Выберите правильные ответы

Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы.

Конкретные цели и задачи.

Практическое занятие №3

Тема «Физико-химические свойства ферментов их биологическое и медицинское значение: Регуляция активности ферментов»

Мотивация изучения темы. Действие многих фармакологических препаратов основано на принципе конкурентного ингибирования ферментов. Как фармакологические средства в медицине применяются и неконкурентные ингибиторы. Например, препараты, содержащие ртуть, свинец, серебро, неконкурентно ингибируют ферменты в клетках болезнетворных бактерий. Эффекты целого ряда лекарственных препаратов, а так же резистентность к их действию связаны с индукцией и репрессией синтеза ферментов. Нарушения механизмов регуляции активности ферментов связаны с формированием и развитием целого ряда патологических процессов (атеросклероз, канцерогенез, метаболический синдром, панкреатит). Знания о механизмах регуляции активности ферментов необходимы для последующего изучения клинических дисциплин, понимания стратегии и тактики диагностики, лечения и профилактики заболеваний

Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности 060105 Медико-профилактическое (ПК-31) через изучение механизмов специфической регуляции активности ферментов.

После изучения темы студент должен:

«Знать»:

1. Классификацию ингибиторов ферментов по механизму их действия.

2. Примеры лекарственных препаратов - ингибиторов ферментов.

3. Основные механизмы регуляции активности ферментов в организме.

4. Принципы регуляции метаболических путей и роль ферментов в регуляции метаболизма.

«Уметь»:

интерпретировать: результаты влияния ингибиторов - лекарств, ядов - на ферментативные реакции организма.

«Владеть»:

Терминологией: ингибитор, активатор, псевдосубстрат, псевдокофермент, антивитамин, суицидный катализ, индуктор, репрессор, вторичный мессенджер, аллостерический эффектор, регуляторный фермент, метаболический путь, профермент, частичный протеолиз, ферментативный каскад

общая химия: основные положения теории катализа;

биоорганическая химия: конформационные превращения белков.

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

1. Ингибиторы ферментов

2. Аллостерическая регуляция действия ферментов. Примеры аллостерических эффекторов

3. Понятие о метаболическом пути и его регуляции.

4. Регуляция ферментов путем их фосфорилирования – дефосфорилирования, протеинкиназы и протеинфосфатазы.

5. Регуляция ферментов белками-модуляторами. Строение, активация и механизм функционирования протеинкиназ.

6. Циклический АМФ и другие вторичные мессенджеры

7. Белковые ингибиторы протеолитических ферментов

8. Регуляция частичным протеолизом

9. Метаболические и регуляторные ферменты

10. Индукция и репрессия ферментов как результат регуляции действия генов

Задания для СРС во внеучебное время (тесты).

1. Выберите правильный ответ. Конкурентные ингибиторы:

A. Образуют ковалентные связи с активным центром фермента

Б. Взаимодействуют с аллостерическим центром

B. Взаимодействуют с активным центром фермента, образуя слабые связи

Г. Уменьшают К_ш Д. Уменьшают V_max

2. Выберите правильный ответ. Необратимые ингибиторы:

A. Являются структурными аналогами субстрата

Б. Образуют с ферментом ковалентные связи

B. Образуют с ферментом слабые связи

Г. Взаимодействуют с регуляторным центром

Д. Снижают свое действие при увеличении концентрации субстрата

3. Выберите правильные ответы. Аллостерические ферменты, как правило:

А. Являются белками с третичной структурой

Б. Состоят из нескольких протомеров В. Ингибируются необратимо

Г. Имеют активные и аллостерические центры, расположенные на разных протомерах

Д. Регулируются метаболитами данного процесса

При регуляции ферментов с помощью частичного протеолиза происходит:

A. Укорочение пептидной цепи белка

Б. Изменение вторичной и третичной структуры фермента

B. Необратимая активация

Г. Необратимое ингибирование

Д. Формирование активного центра

5. Выберите правильный ответ. Регуляция активности ферментов с помощью белок-белковых взаимодействий сопровождается:

A. Необратимым ингибированием

Б. Присоединением или отщеплением регуляторных белковых субъединиц

B. Присоединением эффекторной молекулы к аллостерическому центру Г. Фосфорилированием фермента

Д. Дефосфорилированием фермента

Ориентировочная основа действия для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время. Решите задачи:

1. В клетках жировой ткани переключение метаболических процессов с анаболических на катаболические происходит в зависимости от ритма питания. Важное значение в регуляции этого переключения играют гормоны, регулирующие активность ключевых ферментов путем фосфорилирования- дефосфорилирования. Дополните схему регуляции активности ключевого фермента распада жира (рис.1.), если известно, что этот фермент (ТАГ-липаза) активен в фосфорилированной форме, а неактивен в дефосфорилированной форме. Для ответа на вопрос:

а) укажите названия ферментов, вызывающих фосфорилирование (1) и дефосфорилирование (2) белков (впишите их название в прямоугольники);

б) назовите класс этих ферментов;

в) запишите дополнительные субстраты и продукты, участвующие в этих реакциях (впишите их названия в квадраты); г) сделайте вывод о роли гормонов в регуляции метаболизма клетки.

Рис. 1. Регуляции активности ТАГ-липазы

2. В клетках человека метаболический путь синтеза пуриновых нуклеотидов, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот, начинается с молекулы рибозо-5-фосфата. В процессе синтеза на определенном этапе этот процесс разветвляется и заканчивается образованием двух пуриновых нуклеотидов - АМФ и ГМФ (рис. 2.). Для образования эквимолярных соотношений этих нуклеотидов в клетке действует многоступенчатая регуляция нескольких ключевых ферментов по механизму отрицательной обратной связи. Так, при избытке образования АМФ замедляется образование аденилосукцината, а при избытке ГМФ - ксантозинмонофосфата. В то же время, если оба эти нуклеотида не расходуются, замедляется образование фосфорибозилдифосфата. Предположите, какие ферменты метаболического пути синтеза пуриновых нуклеотидов являются регуляторными. Для ответа:

Рис. 2. Схема образования в клетке пуриновых нуклеотидов

а) дайте определения: «метаболический путь» и «ключевые ферменты метаболического пути»; б) предположите, какие из ферментов, представленных на рис. 2, являются регуляторными;

в) укажите механизм регуляции этих ферментов, их локализацию в метаболическом пути и особенности строения;

г) назовите, какие соединения и для каких ферментов являются эффекторами; д) обоснуйте понятие регуляции «по механизму отрицательной обратной связи».

3. В 1935 г. немецкий врач Г. Домагк обнаружил противомикробное действие протонзила (красный стрептоцид), синтезированного в качестве красителя. Вскоре было установлено, что действующим началом красного стрептоцида является образующийся при его метаболизме сульфаниламид (стрептоцид), который явился родоначальником большой группы сульфаниламидных препаратов (рис. 3).

Рис. 3. Структура фолиевой кислоты и общая формула сульфаниламидов

Бактериостатическое действие сульфаниламидов заключается в том, что они замещают парааминобензойную кислоту (ПАБК) в активном центре фермента дигидроптеоратсинтазы в процессе синтеза бактериями фолиевой кислоты, которая необходима для образования нуклеиновых кислот; что в результате нарушается рост и развитие микроорганизмов. В организме человека фолиевая кислота не синтезируется, а поступает с пищей в качестве витамина.

Объясните механизм антибактериального действия сульфаниламидов, для этого ответьте на вопросы:

а) как называется такой тип ингибирования (сравните структуры сульфаниламидов и ПАБК)? б) почему при лечении обычно сразу назначают ударную дозу сульфаниламидов?

в) будут ли сульфаниламиды влиять на образование нуклеиновых кислот в клетках человека?

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

І. Вопросы для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время

· Изоферменты, значение в медицине.

· Назовите свойство ферментов, которое позволяет контролировать скорость реакции.

· Какие вещества называются модификаторами активности ферментов?

· Дайте определение аллостерической регуляции активности ферментов.

· Механизм регуляции активности ферментов по типу химической модификации.

· Механизм регуляции активности ферментов частичным протеолизом.

· Механизм регуляции активности ферментов путем фосфорилирования- дефосфорилирования.

Этапы проведения занятия:

1) Вводная беседа – 5 мин

2) Обсуждение теоретических вопросов - 50 мин

3) Выполнение заданий аудиторной СДС – 20 мин

4) Проверка аудиторной СДС – 5 мин

5) Подведение итогов занятия - 5 мин

Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно – рейтинговой системе

Модуль I: Введение в метаболизм

Дата добавления: 2014-12-27