Контроль выполнения лабораторных работ
1. Как доказать изменение величин редокс-потенциала системы?
2. Что происходит с рибофлавином в присутствии водорода?
3. Что можно использовать в качестве акцептора водорода при окислении сукцината?
4. Каким общим свойством обладают гемопротеиды?
5. С помощью какой пробы можно доказать наличие крови? Почему?
Темы рефератов:
1. Роль свободных радикалов в организме.
2. Пищевые продукты, содержащие антиоксиданты.
3. Особенности общих путей катаболизма у детей разных возрастов.
4. Методы изучения обмена веществ.
5. Термогенная функция энергетического обмена в бурой жировой ткани.
6. Теория Митчелла. Молекулярные механизмы сопряжения тканевого дыхания с окислительным фосфорилированием.
Лабораторно-практическое занятие № 8
Тема: Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот. Патология биоэнергетических процессов.
Цель:Рассмотреть последовательность реакций окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты и реакций цикла трикарбоновых кислот Кребса. Выяснить механизмы их регуляции. Научиться рассчитывать энергетическую ценность этих процессов.
Значение темы:Изучение механизмов высвобождения энергии при окислении ПВК и ацетил-КоА открывает возможность для понимания процессов выделения и использования энергии в реакциях углеводного, липидного и азотистого обменов.
Исходный уровень:
1. Механизмы окислительно-восстановительных реакций.
2. Строение и функции митохондрий.
3. Строение ферментов. Роль коферментов. Отдельные представители.
4. Классификация ферментов. Понятие о мультиферментных комплексах.
5. Варианты регуляции активности ферментов. Факторы, влияющие на скорость ферментативных реакций (концентрации субстратов, ферментов, коферментов, изменения температуры и кислотности среды, присутствие эффекторов).
6. Роль биологического окисления; строение звеньев дыхательной цепи.
7. Виды фосфорилирования. пути синтеза АТФ.
8. Понятие о гидратации и декарбоксилировании.
Вопросы для самоподготовки
1. Общая схема окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК). Локализация процесса. Содержание ПВК в сыворотке крови в норме.
2. Строение пируватдегидрогеназного комплекса. Механизм работы поворотного «кронштейна».
3. Стадии окислительного декарбоксилирования ПВК, интимные механизмы данного процесса.
4. Значение реакций окислительного декарбоксилирования ПВК в организме.
5. Регуляция процесса окислительного декарбоксилирования ПВК.
6. Роль и утилизация ацетил-КоА.
7. Цикл трикарбоновых кислот Кребса, последовательность реакций цикла. Биологический смысл многоступенчатости процесса, его локализация.
8. Реакции дегидрирования в цикле Кребса. Взаимосвязь ЦТК, биологического окисления и окислительного фосфорилирования. Энергетическая ценность цикла.
9. Роль витаминов в реакциях окислительного декарбоксилирования ПВК и ЦТК.
10. Регуляция цикла трикарбоновых кислот.
Литература
Основная:
1. Лекции «Общие пути катаболизма. Окислительное декарбоксилирование ПВК и цикл лимонной кислоты».
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. - С. 344-353.
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. - С. 235-247.
4. Ситуационные задачи по биохимии: Учебное пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов // Никитина Л.П., Гомбоева А.Ц., Соловьева Н.В. и др. – 2-е изд., испр. и доп. - Чита, 2003. – С. 9-10.
5.Учебное пособие "Биоэнергетика: общие пути катаболизма". - Чита, 1996. - С.31-45.
Дополнительная:
1. Биохимия / Под ред. Е.С. Северина. - М.: ГЭОТАР-МЕД 2005 (2003). - С. 283-285. 285-291.
2. Биологическая химия: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед / Под ред. Ковалевской. – М.: Издат. Центр «Академия», 2005. – С.116-136.
3. Биохимия (в вопросах и ответах) (учебное пособие для студентов мед. вузов) / Т.П.Вавилова, Евстафьева О.Л. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.33-45.
4. Биохимия. Тесты и задачи: Учеб. пособие для студ. мед. вузов / Под ред. Е.С.Северина. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.135 - 149.
5. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С.Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. - С.111-131; 369-374.
6. Щербак И.Г. Биохимия: Учебник. – СПб.: СПбГМУ, 2005. – С.159 -197.
7. Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. Пер. с англ. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. – С. 84-86.
Лабораторная работа
8.1. Количественное определение пировиноградной кислоты в моче
В норме в плазме крови содержится 90-170 мкмоль/л пирувата, а с мочой за сутки выделяется до 200 мг. Наиболее резкое увеличение концентрации пирувата (ПВК) в крови регистрируется при мышечной работе и В1 - витаминной недостаточности, При больших физических нагрузках количество ПВК в крови может повыситься до 570 мкмоль/л. выведение е` с мочой также возрастает. Кроме того, это явление отмечается и при заболеваниях паренхимы печени, сахарном диабете, сердечной декомпенсации, токсикозе и др. Практически все факторы, вызывающие накопление этого вещества в тканях (тетания, столбняк, гипоксия любого генеза, злокачественные новообразования, острый гепатит и др.), как правило, приводят к повышению уровня ПВК в крови и, как следствие, в моче.
Принцип метода:
Пируват с 2,4-динитрофенилгидразином образует окрашенное вещество – 2,4-динитрофенилгидразонпируват. Последнее соединение из реактивной смеси экстрагируется толуолом. В присутствии спиртового раствора щёлочи развивается розовато-коричневое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна количеству ПВК.
Ход определения
К 1,0 мл мочи, разведённой в 2-4 раза, прилейте 0,5 мл 0,1% 2,4-динитрофенилгидразина. перемешайте и через 5 минут добавьте 2,5 мл насыщенного раствора толуола. После встряхивания в течение 1 мин оставьте смесь для расслоения. Из верхнего (толуолового) слоя возьмите сухой градуированной пипеткой, соединенной с резиновой трубкой, 1 мл жидкости и перенесите в сухую пробирку, добавьте 3 мл спиртового раствора КОН. Через 10 мин пробы отфотометрируйте на фотоэлектроколориметре против контроля на реактивы при длине волны 400-415 нм. В контроле на реактивы мочу заместите одним мл воды. Стандартную пробу с 1 мл пирувата обрабатывают также, как опытную и контрольную.
Расчет: необходимо учитывать разведение мочи (2-4 раза):
Формула: Х= (Ео*50мг/Еc) • А;
где: Ео - экстинция опыта; Ес - экстинция стандарта; А - разведение мочи; 50 мг - концентрация стандарта пировиноградной кислоты. X - искомая концентрация пирувата в моче.