Занятие 7. Классификация, структура и свойства ферментов.

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

Содержание занятия:

– контроль выполнения заданий по самоподготовке;

– выполнение заданий тестового контроля;

– решение ситуационных задач;

– выполнение лабораторных работ по сравнению свойств ферментов и минеральных катализаторов, определению общих свойств ферментов: термолабильности и субстратной специфичности, зависимости активности ферментов от рН среды;

– прослушивание и обсуждение реферативных сообщений;

– контроль усвоения темы путем устного собеседования с преподавателем.

Примерные темы реферативных сообщений по УИРС:

1. Энзимология и ее место в микробиологии.

2. Мембранная энзимология.

Методические указания к самоподготовке

 

Используя лекции и учебник по биохимии, изучите строение и свойства ферментов, сопоставьте их свойства со свойствами неорганических катализаторов, разберитесь в закономерностях зависимости ферментативного катализа от температуры и рН среды.

Вопросы и упражнения для аудиторной и внеаудиторной работы:

1. Дайте определение понятию «ферменты», перечислите доказательства белковой природы ферментов.

2. Принципы номенклатуры и классификации ферментов. На чем основана классификация ферментов?

3. Выпишите в виде таблицы все классы и подклассы ферментов.

4. Напишите примеры типов реакций, катализируемых каждым из шести классов ферментов, дайте ферментам систематические названия.

5. Определите, к какому классу, подклассу и подподклассу относятся ферменты: α-амилаза, щелочная фосфатаза, ацетилхолинэстераза, моноаминооксидаза.

6. Охарактеризуйте простые и сложные ферменты. Разберите понятия: кофермент, апофермент, холофермент, активный центр, аллостерический центр.

7. Отметьте, чем представлены активные центры простых и сложных ферментов белков. Выпишите функциональные группы (и поставляющие их аминокислоты), чаще всего участвующие в формировании активного центра ферментов.

8. Сопоставьте свойства ферментов и неорганических катализаторов. 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

9. Подумайте, могут ли обладать ферментативной активностью помимо белков, молекулы других классов биополимеров?

10. Выпишите понятия специфичности фермента и подумайте, чем обусловлена специфичность ферментов. Объясните биологический смысл специфичности.

11. Приведите примеры ферментов с абсолютной, групповой и стереохимической специфичностью.

12. Вспомните теории энзим-субстратных взаимодействий Фишера и Кошленда и дайте определение, какая из этих теорий приемлема на современном уровне для объяснения специфичности ферментов.

13. Графически изобразите зависимость активности термолабильных ферментов от температуры.

14. Охарактеризуйте состояние фермента при 0⁰С и при 100⁰С.

15. Приведите примеры термолабильных и термостабильных ферментов.

16. Какое практическое значение имеют знания зависимости активности ферментов от температуры.

17. Изобразите графическую зависимость от рН среды активности пепсина, трипсина, амилазы слюны, кислой и щелочной фосфатазы.

18. Выделите три ведущих фактора, объясняющие зависимость ферментативного катализа от рН среды.

19. Охарактеризуйте зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента. Приведите график зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации фермента.

20. Приведите классификацию коферментов.

Каков характер связи между различными коферментами и апоферментами?

Примеры тестов для контроля исходного уровня знаний

Задание 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Абсолютной специфичностью обладает:

а) протеиназа

б) липаза

в) уреаза

г) α-амилаза

1.2. К коферментам относится:

а) пируват

б) НАД⁺

в) витамин В₁

г) тирозин

Задание 2. Установите соответствие.

2.1. Определите номер каждого класса ферментов согласно действующей классификации:

1) 1 а) трансферазы

2) 2 б) лиазы

3) 3 в) оксидоредуктазы

4) 4 г) лигазы

5) 5 д) гидролазы

6) 6 е) изомеразы