “Если взять и проиграть эволюционную пластинку заново, то результат будет отличен от того, что мы наблюдаем в реальности, возможно до неузнаваемости” (S.J.Gould, E.V.Koonin) Е.В.Кунин – ведущий научный со...»

«Двери производства ВКТ Констракшн, внутренние дымонепроницаемые глухие и частично остекленные, однопольные и двупольные, с порогом, марок ДВ (1-9)-Д-КГ (Ч) НЩП (разрешенные размеры однопольных: макс.2432*1264мм, мин.1932*764мм; двупольных: макс.2432*1964, мин.1932*1264мм), СТБ 1138-98, СТБ 1647-2006, се...»

«Российская академия наук Министерство образования и науки Российской Федерации Бурятский государственный университет Намсараев Б.Б., Бархутова Д.Д., Хахинов В.В. ПОЛЕВОЙ ПРАКТИКУМ ПО ВОДНОЙ МИКРОБИОЛОГИИ И ГИДРОХИМИИ Ответственный редактор д-р.биол. наук проф. М.Б. Вайнштейн Улан-Удэ Издательство Бурятского госуниверситета УДК...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.