И медико-профилактического факультетов

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Для студентов лечебного, педиатрического

и медико-профилактического факультетов

1. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи.

2. Гетеротрофные и аутотрофные организмы: различия по питанию и источникам энергии. Катабо­­­лизм и анаболизм.

3. Многомолекулярные системы (метаболические цепи, мембранные процессы, системы синтеза био­полимеров, молекулярные регуляторные системы) как основные объекты биохимического исследования.

4. Уровни структурной организации живого. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина (медицинская биохимия).

5. Основные разделы и направления в биохимии: биоорганическая химия, динамическая и функциональная биохимия, молекулярная биология.

6. История изучения белков. Представление о белках как важнейшем классе органических веществ и структурно-функциональном компоненте организма человека.

7. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение и свойства. Пептидная связь. Первичная структура белков.

8. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Видовая специфичность первичной структуры белков (инсулины разных животных).

9. Конформация пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структуры). Слабые внутримолекулярные взаимодействия в пептидной цепи; дисульфидные связи.

10. Основы функционирования белков. Активный центр белков и его специфическое взаимодействие с лигандом как основа биологической функции всех белков. Комплементарность взаимодействия молекул белка с лигандом. Обратимость связывания.

11. Доменная структура и её роль в функционировании белков. Яды и лекарства как ингибиторы белков.

12. Четвертичная структура белков. Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемсодержащего белка – гемоглобина.

13. Лабильность пространственной структуры белков и их денатурация. Факторы, вызывающие де­натурацию.

14. Шапероны – класс белков, защищающий другие белки от денатурации в условиях клетки и облегчающий формирование их нативной конформации.­

15. Многообразие белков. Глобулярные и фибриллярные белки, простые и сложные. Классификация белков по их биологическим функциям и по семействам: (сериновые протеазы, иммуноглобулины).

16. Иммуноглобулины, особенности строения, избирательность взаимодействия с антигеном. Многообразие антигенсвязывающих участков Н- и L-цепей. Классы иммуноглобулинов, особенности строения и функционирования.

17. Физико-химические свойства белков. Молекулярный вес, размеры и форма, растворимость, ионизация, гидратация.

18. Методы выделения индивидуальных белков: осаждение солями и органическими растворителями, гель-фильтрация, электрофорез, ионообменная и аффинная хроматография.

19. Методы количественного измерения белков. Индивидуальные особенности белкового состава органов. Изменения белкового состава органов при онтогенезе и болезнях.

20. История открытия и изучения ферментов. Особенности ферментативного катализа. Специфичность действия ферментов. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации фермента и субстрата.

21. Классификация и номенклатура ферментов. Изоферменты. Единицы измерения активности и количества ферментов.

22. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Коферментные функции витаминов (на примере витаминов В₆, РР, В₂).

23. Ингибиторы ферментов. Обратимое и необратимое ингибирование. Конкурентное ингибирование. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов.

24. Регуляция действия ферментов: аллостерические ингибиторы и активаторы. Каталитический и регуляторный центры. Четвертичная структура аллостерических ферментов и кооперативные изменения конформации протомеров фермента.

25. Регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования. Участие ферментов в проведении гормонального сигнала.

26. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты. Изменение ферментов в процессе развития.

27. Изменение активности ферментов при болезнях. Наследственные энзимопатии. Происхождение ферментов крови и значение их определения при болезнях.

28. Применение ферментов для лечения болезней. Применение ферментов как аналитических реагентов при лабораторной диагностике (определении глюкозы, этанола, мочевой кислоты и т.д.). Иммобилизованные ферменты.

29. Обмен веществ: питание, метаболизм и выделение продуктов метаболизма. Органические и минеральные компоненты пищи. Основные и минорные компоненты.

30. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, суточная потребность, переваривание; частичная взаимозаменяемость при питании.

31. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Незаменимые аминокислоты; пищевая ценность различных пищевых белков. Линолевая кислота – незаменимая жирная кислота.

32. История открытия и изучения витаминов. Классификация витаминов. Функции витаминов.

33. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Примеры.

34. Минеральные вещества пищи. Региональные патологии, связанные с недостаточностью микроэлементов в пище и воде.

35. Понятие о метаболизме и метаболических путях. Ферменты и метаболизм. Понятие о регуляции метаболизма. Основные конечные продукты метаболизма у человека.

36. Исследования на целых организмах, органах, срезах тканей, гомогенатах, субклеточных структурах и на молекулярном уровне.

37. Эндэргонические и экзэргонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Примеры.

38. Дегидрирование субстрата и окисление водорода (образование Н₂О) как источник энергии для синтеза АТФ. НАД- и ФАД-зависимые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы и цитохромоксидаза.

39. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический потенциал.

40. Регуляция цепи переноса электронов (дыхательный контроль). Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания.

41. Нарушения энергетического обмена: гипоэнергетические состояния как результат гипоксии, гипо-, авитаминозов и других причин. Возрастная характеристика энергетического обеспечения организма питательными веществами.

42. Образование токсических форм кислорода, механизм их повреждающего действия на клетки. Механизмы устранения токсичных форм кислорода.

43. Катаболизм основных пищевых веществ – углеводов, жиров, белков. Понятие о специфических путях катаболизма и общих путях катаболизма.

44. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Последовательность реакций. Строение пируватдекарбоксилазного комплекса.

45. Цикл лимонной кислоты: последовательность реакций и характеристика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.

46. Механизмы регуляции цитратного цикла. Анаболические функции цикла лимонной кислоты. Реакции, пополняющие цитратный цикл.

47. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.

48. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.

49. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз).

50. Распространение и физиологическое значение аэробного распада глюкозы. Использование глюкозы для синтеза жиров в печени и в жировой ткани.

51.Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Гликолитическая оксиредукция, пируват как акцептор водорода. Субстратное фосфорилирование. Распространение и физиологическое значение этого пути распада глюкозы.

1. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из аминокислот, глицерина и молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).

2. Представление о пентозофосфатном пути превращений глюкозы. Окислительные реакции (до стадии рибулозо-5-фосфата). Распространение и суммарные результаты этого пути (образование пентоз, НАДФН и энергетика).

3. Свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена.

4. Особенности обмена глюкозы в разных органах и клетках: эритроциты, мозг, мышцы, жировая ткань, печень.

5. Представление о строении и функциях углеводной части гликолипидов и гликопротеинов. Сиаловые кислоты.

6. Наследственные нарушения обмена моносахаридов и дисахаридов: галактоземия, непереносимость фруктозы и дисахаридов. Гликогенозы и агликогенозы.

7. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (сложные липиды). Жирные кислоты липидов тканей человека.

8. Незаменимые факторы питания липидной природы. Эссенциальные жирные кислоты: w-3- и w-6-кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов.

21. Биосинтез жирных кислот, регуляция метаболизма жирных кислот.

22. Химизм реакций b-окисления жирных кислот, энергетический итог.

23. Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии.

24. Пищевые жиры и их переваривание. Всасывание продуктов переваривания. Нарушение переваривания и всасывания. Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника.

25. Образование хиломикронов и транспорт жиров. Роль апопротеинов в составе хиломикронов. Липопротеинлипаза.

26. Биосинтез жиров в печени из углеводов. Структура и состав транспортных липопротеинов крови.

27. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани. Регуляция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина, глюкагона и адреналина.

28. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, гликоглицеролипиды, гликосфиголипиды). Представление о биосинтезе и катаболизме этих соединений.

29. Нарушение обмена нейтрального жира (ожирение), фосфолипидов и гликолипидов. Сфинголипидозы.

30. Строение и биологические функции эйкозаноидов. Биосинтез проста-гландинов и лейкотриенов.

31. Холестерин как предшественник ряда других стероидов. Представление о биосинтезе холестерина. Написать ход реакций до образования мевалоновой кислоты. Роль гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы.

32. Синтез желчных кислот из холестерина. Конъюгация желчных кислот, первичные и вторичные желчные кислоты. Выведение желчных кислот и холестерина из организма.

33. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерина в крови, роль в обмене холестерина. Гиперхолестеринемия. Биохимические основы развития атеросклероза.

73. Механизм возникновения желчнокаменной болезни (холестериновые камни). Применение хенодезоксихолевой кислоты для лечения желчнокаменной болезни.

74. Общая схема источников и путей расходования аминокислот в тканях. Динамическое состояние белков в организме.

75. Переваривание белков. Протеиназы – пепсин, трипсин, химотрипсин; проферменты протеиназ и механизмы их превращения в ферменты. Субстратная специфичность протеиназ. Экзопептидазы и эндопептидазы.

76. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Дать краткую характеристику состава этих соков.

77. Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеиназ для лечения панкреатитов.

78. Трансаминирование: аминотрансферазы; коферментная функция витамина В₆. Специфичность аминотрансфераз.

79. Аминокислоты, участвующие в трансаминировании; особая роль глутаминовой кислоты. Биологическое значение реакций трансаминирования. Определение трансаминаз в сыворотке крови при инфаркте миокарда и болезнях печени.

80. Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот. Биологическое значение.

81. Основные источники аммиака в организме. Роль глутамата в обезвреживании и транспорте аммиака. Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений.

82. Глутаминаза почек; образование и выведение солей аммония. Активация глутаминазы почек при ацидозе.

83. Биосинтез мочевины. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммонемии.

84. Обмен безазотистого остатка аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Синтез глюкозы из аминокислот. Синтез аминокислот из глюкозы.

85. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Синтез креатина, адреналина и фосфатидилхолинов.

86. Метилирование ДНК. Представление о метилировании чужеродных и лекарственных соединений.

87. Источники и образование одноуглеродных групп. Тетрагидрофолиевая кислота и цианкобаламин и их роль в процессах трансметилирования.

88. Антивитамины фолиевой кислоты. Механизм действия сульфаниламидных препаратов.

89. Обмен фенилаланина и тирозина. Фенилкетонурия; биохимический дефект, проявление болезни, методы предупреждения, диагностика и лечение.

90. Алкаптонурия и альбинизм: биохимические дефекты, при которых они развиваются. Нарушение синтеза дофамина, паркинсонизм.

91. Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, g-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов.

92. Дезаминирование и гидроксилирование биогеных аминов (как реакции обезвреживания этих соединений).

93. Нуклеиновые кислоты, химический состав, строение. Первичная структура ДНК и РНК, связи, формирующие первичную структуру.

94. Вторичная и третичная структура ДНК. Денатурация, ренативация ДНК. Гибридизация, видовые различия первичной структуры ДНК.

95. РНК, химический состав, уровни структурной организации. Типы РНК, функции. Строение рибосомы.

96. Строение хроматина и хромосомы.

97. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов.

98. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов; начальные стадии биосинтеза (от рибозо-5-фосфата до 5-фосфорибозиламина).

99. Инозиновая кислота как предшественник адениловой и гуаниловой кислот.

100. Представление о распаде и биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.

101. Нарушения обмена нуклеотидов. Подагра; применение аллопуринола для лечения подагры. Ксантинурия. Оротацидурия.

102. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Применение ингибиторов синтеза дезоксирибонуклеотидов для лечения злокачественных опухолей.

103. Биосинтез ДНК, субстраты, источники энергии, матрица, ферменты. Понятие о репликативном комплексе. Этапы репликации.

104. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Роль циклинов и циклинзависимых протеиназ в продвижении клетки по клеточному циклу.

105. Повреждение и репарация ДНК. Ферменты ДНК-репарирующего комплекса.

106. Биосинтез РНК. РНК полимеразы. Понятие о мозаичной структуре генов, первичном транскрипте, посттранскрипционном процессинге.

107. Биологический код, понятия, свойства кода, коллинеарность, сигналы терминации.

108. Роль транспортных РНК в биосинтезе белков. Биосинтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз.

109. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи. Функционирование полирибосом. Посттрансляционный процессинг белков.

110. Адаптивная регуляция генов у про- и эукариотов. Теория оперона. Функционирование оперонов.

111. Понятие о клеточной дифференцировке. Изменение белкового состава клеток при дифференцировке (на примере белкового состава полипептидных цепей гемоглобина).

112. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Молекулярные мутации: типы, частота, значение.

113. Генетическая гетерогенность. Полиморфизм белков в популяции человека (варианты гемоглобина, гликозилтрансферазы, группоспецифических веществ и др).

114. Биохимические основы возникновения и проявления наследственных болезней (разнообразие, распространение).

115. Основные системы межклеточной коммуникации: эндокринная, паракринная, аутокринная регуляция.

116. Роль гормонов в системе регуляции метаболизма. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов.

117. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки.

118. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям.

119. Строение, синтез и метаболизм иодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Изменение метабо­лизма при гипо- и гипертиреозе. Причины и проявление эндемического зоба.

120. Регуляция энергетического метаболизма, роль инсулина и контринсулярных гормонов в обеспечении гомеостаза.

121. Изменения метаболизма при сахарном диабете. Патогенез основных симптомов сахарного диабета.

122. Патогенез поздних осложнений сахарного диабета (макро- и микроангиопатии, нефропатия, ретинопатия, катаракта). Диабетическая кома.

123. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина.

124. Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертонии, отеков, дегидратации.

125. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин). Причины и проявления гипо- и гиперпаратироидизма.

126. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причины и проявление рахита.

127. Строение и секреция кортикостероидов. Изменения катаболизма при гипо- и гиперкортицизме.

128. Регуляция синтеза и секреции гормонов по принципу обратной связи.

129. Половые гормоны: строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез, матки и молочных желез.

130. Гормон роста, строение, функции.

131. Метаболизм эндогенных и чужеродных токсических веществ: реакции микросомального окисления и реакции конъюгации с глутатионом, глюкуроновой кислотой, серной кислотой.

132. Металлотионеин и обезвреживание ионов тяжелых металлов. Белки теплового шока.

133. Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода (супероксид анион, перекись водорода, гидроксильный радикал).

134. Повреждение мембран в результате перекисного окисления липидов. Механизмы защиты от токсического действия кислорода: неферментативные (витамины Е, С, глутатион и др.) и ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза).

135. Биотрансформация лекарственных веществ. Влияние лекарств на ферменты, участвующие в обезвреживании ксенобиотиков.

136. Основы химического канцерогенеза. Представление о некоторых химических канцерогенах: полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, диоксиды, митоксины, нитрозамины.

137. Особенности развития, строения и метаболизма эритроцитов.

138. Транспорт кислорода и диоксида углерода кровью. Гемоглобин плода (НbF) и его физиологическое значение.

139. Полиморфные формы гемоглобинов человека. Гемоглобинопатии. Анемические гипоксии.

140. Биосинтез гема и его регуляция. Нарушения синтеза гема. Порфирии.

141. Распад гема. Обезвреживание билирубина. Нарушения обмена билирубина – желтухи: гемолитическая, обтурационная, печеночно-клеточная. Желтуха новорожденных.

142. Диагностическое значение определения билирубина и других желчных пигментов в крови и моче.

143. Обмен железа: всасывание, транспорт кровью, депонирование. Нарушение обмена железа: железодефицитная анемия, гемохроматоз.

144. Основные белковые фракции плазмы крови и их функции. Значение их определения для диагностики заболеваний. Энзимодиагностика.

145. Свертывающая система крови. Этапы образования фибринового сгустка. Внутренний и внешний пути свертывания и их компоненты.

146. Принципы образования и последовательность фукционирования ферментных комплексов прокоагулянтного пути. Роль витамина К в свертывании крови.

147. Основные механизмы фибринолиза. Активаторы плазминогена как тромболитические средства. Основаные антикоагулянты крови: антитромбин III, макроглобулин, антиконвертин. Гемофилии.

148. Клиническое значение биохимического анализа крови.

149. Основные мембраны клетки и их функции. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асимметрия, избирательная проницаемость.

150. Липидный состав мембран (фосфолипиды, гликолипиды, холестерин). Роль липидов в формировании липидного бислоя.

151. Белки мембран – интегральные, поверхностные, «заякоренные». Значение посттрансляционных модификаций в образовании функциональных мембранных белков.

152. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (Na⁺-К⁺-АТФаза, Ca²⁺-АТФаза), пассивный симпорт и антипорт, вторично-активный транспорт.

153. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем – аденилатциклазной и инозитолфосфатной в передаче гормонального сигнала.

154. Коллаген: особенности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры. Роль аскорбиновой кислоты в гидоксилировании пролина и лизина.

155. Особенности биосинтеза и созревания коллагена. Проявления недостаточности витамина С.

156. Особенности строения и функции эластина.

157. Гликозаминогликаны и протеогликаны. Строение и функции. Роль гиалуроновой кислоты в организации межклеточного матрикса.

158. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламинин, их строение и функции. Роль этих белков в межклеточных взаимодействиях и развитии опухолей.

159. Структурная организация межклеточного матрикса. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах. Роль коллагеназы при заживлении ран. Оксипролинурия.

160. Важнейшие белки миофибрилл: миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, тропонин, актинин. Молекулярная структура миофибрилл.

161. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения и расслабления.

162. Саркоплазматические белки: миоглобин, его строение и функции. Экстрактивные вещества мышц.

163. Особенности энергетического обмена в мышцах. Креатинфосфат.

164. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия.

165. Химический состав нервной ткани. Миелиновые мембраны: особенности состава и структуры.

166. Энергетический обмен в нервной ткани. Значение аэробного распада глюкозы.

167. Биохимия возникновения и проведения нервного импульса. Молекулярные механизмы синаптической передачи.

168. Медиаторы: ацетилхолин, катехоламины, серотонин, g-аминомаслянная кислота, глутаминовая кислота, глицин, гистамин.

169. Нарушения обмена биогенных аминов при психических заболеваниях. Предшественники катехоламинов и ингибиторы моноаминооксидазы в лечении депрессивных состояний.

170. Физиологически активные пептиды мозга.

Необходимо знать !!!