МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

для студентів 3 курсу медичного факультету

Спеціальність  6.040102 – «Біологія»

ЗАНЯТТЯ № 2 (практичне – 6 годин)

Тема: Ферменти: будова, фізико-хімічні властивості, класифікація, та механізм дії. Кінетика ферментативних реакцій. Регуляція та визначення активності ферментів.

Мета: З’ясувати роль ферментів в регуляції біохімічних процесів як основи обміну речовин в організмі. Трактувати принципи кількісного визначення ферментів, одиниці виміру активності. Аналізувати зміни активності індикаторних ферментів плазми крові.

Професійна орієнтація студентів:

Знання властивостей ферментів важливі для розуміння особливостей біохімічних процесів у здоровому організмі і при патології, обгрунтування умов їх лабораторного дослідження з метою діагностики хвороб. Розуміння механізму виникнення первинних і вторинних ензимопатій лежить в основі ензимодіагностики. Більшість ферментів, що каталізують хімічні реакції, знаходяться в клітинах. Проте на основі результатів аналізів позаклітинних рідин (плазми, сироватки крові, сечі та ін.) можна зробити висновок про зміни, що відбуваються всередині клітин різних органів та тканин. З цією метою використовують різні методи дослідження: імуноферментні, спектрофотометричні, полярографічні, манометричні, хроматографічні та ін.

Методика виконання практичної роботи.

9⁰⁰-12⁰⁰ год. Виконання практичної роботи відбувається у відповідності з методами біохімічних досліджень лабораторного практикуму з обов’язковим оформленням протоколу і висновком в кінці кожної роботи.

Робота 1. Дослідити специфічність дії амілази слини та сахарази дріжджів (практикум, робота 23).

Робота 2. Дослідити вплив рН середовища на активність амілази слини

( практикум, робота 21).

Робота 3. Виявлення каталази та пероксидази в крові (практикум, робота 20.2 - 20.3).

Робота 4. Визначення амілазної активності сечі колориметричним методом Каравея (практикум, робота 26).

Програма самопідготовки студентів

1. Поняття про ферменти. Спільні та відмінні властивості ферментів і неорганічних каталізаторів.

2. Хімічна природа і будова ферментів. Роль апоферменту і кофактора у каталітичних реакціях.

3. Сучасні уявлення про механізм дії ферментів.

4. Активні та алостеричні центри ферментів. Алостеричні модифікатори ферментів, принцип їх дії, приклади.

5. Регуляція активності ферментів: частковий гідроліз проферментів, конкурентне і неконкурентне інгібування, фосфорилювання-дефосфорилювання за участю циклічних нуклеотидів тощо.

6. Класи ферментів, їх характеристика.

7. Органоспецифічність ферментів.

8. Ензимодіагностика.

Семінарське обговорення теоретичних питань.

12.³⁰-14.⁰⁰ год.

Тестові завдання та ситуаційні задачі.

1. Спільними властивостями ферментів і неорганічних каталізаторів є:

A. Термолабільність.

B. Каталіз лише термодинамічно можливих реакцій.

C. Специфічність дії.

D. Залежність від кількості субстрату.

E. Залежність від ефекторів.

2. В організмі людини виявлено дефіцит вітаміну В5. Це спричинить порушення синтезу коферментів:

A. ТПФ.

B. НАД і НАДФ.

C. ПАЛФ.

D. ПАМФ.

E. Убіхінону.

3. Дегідрогенази – це ферменти, які:

A. Відщеплюють СО₂.

B. Відщеплюють воду.

C. Приєднують кисень.

D. Приєднують воду.

E. Відщеплюють атоми водню або електрони.

4. Пероксид водню інактивується в організмі:

A. Церулоплазміном.

B. Каталазою.

C. Глутатіон редуктазою.

D. Глюкозо-6-фосфатдегідрогеназою.

E. Супероксиддисмутазою

5. У першу пробірку з крохмалем і другу з сахарозою додали фермент. Через 10 хв. з вмістом обидвох пробірок проробили реакцію Фелінга. У першій пробірці вона виявилась позитивною, у другій - негативною. Який фермент додали в пробірки?

6. До двох пробірок з певними субстратами додали витяжку з дріжджів. Через 10 хв. з вмістом обидвох пробірок проробили реакцію Фелінга. У першій пробірці вона виявилась позитивною, у другій - негативною. Які субстрати знаходились у пробірках?

7. В інкубаційне середовище «бурштинова кислота + сукцинатдегідрогеназа» додали малонову кислоту. Чому гальмується дія ферменту? Чи є цей процес зворотним, за яких умов?

8. Для виділення ферменту використовували насичений розчин сульфату амонію. Якими способами можна очистити фермент?

9. В організмі людини виявлено дефіцит заліза. Як це вплине на функцію ферментів і яких?

Самостійна робота студентів

14¹⁵ – 15⁰⁰ год.

Письмове тестування студентів, які не склали контроль за системою «MOODLE», перегляд тематичних навчальних таблиць, тренінг в комп’ютерному класі тестів ліцензійного іспиту «Крок -1» і кафедральної бази тестів, поглиблене вивчення матеріалу тем, винесених на самостійне опрацювання тощо.

Студент повинен знати:

2. Будова, фізико-хімічні і каталітичні властивості білків-ферментів.

3. Механізм каталітичної дії ферментів.

4. Регуляція активності ферментів: проферменти, алостеричні модифікатори, циклічні нуклеотиди, принцип зворотнього зв’язку, конкурентні, неконкурентні фактори.

5. Значення дотримання оптимальних умов активності ферментів (t°, рН, підбір специфічних субстратів, ефекторів) в лабораторно-діагностичній практиці.

6. Класифікацію та номенклатуру ферментів, характеристику окремих класів ферментів.

7. Принципи кількісного визначення ферментів, одиниці виміру.

9. Види ензимопатій. Значення ензимодіагностики.

Студент повинен вміти:

1. Проводити реакції на підтвердження залежності дії ферментів від температури, природи субстрату, рН середовища.

2. Обгрунтувати значення оптимальних умов для методик ферментативних діагностичних досліджень.

3. Визначати активність амілази сечі (діастази), оцінювати результати, обгрунтувати їх значення у діагностиці гострого панкреатиту.

Вірні відповіді на тести і ситуаційні задачі:

1. В.

2. В.

3. Е.

4. В.

5. Додали фермент амілазу, який розщеплює крохмаль, але не діє на сахарозу.

6. У першій пробірці була сахароза, яка розщепилася сахаразою дріжджів, у другій – будь-який інший субстрат.

7. Малонова кислота є конкурентним інгібітором сукцинатдегідрогенази, оскільки структурно подібна до бурштинової кислоти. Активність ферменту відновиться, якщо в інкубаційне середовище додати більше бурштинової кислоти.

8. Діалізом, гель-фільтрацією.

9. Гальмується активність Fe-залежних ферментів: каталази, пероксидази, цитохромів. Порушаться процеси тканинного дихання, знешкодження пероксиду водню.

Джерела інформації:

Основні:

1. Гонський Я. І., Максимчук Т. П., Калинський М. І. Біохімія людини – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002 – С. 7-14, 66-102.

2. Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Вінниця: Нова книга, 2011. – С. 21-23, 115-147.

3. Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 7-11, 86-114.

4. Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За ред. Я. І. Гонського. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – С. 48-59, 61-63, 65-67.

5. Конспекти лекцій.

6. Веб-сторінка університету: Матеріали для підготовки до практичних занять

7. Веб-сторінка університету: Презентації лекцій

8.

Додаткові:

1. Клінічна біохімія / За ред. О. Я. Склярова – К.: Медицина, 2006. – 432 с.

2. Николаев А. Я. Биологическая химия. – М.: Медицинское информационное агентство. – 2004. – 566 с.

Методичну вказівку склала ст. викл. Яремчук О.З.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

11 червня 2013 р. протокол № 13

Переглянуто і затверджено на засіданні кафедри

29 серпня 2013 р. протокол № 1