Занятие № 5. Общие свойства ферментов.

Цель занятия. Углубить и закрепить знания студентов о структуре и функциях энзимов, механизме их действия, сопоставить в эксперименте свойства ферментов и неорганических катализаторов, на примере амилазы слюны экспериментально изучить влияние на ферментативную активность температуры, рН среды.

 

Студент должен
знать:	уметь:
-строение молекулы фермента, предназначение активного, аллостерического центров; -особенности структуры ферментов-протеинов и ферментов-протеидов; -химическую природу кофакторов, коферментов; -механизм ферментативного катализа; -классификацию и номенклатуру ферментов.	-схематически изображать комплементарность взаимодействия активного центра энзима и субстрата; -представить график зависимости активность ферментов от рН среды и температуры; -использовать знания общих свойств ферментов для решения ситуационных задач.

Содержание занятия. После проверки выполнения заданий для самоподготовки на практическом занятии студентам предстоит следующее:

- ответить на вопросы тест-карт программированного контроля и вопросы преподавателя;

- провести сравнение свойств ферментов и минеральных катализаторов;

- выполнить работы по определению общих свойств ферментов - термолабильности, субстратной специфичности, доказать влияние рН среды на активность ферментов;

- отразить в протоколе полученные результаты и сформулировать выводы.

УИРС. Решение ситуационных задач, обсуждение реферативных сообщений.

Методические указания к самоподготовке

При подготовке к занятию необходимо вспомнить материал, изучавшийся в курсе общей химии - катализ, факторы, влияющие на катализ, химическая кинетика. Успешное усвоение материала невозможно без детальных знаний о структуре и свойствах простых и сложных белков. Переходя к разбору ферментов, необходимо обратить внимание на доказательства белковой природы энзимов, сопоставить свойства ферментов и неорганических катализаторов. Необходимо иметь четкие представления о типах специфичности ферментов, разобраться в закономерностях зависимости ферментативного катализа от температуры, рН среды.

Знание строения и свойств ферментов является необходимым для понимания механизмов протекания и регуляции всех биохимических процессов, а также для дальнейшего изучения изменений биохимического статуса при патологических состояниях и механизмов воздействия лекарственных веществ.

С целью лучшего усвоения материала выполнить следующие задания

 

№№	Задание	Указания к выполнению задания
1.	Изучите химическую природу ферментов, их сходство и различие с неорганическими катализаторами.	1. Дайте определение понятию «ферменты», перечислите доказательства белковой природы ферментов. 2. Сопоставьте свойства ферментов и неорганических катализаторов. 3. Что такое энергия активации? Зарисуйте график, объясняющий явление катализа с термодинамических позиций. 4. Заполните таблицу, отражающую сходства и различия ферментов и неорганических катализаторов.
Свойства	Ферменты	Неорганические катализаторы
Сравнение влияния на скорость реакции Влияние на подвижное равновесие Снижение энергии активации Адсорбция на поверхности Образование промежуточных соединений Каталитическая активность Специфичность
Влияние температуры Влияние рН среды Влияние активаторов и ингибиторов Влияние концентрации катализатора Влияние концентрации субстрата
2.	Ознакомьтесь с теорией ферментативного катализа.	1. Выпишите основные положения ферментативного катализа, сопоставьте с катализом в неорганической химии
3.	Изучите структурную организацию энзимов.	1.Охарактеризуйте ферменты-протеины и ферменты-протеиды. Разберите понятия - кофермент, апофермент, холофермент, активный центр, аллостерический центр. 2. Отметьте, чем представлены активные центры ферментов простых и сложных белков. 3. Помимо белков, могут ли обладать ферментативной активностью молекулы других классов биополимеров?
4.	Вспомните строение ферментов.	1. Схематически представьте строение активного центра холинэстеразы. 2. Выпишите функциональные группы (и поставляющие их аминокислоты), чаще всего участвующие в формировании активного центра ферментов.
5.	Изучите специфичность ферментов.	1.Выпишите понятия специфичности фермента и подумайте, чем обусловлена специфичность ферментов. Объясните биологический смысл специфичности. 2. Приведите примеры ферментов с абсолютной, групповой и стереохимической специфичностью. 3. Вспомните теории энзим - субстратных взаимодействий Фишера и Кошленда и дайте определение, какая из этих теорий приемлема на современном уровне для объяснения специфичности ферментов.
6.	Изучите механизм действия ферментов.	1. Вспомните основные теории катализа. 2. Напишите и объясните общую схему ферментативного процесса (уравнение Фишера). 3. Разберите механизм действия холинэстеразы.
7.	Изучите зависимость ферментативной реакции от температуры.	1. Графически изобразите зависимость активности ферментов от температуры. 2. Охарактеризуйте состояние фермента при 0^0С и при 100^0С. 3. Приведите примеры термолабильных и термостабильных ферментов. 4. Какое практическое значение имеют знания зависимости активности ферментов от температуры.
8.	Изучите зависимость ферментативной активности от рН среды.	1. Изобразите графическую зависимость от рН среды активности пепсина, трипсина, амилазы слюны, кислой и щелочной фосфатазы. 2. Выделите три ведущих фактора, объясняющие зависимость ферментативного катализа от рН среды. 3. Поясните, для чего специалисту медицины необходимо знать свойства ферментов.
9.	Изучите современную классификацию и номенклатуру ферментов.	1. Приведите классификацию ферментов. На чем основана классификация ферментов? В виде таблицы выпишите все классы подклассы ферментов. 2. Напишите примеры типов реакций, катализируемых каждым из 6 классов ферментов, дайте ферментам систематические названия. 3. Определите, к какому классу, подклассу и подподклассу относятся ферменты: α-амилаза, щелочная фосфатаза, холинэстераза, моноаминооксидаза.

 

Подготовьте к предстоящему занятию протокол, в котором отразите принцип метода и ход работы. Не забудьте оставить достаточного места для выводов после выполнения каждой работы.