№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины базовой части ФГОС
|
Содержание раздела
|
|
Введение в биохимию. Физико-химические свойства белков. Классификация. Строение и функции белков
|
Предмет и задачи биохимии. Роль и значение биохимии в медицинском образовании. Биологическая химия: определение; краткий исторический очерк; открытие новых методов исследования и разработка лабораторной техники, как основа развития биохимической науки (и практической медицины). Современный этап развития биохимии, ее перспективы, роль и место в системе биологических и медицинских наук. Новые направления в биохимии: молекулярная биология клетки, молекулярная генетика, иммунохимия, биотехнология, молекулярные основы конструирования новых лекарственных веществ. Исследование молекулярных механизмов регуляции биологических систем – одна из центральных проблем современной биохимии. Понятие о метаболизме. Возрастная биохимия. Особенности метаболизма у детей.
Цветные реакции на белки
Белковые молекулы – важнейший класс органических веществ. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение, классификация и свойства. Универсальный (общий) и специфический фрагменты каждой из них.
Важнейшие физико-химические свойства аминокислот: растворимость в воде, способность к ионизации, универсальные и специфические цветные реакции.
Методы фракционирования и очистки белков: высаливание; ультрацентрифугирование; ультрафильтрация; электрофорез; изоэлектрофокусирование; разные варианты хроматографии. Диализ и его применение в медицине. Методы количественного определения суммарных и индивидуальных белков. Сложные белки: определение; классификация по характеру небелкового фрагмента (простетической группы). Краткая характеристика нуклеопротеинов, гликопротеинов, липопротеинов, хромопротеинов, фосфопротеинов, металлопротеинов.
Уровни структурной организации белков. Гидролиз белков
Уровни пространственной организации белка. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Конформации пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структура). Доменная структура и ее роль в функционировании белков. Четвертичная структура белков. Особенности строения и функционирования олигомерных белков. Кооперативные взаимодействия протомеров.. Нативность белка. Типы связей между аминокислотами в молекуле белка: ковалентные (пептидная, дисульфидная) и нековалентные (слабые типы связей). Краткая характеристика водородной и ионной связей, гидрофобных взаимодействий. Высокая чувствительность слабых связей к физико-химическим параметрам среды (рН, ионная сила, присутствие амфифильных веществ). Виды гидролиза белка.
Реакции осаждения белков
Физико-химические свойства белков. Молекулярная масса и размеры молекул. форма, растворимость, ионизация, гидратация. Факторы стабилизации в коллоидном состоянии (гидрофильная оболочка и суммарный заряд). Физико-химические свойства белков, как гидрофильных коллоидов. Белки, как амфотерные электролиты. Изоэлектрическая точка белков. Обратимое (изоэлектрическое осаждение и высаливание) и необратимое осаждение белков. Денатурация, факторы и механизмы денатурации, свойства денатурированного белка. Ренатурация белка. Роль осадочных реакций в лабораторной практике. Методы фракционирования и очистки белков: высаливание; ультрацентрифугирование; ультрафильтрация; электрофорез; изоэлектрофокусирование; разные варианты хроматографии. Диализ и его применение в медицине.
Простые белки. Сложные белки: нуклео-, фосфо- и липопротеины
Классификация простых и сложных белков. Краткая характеристика альбуминов и глобулинов, протаминов и гистонов, проламинов и глютелинов, протеиноидов. Сложные белки: определение; классификация по характеру небелкового фрагмента (простетической группы). Строение, свойства, локализация, биологическая роль нуклео-, фосфо- и липопротеинов. Нуклеопротеины: особенности строения РНП и ДНП, локализация, биологическая. Строение РНК и ДНК. Пространственная организация молекул РНК и ДНК. Структурные липопротеины. Свободные липопротеины плазмы крови. Фосфопротеины: особенности строения, представители. Роль реакций фосфорилирования и дефосфорилирования в обмене веществ.
Сложные белки: хромо - и гликопротеины
Классификация хромопротеинов, биологическая роль. Особенности строения гемопротеинов. Ферментные и неферментные гемопротеины. Строение гема гемоглобина. Производные гемоглобина, роль гемоглобина в организме. Классификация гликопротеинов. Особенности строения, распространение, биологическая роль собственно гликопротеинов и протеогликанов, локализация. Классификация гликозаминогликанов. Металлопротеины: классификация. Представители ферментных и неферментных металлопротеинов.
|
|
Ферменты
|
Общие свойства ферментов
Природа химического катализа. Энергия активации. Особенности ферментов как биокатализаторов: высокая эффективность; зависимость от физико-химических условий среды (температура, ионная сила, рН); специфичность действия; зависимость от присутствия ингибиторов и активаторов. Классификация ферментов, их номенклатура и индексация. Строение простых и сложных ферментов. Активный центр, его адсорбционный и каталитический участки. Аллостерический центр, его регуляторные функции. Конформационные перестройки белковой молекулы как общий механизм каталитической функции фермента и его восприимчивости к аллостерическим эффекторам. Значение кофакторов в молекуле фермента. Особенности ферментативного катализа. Механизм действия ферментов. Специфичность действия ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций. Изоферменты. Кофакторы ферментов. Коферментные функции витаминов.
Кинетика ферментативных реакций
Основные этапы и кинетика ферментативного катализа. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации фермента и субстрата, рН, температуры, присутствия активаторов и ингибиторов. Пропорциональность скорости реакции количеству фермента. Активность, единицы ее измерения. Молекулярная активность фермента. Единицы измерения количества фермента в системе СИ. График зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата (кривая насыщения). Уравнение Михаэлиса–Ментен. Главные кинетические константы (максимальная скорость реакции и константа Михаэлиса -Км), их биологический смысл. Км как критерий сродства фермента к данному субстрату. Виды ингибирования ферментативной активности: необратимое (специфическое и неспецифическое) и обратимое (конкурентное и неконкурентное). Примеры использования ингибиторов в качестве лекарственных средств. Виды активации ферментов. Регуляция ферментативной активности. Особенности срочного механизма регуляции - специфический протеолиз профермента, взаимопревращения фосфорилированных и дефосфорилированных форм, восстановление сульфгидрильных групп тиоловых ферментов, освобождение активного фермента из комплекса с ингибитором, аллостерическая регуляция. Медленный механизм регуляции - контроль скорости биосинтеза ферментов и других белков, а также расщепляющих их ферментов – протеиназ. Изменение активности ферментов при заболеваниях. Наследственные энзимопатии. Применение ферментов в диагностике и при лечении заболеваний (заместительная терапия).
|
| Введение в обмен веществ. Биохимия питания |
Водорастворимые витамины
Витамины как незаменимые факторы питания. Классификация. История открытия и изучения. Биологическая роль витаминов. Коферментные функции витаминов, их незаменимость. Особенности строения и участие в обмене веществ водорастворимых витаминов. Суточная потребность. Пищевые источники. Алиментарные и вторичные гипо- и авитаминозы. Гипервитаминозы.
Жирорастворимые витамины
Жирорастворимые витамины. Пищевые источники. Суточная потребность. Витаминзависимые и витаминрезистентные состояния. Метаболизм витамина Д в организме. Биохимическая характеристика патогенеза рахита. Биохимическая характеристика гипервитаминозов А и Д.
|
|
Энергетический обмен. Митохондриальная цепь переноса элктронов. Общий путь катаболизма.
|
Окислительно-восстановительные ферменты
Способы окисления субстратов. Группы окислительно-восстановительных ферментов. Пути использования кислорода. Особенности строения и функционирования пиридинзависимых и флавиновых дегидрогеназ, цитохромов. Токсичность кислорода. Механизмы защиты. Микросомальное окисление.
Биологическое окисление. Энергетический обмен
Биологическое окисление как совокупность окислительно-восстановительных процессов. Этапы катаболизма белков, жиров и углеводов. Строение АТФ, способы синтеза АТФ в организме (субстратное и окислительное фосфорилирование). Классификация и особенности строения окислительно-восстановительных ферментов. Митохондриальное окисление (дыхательная цепь) – основной способ утилизации кислорода в организме. Компоненты дыхательной цепи. Никотинамидные и флавиновые дегидрогеназы как начальные звенья полного и укороченного вариантов дыхательной цепи. Источники ФАДН2 и НАДН.. Дыхательная цепь как система транспорта электронов от окисляемого субстрата на кислород с образованием молекулы воды. Сопряжение освобождения энергии в дыхательной цепи с использованием ее для биосинтеза АТФ. Механизм окислительного фосфорилирования. Коэффициент Р/О как показатель эффективности этого сопряжения. Пути использования энергии АТФ: процессы биосинтеза; активный транспорт через мембраны; мышечная работа. Дыхательный контроль; роль митохондриальных фосфат-транслоказ и адениннуклеотид-транслоказ. Хемиосмотическая теория сопряжения. Разобщение окисления и фосфорилирования. Разобщающие агенты. Гипертиреоз (базедова болезнь): биохимические основы ведущих симптомов. Терморегуляторная роль тканевого дыхания у детей раннего возраста. Энергетическая эффективность полной и укороченной дыхательной цепи.
Связь между цепью переноса электронов и протонов дыхательной цепи и общим путем катаболизма. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) как общий этап катаболизма ацетильных фрагментов, образуемых при распаде углеводов, липидов и аминокислот. Последовательность реакций ЦТК. Энергетический итог цикла. Челночные механизмы переноса водорода от НАДН из цитоплазмы в митохондрии: глицерофосфатная и малат-аспартатная системы.
Микросомальное окисление. Включение кислорода в молекулу окисляемого вещества. Механизмы оксигеназного окисления. Монооксигеназы (гидроксилазы) и диоксигеназы; их важнейшие субстраты. Гидроксилирование пролина и лизина в предшественниках коллагена и эластина; роль витамина С. Роль высокоспецифичных монооксигеназ в биогенезе стероидных гормонов. Микросомальная система окисления ксенобиотиков. Активные формы кислорода. Источники их образования и роль в метаболических процессах. «Дыхательный взрыв» в макрофагах и нейтрофилах; вклад образуемых активных форм кислорода в механизмы антибактериальной защиты; значение миелопероксидазы. Роль перекисного окисления липидов в норме и патологии. Краткая характеристика ферментативных (каталаза, пероксидазы, супероксиддисмутаза) и неферментных звеньев антиоксидантной защиты. Особенности развития системы АОЗ в детском возрасте
|
|
Обмен и функции углеводов.
|
Углеводы: классификация, биологическое значение. Ведущая роль в качестве источника энергии. Переваривание углеводов. Судьба моносахаридов после их всасывания в кишечнике. Печень и мышцы как места депонирования углеводов. Концентрация глюкозы в крови здорового человека в различные возрастные периоды. Главные пути метаболизма глюкозы: биосинтез гликогена, аэробный и анаэробный пути окисления глюкозы. Гексозомонофосфатный путь (пентозофосфатный путь) окисления глюкозы. Гексокиназа как ключевой фермент, лимитирующий совокупную скорость всех путей метаболизма глюкозы; аллостерическое торможение избытком продукта. Глюкокиназа как фермент, обеспечивающий резервную мощность захвата глюкозы печенью. Необратимость гексокиназной реакции и обходной обратный путь.
Синтез и распад гликогена. Гликогенсинтаза как пункт вторичного контроля на пути биосинтеза гликогена; механизмы её аллостерической регуляции. Аллостерические свойства гликогенфосфорилазы. Последовательность реакций гликолиза до молочной кислоты. Необратимые реакции гликолиза, аллостерические эффекторы ключевых ферментов. Реакции субстратного фосфорилирования в анаэробных условиях. Суммарное уравнение и энергетический выход процессов гликолиза и гликогенолиза. Биологическое значение гликолиза. Пути использования лактата. Глюконеогенез - синтез глюкозы из неуглеводных продуктов, продуктов обмена аминокислот и липидов. Обходные пути для необратимых реакций гликолиза. Ключевые ферменты глюконеогенеза. Итоговое уравнение и энергетический баланс биосинтеза глюкозы (гликогена) из пирувата. Цикл Кори. Особенности глюконеогенеза и его значение в метаболизме плода.
Катаболизм глюкозы
Пути аэробного окисления глюкозы. Гексозодифосфатный путь как доминирующий вариант окисления глюкозы. Особенности окисления глюкозы в анаэробных и аэробных условиях. Этапы окисления глюкозы до СО2 и воды в аэробных условиях. Последовательность реакций гликолиза до ПВК, его итоговое уравнение и энергетический баланс в аэробных условиях. Окислительное декарбоксилирование ПВК до ацетил-КоА, последовательность реакций.
Окисление ацетил-КоА в ЦТК, связь с дыхательной цепью. Итоговое уравнение аэробного окисления глюкозы, баланс энергии.
Гексозомонофрсфатный путь метаболизма глюкозы (ГМФ-путь, пентозофосфатный путь, прямое окисление), его локализация в клетке. Последовательность реакций окислительного этапа ГМФ-пути, его лимитирующие и регуляторные звенья; роль в качестве источника восстановленной формы НАДФН. Общая схема второго этапа ГМФ-пути; его обратимость, роль в обеспечении равновесия между процессами образования и утилизации различных моносахаридов, пункты сопряжения разных путей метаболизма. Доля ГМФ-пути в суммарной утилизации глюкозы клетками разного типа; механизмы его автономной саморегуляции. Функциональная роль ГМФ-пути в клетках жировой ткани, печени, коры надпочечников и половых желез, в эритроцитах. Особенности пентозофосфатного пути окисления глюкозы у детей раннего возраста как этапа аэробного окисления глюкозы.
Регуляция углеводного обмена.
Показатели концентрации глюкозы крови в различные возрастные периоды. Причины гипер- и гипогликемии. Гормональная регуляция метаболизма углеводов. Инсулин и контринсулярные гормоны (строение, особенности синтеза, механизм действия, участие в обмене веществ). Нарушения инсулиновой регуляции: гиперинсулинизм; недостаточность инсулина (сахарный диабет). Биохимические механизмы основных симптомов диабета. Почечный порог для глюкозы; формы глюкозурий. Биохимические методы диагностики сахарного диабета и оценки эффективности лечения. Проведение теста толерантности глюкозы (формы сахарных кривых). Гормоны, повышающие концентрацию глюкозы в крови: прямого действия (адреналин, глюкагон, глюкокортикостероиды) на метаболизм углеводов и гормоны опосредованного действия (тироксин, ТТГ, АКТГ, гормон роста). Молекулярные механизмы. Наследственные нарушения углеводного обмена: галактоземия, неперносимость фруктозы и дисахаридов, гликогенозы, агликогенозы, сахарный диабет.
| |
