Обмен и функции углеводов. Для подготовки к экзамену по биологической химии

ВОПРОСЫ

Для подготовки к экзамену по биологической химии

Для студентов лечебного факультета

Введение.

1. Предмет и задачи биологической химии. Основные признаки живой материи, их краткая характеристика.

2. Место биохимии среди других биологических дисциплин; биологическая химия как молекулярный уровень изучения явлений жизни.

3. Этапы развития биохимии. Основные разделы и направления в биохимии. Медицинская биохимия.

4. Методические подходы и уровни биохимических исследований. Роль биохимии в подготовке врача лечебного профиля.

Строение и функции белков.

1. История изучения белков. Характерные признаки белков. Белки как важнейший класс органических веществ и структурно-функциональный компонент организма человека.

2. Строение белков. Аминокислоты, входящие в состав белков: строение, классификация, физико-химические свойства.

3. Первичная структура белка, её видовая специфичность (инсулины различных животных). Характеристика и свойства пептидной связи. Зависимость биологических свойств от первичной структуры.

4. Конформация пептидных цепей в белках. Вторичная структура, типы, их характеристика.

5. Конформация пептидных цепей в белках. Третичная структура. Типы внутримолекулярных взаимодействий в пептидной цепи. Активный центр белков и его специфическое взаимодействие с лигандом как основа биологических функций всех белков. Доменная структура белков.

6. Четвертичная структура белка. Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере сравнения гемоглобина и миоглобина. Кооперативные изменения конформации протомеров на примере гемоглобина.

7. Лабильность пространственной структуры белков. Денатурация белков: механизм, факторы, вызывающие денатурацию, свойства денатурированного белка. Шапероны.

8. Глобулярные белки: основные представители (гистоны, альбумины, глобулины), их характеристика и биологическая роль.

9. Фибриллярные белки: особенности аминокислотного состава и структурной организации; свойства и функции коллагена.

10. Понятие о простых и сложных белках. Классификация сложных белков, характеристика основных представителей.

11. Классификация белков по их биологическим функциям (с примерами). Характеристика и биологическая роль отдельных представителей.

12. Иммуноглобулины: особенности строения и функционирования.

13. Физико-химические свойства белков. Молекулярный вес, размеры и форма; коллоидность, осмотические свойства.

14. Физико-химические свойства белков. Амфотерность, ионизация, гидратация, растворимость.

15. Методы выделения индивидуальных белков, основанные на их физико-химических свойствах: высаливание, электрофорез, хроматография, гель-фильтрация.

16. Структура и функции гемоглобина. Основные производные гемоглобина, характеристика и биологическая роль. Физиологические и аномальные типы гемоглобина.

17. Нуклеопротеины (дезоксирибо- и рибонуклеопротеины). Общая характеристика нуклеиновых кислот, их основные компоненты.

18. Строение нуклеиновых кислот. Первичная структура ДНК и РНК. Видовые различия первичной структуры нуклеиновых кислот.

19. Вторичная и третичная структура ДНК, строение хроматина. Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация ДНК-ДНК и ДНК-РНК.

20. Типы РНК: рибосомальные, транспортные, матричные. Характеристика структуры и функции. Строение рибосом.

21. Гликопротеины: представление о строении и функциях. Сиаловые кислоты.

22. Липопротеины: классификация, структура и функции.

23. Фосфопротеины: механизм образования, роль в регуляции обмена веществ.

Ферменты

1. История открытия и изучения ферментов. Общие представления о катализе, особенности ферментативного катализа (сходство и различие между ферментами и неферментными катализаторами).

2. Структурно-функциональная организация ферментов. Понятие об активном и аллостерическом центре. Кофакторы и их значение для функционирования ферментов.

3. Современные представления о механизме действия ферментов. Стадии ферментативного катализа.

4. Специфичность действия ферментов: виды, примеры и теории, их объясняющие.

5. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентраций фермента и субстрата.

6. Регуляция действия ферментов. Ингибиторы ферментов, характеристика видов ингибирования. Лекарства и яды как ингибиторы ферментов.

7. Регуляция действия ферментов. Аллостерические активаторы и ингибиторы; каталитический и регуляторный центры; четвертичная структура аллостерических ферментов и кооперативные изменения конформации протомеров фермента.

8. Регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования; примеры метаболических путей, регулируемых этими механизмами.

9. Медико-биологическое значение регуляции активности ферментов. Участие ферментов в проведении гормонального сигнала. Лекарственные препараты-регуляторы действия ферментов.

10. Единицы и методы измерения активности и количества ферментов. Применение ферментов как аналитических реагентов при лабораторной диагностике (определение глюкозы, мочевой кислоты, этанола и т.д.). Иммобилизованные ферменты.

11. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Оксидоредуктазы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

12. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Трансферазы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

13. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Гидролазы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

14. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Лиазы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

15. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Изомеразы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

16. Классификация и номенклатура ферментов, основные положения. Лигазы: характеристика класса, примеры ферментативных реакций.

17. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Коферментные функции витаминов. Химическое строение пиридоксиновых коферментов и биотина: их биологическая роль (с примерами реакций).

18. Коферменты. Химическое строение и участие в окислительно-восстановительных процессах НАД, НАДФ, ФМН, ФАД (с примерами ферментативных реакций).

19. Изоферменты: происхождение, биологическая роль, методы определения.

20. Различия ферментного и изоферментного состава органов и тканей, медико-биологическое значение. Понятие об органоспецифичности ферментов и изоферментов.

21. Изменения активности ферментов при болезнях и патологических процессах. Наследственные энзимопатии.

22. Происхождение ферментов плазмы крови. Определение ферментов в плазме крови с целью диагностики болезней.

23. Применение ферментов в качестве лекарственных препаратов и аналитических реагентов. Иммобилизованные ферменты.

Введение в обмен веществ. Биохимия питания

1. Основные компоненты пищи и их значение. Биохимические основы сбалансированного питания. Состав пищи человека: органические и минеральные, основные и минорные компоненты. Региональные патологии, связанные с недостатком микроэлементов в пище и воде.

2. Понятие о метаболизме, метаболических путях, их регуляция. Основные метаболиты и конечные продукты обмена у человека: углекислый газ, мочевина и другие.

3. Основные пищевые вещества – углеводы, жиры и белки; суточная потребность, частичная взаимозаменяемость при питании. Незаменимые компоненты пищи. Методы изучения обмена веществ: на целых организмах, органах, срезах и гомогенатах тканей, субклеточных структурах. Изотопные методы.

4. Переваривание белков. Характеристика протеолитических ферментов, механизм активации, специфичность и условия действия. Всасывание продуктов переваривания белка.

5. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеаз для лечения панкреатита.

6. Переваривание липидов. Гидролиз триацилглицеринов и фосфолипидов, всасывание конечных продуктов гидролиза. Нарушения переваривания и всасывания.

7. Транспортные липопротеины крови, особенности строения, функции разных липопротеинов. Роль в обмене холестерина и триацилглицеридов.

8. Механизм переваривания углеводов в пищеварительном тракте. Характеристика амилолитических ферментов. Всасывание конечных продуктов гидролиза углеводов.

9. Регуляция пищеварения, характеристика действия гормоноподобных веществ. Применение пищеварительных ферментов в медицине.

Биологические мембраны

1. Мембраны клетки: общие представление о структуре, свойствах и функции.

2. Липидный состав мембран – фосфолипиды, гликолипиды, холестерин. Участие фосфолипаз в обмене фосфолипидов.

3. Белки мембран – интегральные, поверхностные, «заякоренные». Значение посттрансляционных модификаций в образовании функционально-активных мембранных белков.

4. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (примеры, биологическая роль).

5. Механизмы переноса веществ через мембраны: пассивный транспорт, регулируемые каналы, вторично-активный транспорт (примеры, биологическая роль).

6. Особенности переноса через мембраны макромолекул: эндоцитоз и экзоцитоз, биохимическое значение процессов.

7. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем – аденилатциклазная система.

8. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем – инозитолфосфатная система.

9. Каталитические мембранные рецепторы на примере рецептора инсулина.

Энергетический обмен.

1. Катаболизм основных пищевых веществ – углеводов, жиров и белков; понятие о специфических путях распада и общем пути катаболизма.

2. Структурная организация митохондрий. Ферментные системы митохондрий - генераторы водорода.

3. Окислительное декарбоксилирование пирувата: последовательность реакций, строение пируватдегидрогеназного комплекса.

4. Цикл лимонной кислоты (цикл Кребса): последовательность реакций, характеристика ферментов.

5. Механизмы регуляции цикла Кребса, его функции. Анаплеротические реакции (реакции, пополняющие цитратный цикл).

6. Связь между общим путем катаболизма (окисление пирувата и ацетилКоА) и митохондриальной цепью переноса электронов. Механизмы регуляции общего пути катаболизма.

7. Фазы извлечения энергии из питательных веществ. Пировиноградная кислота и ацетил-КоА: пути образования и пути использования в организме. Значение этих процессов.

8. Эндергонические и экзергонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Дегидрирование субстратов и образовазование воды как источник энергии для синтеза АТФ.

9. Структура и функция дыхательной цепи. Организация компонентов дыхательной цепи в митохондриях: НАД-зависимые и флавиновые дегидрогеназы, НАДН-дегидрогеназа, убихинол-дегидрогеназа, цитохром с-оксидаза, их характеристика.

10. Виды фосфорилирования. Понятие о субстратном и окислительном фосфорилировании. АТФ - универсальный источник энергии в клетке и ее использование в процессах жизнедеятельности. Цикл АТФ/АДФ.

11. Механизм сопряжения окисления с фосфорилированием в дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический потенциал как промежуточная форма энергии при окислительном фосфорилировании. Понятие об участках сопряжения. Коэффициент Р/О.

12. H+-АТФ – синтетаза: структура, механизм действия. Дыхательный контроль.

13. Цепь переноса электронов как часть системы дыхания, начинающейся с вдыхания воздуха.

14. Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания.

15. Регуляция цепи переноса электронов. Нарушения энергетического обмена: гипоэнергетические состояния как результат гипоксии, гипо- и авитаминозов и др. причин. Особенности энергетического обмена в бурой жировой ткани.

16. Основные пути потребления кислорода в реакциях биологического окисления - оксидазный, пероксидазный, оксигеназный и пероксидное окисление ненасыщенных жирных кислот.

17. Образование токсических форм кислорода, механизм их повреждающего действия на клетки. Регуляторы свободно-радикального окисления в клетках.

Обмен и функции углеводов.

1. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена: общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.

2. Особенности обмена глюкозы в различных органах и клетках: эритроциты, мозг, мышцы, жировая ткань, печень.

3. Катаболизм глюкозы. Аэробный гликолиз – основной путь катаболизма глюкозы у человека. Последовательность реакций.

4. Аэробный гликолиз: распространение, энергетическая ценность и физиологическое значение аэробного распада глюкозы. Использование глюкозы для синтеза жиров в печени и жировой ткани.

5. Анаэробный гликолиз: гликолитическая оксидоредукция, пируват как акцептор водорода, субстратное фосфорилирование. Энергетический баланс, распределение в организме и физиологическое значение анаэробного гликолиза.

6. Переключение анаэробного гликолиза на аэробный. Окисление внемитохондриального НАД·H2: механизм, биологическая роль.

7. Сходство и отличие гликолиза и спиртового брожения. Значение этих процессов в образовании высокоэнергетических фосфатов (АТФ). Метаболизм экзогенного этанола.

8. Свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Мобилизация гликогена: механизм, регуляция, биологическая роль.

9. Свойства и распределение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена: механизм, регуляция.

10. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез): источники, механизм, биологическое значение.

11. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени: цикл Кори, глюкозо-аланиновый цикл. Аллостерические механизмы регуляции аэробного и анаэробного путей распада глюкозы и глюконеогенеза.

12. Пентозо-фосфатный путь превращения глюкозы: окислительная стадия, суммарные реакции, распространение и биологическое значение.

13. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов (галактоземия, непереносимость фруктозы, непереносимость дисахаридов).

14. Гликогенозы и агликогенозы.

Обмен и функции липидов

1. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (сложные липиды). Незаменимые факторы питания липидной природы.

2. Мобилизация жиров в жировой ткани (распад триацилглицеринов, глицерина): химизм, регуляция, биологическая роль. Транспорт жирных кислот.

3. β-окисление жирных кислот: химизм, биологическая роль.

4. Особенности окисления ненасыщенных и жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов. Расчет энергетической ценности жирных кислот.

5. Ацетоновые тела и механизм их образования в печени. Биологическая роль кетоновых тел. Кетонемия и кетонурия. Клиническое значение исследования крови и мочи на содержание ацетоновых тел.

6. Депонирование жиров в жировой ткани: химизм, регуляция, биологическая роль.

7. Биосинтез жирных кислот. Роль ацетил-КоА-карбоксилазы и синтетазы жирных кислот. Особенности биосинтеза ненасыщенных жирных кислот.

8. Биосинтез холестерина и его эфиров; регуляция биосинтеза. Биологические функции холестерина.

9. Синтез желчных кислот. Первичные и вторичные желчные кислоты, биологическая роль. Выведение желчных кислот и холестерина из организма.

10. Основные фосфолипиды (глицеролфосфолипиды) тканей человека: основные представители, пути биосинтеза, биологическая роль. Липотропные факторы.

11. Сфингофосфолипиды и гликосфинголипиды: представления о биосинтезе и катаболизме; биологические функции. Сфинголипидозы.

12. Транспортные липопротеины крови. Хиломикроны и ЛПОНП: структура, локализация и механизм образования, особенности транспорта.

13. Транспортные липопротеины крови. Роль аполипопротеинов. Биологическая роль липопротеинлипазы. Гиперхиломикронемия, гипертриглицеридемия.

14. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерина в крови; их роль в обмене холестерина. Гиперхолестеринемия.

15. Биохимические основы развития атеросклероза.

16. Приобретенная и семейная гиперхолестеринемия. Биохимические основы лечения гиперхолестеринемии и атеросклероза.

17. Механизм возникновения желчно-каменной болезни, биохимические основы лечения и профилактики.

18. Взаимосвязь обмена жиров и углеводов. Схема превращения глюкозы в жиры. Роль пентозо-фосфатного пути обмена глюкозы для синтеза жиров. Влияние инсулина, глюкагона, адреналина на обмен жиров и углеводов.