Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Тема 1. Строение, свойства и функции белков

1. Для обработки инфицированных корневых каналов используют ватные тампоны, пропитанные формальдегидом. Объясните целесообразность применения формальдегида, если известно, что он проникает в дентинные канальцы корня и взаимодействует с альбумином. Для этого:
а) объясните, что такое денатурация белка, укажите, какие структурные уровни белка изменяются при этом;
б) перечислите типы связей, которые разрушаются при денатурации, приведите примеры аминокислот, образующих такие связи;
в) назовите, какой участок белка отвечает за его функцию, дайте определение;
г) объясните, изменится ли активность альбумина после его взаимодействия с формальдегидом и почему.

2. Большие слюнные железы синтезируют и секретируют в слюнной проток белок муцин. Благодаря наличию в молекуле большого количества олигосахаридных цепей, связанных с ОН-группами серина, муцин имеет высокий отрицательный заряд. Белок удерживает много молекул воды и придает смешанной слюне вязкость. Почему при снижении рН слюны муцин адсорбируется на поверхности эмали? Для ответа на вопрос:
а) укажите, является ли муцин сложным белком и почему;
б) напишите, какие функциональные группы обеспечивают высокий отрицательный заряд молекул муцина;
в) объясните, как изменятся заряд этих групп и растворимость муцина при снижении рН;
г) предположите, будет ли происходить адсорбция муцинов на поверхности эмали в присутствии микроорганизмов ротовой полости, которые могут отщеплять отрицательно заряженные группы олигосахаридов.

3. Фермент алкогольдегидрогеназа расщепляет этанол в печени и построен из 500 аминокислотных остатков. Белок незначительно отличается по структуре у европейцев и жителей Азиатского региона. Замена аминокислоты Глу в положении 487 на Лиз делает фермент неактивным и повышает чувствительность людей к токсическому действию этанола. Объясните причины снижения активности фермента. Для этого:
а) напишите формулу фрагмента полипептидной цепи алкогольдегидрогеназы:
487
-Вал-Глу-Сер-
б) укажите свойства радикалов аминокислот, входящих в состав трипептида, и связи, которые они могут образовать;
в) напишите формулу мутантного фрагмента, содержащего Лиз, и поясните, как изменятся свойства пептида и как это повлияет на пространственную структуру белка, его активность.

4. Содержание БФГ (2,3-бисфосфоглицерата) в крови увеличивается с 4,5 до 7,0мМ/л при пребывании в течение 2 дней на высоте 4,5 км над уровнем моря. При спуске на равнину концентрация БФГ возвращается к исходному уровню Объясните значение подобных изменений. Для этого:
а) объясните механизм функционирования гемоглобина;
б) укажите, как называется центр, к которому присоединяется БФГ, и где он расположен в молекуле гемоглобина;
в)с какой формой гемоглобина будет взаимодействовать БФГ (оксигемоглобин или дезоксигемоглобин) и как изменяется сродство Нb к О2 при его присоединении.

5. Мутация, приводящая к замене аминокислоты Глу на Вал в положении 6 β-цепей гемоглобина вызывает тяжелое наследственное заболевание – серповидноклеточную анемию, делающее невозможными интенсивные физические нагрузки. Эритроциты людей с таким заболеванием имеют форму серпа. Объясните молекулярные механизмы возникновения этого заболевания. Для этого:
а) дайте определение понятию «первичная структура белка»;
б) охарактеризуйте все уровни пространственной организации гемоглобина;
в) напишите формулы аминокислот, находящихся в положении 6 Нb (норма) и HbS (патология) и укажите их свойства;
г) объясните, как повлияет введение Валина свойства и функцию гемоглобина.

6. Кислород необходим клеткам для процессов окисления веществ и получения энергии. Недостаток кислорода, также как и избыток губителен для тканей. Каким образом регулируется количество О2, доставляемого в ткани в точном соответствии с клеточными потребностями? При ответе объясните:
а) механизм функционирования гемоглобина;
б) что такое эффект Бора;
в) как связан этот эффект с метаболической активностью тканей;
г) как изменится количество, поступающего в ткани О2 при алкалозе.

Тема 2. Ферменты

1. Карбоангидраза II повышает скорость образования угольной кислоты в эритроцитах в 1500-2000 раз по сравнению с аналогичной реакцией, протекающей в плазме крови, не содержащей карбоангидразы:
СО2 + Н2О ↔ Н2СО3 ↔ НСО3- + Н+.
Объясните, как ферменты ускоряют реакции и от чего зависит направление данной реакции. Для этого:
а) опишите этапы ферментативного катализа;
б) представьте кривые, объясняющие роль фермента (карбоангидразы II) в этом превращении;
в) укажите направление этой реакции в капиллярах легких и капиллярах тканей.

2. Студент-кружковец получил образцы крови больного для определения активности щелочной и кислой фосфатазы. Для проведения анализа он составил 2 инкубационные смеси, которые включали:
1. субстраты фермента;
2. плазму крови (содержащую ферменты);
3. буфер для поддержания рН плазмы крови (7,36).
По истечении времени инкубации студент сделал соответствующие измерения и рассчитал удельную активность ферментов. Какие результаты мог получить студент? Для ответа:
а) приведите схему реакции, которую катализируют эти ферменты, назовите их класс;
б) напишите формулу для определения удельной активности ферментов;
в) проанализируйте правильность составления инкубационной смеси студентом;
г) укажите, заниженные или завышенные результаты получил студент при расчете удельной активности.

3. Белки пищи перевариваются (гидролизуются) ферментом желудочного сока пепсином. В норме оптимум рН пепсина 1,5-2,0. Почему у больных с гипоацидным гастритом, при котором повышается рН желудочного сока, нарушается переваривание белков в желудке? Для ответа на вопрос:
а) укажите, какие связи расщепляет пепсин в белках пищи, и класс ферментов, к которому он относится;
б) нарисуйте график зависимости активности пепсина от рН, объясните, какие белки будут быстрее перевариваться в желудочно-кишечном тракте денатурированные или нативные.

4. На рисунке представлена схема метаболизма цАМФ:

АТФ → цАМФ → АМФ

Опишите метаболизм цАМФ и его функции в клетках. Для этого:
а) укажите ферменты, катализирующие эти превращения, и их класс;
б) назовите фермент, активность которого регулирует цАМФ;
в) нарисуйте строение этого фермента, опишите его структурно-функциональные особенности;
г) укажите, как изменяются уровни структурной организации фермента при его активации цАМФ;
д) объясните, ингибиторы какого фермента надо использовать, чтобы в клетке , в течение длительного времени, сохранялась повышенная концентрация цАМФ.

5. Отравление инсектицидами, которые являются производными ДФФ (диизопропилфторфосфат), опасно для организма, так как они могут вызвать паралич дыхательных мышц и смерть. В этих случаях в качестве антидота применяют пралидоксим. Это вещество присоединяется к ингибитору (ДФФ), который ковалентно связан в активном центре ацетилхолинэтеразы. Вследствие этого связь между ферментом и соединением ДФФ-антидот ослабевает и затем разрывается. Активный центр ацетилхолинэстеразы освобождается от ингибитора. Почему применение этого антидота (препарата) улучшает состояние больных? Для ответа на вопрос:
а) напишите реакцию, которую катализирует ацетилхолинэстераза и объясните ее роль в проведении нервного импульса;
б) представьте схему реакции ингибирования ацетилхолинэстеразы производными ДФФ, укажите тип ингибирования;
в) объясните последствия, к которым приводит снижение активности ацетилхолинэстеразы и задержка с введением антидота.

6. Студент изучал влияние различных концентраций АТФ и АДФ на скорость реакции, которую катализирует фермент изоцитратдегидрогеназа:

Изоцитрат α-Кетоглутарат

Это самая медленная реакция метаболического пути – цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), имеющего энергетическое значение (синтез АТФ) и протекающего во всех клетках организма. Преподаватель попросил студента объяснить, почему повышение концентрации АТФ снижает скорость данной реакции, а увеличение концентрации АДФ приводит к активации фермента?
Для ответа он предложил студенту:
а) представить схему строения изоцитратдегидрогеназы и описать механизм влияния на активность фермента АТФ и АДФ;
б) указать особенности такого способа регуляции метаболических путей.

Тема 3. Витамины

1. Больная М. обратилась к врачу с жалобами на чувство жжения во рту, слюноотделение, вялость, резкое ухудшение памяти, утомляемость, покраснение кожи рук, лица. Язык ярко-красный, гладкий. Живот вздутый. При расспросе больной выяснилось, что у нее частые нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта (диспепсия). На основе этих данных поставьте диагноз. Для этого:
а) назовите витамин, картина авитаминоза которого наблюдалась у больной;
б) изобразите его химическое строение и назовите коферментные формы этого витамина;
в) опишите его биологическую роль;
г) назовите источники витамина, суточную потребность, практическое применение.

2. Миша К., 3 года, поступил в клинику в состоянии выраженной дистрофии. Вес при рождении 2900 г. Прикорм начал получать с 3-х месяцев. Ходить начал в год, затем перестал ходить. Ребенок питался однообразно, мало бывал на воздухе. При осмотре отмечено открытие большого родничка, отмечается куриная грудь. Мышцы дряблые. Поставьте диагноз на основе клинических данных. Для этого ответьте на вопросы:
а) нарушение какого обмена наблюдается в организме ребенка;
б) авитаминоз какого витамина приводит к описанному состоянию больного; биологическая роль витамина; механизм действия витамина;
в) какие биохимические изменения крови характерны для данного заболевания;
г) какие еще методы обследования вы могли бы предложить для уточнения диагноза;
д) назовите источники витамина и суточную потребность.

3. Больная С., 10 лет. Жалуется на общую слабость в ногах, ощущение в них чувства тяжести, ползание мурашек, понижение чувствительности кожи. Больная вынуждена пользоваться костылями. Отмечается резкое похудание, появление отеков, нарушение работы сердца и органов пищеварения. На основе этих данных поставьте диагноз. Для этого:
а) определите, недостаток какого витамина ведет к данному заболеванию;
б) напишите химические формулы витамина и его коферментных форм;
в) опишите биологическую роль витамина;
г) назовите его источники, суточную потребность и практическое применение.

4. В клинику поступил больной 48 лет с жалобами на слабость, головокружение, головные боли, одышку, быструю утомляемость. Кожа и слизистые оболочки бледные. Склеры слегка желтушные. Язык ярко-красного цвета, гладкий, лишенный сосочков. Анализ крови: эритроцитов 3,01∙1012/л, цветной показатель – 1,3, выраженный микроанизоцитоз с наличием мегалоцитов, мегалобластов, лейкоцитов – 2,5∙109/л, тромбоцитов — 3∙1010/л, СОЭ – 16 мм/час. Поставьте диагноз на основе клинических данных. Для этого ответьте на вопросы:
а) недостатком какого витамина характеризуется данный симптомокомплекс;
б) опишите биохимический механизм участия витамина в процессе образования форменных элементов крови;
в) назовите источники витамина;
г) какой специфический белок необходим для его всасывания в желудочно-кишечном тракте; к какой группе сложных белков он относится.

5. При стоматите и других воспалительных заболеваниях полости рта часто назначают фолиевую кислоту с целью ускорения регенерации слизистой оболочки. Объясните механизм действия витаминного препарата. Для этого:
а) назовите кофермент, который синтезируется из фолиевой кислоты, напишите схему его образования, укажите место синтеза;
б) перчислите производные этого кофермента и их биологическую роль;
в) укажите, как может проявляться гиповитаминоз фолиевой кислоты.

6. Варфарин является структурным аналогом витамина К и применяется в клинике как антикоагулянт для профилактики тромбозов. Жирорастворимый витамин К участвует в реакции карбоксилирования глутамата. Остатки карбоксиглутаминовой кислоты γ-Глу, которые содержатся в ферментах свертывающей системы крови играют важную роль в образовании тромба. Какие осложнения могут возникнуть в связи с удалением зуба или хирургическим вмешательством в ротовой полости у больных, принимающих варфарин? Для ответа на вопрос:
а) напишите схему реакции, скорость которой снижает варфарин;
б) объясните механизм действия, представьте соответствующую схему;
в) поясните, какое влияние оказывает это лекарство на свертываемость крови.

7. Во время Великой Отечественной войны в первую блокадную зиму у населения Ленинграда наблюдалась массовая вспышка цинги. У взрослых и детей кровоточили десны, расшатывались и выпадали зубы, появлялись мелкие подкожные кровоизлияния, возникали внутренние кровотечения. Наряду с авитаминозом С люди испытывали дефицит витаминов группы В (РР, фолиевой кислоты и др.) Для лечения, в осажденном городе наладили производство настоя из игл хвойных деревьев и раствора дрожжей, которыми снабжали госпитали, детские дома, школы, предприятия. Какие витамины содержатся в зеленых листьях и дрожжах, кроме уже названных? Объясните роль этих витаминов в метаболизме соединительной ткани. Для этого:
а) назовите коферменты, в состав которых входят эти витамины;
б) напишите схемы реакций и процессов с участием этих коферментов;
в) объясните причины развития гингивита, пародонтита у жителей блокадного Ленинграда.

Тема 12. Биохимия крови

1. Лечение пациента, имеющего генетический дефект глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, лекарством, в состав которого входит парацетамол, вызвало гемолиз эритроцитов. Какое значение имеет реакция, которую катализирует этот фермент, для метаболизма эритроцитов? Почему произошел гемолиз эритроцитов? Для ответа на вопросы напишите схему реакций:
а) окислительного этапа метаболического пути, в котором идет эта реакция;
б) образования и обезвреживания активных форм кислорода в эритроцитах.

2. У больных с генетическим дефектом ключевого фермента гликолиза – пируваткиназы – наблюдается желтуха, вызванная гемолизом эритроцитов. Какое значение для эритроцитов имеет метаболический путь с участием пируваткиназы? Какой тип желтухи наблюдается у этих пациентов? Для ответа на вопросы:
а) напишите схему метаболического пути, в котором участвует пируваткиназа, и объясните его значение для эритроцитов;
б) укажите причину разрушения эритроцитов;
в) объясните, как изменится уровень прямого и непрямого билирубина в крови при гемолизе эритроцитов.

3. В слюнных железах медицинской пиявки содержится ингибитор тромбина – пептид гирудин. В крови человека гирудин образует комплекс с тромбином, в котором этот фермент теряет способность превращать фибриноген в фибрин. Почему гирудотерапию (лечение пиявками) используют для профилактики тромбозов при сердечно-сосудистых заболеваниях? Для ответа на вопрос:
а) перечислите этапы образования фибринового тромба;
б) опишите особенности протромбина и механизм его превращения в тромбин.

4. У здоровых людей кровотечение при удалении зуба или операции в ротовой полости прекращается через несколько минут, а у больных гемофилией может продолжаться долго и быть опасным для жизни. Для предупреждения кровотечения таким больным перед удалением зуба назначают заместительную терапию фактором VIII, полученным методом генной инженерии. Объясните обоснованность такой рекомендации. Для этого:
а) напишите схему прокоагулянтного этапа внешнего пути свертывания крови и отметьте факторы – протеолитические ферменты и белки-активаторы;
б) укажите роль фактора VIIIа и механизм его активации.

5. Структурный аналог витамина К варфарин применяют как непрямой антикоагулянт для профилактики тромбозов. Одним из осложнений длительного лечения этим препаратом может быть снижение минерализации костной ткани. Объясните механизм действия варфарина и причины нарушения ремоделирования костей при длительном лечении этим препаратом. Для этого:
а) опишите роль витамина К в посттрансляционной модификации белков – факторов свертывания крови и специфических белков костной ткани;
б) перечислите факторы свертывания крови, подвергающиеся такой модификации, и укажите роль каждого фактора в прокоагулянтном пути свертывания крови и образовании тромба.

6. У онкологических больных при разрушении опухолевых клеток увеличивается поступление гепарина в циркулирующую кровь. Какие осложнения может вызвать увеличение содержания гепарина в крови? Для ответа:
а) укажите место синтеза гепарина;
б) опишите роль гепарина как непрямого антикоагулянта.

7. Существует мутация фактора V, при которой синтезируется фактор V, резистентный к протеину С. Какими нарушениями свертывания крови страдают больные с такой мутацией? Для ответа на вопрос:
а) опишите роль фактора V и протеина С в антикоагулянтной системе;
б) объясните физиологическое значение системы протеина С.

8. Пациентке, страдающей тромбофлебитом, для профилактики тромбоза назначили лечении тканевым активатором плазмина (ТАП). Объясните механизм действия рекомендованного врачом препарата. Для этого представьте схему фибринолитической системы крови и укажите роль ТАП, ингибиторов активаторов плазминогена и ингибиторов плазмина в фибринолизе.

9. Редкое наследственное аутосомно-рецессивное заболевание анальбуминемия сопровождается отсутствием альбумина крови. Почему у пациентов с такой патологией наблюдаются отеки? Для ответа на вопрос укажите:

а) особенности аминокислотного состава альбумина;
б) функции этого белка плазмы крови и орган, в котором он синтезируется.

Тема 15. Биохимия соединительной ткани

1. Во время Великой Отечественной войны в первую блокадную зиму у населения Ленинграда наблюдалась массовая вспышка цинги. У взрослых и детей кровоточили десны, расшатывались и выпадали зубы, появлялись мелкие подкожные кровоизлияния, возникали внутренние кровотечения. Наряду с авитаминозом С люди испытывали дефицит витаминов группы В (РР, фолиевой кислоты и др.) Для лечения, в осажденном городе наладили производство настоя из игл хвойных деревьев и раствора дрожжей, которыми снабжали госпитали, детские дома, школы, предприятия. Какие витамины содержатся в зеленых листьях и дрожжах, кроме уже названных? Объясните роль этих витаминов в метаболизме соединительной ткани. Для этого:
а) назовите коферменты, в состав которых входят эти витамины;
б) напишите схемы реакций и процессов с участием этих коферментов;
в) объясните причины развития гингивита, пародонтита у жителей блокадного Ленинграда.
2. Латиризм – заболевание, характеризующееся деформацией позвоночника, смещением суставов, деминерализацией костей, суставными кровотечениями. Эти симптомы развиваются вследствие ингибирования лизилоксидазы. Почему снижение активности этого фермента приводит к таким тяжелым последствиям? Для ответа на вопрос:
а) напишите реакцию, которую катализирует этот фермент, укажите состав простетической группы;
б) покажите участие продуктов этой реакции в формировании структуры фибриллярных белков внеклеточного матрикса;
в) объясните, как изменится функциональная активность этих белков при нарушении этого процесса.
3. Препарат баларпан, который используется в качестве действующего вещества при лечении сухой роговицы глаз, содержит сульфатированный гликозаминогликан. Объясните, почему применение этого лекарства повышает влажность поверхности глаза. Для этого:
а) напишите формулу дисахаридной единицы одного из сульфатированных гликозаминогликанов;
б) опишите свойства макромолекул, построенных из таких дисахаридных единиц;
в) представьте схему синтеза этих структур в организме человека, назовите ферменты и локализацию процесса.