Коллоквиум II по теме: «Ферменты и витамины»

Вопросы, для самостоятельной подготовки

1) Классификация ферментов. Примеры ферментов каждого класса.

2) Общие свойства ферментов: термолабильность, зависимость от pH, температуры, специфичность действия ферментов.

3) Ферменты, определение. Простые и сложные ферменты. Активные и аллостерические центры ферментов.

4) Регуляция действия ферментов.

5) Ферменты. Определение активности. Единицы активности.

6) Ингибирование ферментов, неспецифическое и специфическое ингибирование, обратимое и необратимое. Конкурентное и неконкурентное.

7) Понятие о ферментах и коферментах. Связь коферментов с витаминами.

8) Специфичность действия ферментов. Типы специфичности.

9) Влияние концентрации субстрата на активность ферментов. Понятие о константе Михаэлиса.

10)Витамины, классификация витаминов. Биологическая роль витаминов. Жирорастворимые витамины А, D, E, K.

11)Витамин PP (антипеллагрический) витамин. Биологическая роль.

12)Витамин B₁ (антиневритный) – тиамин. Биологическая роль.

13)Витамин В₂ (витамин роста) – рибофлавин. Биологическая роль.

14)Витамин В₃ (антидерматитный) – пантотеновая кислота. Биологическая роль.

15)Витамин В₆ (антидерматитный) – пиридоксин. Акродиния. Биологическая роль.

16)Витамин С (антискорбутный) – аскорбиновая кислота. Биологическая роль.

 

Варианты письменной части коллоквиума

Вариант 1.

1. Общие свойства ферментов: термолабильность, рН-зависимость, специфичность.

2. Изоферменты и их значение для энзимодиагностики.

3. Биологическая роль витамина A.

4. Написать формулу кофермента витамина B₁

и показать его участие в обменных процессах

 

Вариант 2.

1. Зависимость между концентрацией субстрата и скоростью ферментативных реакций. Понятие о константе Михаэлиса.

2. Типы ингибирования ферментов: конкурентное и неконкурентное ингибирование.

3. Биологическая роль витамина K.

4. Написать формулу кофермента витамина B₃ и показать его участие в обменных процессах..

Вариант 3.

1. Классификация ферментов, характеристика каждого класса ферментов (примеры).

2. Понятие об активных центрах ферментов: каталитические и регуляторные центры. Аллостерические эффекторы. Активаторы и ингибиторы ферментов.

3. Биологическая роль витамина E.

4. Написать формулу кофермента витамина B₆ и показать его участие в обменных процессах для

Вариант 4.

1. Зависимость между концентрацией субстрата и скоростью ферментативных реакций. Понятие о константе Михаэлиса.

2. Примеры использования ферментов в ветеринарии.

3. Биологическая роль витамина D.

4. Написать формулу кофермента витамина B₂ и показать его участие в обменных процессах.

Варианты заданий на компьютерном тестировании

Инструкция к тесту: Выбрать все правильные ответы

1. K классу оксидоредуктаз не относится фермент:

1. каталаза

2. пероксидаза

3. амилаза

4. аскорбатоксидаза

5. лактатдегидрогеназа

 

2. Перенос электронов от одного вещества к другому осуществляют:

1. оксидоредуктазы

2. трансферазы

3. гидролазы

4. лиазы

5. лигазы

 

Фермент амилаза относится к

1. оксидоредуктазам

2. гидролазам

3. лиазам

4. синтетазам

5. изомеразам

 

4. Смесь ферментов нельзя разделить:

1. высаливанием

2. диализом

3. гель-фильтрацией

4. электрофорезом

5. ионообменной хроматографией

 

5. Константа Михаэлиса (К_m ) – это концентрация субстрата [S], при которой скорость ферментативной реакции v:

1. равна 0

2. равна 1

3. максимальна (v_макс.)

4. равна ½ от максимальной скорости

5. превышает v_макс.

 

6. Причиной гиповитаминоза могут быть:

1. недостаток витамина в пище

2. нарушение транспорта витамина

3. нарушение синтеза кофермента

4. генетические дефекты апофермента

5. все вышеперечисленные обстоятельства

 

7. Витамин, необходимый для переноса атомов водорода:

1. тиамин

2. рибофлавин

3. фолиевая кислота

4. кобаламин

5. биотин

 

8. В состав ФМН входит витамин:

1. В₁

2. В₂

3. В₃

4. В₆

₅ В₁₂

9. Витамины, участвующие в свертывании крови:

1. А

2. В

3. С

4. Е

5. К

 

10. Витамин С не синтезируется в организме:

1. человека

2. собаки

3. коровы

4. лошади

5. свиньи

 

11. Фермент каталаза относится к:

1. оксиредуктазам

2. трансферазам

3. гидролазам

4. лиазам

5. изомеразам

 

12. В активном центре фермента не может связывать:

1. субстрат

2. продукт

3. кофермент

4. конкурентный ингибитор

5. аллостерический эффектор

13. Кофермент присоединяется к апоферменту:

1. минимум в трех точках

2. всегда в активном центре

3. разнообразными химическими связями

4. либо прочно, либо непрочно

5. всеми перечисленными способами

 

14. Специфичность действия холофермента определяется:

1. характером витамина

2. углеводными молекулами, присоединенными к белку

3. апоферментом

4. коферментом

5. всеми вышеперечисленными факторами

 

15. Общее число субъединиц в лактатдегидрогеназе:

1. две

2. три

3. четыре

4. шесть

5. восемь

 

16. Витамин, необходимый для переноса аминогрупп:

1. пиридоксин

2. рибофлавин

3. тиамин

4. аскорбат

5. никотинамид

17. НАД⁺ и НАДФ⁺ - коферментные формы витамина:

1. Р

2. PP

3. К

4. С

5. В₃

 

18. Неспецифическое (неизбирательное) ингибирование всех ферментов наблюдается под действием:

1. избытка субстрата

2. аналогов субстрата

3. аналогов кофермента

4. аллостерических эффекторов

5. нагревания

 

19. Полиневрит развивается при недостаточности витамина:

1. А

2. В₁

3. В₆

4. РР

5. В₃

 

20. Акродиния – заболевание связанное с недостаточностью витамина:

1. В₁

2. В₂

3. В₃

4. РР

5. В₆

 

21. К какому классу относится фермент фосфопируват-гидратаза (енолаза КФ 4.2.1.11):

1. трансферазы

2. гидролазы

3. лиазы

4. изомеразы

5. лигазы

 

22. К классу оксидоредуктаз не относится фермент:

1. каталаза

2. пероксидаза

3. холинэстераза

4. аскорбатоксидаза

5. лактатдегидрогеназа

23. Специфичность сложных ферментов определяется:

1. коферментом

2. апоферментом

3. аллостерическим эффектором

4. витамином

5. всеми вышеперечисленными факторами

24. Конкурентные ингибиторы:

1. повышают К_m фермента

2. понижают К_m фермента

3. повышают V_max

4. понижают V_max

5. не изменяют К_m и V_max

 

25. Коферментом лактатдегидрогеназы является:

1. ТПФ

2. пиридоксальфосфат

3. биотин

4. НАД

5. фолиевая кислота

 

26. Кофермент, присоединяющий всегда только один атом водорода при окислении субстрата:

1. ФАД

2. ФМН

3. НАДФ⁺

4. ТПФ

5. пиридоксальфосфат

 

27. При недостатке витамина РР у человека развивается:

1. склероз

2. рахит

3. пеллагра

4. цинга

5. бери - бери

 

28. ФАД и ФМН - коферментные формы витамина:

1. В₁

2. В₂

3. В₃

4. В₆

5. В₁₂

29. В состав кофермента А входит витамин:

1. В₁

2. В₂

3. В₃

4. В₆

5. В₁₂

 

30. В рубце жвачных животных не синтезируется витамин:

_1. В₁

2. В₂

3. А

4. В₁₂

5. В₆

 

31. В активный центр фермента не входит:

1. субстратсвязывающий участок

2. каталитический участок

3. металл

4. кофермент

5. аллостерический эффектор

 

32. Фермент, не относящийся к гидролазам:

1. амилаза

2. трипсин

3. каталаза

4. холинэстераза

5. пепсин

 

33. Каталитической активностью обладает:

1. инсулин

2. гемоглобин

3. казеин

4. пепсин

5. кератин

 

34. Коферментом аминотрансфераз служит:

1. ФАД

2. ТПФ

3. ПФ

4. биотин

5. КоА

 

35. Конкурентное ингибирование снимается:

1. повышением температуры

2. добавлением продукта реакции

3. избытком субстрата

4. ионами тяжелых металлов

5. другим ингибитором

 

36. Витамин, содержащий в своей молекуле атом металла:

1. тиамин

2. биотин

3. кобаламин

4. пиридоксин

5. рибофлавин

 

37. Витамин, входящий в состав кофермента НАДФ:

1. тиамин

2. биотин

3. рибофлавин

4. ниацин (РР)

5. пиридоксин

 

38. Витамин Е представляет собой:

1. холекальциферол

2. ретинол

3. эргокальциферол

4. токоферол

5. диметилнафтохинон

 

39. В реакциях карбоксилирования участвуют витамины:

1. тиамин

2. биотин

3. пиридоксин

4. ретинол

5. токоферол

 

При недостаточности какого витамина наблюдается у животных остеомаляция?

1. А

2. D

3. Е

4. В₁

5. К

 

 

Ответы к тестам:

 

 

1. 3

2. 1

3. 2

4. 2

5. 4

6. 5

7. 2

8. 2

9. 5

10. 1

11. 1

12. 5

13. 5

14. 3

15. 3

16. 1

17. 2

18. 5

19. 2

20. 1

21. 3

22. 3

23. 2

24. 1

25. 4

26. 3

27. 3

28. 2

29. 3

30. 3

31. 5

32. 3

33. 4

34. 3

35. 3

36. 3

37. 4

38. 4

39. 2

40. 2

FРаздел 5e

Гормоны.

Гормоны – биологически активные органические соединения разнообразного химического строения, координирующие деятельность различных клеточных процессов и целостного организма..

Каждый гормон является центральным звеном сложной системы гормональной регуляции. Уникальность гормональной регуляции обусловлена соподчинённостью работы желёз внутренней секреции.

Гормоны синтезируются в виде предшественников, иногда депонируются в специализированных клетках эндокринных желез. К железам внутренней секреции обычно относят щитовидную железу, паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочную железу и др.Деятельность их не автономна, а находится под контролем центральной нервной системы.

 

От эндокринных желёз гормоны по мере метаболической необходимости поступают в кровоток. Большинство гормонов переносится в виде комплексов с плазматическими белками (переносчики гормонов), причем связывание с переносчиками носит обратимый характер. Гормоны разрушаются соответствующими ферментами.Гормоны и их метаболиты выводятся из организма экскреторной системой, обычно почками.

 

Таблица. Классификация гормонов по химической природе

Пептидные и белковые гормоны	Гормоны-производные аминокислот (АМК)	Гормоны стероидной структуры	Гормоноподобные соединения (оказывают местное действие)
Тиролиберин Тиреотропин Инсулин Глюкагон	Норадреналин Адреналин Тироксин (тетрайодтиронин) Трийодтиронин	Прогестерон Эстрадиол Тестостерон Кортизол Альдостерон Кальцитриол	Производные АМК: Гистамин, Серотонин Эйкозаноиды: Лейкотриен, Простациклин, Простагландины, Тромбоксаны

 

Существуют и два основных типа передачи гормонального сигнала клеткам-мишеням. Липофильные гормоны проникают в клетку, а затем поступают в ядро. Гидрофильные гормоны оказывают действие на уровне клеточной мембраны.

Липофильные гормоны и сигнальные вещества(стероидные гормоны, тироксин и ретиноевая кислота) проникают через плазматическую мембрану внутрь клетки, где взаимодействуют с высокоспецифическими рецепторами. Образующийся г ормон-рецепторный комплекс связывается в ядре с хроматином и инициирует транскрипцию определенных генов. Усиление или подавление синтеза мРНК приводит к изменению концентрации специфических белков (ферментов), определяющих ответ клетки на гормональный сигнал.

Группа гидрофильных гормонов и сигнальных веществ (производные аминокислот, а также пептидные и белковые гормоны) связываются со специфическими рецепторами на внешней поверхности плазматической мембраны. Связывание гopмона с рецептором передает сигнал на внутреннюю поверхность мембраны и тем самым запускает синтез вторичных посредников. Молекулы-посредники потенцируют клеточный ответ на действие гормона.

Гормональные препараты довольно широко используются в животноводстве и ветеринарии. Так например, инсулин применяется для лечения сахарного диабета, а инъекции инсулина свиньям повышает их суточный привес. Простагландины исвпользуются для лечения бронхиальной астмы, бронхитов, артритов, а АГТК – при лечении ревматизма, подагры. Синэстрол применяется для борьбы с яловостью коров.

Вопросы для внеаудиторной теоретической работы по разделу:

1) Общее понятие о гормонах. Роль центральной нервной системы в регуляции деятельности желез внутренней секреции. Гипер- и гипофункция желез внутренней секреции.

2) Классификация гормонов по химической природе: гормоны пептидной и белковой природы, производные аминокислот, гормоны стероидной природы, простагландины. Методы определения гормонов.

3) Гормоны гипоталамуса: либерины, статины. Структура, свойства, биологическая роль.

4) Гормоны гипофиза: Роль в регуляции функций других желез внутренней секреции.

5) Гормоны передней доли гипофиза: соматотропин, кортикотропин, тиреотропин, гонадотропины, лактотропин, липотропин. Их химическая природа и биологическое действие.

6) Гормоны средней доли гипофиза (меланоцитстимулирующие гормоны).

7) Гормоны задней доли гипофиза. Окситоцин, вазопрессин, их химическая природа и биологическое действие.

8) Гормоны паращитовидных желез. Паратгормон.

9) Гормоны щитовидной железы. Тироксин, ди- и трийодтиронин. Их строение и синтез в организме. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы. Кальцитонин.

10) Гормоны поджелудочной железы. Инсулин и глюкагон. Их химическая природа и влияние на обмен веществ.

11) Гормоны мозгового вещества надпочечников. Адреналин, норадреналин. Строение, свойства и образование в организме. Влияние на обмен веществ.

12) Гормоны коркового вещества надпочечников. Кортикостероиды. Химическое строение, биосинтез и биологическое действие.

13) Гормоны половых желез. Их структура, свойства, биологическая роль.

14) Простагландины. Структура, биологическая роль.

15)Биологическая роль гормонов как регуляторов обмена веществ. Механизмы действия гормонов.

16)Применение гормонов и их синтетических аналогов в медицине, животноводстве и ветеринарии.

Занятие 9.

 

9.1 Семинар по теме: «Гормоны»

1. Вопросы, требующие однозначного ответа «да» (+) или «нет» (-).

1. Альдостерон относится к глюкокортикоидам.

2. Вазопрессин - гормон передней доли гипофиза.

3. Тироксин может синтезироваться из тирозина.

4. Влияет ли деятельность гипофиза на функцию других желез внутренней секреции?

5. Известны ли гормоны циклопептидной структуры?

6. Можно ли синтезировать гормоны искусственным путем?

7. Эффективно ли пероральное применение инсулина?

8. Проникает ли адреналин в цитоплазму клеток?

9. Является ли арахидоновая кислота предшественником простагландинов?

10. Либерины и статины регулируют секрецию тропных гормонов гипофиза.

11. цАМФ и цГМФ - вторичные посредники пептидных гормонов.

12. Аденилатциклазная и протеинкиназная системы обеспечивают многократное усиление гормонального сигнала.

13. Кальмодулин - это внутриклеточный Са-связывающий белок.

14. Стероидные гормоны проникают через плазматические мембраны и связываются с внутриклеточными рецепторами.

15. Обладают ли производные витамина D гормональной активностью?

16. Изменяет ли инсулин проницаемость клеточных мембран для глюкозы, аминокислот, ионов К⁺ и Са²⁺?

 

Вопросы с выборочным ответом

К гормонам пептидного строения нельзя отнести: 1. кальцитонин 2. окситоцин 3. тиролиберин 4. прогестерон 5. глюкагон	В регуляции липидного обмена не участвует: 1. адреналин 2. кортикотропин 3. инсулин 4. гидрокортизон 5. вазопрессин
Вторичные посредники гормонального сигнала: 1. диацилглицеролы 2. триацилглицеролы 3. лейкотриены 4. тромбоксаны 5. все вышеперечисленные соединения	К стероидным гормонам нельзя отнести: 1. кортизол 2. альдостерон 3. эстрадиол 4. тестостерон 5. кортикотропин

 

3) Найти соответствие, установив последовательность участников передачи гормонального сигнала в клетку

 

1. 2. 3. 4. 5.

А. ц-АМФ Б. G-белок В. аденилатциклаза Г. мембранный рецептор Д. гормон

9.2 Обсуждение биологической модели: «Влияние гормонов на содержание глюкозы в крови»

 

Адреналин опосредованно, через рецепторы усиливает в клетках печени распад гликогена, замедляя его синтез, в результате чего свободная глюкоза поступает из клеток в кровь. Концентрация глюкозы в крови повышается.

Инсулин в печени оказывает прямо противоположное действие на обмен глюкозы, но в первую очередь, он опосредованно, через рецепторы способствует быстрому поглощению глюкозы из крови жировой тканью и мышцами. Концентрация глюкозы в крови снижается.

 

Цель работы

Убедиться, что введение гормонов изменяет концентрацию глюкозы в крови животных.

Принцип метода

Моделирование биологического эксперимента с использованием лабораторных животных – кроликов.

Выполнение работы

Двух кроликов (натощак) взвешивают, и в стерильных условиях берут кровь (1 каплю) из ушной вены кроликов, затем рассчитывают дозы гормональных препаратов: 1,5 МЕ инсулина и 0,35 мл 0,1% раствора адреналина на 1 кг массы кроликов. При необходимости коммерческие препараты гормонов разводят стерильным физиологическим раствором. В это время определяют исходные концентрации глюкозы в крови каждого кролика с помощью глюкометра, а потом вводят (в стерильных условиях) под кожу живота рассчитанную дозу инсулина одному кролику и адреналина другому.

Через 30 минут после введения гормонов вновь берется кровь из другой ушной вены кроликов и повторно определяется концентрация глюкозы. Кролику, которому вводили инсулин, дают пить 40% раствор глюкозы.

Следует отметить, что эксперимент не причиняет вреда кроликам при внимательном выполнении всех описанных ниже манипуляций, однако лучше использовать «виртуального» кролика или ограничиться демонстрацией (моделированием) всех ниже перечисленных процедур.

 

 

	Концентрация глюкозы, ммоль/л
Кролик И (инсулин)	Кролик А (адреналин)
До введения гормонов
Через 30 мин после введения гормонов
Разница

Выводы

 

FРаздел 6e

Обмен веществ и энергии.

Химия и обмен углеводов.