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.
|
|
20.Известно, что мочевина при концентрации 2 ммоль/л снижает активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) I и II на 20%, а ЛДГ IV и V полностью теряют активность. Как можно использовать данный факт для диагностики инфаркта миокарда и гепатита (заболеваний сопровождающихся цитолизом и некрозом) в лаборатории, которая имеет возможность определить только суммарную активность фермента? Какой тип реакций катализирует ЛДГ? Какой витамин необходим для «работы» фермента? Ответ: если небольшое уме6ньшение ЛДГ..то активность 1 и 2 уменьшилась.следовательно сердце....если сильно уменьшилась активность ЛДГ..то это пе6чень В реакциях гликолиза Для «работы» фермента необходим Витамин В 6 21. Белки пищи перевариваются (гидролизуются) ферментом желудочного сока пепсином. Назовите класс и подкласс ферментов, к которому относится пепсин. Назовите оптимум рН пепсина. Почему у больных с гипоацидным гастритом нарушается переваривание белков в желудке? Какие белки будут быстрее перевариваться в ЖКТ денатурированные или нативные. Почему? Известно, что пепсин синтезируется в клетках желудка в неактивной форме и становится активным только в полости органа. Опишите механизм регуляции активности данного фермента. Ответ: Пепсин относится к классу гидролаз, подкласс- пептидазы. Оптимум рН для пепсина составляет 1,5—2. У больных нарушается переваривание белков в желудке вследствие пониженной кислотности желудочного сока (это и есть гипоацидный гастрит). Денатурированные белки быстрее перевариваются ферментами желудочно-кишечного тракта по сравнению с нативными (даже если понижена кислотность). Железами желудка пепсин вырабатывается в неактивном виде, переходит в активную форму при воздействии на него соляной кислоты. Пепсин действует только в кислой среде желудка и при попадании в щелочную среду двенадцатиперстной кишки становится неактивным. МЕХАНИЗМ: Превращение пепсиногена в пепсин происходит в результате отщепления с N-kонцевого участка пепсиногена несколько пептидов, один из которых играет роль ингибитора. Процесс активации идёт в несколько стадий и катализируется соляной кислотой желудочного сока и самим пепсином (автокатализ). Пепсин обеспечивает дезагрегацию белков, предшествующую их гидролизу и облегчающую его. Как катализатор он обладает протеазным и пептидазным действием. 22. Студент получил образец крови больного для определения активности сывороточной холинэстеразы (ПХЭ). Для проведения анализа он составил инкубационную смесь, которая включала субстрат фермента, сыворотку крови, буфер для поддержания рН (8,4) и индикатор феноловый красный. По истечении времени инкубации реакционная смесь приобрела желтую окраску. Почему? Какую реакцию катализирует данный фермент (назовите субстрат и продукты)? К какому классу и подклассу ферментов он относится? Активность фермента, рассчитанная студентом, оказалось равной 80 мкмоль/мл∙ч (норма 160 – 340 мкмоль/мл∙ч). Почему активность фермента студент выразил в единицах концентрации? С чем может быть связано снижение активность ПХЭ? Ответ: холинэстераза - класс гидролаз, подкласс - гидролаза эфирных связей. Субстраты - сложные эфиры холина с уксусной, пропионовой или масляной кислотами. Продукты - холин и уксусная кислота. В результате реакции рН среды сдвигается в кислую сторону, что регистрируется с помощью индикатора (фенолового красного), поэтому и пожелтел. Понижение активности связано с аллостерическим ингибированием, т.е. образование большого кол-ва продуктов, что и, собственно, изменило среду. А то,что касается единиц измерения... Через них проще отслеживать активность фермента 23. Человек относится к гомойотермным живым организмам. В медицине в некоторых случаях для лечения используют экстремальные температуры. В частности, гипотермические условия используют при продолжительных операциях, особенно на головном мозге и сердце, гипертермические условия используют с целью коагуляции тканей. Объясните правомерность данных подходов с точки зрения биохимика-энзимолога. Какова зависимость скорости ферментативных реакций от температуры? Ответ: Между температурой и скоростью реакции существует прямая зависимость (чем выше температура, тем выше скорость реакции и наоборот). Клетки мозга и сердца очень чувствительны к гипоксии, а операции на соответствующих органах могут потребовать, хоть и непродолжительной, но остановки кровоснабжения той или иной части органа. Чтобы предотвратить гибель клеток от гипоксии создают гипотермические условия, с целью замедления процессов метаболизма, в т.е. ферментативных процессов ( это позволяет уменьшить потребление кислорода клетками и уменьшить образование токсинов). При операциях в той или иной степени нарушется целостность ткани, поэтому скорость коагуляции очень важна. Коагуляция тканей- процесс ферментативный, поэтому его скорость прямопорциональна температуре, именно для иного создаются гипертермические условия. (Собственно сочинение) 24.При исследовании скорости реакции превращения дипептида под действием пептидазы тонкого кишечника были получены следующие результаты: максимальная активность фермента составила 40 мкмоль/мин ∙ мг, Км 0.01ммоль/л. При какой концентрации субстрата скорость реакции составит 10 мкмоль/мин ∙ мг? Дайте определение максимальной скорости реакции, константе Михаэлиса и укажите зависимость между величиной Км и сродством фермента к субстрату. Изменится ли максимальная скорость реакции, если в реакционную смесь добавить конкурентный ингибитор фермента? Ответ: Константа Михаэлиса (концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна 1/2 от максимальной). Характеризует сродство фермента к субстрату (чем меньше значение, тем выше сродство). Является величиной постоянной Максимальная скорость реакции: высокой концентрации субстрата и низком значении KSскорость реакции. U= Vm*S\S+Km Vm= 40 мкмоль/мин ∙ мг Km= 10 мкмоль/л U= 10 мкмоль/мин ∙ мг S-? 10= 40x\10+x X= 3,3 ? Нет, (ПОЧЕМУ?) 25. Студент изучал влияние различных концентраций АТФ и АДФ на скорость изоцитратдегидрогеназной реакции, соблюдая оптимум рН и температуры среды инкубации. Как вы думаете, какие результаты мог получить студент? Объясните механизм влияния данных нуклеотидов на активность фермента. Какой вывод об особенности строении фермента можно сделать? Охарактеризуйте положение фермента в классификаторе Ответ: Изоцитрат-дегидрогеназная реакция аллостерически активируется АДФ, при повышении концентрации АТФ скорость снижается.Фермент аллостерически активируется АДФ и Са++, поскольку имеет аллостерические центры связывания АДФ и Са++на каждой субъединице. Изоцитратдегидрогеназа, олигомерный фермент, состоит из 8 субъединиц. Присоединение изоцитрата к первой субъединице вызывает кооперативное изменение конформации других, увеличивая скорость присоединения субстрата. Фермент аллостерически активируется АДФ и Са2+, которые присоединяются к ферменту в разных аллостерических центрах. В присутствии АДФ конформация всех субъединиц меняется таким образом, что связывание изоцитрата происходит значительно быстрее. Таким образом, при концентрации изоцитрата, которая существует в митохондриальном матриксе, небольшие изменения концентрации АДФ могут вызвать значительное изменение скорости реакции. Увеличение активности изоцитратдегидрогеназы снижает концентрацию цитрата, что, в свою очередь, уменьшает ингибирование цитратсинтазы продуктом реакции. При повышении концентрации NADH активность фермента снижается. 26. Гиалуронидаза широко применяется в медицине вместе с препаратами для местной анестезии. Субстрат фермента гиалуроновая кислота – компонент межклеточного матрикса. Реакцию какого типа катализирует данный фермент? Какова цель использования фермента в составе анестетиков? Ответ: Гиалуронидаза – фермент (точнее группа ферментов), способный расщеплять гиалуроновую кислоту до олигомеров (низкомолекулярных фрагментов) (рис. 1). В организме человека идентифицировано несколько типов гиалуронидазы, как в цитоплазме клеток, так и во внеклеточном матриксе. Согласованная работа этих ферментов способствует поддержанию оптимального баланса ГК в соединительной ткани. Гиалуронидазы синтезируются не только в организме человека – это поистине универсальный фермент. Большинство функций, которые выполняют гиалуронидазы, связаны с их способностью повышать проницаемость тканей за счет снижения вязкости межклеточного матрикса. Гиалуронидаза является компонентом ядовитого секрета некоторых животных, поскольку за счет снижения вязкости межклеточного матрикса тканей и повышения проницаемости капилляров облегчается распространению токсина из места укуса. Это же эффект, «подсмотренный» в природе, активно используется в медицине, когда гиалуронидаза вводится в ткани совместно с препаратами, например, местных анестетиков, способствуя их распространению в тканях при инфильтрационной анестезии. + Тип I. Гиалуронидазы тестикулярного типа (гиалуронат-эндо-β-N-ацетилгексозаминидазы, КФ 3.2.1.35) Тип Ia. Собственно тестикулярная гиалуронидаза. Содержится в семенниках и в сперме млекопитающих, молоках рыб. Тип Ib. Лизосомальная гиалуронидаза. Содержится в лизосомах клеток различных тканей (печень, синовиальная ткань и др.), а также в некоторых физиологических жидкостях (сыворотка крови, синовиальная жидкость и др.) Тип Ic. Субмандибулярная гиалуронидаза. Содержится в слюне и слюнных железах млекопитающих, в пчелином и змеином ядах. 27. Студент получил образцы крови для определения активности кислой и щелочной фосфатазы. Для проведения анализа он составил 2 инкубационные смеси, которые включали субстраты ферментов, сыворотку крови и буфер (рН 5). Проанализируйте правильность составления инкубационной смеси для каждого фермента. Какую ошибку на ваш взгляд допустил студент? Результаты активности какого фермента окажутся неверными? Как влияет величина рН на активность ферментов? Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты? Ответ: Оптимум рН кислой фосфатазы лежит в кислой среде (рН 5,0-5,5) А для ЩФ составляет 8,6-10,1. В данной кислой смеси активность ЩФ будет понижена. Влияние изменений рН среды на молекулу фермента заключается в воздействии на состояние и степень ионизации кислотных и основных групп. При резких сдвигах от оптимума рН среды ферменты могут подвергаться конформационным изменениям, приводящим к потере активности вследствие денатурации или изменения заряда молекулы фермента. Тип реакции - гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. ЩФ много в печени, КФ - в предстательной железе. 28. Студент получил образцы крови для определения активности кислой и щелочной фосфатазы. Для проведения анализа он составил 2 инкубационные смеси, которые включали субстраты ферментов, сыворотку крови и буфер (рН 9). Проанализируйте правильность составления инкубационной смеси для каждого фермента. Какую ошибку на ваш взгляд допустил студент? Результаты активности какого фермента окажутся неверными? Как влияет величина рН на активность ферментов? Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты? Ответ: Щелочная фосфатаза- фермент, относящийся к группе гидролаз и катализирует реакцию отщепления фосфорной кислоты от её органических соединений, действует в щелочной рН среде=9 Кислая фосфатаза- фермент, относящийся к группе гидролаз и катализирует реакцию гидролиза органических эфиров фосфорной кислоты, действует в кислой рН среде, от 4до 6. Студент допустил следующую ошибку: он взял рН среду, в которой активным будет только щелочная фосфатаза. Результаты активности кислой фосфатазы окажутся неверными 29. Препараты фестал, мезим, панкреатин и др. широко используют в заместительной энзимотерапии желудочно-кишечных заболеваний, сопровождающихся снижением активности пищеварительныого сока. Какие ферменты содержат данные препараты? К какому классу и подклассу ферментов они относятся? Ответ: Данные препараты являются ферментными препаратами. Они компенсируют недостаточность внешнесекреторной функции поджелудочной железы и способствуют улучшению процессов пищеварения. Входят в состав препаратов (панкреатина) – ферменты амилаза, липаза и протеаза облегчают переваривание углеводов, жиров и белков, что способствует их более полному всасыванию в верхних отделах кишечника. Ферменты относятся к классу гидролаз. Подклассы: -амилаза – гликозидазы -липазы – эстеразы Протеазы – пептидазы. Препараты поджелудочной железы стимулируют выделение собственных ферментов поджелудочной железы при их недостатке. 30. При недостатке витамина В6, который участвует в синтезе гема, развивается анемия. В диагностических целях в данном случае определяют аминотрансферазнуюактивность сыворотки крови. Почему? Как может измениться результат анализа у этих больных? Какую реакцию катализируют аминотрансферазы? Почему в плазме крови в норме определяется активность внутриклеточных ферментов? Ответ: При недостатке витамина В6 в сыворотке/плазме крови будут определять активность аланинаминотрансферазы. Вит.В6 участвует в синтезе гема. Так как гем является простетической группой гемоглобина(небелковой), а гемоглобин- это белок, то аминотрансферазы участвуют в переносе его аминогрупп, а если содержание витамина В6 будет понижено, следственно, содержание гемоглобина будет тоже понижено и будет развиваться анемия. При недостатке вит. В6 активность АлТ в сыворотке/плазме будет понижена. Данный фермент катализируюет реакцию переноса функциональных групп (в данном случае пептидных). В плазме крови в норме определяется активность внутриклеточных ферментов для того, чтобы определить в норме содержится фермент или его содержание повышено, так как внутриклеточные ферменты выполняют свою функцию внутри клеток и их содержание в плазме небольшое, но при патологических изменениях оно увеличивается. 31. Лаборатория может определять активность различных изоформкреатинкиназы, лактатдегидрогеназы, а также псевдохолинэстеразы,аланин (аспартат)аминотрансферазы, кислой фосфатазы, щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы. Определение активности каких из перечисленных ферментов и их изоформ можно использовать для диагностики заболеваний миокарда? Ответ поясните. Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты? Почему для решения вопроса о локализации патологического процесса необходимо определять активность отдельных изоформ, а не суммарную активность фермента? Ответ: ЛДГ 1 и 2 преобладают в сердце и корковом в-ве почек. Одновременное повышение КФК (МВ) может говорить о патологии миокарда. Повышение АЛТ и АСТ стоит ожидать, т.к. они тоже выделятся в кровь при повреждении миокарда. В сердце преобладает АСТ. Коэффициент Де Ритиса увеличится (>2 при норме 0.91-1.75). КФК катализирует пренос фосфатных групп, ЛДГ – расщепление лактата, АСТ и АЛТ – перенос аминогрупп аспартата и аланина соответственно (превращение а-аминокислот в кетокислоты). Потому, что разные изоформы отвечают за разные патологии различных органов (например: ЛДГ-1-признак патологии сердца, а ЛДГ-5 – печени…..). 32. Лаборатория располагает возможностью определения активности различных изоформкреатинкиназы, лактатдегидрогеназы, псевдохолинэстеразы, аланин (аспартат)аминотрансферазы, кислой фосфатазы, щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы. Назначьте биохимическое (энзимологическое) обследование больному с подозрением на заболевания печени, сопровождающиеся цитолизом. К какому классу относятся выбранные для диагностики ферменты? Ответ: Повышение уровня АСТ в сыворотке, ЛДГ-1 и КФК-МВ говорит о пат.процессе в миокарде. АЛТ может измениться незначительно, т.к. в сердце преобладает АСТ. КФК катализирует пренос фосфатных групп, ЛДГ – гидролитическое расщепление лактата, АСТ и АЛТ – перенос аминогрупп аспартата и аланина соответственно. ЛДГ-5 локализуется в скелетной мускулатуре и печени. АЛТ – в печени. Аргиназа, гистидаза – также в печени. Повышение уровня в сыворотке этих ферментов говорит о патологии печени. Активность ПХЭ уменьшится – т.к. снизится белково-секреторная ф-я печени. Уровень АСТ часто повышается в 20 - 50 раз при заболеваниях печени, сопровождающихся некрозом. ЛДГ катализирует гидролитическое расщепление лактата, аргиназа - гидролизует аргинин до орнитина и мочевины, гистидаза – гидролиз гистидина. ПХЭ – расщепляет ацетилхолин, АЛТ – перенос аминогруппы аланина. 33.В крови больного повышена активность аспартатаминотрансферазы и лактатдегидрогеназыI. Следует ли ожидать в данном случае изменения активности аланинаминотрансферазы и псевдохолинэстеразы? Ответ поясните. Какие реакции катализируют указанные ферменты? Ответ: Так как повышены АСТ и ЛДГ 1, то это свидетельствует о патологии сердечной мышцы (напр. Инфаркте миокарда). В основе лабораторной диагностики инфаркта миокарда лежат биохимические анализы крови. Диагностическое значение имеет анализ активности аспартатаминотрансфераза АСТ, лактатдегидрогеназы ЛДГ и ее изоферментов, креатинфосфокиназы КФК и ее изофермента MB. Инфаркт миокарда – это некроз (гибель) участка сердечной мышцы, в результате которого в кровь выделяются ферменты АЛТ и АСТ. Таким образом, при инфаркте миокарда в крови повышается как уровень АЛТ, так и АСТ, но АСТ повышена сильнее (АЛТ преобладает в печени, а АСТ — в миокарде. Так, при инфаркте миокарда, активность АСТ в крови возрастает в 8-10 раз, тогда как АЛТ только — в 1,5-2 раза). При инфаркте миокарда резкое снижение активности холинэстеразы отмечают к концу первых суток заболевания, что обусловлено шоком, приводящим к тяжёлому повреждению печени. Катализируют реакции трансаминирования: АЛАНИНАМИНОТРАНСФЕРАЗА- катализирует перенос аминогруппы от Ĺаланина к α –кетоглутаровой кислоте (с образованием пировиноградной кислоты и глутаминовой кислоты). АСПАРТАТАМИНОТРАСФЕРАЗА- катализирует перенос аминогруппы от аспарагиновой кислоты к α – кетоглутаровой кислоте (L-Аспартат + α-кетоглютарат АСТ Оксалоацетат + Глютамат) Окислительно-восстановительная реакция: ЛДГ 1 катализирует обратимую реакцию восстановления пировиноградной кислоты в молочную кислоту при участии НАД-Н2 Гидролиз: псевдохолинэстераза — катализирует гидролиз ацетилхолина и бутирилхолина
|