Модуль і: Введение в метаболизм Практическое занятие №2 Тема «Физико-химические свойства ферментов их биологическое и медицинское значение: Кинетика ферментативных реакций»

Мотивация изучения темы. Количественная оценка активности ферментов в биологических жидкостях (кровь, слюна, моча) широко используется в клинической практике для диагностики заболеваний. Зависимость активности ферментативных реакций от рН среды имеет большое значение для организма как один из факторов неспецифической регуляции активности ферментов и метаболизма в целом. Отклонение рН биологической жидкости или клеточного компартмента от оптимума в кислую или щелочную сторону влечет за собой снижение активности ферментов, а, следовательно, изменение метаболизма. Знание оптимумов рН индивидуальных ферментов важно для определения активности ферментов in vitro, а также для коррекции их активности при нарушении кислотно-основного состояния организма. Термозависимость ферментативных реакций также используется в практической деятельности врача. Так, искусственное охлаждение организма (гипотермия) или отдельных его органов используется в клинике для проведения кардиохирургических операций и операций по пересадке органов. Снижение температуры тела замедляет скорость ферментативных реакций, это позволяет снизить расход энергетических веществ и более длительно сохранить жизнеспособность организма или трансплантируемого органа. Повышение температуры тела (лихорадочное состояние), например, при инфекциях, ускоряет биохимические реакции, катализируемые ферментами. Искусственная гипертермия является составным компонентом терапии ряда хронических инфекционных и онкологических заболеваний.

Общая цель:изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности060105 Медико-профилактическое(ПК-31) через изучение механизма действия ферментов, знакомство с принципами качественного обнаружения и количественного определения активности ферментов.

Конкретные цели и задачи.

После изучения темы студент должен:

«Знать»

• Основы классификации ферментов, классы ферментов, примеры катализируемых ферментами реакций.

• Основы ферментативной кинетики.

• Единицы активности ферментов и способы их определения.

• Виды специфичности ферментов

«Уметь»

• Представлять график зависимостиактивность ферментов от рН среды и температуры

• Устанавливать принадлежность ферментов к определённому классу,называть ферменты, исходя из класса и субстрата или продукта реакции.

«Владеть» терминологией: фермент-субстратный комплекс, специфичность ферментов, максимальная скорость реакции - V_max , константа Михаэлиса - K_m, удельная активность фермента, субстратная специфичность фермента, специфичность действия фермента.

Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы. Общая химия:основы кинетики химических реакций

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Механизм действия ферментов (теории Фишера, Кошланда, переходных соединений). Понятие о фермент-субстратном комплексе.

2. Стадии ферментативного катализа.

3. Субстратная специфичность ферментов (абсолютная, групповая, стереоспецифичность).

4. Специфичность пути превращения.

5. Классификация и номенклатура ферментов.

6. Кинетика ферментативных реакций и их параметры: максимальная скорость реакции - V_max , константа Михаэлиса - K_m.

7. Принципы качественного обнаружения и количественного определения активности ферментов; единицы активности (единица фермента, удельная активность фермента, молярная активность).

8. Неспецифическая регуляция активности ферментов: влияние температуры, рН среды, концентрации субстрата, концентрации фермента.