Ферменты. 02-Ферменты. Ферменты Раздел Значение изучаемой темы

• Название: Ферменты Раздел Значение изучаемой темы
• Анкор: Ферменты
• Дата: 22.09.2022
• Размер: 156 Kb.
• Имя файла: 02-Ферменты.doc
• Тип: Глава; #690224

Глава 2. Ферменты

Раздел 1. Значение изучаемой темы

В организме практически нет реакций, которые не катализировались бы ферментами. Ферменты обеспечивают существование таких важнейших процессов жизнедеятельности, как реализация наследственной информации, биоэнергетика, синтез и распад биологических молекул. Изучение ферментов имеет огромное значение для любой фундаментальной и прикладной области биологии, пищевой и фармацевтической промышленности и медицины. Действие многих лекарственных препаратов основано главным образом на взаимодействии с ферментами. Успехи общей и молекулярной энзимологии способствуют развитию медицинской энзимологии, методологические подходы которой связаны с решением проблем энзимопатологии, энзимодиагностики и энзимотерапии. Наука о питании базируется на точных знаниях о расщеплении веществ под влиянием ферментов пищеварительного тракта. Многие проблемы наследственной патологии человека тесно связаны с дефектами или полным отсутствием синтеза специфических ферментов. Проблемы клеточного роста и развития, дифференцировки, физиологических функций (движение, перемещение в пространстве, транспорт веществ, процессы возбуждения и торможения и др.) определяются в большой степени работой ферментов. Все вышеперечисленное позволяет считать данную тему основой для изучения всех последующих тем.

Раздел 2. Сведения о ферментах

Общие сведения

Ферменты – это биологические катализаторы белковой природы.

Простые ферменты состоят только из аминокислот, а сложные – из двух частей: белковой (апофермент) и небелковой (кофактор).

Если кофактор прочно связан с апоферментом, он называется простетической группой, если непрочно – коферментом.

В отличие от неорганических катализаторов, ферменты:

- действуют в мягких условиях (t^о=37^оС, рН 7,4, давление 1атм);

- специфичны, т.е. катализируют определенные реакции. При абсолютной специфичности действуют на один субстрат (S), а при относительной специфичности действуют на определенный тип связи. Специфичность фермента обусловлена его конформацией.

- обладают высокой эффективностью;

- регулируются, то есть при определенных условиях работают с соответствующими данной ситуации скоростями.

Участок фермента, в котором происходит специфическое связывание субстрата и его превращение в продукт, называется активным центром.

У простых ферментов активный центр состоит из аминокислот. У сложных ферментов, кроме аминокислот, в состав активного центра входит кофактор.

По теории Фишера субстрат подходит к ферменту, как ключ к замку, то есть между конформацией активного центра и конформацией субстрата существует абсолютное пространственное соответствие.

Согласно теории Кошланда, активный центр фермента формируется окончательно при взаимодействии его с субстратом, то есть субстрат меняет активный центр в соответствии со своей формой в момент контакта с ферментом.

Механизм действия ферментов

Скорость химической реакции определяется энергией активации (Еакт). Энергией активации называется количество энергии в кдж, необходимое для того, чтобы все молекулы 1 моля вещества при определенной температуре достигли переходного состояния, соответствующего вершине энергетического барьера. В этой точке существует равная вероятность того, что достигшие ее молекулы вступят в реакцию с образованием продукта (Р) или вернутся обратно на уровень непрореагировавших молекул (S). Чем меньше энергия активации, тем легче (скорее) протекает реакция.

В присутствии фермента (Е) реакция (S Р) делится на несколько стадий.

_{1 2}

S + E ES E + P
Вначале фермент (Е) взаимодействует с субстратом (S) с образованием фермент-субстратного комплекса (ЕS). Энергия активации этой стадии невелика, и комплекс образуется быстро.

На второй стадии происходит образование продукта (Р). Поскольку энергия ES-комплекса уже достаточно высока, то энергия активации второй стадии будет опять невелика и переходное состояние ES достигается быстро.

Этот механизм обеспечивается следующими факторами:

- сближение и ориентация реакционного центра субстрата под каталитическую группу фермента;

- напряжение и деформация как субстрата, так и фермента, приводящее к увеличению энергии фермент-субстратного комплекса, что делает невыгодным его существование;

- кислотно-основный или ковалентный катализ.

Свойства ферментов

Белковая природа ферментов определяет уникальные свойства этих катализаторов:

1. Активность ферментов зависит от температуры. При низких температурах активность ферментов низкая из-за небольшой скорости движения молекул, при этом вероятность встречи фермента с субстратом мала. При повышении температуры активность фермента возрастает. Оптимальные значения температуры для большинства ферментов находятся в пределах 20–40^оС. Некоторые ферменты денатурируют уже при температуре около 40^оС, но основная часть их инактивируется при температурах выше 40-50^оС.

2. Активность ферментов зависит от рН среды. Для каждого фермента существует такая область рН (оптимум), в которой он проявляет максимальную активность. В этой зоне рН конформация фермента максимально соответствует субстрату. При снижении или увеличении рН от оптимума разрушаются связи, построенные на кислотно-основных взаимодействиях (водородные, ионные). Это приводит к изменению конформации фермента, а, следовательно, и активного центра. В результате активность фермента снижается. Таким образом, ацидоз и алкалоз вызывают снижение активности ферментов и, поэтому, опасны для жизни. Для большинства ферментов оптимум рН находится при рН 7,4.

v

S
3. Скорость ферментативной реакции зависит от концентрации субстрата. При низких концентрациях субстрата вероятность столкновения с молекулой фермента мала и образование продукта будет происходить очень медленно. С увеличением концентрации субстрата вероятность столкновения возрастает, скорость реакции увеличивается. Когда активные центры всех молекул фермента заполняются субстратом, скорость реакции становится постоянной (максимальной). Концентрация субстрата, при которой достигается максимальная скорость, называется насыщающей. Концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной, называется константой Михаэлиса (К_м). К_м характеризует сродство фермента к субстрату_, то есть способность фермента связывать субстрат. Чем меньше К_м, тем выше сродство.
4. Зависимость скорости реакции от концентрации фермента.



v


При насыщающих концентрациях субстрата зависимость прямая





E

Определение активности фермента

Активность ферментов определяют:

- по скорости убывания субстрата;

- по скорости образования продукта.

За единицу активности любого фермента принимают такое его количество, которое катализирует превращение 1 мкмоль вещества в 1 минуту.
мкмоль

Удельная активность = -----------------------

мин ^. мг белка

Изоферменты

Это разновидности ферментов, катализирующие одну реакцию, но отличающиеся по своему составу и физико-химическим свойствам.

Изоферменты имеются у ферментов с четвертичной структурой. Изоферменты различаются по кинетическим параметрам (V_макс и К_м), тканевой локали-зации, электрофоретической подвижности, чувствительности к регуляторам и т.д.

В зависимости от возраста, физиологического состояния и других причин, в организме устанавливается определенное соотношение изоферментов, которому соответствует определенный уровень активности фермента в целом. Изменение их соотношения в отдельных тканях или органах является одним из способов регуляции метаболических процессов в организме.

Определение в сыворотке крови активности определенных изоферментов используется для диагностики.

Регуляция активности ферментов

Вещества, изменяющие активность ферментов, называются эффекторами или регуляторами. Эффекторы, снижающие активность ферментов, называются ингибиторами, повышающие активность – активаторами.

Механизмы изменения активности ферментов

1. Аллостерический. Регулятор действует на аллостерический центр.

Аллостерический центр – это участок фермента, пространственно не совпадающий с активным центром. Присоединение регулятора к аллостерическому центру приводит к изменению конформации фермента, а следовательно, и активного центра. Сродство фермента к субстрату при этом изменяется. Аллостерические регуляторы вызывают активацию или ингибирование фермента. Аллостерическими регуляторами являются метаболиты, макроэрги, коферменты, катионы металлов, цАМФ, субстраты.
2. Химическая или ковалентная модификация. Заключается в изменении химической структуры фермента путем присоединения или отщепления за счет ковалентных связей каких-либо химических групп в любом месте фермента. Химическое изменение фермента вызывает изменение конформации, а следовательно, активности. Химическая модификация может осуществляться путем:

- фосфорилирования - дефосфорилирования;

- метилирования - деметилирования;

- аденилирования – деаденилирования.

Частным случаем химической модификации является ограниченный протеолиз. Ограниченный протеолиз – это процесс отщепления какой-либо части фермента в виде олиго- или полипептида. В результате формируется активный центр.

4. Взаимодействие "белок-белок".Этот механизм регуляции характерен только для ферментов с четвертичной структурой, то есть состоящих из субъединиц. Диссоциация или ассоциация этих субъединиц приводит к изменению конформации активного центра. Для одних ферментов ассоциация приводит в активации фермента, а диссоциация – к ингибированию, для других - наоборот. Изменение взаимодействия между субъединицами возникает в результате присоединения аллостерического регулятора или в результате химической модифи-кации фермента.

Ингибирование

Ингибирование ферментов бывает обратимым и необратимым.
Необратимые ингибиторы прочно связываются с ферментами, при этом связываются или разрушаются функциональные группы, необходимые для проявления каталитической активности.

Необратимые ингибиторы не имеют физиологического значения и являются ферментными ядами.

Обратимыеингибиторы действуют недолго. Комплекс "фермент-ингибитор" непрочен и быстро диссоциирует, активность фермента при этом восстанавливается.

Обратимые ингибиторы делятся на конкурентные и неконкурентные.

Конкурентный ингибитор похож на субстрат по структуре и форме, поэтому может конкурировать с ним за место в активном центре. Степень ингибирования зависит от концентрации субстрата и ингибитора.

Чем больше концентрация ингибитора, тем сильнее ингибирование.

Неконкурентныеингибиторы структурно не похожи на субстрат, поэтому действуют вне активного центра.

Регуляция ферментативных цепей

Регуляция в ферментативных цепях направлена на ключевые ферменты, которые катализируют, как правило, необратимые реакции. К ключевым ферментам относятся:

а) фермент, стоящий в начале цепи;

б) лимитирующий фермент (имеет наименьшую скорость в цепи);

в) ферменты, стоящие на развилке цепи.

Классификация ферментов

1. 
   Оксидоредуктазы – катализируют окислительно-восстановительные реакции.
   
2. 
   Трансферазы– катализируют реакции переноса химических групп.
   
3. 
   Гидролазы – катализируют расщепление связей с присоединением воды по месту разрыва.
   
4. 
   Лиазы – катализируют расщепление связей без помощи воды с образованием или расщеплением двойных связей.
   
5. 
   Изомеразы – катализируют изомерные превращения.
   
6. 
   Лигазы – катализируют реакции синтеза с затратой АТФ.
   

Использование ферментов в медицине

1. 
   Энзимопатология– изучает значение нарушений активности ферментов в развитии заболеваний.
   
2. 
   Энзимодиагностика
   

а) применение ферментов для определения различных веществ в биологических жидкостях;

б) измерение активности ферментов или изоферментов в крови и моче для диагностики болезней, сопровождающихся разрушением клеток.

3. 
   Энзимотерапия – использование ферментов в качестве лекарств. Например,
   

а) при нарушении пищеварения;

б) для очистки гнойных ран;

в) для лечения вирусных заболеваний.

Раздел 3. Лабораторно-практические занятия

Занятие №1

1. Тема: Общие свойства ферментов.

2. Форма учебного процесса: лабораторно-практическое занятие.

3. Актуальность занятия: Знание общих свойств ферментов является основой всего курса биохимии, так как в организме все реакции катализируются ферментами.

4. 
   Цель общая:
   

4.1.1. Изучить общие свойства ферментов;

4.1.2. Овладеть биохимическими методами в изучении каталитических свойств ферментов.

4.2. Конкретные цели:

Знать:

1. Ферменты. Строение ферментов.

2. Отличие ферментов от неорганических катализаторов.

3. Активный центр ферментов. Механизм действия ферментов.

4. Свойства ферментов, обусловленные белковой природой.

Уметь:

1. Пользоваться мерной посудой.

2. Приготовить ферментный препарат амилазы слюны.

3. Провести лабораторную работу, сделать выводы.

Вопросы для самостоятельной подготовки к занятию

Исходный уровень знаний

1. 
   Белки: строение, физико-химические свойства (ИЭТ, растворимость, денатурация, высаливание, электрофорез).
   
2. 
   Понятие о катализе и катализаторах.
   

По новой теме

1. Ферменты: определение, простые и сложные ферменты.

2. Кофактор фермента. Химическая природа кофактора.

3. Чем коферменты отличаются от простетических групп? Примеры.

4. Активный центр ферментов. Строение активного центра простых и сложных ферментов.

5. Специфичность ферментов. Чем обусловлена специфичность ферментов?

6. Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры, рН, концентрации фермента и субстрата.

7. Механизм действия ферментов.

8. Классификация ферментов.

Учебно-исследовательская работа студентов на занятии

1. Проделать лабораторную работу "Общие свойства ферментов".

2. Сделать выводы по результатам проведенных опытов. Оформить результаты опытов в виде таблицы и графика.

3. Подготовиться к защите лабораторной работы и решению задач (ориентировочные задачи и вопросы приведены ниже).

Лабораторная работа

1. Зависимость активности ферментов и неорганических катализаторов от температуры.

Сравнивают условия действия фермента амилазы и неорганического катализатора НСl. Амилаза гидролизует крахмал до декстринов и мальтозы. Декстрины с йодом дают окраску от сине-фиолетовой до желто-бурой (в зависимости от глубины расщепления). Мальтоза с йодом окраски не дает. НСl при кипячении гидролизует крахмал до мальтозы.

Оборудование:	1.	Штатив с пробирками.
	2.	Мерная коническая пробирка.
	3.	Пипетки на 1 и 2 мл, глазная пипетка.
	4.	Термостат.
	5.	Водяная баня
Реактивы:	1.	1% раствор крахмала..
	2.	Раствор Люголя.
	3.	Дистиллированная вода
	4.	10% раствор НСl.
	5.	Амилаза слюны.

Ход работы. Получение ферментного препарата амилазы слюны: ополаскивают рот водой, затем набирают 10-20 мл дистиллированной воды, выдерживают во рту 2-3 мин и полученный раствор амилазы сливают в стакан.

В 3 пробирки наливают по 2 мл 1% раствора крахмала, в первую добавляют 1 мл амилазы, во вторую и третью – по 1 мл 10% НСl. Первую и вторую помещают в термостат при 37^ОС на 10 мин, третью – в хорошо кипящую баню. Через 10 мин все пробирки вынимают и охлаждают холодной водой. Добавляют в них по 6 капель раствора Люголя, сравнивают окраску и делают выводы.

2. Зависимость активности амилазы от температуры.

Оборудование:	1.	Штатив с пробирками.
	2.	Мерная коническая пробирка.
	3.	Пипетки на 1 и 2 мл, глазная пипетка.
	4.	Термостат.
	5.	Водяная баня
	6.	Лед.
Реактивы:	1.	1% раствор крахмала..
	2.	Раствор Люголя.
	3.	Дистиллированная вода
	4.	0,1 Н раствор Н2SO4.
	5.	Амилаза слюны.

Ход работы. В 4 пронумерованные пробирки наливают по 0,5 мл амилазы. Пробирку №1 ставят в лед, №2 – в термостат при 37⁰С, №3 – оставляют при комнатной температуре, №4 – в кипящую водяную баню. Через 5 минут, когда содержимое пробирок примет нужную температуру, в пробирку №1 добавляют 2 мл 1% раствора крахмала, охлажденного до температуры тающего льда, во 2-ю, 3-ю и 4-ю пробирки добавляют по 2 мл крахмала комнатной температуры. Во все пробирки сразу же добавляют по 2 капли раствора Люголя и помещают в те же самые условия. После исчезновения окраски в пробирке №2 все их вынимают и добавляют в каждую по 1 мл 0,1Н серной кислоты для прекращения действия фермента. Активность амилазы оценивают по конечной окраске содержимого пробирок. Чем выше активность фермента, тем слабее окраска. По полученным результатам построить график зависимости активности амилазы от температуры.

Проверка качества усвоения знаний (конечный уровень)
а) Вопросы для защиты лабораторной работы:

1. Какую реакцию катализирует амилаза слюны?

2. Назовите субстраты амилазы?

3. Расскажите о строении субстратов амилазы.

4. Назовите продукты амилазной реакции.

5. Объясните результаты 1-го опыта.

6. С помощью какой качественной реакции можно обнаружить крахмал?

7. Какой специфичностью обладает амилаза слюны?

8. Обладают ли специфичностью неорганические катализаторы?

9. Объясните результаты 2-го опыта.

10. Что такое денатурация?

11. Подвергаются ли денатурации ферменты? (да, нет; почему?)

12. Для чего необходима инкубация фермента с субстратом?

13. Как можно измерить активность амилазы?

14. Какова зависимость скорости амилазной реакции от концентрации крахмала?

15. К какому классу ферментов относится амилаза слюны?

16. Назовите другие классы ферментов.
б) Ситуационные задачи
1. Может ли обратимая реакция катализироваться центром фермента, отличным от центра, катализирующего прямую реакцию?

2. Фермент трипсин способен разрывать пептидные связи белков. Почему обработка трипсином приводит к инактивации многих ферментов?

3. Какие пептидазы обладают большей специфичностью: пищеварительного тракта или каскада свертывания крови?

Рекомендуемая литература

1. Курс лекций по биохимии

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. "Биологическая химия", 1990, стр. 92-116

3. Николаев А.Я. "Биологическая химия", 1989, стр. 53-83, 89-90.

Занятие № 2

1. Тема: Регуляция активности ферментов.

2. Форма учебного процесса: лабораторно-практическое занятие.

3. Актуальность занятия: Так как многие лекарства изменяют активность ферментов, будущему врачу необходимо знать механизмы регуляции ферментов в организме.
4. Цель общая:
4.1.1. Изучить механизмы изменения активности ферментов;

4.1.2. Научиться проводить лабораторную работу и объяс­нять результаты опытов.

4.2. Конкретные цели:

Знать:

1. Механизмы изменения активности ферментов в клетке.

2. Значение ферментов в медицине.

Уметь:

1. Провести лабораторную работу.

2. Сделать выводы на основании проведенных опытов.

3. Оформить полученные результаты в виде таблицы и графика.

Вопросы для самостоятельной подготовки к занятию

Исходный уровень знаний

1. 
   Ферменты. Строение ферментов.
   
2. 
   Активный центр ферментов.
   
3. 
   Механизм действия ферментов.
   

4. Свойства ферментов.

По новой теме

1. 
   Активаторы и ингибиторы ферментов.
   
2. 
   Дать характеристику:
   

- аллостерическому механизму регуляции активности ферментов;

- химической (ковалентной) модификации;

- ограниченному протеолизу;

- взаимодействию "белок-белок".

3. 
   Необратимое и обратимое ингибирование.
   
4. 
   Конкурентное ингибирование. Исполь­зование конкурентных ингибиторов в медицине.
   
5. 
   Изоферменты. Значение изоферментов в медицине.
   
6. 
   Ферментативные цепи. Регуляция ферментативных цепей. Ключевые ферменты.
   
7. 
   Энзимопатии. Виды энзимопатий.
   
8. 
   Использование ферментов в медицине.
   

Учебно-исследовательская работа студентов на занятии

1. Проделать лабораторную работу: "Регуляция активности ферментов".

2. Сделать выводы по результатам проведенных опытов.

3. Подготовиться к защите лабораторной работы и решению задач (ориентировочные задачи и вопросы приведены ниже).

Лабораторная работа
1. Влияние ионов на активность амилазы слюны.

Оборудование:	1.	Штатив с пробирками.
	2.	Мерная коническая пробирка.
	3.	Пипетки на 1 мл, глазная пипетка.
Реактивы:	1.	1% раствор крахмала..
	2.	1% раствор NaCl.
	3.	1% раствор CuSO4.
	4.	1% раствор ацетата свинца.
	5.	Раствор Люголя.
	6.	Дистиллированная вода
	7.	Амилаза слюны.

Ход работы. В 4 пробирки наливают по 1 мл 1% раствора крахмала, затем в пробирку №1 – 1 мл дистиллированной воды, в №2 – 1мл 1% раствора хлористого натрия, в №3 – 1мл 1% раствора ацетата свинца, в №4 – 1мл раствора сернокислой меди. Во все пробирки добавляют по 1 мл раствора амилазы слюны и оставляют их на 10 мин при комнатной температуре. Затем в каждую пробирку добавляют по 2 капли раствора Люголя и делают выводы о влиянии добавленных ионов на активность амилазы.
2. Определение оптимального значения рН для каталитической активности амилазы слюны.

Оборудование:	1.	Штатив с пробирками.
	2.	Мерная коническая пробирка.
	3.	Пипетки на 1 мл, глазная пипетка.
	4.	Термостат.
Реактивы:	1.	1% раствор крахмала..
	2.	Раствор Люголя.
	3.	Фосфатно-цитратный буфер с рН: 5,0; 5,4; 6,8; 8,0; 10,0.
	4.	Амилаза слюны.

Ход работы. В 5 пронумерованных пробирок влить по 1 мл фосфатно-цитратного буфера со значением рН 5,0; 5,4; 6,8; 8,0; 10,0. Во все пробирки добавляют по 1 мл 1% раствора крахмала и по 1 мл раствора амилазы. Затем во все пробирки добавляют по 3 капли раствора Люголя, встряхивают их и помещают в термостат при 37⁰С до исчезновения окраски в пробирке №3. Сравнивают окраску во всех пяти пробирках и делают вывод о зависимости активности амилазы от рН среды.
Проверка качества усвоения знаний (конечный уровень)
а) Вопросы для защиты лабораторной работы

1. Объясните результаты 1-го опыта.

2. К каким регуляторам (обратимым или необратимым) относятся ацетат свинца и сульфат меди? Почему?

3. Может ли продукт реакции регулировать активность фермента? Какое биологическое значение это может иметь?

4. В ряде случаев субстрат способен активировать фермент. В чем биологический смысл этого явления?

5. Может ли субстрат усилить синтез фермента?

6. В чем сходство и различие аллостерического регулирования и химической модификации?

7. В чем сходство и различие между химической модификацией и ограни­ченным протеолизом?

8. Имеет ли физиологическое значение необратимое ингибирование активности ферментов? (Да, нет; почему)

9. Объясните результаты 2-го опыта.

10. Почему сдвиг рН в любую сторону от оптимума снижает активность фермента?

11. Почему ацидоз и алкалоз опасен для жизни?

12. Почему отравления солями тяжелых металлов лечат введением в пищеварительный тракт сырых яиц или молока?
б) Ситуационные задачи
1. Ингибитор снижает активность фермента до 30% от исходного уровня. Повышение концентрации субстрата катализируемой реакции восстанавливает 80% активности фермента. К какому типу относится данный ингибитор?

2. О чем может свидетельствовать резкое повышение в крови активности аспартатаминотрансферазы, если известно, что этот фермент локализован преимущественно в сердце?

3. Каким образом высокие концентрации субстрата могут ускорять собственную утилизацию?

Рекомендуемая литература

1. Курс лекций по биохимии.

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., "Биологическая химия", 1990, стр. 116-13

3. Николаев А.Я., "Биологическая химия", 1989, стр. 84-92.

Раздел 4. Контроль усвоения знаний

Контрольные вопросы

1 . Что такое ферменты?

2. 
   В чем сходство ферментов и неорганических катализаторов?
   
3. 
   Чем различаются ферменты и неорганические катализаторы?
   
4. 
   Чем сложный фермент отличается от простого фермента?
   
5. 
   Что такое кофактор фермента? Химическое строение кофактора.
   
6. 
   Чем коферменты отличаются от простетических групп? Приведите примеры.
   
7. 
   Дайте понятие об активном центре фермента. Строение активного центра простых и сложных ферментов.
   
8. 
   Что такое специфичность ферментов? Какие виды специфичности ферментов вы знаете? Чем обусловлена специфичность ферментов?
   
9. 
   Сформулируйте теории Фишера и Кошланда. Что они объясняют?
   
10. 
    Какова зависимость активности фермента от температуры?
    
11. 
    Как активность фермента зависит от рН среды?
    
12. 
    Дайте понятие об энергии активации. Как ферменты влияют на нее? Расскажите о механизме действия ферментов.
    
13. 
    Назовите факторы, влияющие на снижение энергии активации ферментативной реакции.
    
14. 
    Какова зависимость скорости ферментативной реакции от концент­рации субстрата?
    

15. Что такое максимальная скорость ферментативной реакции?

16. Что такое константа Михаэлиса? Что она характеризует?

17. Какова зависимость скорости ферментативной реакции от концент­рации фермента?

18. Как измерить активность фермента? В каких единицах выражается активность фермента?

19. Дайте понятие об изоферментах.

20. Назовите основные отличия изоферментов друг от друга.

21. Какое значение имеют изоферменты в медицине?

22. Дайте понятие об активаторах и ингибиторах ферментов.

23. Дайте сравнительную характеристику обратимого и необратимого ингибирования.

24. Приведите примеры необратимых ингибиторов. Имеют ли они физиологическое значение?

25. Что такое конкурентное ингибирование?

26. Дайте понятие о неконкурентных ингибиторах и механизме их действия.

27. Приведите примеры конкурентных ингибиторов.

28. Что такое аллостерический центр фермента. Механизм аллостерического изменения активности фермента.

29. Какие вещества могут выступать в роли аллостерических регуляторов?

30. Дайте понятие о химической модификации. Приведите примеры.

31. Что такое ограниченный протеолиз? Чем он отличается от химической модификации?

32. Расскажите об изменении активности ферментов путем взаимодей­ствия "белок-белок".

33. Что такое ферментативная цепь?

34. Дайте представление о содружественном и конкурентном сопряжении ферментов в ферментативных цепях.

35. Дайте понятие о ключевых ферментах. Как они регулируются?

36. Какова роль обратных связей в регуляции ферментативных цепей?

37. По какому принципу классифицируются ферменты? Дайте характе­ристику каждому классу.

38. Что такое энзимопатии? Какие виды энзимопатий вы знаете?

39. Назовите основные направления использования ферментов в меди­цине. Дайте им характеристику.

40. Как в медицине используются конкурентные ингибиторы?

Тесты

1. 
   Ферменты – это:
   

а) катализаторы;

б) витамины;

в) регуляторы.

2. 
   По химической природе ферменты – это:
   

а) белки;

б) углеводы;

в) липиды.

3. 
   Ферменты и неорганические катализаторы:
   

а) не изменяются в процессе реакции;

б) не катализируют термодинамически невозможные реакции;

в) не сдвигают положение равновесия обратимых реакций;

г) снижают энергию активации;

д) обладают специфичностью.

4. 
   Ферменты отличаются от неорганических катализаторов тем, что:
   

а) действуют в мягких условиях;

б) специфичны;

в) регулируются;

г) снижают энергию активации.

4. 
   Ферменты, катализирующие одну и ту же реакцию, но отличающиеся по составу и физико-химическим свойствам, называются:
   

а) изоферментами;

б) сопряженными ферментами;

в) конкурирующими ферментами.

4. 
   Простой фермент состоит из:
   

а) аминокислот;

б) аминокислот и ионов металлов;

в) аминокислот и витаминов.

4. 
   Сложный фермент состоит из:
   

а) аминокислот;

б) аминокислот и кофактора;

в) глюкозы и ионов металлов.

4. 
   У простых ферментов в состав активного центра входят:
   

а) нуклеиновые кислоты;

б) ионы металлов;

в) аминокислоты.

4. 
   У сложных ферментов химический состав активного центра представлен:
   

а) только аминокислотами;

б) аминокислотами и кофактором.

4. 
   Константа Михаэлиса (К_М) характеризует:
   

а) сродство фермента к субстрату;

б) эффективность активатора;

в) эффективность ингибитора.

4. 
   Активность фермента определяется:
   

а) по скорости убывания субстрата;

б) по скорости образования продукта;

в) по изменению конформации субстрата.

4. 
   Константа Михаэлиса – это:
   

а) концентрация субстрата, при которой скорость реакции является максимальной;

б) концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной;

в) насыщающая концентрация субстрата.

4. 
   Активный центр фермента – это:
   

а) участок фермента, отвечающий за связывание субстрата и образование продукта;

б) участок фермента, отвечающий за регуляцию активности;

в) участок фермента, отвечающий за связывание с клеточными структурами.

4. 
   Кофактор – это:
   

а) небелковая часть фермента;

б) белковая часть фермента.

4. 
   Коферменты от простетических групп отличаются:
   

а) прочностью связи с апоферментом;

б) прочностью связи с аллостерическим центром.

4. 
   Повышение температуры тела выше 40^о С опасно для жизни из-за:
   

а) денатурации многих клеточных ферментов;

б) резкого повышения активности ферментов;

в) резкого снижения активности ферментов.

4. 
   Сдвиг рН в любую сторону от оптимального значения:
   

а) изменяет конформацию фермента;

б) изменяет конформацию кофактора;

в) не влияет на фермент.

4. 
   Ферменты ускоряют химические реакции путем:
   

а) снижения энергии активации;

б) повышения энергии активации;

в) повышения температуры реакции.

4. 
   Изменение конформации фермента при алкалозе или ацидозе вызвано:
   

а) разрушением водородных и ионных связей;

б) разрушением дисульфидных связей;

в) разрушением пептидных связей.

20. 
    Денатурация фермента приводит к инактивации фермента из-за:
    

а) разрушения активного центра;

б) разрушения кофактора;

в) разрушения аллостерического центра.

20. 
    Денатурацию фермента вызывают:
    

а) соли тяжелых металлов (ртути, свинца, меди, кадмия и др.);

б) субстраты;

в) кислоты и щелочи;

г) высокие температуры.

20. 
    Изоферменты различаются по:
    

а) электрофоретической подвижности;

б) максимальной скорости и К_м ;

в) чувствительности к регуляторам;

г) тканевой локализации.

20. 
    При относительной специфичности ферменты действуют на:
    

а) один субстрат;

б) группу родственных субстратов;

в) на определенный тип связи.

20. 
    По теории Фишера:
    

а) субстрат должен абсолютно соответствовать конформации активного центра;

б) субстрат может не соответствовать конформации активного центра фермента.

20. 
    По теории Кошланда:
    

а) активный центр фермента формируется окончательно при связывании с субстратом;

б) активный центр имеет необходимую конформацию до взаимодействия с субстратом.

20. 
    Для очистки гнойных ран используют обработку пептидазами, так как они:
    

а) расщепляют белки разрушенных клеток и этим очищают рану;

б) расщепляют гликолипиды разрушенных клеток и этим очищают рану.

20. 
    Трипсин является пептидазой. Добавление его к ферментам:
    

а) ничего не изменит;

б) приведет к потере активности;

в) приведет к повышению активности.

20. 
    Прямым доказательством белковой природы фермента является:
    

а) снижение энергии активации;

б) ускорение прямой и обратной реакции;

в) ускорение достижения положения равновесия обратимой реакции;

г) прекращение каталитического действия при добавлении в раствор вещества, разрушающего пептидные связи.

20. 
    Для сохранения сладкого вкуса свежесобранные початки кукурузы помещают на несколько минут в кипящую воду для того, чтобы:
    

а) они стали мягкими;

б) денатурировать ферменты, превращающие глюкозу в крахмал;

в) было легко освободить зерна.