Текущие и рубежные вопросы

«Химические основы биологических процессов» *Часть II. ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЗИМОЛОГИЯТекущие и рубежные вопросы.ТЕМА 11. Роль водородных связей в стабилизации структуры белка. Примеры. Величинысвободных энергий.2. Какие химические составляющие ферментов участвуют в формировании гидрофобныхвзаимодействий? Экспериментальное определение величины гидрофобности.3. Какие потенциальные участники электростатических взаимодействий имеются вбелках? Исходя из закона Кулона рассмотрите влияние свойств среды наэффективность электростатических взаимодействий в белках.4.

Какие аминокислотные остатки чаще находятся на поверхности молекул белков(ферментов), а какие внутри белковой глобулы и почему?5. Схематически изобразите кривую титрования аспарагиновой/глутаминовой кислоты.Оцените значения рК ионогенных групп.6. Схематически изобразите кривую титрования лизина/аргинина. Оцените значения рКионогенных групп.7.

Схематически изобразите кривую титрования гистидина. Оцените значения рКионогенных групп.8. Что такое изоэлектрическая точка белка и чем она определяется.9. Если изоэлектрическая точка белка меньше 7, что это означает и как будет заряженамолекула такого белка при рН ниже 7, рН = 7 и при рН выше 7.10. В чем состоят основные трудности при выделении биополимеров? Какие методыможно использовать?11.

На чем основано разделение белков фракционированием в присутствии разныхконцентраций солей. От каких примесей этот метод позволяет избавиться в первуюочередь?12. Какую информацию о белке можно получить из данных электрофореза? В чем отличиеот метода изоэлектрофокусировки?13. В чем принципиальное различие и сходство методов очистки белков с помощью гельфильтрации и электрофореза?14. По какому параметру разделяются белки в процессе гель-фильтрации? Ответ поясните.15. В чем особенности ионообменной хроматографии белков? Принципы разделения.Примеры.16. Основные методы определения чистоты препаратов белков.17. Смесь глицина, валина, аспарагиновой кислоты, аргинина и треонина разделялиметодом электрофореза при рН 6.0.каково состояние ионизации данных аминокислот?-какие соединения двигались к аноду?-какие соединения двигались к катоду?-какие соединения оставались на старте?18.

При каком значении рН будет достигнуто наиболее эффективное разделение методомэлектрофореза следующих белковых смесей:-сывороточный альбумин (рI =4.9) и гемоглобин (рI =6.8)- миоглобин (рI =7.0) и химотрипсиноген (рI =9.5)- яичный овальбумин (рI =4.6) и уреаза (рI =5.0)?19. Что такое ферменты? Из чего их выделяют?20. Для каких целей можно использовать химическую модификацию ферментов? Примерымодификации ферментов по различным группам.21. Примеры химической модификации ферментов по карбоксильной и по аминогруппам.

В чем отличие метода химической модификации от посттрансляционноймодификации?22. Перечислите основные типы посттрансляционной модификации белков. Приведитепримеры.23. Что кроме белковой части может входить в состав фермента? Какова хим. роль такихсоединений? Приведите примеры.24. Принципы, лежащие в основе классификации ферментов. Номер фермента.

Примерыреакций, катализируемых ферментами класса гидролаз/оксидоредуктаз.ТЕМА 21. Схема Михаэлиса-Ментен, вывод уравнения, физический смысл параметров1. Экспериментальное определение кинетических параметров Km и Vm. В каких единицахизмеряются эти параметры?2. Чему соответствует концентрация субстрата, при которой скорость ферментативнойреакции равна половине максимальной?3. При какой концентрации субстрата скорость ферментативной реакции будет составлять25% от максимальной, если константа Михаэлиса этой реакции равна 150 мкМ?4. Известно, что ферментативная реакция подчиняется уравнению Михаэлиса-Ментен.Каков порядок реакции при а) [S] ≈ K , б) [S]<<K ? в) [S]>>K ? Ответ пояснитеMMMформулами и графиками.5.

Почему невозможно дискриминировать схемы Анри и Михаэлиса в стационарномрежиме? Ответ поясните графиками и формулами.6. Трехстадийная схема ферментативной реакции с образованием ацилфермента, понятие олимитирующей стадии.7. Физико-химические параметры, которыми можно охарактеризовать действиеобратимого ингибитора.

Определение типа и константы обратимого ингибирования изданных по зависимости скорости реакции от концентрации субстрата и ингибитора:конкурентный/неконкурентный/бесконкурентный тип.8. При каком типе ингибирования действие обратимого ингибитора может быть ослабленоили устранено путем увеличения концентрации субстрата? Ответ проиллюстрируйтеформулами и графиками.9. При каком типе ингибирования действие обратимого ингибитора НЕ может бытьослаблено или устранено путем увеличения концентрации субстрата? Ответпроиллюстрируйте формулами и графиками.10. Как и почему можно изменить (уменьшить) эффективность действия ингибитора вреакционной системе без использования дополнительных реагентов, если ингибитор бесконкурентный? Ответ поясните формулами и графиками.11.

Задачи в энзимологии, которые можно решить с помощью применения ингибиторов12. рН-зависимости ферментативных реакций. Определение рК функциональных группфермента и фермент-субстратного комплекса.13. Особенности температурных зависимостей ферментативных реакций по сравнению снеферментативными.14. Каким образом экспериментально можно определить энергию активацииферментативной реакции?15. На что может указывать излом в зависимости скорости ферментативной реакции оттемпературы в полулогарифмических координатах (lg k от 1/T)?16.

Особенности ферментативного катализа. Концепция Фишера "ключ-замок". Механизм"напряжения".17. В чем состоит принцип индуцированного соответствия фермента субстрату вферментативном катализе?18. На примере химотрипсина рассмотрите каталитические и сорбционные подцентрыферментов.19. Изобразите схему «эстафетной передачи протона» для стадий ацилирования идеацилирования в катализе сериновыми протеазами.20. В чем сходство и в чем различие строения активных центров и механизмов действиятрипсина, химотрипсина и эластазы?21. Каковы общие черты и различия в катализе химотрипсином и папаином?22.

Какую реакцию катализирует лизоцим? Каков механизм действия этого фермента?23. Какую функцию выполняет аспарагиновая кислота в катализе пепсином?24. Какую функцию выполняет гистидин в катализе рибонуклеазой?25. Карбоксипептидаза как пример металлзависимых протеаз: поясните роль металла вмеханизме катализа.ТЕМА 31. Основные направления инженерной энзимологии. Примеры.2. Физическая (нековалентная) иммобилизация ферментов.3. Назовите способы получения водорастворимых стабилизированных препаратовферментов.4.

Методы ковалентной иммобилизации. Какие химические группы молекул ферментоввовлекают в реакции (дать примеры используемых реакций)5. Как изменится рН-зависимость активности фермента иммобилизованного наполианионном/поликатионном носителе? Почему?6. На что указывает отсутствие зависимости или слабая зависимость от температурыскорости реакции, катализируемой иммобилизованным ферментом?7. Ферменты в промышленности.

Синтез антибиотиков как пример промышленногоиспользования ферментов.8. Использование ферментов в бытовых препаратах.9. Типы и средства транспорта в живых системах.10. Лекарственные средства и их основные мишени.11. Нестероидные противовоспалительные средства.12. Противомикробные лекарственные средства.13. В чем заключается антибактериальное действие лизоцима?14. Инсулин и его роль в поддержании уровня глюкозы в организме.15.

Лекарственные препараты – эффекторы (активаторы и ингибиторы) ферментов.16. Какова роль В-лимфоцитов и Т-лимфоцитов в специфическом иммунитете?17. Какова структура иммуноглобулинов и их роль в иммунном ответе?18. Что собой представляет антиген? Какие вещества могут являться антигеном?19. Приведите и поясните схему сэндвич-метода ИФА.20. Биолюминисцентный анализ. Принцип метода. Использование.21. Ферменты как элементы биосенсоров. Принцип действия ферментных электродов.ИТОГОВЫЕ ВОПРОСЫ1. Ферменты как природные катализаторы.

Основные отличия ферментативного катализаот традиционного химического. Ферменты в химии.2. Источники ферментов. Нахождение ферментов в природных объектах,локализация ферментов в клетке.3. Биосинтез ферментов. Посттрансляционная модификация.Сборка ферментов. Кофакторы и простетические группы.4. Методы выделения биополимеров: особенности и трудности. Методыфракционирования белков. Хроматография, электрофорез и изоэлектрическаяфокусировка. Критерии чистоты ферментных препаратов5. Энергия и силы в биосистемах. Взаимодействия в белковой молекуле: ковалентные,водородные связи, гидрофобные и электростатические взаимодействия.6.

Уровни структурной организации белков: первичная, вторичная, третичная ичетвертичная структуры, понятие о сверхвторичных структурах и доменах.7. Стабильность белков (ферментов). Денатурация и инактивация. Принципыстабилизации ферментов8. Химическая модификация белков (ферментов). Виды ферментных препаратов.9. Классификация ферментов.10.Стационарнаякинетикаферментативныхреакций. Методыобработкиэкспериментальных данных.11.

Кинетические схемы Михаэлиса и Анри, их дискриминация.12. Трехстадийная схема ферментативного катализа. Константы скорости в элементарныхстадиях ферментативного катализа. Лимитирующие стадии ферментативных реакций.13. Ингибирование ферментов. Обратимые и необратимые ингибиторы. Основыингибиторного анализа.14. Влияние рН на скорость ферментативной реакции, рН-зависимости кинетическихпараметров.15. Температурные зависимости скоростей ферментативных реакций. Термоинактивацияферментов.16. Активные центры ферментов.

Каталитические и сорбционные подцентры ферментов.Основные структурные элементы. Специфичность и эффективность ферментативногокатализа.17. Физикохимические причины ускорения ферментативных реакций. Эффектысближения и ориентации, усиление реакционной способности в ансамбляхфункциональных групп, эффекты среды. Теории ферментативного катализа.18.