МОДУЛЬ 2 ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ МЕТАБОЛІЗМУ. МЕТАБОЛІЗМ

ВУГЛЕВОДІВ, ЛІПІДІВ, АМІНОКИСЛОТ ТА ЙОГО РЕГУЛЯЦІЯ.

ТЕМА 1. ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ БІОХІМІЇ. МЕТА І МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ БІОХІМІЧНИХ ДОСЛДІЖЕНЬ, ЇХ КЛІНІКО-ДІАГНОСТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ.

ДОСЛІДЖЕННЯ БУДОВИ І ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БІЛКІВ-ФЕРМЕНТІВ

Актуальність теми.

Біохімія – фундаментальна наука та навчальна дисципліна, що вивчає хімічний склад живих організмів та хімічні перетворення біомолекул. Тільки знання молекулярних механізмів функціонування організму забезпечує глибоке розуміння механізмів патогенезу, біохімічної діагностики, профілактики та лікування найважливіших хвороб людства. Знання біохімії необхідні для вивчення фізіології, мікробіології, фармакології, загальної патології та клінічних дисциплін. Без міцного фундаменту теоретичних дисциплін неможливе формування висококваліфікованого лікаря.

Ферменти - це біологічні каталізатори реакцій обміну речовин. Білкова природа ферментів обумовлює їх високу лабільність в залежності від багатьох факторів, зокрема, від температури тіла, від рН внутрішнього середовища організму.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вивчення хімічного складу живих організмів і хімічних реакцій біомолекул, що входять до складу цих організмів. Вивчити фізико-хімічні властивості білківферментів.

Конкретні цілі:

1.Аналізувати етапи та закономірності становлення біохімії як медикобіологічної науки та навчальної дисципліни.

2.Пояснювати принципи та основи методів біохімічних досліджень функціонального стану організму людини в нормі та при патології.

3.Аналізувати механізми регуляції основних метаболічних процесів;

4.Трактувати біохімічні закономірності будови та функціонування різних класів ферментів;

5.Аналізувати фізико-хімічні властивості білків-ферментів.

Вихідний рівень знань-вмінь. Знати будову білків, класифікацію та структуру протеїногенних амінокислот.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

7

Індивідуальна самостійна робота студентів. Підготувати реферат з історії розвитку біохімії: а) напрями розвитку біохімії;

б) основоположні відкриття в галузі структури та функціональної ролі білків. Правила роботи в біохімічній лабораторії.

1.Лабораторні дослідження розпочинати після інструктажу викладача, суворо дотримуючись методики (алгоритму) досліджень.

2.При проведенні лабораторних досліджень бути уважним, акуратним і точним.

3.Роботу з небезпечними реактивами проводити під витяжною шафою.

4.Дотримуватися інструкцій до роботи на приладах і обладнанні.

Порядок роботи на ФЕК:

Колориметр ввімкнути в мережу за 15 хв. до початку вимірювань. Під час прогрівання кюветне відділення повинне бути відкрите.

Ввести необхідній для вимірювання кольоровий світофільтр. Встановити мінімальну чутливість колориметра.

Перед вимірюванням перевірити установку стрілки колориметра на “0” при відкритому кюветному відділенні.

В світловій промінь помістити кювету з розчином. Закрити кришку кюветного відділення.

Зняти показники за шкалою колориметра. Вимкнути прилад з мережі.

Порядок роботи з використанням водяної бані:

1.Встановити баню на підставку чи стіл.

2.Рівень води у бані повинен бути не більше 2/3 об’єму посуду.

3.Занурити в баню штатив для пробірок.

4.На складній вилці бані встановити перемикання потужності в положення “700 В.А.”, що відповідає прискореному нагріванню. Вилку вставити в електричну мережу.

5.Після закипання води перемикач перевести в положення “350 В.А.”, що відповідає робочому режиму.

6.Під час роботи бані підтримувати потрібний рівень води в бачку.

8

Алгоритм лабораторної роботи.

1. Вивчення термолабільності ферментів.

Слину розвести у 5 разів (1 мл слини + 4 мл води). 2 мл розведеної слини кип’ятити 5 хвилин. У 3 пробірки налити по 10 крап. 1% розчину крохмалю. У першу пробірку додати 10 крап. води (контроль), у другу – 10 крап. охолодженої прокип’яченої слини, у третю – 10 крап. розведеної слини.

Усі пробірки помістити у водяну баню або термостат при температурі 38 0С на 10 хвилин. Після цього виконати якісні реакції на крохмаль і продукти його гідролізу (глюкозу та мальтозу).

Реакція на крохмаль: до 5 крап. досліджуваного розчину додати 1 крап. розчину Люголю (КІ3). В присутності крохмалю з’являється синє забарвлення.

Реакція Фелінга: до 5 крап. досліджуваного розчину додати 3 крап. розчину Фелінга (CuSO4 + NaOH), підігріти. В присутності глюкози чи мальтози випадає жовтий осад гідрату закису міді або червоний осад закису міді.

2. Вивчення залежності активності ферментів від рН середовища.

Слину розвести у 10 разів (1 мл слини + 9 мл води). В 3 пробірки налити по 1 мл буферних розчинів з рН 3; 7,4; 14. В кожну пробірку відміряти по 1 мл розведеної слини, по 1 мл 1% розчину крохмалю, перемішати та інкубувати 10 хв. при температурі 38 0 С. Після цього під контролем індикаторного паперу нейтралізувати вміст пробірки з рН 3 - розчином лугу, а вміст пробірки з рН 14 – розчином 0,1н HCl.

Результат досліду виявити за допомогою розчину Люголя, додаючи його по 1-2 крап. в кожну пробірку, розмішати, відмітити забарвлення і зробити висновки.

ТЕМА 2. ВИЗНАЧЕННЯ АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТІВ. ДОСЛІДЖЕННЯ ФЕРМЕНТНИХ ПРОЦЕСІВ ЗА ТИПОМ РЕАКЦІЙ ОСНОВНИХ КЛАСІВ ФЕРМЕНТІВ.

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕХАНІЗМУ ДІЇ ФЕРМЕНТІВ ТА КІНЕТИКИ ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛІЗУ.

Актуальність теми.

Кількісне визначення активності ферментів у біологічному матеріалі використовується для діагностики різних хвороб. Так при гострому панкреатиті підвищується активність амілази в крові та сечі. Складна будова та функціональна організація ферментів частково є ключем до розуміння характерних властивостей ферментів – високої специфічності та швидкості каталізу. Велику роль у розвитку уявлень про механізм дії ферментів відіграли класичні роботи Міхаеліса і Ментен, які розробили положення про фермент-субстратні комплекси.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Аналізувати зміну активності ферменту амілази в біологічних рідинах. Вивчення міжнародної класифікації ферментів за типом реакцій.

Вивчення механізмів дії ферментів та кінетики ферментативного каталізу. Знати методи визначення активності ферментів, а також вміти інтерпретувати ці методи.

Конкретні цілі:

1.Кількісно визначати активність амілази в сечі за Вольгемутом, трактувати отримані результати.

2.Трактувати міжнародну класифікацію та номенклатуру ферментів за типом реакцій.

3.Аналізувати механізми дії ферментів.

4.Пояснити методи визначення активності ферментів

5.Пояснити кінетику ферментативного каталізу.

9

Вихідний рівень знань-вмінь: знати поступовий гідроліз молекули крохмалю до мальтози через стадію декстринів. Знати типи хімічних реакцій. Знати біологічну роль та структуру ферментів, фізико-хімічні властивості білків.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

4.2.Активні центри ферментів. Відмінності

будови активних центрів у простих та складних ферментів.

4.3.Ферментативне перетворення субстратів за каталітичної дії ферменту на прикладі дії хімотрипсину та ацетилхолінестерази. Послідовність етапів каталітичного процесу.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

Зробити реферативні доповіді за темами : ”Роль підшлункової залози в виникненні гіперамілаземії і гіперамілазурії”; “Механізм дії ферментів”

Алгоритм лабораторної роботи. Кількісне визначення активності амілази.

Принцип визначення активності амілази за Вольгемутом:

Метод заснований на здатності амілази розщеплювати (гідролізувати) крохмаль. Знаходять таке розведення слини, яке розщеплює 2 мг крохмалю (в 2 мл 0,1% розчину крохмалю) за 30 хвилин при t=38 0С. Потім розраховують кількість крохмалю, що розщеплюється 1 мл нерозведеної слини.

В нормі активність амілази слини – 160-320 ум.од.

10