Механизмы регуляции активности ферментов: частичный протеолиз; фосфорилирование и дефосфорилирование, аллостерическая.

1. Дайте определение понятия « Ферментативные эффекторы». Виды эффекторов.

2. Проверьте свои знания: Перепишите фразу, убрав лишнее: «обратимые ингибиторы – это соединения, которые ковалентно нековалентно связываются с субстратом ферментом и не могут могут диссоциировать от фермента субстрата.

3. В чем состоит основная особенность конкурентных ингибиторов?

4. Какие ингибиторы называют антиметаболитами?

5. Покажите с помощью символов ( Е-фермент, S – субстрат, I-ингибитор) как протекает реакция Е+ S в присутствии конкурентного ингибитора.

6. Изобразите графически зависимость скорости реакции от концентрации субстрата без ингибитора и в присутствии конкурентного ингибитора в концентрациях 1 и 2 мМоль/л. Укажите на графике значение Км. Дайте биологическую интерпретацию значению Км.

7. Проверьте свои знания: Конкурентные ингибиторы ферментов изменяют:

А. Vмах; Б. Км ; В. Vмах и Км; Г. Специфичность к субстрату

8.  В чем состоит основная особенность неконкурентных ингибиторов?

Покажите с помощью символов ( Е-фермент, S – субстрат, I-ингибитор) как протекает реакция Е+ S в присутствии неконкурентного ингибитора

9. Изобразите графически зависимость скорости реакции от концентрации субстрата без ингибитора и в присутствии неконкурентного ингибитора в концентрациях 1 и 2 мМоль/л. Укажите на графике значение Км. Дайте биологическую интерпретацию значению Км.

10. Проверьте свои знания: Неконкурентные ингибиторы ферментов изменяют:

А. Vмах; Б. Км ; В. Vмах и Км; Г. Специфичность к субстрату

11. Укажите локализацию регуляторного (ключевого) фермента в метаболическом пути. Роль регуляторных ферментов в метаболизме клетки.

12.  Назовите способы регуляции активности ферментов в клетке. Охарактеризуйте их принципы.

13. Особенности строения и функционирования аллостерических ферментов.

14. Проверьте свои знания: Регулировать активность ферментов можно (выберите один наиболее полный ответ):

а. с помощью аллостерического эффектора; 

б. путем фосфорилирования и дефосфорилирования;

в. ограниченным протеолизом;

г. изменив конформацию активного центра

15.Изобразите графически зависимость скорости реакции, катализируемой аллостерическим ферментом, от концентрации субстрата без ингибитора и в присутствии ингибитора в концентрациях 1 и 2 мМоль/л.

Для каких ферментов характерен кооперативный эффект, в чем он состоит?

16. Перечислите соединения, являющиеся активаторами ферментов и покажите механизм их действия.

17. Дайте понятия энзимодиагностика, энзимопатия, энзимодиагностика.

Составьте краткое резюме по теме «Ферменты»

Аудиторная работа

Лабораторная работа:

1. Выявление ускоряющего и замедляющего влияния на ферменты.

Хлорид натрия – активатор амилазы слюны, ингибиторы амилазы – ионы серебра, свинца, соли меди.

Ход работы:В три пробирки внести по 3 мл слюны, разведенной 1:3 водой. В первую пробирку добавить 2 капли 1%-ого раствора хлорида натрия, во вторую – 1 каплю 1%-ого раствора сернокислой меди, в третью – каплю воды (контроль). Затем во все пробирки внести по 5 капель 1%-го раствора крахмала и оставить при 37^о С на 3 мин, после чего внести во все пробирки по одной капле раствора Люголя и сравнить интенсивность появляющегося синего окрашивания, характерного для крахмала. Выявить (по интенсивности окраски), в какой из пробирок произошел наиболее полный распад крахмала. Напомним, что интенсивность окраски пропорциональна концентрации крахмала.

Количественное определение активности амилазы мочи (диастазы).

Нормальная активность диастазы в моче здоровых людей невелика – от 4 до 64 ед. (за единицу принимают то ее кол-во, которое за 30 мин при 38^о С полностью расщепляет 1 мл 0,1%-ного раствора крахмала).

При некротических процессах или воспалительных заболеваниях поджелудочной железы, при воспалении околоушной железы увеличивается активность диастазы в крови, и, как следствие, в моче. Это наблюдение является вспомогательным диагностическим признаком.

Ход работы: В десять пронумерованных пробирок внести по 1 мл 0,14 н раствора хлорида натрия. В первую пробирку внести 1 мл исследуемой мочи, смешать и затем перенести 1 мл смеси во вторую пробирку, смешать, перенести 1 мл в третью и т.д. Из последней (десятой) пробирки 1 мл смеси вылить. Во все пробирки внести по 2 мл 0,1 %-ого раствора крахмала и по 1 мл 0,14 н раствора хлорида натрия, смешать, поместить в термостат (45^о) на 15 мин.

Одновременно и быстро охладить все пробирки, поместив их в холодную воду и добавить в каждую по одной капле раствора Люголя. Жидкость окрашивается в желтоватый цвет йодом, в различные оттенки розового (декстрины) и фиолетового (декстрины с большим размером молекул), а также в синий цвет (крахмал).

Учет результата: Рассчитать количество мочи в последней (слева направо) пробирке, сохранившей желтую окраску ( полное расщепление крахмала).

Допустим, это пробирка №4, моча в которой разведена в 16 раз по сравнению с пробиркой 1, где было 0,5 мл мочи. Следовательно, в пробирке 4-й мочи содержится 0,03125 мл (0,5/16). Это количество мочи вызвало расщепление 2 мл 0,1%-ого раствора крахмала, а 1 мл мочи способен расщепить Х мл.

Составляем уравнение и рассчитываем значение величины Х:

  2 х 1

Х=------------- = 64 мл 0,1% -ого раствора крахмала

0,03125

Следовательно, активность амилазы мочи равна 64 ед. на 1 мл мочи

Задание: определить активность диастазы в предложенной пробе мочи и сопоставить с нормальными значениями.

Выполнить следующее:

1. Предположите, какие из ферментов на схеме образования вещества Р из вещества А может быть регуляторным?

                  фермент1                   фермент.2                               фермент.3

       А    ®    В  «          С    «    Р

2. Препарат аллопуринол, используемый при лечении падагры, является структурным аналогом гипоксантина – субстрата фермента ксантиноксидазы. Назовите механизм действия аллопуринола в реакции образования мочевой кислоты.

3. Наследственные энзимопатии связаны с такими изменениями первичной структуры ферментов, при которых может произойти:

А. Нарушение комплементарности активного центра к субстрату.

Б. Изменение структуры аллостерического центра.

В. Изменгение ферментативной активности.

Г. Изменению концентрации веществ в клетке.

Д. Образование токсичных веществ.

4. Представьте на обсуждение резюме по теме «Ферменты», с соответствующей иллюстрацией.