Скачать 177.39 Kb.
|
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» УТВЕРЖДАЮ Директор ИФБиБТСапожников В.А./____________/«_____» _____________2008___ г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина ОПД.В1 Ксенобиохимия Укрупненная группа 020000 - Естественные науки Специальность 020208.65 Биохимия Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра физико-химической биологии Красноярск 2008 Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 020000 – естественные науки Специальность 020208.65 Биохимия Программу составил к.б.н., проф. Титова Надежда Митрофановна __________________ Заведующий кафедрой Кратасюк В.А. _________«___»________2007__ г. Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры физико-химической биологии «___» марта _______________2008 ___г. протокол № ______ Заведующий кафедрой Кратасюк В.А. _______________________ Рабочая программа обсуждена на заседании НМСИ _____________ ___________________________________________________________ «______» __________________ 20____ г. протокол № _____________ Председатель НМСИ _________________________________________ (фамилия и. о., подпись) Дополнения и изменения в учебной программе на 20_ __/20___ учебный год. В рабочую программу вносятся следующие изменения: _____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _______ «____» _____________ 20___г. протокол № ________ Заведующий кафедрой _ ________________________________ Внесенные изменения утверждаю: Директор ___________________________________________ института (фамилия, и. о., подпись)
Ксенобиохимия – раздел современной биохимии, в котором изучаются закономерности воздействия чужеродных соединений (ксенобиотиков) на живые организмы Цель дисциплины – знакомство студентов с основными механизмами и последствиями биотрансформации ксенобиотиков энзиматическими системами живых организмов. 1.2 Задачи изучения дисциплины В задачи дисциплины «Ксенобиохимия» входит: • изучение путей поступления ксенобиотиков; • рассмотрение механизмов биотрансформации ксенобиотиков в различных органах и тканях; • рассмотрение способов выведения продуктов метаболизма ксенобиотиков из организма человека и животных; • оценка токсических, мутагенных и канцерогенных эффектов ксенобиотиков и метаболитов их биотрансформации. В результате освоения дисциплины обучающиеся должны знать:
уметь:
владеть навыками: делового общения; работы в команде; работы с компьютером на уровне пользователя, использования информационных технологий для решения фундаментальных и прикладных задач в области профессиональной деятельности. 1.3 Межпредметная связь Для освоения дисциплины необходимо прохождение общебиологических и химических дисциплин: ботаники, зоологии, анатомии, неорганической аналитической, органической, физической и коллоидной химии. Освоение данной программы необходимо для последующего изучения биохимии, энзимологии, физиологии животных и растений, генетики, биотехнологии, молекулярной биологии, экологии, патофизиологии, биохимические механизмы адаптации, общая и частная патология. 2 Объем дисциплины и виды учебной работы
3 Содержание дисциплины 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах
3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса Раздел 1. Ксенобиотики и механизмы их биотрансформации. Тема 1.1. Классификация ксенобиотиков, пути поступления и накопления в органах и тканях (2 часа). Ксенобиотики – чужеродные для живых организмов соединения разнообразной химической природы. Классификация ксенобиотиокв по химическому строению: белки, алкалоиды, гликозиды, хиноны и т.д. Классификация по происхождению: ксенобиотики естественного происхождения и синтетические ксенобиотики. Классификация по способу использования человеком: компоненты химического синтеза и специальных видов производств; пестициды; лекарства и косметика; пищевые добавки; топлива и масла; растворители, красители, клеи; побочные продукты химического синтеза, примеси и отходы. Классификация по условиям воздействия: загрязнители окружающей среды; производственные; бытовые; вредные привычки и пристрастия (табак, алкоголь, наркотические средства и т.д); поражающие факторы при специальных условиях воздействия (аварии, катастрофы, диверсии). Пути поступления ксенобиотиков в организм человека и животных. Распределение ксенобиотиков по органам и тканям. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, цинк, кадмий, золото, цис-платина, барий). Тема 1.2. Биотрансформация ксенобиотиков: фаза I (4 часа). Первая фаза метаболизма ксенобиотиков – модификация (преконъюгация). Два класса ферментов 1-й фазы биотрнасформации – оксидоредуктазы и гибролазы. Окисление ксенобиотиков цитохром Р450 зависимой монооксигеназной системой. Характеристика семейства цитохром Р450 монооксигеназной системы: изоформы, локализация в клетке, механизмы превращения ксенобиотиков при участии цитохрома Р450. Рнеакции, катализируемые цитохромом Р459: эпоксидирование нафталена и афлатоксина В; окислительное деалкилирование; восстановительное дегалогенизирование дихлордифенилтрихлорэтана. Индуцибельность цитохром Р450 зависимой монооксигеназной системы. Принцип действия пероксидаз. Окислительно-восстановительный цикл трансформации ксенобиотиков, сопровождающийся активацией свободноразикальных процессов в клетке. Механизмы антирадикальной защиты. Реакции гидролиза ксенобиотиков. Гидролиз эфиров на примере гидролитической деградации гербицида 2,4-дихлорфенилуксусной кислоты. Цитозольные и микросомальные эпоксигидролазы. Расщепление зарина флюорогидролазой. Тема 1.3. Биотрансформация ксенобиотиков: фаза II (4 часа). Вторая фаза биотрансформации ксенобиотиков – конъюгация. Конъюгация продуктов метаболизма первой фазы биотрансформации с гидрофильными эндогенными веществами – ацетатом, сульфатом, глюкуроновой кислотой, глутатионом, аминокислотами (глицин, таурин, глутамин), катализируемая ферментами класса трансфераз. Конъюгация с глюкуроновой кислотой. Синтез активной формы глюкуроновой кислоты – UDP-глюкуроната. Образование глюкуронидов. Кишечно-печеночная циркуляция ксенобиотиков. Активная форма сульфата – 3-фосфоаденозин-S- фосфосульфат, участие в реакциях сульфатации ксенобиотиков. Конъюгация с глутатионом и цистеином. Семейство глутатион-Sтрансфераз: изоформы, локализация в клетке, механизм катализа, регуляция активности. Метилирование ксенобиотиков, роль S-аденозилметионина. О-, S-, N-метилирование. Факторы, влияющие на метаболизм чужеродных соединений: генетические и физиологические. Раздел 2. Физиолого-биохимические эффекты ксенобиотиков. Тема 2.1. Факторы, определяющие влияние ксенобиотиков на биологические объекты (2 часа). Основные факторы, определяющие экологическую опасность ксенобиотиков: токсичность и способность вещества к биодеградации. Токсичность вещества определяется его размерами и конформацией, физико-химическими свойствами, стабильностью в среде, наличием эпоксигрупп. Способность ксенобиотиков к биодеградации: биодеградируемые, относительно легкоразрушающиеся в окружающей среде под влиянием как абиотических, так и биотических факторов; персистентные ксенобиотики – очень устойчивые соединения, разлагающиеся крайне медленно (хлорорганические пестициды); рекальцитранные ксенобиотики – соединения, которые практически не разлагаются (тяжелые металлы и радионуклиды с большим периодом полураспада). Последствия биотрансформации молекулы ксенобиотика: ослабление токсичности, усиление токсичности, изменение характера токсического действия, инициация токсического процесса. Выведение ксенобиотиков из организма. Р-гликопротеин. Тема 2.2. Современные представления о химическом канцерогенезе (3 часа). Два класса химических канцерогенов: не подвергающиеся дальнейшей активации ферментными системами; требующие метаболической активации ферментами I и II фазы биотрансформации ксенобиотиков. Этапы химического канцерогенеза. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – бензпирен, образование ДНК-реактивных метаболитов в процессе биотрансформации. Взаимодействие бензпирена с цитозольным рецептором (белок Аh), транслокация в ядро, активация транскрипции генов (CYP1A, CYP1B, UDP-GT, GST и др.). Цитохром CYP11А1 – ключевой фермент биотрансформации ПАУ. Гетероциклические амины, образование аддуктов с ДНК, биотрансформация CYP1A2.Молекулярные мишени для канцерогенов – белки, липиды, нуклеиновые кислоты. Активация протоонкогенов, инактивация раковых супрессорных генов. Репарация ДНК. 3.3 Практические занятия Тематический план занятий
3.4 Лабораторные занятия Учебным планом не предусмотрены 3.5 Самостоятельная работа Самостоятельная работа по курсу «Ксенобиохимия» включает изучение теоретического материала и написание реферата, трудоемкость – 20 часов. Самостоятельное изучение теоретического материала планируется по каждому разделу дисциплины.
Написание и защита реферата. При изучении курса «Интеграция клеточного обмена» студент должен подготовить реферат по одной из предложенных преподавателем тем или предложить свою тему. Темы рефератов и задания по их написанию выдаются лектором на первой лекции вместе со списком учебной литературы. Примерные темы рефератов: 1. Система цитохрома Р450. 2. UDP-глюкуронилтрансферазы – структура, механизм действия, биологическая роль. 3. Активный сульфат – биосинтез, роль в процессах конъюгации ксенобиотиков. 4. S-аденозилметионин – биосинтез, роль в процессах конъюгации ксенобиотиков. 5. Металлотионеины. 6. Печень – орган, играющий основную роль в детоксикации ксенобиотиков. 7. Индукция и ингибирование метаболизма лекарств. 8. Альдегиддегидрогеназы – структура, изоформы, механизм действия, биологическая роль. 9. Алкогольдегидрогеназа – структура, механизм действия, биологическая роль. 10. Диоксины. Структура, физиолого-биохимические эффекты, биотрансформация. 11. Бензпирен. Структура, биотрансформация, токсические эффекты. 12. Выведение ксенобиотиков из организма. Строение и функционирование Р-гликопротеина. 13. Микромомальные электронтрнаспортные цепи. 14. Активные формы кислорода – пути образование, характеристика. 15. Перекисное окисление липидов. 16. Ферментативная антиоксидантная система. 17. Неферментативная антиоксидантная система. 18. Механизмы репарации ДНК, поврежденной ксенобиотиками. 4 Учебно-методические материалы по дисциплине 4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы Основная литература
Дополнительная литература
4.2 Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения Новые образовательные технологии позволяют улучшить восприятие и усвоение информации в процессе теоретического обучения. Аудитории для чтения лекций снабжены интерактивными досками, мультимедийными проекторами. Лекции сопровождаются наглядными презентациями. Для самостоятельной работы студенты используют электронные ресурсы читальных залов библиотеки СФУ. В ходе обучения предусмотрено активное использование интерактивных форм ведения занятий: активный диалог с преподавателем, обсуждение в группах. На лабораторных занятиях студенты выполняют работы по определенным разделам курса, решают задачи, обсуждают ключевые и трудно усваиваемые моменты теоретического материала, также проводится устный опрос студентов. 4.3 Контрольно-измерительные материалы При оценке успеваемости студентов по дисциплине «Биоорганическая химия» значительное внимание уделяется текущему контролю успеваемости и итоговой аттестации. Текущая аттестация – аттестация во время семестра, включает аттестацию на практических и семинарских занятиях. Текущий контроль осуществляется путем устного опроса, в ходе решения задач или обсуждения сложных для понимания вопросов. Для промежуточного контроля проводится письменная контрольная работа (приложение). Контрольно-измерительные материалы состоят из тестовых вопросов и схем биотрансформации ксенобиотиков. После проведения промежуточного контроля на ближайшем занятии подробно разбираются вопросы, вызвавшие наибольшие затруднения. Итоговая аттестация – зачет. Примерные вопросы к зачету 1. Классификация ксенобиотиков. 2. Пути поступления ксенобиотиков в организм. 3. Тканеспецифическое распределение ксенобиотиков. 4. Цитохром Р450 монооксигеназная система. 5.Реакции окисления ксенобиотиков, катализируемые Р450 монооксигеназной системой. 6. NADH-цитохром b5- редуктаза, строение, локализация, роль в биотрансформации ксенобиотиков. 7. Гидролазы, участвующие в биотрансформации ксенобиотиков. 8. Флавиновые монооксигеназы. 9. Фаза I биотрансформации ксенобиотиков. 10. Фаза II биотрансформации ксенобиотиков. 11. Фаза III биотрансформации ксенобиотиков. 12. Характеристика и механизм действия UDP-глюкуронилтрансфераз. 13. Характеристика и механизм действия глутатион-S-трансфераз. 14. Характеристика и механизм действия сульфотрансфераз. 15. Характеристика и механизм действия ацетил и метилтрансфераз. 16. Факторы, влияющие на активность ферментов биотрансформации ксенобиотиков. 17. Метаболизм этанола в печени. 18. Реакции восстановления ксенобиотиков и ферменты, их катализирующие. 19. Тяжелые металлы. Токсические эффекты. Роль металлотионеинов в детоксикации тяжелых металлов. 20. Активные формы кислорода и их негативные эффекты. 21. Роль антиоксидантной системы в защите организма от токсического действия ксенобиотиков. 21. Мембранотропные эффекты ксенобиотиокв. 23. Химический канцерогенез. Приложение 1 ГРАФИК учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине Ксенобиохимия специальности __Биохимия_, __ИФБиБТ , __2__ курса на ___6__семестр
Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РФ – реферат; ВРФ – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата; ПК – промежуточный контроль (тестирование). Заведующий кафедрой: Кратасюк В.А. «_______» _______________________ 2008 г. |
Методические рекомендации по изучению дисциплины опд. В 1, опд. В... Дисциплина «Психология конфликта» относится к вариативной части цикла гуманитарных, социальных и экономических дисциплин | Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 22 Опд. Ф. 21 Опд.... ... | ||
Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. Ф. 5 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. В. 1 «Токсикология» Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. Ф. 13 «Вирусология» Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. В2 «Избранные главы физиологии» Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины опд. В 3 введение в бизнес ... | Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 10, Опд. Ф. 12, Опд.... А. В. Прялухина, кандидат психологических наук, доцент, зав кафедрой психологии Российского государственного социального университета... | ||
Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. Р. 1 Интеграция клеточного обмена Целью изучения дисциплины является формирование у студентов представлений об основных механизмах, управляющих и интегрирующих метаболизм... | Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. В1 «Экологическая эпидемиология» «Напра-во!, нале-во!, кру-гом!»,«налево в обход по залу шагом марш!» Игра на внимание «Класс смирно!» | ||
Рабочая программа дисциплины дисциплина опд. Ф. 9 Физиология высшей нервной Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 020000 – Естественные науки... | Рабочая программа дисциплины 050400 опд. Р. 05 Актуальные проблемы... Дисциплина «Актуальные проблемы социальной истории России» включена в структуру цикла общекультурного блока базового высшего образования... | ||
Программа дисциплины дисциплина опд. В4 Правовое регулирование профилактики... Дисциплина опд. В4 Правовое регулирование профилактики безнадзорности и правонарушений несовершеннолетних | Программа дисциплины дисциплина опд. В2 Правовое регулирование профилактики... Дисциплина опд. В2 Правовое регулирование профилактики безнадзорности и правонарушений несовершеннолетних | ||
Пояснительная записка Клиническая фармакология является дисциплиной... Опд. В. 02. Эта дисциплина содержательно дополняет дисциплину специального уровня обучения «Ветеринарная и клиническая фармакология.... | Рабочая программа дисциплины судебная психиатрия цикл «опд»; раздел «В. 31» «опд»; раздел «В. 31»; основная образовательная программа специальности 030501. 65 Юриспруденция |