При употреблении большого количества сырого яичного белка может развиться гиповитаминоз биотина (витамина Н) – болезнь Свифта, сопровождающаяся специфическим дерматитом. В основе гиповитаминоза лежит образование в ЖКТ нерастворимого комплекса яичного белка авидина с биотином. Почему вареные яйца такого эффекта не вызывают? В состав какого кофермента входит витамин Н? В реакциях какого типа участвует этот кофермент?
Ответ: При варке яичный белок подвергается действию высокой температуры и денатурируется, поэтому он не может образовывать нерастворимый комплекс с биотином.
Витамин Н входит в состав кофермента биоцитина. Биоцитин – кофермент лигаз, участвует в реакциях соединения 2 субстратов ковалентной связью (синтез).
Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше данного показателя в жировой ткани. В какой ткани будет преобладать гидролиз жиров в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда их концентрации в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится фермент липаза?
Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей.
Константа Михаэлиса липазы сердца на порядок меньше, чем липазы жировой ткани, это значит, что липаза сердца имеет большее сродство к субстрату (жиру), т.е. она будет расщеплять жиры даже при их невысоко концентрации в крови. Поэтому в постабсорбтивный период, когда содержание жиров в крови невысокое, будет преобладать их гидролиз в сердечной мышще.
Константа Михаэлисагексокиназы мозга значительно меньше данного показателя в гепатоцитах. В каком органе будет преобладать реакция, катализируемая данным ферментов в постабсорбтивный период (более 4 часов после приема пищи), когда концентрации глюкозы в крови невысокая? Ответ поясните. К какому классу и подклассу относится гексокиназа? Чем отличаются изоформыгексокиназы?
Ответ: Гексокиназа – трансфераза, фосфотрансфераза. У человека существует 4 изоформы гексокиназы, они синтезируются в разных органах и у них разные константы Михаэлиса.
Т.к. константа Михаэлиса гексокиназы мозга меньше, чем Км гепатоцитов (т.е. сродство гексокиназы мозга к глюкозе выше, чем у гексокиазы гепатоцитов), то в постабсорбтивный период (когда содержание глюкозы в крови невысокое) будет преобладать реакция, катализируемая гексокиназой мозга.
Метанол в чистом виде нетоксичен для организма, однако приём его внутрь может привести к смерти. Объясните причину. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают этанол. Объясните, почему такое лечение оказывается эффективным? Назовите фермент, который катализирует метаболизм этих спиртов. К какому классу и подклассу ферментов он относится? Объясните понятие субстратной специфичности фермента. Какой показатель характеризует специфичность субстрата и фермента?
Ответ: При принятии внутрь метанол (в чистом виде нетоксичен для организма) ферментом алкогольдегидрогеназой превращается в формальдегид – ядовитое для человека соединение.
Один из методов лечения – дать человеку выпить этанол. АДГ, расщепляющая спирты в организме, имеет бОльшее сродство к этанолу, чем к метанолу, поэтому при поступлении в кровь этанола АДГ начнет расщеплять его, а метанол выведется из организма в чистом виде.
Алкогольдегидрогеназа – оксидоредуктаза, анаэробная дегидрогеназа.
Субстратная специфичность – способность фермента взаимодействовать с одним или несколькими субстратами со сходным строением и типом связей.
Специфичность субстрата и фермента характеризует константа Михаэлиса.
При исследовании желудочного сока методом гель-фильтрации выделили неактивную форму пепсина с молекулярной массой 42 кДа. После добавления к ферменту соляной кислоты молекулярная масса уменьшилась до 35 кДа и фермент стал активным. Объясните полученные данные. Какой вид регуляции активности характерен для данного фермента? Каков биологический смысл образования неактивной формы данного фермента? К какому классу и подклассу ферментов относится пепсин?
Ответ: Пепсин – гидролаза, пептидаза.
При добавлении НСl к неактивной форме пепсина(профермент) от профермента отщепляется специфический ингибитор и профермент переходит в активную форму – активный пепсин. Этот способ регуляции – частичный протеолиз, в результате изменяется конформационная структура фермента.
Липаза в жировой ткани может находиться в 2-х формах с различной активностью: в виде простого белка и фосфопротеина. Объясните, каким путем происходит переход одной формы в другую и почему этот переход сопровождается изменением активности фермента. Какой тип реакций катализирует липаза? Назовите подкласс данного фермента.
Ответ: Липаза – гидролаза, гидролаза эфирных связей. Липаза катализирует гидролиз эфирных связей в молекулах жиров.
Переход липазы из неактивной формы (простой белок) в активную (фосфопротеин) происходит путем фосфорилирования. К молекуле фермента присоединяется фосфатная группа, меняется конформационная структура белка, открывается или формируется активный центр, в результате чего фермент становится активным.
Кофеин является конкурентным ингибитором фосфодиэстеразы – фермента распада цАМФ. Как повлияет прием кофеина на активность протеинкиназы А? Какую реакцию катализирует протеинкиназа А? Какое значение имеет эта реакция?
Ответ: Прием кофеина повысит активность протенинкиназы А.
Фосфодиэстераза расщепляет цАМФ, а кофеин ингибирует этот процесс. Нерасщепленный цАМФ - активатор протеинкиназы А – и обеспечивает ее повышенную активность.
Протеинкиназа А осуществляет активацию и инактивацию ферментов путем фофорилирования.
9. Аспартаткарбамоилтрансфераза (12 протомеров) после выдерживания в течение 4 мин при 60°С теряет чувствительность к аллостерическому ингибитору ЦТФ при сохранении ферментативной активности. При этом происходит диссоциация фермента на отдельныепротомеры. Какие особенности строения и функционирования аллостерических ферментов подтверждают представленные данные?
Ответ: Аллостерические белки имеют особое строение: они состоят из нескольких протомеров, в которых имеется не только активный центр фермента, но и регуляторный (аллостерический). поэтому при воздействии аллостерического ингибитора взаимодействует только аллостерический центр, при сохранении функций активного центра.
Установлено, что ацетилсалициловая кислота (противовоспалительное средство) является ингибитором циклооксигеназы – фермента, участвующего в синтезе эйкозаноидов – биологически активных веществ, регуляторов развития воспалительного ответа. Объясните механизм ингибирования фермента под влиянием препарата, если известно, что в результате ингибирования образуется салициловая кислота, а образование эйкозаноидов восстанавливается только после синтеза новых молекул фермента.
Ответ: Ацетилсацициловая кислота присоединяет ацетильную группу к остатку серина в составе активного центра фермента, тем самым изменяя его структуру и подавляет его действие. Таким образом, эта реакция необратима, и восстановление функций фермента возможно только путем синтеза новых молекул циклооксигеназы.
Для лечения миастении (мышечной слабости), которая сопровождается нарушением нейро-мышечной регуляции с участием ацетилхолина, используют лекарственный препарат прозерин. На чем основано применение данного препарата? Охарактеризуйте конкурентное ингибирование активности ферментов.
Ответ: Прозерин представляет собой лекарственный препарат из группы антихолинэстеразных средств. Механизм действия препарата заключается в связывании с анионным и эстеразным центрами молекулы ацетилхолинэстеразы, что обратимо экранирует их от ацетилхолина, в результате чего останавливается его энзиматический гидролиз, ацетилхолин накапливается и усиливается холинергическая передача.
К конкурентному ингибированию относят обратимое снижение скорости ферментативной реакции, вызванное ингибитором, связывающимся с активным центром фермента и препятствующим образованию фермент-субстратного комплекса. Такой тип ингибирования наблюдают, когда ингибитор - структурный аналог субстрата, в результате возникает конкуренция молекул субстрата и ингибитора за место в активном центре фермента. В этом случае с ферментом взаимодействует либо субстрат, либо ингибитор, образуя комплексы фермент-субстрат (ES) или фермент-ингибитор (EI). При формировании комплекса фермента и ингибитора (EI) продукт реакции не образуется.
Сукцинилхолин – аналог ацетилхолина – используют в хирургии как миорелаксант. Почему его применение не рекомендуют больным со сниженной белоксинтезирующей функцией печени? Расскажите о процессе инактивации анестезирующего препарата и о ферменте, который этот процесс катализирует
Ответ: инактивация сукцинилхолина в организме осуществляется путем гидролиза под действием фермента псевдохолинэстераза. Этот фермент вырабатывается в печени и как и все остальные имеет белковую природу. Поэтому при нарушении белоксинтезирующей функции печени будет нарушено выведение миорелаксанта из организма.
При добавлении к суспензии митохондрий малоновой кислоты – структурного аналога сукцината – происходило резкое снижение поглощения клетками кислорода. Добавление цитрата не влияло на потребление кислорода, в то время как добавление фумаратаоказывало стимулирующий эффект. Объясните результаты эксперимента. В каком процессе, происходящем в митохондриях, участвуют сукцинат и фумарат? Какова роль этого процесса?
Ответ: Сукцинат и фумарат участвуют в цикле Кребса. Малоновая кислота – структурный аналог сукцината, ингибитор сукцинатдегидрогеназы. При добавлении малоновой кислоты реакция дегидрирования сукцината не происходит, продукт реакции (фумарат) не образуется, поэтому нарушается цикл Кребса, не образуются восстановительные эвиваленты, не идет процесс тканевого дыхания - клетки не поглощают кислород.Добавление цитрата не влияло на цК, т.к. цитрат используется в реакции, предшествующей дегидрированию сукцината.При добавлении фумарата цикл Кребса восстанавливался и поглощение клетками кислорода продолжалось.
ЦК – конечный путь метаболизма, источник восстановительных эквивалентов для ЦПЭ и синтеза АТФ (получение энергии).
В злокачественных опухолях преобладает анаэробный тип метаболизма углеводов и накапливается молочная кислота. Известно, что взаимопревращения пирувата и лактата, которые катализирует лактатдегидрогеназа (ЛДГ), быстро протекают в миокарде. Следовательно, изоферментный состав ЛДГ опухолевых клеток и кардиомиоцитов будет близким. Какие изоферменты лактатдегидрогеназы преобладают в опухолевых клетках? Как это можно использовать в диагностике? Охарактеризуйте положение ЛДГ в классификаторе ферментов.
Ответ: В опухолевых клетках будут преобладать такие же изоформы ЛДГ, как и в кардиомиоцитах - ЛДГ1 и 2, а также ЛДГ3. Анализ изоферментного состава ЛДГ используется при разных патологиях (сердца, печени, мышщ, опухолей), т.к. в разных органах содержатся разные изоформы ЛДГ.
ЛДГ – оксидоредуктаза.
Применение трипсина при местном воздействии основано на способности расщеплять некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижать вязкие секреты, экссудаты, сгустки крови. По отношению к здоровым тканям фермент неактивен и безопасен. Объясните почему. К какому классу и подклассу ферментов относится трипсин? Почему данный фермент используют для обработки и лечения гнойно-некротических ран?
Ответ: Трипсин относится классу гидролаз, подклассу пептидаз. Данный фермент катализирует гидролиз пептидных связей, т.к. некротические ткани имеют белковую структуру, то трипсин будет способствовать их расщеплению.Но он не влияет на здоровые ткани, поскольку для медицинского использования используется иммобилизованная форма данного фермента.
Известно, что в результате работы микросомальной системы гидроксилирования (МСГ) некоторые потенциально токсичные для организма ксенобиотики становятся гидрофильными. Объясните, почему гидроксилирование приводит к уменьшению токсичности липофильныхксенобиотиков. К какому классу относятся ферменты МСГ? Каков принцип работы электронотранспортной системы МСГ?
Ответ: Микросомальная система гладкого эндоплазматического ретикулума выделяет монооксигеназные ферменты. Из их числа в механизмах метаболизма ксенобиотиков преимущественно участвуют 1 оксидазы со смешанными функциями и 2 ферменты, обеспечивающие процессы конъюгации.
Оксидазы катализируют реакции С-гидроксилирования ксенобиотиков. В результате ксенобиотики приобретают реактивные группы ОН, COOH, которые обеспечивают вступление в реакции конъюгации с образованием малотоксичных соединений, легко выводящихся из организма с мочой, желчью и калом.
2. Класс Оксидоредуктазы
3.А. Связывание в активном центре цитохрома Р450 и вещества RH(ксенобиотика), активирует восстановление железа в геме - присоединяется первый электрон.
Б. Изменение валентности железа увеличивается cродство комплекса к молекуле кислорода
В. Появление в центре свертывания циторома Р450 молекулы О2 ускоряет появление второго электрона и образование комплекса: Р450-Fe(II+)+O2-RH
Г. Далее железо окисляется, второй электрон присоединяется к молекуле О2. Восстановленный атом О(2-) связывает 2 протона и образует 1 молекулу воды. Второй атом кислорода идет на построение -ОН группы.
Д. Модифицированное вещество R-ОН отделяется от фермента и выводится из организма.
Объясните, почему при определении активности лактатдегидрогеназы материалом для исследования является сыворотка крови без признаков гемолиза, а при определении активности панкреатической липазы можно использовать гемолитическую сыворотку? Назовите положение указанных ферментов в классификаторе
Ответ: гемолиз эритроцитов в пробе крови (в связи с высоким содержанием ЛДГ в клетках крови), поэтому гемолитическая сыворотка не подойдет для определения активности ЛДГ, в связи с тем что ЛДГ может выйти из разрушенных эритроцитов и исказить результат анализа. Повышение активности липазы наблюдается при патологии поджелудочной железы, что связано с повреждением ее клеток и выходом фермента в кровь, поэтому ее активность не зависит от того используется ли кровь с признаками гемолиза или нет.
ЛДГ- Класс-оксидигоредуктазы, (подкласс-оксидазы)
Панкреатическая липаза: Класс-гидролазы
ДНК-аза – лизосомальный фермент, задерживающий размножение ДНК-содержащих вирусов. Установлено, что в клетки вирусы попадают путем пиноцитоза и таким образом оказываются изолированными в пиноцитозных пузырьках, которые сливаются с лизосомами. Почему ДНК-аза даже в очень больших количествах не повреждает молекулы ДНК клетки? К какому классу ферментов относится ДНК-аза?
Ответ: ДНК-аза не повреждает собственную ДНК клеток, поскольку этот фермент захватывается клеточными мембранами и внутри клеток изолирован от ядерных структур в эндосомах..
Класс: гидролазы
Объясните, почему при повышении проницаемости мембран гепатоцитов в плазме крови в большей степени возрастает активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), несмотря на то, что суммарная активность аспартатаминотрансферазы в клетках печени выше по сравнению с активностью АЛТ. Какой тип реакции катализируют данные ферменты и как их используют в диагностике заболеваний?
Ответ: При остром гепатите наступает цитолиз гепатоцитов и снижение белоксинтезирующей функции печени. АЛТ является внутриклеточным ферментом и содержатся в гепатоцитах, соответственно, будут выходить в кровяное русло при цитолизе.
Тип р-ции: перенос функциональных групп с одного субстрата на другой
Ананинаминотрансфераза (АЛТ или АлАТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ или АсАТ) объединяют в одну группу ферментов — аминотрансферазы.
Ферменты имеют избирательную тканевую специализацию, поэтому анализ крови на АЛТ свидетельствует о состоянии печени, анализ крови на АСТ — показатель состояния сердечной мышцы — миокарда. Повышенное содержание этих ферментов в плазме крови сигнализирует о повреждениях в тканях печени или миокарда. Гибель и разрушение клеток в этих органах, сопровождается выходом ферментов в кровь.
В диагностике также часто применяют коэффициент Ритиса – отношение АсАТ/АлАТ, определенных в одном анализе крови. Нормальное значение этого коэффициента — 1,3. Инфекционный гепатит вызывает его снижение. При инфаркте миокарта индекс Ритиса повышен
По результатам анализа АлАТ повышение АЛТ — признак таких серьезных заболеваний, как:
· вирусный гепатит
· токсическое поражение печени
· цирроз печени
· хронический алкоголизм
· рак печени
· токсическое действие на печень лекарств (антибиотиков и др.)
· желтуха
· сердечная недостаточность
· миокардит
· панкреатит
· инфаркт миокарда
· шок
· ожоги
· травма и некроз скелетных мышц
· обширные инфаркты
· сердечная недостаточность
Анализ крови АСТ может показать повышение АСТ в крови, если в организме присутствует такое заболевание, как:
· инфаркт миокарда
· вирусный, токсический, алкогольный гепатит
· стенокардия
· острый панкреатит
· рак печени
· острый ревмокардит
· тяжелая физическая нагрузка
· сердечная недостаточность
20.Известно, что мочевина при концентрации 2 ммоль/л снижает активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) I и II на 20%, а ЛДГ IV и V полностью теряют активность. Как можно использовать данный факт для диагностики инфаркта миокарда и гепатита (заболеваний сопровождающихся цитолизом и некрозом) в лаборатории, которая имеет возможность определить только суммарную активность фермента? Какой тип реакций катализирует ЛДГ? Какой витамин необходим для «работы» фермента?
Ответ: если небольшое уме6ньшение ЛДГ..то активность 1 и 2 уменьшилась.следовательно сердце....если сильно уменьшилась активность ЛДГ..то это пе6чень
В реакциях гликолиза
Для «работы» фермента необходим Витамин В 6
Белки пищи перевариваются (гидролизуются) ферментом желудочного сока пепсином. Назовите класс и подкласс ферментов, к которому относится пепсин. Назовите оптимум рН пепсина. Почему у больных с гипоацидным гастритом нарушается переваривание белков в желудке? Какие белки будут быстрее перевариваться в ЖКТ денатурированные или нативные. Почему? Известно, что пепсин синтезируется в клетках желудка в неактивной форме и становится активным только в полости органа. Опишите механизм регуляции активности данного фермента.
Ответ:
Пепсин относится к классу гидролаз, подкласс- пептидазы. Оптимум рН для пепсина составляет 1,5—2. У больных нарушается переваривание белков в желудке вследствие пониженной кислотности желудочного сока (это и есть гипоацидный гастрит). Денатурированные белки быстрее перевариваются ферментами желудочно-кишечного тракта по сравнению с нативными (даже если понижена кислотность). Железами желудка пепсин вырабатывается в неактивном виде, переходит в активную форму при воздействии на него соляной кислоты. Пепсин действует только в кислой среде желудка и при попадании в щелочную среду двенадцатиперстной кишки становится неактивным. МЕХАНИЗМ: Превращение пепсиногена в пепсин происходит в результате отщепления с N-kонцевого участка пепсиногена несколько пептидов, один из которых играет роль ингибитора. Процесс активации идёт в несколько стадий и катализируется соляной кислотой желудочного сока и самим пепсином (автокатализ). Пепсин обеспечивает дезагрегацию белков, предшествующую их гидролизу и облегчающую его. Как катализатор он обладает протеазным и пептидазным действием.
22. Студент получил образец крови больного для определения активности сывороточной холинэстеразы (ПХЭ). Для проведения анализа он составил инкубационную смесь, которая включала субстрат фермента, сыворотку крови, буфер для поддержания рН (8,4) и индикатор феноловый красный. По истечении времени инкубации реакционная смесь приобрела желтую окраску. Почему? Какую реакцию катализирует данный фермент (назовите субстрат и продукты)? К какому классу и подклассу ферментов он относится? Активность фермента, рассчитанная студентом, оказалось равной 80 мкмоль/мл∙ч (норма 160 – 340 мкмоль/мл∙ч). Почему активность фермента студент выразил в единицах концентрации? С чем может быть связано снижение активность ПХЭ?
Ответ: холинэстераза - класс гидролаз, подкласс - гидролаза эфирных связей. Субстраты - сложные эфиры холина с уксусной, пропионовой или масляной кислотами. Продукты - холин и уксусная кислота. В результате реакции рН среды сдвигается в кислую сторону, что регистрируется с помощью индикатора (фенолового красного), поэтому и пожелтел. Понижение активности связано с аллостерическим ингибированием, т.е. образование
большого кол-ва продуктов, что и, собственно, изменило среду. А то,что касается единиц измерения... Через них проще отслеживать активность фермента
Человек относится к гомойотермным живым организмам. В медицине в некоторых случаях для лечения используют экстремальные температуры. В частности, гипотермические условия используют при продолжительных операциях, особенно на головном мозге и сердце, гипертермические условия используют с целью коагуляции тканей. Объясните правомерность данных подходов с точки зрения биохимика-энзимолога. Какова зависимость скорости ферментативных реакций от температуры?
Ответ: Между температурой и скоростью реакции существует прямая зависимость (чем выше температура, тем выше скорость реакции и наоборот). Клетки мозга и сердца очень чувствительны к гипоксии, а операции на соответствующих органах могут потребовать, хоть и непродолжительной, но остановки кровоснабжения той или иной части органа. Чтобы предотвратить гибель клеток от гипоксии создают гипотермические условия, с целью замедления процессов метаболизма, в т.е. ферментативных процессов (это позволяет уменьшить потребление кислорода клетками и уменьшить образование токсинов).
При операциях в той или иной степени нарушется целостность ткани, поэтому скорость коагуляции очень важна. Коагуляция тканей- процесс ферментативный, поэтому его скорость прямопорциональна температуре, именно для иного создаются гипертермические условия.
(Собственно сочинение)
24.При исследовании скорости реакции превращения дипептида под действием пептидазы тонкого кишечника были получены следующие результаты: максимальная активность фермента составила 40 мкмоль/мин ∙ мг, Км 0.01ммоль/л. При какой концентрации субстрата скорость реакции составит 10 мкмоль/мин ∙ мг? Дайте определение максимальной скорости реакции, константе Михаэлиса и укажите зависимость между величиной Км и сродством фермента к субстрату. Изменится ли максимальная скорость реакции, если в реакционную смесь добавить конкурентный ингибитор фермента?
Ответ:
Константа Михаэлиса(концентрация субстрата, при которой скорость реакции равна 1/2 от максимальной).
Характеризует сродство фермента к субстрату (чем меньше значение, тем выше сродство). Является величиной постоянной
Максимальная скорость реакции: высокой концентрации субстрата и низком значении KSскорость реакции.
U= Vm*S\S+Km
Vm= 40 мкмоль/мин ∙ мг Km= 10 мк моль/л U= 10 мкмоль/мин ∙ мг S-?
10= 40x\10+x
X= 3,3?
Нет, (ПОЧЕМУ?)
Студент изучал влияние различных концентраций АТФ и АДФ на скорость изоцитратдегидрогеназной реакции, соблюдая оптимум рН и температуры среды инкубации. Как вы думаете, какие результаты мог получить студент? Объясните механизм влияния данных нуклеотидов на активность фермента. Какой вывод об особенности строении фермента можно сделать? Охарактеризуйте положение фермента в классификаторе
Ответ: Изоцитрат-дегидрогеназная реакция аллостерически активируется АДФ, при повышении концентрации АТФ скорость снижается.Фермент аллостерически активируется АДФ и Са++, поскольку имеет аллостерические центры связывания АДФ и Са++на каждой субъединице.
Изоцитратдегидрогеназа, олигомерный фермент, состоит из 8 субъединиц. Присоединение изоцитрата к первой субъединице вызывает кооперативное изменение конформации других, увеличивая скорость присоединения субстрата. Фермент аллостерически активируется АДФ и Са2+, которые присоединяются к ферменту в разных аллостерических центрах. В присутствии АДФ конформация всех субъединиц меняется таким образом, что связывание изоцитрата происходит значительно быстрее. Таким образом, при концентрации изоцитрата, которая существует в митохондриальном матриксе, небольшие изменения концентрации АДФ могут вызвать значительное изменение скорости реакции. Увеличение активности изоцитратдегидрогеназы снижает концентрацию цитрата, что, в свою очередь, уменьшает ингибирование цитратсинтазы продуктом реакции. При повышении концентрации NADH активность фермента снижается.
Гиалуронидаза широко применяется в медицине вместе с препаратами для местной анестезии. Субстрат фермента гиалуроновая кислота – компонент межклеточного матрикса. Реакцию какого типа катализирует данный фермент? Какова цель использования фермента в составе анестетиков?
Ответ: Гиалуронидаза – фермент (точнее группа ферментов), способный расщеплять гиалуроновую кислоту до олигомеров (низкомолекулярных фрагментов) (рис. 1). В организме человека идентифицировано несколько типов гиалуронидазы, как в цитоплазме клеток, так и во внеклеточном матриксе. Согласованная работа этих ферментов способствует поддержанию оптимального баланса ГК в соединительной ткани. Гиалуронидазы синтезируются не только в организме человека – это поистине универсальный фермент. Большинство функций, которые выполняют гиалуронидазы, связаны с их способностью повышать проницаемость тканей за счет снижения вязкости межклеточного матрикса. Гиалуронидаза является компонентом ядовитого секрета некоторых животных, поскольку за счет снижения вязкости межклеточного матрикса тканей и повышения проницаемости капилляров облегчается распространению токсина из места укуса. Это же эффект, «подсмотренный» в природе, активно используется в медицине, когда гиалуронидаза вводится в ткани совместно с препаратами, например, местных анестетиков, способствуя их распространению в тканях при инфильтрационной анестезии.
+ Тип I. Гиалуронидазы тестикулярного типа (гиалуронат-эндо-β-N-ацетилгексозаминидазы, КФ 3.2.1.35)
Тип Ia. Собственно тестикулярная гиалуронидаза. Содержится в семенниках и в сперме млекопитающих, молоках рыб.
Тип Ib. Лизосомальная гиалуронидаза. Содержится в лизосомах клеток различных тканей (печень, синовиальная ткань и др.), а также в некоторых физиологических жидкостях (сыворотка крови, синовиальная жидкость и др.)
Тип Ic. Субмандибулярная гиалуронидаза. Содержится в слюне и слюнных железах млекопитающих, в пчелином и змеином ядах.
Студент получил образцы крови для определения активности кислой и щелочной фосфатазы. Для проведения анализа он составил 2 инкубационные смеси, которые включали субстраты ферментов, сыворотку крови и буфер (рН 5). Проанализируйте правильность составления инкубационной смеси для каждого фермента. Какую ошибку на ваш взгляд допустил студент? Результаты активности какого фермента окажутся неверными? Как влияет величина рН на активность ферментов? Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты?
Ответ: Оптимум рН кислой фосфатазы лежит в кислой среде (рН 5,0-5,5)
А для ЩФ составляет 8,6-10,1. В данной кислой смеси активность ЩФ будет понижена.
Влияние изменений рН среды на молекулу фермента заключается в воздействии на состояние и степень ионизации кислотных и основных групп. При резких сдвигах от оптимума рН среды ферменты могут подвергаться конформационным изменениям, приводящим к потере активности вследствие денатурации или изменения заряда молекулы фермента.
Тип реакции - гидролиз сложных эфиров фосфорной кислоты. ЩФ много в печени, КФ - в предстательной железе.
Студент получил образцы крови для определения активности кислой и щелочной фосфатазы. Для проведения анализа он составил 2 инкубационные смеси, которые включали субстраты ферментов, сыворотку крови и буфер (рН 9). Проанализируйте правильность составления инкубационной смеси для каждого фермента. Какую ошибку на ваш взгляд допустил студент? Результаты активности какого фермента окажутся неверными? Как влияет величина рН на активность ферментов? Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты?
Ответ: Щелочная фосфатаза- фермент, относящийся к группе гидролаз и катализирует реакцию отщепления фосфорной кислоты от её органических соединений, действует в щелочной рН среде=9
Кислая фосфатаза- фермент, относящийся к группе гидролаз и катализирует реакцию гидролиза органических эфиров фосфорной кислоты, действует в кислой рН среде, от 4до 6. Студент допустил следующую ошибку: он взял рН среду, в которой активным будет только щелочная фосфатаза. Результаты активности кислой фосфатазы окажутся неверными
Препараты фестал, мезим, панкреатин и др. широко используют в заместительной энзимотерапии желудочно-кишечных заболеваний, сопровождающихся снижением активности пищеварительныого сока. Какие ферменты содержат данные препараты? К какому классу и подклассу ферментов они относятся?
Ответ: Данные препараты являются ферментными препаратами. Они компенсируют недостаточность внешнесекреторной функции поджелудочной железы и способствуют улучшению процессов пищеварения. Входят в состав препаратов (панкреатина) – ферменты амилаза, липаза и протеаза облегчают переваривание углеводов, жиров и белков, что способствует их более полному всасыванию в верхних отделах кишечника. Ферменты относятся к классу гидролаз. Подклассы:
-амилаза – гликозидазы
-липазы – эстеразы
Протеазы – пептидазы. Препараты поджелудочной железы стимулируют выделение собственных ферментов поджелудочной железы при их недостатке.
При недостатке витамина В6, который участвует в синтезе гема, развивается анемия. В диагностических целях в данном случае определяют аминотрансферазнуюактивность сыворотки крови. Почему? Как может измениться результат анализа у этих больных? Какую реакцию катализируют аминотрансферазы? Почему в плазме крови в норме определяется активность внутриклеточных ферментов?
Ответ: При недостатке витамина В6 в сыворотке/плазме крови будут определять активность аланинаминотрансферазы. Вит.В6 участвует в синтезе гема. Так как гем является простетической группой гемоглобина(небелковой), а гемоглобин- это белок, то аминотрансферазы участвуют в переносе его аминогрупп, а если содержание витамина В6 будет понижено, следственно, содержание гемоглобина будет тоже понижено и будет развиваться анемия. При недостатке вит. В6 активность АлТ в сыворотке/плазме будет понижена. Данный фермент катализируюет реакцию переноса функциональных групп (в данном случае пептидных).
В плазме крови в норме определяется активность внутриклеточных ферментов для того, чтобы определить в норме содержится фермент или его содержание повышено, так как внутриклеточные ферменты выполняют свою функцию внутри клеток и их содержание в плазме небольшое, но при патологических изменениях оно увеличивается.
Лаборатория может определять активность различных изоформкреатинкиназы, лактатдегидрогеназы, а также псевдохолинэстеразы,аланин (аспартат)аминотрансферазы, кислой фосфатазы, щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы. Определение активности каких из перечисленных ферментов и их изоформ можно использовать для диагностики заболеваний миокарда? Ответ поясните. Какой тип реакции катализируют выбранные ферменты? Почему для решения вопроса о локализации патологического процесса необходимо определять активность отдельных изоформ, а не суммарную активность фермента?
Ответ: ЛДГ 1 и 2 преобладают в сердце и корковом в-ве почек. Одновременное повышение КФК (МВ) может говорить о патологии миокарда. Повышение АЛТ и АСТ стоит ожидать, т.к. они тоже выделятся в кровь при повреждении миокарда. В сердце преобладает АСТ. Коэффициент Де Ритиса увеличится (>2 при норме 0.91-1.75). КФК катализирует пренос фосфатных групп, ЛДГ – расщепление лактата, АСТ и АЛТ – перенос аминогрупп аспартата и аланина соответственно (превращение а-аминокислот в кетокислоты). Потому, что разные изоформы отвечают за разные патологии различных органов (например: ЛДГ-1-признак патологии сердца, а ЛДГ-5 – печени…..).
Лаборатория располагает возможностью определения активности различных изоформкреатинкиназы, лактатдегидрогеназы, псевдохолинэстеразы, аланин (аспартат)аминотрансферазы, кислой фосфатазы, щелочной фосфатазы, гамма-глутамилтранспептидазы. Назначьте биохимическое (энзимологическое) обследование больному с подозрением на заболевания печени, сопровождающиеся цитолизом. К какому классу относятся выбранные для диагностики ферменты?
Ответ: Повышение уровня АСТ в сыворотке, ЛДГ-1 и КФК-МВ говорит о пат.процессе в миокарде. АЛТ может измениться незначительно, т.к. в сердце преобладает АСТ. КФК катализирует пренос фосфатных групп, ЛДГ – гидролитическое расщепление лактата, АСТ и АЛТ – перенос аминогрупп аспартата и аланина соответственно. ЛДГ-5 локализуется в скелетной мускулатуре и печени. АЛТ – в печени. Аргиназа, гистидаза – также в печени. Повышение уровня в сыворотке этих ферментов говорит о патологии печени. Активность ПХЭ уменьшится – т.к. снизится белково-секреторная ф-я печени. Уровень АСТ часто повышается в 20 - 50 раз при заболеваниях печени, сопровождающихся некрозом.
ЛДГ катализирует гидролитическое расщепление лактата, аргиназа - гидролизует аргинин до орнитина и мочевины, гистидаза – гидролиз гистидина. ПХЭ – расщепляет ацетилхолин, АЛТ – перенос аминогруппы аланина.
В крови больного повышена активность аспартатаминотрансферазы и лактатдегидрогеназыI. Следует ли ожидать в данном случае изменения активности аланинаминотрансферазы и псевдохолинэстеразы? Ответ поясните. Какие реакции катализируют указанные ферменты?
Ответ:
Так как повышены АСТ и ЛДГ 1, то это свидетельствует о патологии сердечной мышцы (напр. Инфаркте миокарда). В основе лабораторной диагностики инфаркта миокарда лежат биохимические анализы крови. Диагностическое значение имеет анализ активности аспартатаминотрансфераза АСТ, лактатдегидрогеназы ЛДГ и ее изоферментов, креатинфосфокиназы КФК и ее изофермента MB. Инфаркт миокарда – это некроз (гибель) участка сердечной мышцы, в результате которого в кровь выделяются ферменты АЛТ и АСТ. Таким образом, при инфаркте миокарда в крови повышается как уровень АЛТ, так и АСТ, но АСТ повышена сильнее (АЛТ преобладает в печени, а АСТ — в миокарде. Так, при инфаркте миокарда, активность АСТ в крови возрастает в 8-10 раз, тогда как АЛТ только — в 1,5-2 раза). При инфаркте миокарда резкое снижение активности холинэстеразы отмечают к концу первых суток заболевания, что обусловлено шоком, приводящим к тяжёлому повреждению печени.
Катализируют реакции трансаминирования:
АЛАНИ