ОБМЕН БЕЛКОВ Обмен белков и нуклеиновых кислот как ядро клеточного метаболизма. Значение белкового обмена.
Распад белков и аминокислот. Гидролиз белков, характеристика ферментов, обеспечивающих осуществление гидролиза белков до пептидов и аминокислот. Селективный характер действия пептидпептидогидролаз (трипсина, химотрипсина, пепсина и др.). Объем и скорость обновления белков различных тканей и органов.
Метаболизм аминокислот. Преобразование аминокислот по аминогруппе, карбоксильной группе и радикалу: механизмы соответствующих реакций и характеристика ферментов в них участвующих. Обмен аминокислот как источник возникновения биологически активных соединений (биогенных аминов, коферментов, ростовых веществ, витаминов, гормонов и т. п.). Конечные продукты распада аминокислот. Пути связывания аммиака в организме. Роль аспарагина и глутамина в связывании аммиака. Пути новообразования аминокислот в природе и их соотношение у различных классов организмов. Первичные и вторичные аминокислоты. Заменимые, полузаменимые и незаменимые аминокислоты. Проблема искусственной (синтетической) пищи.
Матричная теория биосинтеза белков. Общая схема матричного биосинтеза белков (перенос вещества, энергии и информации). Активирование аминокислот. Аминоацил-тРНК, их структура, свойства и функции. Роль рибосом в биосинтезе белка. Два класса рибосом: 70s и 80s. Характеристика РНК и белков, входящих в состав субчастиц 50-б0s, 30-40s. Динамическая модель рибосомы и ее работа (А.С. Спирин). Аминоацильный и пептидильный центры рибосомы. Код белкового синтеза. Свойства генетического кода. Посттрансляционная модификация белков. Регуляция белкового синтеза.
Биосинтез белков и незаменимых аминокислот для практических целей.
ОБМЕН УГЛЕВОДОВ
Статическая часть биохимии углеводов рассматривается в курсе органической химии.
Обмен углеводов. Пути распада полисахаридов и олигосахаридов. Ферменты гидролиза полисахаридов: α-, β- и γ- амилазы, амило-1,6-глюкозидаза, целлюлаза. Гликозидазы. Фосфоролиз сложных углеводов. Метаболизм моносахаридов. Роль реакции фосфорилирования в активировании моносахаридов. Изомеразы фосфорных эфиров моносахаридов и нуклеозиддифосфатсахаров. Обмен глюкозо-6-фосфата (дихотомический и апотомический пути, их соотношение в организме). Обмен пировиноградной кислоты. Гликолиз и гликогенолиз. Химизм спиртового брожения. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл Кребса.
Биосинтез углеводов. Механизм первичного биосинтеза углеводов в процессе фотосинтеза и хемосинтеза. Его энергетическое обеспечение. Роль никотинамидадениндинуклеотидфосфата восстановленного (НАДФ·Н2).
Рибулозо-1,5-дифосфат как акцептор углекислоты и источник 3 фосфоглицериновой кислоты. Схема превращения 3-фосфоглицериновой кислоты во фруктозо-6-фосфат. Особенности биосинтеза простых углеводов у гетеротрофов.
Особая роль нуклеозиддифосфатсахаров в гликозилтрансферазных реакциях, обеспечение специфического биосинтеза олиго- и полисахаридов при их посредстве.
ЛИПИДЫ И ИХ ОБМЕН
Общая характеристика класса липидов. Классификация липидов: простые липиды – жиры, воски и стериды; сложные липиды – фосфолипиды и гликолипиды. Локализация липидов в клетке и их биологическое значение.
Жиры (триглицериды). Простые и смешанные триглицериды. Высшие жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов (насыщенные – пальмитиновая, стеариновая; ненасыщенные – олеиновая, линолевая, линоленовая). Физические и химические свойства триглицеридов.
Обмен жиров. Гидролиз их при участии липазы и алилэстеразы. Обмен глицерина. Механизмы α- и β- окисления высших жирных кислот, их локализация в клетке и соотношение в животном и растительном царстве. Обмен ацетил-КоА. Глиоксилевый цикл. Механизм биосинтеза высших жирных кислот; малонил-КоА как акцептор ацильных остатков. Локализация биосинтеза высших жирных кислот в клетке. Механизм биосинтеза триглицеридов, роль ацилтрансфераз (моно- и диглицеридтрансацилаз) в этом процессе. Фосфатидные кислоты – промежуточные продукты в биосинтезе триглицеридов.
Воски. Их состав (перечень высших жирных кислот и высших спиртов) и строение. Биологическая роль восков. Представители: спермацет, пчелиный, карнаубский, монтанный воск. Распространение, локализация в организме и функция восков.
Стериды. Их состав и строение, физические и химические свойства. Стеролы, их структура, изомерия (конформации), представители (холестерол, эргостерол, стигмастерол, ситостерол, фукостерол). Характеристика высших жирных кислот, входящих в состав стеридов. Видовая специфичность стеролов и стеридов. Обмен стеридов. Образование стеридов (холевые кислоты, стероидные гормоны и др.).
Фосфолипиды: структура молекулы, характеристика высших жирных кислот, азотистых оснований и многоатомных спиртов, входящих в их состав. Фосфатиды, их физические и химические свойства. Распространение фосфолипидов в природе, их биологическая роль. Обмен холина.
Гликолипиды, их состав и строение. Функции гликолипидов в тканях и органах.
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ
Определение понятия "биологическое окисление". История развития представлений о механизме биологического окисления: теория активирования кислорода Шенбайна; перекисная теория Баха; концепция дыхательных хромогенов Палладина и Виланда; открытие явления окислительного фосфорилирования (В.А. Энгельгардт, В.А. Белицер и Е.Т. Цыбакова).
Современные представления о механизмах биологического окисления. Два типа оксидоредуктаз в клетке: а) обеспечивающих дегидрирование субстратов и передачу атомов водорода и электронов на кислород и другие акцепторы; б) катализирующих реакции непосредственного включения в субстрат кислорода (оксигеназы и гидроксилазы).
Характеристика важнейших оксидоредуктаз первого типа: медьсодержащих оксидаз (аскорбатоксидаза, уриказа, цитохромоксидаза); флавопротеинов (оксидаза L-аминокислот, липоилдегидрогеназа, гликолатоксидаза); НАД- и НАДФ- протеинов; железосодержащих переносчиков электронов (негеминовой природы – ферродоксины; геминовой природы – цитохромы). Ансамбли оксидоредуктаз.
Оксигеназы и гидроксилазы. Свойства оксигеназ и механизм их действия. Характеристика гидроксилаз; важнейшие представители фенолаза, фенилаланин-4-гидроксилаза, скваленциклогидроксилаза.
Сопряжение биологического окисления с фосфорилированием. Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата и на уровне электронотранспортной цепи. Механизм окислительного фосфорилирования на том и другом уровне. Дыхательная цепь ферментов, осуществляющих сопряжение окисления с фосфорилированием. Хемиосмотическая гипотеза сопряжения окисления с фосфорилированием АДФ.
Локализация окислительного фосфорилирования в клетке. Митохондрии, их структура и функции; строение митохондриальной мембраны; структура элементарных частиц. Регуляция окислительного фосфорилирования в митохондриях. Разобщение окисления и фосфорилирования. Свободное окисление; переключение с окисления, сопряженного с фосфорилированием, на свободное окисление. Пероксисомы и системы микросомального окисления.
Энергетический эффект распада углеводов; сопоставление брожения, гликолиза и дыхания по этому показателю. Энергетический эффект окисления триглицеридов и других липидов.
|
