Биологическое окисление

Определение понятия "биологическое окисление". История развития представлений о механизме биологического окисления: теория активирования кислорода Шенбайна; перекисная теория Баха; концепция дыхательных хромогенов Палладина и Виланда; открытие явления окислительного фосфорилирования (В.А. Энгельгардт, В.А. Белицер и Е.Т. Цыбакова).

Современные представления о механизмах биологического окисления. Два типа оксидоредуктаз в клетке: а) обеспечивающих дегидрирование субстратов и передачу атомов водорода и электронов на кислород и другие акцепторы; б) катализирующих реакции непосредственного включения в субстрат кислорода (оксигеназы и гидроксилазы).

Характеристика важнейших оксидоредуктаз первого типа: медьсодержащих оксидаз (аскорбатоксидаза, уриказа, цитохромоксидаза); флавопротеинов (оксидаза L-аминокислот, липоилдегидрогеназа, гликолатоксидаза); НАД- и НАДФ- протеинов; желе­зосодержащих переносчиков электронов (негеминовой природы – ферродоксины; геминовой природы – цитохромы). Ансамбли оксидоредуктаз.

Оксигеназы и гидроксилазы. Свойства оксигеназ и механизм их действия. Характеристика гидроксилаз; важнейшие представители фенолаза, фенилаланин-4-гидроксилаза, скваленциклогидроксилаза.

Сопряжение биологического окисления с фосфорилированием. Окислительное фосфорилирование на уровне субстрата и на уровне электронотранспортной цепи. Механизм окислительного фосфорилирования на том и другом уровне. Дыхательная цепь фермен­тов, осуществляющих сопряжение окисления с фосфорилированием. Хемиосмотическая гипотеза сопряжения окисления с фосфорилированием АДФ.

Локализация окислительного фосфорилирования в клетке. Митохондрии, их структура и функции; строение митохондриальной мембраны; структура элементарных частиц. Регуляция окислительного фосфорилирования в митохондриях. Разобщение окисления и фосфорилирования. Свободное окисление; переключение с окисления, сопряженного с фосфорилированием, на свободное окисление. Пероксисомы и системы микросомального окисления.

Энергетический эффект распада углеводов; сопоставление брожения, гликолиза и дыхания по этому показателю. Энергетический эффект окисления триглицеридов и других липидов.

Водный и минеральный обмен

Содержание и распределение воды в организме и клетке. Состояние воды в тканях. Положительный и отрицательный эффект гидратации ионов на степень структурирования воды. Регуляция водного обмена

Минеральный обмен. Участие минеральных веществ в формировании третичной и четвертичной структуры биополимеров. Участие минеральных веществ в ферментативном катализе. Минеральные соединения и обмен нуклеиновых кислот. Роль минеральных элементов в обмене белков. Участие минеральных соединений в обмене липидов и углеводов. Обмен минеральных веществ. Значение минеральных веществ в сельском хозяйстве.

Гормоны

История развития учения о гормонах. Определение понятия "гормоны". Номенклатура и классификация гормонов.

Стероидные гормоны: строение, свойства и функциональная активность кортикостерона, тестостерона, эстрадиола. Механизм действия стероидных гормонов.

Пептидные гормоны: структура и функции. Характеристика важнейших из них (окситоцин, вазопрессин, глюкагон, инсулин, адренокортикотропный гормон, тиреотропин, соматотропный гормон). Механизм действия пептидных гормонов.

Прочие гормоны: адреналин, тироксин, ауксины, гибберелины, простогландины. Их структура, механизм действия.

Применение гормонов в сельском хозяйстве и медицине.