Задания для самостоятельной работы к занятию «Исследование типов биологического окисления»

1. Заполнить таблицу «Типы реакций биологического окисления».

Тип реакции	Схема процесса	Ферменты	Биологическая роль
1
2
3
4

2. Выписать в общем виде уравнения реакций катализируемых пиридин- и флавинзависимыми дегидрогеназами.

 

SH₂ + НАД⁺→

SH₂ + ФАД→

 

Привести активные структуры в молекулах НАД⁺ и ФАД, которые являются акцепторами протонов и электронов в дегидрогеназных реакциях.

 

 

Краткие методические рекомендации к проведению заняття.

На занятии проводится тестовый контроль исходного уровня знаний студентов и его коррекция. Проверяется выполнение домашнего задания. Затем студенты приступают к выполнению лабораторной работы, используя при этом инструкцию.

После выполнения лабораторной работы необходимо оформить протокол,сделать выводы к работе, которые проверяет и контролирует преподаватель.Проводится итоговый тестовый контроль по теме, подводятся итоги работы.

 

 

Инструкция к практическому занятию «Исследование типов биологического окисления».

РАБОТА №1: Открытие альдегиддегидрогеназы в молоке.

Принцип работы: Фермент вырабатывается микроорганизмами, попадающими в молоко извне. По химической природе он относится к флавопротеинам, способным окислять альдегиды, в частности формальдегид. При добавлении к некипяченому молоку формальдегида метиленовой сини альдегиддегидрогеназа окисляет формальдегид в муравьиную кислоту, а освобождающийся при этом водород переносится на метиленовую синь, востанавливая ее в бесцветное соединение.

Материальное обеспечение: кипяченое молоко, не кипяченое молоко, 0,04% раствор формальдегида, 0,01% раствор метиленовой сини, пробирки, пипетки.

Ход работы: В одну пробирку вносять 15 капель кипяченого молока, а в другую – 15 капель не кипяченого. В каждую пробирку вносят по капле 0,4% раствора формальдегида и по капле 0,01% раствора метиленовой сини. Пробирки встряхивают и закрывают пробками, чтобы создать относительные анаэробныеусловия.

Пробирки помещают в термостат при 37º С и отмечают через пять минут постепенное обесцвечивание метиленовой сини.

ВЫВОДЫ:

 

РАБОТА №2 Обнаружение каталазы крови

Принцип работы: Фермент каталаза относится к классу оксидоредуктаз. Этот фермент содержится во всех тканях и жидкос­тях организма, но особенно много его в строме эритро­цитов и печени. В процессе окисления некоторых веществ образуется перекись водорода, ядовитая для орга­низма, которая может в нем накапливаться.

Биологическая роль каталазы заключается в разло­жении вредной для организма перекиси водорода на мо­лекулярный кислород и воду:

2Н₂О₂ 2Н₂О + О₂

каталаза

 

Фермент каталаза содержит гем.

Материальное обеспечение: 3% раствор перекиси водорода, кровь.

Ход работы: В пробирку вносять 10-15 капель 3% Н₂О₂ и 1 каплю крови. Отмечают выделение пузырьков кислорода.

Подпись преподавателя:

 

Приложение 1.

 

Г р а ф логической структуры к теме: «Исследование типов биологического окисления».

 

 

 

 

Метаболизм экзо- и эндогенных соединений

 

 

Механизм антиоксидантного действия

жирорастворимых витаминов

 

		Обнаружение альдегиддегидрогеназы и каталазы крови

 

 

 

Приложение 2

 

ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

И ЭНЕРГИИ. ЦИКЛ АТР-АDР.

Пищевые вещества

1

 

Метаболиты 4 Распад

структурно-

Катаболизм Анаболизм функциональных

2 компонентов

5 7

Энергия

6

Рис.1. Общая схема обмена веществ и энергии.

1 - пищеварение; 2,4- катаболизм; 3- анаболизм; 5- экзергонические реакции; 6,7- эндергонические реакции.

1. Обмен веществ включает три этапа:

1)поступление веществ в организм;

2) метаболизм, или промежуточный обмен;

3) выделение конечных продуктов обмена

 

1.1. Реакции катаболизма сопровождаются выделением энергии (экзергонические реакции), а её использование связано с реакциями анаболизма и физиологической активностью организма (эндергонические реакции).

 

1.2. Центральную роль энергетическом обмене выполняет АТР:

а) в макроэргических связях АТР аккумулируется энергия, выделяемая в процессе катаболизма;

б) энергия АТРиспользуется в реакциях анаболизма и обеспечивает различные виды работы в организме.

 

2. Процессы катаболизма в клетках животных сопровождаются потреблением кислорода, который необходим для реакций окисления. Ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, называются оксидоредуктазами. Их подразделяют на 4 группы:

2.1. Дегидрогеназы катализируют перенос водорода от субстрата (S) на кофермент акцептор (А).

SН₂ + А → S + АН₂ есть: две основные группы дегидрогеназ, которые различаются по используемым коферментам.

2.1.1. Пиридинзавасимые дегидрогеназы (кофермент НАД⁺ или НАДФ⁺). Никотинамид синтезируется в организме из триптофана или поступает с пищей (витамин РР).

2.1.2. Флавиновые дегидрогеназы (кофермент ФАД или ФМН). ФМН и ФАД образуются в организме из рибофлавина (витамин В₂).

2.2. Оксидазы – катализируют перенос электронов от S на молекулярный кислород

SН₂ +1/2О₂ → S + Н₂О SН₂ +О₂ → S + Н₂О₂.

2.3. Оксигеназы катализирует включение кислорода в молекулу органического субстрата. Их подразделяют на две группы, в зависимости от:

-диоксигеназы, количество атомов кислорода, которое взаимодействует с S:

S + О₂→SО₂

- монооксигеназы: S -Н + О₂ + АН₂ → SОН + А + Н₂ О

- гидропероксидазы (пероксидазы и каталазы) катализируют разрушение перекиси водорода. 2Н₂О₂ → 2Н₂О +О₂.

2.4 Свободнорадикальное окисление

Окисление субстратов свободными радикал-анионами: супероксидом О₂^{· -}, Н₂О₂, и наиболее активным радикалом – гидроксил анионом ОН·

Пути образования свободных радикалов;

- Реакции восстановления кислорода до Н₂ О в дыхательной цепи - основной: источник свободных радикалов

 

 

- Некоторые метаболические процессы (микросомальное окисление, распад пуриеовых нуклеотидов, фагоцитоз идр.)

Свободные радикалы вызывают образование органических гидропероксидов (ROOH) ДНК, белков и липидов.

 

Приложение 3