Mērķis:

1. Formulēt zināšanas par ķīmiskais sastāvs, olbaltumvielu veidošanās un struktūra.
2. Aprakstiet olbaltumvielu molekulu pamatstruktūras.
3. Veidot zināšanas par svarīgākajām olbaltumvielu īpašībām un funkcijām.
4. Tērēt laboratorijas darbi novērojot ūdeņraža peroksīda sadalīšanos ar fermenta katalāzes palīdzību.

Aprīkojums:

• demonstrācijas materiāls,
• molekulu konstruktors,
• tabula "Olbaltumvielu molekulu struktūra",
• apmēram 50 cm garš stieples gabals,
• aprīkojums praktiskai pieredzei: 6 mēģenes (1 un 2 jēlas gaļas gabalos, 3 un 4 jēlu kartupeļu gabalos, 5 un 6 vārītos kartupeļos),
• ūdeņraža peroksīds.

Nodarbību laikā

1. Organizatoriskais moments

Skolotājs paziņo stundas tēmu, runā par iespēju organizēt integrētu stundu šīs tēmas apguvei.

2. Zināšanu atjaunošana

Skolotājs uzrauga darbu grupās un pēc tam diskusijas laikā pabeidz skolēnu ziņojumus. Diskusija notiek šādi:

1. Olbaltumvielu molekulu sastāvs, struktūra un veidošanās.

Ķīmijas skolotājas skaidrojums, no kuriem atomi, molekulas būvē polipeptīdu molekulas. Olbaltumvielu molekulu daudzveidība, to ķīmiskās īpašības molekulu izteiksmē. Pēc tam pirmās grupas bērni demonstrē polipeptīda molekulas montāžu no AA kondensācijas reakcijas laikā. Skolotājs raksta uz tāfeles, skolēni - kladēs, polipeptīdu saites shēmu.

2. Olbaltumvielu molekulas uzbūve (studentu sagatavots materiāls)

Otrās grupas puiši ar stieples gabala palīdzību demonstrē 1,2,3,4 proteīna struktūru veidošanās mehānismu. Piezīmju grāmatiņā ir diagrammas par olbaltumvielu struktūru un ķīmisko saišu veidiem, kas atbalsta šīs struktūras.

3. Olbaltumvielu īpašības un mērķis (skolēnu sagatavots materiāls)

Trešās grupas puiši dod ziņu, ko sagatavojuši, izmantojot papildu literatūru. Skolotājs pabeidz bērnu vēstījumu, uzsver olbaltumvielu nozīmi organiskajā pasaulē. Šī informācija tiek ierakstīta piezīmju grāmatiņā.

4. Laboratorijas darbu veikšana

Mērķis: Darbs tiek veikts kā demonstrācija. Rezultāti un secinājumi tiek ierakstīti atskaites lapā, kuru kopā ar piezīmju grāmatiņu nodod nodarbības beigās.

3. Zināšanu vispārināšana un kontrole

Notiek pa posmiem, pēc katra tēmas bloka apspriešanas.

4. Mājas darbs

Piezīmju grāmatiņas ieraksts, 3.4. punkts.

5. Uzdevumi

Uzdevums numur 1

Olbaltumvielu molekulas struktūra

1) Izmantojot ķīmisko konstruktoru, izveidojiet polipeptīda fragmentu saskaņā ar shēmu:

Leģenda (konstruktora fragmentu krāsas):

• C - melns
• H - balts
• O - sarkans
• N - zaļš
• R - pelēks

2) Izmantojot mājienu, formulējiet jēdziena “olbaltumviela” definīciju.

Aminoskābe - dipeptīds - polipeptīds - PROTEĪNS

Uzdevums numurs 2

Olbaltumvielu telpiskās struktūras struktūra

1) Izlasiet informāciju par proteīna struktūras struktūru (no papildu avotiem), izmantojot vadu, parādiet pārejas procesu no 1. uz 2., 3, 4 proteīna struktūrām un otrādi. Definējiet denaturāciju un renaturāciju, šo procesu apstākļus.

2) Kādas saites stabilizē proteīna sekundāro, terciāro un kvartāro struktūru.

Uzdevums numurs 3

1) Izmantojot papildu literatūru, pierakstiet, kādas funkcijas veic proteīni.

2) Kas izraisa nepieciešamību pēc vitamīnu klātbūtnes pārtikā.

3) Kas ir “atslēga” un kas ir “slēdzene” enzīmu-substrāta kompleksā saskaņā ar Fišera hipotēzi.

Uzdevums numurs 4

Performance praktiskais darbs un tā rezultātu skaidrojumu.

Progress:

Mēģenēs ar jēlas gaļas gabaliņiem, jēliem un vārītiem kartupeļiem ielej 2 ml H 2 O 2 (ūdeņraža peroksīda). Ievērojiet gāzes burbuļu izdalīšanos. Izskaidrojiet novērotās parādības.

1. Paskaidrojiet, kāpēc fermentu katalizētās reakcijas ir atkarīgas no pH, no temperatūras?
2. Kā reakcijas ātrums ir atkarīgs no substrāta un fermenta koncentrācijas?

Olbaltumvielu molekulas uzbūve

Papildus polipeptīda aminoskābju secībai (primārā struktūra) ārkārtīgi svarīga ir proteīna trīsdimensiju struktūra, kas veidojas locīšanas (locīšanas) procesā. locīšana), tas ir, locīšana). Trīsdimensiju struktūra veidojas zemāku līmeņu struktūru mijiedarbības rezultātā. Ir četri olbaltumvielu struktūras līmeņi:

Primārā struktūra ir aminoskābju secība polipeptīdu ķēdē. Svarīgas primārās struktūras iezīmes ir konservatīvie motīvi - aminoskābju kombinācijas, kas ir svarīgas olbaltumvielu darbībai. Sugu evolūcijas laikā tiek saglabāti konservatīvie motīvi; tos var izmantot, lai prognozētu nezināma proteīna darbību.

Sekundārā struktūra - polipeptīda ķēdes fragmenta lokāla sakārtošana, stabilizēta ar ūdeņraža saitēm un hidrofobām mijiedarbībām. Tālāk ir minēti daži izplatīti olbaltumvielu sekundārās struktūras veidi:

Spirāles ir blīvas spoles ap molekulas garo asi, viena spole sastāv no 4 aminoskābju atlikumiem, spirāli stabilizē ūdeņraža saites starp H un O peptīdu grupām, kas atrodas 4 saišu attālumā. Spirāle ir veidota tikai no viena veida aminoskābju stereoizomēriem (L), lai gan tā var būt vai nu kreisā, vai labā, olbaltumvielās dominē labā roka. Spirāli traucē glutamīnskābes, lizīna, arginīna elektrostatiskā mijiedarbība, cieši izvietots asparagīns, serīns, treonīns un leicīns var steriski traucēt spirāles veidošanos, prolīns izraisa ķēdes izliekšanos un arī izjauc α-spirāles.

Loksnes (salocīti slāņi) ir vairākas zigzaga polipeptīdu ķēdes, kurās veidojas ūdeņraža saites starp aminoskābēm vai dažādām olbaltumvielu ķēdēm, kas primārajā struktūrā atrodas relatīvi tālu viena no otras un nav izvietotas cieši, kā tas ir -spirāles gadījumā. Šie pavedieni parasti ir vērsti ar to N-galiem pretējos virzienos (pretparalēlā orientācija). -lokšņu veidošanai svarīgs ir aminoskābju R grupu mazais izmērs, parasti dominē glicīns un alanīns.

Terciārā struktūra - polipeptīdu ķēdes telpiskā struktūra - sekundārās struktūras elementu savstarpējais izkārtojums, ko stabilizē mijiedarbība starp aminoskābju atlikumu sānu ķēdēm. Terciārās struktūras stabilizācijā piedalās:

• kovalentās saites (starp diviem cisteīniem - disulfīda tiltiem);
• jonu (elektrostatiskā) mijiedarbība (starp pretēji lādētu aminoskābju atlikumiem);
• ūdeņraža saites;
• hidrofobās mijiedarbības.

Olbaltumvielas iedala grupās pēc to trīsdimensiju struktūras.

Kvartārā struktūra ir proteīna apakšvienības struktūra. Vairāku polipeptīdu ķēžu savstarpēja izkārtošanās kā daļa no viena proteīna kompleksa.

Atšķiras arī:

Olbaltumvielu trīsdimensiju struktūra ir telpisko koordinātu kopums, kas veido olbaltumvielu atomus.

Proteīna apakšvienības (domēna) struktūra ir proteīna reģionu secība, kam ir zināma funkcija vai īpaša trīsdimensiju struktūra.

Olbaltumvielu funkcijas organismā

Tāpat kā citas bioloģiskās makromolekulas (polisaharīdi, lipīdi) un nukleīnskābes, olbaltumvielas ir visu dzīvo organismu nepieciešamas sastāvdaļas un ir iesaistītas katrā šūnas iekšējā procesā. Olbaltumvielas veic vielmaiņu un enerģijas transformācijas. Olbaltumvielas ir daļa no šūnu struktūrām - organellām vai tiek izdalītas ārpusšūnu telpā signālu apmaiņai starp šūnām un pārtikas substrātu hidrolīzei. Jāatzīmē, ka olbaltumvielu klasifikācija pēc to funkcijas ir diezgan patvaļīga, jo eikariotos viens un tas pats proteīns var veikt vairākas funkcijas. Labi izpētīts šādas daudzfunkcionalitātes piemērs ir lizil-tRNS sintetāze, enzīms no aminoacil-tRNS sintetāžu klases, kas ne tikai piesaista lizīnu tRNS, bet arī regulē vairāku gēnu transkripciju.

katalītiskā funkcija

Vispazīstamākā olbaltumvielu loma organismā ir dažādu ķīmisko reakciju katalīze. Fermenti ir proteīnu grupa ar specifiskām katalītiskām īpašībām, tas ir, katrs ferments katalizē vienu vai vairākas līdzīgas reakcijas. Fermenti katalizē komplekso molekulu šķelšanās reakcijas (katabolismu) un to sintēzi (anabolismu), kā arī DNS replikāciju un remontu un RNS sintēzi. Ir zināmi vairāki tūkstoši fermentu; starp tiem, piemēram, pepsīns, gremošanas laikā sadala olbaltumvielas. Pēctranslācijas modifikācijas procesā daži fermenti pievieno vai noņem ķīmiskās grupas citiem proteīniem. Ir zināmas aptuveni 4000 reakcijas, ko katalizē proteīni. Molekulas, kas pievienojas fermentam un mainās reakcijas rezultātā, sauc par substrātiem.

Lai gan fermenti parasti sastāv no simtiem aminoskābju, tikai neliela daļa no tiem mijiedarbojas ar substrātu, un vēl mazāk - vidēji 3-4 aminoskābes, kas bieži atrodas tālu viena no otras primārajā aminoskābju secībā - ir tieši iesaistītas. katalīze. Fermenta daļu, kas piesaista substrātu un satur katalītiskās aminoskābes, sauc par enzīma aktīvo vietu.

strukturālā funkcija

Strukturālie proteīni, tāpat kā sava veida armatūra, piešķir formu šūnas šķidruma iekšpusei. Lielākā daļa strukturālo proteīnu ir pavedienveida proteīni: piemēram, aktīna un tubulīna monomēri ir lodveida, šķīstoši proteīni, bet pēc polimerizācijas tie veido garus pavedienus, kas veido citoskeletu, kas ļauj šūnai saglabāt formu. Kolagēns un elastīns ir galvenie komponenti saistaudi(piemēram, skrimšļi), un mati, nagi, putnu spalvas un daži čaumalas sastāv no cita strukturāla proteīna, keratīna.

Aizsardzības funkcija

Olbaltumvielas, kas veido asinis, ir iesaistītas ķermeņa aizsardzības reakcijā gan pret patogēnu bojājumiem, gan uzbrukumiem. Pirmās olbaltumvielu grupas piemēri ir fibrinogēni un trombīni, kas iesaistīti asinsrecē, un antivielas (imūnglobulīns) neitralizē baktērijas, vīrusus vai svešas olbaltumvielas. Antivielas, kas ir daļa no adaptīvās imūnsistēmas, pieķeras pie konkrētam organismam svešām vielām, antigēniem un tādējādi tos neitralizē, novirzot uz iznīcināšanas vietām. Antivielas var izdalīties starpšūnu telpā vai pievienoties specializētu B-limfocītu, ko sauc par plazmas šūnām, membrānām. Lai gan fermentiem ir ierobežota afinitāte pret substrātu, jo pārāk spēcīga pieķeršanās substrātam var traucēt katalizēto reakciju, antivielu pieķeršanās antigēnam noturībai nav ierobežojumu.

Regulējošā funkcija

Daudzus procesus organismā regulē mazas olbaltumvielu molekulas, polipeptīdu hormoni un citokīni. Šādu proteīnu piemēri ir attiecīgi insulīns, kas regulē glikozes koncentrāciju asinīs, un audzēja nekrozes faktors, kas pārraida iekaisuma signālus starp ķermeņa šūnām. Intracelulārā līmenī gēnu transkripciju kontrolē aktivatoru un represoru proteīnu piesaiste gēnu regulējošām sekvencēm. Translācijas līmenī daudzu mRNS nolasīšanu regulē arī olbaltumvielu faktoru pievienošana, un RNS un proteīnu degradāciju veic arī specializēti proteīnu kompleksi. Nozīmīgākā loma intracelulāro procesu regulēšanā ir proteīnkināzēm – enzīmiem, kas aktivizē vai kavē citu proteīnu aktivitāti, piesaistot tiem fosfātu grupas.

transporta funkcija

Šķīstošajiem proteīniem, kas iesaistīti mazu molekulu transportēšanā, ir jābūt ar augstu afinitāti (afinitāti) pret substrātu, ja tas atrodas augstā koncentrācijā, un to ir viegli atbrīvot vietās ar zemu substrāta koncentrāciju. Transporta proteīnu piemērs ir hemoglobīns, kas pārvadā skābekli no plaušām uz citiem audiem un oglekļa dioksīdu no audiem uz plaušām, kā arī tam homologās olbaltumvielas, kas sastopamas visās dzīvo organismu valstībās.

Olbaltumvielu rezerves (rezerves) funkcija

Šīs olbaltumvielas ietver tā sauktos rezerves proteīnus, kas kā enerģijas un vielas avots tiek uzglabāti augu sēklās un dzīvnieku olās; terciāro olu čaumalu proteīni (ovalbumīni) un galvenais piena proteīns (kazeīns) arī pilda galvenokārt uztura funkciju. Kā aminoskābju avots organismā tiek izmantotas vairākas citas olbaltumvielas, kas savukārt ir bioloģiski aktīvo vielu prekursori, kas regulē vielmaiņas procesus.

Receptoru funkcija

Olbaltumvielu receptori var atrasties citoplazmā vai integrēti šūnu membrānā. Viena receptora molekulas daļa saņem signālu, kas ar konformācijas izmaiņām tiek pārraidīts uz citu molekulas daļu, kas aktivizē signāla pārraidi uz citiem šūnu komponentiem. Membrānas receptoros molekulas daļa, kas saistās ar signalizācijas molekulu, atrodas uz šūnas virsmas, bet signālu pārraides domēns atrodas iekšpusē.

Motora un kontraktilās funkcijas

Vesela motoro proteīnu klase ir iesaistīta gan ķermeņa makrokustībās, piemēram, muskuļu kontrakcijā (miozīns), gan aktīvā un virzītā intracelulārajā transportā (kinezīns, dyneīns). Dineīni un kinezīni veic molekulu (tā saukto kravu) transportēšanu pa mikrotubulām, izmantojot ATP hidrolīzi kā enerģijas avotu. Dineīni pārvadā kravu no citoplazmas uz centrosomu, kinezīni pretējā virzienā.

Laboratorijas žurnāls

datums

Laboratorijas Nr.

Uzvārds, vārds: klase:

Tēma: Fermentu katalītiskā aktivitāte dzīvos audos

Mērķis: Veidot zināšanas par enzīmu lomu šūnās, nostiprināt prasmi veikt eksperimentus un skaidrot darba rezultātus

Aprīkojums: 3% ūdeņraža peroksīda šķīdums, mēģenes, pincetes, augu audi (jēlu un vārītu kartupeļu gabals), dzīvnieku audi (jēlas un vārītas gaļas gabals).

1. Kurās mēģenes uzrādīja enzīmu aktivitāti un kāpēc?

Atbilde:

2. Kā enzīma darbība izpaužas dzīvos un mirušos audos

Atbilde:

3. Vai augu un dzīvnieku dzīvajos audos fermenta aktivitāte atšķiras?

Tiek sauktas vielas, kas piedalās reakcijās un palielina tās ātrumu, paliekot nemainīgas reakcijas beigās katalizatori.

Tiek saukta reakcijas ātruma izmaiņu parādība šādu vielu ietekmē katalīze. Reakcijas, kas notiek katalizatoru iedarbībā, sauc katalītisks.

Vairumā gadījumu katalizatora iedarbība ir izskaidrojama ar to, ka tas samazina reakcijas aktivācijas enerģiju. Katalizatora klātbūtnē reakcija norit dažādos starpposmos nekā bez tā, un šīs stadijas ir enerģētiski pieejamākas. Citiem vārdiem sakot, katalizatora klātbūtnē rodas citi aktivēti kompleksi, un to veidošanai ir nepieciešams mazāk enerģijas nekā aktivētu kompleksu veidošanai, kas rodas bez katalizatora. Tādējādi aktivācijas enerģija strauji samazinās: dažas molekulas, kuru enerģija nebija pietiekama aktīvām sadursmēm, tagad izrādās aktīvas.

Vairākām reakcijām ir pētīti starpprodukti; kā likums, tie ir ļoti aktīvi, nenoturīgi produkti.

Katalizatoru darbības mehānisms ir saistīts ar reakcijas aktivācijas enerģijas samazināšanos starpproduktu savienojumu veidošanās dēļ. Katalīzi var attēlot šādi:

A + K = A...K

A ... K + B \u003d AB + K,

kur A...K ir starpposma aktivēts savienojums.

13.5. attēls. Nekatalītiskas A + B → AB reakcijas (1. līkne) un homogēnas katalītiskas reakcijas (2. līkne) reakcijas ceļa attēls.

Katalizatorus plaši izmanto ķīmiskajā rūpniecībā. Katalizatoru ietekmē reakcijas var paātrināties miljoniem reižu vai pat vairāk. Dažos gadījumos, iedarbojoties ar katalizatoriem, var ierosināt tādas reakcijas, kuras noteiktos apstākļos bez tiem praktiski nenotiek.

Atšķirt homogēna un neviendabīga katalīze.

Kad viendabīga katalīze katalizators un reaģenti veido vienu fāzi (gāzi vai šķīdumu). Kad neviendabīga katalīze katalizators sistēmā atrodas kā neatkarīga fāze.

Viendabīgas katalīzes piemēri:

1) SO 2 + 1/2O 2 = SO 3 oksidēšana NO klātbūtnē; NO viegli oksidējas līdz NO 2, savukārt NO 2 jau oksidē SO 2;

2) ūdeņraža peroksīda sadalīšanās ūdens šķīdumā ūdenī un skābeklī: joni Cr 2 O 2 \u003d 7, WO 2-4, MoO 2-4, katalizējot ūdeņraža peroksīda sadalīšanos, veido ar to starpproduktu savienojumus, kas pēc tam sadalās. ar skābekļa izdalīšanos.

Homogēnā katalīze tiek veikta caur starpreakcijām ar katalizatoru, un rezultātā viena reakcija ar augstu aktivācijas enerģiju tiek aizstāta ar vairākām, kuru aktivācijas enerģijas ir mazākas, to ātrums ir lielāks:

CO + 1/2O 2 = CO 2 (katalizators - ūdens tvaiki).

Heterogēnā katalīze tiek plaši izmantota ķīmiskajā rūpniecībā. Lielākā daļa šajā nozarē pašlaik ražoto produktu tiek iegūti ar neviendabīgu katalīzi. Neviendabīgā katalīzē reakcija notiek uz katalizatora virsmas. No tā izriet, ka katalizatora aktivitāte ir atkarīga no tā virsmas izmēra un īpašībām. Lai katalizatoram būtu liela (“attīstīta”) virsma, tam ir jābūt porainai struktūrai vai tam jābūt ļoti sasmalcinātā (ļoti izkliedētā) stāvoklī. Praktiskā pielietojumā katalizators parasti tiek uzklāts uz nesēja ar porainu struktūru (pumeks, azbests utt.).

Tāpat kā homogēnas katalīzes gadījumā, neviendabīgā katalīzes gadījumā reakcija notiek caur aktīviem starpproduktiem. Bet šeit šie savienojumi ir katalizatora virsmas savienojumi ar reaģentiem. Izejot vairākus posmus, kuros piedalās šie starpprodukti, reakcija beidzas ar galaproduktu veidošanos, un rezultātā katalizators netiek patērēts.

Visas katalītiskās neviendabīgās reakcijas ietver adsorbcijas un desorbcijas posmus.

Virsmas katalītiskais efekts tiek samazināts līdz diviem faktoriem: koncentrācijas palielināšanās saskarnē un adsorbēto molekulu aktivizēšana.

Neviendabīgas katalīzes piemēri:

2H 2 O \u003d 2H 2 O + O 2 (katalizators - MnO 2,);

H 2 + 1/2 O 2 \u003d H 2 O (katalizators - platīns).

Katalīzei ir ļoti svarīga loma bioloģiskās sistēmas. Lielākā daļa ķīmisko reakciju, kas notiek gremošanas sistēma, dzīvnieku un cilvēku asinīs un šūnās, ir katalītiskas reakcijas. Katalizatori, ko šajā gadījumā sauc par fermentiem, ir vienkārši vai sarežģīti proteīni. Tātad siekalas satur fermentu ptialīnu, kas katalizē cietes pārvēršanu cukurā. Kuņģī atrodams enzīms, pepsīns, katalizē olbaltumvielu sadalīšanos. Cilvēka organismā ir aptuveni 30 000 dažādu enzīmu: katrs no tiem kalpo kā efektīvs attiecīgās reakcijas katalizators.

Ātrums ķīmiskā reakcija nosaka vielas daudzums, kas reaģējis laika vienībā tilpuma vienībā.

Ja pie nemainīga tilpuma un temperatūras kāda no reaģentiem koncentrācija samazinās no no 1 pirms tam kopš 2 uz noteiktu laiku no plkst t 1 pirms tam t 2 , tad ķīmiskās reakcijas ātrums ir:

v= -- (c 2 - c 1 ) / (t 2 - t 1 )=∆ c/∆ t,

Zīme “-” vienādojuma labajā pusē nozīmē: reakcijai turpinoties (t 2 - t 1 ) > 0 reaģentu koncentrācija samazinās (no 2 - no 1< 0) , un tā kā reakcijas ātrums nevar būt negatīvs, vienādojuma priekšā ir zīme "-".

Koncentrāciju izsaka mol / l, bet ātrumu - mol / (l s).

Ķīmiskās reakcijas ātrums ir atkarīgs no:

1. No reaģējošo vielu īpašībām;
2. No apstākļiem, kādos tas notiek (koncentrācija, temperatūra, katalizatora klātbūtne).

Ķīmisko reaģentu būtībai ir galvenā ietekme uz reakcijas ātrumu. (Piemēram, ūdeņradis reaģē ar fluoru jau istabas temperatūrā un ļoti enerģiski, un, mijiedarbojoties ar jodu, reakcija jāveic ar ievērojamu karsēšanu).

Kvantitatīvo saistību starp reakcijas ātrumu un reaģentu molāro koncentrāciju apraksta pamatlikums ķīmiskā kinētika - aktīvo masu likums.

Masu darbības likums: ķīmiskās reakcijas ātrums nemainīgā temperatūrā ir proporcionāls reaģentu koncentrāciju reizinājumam.

aA + bB +… → cc + dd +….

Saskaņā ar likumu ķīmiskās reakcijas ātrumu var attēlot šādā formā:

v= k[A] vA [B] vB ,

kur k - no koncentrācijas neatkarīgo koeficientu sauc par reakcijas ātruma konstanti,

pret A un pret B - nemainīgi skaitļi - reakcijas ātruma secības rādītāji pa reaģentiem BET un AT.

Summa pret A + pret B = v sauca kopējā (vispārējā) reakcijas secība.

Jāatzīmē, ka reakcijas ātruma secības rādītāji pret A un pret B o reaģenti nekad nav vienādi ar stehiometriskajiem koeficientiem a un b(izņēmums var būt tikai vienā gadījumā - ja reakcija ir elementāra darbība).

Sarežģītām reakcijām reakcijas secības indeksi nav vienādi ar stehiometriskajiem koeficientiem un tiek noteikti tikai eksperimentāli.

Šī atkarība attiecas uz gāzēm un šķidrumiem (viendabīgām sistēmām). Neviendabīgai reakcijai (ar cietu vielu piedalīšanos) reakcijas ātrums ir atkarīgs arī no saskares virsmas lieluma starp reaģējošām vielām. Jebkurš virsmas laukuma palielinājums palielina reakcijas ātrumu.

Katalizatoru ietekme uz ķīmiskās reakcijas ātrumu.

Katalizators - viela, kas maina ķīmiskās reakcijas ātrumu, bet paliek nemainīga pēc ķīmiskās reakcijas beigām.

Katalizatoru ietekmi uz reakcijas ātrumu sauc katalīze. Kad reaģenti un katalizators atrodas vienā fiziskajā stāvoklī, tad mēs runājam uz homogēnu katalīzi. Neviendabīgā katalīzē reaģenti un katalizators ir atšķirīgi agregācijas stāvokļi(parasti katalizators ir cietā stāvoklī, un reaģenti ir šķidrā vai gāzveida stāvoklī).

Katalizatoru darbības mehānisms (vienkāršots).

Katalizētas ķīmiskās reakcijas gaitā veidojas starpprodukti (saites veidošanās starp katalizatoru un reaģentu).

A + B \u003d AB,

Reakcija bez katalizatora ir ļoti lēna un ar katalizatora pievienošanu Uz, o reaģē ar kādu no sākotnējām vielām (piemēram, ar BET), veidojot ļoti trauslu un reaģējošu starpproduktu AK:

A + K = AK,

Šis starpprodukta savienojums reaģē ar citu izejvielu AT, veidojot galaproduktu AB un katalizators iznāk sākotnējā formā:

AK + B = AB + K.

Katalizators var piedalīties reakcijā bezgalīgi daudz reižu. Taču jāņem vērā, ka reakcijās var būt savienojumi, kas samazina katalizatora aktivitāti. Šādas vielas sauc katalītiskās indes, un pats process saindēšanās.

viendabīga katalīze.

2 SO 2 + O 2 = 2 SO 3 (1 ),

(A + B = AB),

Katalizators - NĒ.

O 2 + 2NO \u003d 2NO 2 (2),

(AT + Uz = VC),

2NO 2 + 2SO 2 \u003d 2SO 3 + 2NO (3),

(VC + A = AB + K).

neviendabīga katalīze.

Neviendabīgā katalīzē reaģentus adsorbē katalizatora virsma (tā nav viendabīga, un šeit atrodas aktīvie centri, kuru ietekmē tiek vājināta saite starp reaģentu atomiem, molekula tiek deformēta un dažreiz pat saplīst uz augšu).

2 SO 2 + O 2 = 2 SO 3,

Katalizators V 2 O 5 , Pt.

SO 2 + V 2 O 5 \u003d SO 3 + 2VO 2,

2VO 2 + ½ O 2 \u003d V 2 O 5.

Katalizatoru raksturo darbības selektivitāte (noteikts katalizators noteiktai reakcijai). Optimālu katalizatoru izvēle ir aktuāla problēma daudzām nozarēm: gāzes pārstrādei, ogļūdeņražu krekingam, naftas rūpniecībai, polimēru, gumijas ražošanai utt.

Arī dzīvajā dabā liela nozīme ir katalizatoriem, tos sauc tikai par fermentiem.

1. Optimāli apstākļi amilāzes, enzīma, kas šķeļ cieti, darbībai: pH 6,8, 37°C. Kā mainīsies fermenta aktivitāte, ja inkubācijas vides pH ir 5,0? Kā mainīsies fermenta aktivitāte, ja inkubācijas vides temperatūra ir 30 ° C?Paskaidro atbildi.Kāds iemesls ir fermentu aktivitātes izmaiņas ar pH un temperatūras nobīdēm? Kurai enzīmu klasei un apakšklasei pieder amilāze?

Atbilde: Amilāze ir hidrolāžu klases enzīms, glikozidāzes apakšklase.

Ja inkubācijas vides pH = 5,0, amilāzes aktivitāte samazināsies. Inkubācijas vides temperatūrā = 30, amilāzes aktivitāte samazināsies. Tas notiks, jo fermenti uzrāda vislielāko aktivitāti pie katram fermentam stingri noteiktas pH un temperatūras (optimumi). Kad šie apstākļi mainās, fermentu aktivitāte samazinās vai vispār apstājas. Fermentu aktivitātes izmaiņas ar temperatūras maiņām ir saistītas ar olbaltumvielu denaturāciju (enzīmi ir olbaltumvielas). ), un ar pH nobīdēm, ar skābju un sārmu grupu jonizācijas efektu un pakāpi. Strauji mainoties no vides optimālā pH, fermentos notiek konformācijas izmaiņas, kas izraisa aktivitātes zudumu denaturācijas vai molekulas lādiņa izmaiņu dēļ.

2. Lietojot lielu daudzumu jēla olu baltuma, var attīstīties biotīna (H vitamīna) hipovitaminoze - Svifta slimība, ko pavada specifisks dermatīts. Hipovitaminozes pamatā ir nešķīstoša olu proteīna avidīna kompleksa veidošanās kuņģa-zarnu traktā ar biotīnu. Kāpēc vārītas olas neizraisa šādu efektu? Kurš koenzīms satur H vitamīnu? Kāda veida reakcijās piedalās šis koenzīms?

Atbilde: Vārot olu baltums tiek pakļauts augstām temperatūrām un denaturēts, tāpēc nevar izveidot nešķīstošu kompleksu ar biotīnu.

H vitamīns ir daļa no biocitīna koenzīma. Biocitīns ir koenzīma ligāze, kas iesaistīta 2 substrātu savienošanas reakcijās ar kovalento saiti (sintēzi).

3. Sirds lipāzes Miķeļa konstante ir par lielumu mazāka nekā taukaudos. Kādos audos tauku hidrolīze dominēs pēcabsorbcijas periodā (vairāk nekā 4 stundas pēc ēšanas), kad to koncentrācija asinīs ir zema? Paskaidrojiet atbildi. Kurai klasei un apakšklasei pieder enzīms lipāze?

Atbilde: Lipāze - hidrolāze, ētera saišu hidrolāze.

Sirds lipāzes Mihaelisa konstante ir par kārtu mazāka nekā taukaudu lipāzei, kas nozīmē, ka sirds lipāzei ir lielāka afinitāte pret substrātu (taukiem), t.i. tas sadalīs taukus pat tad, ja to koncentrācija asinīs ir zema. Tāpēc pēcabsorbcijas periodā, kad tauku saturs asinīs ir zems, dominēs to hidrolīze sirds muskulī.

4. Smadzeņu mihaišeksokināzes konstante hepatocītos ir ievērojami mazāka par šo rādītāju. Kurā orgānā šo enzīmu katalizētā reakcija dominēs pēcabsorbcijas periodā (vairāk nekā 4 stundas pēc ēšanas), kad glikozes koncentrācija asinīs ir zema? Paskaidrojiet atbildi. Kurai klasei un apakšklasei pieder heksokināze? Kā atšķiras heksokināzes izoformas?

Atbilde: Heksokināze - transferāze, fosfotransferāze. Cilvēkiem ir 4 heksokināzes izoformas, tās tiek sintezētas dažādos orgānos un tām ir dažādas Miķeļa konstantes.

Jo Tā kā smadzeņu heksokināzes Mihaelisa konstante ir mazāka par hepatocītu km (t.i., smadzeņu heksokināzes afinitāte pret glikozi ir augstāka nekā hepatocītu heksokiāzei), tad pēcabsorbcijas periodā (kad glikozes līmenis asinīs ir zems) reakcija katalizējas. smadzeņu heksokināze gūs virsroku.

5. Metanols tīrā veidā nav toksisks organismam, bet norīšana var izraisīt nāvi. Paskaidrojiet iemeslu. Viena no saindēšanās ar metanolu ārstēšanas metodēm ir pacientam dot etanolu. Paskaidrojiet, kāpēc šī ārstēšana ir efektīva? Nosauciet fermentu, kas katalizē šo spirtu metabolismu. Kurai fermentu klasei un apakšklasei tas pieder? Izskaidrojiet fermenta substrāta specifiskuma jēdzienu. Kāds indikators raksturo substrāta un fermenta specifiku?

Atbilde: Lietojot iekšķīgi, metanolu (tā tīrā veidā nav toksisks organismam) enzīms alkohola dehidrogenāze pārvērš formaldehīdā, kas ir cilvēkiem toksisks savienojums.

Viena no ārstēšanas metodēm ir dot cilvēkam dzert etanolu. ADH, kas organismā sadala spirtus, ir lielāka afinitāte pret etanolu nekā pret metanolu, tāpēc, etanolam nonākot asinsritē, ADH sāks to sadalīt, un metanols no organisma izdalīsies tīrā veidā.

Alkohola dehidrogenāze - oksidoreduktāze, anaerobā dehidrogenāze.

Substrāta specifika ir fermenta spēja mijiedarboties ar vienu vai vairākiem substrātiem ar līdzīgu struktūru un saišu veidu.

Substrāta un fermenta specifiku raksturo Mihaelisa konstante.

6. Pētot kuņģa sulu ar gēlfiltrāciju, tika izdalīta neaktīva pepsīna forma ar molekulmasu 42 kDa. Pēc sālsskābes pievienošanas fermentam molekulmasa samazinājās līdz 35 kDa un ferments kļuva aktīvs. Izskaidrojiet savus atklājumus. Kāda veida aktivitātes regulēšana ir raksturīga šim fermentam? Kāda ir šī enzīma neaktīvās formas veidošanās bioloģiskā nozīme? Kurai enzīmu klasei un apakšklasei pieder pepsīns?

Atbilde: Pepsīns ir hidrolāze, peptidāze.

Pievienojot HCl neaktīvajai pepsīna formai (proenzīmam), no proenzīma tiek atdalīts specifisks inhibitors un proenzīms pāriet aktīvajā formā – aktīvajā pepsīnā. Šī regulēšanas metode ir daļēja proteolīze, kā rezultātā mainās fermenta konformācijas struktūra.

7. Lipāze taukaudos var būt 2 formās ar dažādām aktivitātēm: vienkārša proteīna un fosfoproteīna formā. Paskaidrojiet, kā notiek pāreja no vienas formas uz otru un kāpēc šo pāreju pavada fermenta aktivitātes izmaiņas. Kāda veida reakciju katalizē lipāze? Nosauciet šī fermenta apakšklasi.

Atbilde: Lipāze - hidrolāze, ētera saišu hidrolāze. Lipāze katalizē esteru saišu hidrolīzi tauku molekulās.

Lipāzes pāreja no neaktīvās formas (vienkāršs proteīns) uz aktīvo formu (fosfoproteīns) notiek fosforilējot. Fermenta molekulai pievienojas fosfātu grupa, mainās proteīna konformācijas struktūra, atveras vai veidojas aktīvais centrs, kā rezultātā enzīms kļūst aktīvs.

8. Kofeīns ir konkurējošs fosfodiesterāzes inhibitors, enzīms, kas noārda cAMP. Kā kofeīna uzņemšana ietekmēs proteīnkināzes A aktivitāti? Kādu reakciju katalizē proteīnkināze A? Kāda ir šīs reakcijas nozīme?

Atbilde: Kofeīna uzņemšana palielinās proteīnkināzes A aktivitāti.

Fosfodiesterāze noārda cAMP, un kofeīns kavē šo procesu. Nešķeltā cAMP ir proteīnkināzes A aktivators un nodrošina tās paaugstinātu aktivitāti.

Proteīnkināze A aktivizē un inaktivē enzīmus fosforilējot.

9. Aspartātkarbamoiltransferāze (12 protomēri) pēc 4 minūšu iedarbības 60 °C temperatūrā zaudē jutību pret CTP allosterisko inhibitoru, vienlaikus saglabājot fermentatīvo aktivitāti. Šajā gadījumā notiek fermenta disociācija atsevišķos protomēros. Kādas allosterisko enzīmu struktūras un darbības iezīmes apstiprina iesniegtos datus?

Atbilde: Allosteriskajiem proteīniem ir īpaša struktūra: tie sastāv no vairākiem protomēriem, kuros atrodas ne tikai enzīma aktīvais centrs, bet arī regulējošais (allosteriskais). tādēļ, saskaroties ar allosterisko inhibitoru, mijiedarbojas tikai allosteriskais centrs, vienlaikus saglabājot aktīvā centra funkcijas.

10. Ir noskaidrots, ka acetilsalicilskābe (pretiekaisuma līdzeklis) ir ciklooksigenāzes inhibitors, enzīms, kas iesaistīts eikozanoīdu sintēzē, bioloģiski aktīvo vielu, kas regulē iekaisuma reakcijas attīstību. Izskaidrot enzīmu inhibēšanas mehānismu zāļu ietekmē, ja zināms, ka inhibīcijas rezultātā veidojas salicilskābe, un eikozanoīdu veidošanās atjaunojas tikai pēc jaunu enzīmu molekulu sintēzes.

Atbilde: Acetilsacicilskābe pievieno acetilgrupu serīna atlikumam fermenta aktīvajā centrā, tādējādi mainot tā struktūru un kavējot tā darbību. Tādējādi šī reakcija ir neatgriezeniska, un enzīmu funkciju atjaunošana iespējama tikai ar jaunu ciklooksigenāzes molekulu sintēzi.

11. Myasthenia gravis (muskuļu vājuma) ārstēšanai, ko papildina neiromuskulārās regulācijas pārkāpums, piedaloties acetilholīnam, lieto zāles prozerīnu. Kāds ir šīs zāles lietošanas pamats? Raksturojiet fermentu aktivitātes konkurējošo inhibīciju.

Atbilde: Prozerīns ir zāles no antiholīnesterāzes līdzekļu grupas. Zāļu darbības mehānisms sastāv no saistīšanās ar acetilholīnesterāzes molekulas anjonu un esterāzes centriem, kas tos atgriezeniski attīra no acetilholīna, kā rezultātā apstājas tā fermentatīvā hidrolīze, uzkrājas acetilholīns un palielinās holīnerģiskā transmisija.

Konkurētspējīga inhibīcija attiecas uz atgriezenisku fermentatīvās reakcijas ātruma samazināšanos, ko izraisa inhibitors, kas saistās ar enzīma aktīvo vietu un novērš enzīma-substrāta kompleksa veidošanos. Šāda veida inhibīcija tiek novērota, ja inhibitors ir substrāta strukturāls analogs, kā rezultātā substrāta un inhibitora molekulas sacenšas par vietu enzīma aktīvajā centrā. Šajā gadījumā substrāts vai inhibitors mijiedarbojas ar fermentu, veidojot enzīma-substrāta (ES) vai enzīma-inhibitora (EI) kompleksus. Kad veidojas enzīma un inhibitora (EI) komplekss, reakcijas produkts neveidojas.

12. Sukcinilholīns, acetilholīna analogs, tiek izmantots ķirurģijā kā muskuļu relaksants. Kāpēc tā lietošana nav ieteicama pacientiem ar samazinātu proteīnu sintēzes aknu funkciju? Pastāstiet mums par anestēzijas līdzekļa un fermenta, kas katalizē šo procesu, inaktivācijas procesu.

Atbilde: sukcinilholīna inaktivāciju organismā veic hidrolīzes ceļā enzīma pseidoholīnesterāzes ietekmē. Šis enzīms tiek ražots aknās un, tāpat kā visi citi, ir proteīna raksturs. Tāpēc, ja ir traucēta aknu proteīnu sintēzes funkcija, tiks traucēta muskuļu relaksanta izvadīšana no organisma.

13. Kad mitohondriju suspensijai pievienoja malonskābi, sukcināta strukturālo analogu, šūnās strauji samazinājās skābekļa uzņemšana. Citrāta pievienošana neietekmēja skābekļa patēriņu, savukārt fumarāta pievienošanai bija stimulējoša iedarbība. Izskaidrojiet eksperimenta rezultātus. Kāds process mitohondrijās ietver sukcinātu un fumarātu? Kāda ir šī procesa loma?

Atbilde: Sukcināts un fumarāts ir iesaistīti Krebsa ciklā. Malonskābe ir sukcināta strukturāls analogs, sukcināta dehidrogenāzes inhibitors. Pievienojot malonskābi, nenotiek sukcināta dehidrogenēšanas reakcija, neveidojas reakcijas produkts (fumarāts), līdz ar to tiek pārkāpts Krebsa cikls, neveidojas reducējošie ekvivalenti, nenotiek audu elpošanas process - šūnas to dara. neuzsūc skābekli. citrāts tiek izmantots reakcijā pirms sukcināta dehidrogenēšanas.Kad tika pievienots fumarāts, Krebsa cikls tika atjaunots un šūnās turpinājās skābekļa uzņemšana. CK ir pēdējais metabolisma ceļš, CPE un ATP sintēzes (enerģijas ražošanas) reducēšanas ekvivalentu avots.

14. Ļaundabīgos audzējos dominē ogļhidrātu metabolisma anaerobais veids un uzkrājas pienskābe. Ir zināms, ka piruvāta un laktāta savstarpējā konversija, ko katalizē laktātdehidrogenāze (LDH), miokardā notiek ātri. Tāpēc audzēja šūnu un kardiomiocītu LDH izoenzīmu sastāvs būs līdzīgs. Kādi laktāta dehidrogenāzes izoenzīmi dominē audzēja šūnās? Kā to var izmantot diagnostikā? Aprakstiet LDH pozīciju enzīmu klasifikatorā .

Atbilde: Audzēja šūnās dominēs tās pašas LDH izoformas kā kardiomiocītos - LDH1 un 2, kā arī LDH3. LDH izoenzīmu sastāva analīzi izmanto dažādu patoloģiju (sirds, aknu, muskuļu, audzēju) gadījumos, jo. dažādi orgāni satur dažādas LDH izoformas. LDH - oksidoreduktāze.

15. Tripsīna lietošana ar lokālu iedarbību balstās uz spēju sadalīt nekrotiskus audus un fibrīnas veidojumus, plānus viskozu sekrēciju, eksudātus, asins recekļus. Saistībā ar veseliem audiem ferments ir neaktīvs un drošs. Izskaidro kapec. Kurai enzīmu klasei un apakšklasei pieder tripsīns? Kāpēc šo enzīmu izmanto strutojošu-nekrotisku brūču ārstēšanai un ārstēšanai?

Atbilde: Tripsīns pieder hidrolāžu klasei, peptidāžu apakšklasei. Šis ferments katalizē peptīdu saišu hidrolīzi, tk. nekrotiskajiem audiem ir proteīna struktūra, tad tripsīns veicinās to sadalīšanos, bet veselos audus tas neietekmē, jo šī enzīma imobilizētā forma tiek izmantota medicīnā.

16. Ir zināms, ka mikrosomu hidroksilēšanas sistēmas (MSH) darbības rezultātā dažas potenciāli toksiskas ksenobiotikas kļūst hidrofilas. Paskaidrojiet, kāpēc hidroksilēšana samazina lipofīlo ksenobiotiku toksicitāti. Kurai klasei pieder MSH enzīmi? Kāds ir MSG elektronu transporta sistēmas darbības princips?

Atbilde: Gludā endoplazmatiskā tīkla mikrosomālā sistēma izdala monooksigenāzes enzīmus. No tiem 1 oksidāze ar jauktām funkcijām un 2 enzīmi, kas nodrošina konjugācijas procesus, pārsvarā ir iesaistīti ksenobiotiskā metabolisma mehānismos.

Oksidāzes katalizē ksenobiotiku C-hidroksilēšanas reakcijas. Rezultātā ksenobiotikas iegūst reaktīvās grupas OH, COOH, kas nodrošina iekļūšanu konjugācijas reakcijās, veidojot maztoksiskus savienojumus, kas viegli izdalās no organisma ar urīnu, žulti un fekālijām.

2. Oksidoreduktāzes klase

3.A. Saistoties citohroma P450 un vielas RH (ksenobiotikas) aktīvajā centrā, aktivizējas dzelzs reducēšanās hēmā – tiek piesaistīts pirmais elektrons.

B. Dzelzs valences izmaiņas palielina kompleksa afinitāti pret skābekļa molekulu

C. O2 molekulas parādīšanās citoromas P450 koagulācijas centrā paātrina otrā elektrona parādīšanos un kompleksa veidošanos: P450-Fe(II+)+O2-RH

E. Modificētā viela R-OH tiek atdalīta no fermenta un izvadīta no organisma.

17. Paskaidrojiet, kāpēc, nosakot laktātdehidrogenāzes aktivitāti, pētījuma materiāls ir asins serums bez hemolīzes pazīmēm un, nosakot aizkuņģa dziedzera lipāzes aktivitāti, var izmantot hemolītisko serumu? Nosauciet šo enzīmu pozīciju klasifikatorā

Atbilde: eritrocītu hemolīze asins paraugā (lielā LDH satura dēļ asins šūnās), tāpēc hemolītiskais serums nav piemērots LDH aktivitātes noteikšanai, jo LDH var izdalīties no iznīcinātajiem eritrocītiem un deformēt analīzes rezultāts. Aizkuņģa dziedzera patoloģijā tiek novērota lipāzes aktivitātes palielināšanās, kas saistīta ar tās šūnu bojājumiem un enzīma izdalīšanos asinīs, tāpēc tā aktivitāte nav atkarīga no tā, vai tiek izmantotas asinis ar hemolīzes pazīmēm vai nē.

LDH klase-oksidigoreduktāze (apakšklase-oksidāze)

Aizkuņģa dziedzera lipāze: hidrolāzes klase

18. DNāze ir lizosomu enzīms, kas kavē DNS saturošu vīrusu vairošanos. Ir konstatēts, ka vīrusi iekļūst šūnās ar pinocitozi un tādējādi tiek izolēti pinocītu pūslīšos, kas saplūst ar lizosomām. Kāpēc DNāze pat ļoti lielos daudzumos nesabojā šūnas DNS molekulas? Kurai enzīmu klasei pieder DNāze?

Atbilde: DNāze nesabojā pašu šūnu DNS, jo šo enzīmu uztver šūnu membrānas un izolē no kodolstruktūrām endosomās šūnās. .

Klase: hidrolāzes

19. Paskaidrojiet, kāpēc, palielinoties hepatocītu membrānu caurlaidībai asins plazmā, alanīna aminotransferāzes (ALAT) aktivitāte palielinās lielākā mērā, neskatoties uz to, ka kopējā aspartātaminotransferāzes aktivitāte aknu šūnās ir augstāka nekā aknu šūnās. ALT. Kāda veida reakcijas šie enzīmi katalizē un kā tos izmanto slimību diagnostikā?

Atbilde: Akūtā hepatīta gadījumā notiek hepatocītu citolīze un aknu proteīnu sintēzes funkcijas samazināšanās. ALT ir intracelulārs enzīms, un tas atrodas hepatocītos, un tas tiks izlaists asinsritē citolīzes laikā.

Risinājuma veids: funkcionālo grupu pārnešana no viena substrāta uz otru

Ananīna aminotransferāze (ALT vai AlAT) un aspartātaminotransferāze (AST vai AsAT) tiek apvienotas vienā enzīmu grupā - aminotransferāzēs.

Fermentiem ir selektīva audu specializācija, tāpēc asins analīzes uz ALAT norāda uz aknu stāvokli, asins analīzes uz AST ir sirds muskuļa - miokarda stāvokļa indikators. Paaugstināts šo enzīmu saturs asins plazmā norāda uz aknu vai miokarda audu bojājumiem. Šo orgānu šūnu nāvi un iznīcināšanu pavada fermentu izdalīšanās asinīs.

Diagnostikā bieži tiek izmantots arī Rīta koeficients - AsAT / AlAT attiecība, kas noteikta vienā asins analīzē. Šī koeficienta normālā vērtība ir 1,3. Infekciozais hepatīts izraisa tā samazināšanos. Miokarda infarkta gadījumā Rīta indekss ir palielināts

Saskaņā ar ALAT analīzes rezultātiem ALAT līmeņa paaugstināšanās liecina par tādām nopietnām slimībām kā:

vīrusu hepatīts

aknu toksicitāte

aknu ciroze

hronisks alkoholisms

aknu vēzis

toksiska ietekme uz aknām zālēm (antibiotikām utt.)

• sirdskaite

  miokardīts

  pankreatīts

  miokarda infarkts

  skeleta muskuļu bojājumi un nekroze

  plaši sirdslēkmes

  sirdskaite

• AST asins analīze var uzrādīt AST palielināšanos asinīs, ja organismā ir tādas slimības kā:

miokarda infarkts

vīrusu, toksisks, alkohola hepatīts

stenokardija

akūts pankreatīts

aknu vēzis

akūta reimatiska sirds slimība

sirdskaite

• 20. Ir zināms, ka urīnviela 2 mmol/l koncentrācijā samazina laktātdehidrogenāzes (LDH) I un II aktivitāti par 20%, un LDH IV un V pilnībā zaudē savu aktivitāti. Kā šo faktu var izmantot, lai diagnosticētu miokarda infarktu un hepatītu (slimības, ko pavada citolīze un nekroze) laboratorijā, kurā var noteikt tikai kopējo fermenta aktivitāti? Kāda veida reakciju katalizē LDH? Kāds vitamīns ir nepieciešams fermenta "darbam"?

• Atbilde: ja ir nedaudz samazinājies LDH .. tad 1 un 2 aktivitāte ir samazinājusies.tātad sirds .... ja LDH aktivitāte ir stipri samazinājusies .. tad tās ir aknas

  Glikolīzes reakcijās

  Enzīma "darbam" ir nepieciešams vitamīns B6.

• 21. Pārtikas olbaltumvielas sagremo (hidrolizē) kuņģa sulas enzīms pepsīns. Nosauciet enzīmu klasi un apakšklasi, kurai pieder pepsīns. Nosauciet pepsīna optimālo pH līmeni. Kāpēc pacientiem ar hipoacīdu gastrītu tiek traucēta olbaltumvielu gremošana kuņģī? Kādi proteīni tiks sagremoti ātrāk kuņģa-zarnu traktā denaturēti vai native. Kāpēc? Ir zināms, ka pepsīns tiek sintezēts kuņģa šūnās neaktīvā formā un kļūst aktīvs tikai orgāna dobumā. Aprakstiet šī enzīma aktivitātes regulēšanas mehānismu.

  Atbilde:

  Pepsīns pieder pie hidrolāžu klases, peptidāžu apakšklases. Pepsīna optimālais pH ir 1,5-2. Pacientiem tiek traucēta olbaltumvielu gremošana kuņģī, jo zems skābums kuņģa sula (tas ir hipoacīds gastrīts). Denaturētās olbaltumvielas kuņģa-zarnu trakta enzīmi sagremo ātrāk nekā dabīgie (pat ja skābums ir samazināts). Kuņģa dziedzeri ražo pepsīnu neaktīvā formā, tas kļūst aktīvs, saskaroties ar sālsskābi. Pepsīns iedarbojas tikai kuņģa skābā vidē un kļūst neaktīvs, kad tas nonāk divpadsmitpirkstu zarnas sārmainā vidē. MEHĀNISMS: Pepsinogēna pārvēršana par pepsīnu notiek vairāku peptīdu šķelšanās rezultātā no pepsinogēna N-gala reģiona, no kuriem viens spēlē inhibitora lomu. Aktivizācijas process notiek vairākos posmos, un to katalizē kuņģa sulas sālsskābe un pats pepsīns (autokatalīze). Pepsīns nodrošina olbaltumvielu sadalīšanos pirms to hidrolīzes un veicina to. Kā katalizators tam piemīt proteāzes un peptidāzes aktivitāte.

• 22. Students saņēma asins paraugu no pacienta, lai noteiktu seruma holīnesterāzes (PCE) aktivitāti. Analīzei viņš sastādīja inkubācijas maisījumu, kas ietvēra enzīmu substrātu, asins serumu, buferšķīdumu pH (8,4) uzturēšanai un fenola sarkano indikatoru. Pēc inkubācijas laika reakcijas maisījums kļuva dzeltens. Kāpēc? Kādu reakciju šis enzīms katalizē (nosauciet substrātu un produktus)? Kurai fermentu klasei un apakšklasei tas pieder? Studenta aprēķinātā fermenta aktivitāte izrādījās 80 µmol/ml∙h (norma ir 160–340 µmol/ml∙h). Kāpēc skolēns fermenta aktivitāti izteica koncentrācijas vienībās? Kāds varētu būt PChE aktivitātes samazināšanās iemesls? Atbilde: holīnesterāze - hidrolāžu klase, apakšklase - estera saišu hidrolāze. Substrāti - holīna esteri ar etiķskābi, propionskābi vai sviestskābi. Produkti - holīns un etiķskābe. Reakcijas rezultātā barotnes pH pāriet uz skābes pusi, ko reģistrē, izmantojot indikatoru (fenolasarkans), un tāpēc tas kļuva dzeltens. Aktivitātes samazināšanās ir saistīta ar allosterisko inhibīciju, t.i. izglītība

liels skaits produktu, kas faktiski mainīja vidi. Un kas attiecas uz mērvienībām... Caur tām ir vieglāk izsekot fermenta aktivitātei

23. Cilvēks pieder pie homoiotermiskiem dzīviem organismiem. Medicīnā dažos gadījumos ārstēšanai izmanto ārkārtējas temperatūras. Jo īpaši hipotermiskos apstākļus izmanto ilgstošās operācijās, īpaši smadzenēs un sirdī, hipertermiskos apstākļus izmanto audu koagulācijas nolūkā. Izskaidrojiet šo pieeju likumību no bioķīmiķa-enzimologa viedokļa. Kāda ir fermentatīvo reakciju ātruma atkarība no temperatūras?

Atbilde: Pastāv tieša saistība starp temperatūru un reakcijas ātrumu (jo augstāka temperatūra, jo lielāks reakcijas ātrums un otrādi). Smadzeņu un sirds šūnas ir ļoti jutīgas pret hipoksiju, un attiecīgo orgānu operācijas var prasīt, lai arī īslaicīgas, bet apturēt asins piegādi vienai vai otrai orgāna daļai. Lai novērstu šūnu nāvi no hipoksijas, tiek radīti hipotermiski apstākļi, lai palēninātu vielmaiņas procesus, t.i. fermentatīvie procesi (tas ļauj samazināt šūnu skābekļa patēriņu un samazināt toksīnu veidošanos).

Operāciju laikā zināmā mērā tiek pārkāpta audu integritāte, tāpēc ļoti svarīgs ir koagulācijas ātrums. Audu koagulācija ir fermentatīvs process, tāpēc tā ātrums ir tieši proporcionāls temperatūrai, citam rodas hipertermiski apstākļi.

(Faktiskā eseja)

24. Pētot dipeptīdu konversijas reakcijas ātrumu tievās zarnas peptidāzes iedarbībā, iegūti šādi rezultāti: enzīma maksimālā aktivitāte bija 40 µmol/min ∙ mg, Km 0,01 mmol/l. Pie kādas substrāta koncentrācijas reakcijas ātrums būs 10 µmol/min ∙ mg? Sniedziet maksimālā reakcijas ātruma definīciju, Mihaelisa konstanti un norādiet saistību starp Km vērtību un fermenta afinitāti pret substrātu. Vai mainīsies maksimālais reakcijas ātrums, ja reakcijas maisījumam pievienos konkurējošu fermenta inhibitoru?

• Atbilde:

  Miķeļa konstante (substrāta koncentrācija, pie kuras reakcijas ātrums ir 1/2 no maksimālā).

  Raksturo fermenta afinitāti pret substrātu (jo zemāka vērtība, jo augstāka afinitāte). Ir nemainīga vērtība

  Maksimālais reakcijas ātrums: augsta substrāta koncentrācija un zems KS vērtības reakcijas ātrums.

• Vm = 40 µmol/min ∙ mg Km = 10 mk mol/l U= 10 µmol/min ∙ mg S-?

• Nē, kāpēc?)

  25. Students pētīja dažādu ATP un ADP koncentrāciju ietekmi uz izocitrāta dehidrogenāzes reakcijas ātrumu, ievērojot optimālo inkubācijas vides pH un temperatūru. Kādus rezultātus, jūsuprāt, skolēns varētu iegūt? Izskaidrojiet šo nukleotīdu ietekmes mehānismu uz fermenta aktivitāti. Kādus secinājumus var izdarīt par fermenta strukturālajām iezīmēm? Aprakstiet fermenta pozīciju klasifikatorā

  Atbilde: Izocitrāta-dehidrogenāzes reakciju alosteriski aktivizē ADP, palielinoties ATP koncentrācijai, ātrums samazinās. Fermentu allostēriski aktivizē ADP un Ca ++, jo tam ir alosteriskas saistīšanās vietas ADP un Ca ++. apakšvienība.

• Izocitrāta dehidrogenāze, oligomērisks enzīms, sastāv no 8 apakšvienībām. Izocitrāta piesaiste pirmajai apakšvienībai izraisa kooperatīvas izmaiņas pārējo konformācijā, palielinot substrāta piesaistes ātrumu. Fermentu allostēriski aktivizē ADP un Ca2+, kas saistās ar fermentu dažādās allosteriskās vietās. ADP klātbūtnē visu apakšvienību konformācija mainās tā, ka izocitrāta saistīšanās notiek daudz ātrāk. Tādējādi pie izocitrāta koncentrācijas, kas pastāv mitohondriju matricā, nelielas ADP koncentrācijas izmaiņas var izraisīt būtiskas reakcijas ātruma izmaiņas. Izocitrāta dehidrogenāzes aktivitātes palielināšanās samazina citrāta koncentrāciju, kas savukārt samazina citrāta sintāzes inhibīciju ar reakcijas produktu. Palielinoties NADH koncentrācijai, fermenta aktivitāte samazinās.

  26. Hialuronidāzi plaši izmanto medicīnā kopā ar zālēm vietējai anestēzijai. Fermenta hialuronskābes substrāts ir starpšūnu matricas sastāvdaļa. Kāda veida reakciju šis enzīms katalizē? Kāds ir fermenta izmantošanas mērķis anestēzijas līdzekļos?

  Atbilde: Hialuronidāze ir enzīms (precīzāk, enzīmu grupa), kas spēj sadalīt hialuronskābi oligomēros (mazas molekulmasas fragmentos) (1. att.). Cilvēka organismā ir identificēti vairāki hialuronidāzes veidi gan šūnu citoplazmā, gan ārpusšūnu matricā. Šo enzīmu koordinētais darbs palīdz uzturēt optimālu HA līdzsvaru saistaudos. Hialuronidāzes tiek sintezētas ne tikai cilvēka organismā – tas ir patiesi universāls enzīms. Lielākā daļa funkciju, ko veic hialuronidāzes, ir saistītas ar to spēju palielināt audu caurlaidību, samazinot ekstracelulārās matricas viskozitāti. Hialuronidāze ir dažu dzīvnieku indīgās sekrēcijas sastāvdaļa, jo, samazinot audu starpšūnu matricas viskozitāti un palielinot kapilāru caurlaidību, to veicina toksīna izplatīšanās no koduma vietas. Tas pats dabā “lūrēts” efekts tiek aktīvi izmantots medicīnā, kad hialuronidāzi ievada audos kopā ar zālēm, piemēram, lokāliem anestēzijas līdzekļiem, atvieglojot to izplatīšanos audos infiltrācijas anestēzijas laikā.

  I tips. Sēklinieku tipa hialuronidāzes (hialuronāta-endo-β-N-acetilheksosaminidāze, EK 3.2.1.35) Ia tips. Pareiza sēklinieku hialuronidāze. Satur sēkliniekos un zīdītāju spermā, zivju pienā. Ib tips. Lizosomu hialuronidāze. Satur dažādu audu (aknu, sinoviālo audu u.c.) šūnu lizosomās, kā arī dažos fizioloģiskos šķidrumos (asins serumā, sinoviālajā šķidrumā u.c.) Ic tips. Submandibulārā hialuronidāze. Satur zīdītāju siekalās un siekalu dziedzeros, bišu un čūsku indē.

  27. Skolēns saņēma asins paraugus, lai noteiktu skābes un sārmainās fosfatāzes aktivitāti. Analīzei viņš sastādīja 2 inkubācijas maisījumus, kas ietvēra enzīmu substrātus, asins serumu un buferšķīdumu (pH 5). Analizējiet katra fermenta inkubācijas maisījuma sastāva pareizību. Kādu kļūdu, jūsuprāt, pieļāvis students? Kura fermenta darbības rezultāti būs nepareizi? Kā pH ietekmē fermentu aktivitāti? Kāda veida reakciju katalizē izvēlētie fermenti?

  Atbilde: Skābās fosfatāzes optimālais pH ir skābā vidē (pH 5,0-5,5), un sārmainajai fosfatāzei ir 8,6-10,1. Šajā skābajā maisījumā sārmainās fosfatāzes aktivitāte tiks samazināta. Barotnes pH izmaiņu ietekme uz fermenta molekulu ietekmē skābo un bāzisko grupu jonizācijas stāvokli un pakāpi. Strauji mainoties no barotnes optimālā pH, fermentos var notikt konformācijas izmaiņas, kas izraisa aktivitātes zudumu denaturācijas vai fermenta molekulas lādiņa izmaiņu dēļ. Reakcijas veids - hidrolīze esteri fosforskābe. Aknās ir daudz sārmainās fosfatāzes, CF – prostatas dziedzerī.

  28. Skolēns saņēma asins paraugus, lai noteiktu skābes un sārmainās fosfatāzes aktivitāti. Analīzei viņš sastādīja 2 inkubācijas maisījumus, kas ietvēra enzīmu substrātus, asins serumu un buferšķīdumu (pH 9). Analizējiet katra fermenta inkubācijas maisījuma sastāva pareizību. Kādu kļūdu, jūsuprāt, pieļāvis students? Kura fermenta darbības rezultāti būs nepareizi? Kā pH ietekmē fermentu aktivitāti? Kāda veida reakciju katalizē izvēlētie fermenti?

• Atbilde: Sārmainā fosfatāze ir hidrolāžu grupai piederošs enzīms, kas katalizē fosforskābes šķelšanās reakciju no tās organiskajiem savienojumiem, darbojas sārmainā pH = 9, no 4 līdz 6. Students pieļāva šādu kļūdu: viņš paņēma pH vidi. kurā būtu aktīva tikai sārmainā fosfatāze. Skābās fosfatāzes aktivitātes rezultāti būs nepareizi

• 29. Preparātus festāls, mezims, pankreatīns u.c. plaši izmanto kuņģa-zarnu trakta slimību enzīmu aizstājterapijā, ko papildina gremošanas sulas aktivitātes samazināšanās. Kādus fermentus šie preparāti satur? Kurai fermentu klasei un apakšklasei tie pieder?

• Atbilde: Šie preparāti ir fermentu preparāti. Tie kompensē aizkuņģa dziedzera eksokrīnās funkcijas nepietiekamību un palīdz uzlabot gremošanu. Tie ir daļa no preparātiem (pankreatīns) - enzīmi amilāze, lipāze un proteāze atvieglo ogļhidrātu, tauku un olbaltumvielu gremošanu, kas veicina to pilnīgāku uzsūkšanos augšējās zarnās. Fermenti pieder hidrolāžu klasei. Apakšklases: -amilāze - glikozidāzes -lipāzes - esterāzes Proteāzes - peptidāzes. Aizkuņģa dziedzera preparāti stimulē paša aizkuņģa dziedzera enzīmu sekrēciju to trūkuma gadījumā.

• 30. Ar B6 vitamīna trūkumu, kas ir iesaistīts hema sintēzē, attīstās anēmija. Diagnostikas nolūkos šajā gadījumā tiek noteikta asins seruma aminotransferāzes aktivitāte. Kāpēc? Kā šiem pacientiem var mainīties testa rezultāts? Kādu reakciju katalizē aminotransferāzes? Kāpēc intracelulāro enzīmu aktivitāte parasti tiek noteikta asins plazmā?

  Atbilde: Ja serumā / plazmā trūkst B6 vitamīna, tiks noteikta alanīna aminotransferāzes aktivitāte. Vit.B6 ir iesaistīts hēma sintēzē. Tā kā hēms ir hemoglobīna (neproteīna) protezēšanas grupa, bet hemoglobīns ir olbaltumviela, tad aminotransferāzes ir iesaistītas tā aminogrupu pārnešanā, un, ja tiek pazemināts B6 vitamīna saturs, samazināsies arī hemoglobīna saturs. un attīstīsies anēmija. Ar vit trūkumu. B6 seruma/plazmas ALAT aktivitāte samazināsies. Šis enzīms katalizē funkcionālo grupu (šajā gadījumā peptīdu) pārnesi. Parasti intracelulāro enzīmu aktivitāti nosaka asins plazmā, lai noteiktu, vai enzīms ir normāls saturs, vai tā saturs ir palielināts, jo intracelulārie enzīmi pilda savu funkciju šūnu iekšienē un to plazmas saturs ir mazs, bet ar patoloģiskām izmaiņām tas notiek. palielinās.

  31. Laboratorijā var noteikt dažādu izoformu kreatīnkināzes, laktātdehidrogenāzes, kā arī pseidoholīnesterāzes, alanīna (aspartāt) aminotransferāzes, skābes fosfatāzes, sārmainās fosfatāzes, gamma-glutamiltranspeptidāzes aktivitāti. Kuru no tālāk norādītajiem enzīmiem un to izoformām aktivitātes noteikšana var tikt izmantota miokarda slimību diagnosticēšanai? Paskaidrojiet atbildi. Kāda veida reakciju katalizē izvēlētie fermenti? Kāpēc, lai atrisinātu patoloģiskā procesa lokalizācijas problēmu, ir jānosaka atsevišķu izoformu aktivitāte, nevis kopējā fermenta aktivitāte?

  Atbilde: LDH 1 un 2 dominē sirdī un garozas in-ve nierēs. Vienlaicīga CPK (MB) palielināšanās var liecināt par miokarda patoloģiju. Sagaidāms ALAT un ASAT palielinājums, jo. tie nonāk asinīs arī tad, kad ir bojāts miokards. AST dominē sirdī. De Ritis koeficients palielināsies (>2 ar ātrumu 0,91-1,75). CPK katalizē fosfātu grupu pārnešanu, LDH - laktāta sadalīšanos, AST un ALT - attiecīgi aspartāta un alanīna aminogrupu pārnešanu (a-aminoskābju pārvēršanu par keto skābēm). Jo dažādas izoformas ir atbildīgas par dažādām dažādu orgānu patoloģijām (piemēram: LDH-1 ir sirds patoloģijas pazīme, bet LDH-5 ir aknu patoloģijas pazīme ... ..).

  32. Laboratorijā ir iespēja noteikt dažādu izoformu kreatīnkināzes, laktātdehidrogenāzes, pseidoholīnesterāzes, alanīna (aspartāt) aminotransferāzes, skābes fosfatāzes, sārmainās fosfatāzes, gamma-glutamiltranspeptidāzes aktivitāti. Noteikt bioķīmisko (enzimoloģisko) izmeklēšanu pacientam ar aizdomām par aknu slimību, ko pavada citolīze. Kurai klasei pieder diagnostikai izvēlētie enzīmi?

  Atbilde: AST līmeņa paaugstināšanās serumā, LDH-1 un CPK-MB norāda uz patoloģisku procesu miokardā. ALT var nedaudz mainīties, tk. AST dominē sirdī. CPK katalizē fosfātu grupu pārnešanu, LDH katalizē laktāta hidrolītisko šķelšanos, ASAT un ALAT katalizē attiecīgi aspartāta un alanīna aminogrupu pārnešanu.LDH-5 ir lokalizēts skeleta muskuļos un aknās. ALAT atrodas aknās. Argināze, histidāze - arī aknās. Šo enzīmu līmeņa paaugstināšanās serumā norāda uz aknu patoloģiju. PChE aktivitāte samazināsies - jo. olbaltumvielu sekrēcijas samazināšanās aknu f-I. Aknu slimībām, ko pavada nekroze, AST līmenis bieži tiek paaugstināts 20-50 reizes. LDH katalizē laktāta hidrolītisko šķelšanos, argināze hidrolizē arginīnu līdz ornitīnam un urīnvielai un histidīna hidrolīzi histidāzē. PCE - šķeļ acetilholīnu, ALT - alanīna aminogrupas pārnesi.

  33. Pacienta asinīs ir paaugstināta aspartātaminotransferāzes un laktātdehidrogenāzes I aktivitāte. Vai šajā gadījumā vajadzētu sagaidīt izmaiņas alanīna aminotransferāzes un pseidoholīnesterāzes aktivitātē? Paskaidrojiet atbildi. Kādas reakcijas katalizē šie fermenti?

  Atbilde:

  Tā kā ASAT un LDH 1 ir paaugstināts, tas norāda uz sirds muskuļa patoloģiju (piemēram, miokarda infarktu). Miokarda infarkta laboratoriskā diagnoze balstās uz bioķīmiskām asins analīzēm. Diagnostikas nozīme ir aspartātaminotransferāzes AST, laktātdehidrogenāzes LDH un tā izoenzīmu, CPK kreatīnfosfokināzes un tās MB izoenzīma aktivitātes analīzei. Miokarda infarkts ir sirds muskuļa sekcijas nekroze (nāve), kuras rezultātā ALAT un ASAT enzīmi izdalās asinīs. Tātad miokarda infarkta laikā asinīs paaugstinās gan ALAT, gan ASAT līmenis, bet ASAT ir vairāk paaugstināts (ALAT dominē aknās, bet ALAT – miokardā. Tātad, pie miokarda infarkta, ASAT aktivitāte asinīs palielinās 8-10 reizes. , savukārt tikai ALT - 1,5-2 reizes). Miokarda infarkta gadījumā līdz slimības pirmās dienas beigām tiek novērota strauja holīnesterāzes aktivitātes samazināšanās, ko izraisa šoks, izraisot smagus aknu bojājumus. Tie katalizē transaminācijas reakcijas: ALANĪNA AMinoTRANSFERĀZE – katalizē aminogrupas pāreju no alanīna uz α-ketoglutārskābi (ar pirovīnskābes un glutamīnskābes veidošanos). ASPARTAMINOTRANSFERĀZE - katalizē aminogrupas pārnešanu no asparagīnskābes uz α - ketoglutārskābi (L-aspartāts + α-ketoglutarāts AST Oksaloacetāts + Glutamāts) Redoksreakcija: LDH 1 katalizē pirovīnskābes atgriezenisko reducēšanās reakciju, piedaloties pienskābei. NAD-H2 hidrolīze: pseidoholīnesterāze - katalizē acetilholīna un butirilholīna hidrolīzi

• 34. Pacienta asinīs krasi paaugstinās laktātdehidrogenāzes I un II aktivitāte, kā arī kreatīnkināzes aktivitāte. Vai ir pamats sagaidīt izmaiņas aminotransferāžu aktivitātē? Kā mainīsies de Ritisa koeficienta vērtība? Kuras kreatīnkināzes izoformas aktivitāte tiks palielināta? Paskaidrojiet atbildi. Kāda veida reakcijas katalizē šie fermenti?

• Atbilde: 1. Jā, aspartātaminotransferāzes (AST) aktivitāte ievērojami palielināsies, savukārt alanīna aminotransferāzes (ALT) aktivitāte palielināsies mēreni.

  2. De Ritis koeficients palielināsies, būs lielāks par 1.

  3. Kreatīnkināze MB, jo šis enzīms ir specifisks un jutīgs miokarda bojājumu indikators. (LDH 1 un 2 aktivitātes palielināšanās norāda uz sirds patoloģiju.)

• 35. Pacientam seruma aspartātaminotransferāze 80 U/l. Paaugstināta kreatīnfosfokināzes (MB) un laktātdehidrogenāzes I aktivitāte. Kur, jūsuprāt, ir lokalizēts patoloģiskais process? Vai mums vajadzētu sagaidīt izmaiņas alanīna aminotransferāzes aktivitātē? Kādas reakcijas katalizē šie fermenti?

• Atbilde:

  1. Sirdī.

  2. Jā, ar sirds patoloģijām ir mērens ALAT aktivitātes pieaugums.

  3. Aspartātaminotransferāze (AST) katalizē aminogrupas pāreju no asparagīnskābes (aminoskābes) uz alfa-ketoglutārskābi (ketoskābi).Alanīna aminotransferāze (ALT) katalizē atgriezenisku aminogrupas (NH2) pārnešanu no aminoskābes (alanīna) uz α-ketoglutarātu, izraisot glutamāta un pirovīnskābes veidošanos.

  Kreatīna fosfokināze (MB) katalizē fosfāta pārnešanu no kreatīna fosfāta uz adenozīna difosfātu.

  laktāta dehidrogenāze katalizē laktāta pārvēršanu piruvātā, veidojot NADH +.

• 36. Pacienta asins seruma alanīna aminotransferāzes līmenis ir 75 U/l. Paaugstināta argināzes, histidāzes un laktātdehidrogenāzes V aktivitāte. Kur, jūsuprāt, ir lokalizēts patoloģiskais process? Kā var mainīties aspartātaminotransferāzes un pseidoholīnesterāzes aktivitāte? Kurai klasei pieder visi tālāk minētie fermenti?

  Atbilde.

  Akūtā hepatīta gadījumā notiek hepatocītu citolīze un aknu proteīnu sintezējošās funkcijas samazināšanās, tāpēc: kā aknu enzīmu marķierus šajā gadījumā jāizmanto ALAT un laktātdehidrogenāze (V), iespējams arī izrakstīt testus, lai noteiktu izmaiņas. argināzes un histidāzes aktivitātes līmenī. Visi šie enzīmi ir intracelulāri un atrodas hepatocītos, tie citolīzes laikā nonāks asinsritē. Šajā gadījumā pseidoholīnesterāze ir jāizmanto kā sekrēcijas enzīms, kura aktivitātes līmenis asinīs samazināsies, jo samazinās aknu proteīnu sintezējošā funkcija.

  Klase: transferāzes

  pseidoholīnesterāzi, aktivitātes līmenis asinīs samazināsies, jo samazinās aknu proteīnu sintezējošā funkcija. AST ir arī samazināts

  37. Norīkot bioķīmisko (enzimoloģisko) izmeklēšanu pacientam, kuram ir aizdomas par aizkuņģa dziedzera ekskrēcijas funkcijas samazināšanos tā iekaisuma dēļ. Nosauciet diagnostikai izvēlēto enzīmu katalizētās reakcijas veidu. Paskaidrojiet, kāpēc šādas slimības kompleksajā terapijā tiek izmantoti tripsīna inhibitori?

  Atbilde.

  Pankreatīta noteikšanai veic bioķīmisko asins analīzi, lai noteiktu glikozes, holesterīna, amilāzes (biežāk akūta pankreatīta), globulīnu līmeni. Šo rādītāju palielināšanās vai samazināšanās asinīs var novirzīt ārstus uz pareizā ceļa un savlaicīgi palīdzēt pacientam. Glikoze ir galvenais ogļhidrātu metabolisma rādītājs. Dažu endokrīno slimību gadījumā tā līmenis var pazemināties. Ar pankreatītu diezgan bieži tiek novērots glikozes satura pieaugums. Pieaugušajiem glikozes norma asinīs ir 3,89 - 5,83 (3,5-5,9) mmol/l Holesterīns - holesterīna līmeņa paaugstināšanās signalizē par cukura diabēta, hronisku nieru slimību attīstību un vairogdziedzera darbības samazināšanos. Ir svarīgi zināt, ka akūta pankreatīta un aknu slimību gadījumā holesterīna līmenis samazinās. Kopējā holesterīna normas asinīs - 3,0-6,0 mmol / l Globulīni - α2-globulīnu līmenis pankreatīta gadījumā vienmēr samazinās. Amilāze - aizkuņģa dziedzera amilāzes līmenis asinīs palielinās 10 vai vairāk reizes virs normas akūta pankreatīta vai hroniska pankreatīta saasināšanās gadījumā. Straujš aizkuņģa dziedzera amilāzes līmeņa paaugstināšanās var būt saistīta ar aizkuņģa dziedzera iekaisumu, ko izraisa aizkuņģa dziedzera kanāla bloķēšana ar cistu, audzēju, akmeņiem, saaugumiem. Amilāzes norma asinīs ir 28-100 U / l. Urīna analīze pankreatīta gadījumā - amilāzes noteikšana urīnā norāda arī uz pankreatītu (galvenokārt akūtu pankreatītu). Fekālu analīze ļauj novērtēt aizkuņģa dziedzera ekskrēcijas funkciju. Taukainas konsistences ekskrementi, mikroskopiskā analīze atklāj nesagremotu šķiedrvielu klātbūtni, palielinātu neitrālo tauku, taukskābju saturu. Aknu bojājumu marķieri ir bilirubīns, ALT, GGT un sārmaina fosfatāze!

  Ar aizkuņģa dziedzera iekaisumu dziedzera izdalītie enzīmi neizdalās divpadsmitpirkstu zarnā, bet tiek aktivizēti pašā dziedzerī un sāk to iznīcināt (pašgremošana). Attiecīgi, lai to novērstu, tiek noteikti aizkuņģa dziedzera enzīmu inhibitori, tostarp tripsīns.

  38. Pacientam ar aizdomām par akūtu hepatītu, ko pavada hepatocītu citolīze, nozīmēt bioķīmisko (enzimoloģisko) izmeklēšanu. Kā mainīsies marķieru un sekrēcijas aknu enzīmu līmenis? Nosauciet diagnostikai atlasīto enzīmu klasi un apakšklasi.

  Atbilde.

  Bx testi ALT un AST, de Ritis koeficients.

  Pārbaudiet, vai nav palielināta vairāku seruma enzīmu aktivitāte: aldolāzes, aspartātaminotransferāzes un īpaši alanīna aminotransferāzes (ievērojami virs 40 vienībām)

  ALAT norma asinīs ir 0,1-0,68 µmol / l.h. Dažādi paaugstinātas ALAT aktivitātes līmeņi tiek konstatēti akūta hepatīta, aknu cirozes un hepatotoksisku zāļu (indes, dažas antibiotikas) gadījumā.

  AST/ALT aktivitātes attiecību sauc de Ritis koeficients. De Ritis koeficienta normālā vērtība ir 1,3. Aknu bojājuma gadījumā de Ritis koeficienta vērtība samazinās.

  Strauji palielinoties ALAT aktivitātei 5-10 vai vairāk reizes, palielinās ASAT aktivitāte.

  Klase- Transferāzes. Apakšklase -

• 39. Vīrietis kontaktējās ar vīrusu hepatīta slimnieku ( aknu slimība kam seko citolīze). Piešķirt bioķīmisko izmeklēšanu, ar kuras palīdzību var identificēt aknu struktūras un darbības traucējumu pazīmes infekcijas gadījumā.

  Atbilde.

  Alanīna aminotransferāzes ("aknu" ALT enzīmu) un aspartātaminotransferāzes (AST) līmeņa noteikšana asinīs. ALAT un ASAT ir enzīmi, kas atrodas hepatocītos un tiek atbrīvoti, kad šūnas tiek bojātas. Pārbaude, lai noteiktu ASAT un ALT līmeni asinīs, ļauj noteikt aknu iekaisuma procesu vīrusa izraisītās aktivitātes pakāpi.

  ALAT norma asinīs ir 0,1-0,68 µmol / l.h

  Norma AST 0,1-0,45 µmol\l.h.

• 40. Norīkot bioķīmisko (enzimoloģisko) izmeklēšanu pacientam ar aizdomām par miokarda infarktu (slimība turpinās, attīstoties nekrozei). 2 Kādas ir iespējamās fermentatīvās aktivitātes izmaiņas? 3 Nosauciet diagnozei atlasīto enzīmu klasi un apakšklasi.

  Atbilde:

  1. Tiek noteikta enzīmu aktivitāte, kuru līmenis asinīs ievērojami palielinās to atbrīvošanās no nekrozes perēkļa rezultātā, palielinās mioglobīna saturs, kura rādītājs ir informatīvs pirmajās stundās un ar netipisku klīniskā aina, kad praktiski nav iespējams noteikt diagnozi, pamatojoties uz simptomiem. Normālais mioglobīna saturs asins serumā ir:

  vīriešiem 22-66 mcg/l,

  Sievietēm - 21-49 mkg / l

  Mioglobīna koncentrācijas palielināšanās asinīs un tā parādīšanās urīnā (mioglobinūrija) tiek novērota destruktīvu procesu laikā šķērssvītrotajos muskuļos un jo īpaši miokardā.

  Diagnostikas nozīme ir aspartātaminotransferāzes AST, laktātdehidrogenāzes LDH un tā izoenzīmu (LDH 1-5), CPK kreatīnfosfokināzes un tās MB izoenzīma aktivitātes analīzei.

  2. Paaugstināts AST, K-DRīts, LDH.

  3.Klase - transferāzes.

  41. Norīkot bioķīmisko (enzimoloģisko) izmeklēšanu pacientam ar aizdomām par aknu slimību, kas saistīta ar tās ekskrēcijas funkcijas pārkāpumu. Kādas ir iespējamās fermentatīvās aktivitātes izmaiņas? Nosauciet diagnostikai atlasīto enzīmu klasi un apakšklasi.

• Atbilde: Ir nepieciešams pārbaudīt sārmainās fosfatāzes līmeni pacientam. Ja tā līmenis ir paaugstināts, tad pacientam ir aknu ekskrēcijas funkcijas patoloģija. Ja līmenis ir normāls, patoloģijas nav. Sārmainā fosfatāze pieder hidrolāžu klasei, glikozidāzes apakšklasei.

• 42. Pacientam ir dzelzs deficīta stāvoklis. Kā šajā gadījumā mainīsies mikrosomu hidroksilēšanas (MSH) ātrums? Kā tas jāņem vērā, izvēloties zāļu devas vienlaicīgu slimību ārstēšanai? Izskaidrojiet mikrosomālās hidroksilēšanas sistēmas darbības mehānismu. Kurai klasei pieder MSH enzīmi?

  Atbilde: Kopumā hidroksilējošie enzīmi ir monooksidanti, tostarp dzelzi saturošs hēms kā koenzīms, tādējādi dzelzs deficīta stāvoklī tiek kavēta hidroksilēšana. Ir nepieciešams samazināt to zāļu devas, kuras organismā metabolizējas hidroksilējot. Vairākām zālēm pietiek ar aktīvu darbību, un tajā pašā laikā tas metabolizējas hidroksilējot.

  Vajag glikozi - NADP. Dažu vielu oksidācijas ātrumu var ierobežot konkurence par mikrosomu frakcijas enzīmu kompleksu. Tādējādi divu konkurējošu zāļu vienlaicīga ievadīšana noved pie tā, ka vienas no tām noņemšana var palēnināties, un tas novedīs pie tā uzkrāšanās organismā. Alternatīvi, zāles var izraisīt mikrosomu oksidāzes paātrinātās sistēmas aktivāciju. vienlaikus izrakstīto citu zāļu likvidēšana.

• 43. Kādus vitamīnus vajadzētu nozīmēt pacientam ar sirds un asinsvadu slimību izraisītu hipoenerģētisko stāvokli un kāpēc?

• Atbilde: Hipoenerģētisko stāvokli var izraisīt hipovitaminoze, jo vitamīnus saturoši koenzīmi ir iesaistīti kopējo katabolisma ceļu un elpošanas ķēdes reakcijās. B1 vitamīns ir daļa no tiamīna difosfāta, vitamīns B2 - komponents FMN un FAD. PP vitamīns nikotīnamīda veidā ir daļa no NAD + un NADP +, pantotēnskābe ir daļa no koenzīma A, biotīns ir CO2 aktivācijas koenzīma funkcija.

  44. Pacientam ir pazemināta dehidrogenāzes enzīmu (laktāta dehidrogenāzes, malātdehidrogenāzes, alkohola dehidrogenāzes) aktivitāte asins serumā. Paskaidrojiet iespējamo šo izmaiņu iemeslu. Kā var novērst cēloni? Kāpēc intracelulāro enzīmu aktivitāte asins plazmā ir normāla? Kāda veida reakcijas katalizē šie fermenti?

• Atbilde: tikai šādu aktivitātes samazināšanos izraisa: - fermentu izdalošo šūnu skaita samazināšanās - sintēzes trūkums - fermenta izdalīšanās palielināšanās - aktivitātes inhibīcija proteināžu darbības rezultātā. - ģenētiski traucējumi (kā novērst ?? Visus šos fermentus neatgriezeniski inhibē un denaturē smago metālu sāļi. Turklāt NAD atkarīgās dehidrogenāzes var inhibēt lielas alkohola devas un dažas narkotiskās vielas, ēteris, uretāns. Nepieciešams noskaidrot etioloģiju un uzsākt ārstēšanu – t.sk. detoksikācija.) Parasti intracelulāro enzīmu aktivitāte asins plazmā tiek noteikta fizioloģiskās hemolīzes dēļ, ko izraisa eritrocītu dabiska novecošanās, citoplazmas satura izdalīšanās asins plazmā (ieskaitot intracelulāros enzīmus), palielināta membrānas caurlaidība bērnībā, veicot smagu fizisko slodzi . Dehidrogenāzes katalizē substrāta dehidrogenēšanu (oksidāciju), izmantojot NAD+, NADP+, FAD, FMN kā ūdeņraža akceptoru.

  45. Tiamīna deficīta dēļ var rasties hipoenerģētisks stāvoklis. Izskaidro kapec. Ir zināms, ka šajā gadījumā palielinās keto skābju līmenis audos. Kādas keto skābes uzkrājas? Kādas pH izmaiņas tas var izraisīt? Vai pacientu stāvoklis uzlabosies, palielinoties ogļhidrātu saturam uzturā?

• Atbilde: B1 vitamīnam (tiamīnam) ir svarīga loma organisma enerģijas piegādes procesos. Tas ir piruvāta karboksilāzes (piruvāta dehidrogenāzes kompleksa 1. enzīma), alfa-ketoglutarāta dehidrogenāzes kompleksa enzīma transketolāzes (pentozes fosfāta ceļa neoksidatīvās stadijas enzīms) kofaktors. Šo enzīmu darbības traucējumu dēļ rodas hipoenerģētisks stāvoklis. Notiek nepilnīgi oksidētu piruvāta metabolisma produktu uzkrāšanās, kas toksiski ietekmē centrālo nervu sistēmu un izraisa metaboliskās acidozes attīstību. Sakarā ar enerģijas deficīta attīstību samazinās jonu gradienta sūkņu efektivitāte, tajā skaitā nervu un muskuļu audu šūnās. Tiek traucēta taukskābju sintēze un ogļhidrātu pārvēršanās taukos. Paaugstināts olbaltumvielu katabolisms izraisa muskuļu atrofijas attīstību, bērniem - fiziskās attīstības aizkavēšanos. Sakarā ar grūtībām acetil-CoA veidošanā no pirovīnskābes, holīna acetilēšanas process cieš.

• 46. ​​Izmantojot zināšanas par enerģijas metabolisma bioķīmiju, mēģiniet izskaidrot, kāpēc, lai ziemā nenosaltu ārā, ir pēc iespējas vairāk jākustas?

• Atbilde: Kustības izraisa muskuļu audu kontrakcija. Šai kontrakcijai nepieciešama enerģija, kas izdalās audu elpošanas un glikozes pārvēršanas laikā. Bet, tā kā ne visa enerģija aiziet, lai apmierinātu šūnas vajadzības, daļa no tās tiek izkliedēta un "silda" apkārtējos audus. Sakarā ar to ķermeņa temperatūra paaugstinās ar intensīvu muskuļu darbu.

• 47. Kāpēc liposkābe obligāti ir iekļauta zāļu kompleksā sirds mazspējas ārstēšanai?

Atbilde: Zāļu terapeitiskā iedarbība (-liposkābe ir saistīta ar glikoneoģenēzes inhibīciju, ketoplazijas samazināšanos un svarīgu ogļhidrātu metabolisma enzīmu aktivāciju mitohondrijās (piruvāta dehidrogenāze, (oksoglutarāta dehidrogenāze un sazarotās ķēdes aminoskābju dehidrogenāze).) Šīs grupas preparāti , no vienas puses, uzlabo enerģijas vielmaiņu, normalizē transportēšanu, lielas molekulmasas spirtu sadalīšanos, un, no otras puses, samazina oksidatīvo stresu, saistot brīvos radikāļus, nomācot to veidošanos (piemēram, neenzimātiskas glikolīzes rezultātā reakcijas) un inaktivējošie oksidanti, kas noved pie šūnu membrānu atjaunošanas. izraisa glikozes izmantošanas palielināšanos un insulīna rezistences samazināšanos, kas tika apstiprināts kontrolētos klīniskos pētījumos pacientiem ar 2. tipa cukura diabētu. Šī mehānisma ieguldījums atvasinājumu terapeitiskā efektivitāte ("liposkābe" paliek neskaidra m

• 48. Paskaidrojiet, kāpēc nikotīnskābes deficīta gadījumā strauji samazinās ATP ražošana miokardā? Kāds enzīms ir iesaistīts ATP sintēzē? Kāpēc ATP sintēzi mitohondrijās sauc par oksidatīvo fosforilāciju? Nosauc mitohondriju elpošanas ķēdes enzīmu kompleksus, kuru darbība ir saistīta ar ATP sintēzi oksidatīvās fosforilēšanas ceļā.

  Atbilde: Nikotīnskābe organismā ir daļa no NAD un NADP. Tie ir galvenais elektronu avots elpošanas ķēdē, kas nodrošina enerģiju oksidatīvajai fosforilēšanai (ATP sintēzei). Ar nikotīnskābes trūkumu samazinās NAD un NADP saturs, un samazinās ATP ražošana mitohondrijās. ATP sintēze ir iesaistīta ATP sintēzē. ATP sintēze mitohondrijās notiek ar neorganiskā fosfora pievienošanas reakciju ADP molekulai, izmantojot elektronu pārnesi pa CPE, t.i. oksidatīvā fosforilēšana. Fermentu kompleksi: NADH2: KoQ-oksidoreduktāze (1), sukcināts: KoQ-oksidoreduktāze (2), KoQH2: citohroma c-oksidoreduktāze (3), citohroma oksidāze (4).

• 49. Kālija cianīds ir nāvējoša inde. Saindēšanās ar tiem ir ārkārtīgi reti sastopama tās nepieejamības dēļ. Tomēr ir saindēšanās gadījumi ar aprikožu kauliņiem, kas satur amigdalīnu, no kura organismā izdalās ciānūdeņražskābe HCN. Šīs skābes anjonam ir augsta afinitāte pret Fe 3+, kā rezultātā tas ar to veido spēcīgu kompleksu. Saindēšanās ar cianīdu gadījumā tiek novērota elpošanas nomākums, ādas hiperēmija, krampji. raksturīga iezīme saindēšanās ir venozo asiņu spilgti sarkanā krāsa. Kāds ir aprakstīto simptomu cēlonis? Aprakstiet inhibētā enzīma struktūras un darbības iezīmes. Kāpēc šim konkrētajam fermentam ir lielāka afinitāte pret cianīdu nekā citiem hemoproteīniem? Izskaidrojiet venozo asiņu sarkano krāsu saindēšanās ar cianīdu gadījumā.

• ATBILDE: Cianīda anjons ir enzīma citohroma c oksidāzes inhibitors elpošanas elektronu transporta ķēdes kompleksā IV (uz mitohondriju iekšējās membrānas). Tas saistās ar dzelzi, kas ir daļa no fermenta, kas novērš elektronu pārnesi starp citohroma c oksidāzi un skābekli. Tā rezultātā tiek traucēta elektronu transportēšana, un līdz ar to apstājas aerobā ATP sintēze.

  Citohroma c-oksidāze (citohroma oksidāze), oksidoreduktāzes klases enzīms; katalizē pēdējo posmu elektronu pārnešanai uz skābekli oksidatīvās fosforilēšanas procesā.

  Enzīms sastāv no 13 daļām. Enzīms katalizē reducēšanas-oksidācijas reakciju – tiek oksidētas citohroma c molekulas, reducēts skābeklis. Šajā reakcijā tiek patērēts gandrīz viss dzīvajiem organismiem nepieciešamais skābeklis elpošanas procesā. Fermenta katalītiskais centrs satur hemu un vara kompleksus. Un kā rakstīts uzdevumā, ciānūdeņražskābes anjonam ir augsta afinitāte pret Fe 3, kā rezultātā tas ar to veido spēcīgu kompleksu.

  Cianīdu toksiskā iedarbība ir balstīta uz to, ka tie saistās ar audu fermentiem, kas atbild par šūnu elpošana, nomācot to darbību un izraisa audu skābekļa badu. Tāpēc venozo asiņu krāsa saindēšanās ar cianīdu laikā ir sarkana, gāzu apmaiņa nenotiek un arteriālās asinis pēc izkļūšanas cauri sistēmiskajai cirkulācijai paliek koši.

  Kāpēc šim fermentam ir lielāka afinitāte pret cianīdu nekā citiem hemoproteīniem, jo ​​hemoproteīnu sastāvā ir dzelzs dzelzs .. un oksidētās citohroma c oksidāzes struktūrā ir dzelzs dzelzs, kas saistās ar cianīdu.

• 50. Kādus vitamīnus Jūs ieteiktu pacientam ar enerģijas vielmaiņas traucējumiem, ko izraisījusi, piemēram, hipoksija sirds un asinsvadu sistēmas slimības dēļ.Kāpēc? Nosauciet enzīmus, kas iesaistīti vispārējā enerģijas metabolisma un audu elpošanas ceļā, kuru darbība ir atkarīga no vitamīniem. Kāda veida reakcijas tie katalizē?

  ATBILDE:

  Vesels ananāss un suflē šķēle šodien patiesībā ir manas pusdienas , citrāts, (cis-) akonitāts, izocitrāts, (alfa-) ketoglutarāts, sukcinil-CoA, sukcināts, fumarāts, malāts, oksaloacetāts. fermenti, kas iesaistīti kopējā enerģijas metabolisma ceļā

  NAD,NADP-vit.PP (nikotīnskābe) ir oksidoreduktāžu koenzīms. katalizē redoksreakcijas (dehidrogenēšana) HS-CoA-vit.B5 (pantotēnskābe)– koenzīma aciltransferāze.acilgrupu pārneses reakcija FAD,FMN-vit.B2(riboflavīns)-koenzīma oksidoreduktāze.dehidrogenēšana.

  Piridoksāla fosfāts-vit.B6 (piridoksīns) Tiamīna pirofosfāts-vit.B1 (tiamīns)

  FAD, HS-CoA, NAD, tiamīna pirofosfāts ir iesaistītipiruvāta oksidatīvā dekarboksilēšana.

• 51.2,4-dinitrofenols, kas ir audu elpošanas un oksidatīvās fosforilācijas atdalītājs, ir mēģināts cīnīties ar aptaukošanos. Pašlaik šādas vielas vairs neizmanto kā zāles, jo ir gadījumi, kad to lietošana ir izraisījusi nāvi. Kāpēc šo zāļu lietošana var izraisīt nāvi?

• ATBILDE: Atvienotāji- lipofīlas vielas, kas spēj pieņemt protonus un transportēt tos caur mitohondriju iekšējo membrānu, apejot V kompleksu (tā protonu kanālu).

• Atvienotāji nomāc oksidatīvo fosforilēšanos, palielinot membrānas caurlaidību H + joniem.Rezultātā samazinās vidējais mu H = 220mV.Tas ir, šūnas elektroķīmiskais potenciāls izlīdzināsies, kas nozīmē, ka netiks sintezēts ATP un enerģija izkliedēsies siltuma veidā.

  Oksidāciju, ko nepavada ATP sintēze, sauc par brīvo oksidāciju. Šajā gadījumā enerģija tiek atbrīvota siltuma veidā. To var novērot toksīnu ietekmē, un to pavada ķermeņa temperatūras paaugstināšanās.

  Pārkāpjot audu elpošanu un oksidējošo fosforilāciju, tiks traucēta ATP veidošanās, enerģijas bads, kas novedīs pie patoloģiskām parādībām (miokarda un smadzeņu išēmija, infekcijas procesi, samazināta imunitāte, sintēze, enzīmu aktivitāte, izsīkums) un nāve. .

• 52. Paskaidrojiet, kāpēc C vitamīna lietošana kritisko stāvokļu ārstēšanā aktivizē ATP veidošanos un uzlabo mikrosomu hidroksilēšanas sistēmas darbību.

ATBILDE: Sakarā ar izteiktiem mikrocirkulācijas traucējumiem gan sistēmiskā, gan intracerebrālā līmenī pacientiem kritiskos apstākļos rodas perifērās manevrēšanas un kapilāro šūnu hipoksijas hipoksijas sindromi. Jebkurā hipoksijā galvenokārt attīstās enerģijas metabolisma kavēšana, kas izpaužas kā kreatīna fosfāta satura samazināšanās, īpaši smadzenēs un ATP, vienlaikus palielinot adenozīna di- un adenozīna monofosforskābes saturu, kā arī neorganiskais fosfāts. Tas izraisa traucējumus membrānas transportā, biosintēzes procesos un citās šūnu funkcijās, kā arī intracelulāro laktacidozi, brīvā kalcija intracelulārās koncentrācijas palielināšanos un lipīdu peroksidācijas aktivāciju. Šo problēmu var atrisināt, ja lieto antihipoksantus. A. Askorbīnskābe darbojas kā hidroksilāžu kofaktors hidroksilēšanas procesos. Oksidācijas laikā skābekļa atomi tiek iekļauti oksidēto vielu molekulās. Šāda oksidācija notiek uz endoplazmatiskā tīkla membrānām, un to sauc par mikrosomālu oksidāciju. Pienākas

oksidētā substrāta skābekļa iekļaušana, rodas hidroksilgrupa -OH. Tāpēc šo procesu bieži sauc par hidroksilēšanu. Šī procesa bioloģiskā loma nav saistīta ar ATP sintēzi. Tas ir paredzēts detoksikācijai.

1. Skābekļa atomi ir iekļauti sintezētajā vielā. 2. Tiek neitralizētas dažādas toksiskas vielas, jo skābekļa atoma iekļaušana indes molekulā samazina šīs indes toksicitāti, padara to ūdenī šķīstošu un atvieglo tās izdalīšanos caur nierēm.

B. C vitamīns ir iesaistīts aminoskābes L-karnitīna sintēzē no aminoskābes lizīna, kas nepieciešama taukskābju transportēšanai mitohondrijās, bez kuras nav iespējama ATP ražošana: Taukskābes nevar iekļūt mitohondrijās un oksidējas, ja tie vispirms neveido acilkarnitīna atvasinājumus. Un jau ferments karnitīna acilkarnitīna trans-lokāze uz membrānas pārnes acilkarnitīnu iekšā. Mitohondrijās taukskābes oksidējas un veidojas ATP.

• 53. Paskaidrojiet, izmantojot zināšanas par enerģijas metabolisma bioķīmiju, kāpēc cilvēkam, veicot fiziskās aktivitātes, kļūst karsti?

ATBILDE: Enerģijas veidošanos muskuļu darba nodrošināšanai var veikt, izmantojot anaerobos anoksiskos un aerobo oksidācijas ceļus. Atkarībā no šajā gadījumā notiekošo procesu bioķīmiskajām īpašībām ir ierasts izšķirt trīs vispārinātas enerģijas sistēmas, kas nodrošina cilvēka fizisko veiktspēju:

Alaktiskais anaerobs jeb fosfagēns, kas saistīts ar ATP resintēzes procesiem galvenokārt cita augstas enerģijas fosfātu savienojuma - kreatīna fosfāta KrF enerģijas dēļ.

glikolītiskā laktacīda anaeroba, nodrošinot ATP un CrF sintēzi glikogēna vai glikozes anaerobās sadalīšanās reakcijās uz pienskābi UA

aerobais oksidētājs, kas saistīts ar spēju veikt darbu, pateicoties enerģētisko substrātu oksidēšanai, ko var izmantot kā ogļhidrātus, taukus, olbaltumvielas, vienlaikus palielinot skābekļa piegādi un izmantošanu strādājošos muskuļos. Gandrīz visa enerģija, kas organismā izdalās vielmaiņas procesā barības vielas galu galā pārvēršas siltumā. Pirmkārt, maksimālā efektivitāte, pārvēršot uzturvielu enerģiju muskuļu darbā, pat visvairāk labākie apstākļi, ir tikai 20-25%; pārējā barības vielu enerģija intracelulāro ķīmisko reakciju laikā tiek pārvērsta siltumā.

Otrkārt, gandrīz visa enerģija, kas patiešām tiek novirzīta muskuļu darba radīšanai, tomēr kļūst par ķermeņa siltumu, jo šī enerģija, izņemot nelielu tās daļu, tiek izmantota, lai: 1 pārvarētu muskuļu un locītavu kustību viskozo pretestību; 2 pārvarot asins berzi, kas plūst caur asinsvadiem; 3 citi līdzīgi efekti, kuru rezultātā muskuļu kontrakciju enerģija tiek pārvērsta siltumā. Tiek ieslēgti termoregulācijas mehānismi, svīšana utt., cilvēkam ir karsts.

54. Zāļu ubinons (koenzīms Q) tiek izmantots kā antioksidants, kam ir antihipoksiska iedarbība. Zāles lieto sirds un asinsvadu sistēmas slimību ārstēšanai, lai palielinātu efektivitāti fiziskā aktivitāte. Izmantojot zināšanas par enerģijas metabolisma bioķīmiju, izskaidrojiet šo zāļu darbības mehānismu.

• ATBILDE: Ubihinoni ir taukos šķīstoši koenzīmi, kas galvenokārt atrodami eikariotu šūnu mitohondrijās. Ubihinons ir elektronu transportēšanas ķēdes sastāvdaļa un ir iesaistīts oksidatīvajā fosforilācijā. Maksimālais ubikinona saturs orgānos ar visaugstākajām enerģijas vajadzībām, piemēram, sirdī un aknās.

  Audu elpošanas komplekss 1 katalizē NADH ubihinona oksidāciju.

  Ar NADH un sukcinātu elpošanas ķēdes 1. un 2. kompleksā e tiek pārnests uz ubinonu.

  Un tad no ubinona uz citohromu c.

• 55. Veikti 2 eksperimenti: pirmajā pētījumā mitohondriji tika apstrādāti ar oligomicīnu, ATP sintāzes inhibitoru, un otrajā ar 2,4-dinitrofenolu, kas ir oksidācijas un fosforilācijas atdalītājs. Kā mainīsies ATP sintēze, transmembrānu potenciāla vērtība, audu elpošanas ātrums un izdalītā CO2 daudzums? Paskaidrojiet, kāpēc endogēnajām taukskābēm un tiroksīnam ir pirogēna iedarbība?

• ATBILDE: ATP sintēze samazināsies; samazināsies transmembrānas potenciāla vērtība; samazināsies audu elpošanas ātrums un izdalītā CO2 daudzums.

  Dažas ķīmiskās vielas var transportēt protonus vai citus jonus, apejot membrānas ATP sintāzes protonu kanālus, tos sauc par protonoforiem un jonoforiem. Šajā gadījumā elektroķīmiskais potenciāls pazūd un ATP sintēze apstājas. Šo parādību sauc par elpošanas un fosforilācijas atsaisti. ATP daudzums samazinās, ADP palielinās, un enerģija tiek atbrīvota formā siltums, līdz ar to tiek novērota temperatūras paaugstināšanās, atklājas pirogēnas īpašības.

  56. Apoptoze - ieprogrammēta šūnu nāve. Dažos patoloģiskos apstākļos (piemēram, vīrusu infekcija) var rasties priekšlaicīga šūnu nāve. Cilvēka ķermenis ražo aizsargājošus proteīnus, kas novērš priekšlaicīgu apoptozi. Viens no tiem ir Bcl-2 proteīns, kas palielina NADH/NAD+ attiecību un kavē Ca2+ izdalīšanos no ER. Tagad ir zināms, ka AIDS vīruss satur proteāzi, kas noārda Bcl-2. Kādu enerģijas metabolisma reakciju ātrums šajā gadījumā mainās un kāpēc? Kāpēc, jūsuprāt, šīs izmaiņas var kaitēt šūnām?

  ATBILDE: Palielina NADH / NAD + attiecību, tādējādi palielinot Krebsa cikla OVR reakciju ātrumu.

  Tas paātrinās oksidatīvās dekarboksilēšanas reakciju, jo Ca2 + ir iesaistīts neaktīvā PDH aktivizēšanā.Tā kā AIDS laikā tiks samazināta NADH / NAD + attiecība, samazināsies Krebsa cikla OVR reakciju ātrums.

  57 Barbiturātus (nātrija amitālu utt.) Medicīnas praksē izmanto kā miegazāles. Tomēr šo zāļu pārdozēšana, kas 10 reizes pārsniedz terapeitisko devu, var būt letāla. Uz ko balstās barbiturātu toksiskā iedarbība uz organismu?

• Atbilde: Barbiturāti, ārstniecisko vielu grupa, barbiturskābes atvasinājumi, kuriem ir hipnotiska, pretkrampju un narkotiska iedarbība, pateicoties nomācošai iedarbībai uz centrālo nervu sistēmu.Iekšķīgi lietotie barbiturāti uzsūcas tievajās zarnās. Nokļūstot asinsritē, tie saistās ar olbaltumvielām un tiek metabolizēti aknās. Apmēram 25% barbiturātu izdalās ar urīnu nemainītā veidā.

  Barbiturātu galvenais darbības mehānisms ir saistīts ar to, ka tie iekļūst iekšējos lipīdu slāņos un atšķaida nervu šūnu membrānas, izjaucot to darbību un neirotransmisiju. Barbiturāti bloķē ierosinošo neirotransmitera acetilholīnu, vienlaikus stimulējot sintēzi un palielinot GABA inhibējošo iedarbību. Attīstoties atkarībai, holīnerģiskā funkcija palielinās, savukārt GABA sintēze un saistīšanās samazinās. Metabolisma sastāvdaļa ir inducēt aknu enzīmus, kas samazina aknu asinsriti. Audi kļūst mazāk jutīgi pret barbiturātiem. Barbiturāti laika gaitā var izraisīt nervu šūnu membrānu pretestības palielināšanos. Kopumā barbiturātiem ir inhibējoša iedarbība uz centrālo nervu sistēmu, kas klīniski izpaužas kā hipnotiska, nomierinoša iedarbība. toksiskās devās tie kavē ārējo elpošanu, sirds un asinsvadu sistēmas darbību (sakarā ar atbilstošā centra inhibīciju iegarenajās smadzenēs). dažreiz apziņas traucējumi: apdullināšana, stupors un koma. Nāves cēloņi: elpošanas mazspēja, akūta aknu mazspēja, šoka reakcija ar sirdsdarbības apstāšanos.

  Tajā pašā laikā elpošanas traucējumu dēļ palielinās oglekļa dioksīda līmenis un samazinās skābekļa līmenis audos un asins plazmā. Rodas acidoze - skābju-bāzes līdzsvara pārkāpums organismā.

  Barbiturātu darbība izjauc vielmaiņu: kavē oksidatīvos procesus organismā, samazina siltuma veidošanos. Saindēšanās gadījumā trauki paplašinās, un siltums tiek izvadīts lielākā mērā. Tāpēc pacienta temperatūra pazeminās

• 58. Sirds mazspējas gadījumā ir paredzētas kokarboksilāzes injekcijas, kas satur tiamīna difosfātu. Ņemot vērā, ka sirds mazspēju pavada hipoenerģētisks stāvoklis, un izmantojot zināšanas par koenzīmu ietekmi uz enzīmu aktivitāti, izskaidrojiet zāļu terapeitiskās iedarbības mehānismu. Nosauciet procesu, kas paātrinās miokarda šūnās, ievadot šīs zāles

  Atbilde: Kokarboksilāze ir vitamīniem līdzīgas zāles, koenzīms, kas uzlabo vielmaiņu un enerģijas piegādi audiem. Tas uzlabo nervu audu vielmaiņas procesus, normalizē sirds un asinsvadu sistēmas darbu, palīdz normalizēt sirds muskuļa darbu.

  Organismā kokarboksilāze veidojas no B1 vitamīna (tiamīna) un spēlē koenzīma lomu. Koenzīmi ir viena no enzīmu daļām – vielas, kas daudzkārt paātrina visus bioķīmiskos procesus. Kokarboksilāze ir ogļhidrātu metabolismā iesaistīto enzīmu koenzīms. Kombinācijā ar olbaltumvielu un magnija joniem tas ir daļa no enzīma karboksilāzes, kas aktīvi ietekmē ogļhidrātu vielmaiņu, samazina pienskābes un pirovīnskābes līmeni organismā, uzlabo glikozes uzsūkšanos. Tas viss veicina izdalītās enerģijas daudzuma palielināšanos, kas nozīmē visu vielmaiņas procesu uzlabošanos organismā, un tā kā mūsu pacientam ir hipoenerģētisks stāvoklis.tādas zāles kā kokarboksilāze, mediālās aktivitātes stāvoklis uzlabosies.

• Kokarboksilāze uzlabo glikozes uzsūkšanos, vielmaiņas procesus nervu audos un palīdz normalizēt sirds muskuļa darbu. Kokarboksilāzes deficīts izraisa asins skābuma palielināšanos (acidozi), kas izraisa nopietnus traucējumus visos ķermeņa orgānos un sistēmās, var izraisīt komu un pacienta nāvi.

  PAR KĀDS PROCESS MIOKARDĪ IR PAĀTRINĀTS AR ŠO ZĀĻU IEVADĪŠANU, NEKO TĀDU NEATKLĀJU.

  59 Ir zināms, kahg 2+ neatgriezeniski saistīts arSH- lipoīnskābes grupas. Kas mainās enerģijas apmaiņa var izraisīt hronisku saindēšanos ar dzīvsudrabu?

  Atbilde: Pēc mūsdienu koncepcijām dzīvsudrabs un jo īpaši dzīvsudraba-organiskie savienojumi ir enzīmu indes, kas, nonākot asinīs un audos, pat nelielos daudzumos, parāda tur savu saindēšanās efektu. Enzīmu indu toksicitāte ir saistīta ar to mijiedarbību ar šūnu proteīnu tiola sulfhidrilgrupām (SH), šajā gadījumā liposkābi, kas kā koenzīms piedalās trikarbonskābes cikla (Krebsa cikla) ​​redoksprocesos, optimizējot oksidatīvo fosforilāciju. reakcijas, liposkābei ir arī liela nozīme ogļhidrātu izmantošanā un normālas enerģijas metabolisma īstenošanā, uzlabojot šūnas "enerģētisko stāvokli". Šīs mijiedarbības rezultātā tiek traucēta galveno enzīmu darbība, kuru normālai darbībai ir nepieciešama brīvo sulfhidrilgrupu klātbūtne. Dzīvsudraba tvaiki, kas nonāk asinīs, sākotnēji cirkulē organismā atomu dzīvsudraba formā, bet pēc tam dzīvsudrabs tiek pakļauts fermentatīvai oksidācijai un nonāk savienojumos ar olbaltumvielu molekulām, mijiedarbojoties galvenokārt ar šo molekulu sulfhidrilgrupām. Dzīvsudraba joni pirmām kārtām ietekmē daudzus enzīmus un, pirmkārt, tiola enzīmus, kuriem ir galvenā loma vielmaiņā dzīvā organismā, kā rezultātā tiek traucētas daudzas funkcijas, īpaši nervu sistēma. Tāpēc ar dzīvsudraba intoksikāciju nervu sistēmas traucējumi ir pirmās pazīmes, kas liecina par dzīvsudraba kaitīgo ietekmi.

  Pārbīdes tādos dzīvībai svarīgos orgānos kā nervu sistēma ir saistītas ar audu vielmaiņas traucējumiem, kas savukārt noved pie daudzu orgānu un sistēmu darbības traucējumiem, kas izpaužas dažādās klīniskās intoksikācijas formās.

  60. Kā vitamīnu PP, B1, B2 trūkums ietekmēs organisma enerģijas vielmaiņu? Paskaidrojiet atbildi. Kuriem fermentiem ir nepieciešami šie vitamīni, lai tie “darbotos”?

  Atbilde: Hipoenerģētiskā stāvokļa cēlonis var būt hipovitaminoze, jo vit RR reakcijās tā ir neatņemama koenzīmu sastāvdaļa; Pietiek teikt, ka vairākas koenzīmu grupas, kas katalizē audu elpošanu, ietver nikotīnskābes amīdu. Nikotīnskābes trūkums pārtikā izraisa enzīmu sintēzes traucējumus, kas katalizē redoksreakcijas (oksidoreduktāzes: alkohola dehidrogenāze) un izraisa dažu audu elpošanas substrātu oksidācijas mehānisma traucējumus. PP vitamīns (nikotīnskābe) ir arī daļa no enzīmiem, kas iesaistīti šūnu elpošanā Gremošana Nikotīnskābe audos tiek amidēta, pēc tam savienojas ar ribozi, fosforskābi un adenilskābi, veidojot koenzīmus, un pēdējā ar specifiskiem proteīniem veido dehidrogenāzes enzīmus. daudzas oksidatīvas reakcijas organismā. B1 vitamīns ir vissvarīgākais vitamīns enerģijas metabolismā, tas ir svarīgs mitohondriju aktivitātes uzturēšanai. Kopumā tas normalizē centrālo, perifēro darbību nervu sistēmas, sirds un asinsvadu un endokrīnās sistēmas. B1 vitamīns, kas ir dekarboksilāžu koenzīms, ir iesaistīts keto skābju (pirovīnskābes, α-ketoglutārskābes) oksidatīvā dekarboksilācijā, ir holīnesterāzes enzīma inhibitors, kas šķeļ CNS mediatoru acetilholīnu, un ir iesaistīts Na + transportēšanas kontrolē. caur neironu membrānu.

  Ir pierādīts, ka B1 vitamīns tiamīna pirofosfāta veidā ir vismaz četru enzīmu, kas iesaistīti starpposma metabolismā, sastāvdaļa. Tās ir divas sarežģītas enzīmu sistēmas: piruvāta un α-ketoglutarāta dehidrogenāzes kompleksi, kas katalizē piruvīnskābes un α-ketoglutārskābes oksidatīvo dekarboksilāciju (enzīmi: piruvāta dehidrogenāze, α-ketoglutarāta dehidrogenāze). B2 vitamīns Kombinācijā ar olbaltumvielām un fosforskābi mikroelementu, piemēram, magnija, klātbūtnē rada fermentus, kas nepieciešami saharīdu vielmaiņai vai skābekļa transportēšanai un līdz ar to katras mūsu ķermeņa šūnas elpošanai.B2 vitamīns ir nepieciešams. serotonīna, acetilholīna un norepinefrīna sintēzei, kas ir neirotransmiteri, kā arī histamīna, kas iekaisuma laikā izdalās no šūnām, sintēzei. Turklāt riboflavīns piedalās trīs neaizvietojamo taukskābju sintēzē: linolskābes, linolēnskābes un arahidonskābes.Riboflavīns ir nepieciešams aminoskābes triptofāna normālai vielmaiņai, kas organismā pārvēršas par niacīnu.

  B2 vitamīna deficīts var samazināt spēju ražot antivielas, kas palielina izturību pret slimībām.