ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
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.
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 фибрилярные 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, типы. Регуляция количества и активности ферментов.
25. Аллостерическая регуляция активности ферментов, аллостерические ингибиторы и активаторы. Каталитический и регуляторный центры.
26. Четвертичная структура аллостерических ферментов и кооперативные изменения конформации протомеров фермента.
27. Ковалентная модификация ферментов как способ регуляции активности. Регуляция путем фосфорилирования и дефосфорилирования. Участие ферментов в проведении гормонального сигнала.
28. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты. Изменение ферментов в процессе онтогенеза.
29. Изменение активности ферментов при болезнях. Энзимопатии: наследственные и вторичные. Происхождение ферментов крови и значение их определения при болезнях.
30. Применение ферментов для лечения болезней. Применение ферментов как аналитических реагентов при лабораторной диагностике (определении глюкозы, этанола, мочевой кислоты и т.д.). Иммобилизованные ферменты.
31. Обмен веществ, этапы: питание, транспорт, метаболизм, выделение продуктов метаболизма. Органические и минеральные компоненты пищи. Понятие об основных и минорных компонентах.
32. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, суточная потребность, переваривание; частичная взаимозаменяемость при питании.
33. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Незаменимые аминокислоты; пищевая ценность различных пищевых белков. Линолевая кислота – незаменимая жирная кислота.
34. История открытия и изучения витаминов. Классификация витаминов. Функции витаминов.
35. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Примеры.
36. Минеральные вещества пищи. Региональные патологии, связанные с недостаточностью микроэлементов в пище и воде.
37. Понятие о метаболизме и метаболических путях. Ферменты и метаболизм. Понятие о регуляции метаболизма. Основные конечные продукты метаболизма у человека.
38. Эндэргонические и экзэргонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Примеры.
39. Дегидрирование субстрата и окисление водорода (образование Н2О) как источник энергии для синтеза АТФ (дыхательная цепь). НАД- и ФАД-зависимые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы и цитохромоксидаза.
40. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический потенциал.
41. Регуляция цепи переноса электронов (дыхательный контроль). Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Терморегуляторная функция тканевого дыхания.
42. Нарушения энергетического обмена: гипоэнергетические состояния как результат гипоксии, гипо-, авитаминозов и других причин.
43. Образование токсических форм кислорода, механизм их повреждающего действия на клетки. Механизмы устранения токсичных форм кислорода.
44. Катаболизм основных пищевых веществ – углеводов, жиров, белков, этапы. Понятие о специфических и общих путях катаболизма.
45. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Последовательность реакций. Строение пируватдегидрогеназного комплекса, энергетический выход, регуляция.
46. Цикл лимонной кислоты: последовательность реакций и характеристика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.
47. Механизмы регуляции цитратного цикла. Анаболические функции цикла лимонной кислоты. Реакции, пополняющие цитратный цикл.
48. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.
49. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме
50. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Гликолитическая оксиредукция, пируват как акцептор водорода. Субстратное фосфорилирование. Распространение и физиологическое значение этого пути распада глюкозы.
51. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из аминокислот, глицерина и молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
52. Аэробный дихотомический распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов. Этапы, последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз). Энергетический выход дихотомического аэробного распада, регуляция процесса.
53. Распространение и физиологическое значение аэробного распада глюкозы. Использование глюкозы для синтеза жиров в печени и в жировой ткани.
54. Представление о пентозофосфатном пути превращений глюкозы. Окислительные реакции (до стадии рибулозо-5-фосфата). Распространение и суммарные результаты этого пути (образование пентоз, НАДФН и энергетика).
55. Особенности обмена глюкозы в разных органах и клетках: эритроциты, мозг, мышцы, жировая ткань.
56. Свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена в печени и в мышах.
57. Пути распада гликогена в печени и мышцах. Мобилизация гликогена, особенности процесса.
58. Представление о строении и функциях углеводной части гликолипидов и гликопротеинов. Сиаловые кислоты.
59. Наследственные нарушения обмена моносахаридов: галактоземия, непереносимость фруктозы, причины, биохимические нарушения и проявления.
60. Наследственные нарушения обмена дисахаридов: понятие о мальабсорбции. Гликогенозы и агликогенозы.
61. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (структурные липиды). Жирные кислоты липидов тканей человека, особенности.
62. Незаменимые факторы питания липидной природы. Эссенциальные жирные кислоты: w-3- и w-6-кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов.
63. Пищевые жиры и их переваривание. Всасывание продуктов переваривания. Нарушение переваривания и всасывания. Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника.
64. Образование хиломикронов и транспорт жиров. Роль апопротеинов в составе хиломикронов. Липопротеинлипаза.
65. Транспорт жирных кислот в клетку. Химизм реакций b-окисления жирных кислот, энергетический итог, значение процесса
66. Биосинтез жирных кислот, химизм, энергетика, регуляция метаболизма жирных кислот.
67. Биосинтез ненасыщенных жирных кислот.
68. Ацетил-КоА, пути образования, судьба в организме.
69. Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии.
70. Биосинтез жиров в печени из углеводов. Структура и состав транспортных липопротеинов крови.
71. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани. Регуляция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина, глюкагона и адреналина в этих процессах.
72. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, гликоглицеролипиды, гликосфиголипиды), роль этих соединений в процессах жизнедеятельности. Представление о биосинтезе и катаболизме этих соединений.
73. Фософолипиды, строение, основные представители, свойства, биологическая роль. Катаболизм и биосинтез глицеролфосфолипидов в тканях.
74. Основные гликолипиды тканей человека, строение, биологическая роль. Общие представления о биосинтезе и катаболизме сфингогликолипидов.
75. Нарушение обмена нейтрального жира (ожирение), фосфолипидов и гликолипидов. Сфинголипидозы.
76. Строение и биологические функции эйкозаноидов. Биосинтез простагландинов и лейкотриенов.
77. Холестерин как предшественник ряда других стероидов. Представление о биосинтезе холестерина. Написать ход реакций до образования мевалоновой кислоты. Роль гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы.
78. Синтез желчных кислот из холестерина. Конъюгация желчных кислот, первичные и вторичные желчные кислоты. Выведение желчных кислот и холестерина из организма.
79. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерина в крови, образование, роль в обмене холестерина. Гиперхолестеринемия. Биохимические основы развития атеросклероза.
80. Механизм возникновения желчно-каменной болезни (холестериновые камни). Применение хенодезоксихолевой кислоты для лечения желчно-каменной болезни.
81. Общая схема источников и путей расходования аминокислот в тканях. Динамическое состояние белков в организме.
82. Переваривание белков (схема гидролитического расщепления). Общая характеристика протеолитических ферментов пищеварительного канала.
83. Протеиназы желудочно-кишечного тракта: пепсин, трипсин, химотрипсин; проферменты протеиназ и механизмы их превращения в ферменты. Значение процесса.
84. Субстратная специфичность протеиназ. Экзопептидазы и эндопептидазы.
85. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Дать краткую характеристику состава этих соков.
86. Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеиназ для лечения панкреатитов.
87. Катаболизм белков в тканях. Транспорт аминокислот в клетку, пути превращений аминокислот в клетках.
88. Трансаминирование: аминотрансферазы; коферментная функция витамина В6. Специфичность аминотрансфераз.
89. Аминокислоты, участвующие в трансаминировании; особая роль глутаминовой кислоты. Биологическое значение реакций трансаминирования. Определение трансаминаз в сыворотке крови при инфаркте миокарда и болезнях печени.
90. Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот. Биологическое значение.
91. Основные источники аммиака в организме, обезвреживание аммиака в месте образования, транспортные формы аммиака.
92. Роль глутамина в обезвреживании и транспорте аммиака. Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений. Глутаминаза почек; образование и выведение солей аммония.
93. Синтез мочевины, химизм, энергетика процесса. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммонемии.
94. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Синтез креатина, адреналина и фосфатидилхолинов.
95. Метилирование ДНК. Представление о метилировании чужеродных и лекарственных соединений.
96. Источники и образование одноуглеродных групп. Тетрагидрофолиевая кислота и цианкобаломин и их роль в процессах трансметилирования
97. Антивитамины фолиевой кислоты. Механизм действия сульфаниламидных препаратов.
98. Обмен фенилаланина и тирозина. Фенилкетонурия; биохимический дефект, проявление болезни, методы предупреждения, диагностика и лечение.
99. Алкаптонурия и альбинизм: биохимические дефекты, при которых они развиваются. Нарушение синтеза дофамина, паркинсонизм.
100. Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, g-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов.
101. Дезаминирование биогеных аминов (как реакции обезвреживания этих соединений).
102. Обмен безазотистого остатка аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Синтез глюкозы из аминокислот. Синтез аминокислот из глюкозы.
103. Нуклеиновые кислоты, химический состав, строение. Первичная структура ДНК и РНК, связи, формирующие первичную структуру.
104. Вторичная и третичная структура ДНК. Денатурация, ренативация ДНК. Гибридизация, видовые различия первичной структуры ДНК.
105. РНК, химический состав, уровни структурной организации. Типы РНК, функции. Строение рибосомы.
106. Строение хроматина и хромосомы.
107. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов.
108. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов; начальные стадии биосинтеза (от рибозо-5-фосфата до 5-фосфорибозиламина). Инозиновая кислота как предшественник адениловой и гуаниловой кислот.
109. Представление о распаде и биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.
110. Нарушения обмена нуклеотидов. Подагра; применение аллопуринола для лечения подагры. Ксантинурия. Оротацидурия.
111. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Применение ингибиторов синтеза нуклеиновых кислот для лечения злокачественных опухолей.
112. Биосинтез ДНК, субстраты, источники энергии, матрица, ферменты. Понятие о репликативном комплексе. Этапы репликации.
113. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Роль циклинов и циклинзависимых протеинкиназ в продвижении клетки по клеточному циклу.
114. Повреждение и репарация ДНК. Ферменты ДНК-репарирующего комплекса.
115. Биосинтез РНК. РНК полимеразы. Понятие о мозаичной структуре генов, первичном транскрипте, посттранскрипционном процессинге.
116. Биологический код, понятия, свойства кода, коллинеарность, сигналы терминации.
117. Роль транспортных РНК в биосинтезе белков. Биосинтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз.
118. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи. Функционирование полирибосом. Посттрансляционный процессинг белков.
119. Адаптивная регуляция генов у про- и эукариотов. Теория оперона. Функционирование оперонов. Роль энхансеров и сайленсеров в регуляции биосинтеза белка.
120. Понятие о клеточной дифференцировке. Изменение белкового состава клеток при дифференцировке (на примере белкового состава полипептидных цепей гемоглобина).
121. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Молекулярные мутации: типы, частота, значение.
122. Генетическая гетерогенность. Полиморфизм белков в популяции человека (варианты гемоглобина, гликозилтрансферазы, группоспецифических веществ и др).
123. Биохимические основы возникновения и проявления наследственных болезней (разнообразие, распространение).
124. Основные системы межклеточной коммуникации: эндокринная, паракринная, аутокринная регуляция. Роль гормонов в системе регуляции метаболизма. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов.
125. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям
126. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки.
127. Строение, синтез и метаболизм йодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Изменение метаболизма при гипо- и гипертиреозе. Причины и проявление эндемического зоба.
128. Регуляция энергетического метаболизма, роль инсулина и контринсулярных гормонов в обеспечении гомеостаза.
129. Изменения метаболизма при сахарном диабете. Патогенез основных симптомов сахарного диабета.
130. Патогенез поздних осложнений сахарного диабета (макро- и микроангиопатии, нефропатия, ретинопатия, катаракта). Диабетическая кома.
131. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина.
132. Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертонии, отеков, дегидратации.
133. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин). Причины и проявление гипо- и гиперпаратироидизма.
134. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причины и проявление рахита.
135. Строение и секреция кортикостероидов. Изменения катаболизма при гипо- и гиперкортицизме.
136. Регуляция синтеза и секреции гормонов по принципу обратной связи.
137. Половые гормоны: строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез, матки и молочных желез.
138. Гормон роста, строение, функции, нарушения гормональной функции.
139. Метаболизм эндогенных и чужеродных токсических веществ: реакции микросомального окисления и реакции конъюгации с глутатионом, глюкуроновой кислотой, серной кислотой.
140. Металлотионеин и обезвреживание ионов тяжелых металлов. Белки теплового шока.
141. Токсичность кислорода: образование активных форм кислорода (супероксид анион, перекись водорода, гидроксильный радикал).
142. 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) компоненты анитиоксидантной системы.
143. Биотрансформация лекарственных веществ. Влияние лекарств на ферменты, участвующие в обезвреживании ксенобиотиков.
144. Основы химического канцерогенеза. Представление о некоторых химических канцерогенах: полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины, диоксины, митоксины, нитрозамины.
145. Особенности развития, строения и метаболизма эритроцитов.
146. Транспорт кислорода и диоксида углерода кровью. Гемоглобин плода (НbF) и его физиологическое значение.
147. Полиморфные формы гемоглобинов человека. Гемоглобинопатии. Анемические гипоксии.
148. Биосинтез гема и его регуляция. Нарушения синтеза гема. Порфирии.
149. Распад гема. Обезвреживание билирубина. Нарушения обмена билирубина – желтухи: гемолитическая, обтурационная, печеночно-клеточная. Желтуха новорожденных.
150. Диагностическое значение определения билирубина и других желчных пигментов в крови и моче.
151. Обмен железа: всасывание, транспорт кровью, депонирование. Нарушение обмена железа: железодефицитная анемия, гемохроматоз.
152. Основные белковые фракции плазмы крови и их функции. Значение их определения для диагностики заболеваний. Энзимодиагностика.
153. Свертывающая система крови. Этапы образования фибринового сгустка. Внутренний и внешний пути свертывания и их компоненты.
154. Принципы образования и последовательность фукционирования ферментных комплексов прокоагулянтного пути. Роль витамина К в свертывании крови.
155. Основные механизмы фибринолиза. Активаторы плазминогена как тромболитические средства.
156. Антисвертывающая система. Основаные антикоагулянты крови: антитромбин III, макроглобулин, антиконвертин. Гемофилии.
157. Основные мембраны клетки и их функции. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асимметрия, избирательная проницаемость.
158. Липидный состав мембран (фосфолипиды, гликолипиды, холестерин). Роль липидов в формировании липидного бислоя.
159. Белки мембран – интегральные, поверхностные, “заякоренные”. Значение посттрансляционных модификаций в образовании функциональных мембранных белков.
160. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (Na+-К+-АТФаза, Ca2+-АТФаза), пассивный симпорт и антипорт, вторично-активный транспорт.
161. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем – аденилатциклазной и инозитолфосфатной в передаче гормонального сигнала.
162. Коллаген: особенности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры. Роль аскорбиновой кислоты в гидоксилировании пролина и лизина.
163. Особенности биосинтеза и созревания коллагена. Проявления недостаточности витамина С.
164. Особенности строения и функции эластина.
165. Гликозамингликаны и протеогликаны. Строение и функции. Роль гиалуроновой кислоты в организации межклеточного матрикса.
166. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламинин, их строение и функции. Роль этих белков в межклеточных взаимодействиях и развитии опухолей.
167. Структурная организация межклеточного матрикса. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах. Роль коллагеназы при заживлении ран. Оксипролинурия.
168. Важнейшие белки миофибрилл: миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, тропонин, актинин.
169. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения и расслабления.
170. Саркоплазматические белки: миоглобин, его строение и функции. Экстрактивные вещества мышц.
171. Особенности энергетического обмена в мышцах. Креатинфосфат.
172. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия.
173. Химический состав нервной ткани. Миелиновые мембраны: особенности состава и структуры.
174. Энергетический обмен в нервной ткани. Значение аэробного распада глюкозы.
175. Биохимия возникновения и проведения нервного импульса. Молекулярные механизмы синаптической передачи.
176. Медиаторы: ацетилхолин, катехоламины, серотонин, g-аминомаслянная кислота, глутаминовая кислота, глицин, гистамин.
177. Нарушения обмена биогенных аминов при психических заболеваниях. Предшественники катехоламинов и ингибиторы моноаминооксидазы в лечении депрессивных состояний.
178. Физиологически активные пептиды мозга.