1. Оптимальные условия действия амилазы фермента, расщепляющего крахмал рН 8, 37С. Как изменится активность фермента, если рН инкубационной среды составит 0 Как изменится активность фермента, если температура инкубационной среды составит 30С Ответ поясните.
 Скачать 84.51 Kb.
|
|
1.Оптимальные условия действия амилазы – фермента, расщепляющего крахмал: рН 6.8, 37°С. Как изменится активность фермента, если рН инкубационной среды составит 5.0? Как изменится активность фермента, если температура инкубационной среды составит 30°С ?Ответ поясните.С чем связано изменение активности ферментов при сдвигах рН и температуры? К какому классу и подклассу ферментов относится амилаза? Ответ: Амилаза – фермент класса гидролаз, подкласс гликозидаза. При pH инкубационной среды = 5.0, активность амилазы снизится. При температуре инкубационной среды = 30, активность амилазы снизится. Это произойдет потому, что наибольшую активность ферменты проявляют в строго определенных для каждого фермента pH и температуре (оптимумы).При изменении этих условий активность ферментов снижается, либо прекращается вовсе.Изменение активности ферментов при сдвигах температуры связано с денатураций белка (ферменты – белки), а при сдвигах pH – с воздействием и степенью ионизации кислотных и щелочных групп. При резких сдвигах от оптимума pH среды ферменты подвергаются конформационным изменениям, приводящим к потере активности вследствие денатурации или изменения заряда молекулы. 2.При употреблении большого количества сырого яичного белка может развиться гиповитаминоз биотина (витамина Н) – болезнь Свифта, сопровождающаяся специфическим дерматитом. В основе гиповитаминоза лежит образование в ЖКТ нерастворимого комплекса яичного белка авидина с биотином. Почему вареные яйца такого эффекта не вызывают? В состав какого кофермента входит витамин Н? В реакциях какого типа участвует этот кофермент? Ответ: При варке яичный белок подвергается действию высокой температуры и денатурируется, поэтому он не может образовывать нерастворимый комплекс с биотином. Витамин Н входит в состав кофермента биоцитина. Биоцитин – кофермент лигаз, участвует в реакциях соединения 2 субстратов ковалентной связью (синтез). 3. Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше данного показателя в жировой ткани. В какой ткани будет преобладать гидролиз жиров в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда их концентрации в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится фермент липаза? Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей. Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше , чем липазы жировой ткани, это значит, что липаза сердца имеет большее сродство к субстрату (жиру), т.е. она будет расщеплять жиры даже при их невысоко концентрации в крови. Поэтому в постабсорбтивный период, когда содержание жиров в крови невысокое, будет преобладать их гидролиз в сердечной мышще. 4. Константа Михаэлисагексокиназы мозга значительно меньше данного показателя в гепатоцитах. В каком органе будет преобладать реакция, катализируемая данным ферментов в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда концентрации глюкозы в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится гексокиназа? Чем отличаются изоформыгексокиназы? Ответ: Гексокиназа – трансфераза, фосфотрансфераза. У человека существует 4 изоформы гексокиназы, они синтезируются в разных органах и у них разные константы Михаэлиса. Т.к. константа Михаэлиса гексокиназы мозга меньше, чем Км гепатоцитов (т.е. сродство гексокиназы мозга к глюкозе выше, чем у гексокиазы гепатоцитов), то в постабсорбтивный период (когда содержание глюкозы в крови невысокое) будет преобладать реакция, катализируемая гексокиназой мозга. 5.Метанол в чистом виде нетоксичен для организма, однако приём его внутрь может привести к смерти. Объясните причину. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают этанол. Объясните, почему такое лечение оказывается эффективным? Назовите фермент, который катализирует метаболизм этих спиртов. К какому классу и подклассу ферментов он относится? Объясните понятие субстратной специфичности фермента. Какой показатель характеризует специфичность субстрата и фермента? Ответ: При принятии внутрь метанол ( в чистом виде нетоксичен для организма) ферментом алкогольдегидрогеназой превращается в формальдегид – ядовитое для человека соединение. Один из методов лечения – дать человеку выпить этанол. АДГ, расщепляющая спирты в организме, имеет бОльшее сродство к этанолу, чем к метанолу, поэтому при поступлении в кровь этанола АДГ начнет расщеплять его, а метанол выведется из организма в чистом виде. Алкогольдегидрогеназа – оксидоредуктаза, анаэробная дегидрогеназа. Субстратная специфичность – способность фермента взаимодействовать с одним или несколькими субстратами со сходным строением и типом связей. Специфичность субстрата и фермента характеризует константа Михаэлиса. 6.При исследовании желудочного сока методом гель-фильтрации выделили неактивную форму пепсина с молекулярной массой 42 кДа. После добавления к ферменту соляной кислоты молекулярная масса уменьшилась до 35 кДа и фермент стал активным. Объясните полученные данные. Какой вид регуляции активности характерен для данного фермента? Каков биологический смысл образования неактивной формы данного фермента? К какому классу и подклассу ферментов относится пепсин? Ответ: Пепсин – гидролаза, пептидаза. При добавлении НСl к неактивной форме пепсина(профермент) от профермента отщепляется специфический ингибитор и профермент переходит в активную форму – активный пепсин. Этот способ регуляции – частичный протеолиз, в результате изменяется конформационная структура фермента. 7. Липаза в жировой ткани может находиться в 2-х формах с различной активностью: в виде простого белка и фосфопротеина. Объясните, каким путем происходит переход одной формы в другую и почему этот переход сопровождается изменением активности фермента. Какой тип реакций катализирует липаза? Назовите подкласс данного фермента. Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей. Липаза катализирует гидролиз эфирных связей в молекулах жиров. Переход липазы из неактивной формы (простой белок) в активную (фосфопротеин) происходит путем фосфорилирования. К молекуле фермента присоединяется фосфатная группа, меняется конформационная структура белка, открывается или формируется активный центр, в результате чего фермент становится активным. 8. Кофеин является конкурентным ингибитором фосфодиэстеразы – фермента распада цАМФ. Как повлияет прием кофеина на активность протеинкиназы А? Какую реакцию катализирует протеинкиназа А? Какое значение имеет эта реакция? Ответ: Прием кофеина повысит активность протенинкиназы А. Фосфодиэстераза расщепляет цАМФ, а кофеин ингибирует этот процесс. Нерасщепленный цАМФ - активатор протеинкиназы А – и обеспечивает ее повышенную активность. Протеинкиназа А осуществляет активацию и инактивацию ферментов путем фофорилирования. 9. Аспартаткарбамоилтрансфераза (12 протомеров) после выдерживания в течение 4 мин при 60°С теряет чувствительность к аллостерическому ингибитору ЦТФ при сохранении ферментативной активности. При этом происходит диссоциация фермента на отдельныепротомеры. Какие особенности строения и функционирования аллостерических ферментов подтверждают представленные данные? Ответ: Аллостерические белки имеют особое строение: они состоят из нескольких протомеров, в которых имеется не только активный центр фермента, но и регуляторный (аллостерический). поэтому при воздействии аллостерического ингибитора взаимодействует только аллостерический центр, при сохранении функций активного центра. 10. Установлено, что ацетилсалициловая кислота (противовоспалительное средство) является ингибитором циклооксигеназы – фермента, участвующего в синтезе эйкозаноидов – биологически активных веществ, регуляторов развития воспалительного ответа. Объясните механизм ингибирования фермента под влиянием препарата, если известно, что в результате ингибирования образуется салициловая кислота, а образование эйкозаноидов восстанавливается только после синтеза новых молекул фермента. Ответ: Ацетилсацициловая кислота присоединяет ацетильную группу к остатку серина в составе активного центра фермента, тем самым изменяя его структуру и подавляет его действие. Таким образом, эта реакция необратима, и восстановление функций фермента возможно только путем синтеза новых молекул циклооксигеназы. 11. Для лечения миастении (мышечной слабости), которая сопровождается нарушением нейро-мышечной регуляции с участием ацетилхолина, используют лекарственный препарат прозерин. На чем основано применение данного препарата? Охарактеризуйте конкурентное ингибирование активности ферментов. Ответ: Прозерин представляет собой лекарственный препарат из группы антихолинэстеразных средств. Механизм действия препарата заключается в связывании с анионным и эстеразным центрами молекулы ацетилхолинэстеразы, что обратимо экранирует их от ацетилхолина, в результате чего останавливается его энзиматический гидролиз, ацетилхолин накапливается и усиливается холинергическая передача. К конкурентному ингибированию относят обратимое снижение скорости ферментативной реакции, вызванное ингибитором, связывающимся с активным центром фермента и препятствующим образованию фермент-субстратного комплекса. Такой тип ингибирования наблюдают, когда ингибитор - структурный аналог субстрата, в результате возникает конкуренция молекул субстрата и ингибитора за место в активном центре фермента. В этом случае с ферментом взаимодействует либо субстрат, либо ингибитор, образуя комплексы фермент-субстрат (ES) или фермент-ингибитор (EI). При формировании комплекса фермента и ингибитора (EI) продукт реакции не образуется. 12. Сукцинилхолин – аналог ацетилхолина – используют в хирургии как миорелаксант. Почему его применение не рекомендуют больным со сниженной белоксинтезирующей функцией печени? Расскажите о процессе инактивации анестезирующего препарата и о ферменте, который этот процесс катализирует Ответ: инактивация сукцинилхолина в организме осуществляется путем гидролиза под действием фермента псевдохолинэстераза. Этот фермент вырабатывается в печени и как и все остальные имеет белковую природу. Поэтому при нарушении белоксинтезирующей функции печени будет нарушено выведение миорелаксанта из организма. 13. При добавлении к суспензии митохондрий малоновой кислоты – структурного аналога сукцината – происходило резкое снижение поглощения клетками кислорода. Добавление цитрата не влияло на потребление кислорода, в то время как добавление фумаратаоказывало стимулирующий эффект. Объясните результаты эксперимента. В каком процессе, происходящем в митохондриях, участвуют сукцинат и фумарат? Какова роль этого процесса? Ответ: Сукцинат и фумарат участвуют в цикле Кребса. Малоновая кислота – структурный аналог сукцината, ингибитор сукцинатдегидрогеназы. При добавлении малоновой кислоты реакция дегидрирования сукцината не происходит, продукт реакции (фумарат) не образуется, поэтому нарушается цикл Кребса, не образуются восстановительные эвиваленты, не идет процесс тканевого дыхания - клетки не поглощают кислород.Добавление цитрата не влияло на цК, т.к. цитрат используется в реакции, предшествующей дегидрированию сукцината.При добавлении фумарата цикл Кребса восстанавливался и поглощение клетками кислорода продолжалось. ЦК – конечный путь метаболизма, источник восстановительных эквивалентов для ЦПЭ и синтеза АТФ (получение энергии). 14.В злокачественных опухолях преобладает анаэробный тип метаболизма углеводов и накапливается молочная кислота. Известно, что взаимопревращения пирувата и лактата, которые катализирует лактатдегидрогеназа (ЛДГ), быстро протекают в миокарде. Следовательно, изоферментный состав ЛДГ опухолевых клеток и кардиомиоцитов будет близким. Какие изоферменты лактатдегидрогеназы преобладают в опухолевых клетках? Как это можно использовать в диагностике? Охарактеризуйте положение ЛДГ в классификаторе ферментов. Ответ: В опухолевых клетках будут преобладать такие же изоформы ЛДГ, как и в кардиомиоцитах - ЛДГ1 и 2, а также ЛДГ3. Анализ изоферментного состава ЛДГ используется при разных патологиях (сердца, печени, мышщ, опухолей), т.к. в разных органах содержатся разные изоформы ЛДГ. ЛДГ – оксидоредуктаза. 15. Применение трипсина при местном воздействии основано на способности расщеплять некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижать вязкие секреты, экссудаты, сгустки крови. По отношению к здоровым тканям фермент неактивен и безопасен. Объясните почему. К какому классу и подклассу ферментов относится трипсин? Почему данный фермент используют для обработки и лечения гнойно-некротических ран? Ответ: Трипсин относится классу гидролаз, подклассу пептидаз. Данный фермент катализирует гидролиз пептидных связей, т.к. некротические ткани имеют белковую структуру, то трипсин будет способствовать их расщеплению.Но он не влияет на здоровые ткани, поскольку для медицинского использования используется иммобилизованная форма данного фермента. 16. Известно, что в результате работы микросомальной системы гидроксилирования (МСГ) некоторые потенциально токсичные для организма ксенобиотики становятся гидрофильными. Объясните, почему гидроксилирование приводит к уменьшению токсичности липофильныхксенобиотиков. К какому классу относятся ферменты МСГ? Каков принцип работы электронотранспортной системы МСГ? Ответ: Микросомальная система гладкого эндоплазматического ретикулума выделяет монооксигеназные ферменты. Из их числа в механизмах метаболизма ксенобиотиков преимущественно участвуют 1 оксидазы со смешанными функциями и 2 ферменты, обеспечивающие процессы конъюгации. Оксидазы катализируют реакции С-гидроксилирования ксенобиотиков . В результате ксенобиотики приобретают реактивные группы ОН, COOH, которые обеспечивают вступление в реакции конъюгации с образованием малотоксичных соединений, легко выводящихся из организма с мочой, желчью и калом. 2. Класс Оксидоредуктазы 3.А. Связывание в активном центре цитохрома Р450 и вещества RH(ксенобиотика), активирует восстановление железа в геме - присоединяется первый электрон. Б. Изменение валентности железа увеличивается cродство комплекса к молекуле кислорода В. Появление в центре свертывания циторома Р450 молекулы О2 ускоряет появление второго электрона и образование комплекса: Р450-Fe(II+)+O2-RH Г. Далее железо окисляется, второй электрон присоединяется к молекуле О2. Восстановленный атом О(2-) связывает 2 протона и образует 1 молекулу воды. Второй атом кислорода идет на построение -ОН группы. Д. Модифицированное вещество R-ОН отделяется от фермента и выводится из организма. 17.Объясните, почему при определении активности лактатдегидрогеназы материалом для исследования является сыворотка крови без признаков гемолиза, а при определении активности панкреатической липазы можно использовать гемолитическую сыворотку? Назовите положение указанных ферментов в классификаторе Ответ: гемолиз эритроцитов в пробе крови (в связи с высоким содержанием ЛДГ в клетках крови), поэтому гемолитическая сыворотка не подойдет для определения активности ЛДГ, в связи с тем что ЛДГ может выйти из разрушенных эритроцитов и исказить результат анализа. Повышение активности липазы наблюдается при патологии поджелудочной железы, что связано с повреждением ее клеток и выходом фермента в кровь, поэтому ее активность не зависит от того используется ли кровь с признаками гемолиза или нет. ЛДГ- Класс-оксидигоредуктазы, (подкласс-оксидазы) Панкреатическая липаза: Класс-гидролазы 18. ДНК-аза – лизосомальный фермент, задерживающий размножение ДНК-содержащих вирусов. Установлено, что в клетки вирусы попадают путем пиноцитоза и таким образом оказываются изолированными в пиноцитозных пузырьках, которые сливаются с лизосомами. Почему ДНК-аза даже в очень больших количествах не повреждает молекулы ДНК клетки? К какому классу ферментов относится ДНК-аза? Ответ: ДНК-аза не повреждает собственную ДНК клеток, поскольку этот фермент захватывается клеточными мембранами и внутри клеток изолирован от ядерных структур в эндосомах. . Класс: гидролазы 19. Объясните, почему при повышении проницаемости мембран гепатоцитов в плазме крови в большей степени возрастает активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), несмотря на то, что суммарная активность аспартатаминотрансферазы в клетках печени выше по сравнению с активностью АЛТ. Какой тип реакции катализируют данные ферменты и как их используют в диагностике заболеваний? Ответ: При остром гепатите наступает цитолиз гепатоцитов и снижение белоксинтезирующей функции печени. АЛТ является внутриклеточным ферментом и содержатся в гепатоцитах, соответственно, будут выходить в кровяное русло при цитолизе. Тип р-ции: перенос функциональных групп с одного субстрата на другой Ананинаминотрансфераза (АЛТ или АлАТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ или АсАТ) объединяют в одну группу ферментов — аминотрансферазы. Ферменты имеют избирательную тканевую специализацию, поэтому анализ крови на АЛТ свидетельствует о состоянии печени, анализ крови на АСТ — показатель состояния сердечной мышцы — миокарда. Повышенное содержание этих ферментов в плазме крови сигнализирует о повреждениях в тканях печени или миокарда. Гибель и разрушение клеток в этих органах, сопровождается выходом ферментов в кровь. В диагностике также часто применяют коэффициент Ритиса – отношение АсАТ/АлАТ, определенных в одном анализе крови. Нормальное значение этого коэффициента — 1,3. Инфекционный гепатит вызывает его снижение. При инфаркте миокарта индекс Ритиса повышен По результатам анализа АлАТ повышение АЛТ — признак таких серьезных заболеваний, как:
Анализ крови АСТ может показать повышение АСТ в крови, если в организме присутствует такое заболевание, как:
|