- •Основы регуляции метаболизма у микроорганизмов (специальность "Микробиология")
- •Занятие 1
- •1. Подготовка бактериальных клеток к анализу
- •1.1 Интактные клетки
- •1.1.1 Растущие клетки
- •1.1.2 Покоящиеся клетки
- •1.1.3 Голодающие покоящиеся клетки
- •1.2 Проницаемость клеток
- •1.2.1 Обработка растворителями
- •1.2.2 Обработка хелатообразующими агентами
- •1.3 Препараты дезинтегрированных клеток
- •1.3.1 Разрушение клеток под действием осмотических сил
- •1.3.2 Дезинтеграция
- •2. Методы изучения метаболической активности микроорганизмов
- •2.1 Экспериментальные условия
- •2.1.1 Изменяющиеся условия эксперимента
- •2.1.2 Подавление активности
- •2.1.3 Конкурентные побочные реакции и сопряженный анализ
- •2.1.4 Общие замечания
- •2.2. Общие меры по стандартизации
- •2.3 Общие методики
- •3. Решение расчётных задач
- •1. Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов. Регуляция активности ферментов
- •1.1 Методы изучения аллостерической регуляции метаболизма микроорганизмов.
- •1.1.1 Простое ингибирование конечным продуктом
- •1.2 Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов с помощью ковалентной модификации ферментов
- •1.2.1 Аденилирование
- •2. Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов. Регуляция синтеза ферментов
- •2.1 Индукция синтеза бактериальных ферментов
- •2.2 Репрессия бактериальных ферментов конечным продуктом реакции (орнитин - карбамоилтрансфераза)
- •2.4 Индукция плюс репрессия (lac-оперон)
- •3. Решение расчётных задач
- •1 Анализ путей метаболизма
- •1.1 Общие методы
- •1.1.1 Идентификация промежуточных продуктов
- •1.1.2 Использование ингибиторов метаболизма
- •1.1.3 Использование аналогов субстрата
- •1.1.4 Одновременная адаптация
- •1.1.5 Использование клеточных экстрактов
- •1.1.6 Использование радиоизотопов
- •1.1.7 Использование индуцированных ауксотрофов
- •1.2 Баланс изотопного углерода
- •1.2.1 Общие замечания
- •1.2.2 Определение неиспользованного субстрата
- •1.2.3 Определение ассимилированного 14с
- •1.2.4 Определение негазообразных конечных продуктов
- •1.2.5 Расчет и определение баланса
- •1.3 Наличие ключевых ферментов
- •2.1 Проницаемость бактерий
- •2.1.1 Методика измерения
- •2.1.1.1 Отмывание клеток
- •2.1.1.2 Центрифугирование клеток
- •2.1.1.3 Измерение веса и объема осадка
- •2.1.1.4 Смешивание клеток с раствором и инкубирование
- •2.1.1.5 Повторное центрифугирование
- •2.1.1.6 Определение концентраций растворенного вещества
- •2.1.2 Определение межклеточного пространства
- •2.2. Транспорт веществ в клетки бактерий
- •2.2.1 Методика анализа
- •2.2.1.1 Подготовка клеток
- •2.2.1.2 Смешивание клеток с раствором и инкубирование
- •2.2.1.3 Отбор проб и разделение
- •2.2.1.4 Отмывка клеток
- •2.2.1.5. Удаление клеток и их анализ на содержание исследуемого вещества
- •2.2.2. Общие замечания
- •2.3. Специальные методы изучения регуляции метаболизма
- •2.3.1. Определение протонодвижущей силы
- •2,3Rt/f[log(с1ввешн)/(с1внутр)],
- •2.3.2 Осмотически чувствительные клетки
- •2.3.3 Применение неметаболизируемых аналогов субстратов для раздельного изучения транспорта и метаболизма у бактерий
- •2.3.5 Мембранные везикулы
- •3. Решение расчётных задач
- •2,3Rt/f[log(с1ввешн)/(с1внутр)],
- •Библиографический список
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Биологический факультет
Кафедра микробиологии
Е.В.Чеботарёв
Основы регуляции метаболизма у микроорганизмов (специальность "Микробиология")
Методические указания к практическим занятиям
Киров 2005
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
Порядок проведения занятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4 |
1 Методы изучения метаболической активности микроорганизмов. Подготовка клеток к анализу. Методы измерения активности ферментов. Расчётные задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2 Методы изучения регуляции метаболизма микроорганизмов. Регуляция активности и синтеза ферментов. Расчётные задачи . . . . . . . . . . . . . |
12 |
3 Анализ путей метаболизма микроорганизмов. Методы изучения регуляции проницаемости клеток и скорости транспортных процессов. Расчётные задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
19 |
Приложение 1. Примеры расчётных задач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
33 |
Приложение 2. Контрольные работы по теоретическому курсу. |
41 |
Приложение 3. Контрольные работы по кинетике ферментов. |
49 |
Приложение 4. Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
61 |
ВВЕДЕНИЕ
Освоение дисциплины "Основы регуляции метаболизма микроорганизмов" является важным этапом подготовки специалистов - микробиологов и инженеров - биотехнологов.
Цель преподавания - ознакомить студентов с основными понятиями и закономерностями регуляции метаболизма микроорганизмов с учетом новейших достижений фундаментальной и прикладной науки.
Задачей практических занятий является изложение методологических подходов к решению научных проблем изучения регуляции метаболизма микроорганизмов, закрепление студентами теоретического материала в процессе коллективного обсуждения и анализа методологии практических работ с культурами микроорганизмов и ферментными препаратами, а также решение расчётных задач по кинетике ферментативных реакций.
Практические занятия дисциплины должны содействовать закреплению студентами теоретических знаний и дополнению их специальными знаниями в области методологии исследовательских и лабораторно - производственных работ с культурами микроорганизмов и ферментными препаратами.
Курс лекций и практических занятий проводится в 7 семестре после получения студентами фундаментальной подготовки по теоретическим разделам биохимии, биофизики и микробиологии, цитологии микроорганизмов, основам генетики, энзимологии и биотехнологии, прикладной молекулярной биологии.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ
1 Вводная часть - 5 минут.
2 Разбор основных терминов и определений по теме занятия - 10 минут.
3 Собеседование по учебным вопросам - 45 минут.
4 Решение расчётной задачи - 25 минут.
5 Подведение итогов занятия - 5 минут.