1. Оптимальные условия действия амилазы – фермента, расщепляющего крахмал: рН 8, 37°С. Как изменится активность фермента, если рН инкубационной среды составит 0? Как изменится активность фермента
Скачать 84.51 Kb.
|
- Навигация по данной странице:
- Ответ
|
1.Оптимальные условия действия амилазы – фермента, расщепляющего крахмал: рН 6.8, 37°С. Как изменится активность фермента, если рН инкубационной среды составит 5.0? Как изменится активность фермента, если температура инкубационной среды составит 30°С ?Ответ поясните.С чем связано изменение активности ферментов при сдвигах рН и температуры? К какому классу и подклассу ферментов относится амилаза? Ответ: Амилаза – фермент класса гидролаз, подкласс гликозидаза. При pH инкубационной среды = 5.0, активность амилазы снизится. При температуре инкубационной среды = 30, активность амилазы снизится. Это произойдет потому, что наибольшую активность ферменты проявляют в строго определенных для каждого фермента pH и температуре (оптимумы).При изменении этих условий активность ферментов снижается, либо прекращается вовсе.Изменение активности ферментов при сдвигах температуры связано с денатураций белка (ферменты – белки), а при сдвигах pH – с воздействием и степенью ионизации кислотных и щелочных групп. При резких сдвигах от оптимума pH среды ферменты подвергаются конформационным изменениям, приводящим к потере активности вследствие денатурации или изменения заряда молекулы. 2.При употреблении большого количества сырого яичного белка может развиться гиповитаминоз биотина (витамина Н) – болезнь Свифта, сопровождающаяся специфическим дерматитом. В основе гиповитаминоза лежит образование в ЖКТ нерастворимого комплекса яичного белка авидина с биотином. Почему вареные яйца такого эффекта не вызывают? В состав какого кофермента входит витамин Н? В реакциях какого типа участвует этот кофермент? Ответ: При варке яичный белок подвергается действию высокой температуры и денатурируется, поэтому он не может образовывать нерастворимый комплекс с биотином. Витамин Н входит в состав кофермента биоцитина. Биоцитин – кофермент лигаз, участвует в реакциях соединения 2 субстратов ковалентной связью (синтез). 3. Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше данного показателя в жировой ткани. В какой ткани будет преобладать гидролиз жиров в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда их концентрации в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится фермент липаза? Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей. Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше , чем липазы жировой ткани, это значит, что липаза сердца имеет большее сродство к субстрату (жиру), т.е. она будет расщеплять жиры даже при их невысоко концентрации в крови. Поэтому в постабсорбтивный период, когда содержание жиров в крови невысокое, будет преобладать их гидролиз в сердечной мышще. 4. Константа Михаэлисагексокиназы мозга значительно меньше данного показателя в гепатоцитах. В каком органе будет преобладать реакция, катализируемая данным ферментов в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда концентрации глюкозы в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится гексокиназа? Чем отличаются изоформыгексокиназы? Ответ: Гексокиназа – трансфераза, фосфотрансфераза. У человека существует 4 изоформы гексокиназы, они синтезируются в разных органах и у них разные константы Михаэлиса. Т.к. константа Михаэлиса гексокиназы мозга меньше, чем Км гепатоцитов (т.е. сродство гексокиназы мозга к глюкозе выше, чем у гексокиазы гепатоцитов), то в постабсорбтивный период (когда содержание глюкозы в крови невысокое) будет преобладать реакция, катализируемая гексокиназой мозга. 5.Метанол в чистом виде нетоксичен для организма, однако приём его внутрь может привести к смерти. Объясните причину. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают этанол. Объясните, почему такое лечение оказывается эффективным? Назовите фермент, который катализирует метаболизм этих спиртов. К какому классу и подклассу ферментов он относится? Объясните понятие субстратной специфичности фермента. Какой показатель характеризует специфичность субстрата и фермента? Ответ: При принятии внутрь метанол ( в чистом виде нетоксичен для организма) ферментом алкогольдегидрогеназой превращается в формальдегид – ядовитое для человека соединение. Один из методов лечения – дать человеку выпить этанол. АДГ, расщепляющая спирты в организме, имеет бОльшее сродство к этанолу, чем к метанолу, поэтому при поступлении в кровь этанола АДГ начнет расщеплять его, а метанол выведется из организма в чистом виде. Алкогольдегидрогеназа – оксидоредуктаза, анаэробная дегидрогеназа. Субстратная специфичность – способность фермента взаимодействовать с одним или несколькими субстратами со сходным строением и типом связей. Специфичность субстрата и фермента характеризует константа Михаэлиса.
При добавлении НСl к неактивной форме пепсина(профермент) от профермента отщепляется специфический ингибитор и профермент переходит в активную форму – активный пепсин. Этот способ регуляции – частичный протеолиз, в результате изменяется конформационная структура фермента. 7. Липаза в жировой ткани может находиться в 2-х формах с различной активностью: в виде простого белка и фосфопротеина. Объясните, каким путем происходит переход одной формы в другую и почему этот переход сопровождается изменением активности фермента. Какой тип реакций катализирует липаза? Назовите подкласс данного фермента. Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей. Липаза катализирует гидролиз эфирных связей в молекулах жиров. Переход липазы из неактивной формы (простой белок) в активную (фосфопротеин) происходит путем фосфорилирования. К молекуле фермента присоединяется фосфатная группа, меняется конформационная структура белка, открывается или формируется активный центр, в результате чего фермент становится активным. 8. Кофеин является конкурентным ингибитором фосфодиэстеразы – фермента распада цАМФ. Как повлияет прием кофеина на активность протеинкиназы А? Какую реакцию катализирует протеинкиназа А? Какое значение имеет эта реакция? Ответ: Прием кофеина повысит активность протенинкиназы А. Фосфодиэстераза расщепляет цАМФ, а кофеин ингибирует этот процесс. Нерасщепленный цАМФ - активатор протеинкиназы А – и обеспечивает ее повышенную активность. Протеинкиназа А осуществляет активацию и инактивацию ферментов путем фофорилирования.
К конкурентному ингибированию относят обратимое снижение скорости ферментативной реакции, вызванное ингибитором, связывающимся с активным центром фермента и препятствующим образованию фермент-субстратного комплекса. Такой тип ингибирования наблюдают, когда ингибитор - структурный аналог субстрата, в результате возникает конкуренция молекул субстрата и ингибитора за место в активном центре фермента. В этом случае с ферментом взаимодействует либо субстрат, либо ингибитор, образуя комплексы фермент-субстрат (ES) или фермент-ингибитор (EI). При формировании комплекса фермента и ингибитора (EI) продукт реакции не образуется. 12. Сукцинилхолин – аналог ацетилхолина – используют в хирургии как миорелаксант. Почему его применение не рекомендуют больным со сниженной белоксинтезирующей функцией печени? Расскажите о процессе инактивации анестезирующего препарата и о ферменте, который этот процесс катализирует Ответ: инактивация сукцинилхолина в организме осуществляется путем гидролиза под действием фермента псевдохолинэстераза. Этот фермент вырабатывается в печени и как и все остальные имеет белковую природу. Поэтому при нарушении белоксинтезирующей функции печени будет нарушено выведение миорелаксанта из организма. 13. При добавлении к суспензии митохондрий малоновой кислоты – структурного аналога сукцината – происходило резкое снижение поглощения клетками кислорода. Добавление цитрата не влияло на потребление кислорода, в то время как добавление фумаратаоказывало стимулирующий эффект. Объясните результаты эксперимента. В каком процессе, происходящем в митохондриях, участвуют сукцинат и фумарат? Какова роль этого процесса? Ответ: Сукцинат и фумарат участвуют в цикле Кребса. Малоновая кислота – структурный аналог сукцината, ингибитор сукцинатдегидрогеназы. При добавлении малоновой кислоты реакция дегидрирования сукцината не происходит, продукт реакции (фумарат) не образуется, поэтому нарушается цикл Кребса, не образуются восстановительные эвиваленты, не идет процесс тканевого дыхания - клетки не поглощают кислород.Добавление цитрата не влияло на цК, т.к. цитрат используется в реакции, предшествующей дегидрированию сукцината.При добавлении фумарата цикл Кребса восстанавливался и поглощение клетками кислорода продолжалось. ЦК – конечный путь метаболизма, источник восстановительных эквивалентов для ЦПЭ и синтеза АТФ (получение энергии). 14.В злокачественных опухолях преобладает анаэробный тип метаболизма углеводов и накапливается молочная кислота. Известно, что взаимопревращения пирувата и лактата, которые катализирует лактатдегидрогеназа (ЛДГ), быстро протекают в миокарде. Следовательно, изоферментный состав ЛДГ опухолевых клеток и кардиомиоцитов будет близким. Какие изоферменты лактатдегидрогеназы преобладают в опухолевых клетках? Как это можно использовать в диагностике? Охарактеризуйте положение ЛДГ в классификаторе ферментов. Ответ: В опухолевых клетках будут преобладать такие же изоформы ЛДГ, как и в кардиомиоцитах - ЛДГ1 и 2, а также ЛДГ3. Анализ изоферментного состава ЛДГ используется при разных патологиях (сердца, печени, мышщ, опухолей), т.к. в разных органах содержатся разные изоформы ЛДГ. ЛДГ – оксидоредуктаза. 15. Применение трипсина при местном воздействии основано на способности расщеплять некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижать вязкие секреты, экссудаты, сгустки крови. По отношению к здоровым тканям фермент неактивен и безопасен. Объясните почему. К какому классу и подклассу ферментов относится трипсин? Почему данный фермент используют для обработки и лечения гнойно-некротических ран? Ответ: Трипсин относится классу гидролаз, подклассу пептидаз. Данный фермент катализирует гидролиз пептидных связей, т.к. некротические ткани имеют белковую структуру, то трипсин будет способствовать их расщеплению.Но он не влияет на здоровые ткани, поскольку для медицинского использования используется иммобилизованная форма данного фермента. 16. Известно, что в результате работы микросомальной системы гидроксилирования (МСГ) некоторые потенциально токсичные для организма ксенобиотики становятся гидрофильными. Объясните, почему гидроксилирование приводит к уменьшению токсичности липофильныхксенобиотиков. К какому классу относятся ферменты МСГ? Каков принцип работы электронотранспортной системы МСГ? Ответ: Микросомальная система гладкого эндоплазматического ретикулума выделяет монооксигеназные ферменты. Из их числа в механизмах метаболизма ксенобиотиков преимущественно участвуют 1 оксидазы со смешанными функциями и 2 ферменты, обеспечивающие процессы конъюгации. Оксидазы катализируют реакции С-гидроксилирования ксенобиотиков . В результате ксенобиотики приобретают реактивные группы ОН, COOH, которые обеспечивают вступление в реакции конъюгации с образованием малотоксичных соединений, легко выводящихся из организма с мочой, желчью и калом. 2. Класс Оксидоредуктазы 3.А. Связывание в активном центре цитохрома Р450 и вещества RH(ксенобиотика), активирует восстановление железа в геме - присоединяется первый электрон. Б. Изменение валентности железа увеличивается cродство комплекса к молекуле кислорода В. Появление в центре свертывания циторома Р450 молекулы О2 ускоряет появление второго электрона и образование комплекса: Р450-Fe(II+)+O2-RH Г. Далее железо окисляется, второй электрон присоединяется к молекуле О2. Восстановленный атом О(2-) связывает 2 протона и образует 1 молекулу воды. Второй атом кислорода идет на построение -ОН группы. Д. Модифицированное вещество R-ОН отделяется от фермента и выводится из организма. 17.Объясните, почему при определении активности лактатдегидрогеназы материалом для исследования является сыворотка крови без признаков гемолиза, а при определении активности панкреатической липазы можно использовать гемолитическую сыворотку? Назовите положение указанных ферментов в классификаторе Ответ: гемолиз эритроцитов в пробе крови (в связи с высоким содержанием ЛДГ в клетках крови), поэтому гемолитическая сыворотка не подойдет для определения активности ЛДГ, в связи с тем что ЛДГ может выйти из разрушенных эритроцитов и исказить результат анализа. Повышение активности липазы наблюдается при патологии поджелудочной железы, что связано с повреждением ее клеток и выходом фермента в кровь, поэтому ее активность не зависит от того используется ли кровь с признаками гемолиза или нет. ЛДГ- Класс-оксидигоредуктазы, (подкласс-оксидазы) Панкреатическая липаза: Класс-гидролазы
Ананинаминотрансфераза (АЛТ или АлАТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ или АсАТ) объединяют в одну группу ферментов — аминотрансферазы. Ферменты имеют избирательную тканевую специализацию, поэтому анализ крови на АЛТ свидетельствует о состоянии печени, анализ крови на АСТ — показатель состояния сердечной мышцы — миокарда. Повышенное содержание этих ферментов в плазме крови сигнализирует о повреждениях в тканях печени или миокарда. Гибель и разрушение клеток в этих органах, сопровождается выходом ферментов в кровь. В диагностике также часто применяют коэффициент Ритиса – отношение АсАТ/АлАТ, определенных в одном анализе крови. Нормальное значение этого коэффициента — 1,3. Инфекционный гепатит вызывает его снижение. При инфаркте миокарта индекс Ритиса повышен По результатам анализа АлАТ повышение АЛТ — признак таких серьезных заболеваний, как: вирусный гепатит токсическое поражение печени цирроз печени хронический алкоголизм рак печени токсическое действие на печень лекарств (антибиотиков и др.) желтуха сердечная недостаточность миокардит панкреатит инфаркт миокарда шок ожоги травма и некроз скелетных мышц обширные инфаркты сердечная недостаточность Анализ крови АСТ может показать повышение АСТ в крови, если в организме присутствует такое заболевание, как: инфаркт миокарда вирусный, токсический, алкогольный гепатит стенокардия острый панкреатит рак печени острый ревмокардит тяжелая физическая нагрузка сердечная недостаточность 20.Известно, что мочевина при концентрации 2 ммоль/л снижает активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) I и II на 20%, а ЛДГ IV и V полностью теряют активность. Как можно использовать данный факт для диагностики инфаркта миокарда и гепатита (заболеваний сопровождающихся цитолизом и некрозом) в лаборатории, которая имеет возможность определить только суммарную активность фермента? Какой тип реакций катализирует ЛДГ? Какой витамин необходим для «работы» фермента? Ответ: если небольшое уме6ньшение ЛДГ..то активность 1 и 2 уменьшилась.следовательно сердце....если сильно уменьшилась активность ЛДГ..то это пе6чень В реакциях гликолиза Для «работы» фермента необходим Витамин В 6 21. Белки пищи перевариваются (гидролизуются) ферментом желудочного сока пепсином. Назовите класс и подкласс ферментов, к которому относится пепсин. Назовите оптимум рН пепсина. Почему у больных с гипоацидным гастритом нарушается переваривание белков в желудке? Какие белки будут быстрее перевариваться в ЖКТ денатурированные или нативные. Почему? Известно, что пепсин синтезируется в клетках желудка в неактивной форме и становится активным только в полости органа. Опишите механизм регуляции активности данного фермента. Ответ: Пепсин относится к классу гидролаз, подкласс- пептидазы. Оптимум рН для пепсина составляет 1,5—2. У больных нарушается переваривание белков в желудке вследствие пониженной кислотности желудочного сока (это и есть гипоацидный гастрит). Денатурированные белки быстрее перевариваются ферментами желудочно-кишечного тракта по сравнению с нативными (даже если понижена кислотность). Железами желудка пепсин вырабатывается в неактивном виде, переходит в активную форму при воздействии на него соляной кислоты. Пепсин действует только в кислой среде желудка и при попадании в щелочную среду двенадцатиперстной кишки становится неактивным. МЕХАНИЗМ: Превращение пепсиногена в пепсин происходит в результате отщепления с N-kонцевого участка пепсиногена несколько пептидов, один из которых играет роль ингибитора. Процесс активации идёт в несколько стадий и катализируется соляной кислотой желудочного сока и самим пепсином (автокатализ). Пепсин обеспечивает дезагрегацию белков, предшествующую их гидролизу и облегчающую его. Как катализатор он обладает протеазным и пептидазным действием. 22. Студент получил образец крови больного для определения активности сывороточной холинэстеразы (ПХЭ). Для проведения анализа он составил инкубационную смесь, которая включала субстрат фермента, сыворотку крови, буфер для поддержания рН (8,4) и индикатор феноловый красный. По истечении времени инкубации реакционная смесь приобрела желтую окраску. Почему? Какую реакцию катализирует данный фермент (назовите субстрат и продукты)? К какому классу и подклассу ферментов он относится? Активность фермента, рассчитанная студентом, оказалось равной 80 мкмоль/мл∙ч (норма 160 – 340 мкмоль/мл∙ч). Почему активность фермента студент выразил в единицах концентрации? С чем может быть связано снижение активность ПХЭ? Ответ: холинэстераза - класс гидролаз, подкласс - гидролаза эфирных связей. Субстраты - сложные эфиры холина с уксусной, пропионовой или масляной кислотами. Продукты - холин и уксусная кислота. В результате реакции рН среды сдвигается в кислую сторону, что регистрируется с помощью индикатора (фенолового красного), поэтому и пожелтел. Понижение активности связано с аллостерическим ингибированием, т.е. образование большого кол-ва продуктов, что и, собственно, изменило среду. А то,что касается единиц измерения... Через них проще отслеживать активность фермента 23. Человек относится к гомойотермным живым организмам. В медицине в некоторых случаях для лечения используют экстремальные температуры. В частности, гипотермические условия используют при продолжительных операциях, особенно на головном мозге и сердце, гипертермические условия используют с целью коагуляции тканей. Объясните правомерность данных подходов с точки зрения биохимика-энзимолога. Какова зависимость скорости ферментативных реакций от температуры? Ответ: Между температурой и скоростью реакции существует прямая зависимость (чем выше температура, тем выше скорость реакции и наоборот). Клетки мозга и сердца очень чувствительны к гипоксии, а операции на соответствующих органах могут потребовать, хоть и непродолжительной, но остановки кровоснабжения той или иной части органа. Чтобы предотвратить гибель клеток от гипоксии создают гипотермические условия, с целью замедления процессов метаболизма, в т.е. ферментативных процессов ( это позволяет уменьшить потребление кислорода клетками и уменьшить образование токсинов). При операциях в той или иной степени нарушется целостность ткани, поэтому скорость коагуляции очень важна. Коагуляция тканей- процесс ферментативный, поэтому его скорость прямопорциональна температуре, именно для иного создаются гипертермические условия. Скачать 84.51 Kb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|