Биохимия. Билет 1 Сравните механизм окислительного и субстратного фосфорилирования. Опишите механизмы, преобладающие в митохондриях
 Скачать 72.99 Kb.
|
|
4. Неокислительный этап ПФП. Ферменты, значение. Активная форма какого витамина принимает участие в этих реакциях? В неокислительном этапе ПФП происходят межмолекулярные перегруппировки фосфорилированных сахаров С3-С8(гепатоциты)/С3-С7(адипоциты), в ходе которых происходит регенерирация глю-6-Ф. Ферменты: Транскетолаза-переносит С2 (кофермент:тиаминпирофосфат-vit.B1) Трансальдолаза-переносит С3. Продукты: 3-ФГА, ФДА, Фру-6-Ф, Глю-6-Ф. Значение: Поддержание уровня фосфопентоз. Синтез фосфопентоз в клетках,в кот. не протекает окисл.этап (опухолевые, эмбриональные, мышечные, лимфоциты, фибробласты) или при торможении ферментов окил.этапа. 5. Нарисуйте схему ферментов тканевого дыхания. Перечислите ингибиторы переносчиков электронов в ДЦ и укажите на схеме место их действия. ФМН – ротенон барбитурата, ФАД*Н2, Fes – малонат, Fes – Антимицин А, а3 – KCN, H2s, NaN3, NO, CO. 6. Оцените правильность первой части, второй части и всей фразы: Глюкокиназа, в отличие от гексокиназы, фосфорилирует глюкозу по первому положению с образованием глюкозо-1-фосфата, потому что глюкозо-1-фосфат является непосредственным субстратом гликогенсинтазы. Объясните свой ответ. Первая часть фразы неправильная, т.к. глюкокиназа фосфорилирует глюкозу по шестому положению с образованием глюкозо-6-фосфат. Вторая часть фразы также неправильная, т.к. глюкозо-1-фосфат является субстратом УФД-глюкозы с ферментом УДФ-глюкозопирофосфорилазы. Сделаем вывод, что фраза неправильная. Билет 15 1. Назовите коферменты пиридиновых дегидрогеназ. Нарисуйте их блок-системы. Приведите примеры таких дегидрогеназ. НАД+ - Никотинамидадениндинуклеоти́д Никотинамид—рибоза---ост. Н3РО4 Аденин ----рибоза----ост.Н3РО4. НАДФ+- Никотинамидадениндинуклеотидфосфа́т Никотинамид—рибоза---ост. Н3РО4 Аденин ----рибоза----ост.Н3РО4 ост.Н3РО4. Примеры: 1)изоцитратДГ декарбоксилирующая, альфа-кетоглутаратДГК , малатДГ-кофермент НАД+, глю-6-Ф ДГ , 6-Ф-глюконат ДГ декарбоксилирующая- кофермент НАДФ+ 2. В чем заключается катаболическая функция цикла Кребса? Рассчитайте, сколько АТФ можно получить при окислении моля аргинина до конечных продуктов (арг –альфа-кетоглутарат ). Реакцию в скобках не принимать во внимание. Напишите схему Кребса окисления от альфа-кетоглутарата до ЩУК. Катаболическая функция ЦТК является конечным путем распада топливных молекул . В нем способны окисляться любые вещества , способные превратиться в субстрат ЦТК. 2) За 1 Цикл Кребса уходит 2С, при этом из него получается 10 АТФ, а после окончания превращения аргинина в ЩУК у нас осталось 4 С , соотв. нам нужно пройти ещё 2 цикла (20 АТФ) Итого: 27,5АТФ получится при сгорании 1 моль аргинина 3. Гликолиз становится обратимым в присутствии дополнительных ферментов. Назовите эти ферменты и их регуляторы. Напишите реакции, катализируемые этими ферментами. 10 реакция: 1)Пируваткарбоксилаза 2)МалатДГм 3) МалатДГц 4)Фосфоенолпируваткарбоксикиназа. 3 реакция: Фру-1,6-биФ Фру-6-Ф (Фермент: Фру-1,6-дифосфатаза). 1 реакция: Глю-6-Ф Глю (Фермент: Глю-6-фосфатаза) Регуляция белка-транспортера ПВК в мтх:+А,НА,Глюкагон,тироксин; -Инсулин 4)Механизм транспорта глюкозы в клетки . Напишите реакцию активирования глюкозы при поступлении ее в клетку и укажите пути превращения глюкозы в клетках. Глюкоза поступает в клетку из крови с помощью глюкозных транспортёров (ГЛЮТ), которые по gradC (облегчённая диффузия) переносят молекулу глю через мембрану. В зависимости от локализации выделяют 5 типов ГЛЮТ (изопротеины): ГЛЮТ 1: гематоэнцефалический барьер, эритроциты, плацента, почки, толстый кишечник; (12 раз пронизывает мембрану) ГЛЮТ 2: тонкий кишечник, β-клетки pancreas, печень, почки; ГЛЮТ 3: нервные клетки (мозг), плацента, почки; ГЛЮТ 4, инсулин-зависимый: жировая ткань, скелетные мышцы и миокард; ГЛЮТ 5: тонкий кишечник. Инсулиннезависимо глюкоза поступает из клетки и в клетки облегчённой диффузией с учётом концентрации Na+ : если Na+ больше снаружи, ГЛЮТы работают, если внутри – закрываются. Но в скелетных мышцах, миокарде и адипоцитах ГЛЮТ 4 не всегда встроен в мембрану, встраивается только после связывания с инсулином. Активная форма глюкозы - фосфорилирования. Гексокиназа: лок везде, объект фосфорил – все гексозы, регул инг глю-6-ф, км вниз: выс сродство с глю, раб между приемами пищи; глюкокиназа: печ, почки, глюкоза, акт инсулин, вверх, низкое сродство с глю, после приема пищи препятствует активному поступлению глю в общий кровоток 5. Изобразите систему сопряжения процессов тканевого дыхания и окисилительного фосфорилирования и укажите на ней пункты фосфорилирования . Опишите строение и работу протонной АТФ-синтазы. V комплекс ВММ - фермент протонная АТФ-синтаза. V комплекс – молекулярная турбина, которая вращается под действием Н+ : 1)Fо – ножка, 2)F1- головка :9 субъединиц 5 типов: 3 α, 3 β, 1 ꙋ, 1 δ, 1ε; субъединица ꙋ стержень (вращает F1); субъединицы ε и δ соединяют F1 и Fo; В F1 идёт синтез АТФ (AДФ + Фн) только когда Н+ поступают через Fo. Если Н + нет, F1 работает как АТФ-аза, т.е. расщепляет АТФ до АДФ и Фн. Также синтез не идёт, если отделить Fo от F1. Энергия движения протона Н используется для изменения конформации активного центра АТФ-синтетазы , что сопровождается синтезом АТФ. Синтез АТФ идет β –субъединицах 3 конформации β –субъединиц: L- связывает АТФ и Фн. Т- синтезирует АТФ , вход АТФ под током протонов Н. О – Выход АТФ , вход АТФ и Фн. Они переходят друг в друга , при этом головка под действием протона 1Н поворачивается на 40 градусов . При повороте на 120 градусов происходит синтез АТФ , на это затрачивается 3протона Н 6)Оцените правильность первой части , второй части и всей фразы : Синтез АТФ в процессе анаэробного гликолиза происходит по механизму окислительного фосфорилирования , потому что образующийся НАДН*Н в дальнейшем окисляется в митохондриях с участием дыхательной цепи , Объясните свой ответ . Первая часть фразы неправильная , так как Синтез АТФ в процессе анаэробного гликолиза происходит по механизму субстратного фосфорилирования(энергия выделяется при гидролизе макроэргических связей:1,3-ДФГ, фосфоенолпируват), вторая часть – правильная . Но части фразы между собой не сходится. Потому что АТФ и НАДН*Н образуются в разных реакциях. АТФ образуется в результате анаэробного гликолиза, а НАДН*Н – в ДЦ Билет 16 1. Назовите коферменты флавиновых дегидрогеназ . Нарисуйте их блок-системы . Приведите примеры таких дегидрогеназ. ФАД — флавинадениндинуклеотид Изоаллоксазин-рибитол-ост. Н3РО4, Аденин-рибоза-ост. Н3РО4, ФМН--- Флавинмононуклеотид, Изоаллоксазин-рибитол-ост. Н3РО4, Примеры: сукцинатДГ, НАДН-дегидрогеназа дыхательной цепи митохондрий 2. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты . Напишите реакции , катализируемые дигидролипоилацетилтрансферазой . Какие витамины и их активные формы участвуют в этих реакциях? ТПФ-Vit.B6; ФАД- Vit.B2 4. Пентозофосфатный путь активно протекает в многих тканях . Изобразите схему окислительного этапа этого процесса и объясните его назначение в 1)эритроцитах , 2)жировой ткани ,3)коре надпочечников , 4) эмбриональн. ткани ,5) макрофагах. Функции окислительного этапа: 1)образование рибозо-5-фосфата, который идёт на: синтез мононуклеотидов (АМФ (АТФ), ГМФ (ГТФ) и др.); синтез нуклеиновых кислот (ДНК, РНК); синтез коферментов (НАД+ , НАДФ+ , ФАД, НS-КоА); 2)восстановление НАДФ+ (50% клеточного НАДФН•Н+ ): биосинтез веществ: жирных кислот; холестерола (стероидных гормонов, жёлчных кислот, vit. D3); восстановительное аминирование ГЛУ из -КГ; в восстановительном и глюкуроновом путях; обезвреживание веществ; антиоксидантная защита в эритоцитах глю-6-Ф-ДГ восстановление НАДФНН + - кофермент глутатионредуктазы восстановление глутатиона (G-S-S-G > 2 G-SH) глутатионпероксидаза разрушает Н2О2 останавливает гемолиз эритроцитов; участие в фагоцитозе генерирует О2 •(акт.форма О2) : при нарушении-- хронический гранулематоз. Активно протекает: печень; жировая ткань; кора надпочечников; щитовидка; половые железы; лактирующая молочная железа; эритроциты 5. Изобразите схему сопряжения процессов тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования . Что такое коэффициент фосфорилирования (Р/О)? Как рассчитывается его значение при окислении ФАД-зависимых субстратов? Назовите эти субстраты. Коэффициент фосфорилирования (Р/О) – количество моль Фн, которое включается в АТФ в расчёте на 1 атом кислорода. При окислении ФАД-зависимых субстратов в ММП выбрасывается 6 протонов синтезируется 1,5 моль АТФ (6:4), т. е. Р/О = 1,5. ФАД-зависимые субстраты: сукцинат; ацил-КоА; глицерол-3-Ф 6. Оцените правильность первой части , второй части и всей фразы : При длительном лечении глюкокортикостероидами подавляется глюконеогенез в печени , поэтому в данных условиях для поддержания уровня глюкозы в крови используется гликогенолиз в мышцах . Объясните свой ответ. Первая часть фразы неправильная, т.к. глюкокортикоиды активируют синтез ферментов для ГНГ; Вторая часть фразы неправильная, т.к. гликоген в мышцах(продукты его распада и энергия) используется исключительно для нужд мышц, потому что в мышцах нет фермента глю-6-фосфатаза, которая необходима для того, чтобы глю-6-Ф превратилась в глюкозу и попала в кровоток Билет 17 1. Назовите конечные продукты обмена органических веществ в аэробных условиях? Приведите примеры нескольких конкретных процессов, ведущих к их образованию Конечные продукты: CO2, H2O, NH3 Катаболизм (диссималяция) - расщепление сложных молекул до более простых веществ результате окислительных процессов или процессов гидролиза и фосфоролиза c выделением энергии. Примеры: гликолиз, гликогенолиз, окисление жирных кислот. 2. Рассчитайте энергетический баланс аэробного расщепления глюкозы, мобилизуемой из мышечного гликогена. Сравните с энергетическим выходом аэробного расщепления свободной глюкозы, поступившей в клетку (поэтапный расчет). Аэробное расщепление свободной глюкозы: АТФ свободного гликолиза = 30-32. АТФ глюк из мыщц = 31-33. Аэробное расщепление глюкозы, мобилизируемой из мышечного гликогена: на 1 АТФ больше, т.к. при распаде гликогена не тратится АТФ и гликолиз начинается не с глюкозы, а глю-6-Ф, соотв. АТФ, которая затрачивается на её синтез из глюкозы не тратится. Гликоген----Глю-6-Ф-----2ПВК------2 Ацетил-КоА------СО2+Н2О 3. Напишите реакции, общие для подготовительного этапа гликолиза и спиртового брожения. 4. Метаболизм фруктозы в печени (схема). Причины и проявление эссенциальной фруктозурии и врожденной непереносимости фруктозы 1)фруктокиназа; 2)фосфофруктокиназа1; 3)альдолаза А; 4)триозофосфатизомераза; 5)альдолаза В; 6)глицеральдегидкиназа. Дефект фруктокиназы-эссенциальная фруктозурия( опасности нет, клиники нет, диагностика:повышение фруктозы в моче). ВНФ пат: накоп ФРУ-1-Ф, сниж гликогенфосфорилазы и акт фру-1,6-ФФ-азы, гликоген не расщеп, остр гипогликемия. Рвота, судороги после еды, печ и поч недост, лет исход. Фруктозурия, гипогликемия, сниж альдозы В. 5. Нарисуйте схему ферментов ТД. Опишите строение и работу 1 комплекса ферментов. Нарисуйте блок-схему небелкового компонента этого комплекса. 1-НАДН-убихинон-оксидоредуктаза( принимает 2 е- и 2 Н+ от НАДН*Н+) 2-Сукцинат- убихинон-оксидоредуктаза 3-Убихинол-цитохром с-оксидоредуктаза 4-Цитохром с-оксидаза. Строение 1 комплекса: 1) активная форма витамина В2 ФМН : переносит e - и H +(промеж. переносчик); 2)железосерный белок (FeS-белки): содержит негемовое железо и переносит только e; 3) FeS передаёт е- на убихинон(передача е- осуществляется внутри комплекса); 4)4Н+ выбрасываются в ММП (2Н+ от НАДН*Н+ и 2Н+ выделяются при переносе е-). ФМН: Изоаллоксазин-рибитол-фосфат 6. Оцените правильность первой части, второй части и всей фразы: Обезвреживающая функция печени не зависит от путей обмена глюкозы, потому что токсичные ксенобиотики в печени включаются в центральные пути метаболизма, где расщепляются до CO2 и H2O . Объясните ответ. Первая часть фразы неверная, т.к. обезвреживание происходит при помощи УДФ-глюкуроновой кислоты, которая образуется в глюкуроновом пути. Вторая часть фразы тоже неверная, т.к. ксенобиотики не включаются в центральные пути метаболизма, а соединяются с УДФ-глюкуроновой кислотой, превращаясь в глюкурониды, которые легко экскретируются. Билет 18 1. Изобразите общую схему катаболизма пищевых веществ. Опишите этапы катаболизма и их значение. I этап: происходит в ЖКТ, расщепление сложных веществ, поступающих с пищей (гидролиз). Расщепление собственных Б, Л и нуклеотидов также осуществляется путём гидролиза, а У – распадаются в клетках организма, может происходит путём гидролиза и фосфоролиза. Химическая энергия рассеивается в виде тепла. Протекает без участия кислорода, АТФ не образуется. II этап (внутриклеточный катаболизм): происходит в цитоплазме и митохондриях. Низкомолекулярные соединения подвергаются дальнейшей метаболизации с образованием ПВК, либо ацетил-КоА или сукцинилкоэнзим А. Химическая энергия частично рассеивается в виде тепла, частично накапливается в виде восстановленных коферментных форм, частично запасается в макроэргических связях АТФ (субстратное фосфорилирование). Протекает без О2. III этап (заключительный этап): происходит в митохондриях и сводится к образованию конечных продуктов обмена СО2 и Н2О (образуются из промежуточных). Химическая энергия частично рассеивается в виде тепла, 40-45 % ее запасается в виде АТФ (окислительное фосфорилирование). 2. В чем заключается катаболическая функция цикла Кребса? Рассчитайте, сколько АТФ можно получить при окислении моля аспарагина до конечных продуктов (асн – оксалоацетат). Реакцию в скобках не принимать во внимание. Напишите схему окисления оксалоацетата в цикле Кребса. Катаболическая функция: конечный путь распада топливных молекул (глюкоза, жирные кислоты, глицерол, аминокислоты), основной источник запасания энергии в клетке в форме АТФ. При превращении АСН в оксалоацетат, 2 он является взятым из субстрата ЦТК и содержит 4 атома С. Нужно 2 оборота цикла, в результате которых образуется 20 АТФ. 3. Напишите реакции гликолиза, сопряженные с процессом субстратного фосфорилирования. Рассчитайте энергетический выход анаэробного расщепления моля глюкозы. Назовите клетки, в которых анаэробный гликолиз является основным источником энергии. VII: 1,3-ДФГ(1,3-дифосфоглицериновая ки-та)–фосфоглицнринкиназа--›3-ФГ; 2АДФ-›2АТФ; Х: ФЕПВК—пируваткиназа-›ПВК; 2АДФ-›2АТФ. Синтез 4 моля АТФ. Клетки: эритроциты, яички, опухолевые и эмбриональные, роговица, сетчатка, хрусталик. 4. Назовите процессы, поставляющие глюкозу в кровь. Каковы физиологические концентрации глюкозы в сыворотке (плазме) крови? Опишите принципы метода определения концентрации глюкозы в крови, которым вы пользовались на практических занятиях. Гликогенолиз и глюконеогенез. В плазме (сыворотке) у лиц да 50 лет – 3,8-6,1 ммоль/л, после 50 лет – 4,7-6,5 ммоль/л, у детей до 5 лет – ниже на 0,3-0,5. Ферментативный метод: 1) образование глюконолактона и Н2О2 под действием глюкозооксидазы. 2) Окисление бесцветного вещества пероксидом в окрашенное зеленым соединением в реакции, катализируемой пероксидазой. Когда в пробе глюкозы израсходовалась, количество образованного окрашенного вещества можно определить по светопоглощению, которое прямо пропорционально первоначальному содержанию глюкозы. 5. Изобразите схему ферментов тканевого дыхания. Опишите строение и работу IV комплекса ферментов. Поясните механизм ингибирующего действия угарного газа (СО) на дыхательную цепь. IV-комплекс - цитохром с-оксидаза. Переносит электроны с цитохрома с непосредственно на кислород. Цитохромы а и а3. Эти ферменты осуществляют последнюю стадию биологического окисления. Помимо атомов железа, содержат атомы меди, поэтому этот комплекс одновременно осуществляет полное (4-электронное) восстановление молекулы кислорода. Энергия переноса электронов используется на перекачивание в межмембранное пространство протонов. СО – блокирует цитохромоксидазу и перенос электрона на кислород (блокирует работу IV-комплекс). Билет 19 1. Перечислите реакции и процессы, сопряженные с гидролизом АТФ. Их роль для клетки и организма. Способы гидролиза АТФ. Функции: синтез веществ, активация веществ, перенос веществ через мембраны, превращение в др. виды энергии(мех, физ, электр.), передача наследственной информации( репликация, трансляция) Примеры: фосфорилирование глюкозы, фосфорилирование ФР-6-Ф. Роль - получение энергии на последующие превращения. Способы гидролиза- пирофосфатный (из АТФ сразу АМФ) или ортофосфатный (из АТФ получаем АДФ). В двух видах гидролиза получаем одинаковое кол-во энергии(32кДж) 2. Нарисуйте схему цикла Кребса. Назовите витамины и их активные формы, участвующие этом процессе. НАД-акт. Форма вит. РР; ФАД – акт.форма витамина В2(рибофлавин); ТПФ – акт. Форма витамина В1(тиамин); Липоевая кислота; КоА-SH 3. Используя схему реакций метаболизма экзогенного этанола, объясните механизм развития алкогольной гипогликемии и лактацидемии. Чтобы превратить этанол в ацетальдегид нам необходим фермент АДГ, коферментом которого является НАД. Этот кофермент также необходим для глюконеогенеза, поэтому, при дефиците НАД после того, как организм истратил гликоген, наблюдается алкогольная гипогликемия. 4. Что такое фосфоролиз и гидролиз гликогена? Нарисуйте схему фосфоролиза гликогена в мышцах. Возможны ли реакции гидролиза гликогена в клетках? Гидролиз и фосфоролиз гликогена – это пути его распада. Реакции гидролиза гликогена невозможны в печени, так как фермент альфа – амилаза вырабатывается только поджелуд. Железой и слюнными железами, но не печенью. 5.Изобразите схему ферментов тканевого дыхания. Опишите строение и работу 4 комплекса ферментов. Поясните механизм ингибирующего действия угарного газа на ДЦ. 4 комплекс- цитохром с О2-оксидаза. Это сложный гемопротеин, состоящий из 7 полипептидных цепей и двух различных гемов а типа (цитохромы а и а3). Цитохром с -это очень подвижный белок, который совершает челночные движения от наружной мембраны 3 комплекса к 4,переносит только электроны попеременно восстанавливаясь и окисляясь. Электроны от цитохрома переносятся на цитохром а, затем а3. Конечный акцептор – молекулярный кислород воздуха.Угарный газ связывает с 4 комплексом, а именно с гемом цитохрома а3, препятствуя переносу электронов на кислород, хотя он имеется в большом количестве. 6.Наследственный дефект пируваткиназы эритроцитов сопровождается гемолитической анемией, т.к в эритроцитах гликолиз – единственный процесс, продуцирующий АТФ. Первая часть верная, из-за дефекта фермента не происходит синтеза АТФ, все это сопровождается гемолитической анемией. Вторая часть фразы верная, т.к. в эритроцитах гликолиз является основным источником энергии, т.к. там нет митохондрий. Наследственный дефект пируваткиназы эритроцитов сопровождается гемолитической анемией, т.к не происходит выработки АТФ из-за отсутствия фермента. |