Семинар (2) (Планы семинарских занятий)

Семинар 8.Липиды.Свойства липофильных соединений, методы их очистки и разделения. Липиды, ихклассификация, структура, основные свойства и биологические функции.Неомыляемые липиды. Жирные кислоты: номенклатура, насыщенные и ненасыщенныежирные кислоты (миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая, пальмитоолеиновая,олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая). Структура и изомерия ненасыщенныхжирных кислот. Свойства и биологическая роль жирных кислот. Производные арахидоновойкислоты – эйкозаноиды (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены), их биологическая роль.Производные изопрена: 1) терпены (витамин К1 и К2), каротиноиды (витамин А), токоферол(витамин Е), убихинон.

2) Циклические изопреноиды (стероиды). Стерины: холестерин и егопроизводные - желчные кислоты, витамин D3 и стероидные гормоны (прогестерон, кортизол,альдостерон, тестостерон, эстрадиол, кальцитриол): структура, свойства, биологическая роль.Эфиры холестерина как пример омыляемых стероидов.Омыляемые липиды. Простые липиды: 1) производные глицерина – нейтральные жиры(моно-, ди- и триацилглицериды): свойства и биологическая роль; 2) производные сфингозина церамиды: свойства и биологическая роль; 3) воска: свойства и биологическая роль. Сложныелипиды. Фосфолипиды: структура, физико-химические свойства, полиморфизм в водныхрастворах, биологическая роль.

1) Глицерофосфолипиды (фосфатидная кислота,фосфатидилхолин,фосфатидилэтаноламин,фосфатидилсерин,фосфатидилинозитол,плазмалогены, кардиолипин): структура, свойства, биологическая роль. 2) Сфингофосфолипиды(сфингомиелины): структура, свойства, биологическая роль. 3) Гликосфинголипиды(цереброзиды и ганглиозиды, сульфатиды): структура, свойства, биологическая роль.Биологические мембраны: строение, свойства, функции.

Липосомы как модельбиологических мембран. Протеолипосомы. Липидный состав биологических мембран.Жирнокислотный состав мембранных липидов. Физико-химические свойства двойнойфосфолипидной мембраны (подвижность молекул, проницаемость). Химическая гетерогенностьфосфолипидов мембраны. Специфичность фосфолипидного состава биологических мембран.Роль холестерина в структуре мембраны. Мембранные белки и их биологическая роль:периферические и интегральные, их двумерная диффузия в мембранах.

Асимметриябиологических мембран. Динамическая модель биологических мембран Сингера-Никольсона.Избирательная проницаемость биологических мембран: каналы, поры, переносчики. Формытранспорта веществ через мембрану: унипорт, симпорт и антипорт, пассивный и активныйтранспорт. Транспортные АТРазы (Na+/K+-, Ca2+-, H+/K+-АТРазы).Метаболизм липидов.Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте. Расщепление нейтральных жировв ротовой полости и желудке у взрослых и детей; липазы.

Расщепление нейтральных жиров вдвенадцатиперстной кишке: нейтрализация НСl, эмульгирование жиров. Желчные кислоты(холевая, дезоксихолевая, хенодезоксихолевая), парные желчные кислоты (гликохолевая,таурохолевая) и их соли; роль желчи в переваривании жиров (эмульгирование жиров,образование мицелл, активация панкреатической липазы) и её другие функции. Панкреатическаялипаза: основные свойства и пути активации. Схема расщепления триглицеридов, рольмоноглицеридизомеразы в этом процессе. Схема расщепления фосфолипидов, рольфосфолипазы А2 и лизофосфолипазы в этом процессе, основные свойства ферментов.Расщепление эфиров холестерина с помощью холестеринэстеразы.

Всасывание моноглицеридов,остатков фосфолипидов, жирных кислот, глицерина, холестерина и солей желчных кислот вэпителиальные клетки кишечника (свободное всасывание и всасывание в виде смешанныхмицелл). Ресинтез нейтральных липидов в кишечной стенке и его биологическое значение; βмоноглицеридный путь (в гладком эндоплазматическом ретикул) и α-глицерофосфатный путь (вшероховатом эндоплазматическом ретикулуме). Ресинтез фосфолипидов (как в других тканях,см. ниже) и эфиров холестерина.Образование хиломикронов в эпителиальных клетках кишечника, их строение ивыведение в кровяное русло. Основные белки, входящие в состав хиломикронов, их роль.Транспорт липидов в кровеносной системе. Судьба хиломикронов в кровяном русле и остаткахиломикрона в печени. Липопротеины плазмы крови: липопротеины очень низкой плотности(ЛПОНП), липопротеины промежуточной плотности (ЛППП), липопротеины низкой плотности(ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП) и их роль в переносе триглицеридов,холестерина и его эфиров из печени к другим тканям, и в переносе холестерина изпериферических тканей в печень.

Белки липопротеинов различной плотности.Распад триглицеридов в тканях на жирные кислоты и глицерин. Жировая ткань и еёучастие в обмене липидов. Гидролиз триглицеридов в жировой ткани: триглицеридлипаза и еёгормональная регуляция в адипоцитах (липолитический каскад), ди- и моноглицеридлипазы.Распад фосфолипидов: фосфолипазы А1, А2, С и D; активация фосфолипаз А2 и С в мембране,образование вторичных мессенджеров при расщеплении мембранных фосфолипидов.Семинар 9.(продолжение)Транспорт жирных кислот в крови и в цитоплазме клетки.Окисление жирных кислот. Активация жирных кислот: механизм реакции, ацил-СоАсинтетаза. Транспорт жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии (схема транспорта), ролькарнитинавэтомпроцессе,ацилкарнитин(основныесвойствасоединения);карнитинацилтрансферазы I (регуляция фермента) и II.

Окислительный распад жирных кислот(β-окисление): последовательность реакций и ферменты, их катализирующие (ацил-СоАдегидрогеназа, еноил-СоА-гидротаза, 3-гидроксиацил-дегидрогеназа, тиолаза: основныесвойства ферментов, коферменты). Стехиометрическое уравнение и энергетическаяэффективность β-окисления жирных кислот в сравнении с энергетической эффективностьюгликолиза. Сходство реакций β-окисления жирных кислот и цикла Кребса. Окисление жирныхкислот с нечетным числом атомов углерода: последовательность реакций, ферменты(пропионил-СоА-карбоксилаза, метилмалонил-СоА-эпимераза, метилмалонил-СоА-мутаза:основные свойства ферментов, коферменты). Окисление ненасыщенных жирных кислот с однойи несколькими двойными связями: последовательность реакций и ферменты, ихкатализирующие.

Окисление жирных кислот в пероксисомах. Образование пирувата из малата вадипоцитах: малик-фермент и его кофермент. Судьба ацетил-СоА.Причины образования кетоновых тел (ацетоацетат, β-гидроксибутират и ацетон) в печении биологическое значение этого процесса. Синтез кетоновых тел: последовательность реакций,ферменты, их катализирующие (кетоацил-СоА-тиолаза и деацилаза; гидроксиметил-глутарилСоА-синтаза,гидроксиметил-глутарил-СоА-лиаза,β-гидроксибутират-дегидрогеназа),коферменты.

Утилизация кетоновых тел. Содержание кетоновых тел как физиологическийпоказатель. Регуляция окисления жирных кислот и образования кетоновых тел.Судьба глицерина, образовавшегося при расщеплении липидов; включение глицерина вгликолитические реакции.Семинар 10.(продолжение)Биосинтез жирных кислот (общая схема процесса). Источники ацетил-СоА и NADPH длясинтеза жирных кислот. Челночный механизм переноса ацетильных групп из митохондрий вцитоплазму (цитрат-малат-пируватный челнок). Образование малонил-СоА: ацетил-СоАкарбоксилаза (механизм реакции, кофермент, регуляция активности фермента).

Синтазнаясистемаобразованияжирныхкислот,строениемультиферментногокомплекса.Ацилпереносящиий белок (АПБ): структура, основные свойства. Последовательность реакций:1) присоединение ацетильной группы к остатку цистеина β-кето-АПБ-синтазы (АПБацетилтрансфераза); 2) присоединение малонил-СоА к SH-группе АПБ (АПБмалонилтрансфераза, (малонил-СоА-АПБ-трансацетилаза)); 3) конденсация с образованиемацетоацетильной группы (β-кетоацил-АПБ-синтаза); 4) восстановление ацетоацетил-АПБ (βкетоацил-АПБ-редуктаза); 5) дегидратация β-гидроксиацил-АПБ (β-гидроксиацил-АПБдегидратаза); 6) восстановление двойной связи (еноил-АПБ-редуктаза); 7) перенос ацетильнойгруппынаSH-группуβ-кетоацил-АПБ-синтазы(ацетил-СоА-АПБ-трансацетилаза).Наращивание цепи и завершение цикла.

Стехиометрическое уравнение синтеза жирных кислот.Синтез длинных и ненасыщенных жирных кислот. Регуляция синтеза жирных кислот и ихокисления. Сходства и различия между синтезом и окислением жирных кислот.Синтез нейтральных жиров в организме.Синтез фосфолипидов.Синтез холестерина.Перекисное окисление липидов, витамин Е.Внутриклеточная локализация метаболизма липидов.Общая схема тканевого липидного обмена.Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды.Пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеозиды и нуклеотиды: строение, свойства,роль в метаболизме. Мононуклеотиды: строение и биологическая роль. Физико-химическиесвойства АТР.

Адениловые нуклеотиды АТР, АDР и АМР: их строение, образование,биологическая роль, взаимопревращения (адениловая система). Аденилаткиназная реакция.Нуклеозидмоно- и дифосфаткиназные реакции.Циклические нуклеотиды (сАМР и сGМР): строение, свойства, образование и распад вклетке, биологическая роль.Динуклеотиды: строение и биологическая роль.Нуклеиновые кислоты - РНК и ДНК. Состав нуклеиновых кислот: азотистые основания иих связь в молекулах ДНК и РНК. Комплементарные пары нуклеотидов; правила Чаргаффа. Рольводородных связей в формировании структуры ДНК и РНК.

Сходства и различия ДНК и РНК поструктуре и функциям. В-структура ДНК (двойная спираль Уотсона-Крика). Другиеупорядоченные структуры нуклеиновых кислот. Денатурация и ренатурация ДНК.Суперспирализация ДНК. Гистоны и строение хроматина. Методы установления первичныхпоследовательностей нуклеотидов в нуклеиновых кислотах (секвенирование).РНК и её биологическая роль.Общая схема биосинтеза белка; роль нуклеиновых кислот в этом процессе.Взаимодействие информационной и т-РНК. Активация аминокислот и синтез аминоацил-т-РНК.Схема распада пуринов до мочевой кислоты и/или аммиака.Схема распада пиримидинов.Синтез пуринов из промежуточных продуктов их распада.