МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. ЦИКЛ КРЕБСА
Модуль 1. Структурная организация и свойства белков. Ферменты
Задача 1 Белки, осуществляющие транспорт молекул или ионов через мембрану, часто классифицируются как трансмембранные белки. Такие белки имеют в своей структуре область, заключенную в липидном бислое мембраны, и области, обращенные внутрь клетки (в цитоплазму) и во внеклеточное пространство. Исходя из классификации аминокислот по полярности радикала, предположите, какие аминокислоты должны преобладать в различных участках данного трансмембранного протеина.
Решение Те участки белка, которые взаимодействуют с углеводородными цепями жирных кислот, содержат, в основном, неполярные аминокислоты. Участки белка, находящиеся в области "головок", обогащенный гидрофильными аминокислотными остатками.
Задача 4
Найдите, в какой зоне рН (нейтральной, кислой или щелочной) лежит ИЭТ полипептида, состоящего из следующих аминокислотных остатков: арг-гис-глу-цис. В каком направлении будет двигаться данный пептид при разделении пептидов методом электрофореза в буферном растворе с нейтральным значением рН? Как изменится заряд и направление движения пептида в электрическом поле, если в составе пептида аргинин заменить лейцином?
|
|
|
Решение Изоэлектрическая точка-это значение рН, при котором заряд белка равен нулю. Заряд у пептида «+», значит ИЭТ в щелочной среде. Получается, что пептид пойдет к катоду. «-». Если лейцин заменит аргинин, то заряд останется нейтральным, поэтому никуда не пойдет.
Задача 5 Почему свежее молоко не свёртывается при кипячении, а подкисшее свёртывается? Что можно сделать, чтобы избежать сворачивания подкисшего молока? Решение Когда в молоко попадают молочнокислые бактерии, они поедают лактозу, а на выходе, так сказать, выдают молочную кислоту. От этого молоко делается кислым — «скисает» . В кислотной среде молекулы казеина начинают терять свою нормальную структуру, разворачиваться, а потом сворачиваться беспорядочным образом. Это называется «денатурация» — сворачивание белка (то же самое, что происходит с яичным белком при нагревании) . От этого казеин перестаёт быть растворимым и начинает собираться в комочки. Поэтому порядочно постоявшая простокваша, например, разделяется на сыворотку — воду с молочной кислотой и недоеденным бактериями молочным сахаром, и белок/жир (плотный белый слой) . Чем кислее среда, тем хуже казеину, тем больше он сворачивается. А если ещё и подогреть, то денатурация пойдет ещё сильнее. Поэтому при производстве творога скисшее молоко обычно подогревают.
|
|
|
Задача 13
Изучалась устойчивость двух разных ферментов (гексокиназы и рибонуклеазы) к действию температуры. Выяснилось, что при нагревании ферментов при температуре 50° в течение 15 минут гексокиназа теряет 70% своей активности, в то время как рибонуклеаза - только 30%. При сравнении структурной организации этих ферментов выяснилось, что рибонуклеаза содержит в своей структуре 4 дисульфидные связи. Исходя из приведенных выше данных, объясните отличия в устойчивости двух ферментов к тепловой денатурации. Решение Отличия в устойчивости ферментов заключается в наличие дисульфидных связей у рибонуклеазы и отсутствии таковых у гексокиназы. Эти связи представляют собой прочные боковые мостики, не разрушаемые под воздействием тепла и воды.
Задача 16
Фосфорорганические соединения являются мощными ядами и обладают нервнопаралитическим действием. Симптомы отравления связаны с необратимым ингибированием ацетилхолинэстеразы (АХЭ), которая ускоряет гидролиз ацетилхолина, функционирующего в качестве нейромедиатора. Увеличение количества ацетилхолина в синаптической щели при ингибировании АХЭ приводит к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и может вызвать паралич. Объясните механизм ингибирования АХЭ. Решение Симптомы отравления органическими фторфосфатами связаны в основном с необратимым ингибированием фермента – ацетилхолинэстеразы (АХЭ) Ацетилхолинэстераза ускоряет гидролиз ацетилхолина, функционирующего в качестве нейромедиатора. Продукты распада ацетилхолина – ацетат и холин – не способны действовать как нейромедиаторы. Увеличение количества ацетилхолина в синаптической щели при ингибировании АХЭ приводит к стойкой деполяризации постсинаптической мембраны и может вызвать паралич.
|
|
|
Задача 19
Фермент киназагликогенфосфорилазы в печени может находиться в двух формах с различной активностью: в виде простого белка и фосфопротеина.
|
|
|
1. Объясните, каким путем одна форма фермента переходит в другую?
2. Почему этот переход сопровождается изменением активности фермента?
Решение В печени существует аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы, обеспечивающая внутриклеточные потребности в глюкозе. Рассмотрим значение изменения в клетке уровней АТФ, АДФ и АМФ как показателей, отражающих потребности клеток в энергии. Уменьшение расходования АТФ сопровождается снижением активности гликогенфосфорилазы и уменьшением скорости распада гликогена. Напротив, увеличение расходования АТФ ведёт к повышению уровня АМФ, активации гликогенфосфорилазы и ускорению распада гликогена. АТФ и АМФ являются аллостерическими эффекторами по отношению к гликогенфосфорилазе за счет процесса фосфорилирования.
Задача 21
Метанол - очень токсичное соединение: прием внутрь 30 мл метанола может привести к смерти. Такая токсичность обусловлена действием формальдегида - продукта его превращения. Метанол окисляется под действием фермента печени - алкогольдегидрогеназы. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают внутрь или внутривенно этанол в дозах, которые вызывают интоксикацию у здорового человека. Объясните почему такое лечение эффективно. Решение Такое лечение считается эффективным, потому что этанол является антидотомметанола.Действие этанола при отравлении метанолом: метанол метаболизируетсяалкогольдегидрогеназой, которая осуществляет и первый этап метаболизма этанола. Токсичны не столько сами исходные вещества, сколько их метаболиты, образующиеся при дегидрировании. Вводимый с лечебной целью этанол конкурирует с этими веществами за фермент и тем самым уменьшает образование их токсичных метаболитов и обеспечивает их выведение с мочой в неизмененном виде
Задача 23
Известно, что употребление в пищу сырых яиц может вызвать гиповитаминоз витамина Н. В составе яиц содержится белок авидин, который способен взаимодействовать с витамином Н и препятствовать его всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Объясните, почему вареные яйца таким эффектом не обладают? Решение
Витамин Н или биотин обладает высоким сродством с авидином(гликопротеином-белком основного характера) вместе они образуют нерастворимый в воде комплекс, так же он не подвергается расщеплению в пищеварительном тракте, поэтому биотин не всасывается. Яйца, которые сварили, пережили денатурацию белка, поэтому естественные(нативные) свойства белка авидина были потеряны в результате нарушения третичной структуры белка., стало быть авидин не может взаимодействовать с витамином Н, препятствуя его всасыванию в жкт.
МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. ЦИКЛ КРЕБСА
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1756; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!