(ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ)
и научной работе
Направленность (профиль) Ветеринарно-санитарная экспертиза сырья и продуктов животного и растительного происхождения
(<Курс>.<Семестр на курсе>)
Направленность (профиль) Ветеринарно-санитарная экспертиза сырья и продуктов животного и растительного происхождения, одобренный Ученым советом ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ от 26.03.2024 г., протокол № 12.
ции
ракт.
подг.
Предмет «Энзимология» его цели и задачи, значение. История развития, вклад отечественных и зарубежных ученых в развитие энзимологии. Перспективы развития энзимологии. Роль ферментов в биогенных системах. Многообразие ферментов, их общие и специфические свойства. /Лек/
Круглый стол.
Иерархия структур ферментов. Простые и сложные ферменты. Уровни структурной организации ферментов. Первичная, вторичная, третичная структура ферментов, связи участвующие в формировании этих структур и методы изучения. Доменная структура и её роль в функционировании. Четвертичная структура ферментов. Особенности строения и функционирования олигомерных ферментов. Кооперативные эффекты. Методы изучения олигомеров. Биологическая роль олигомерной структуры. /Лек/
Общий механизм ферментативного катализа. Многостадийность ферментативной реакции. Проблема понижения свободной энергии переходного состояния. Образование фермент-субстратного комплекса. Последовательные этапы катализа: сближение и необходимая ориентация реагентов, удаление молекул воды, стабилизация переходного состояния, перенос группы, высвобождение продукта. Модель Фишера и индуцированного соответствия. /Лек/
Собеседование.
Особенности каталитического действия ферментов. Стабилизация продуктивного переходного состояния. Подтверждение значения стабилизации переходного состояния методами белковой инженерии. Абзимы - антитела, обладающие каталитической активностью. Предстационарная и стационарная фазы ферментативного процесса. Понятие начальной скорости. Роль необратимых реакций в стратегии метаболизма. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Отклонение от уравнения Михаэлиса-Ментен. /Лек/
Характеристики метаболических путей: пространственная локализация ферментов, компартментализация, ткане- и органоспецифичность. Понятие о ключевых ферментах. Регуляция количества молекул фермента изменением скорости синтеза, активации и распада. Регуляция скорости ферментативной реакции доступностью субстратов и кофакторов/коферментов. Ассоциация/диссоциация ферментов в регуляции их активности. Регуляция ковалентной модификацией. Аллостерическая регуляция. Регуляция по принципу обратной связи. /Лек/
Особенности выделения и получения ферментов из растительного, животного сырья и микроорганизмов. Экстрагирование ферментов и концентрирование ферментных растворов. Высаливание и осаждение органическими растворителями. Мембранные методы очистки ферментных растворов. Разделение и очистка ферментов хроматографическими методами. Препаративный электрофорез. Иммобилизованные ферменты. Получение иммобилизованных ферментов. Преимущества и недостатки иммобилизованных ферментов. /Лек/
1.Общая характеристика катализаторов.
2. Дать определение ферментам.
3. Общие свойства ферментов и других катализаторов.
5. Молекулярное строение ферментов, изоферменты.
6. Строение активного центра.
7. Контактный участок.
8. Каталитический участок.
9. Строение и значение аллостерического центра.
10. Теория индуцированного соответствия субстрата активному центру фермента.
11. Механизм действия ферментов.
12. Порядок и молекулярность ферментативной реакции.
13. Теория Михаэлиса-Ментен.
14. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата.
15. Константа Михаэлиса и максимальная скорость реакции.
16.Определение кинетических констант методом Лайнуивера и Берка.
17. Зависимость скорости реакции от температуры.
18. Зависимость скорости реакции от рН.
19. Небелковые компоненты ферментов: ионы металлов, коферменты.
20. Строение и механизм действия кофермента А.
21. Строение и механизм действия кофермента НАД.
22. Строение и механизм действия кофермента ФАД.
23. Строение и механизм действия пиридоксальфосфата.
24. Строение и механизм действия тиаминдифосфата.
25. Активаторы ферментов и механизм их действия.
26. Строение глутатиона и его роль в регуляции активности ферментов.
27. Ингибиторы ферментов.
28. Виды ингибирования.
29. Механизм конкурентного ингибирования и его значение.
30. Классификация и номенклатура ферментов.
31. Характеристика трансфераз.
32. Характеристика гидролаз.
33. Характеристика оксидоредуктаз.
34.Характеристика лиаз.
35. Характеристика синтетаз.
36. Характеристика изомераз.
37. Методы выделения ферментов.
38. Методы определения активности ферментов.
39. Единицы активности ферментов.
40. Применение ферментов в пищевых технологиях.
Тема 1. Научные и практические аспекты энзимологии
Вопросы на проверку знаний
1. Место энзимологии среди других научных направлений.
2. Связь энзимологии с химическими и биологическими дисциплинами.
3. Строение и состав биологических клеток.
4. Строение и функции биологических мембран, их роль в компартментализации разнонаправленных биохимических процессов в тканях.
5. Локализация ферментов в клетках и тканях живых организмов.
6. История открытия и изучения ферментов.
7. Роль ферментов в живых системах и в пищевом сырье.
8. Условия функционирования ферментов в клеточных и бесклеточных биологических системах.
Вопросы на проверку понимания
1. Какое место занимает в настоящее время «Энзимология».
2. Скажите, какую связь имеет «Энзимология» с химическими и биологическими дисциплинами.
3. Что вы представляете о строении и составе биологических клеток.
4. Какую роль играют ферменты в живых системах и в пищевом сырье
5. Что вы представляете о строении и функции биологических мембран, их роли в компартментализации разнонаправленных биохимических процессов в тканях.
Тема 2. Структурная организация ферментов
Вопросы на проверку знаний
1. Химическая природа ферментов.
2. Молекулярная структура ферментов.
3. Активный и аллостерический центры. Контактный и каталитический участки активного центра.
4. Функциональные отличия ферментов от низкомолекулярных катализаторов.
5. Проферменты. Апоферменты и простетические группы сложных ферментов.
6. Коферменты, кофакторы и их роль в каталитическом процессе.
7. Мультимолекулярные ферментные комплексы. Изоферменты и их биологическое значение.
Вопросы на проверку понимания
2. Что вы знаете об активных и аллостерических центрах и контактных и каталитических участках активного центра.
3. Что такие Проферменты. Апоферменты и простетические группы сложных фер-ментов.
4. Коферменты, кофакторы и их роль в каталитическом процессе.
5. Мультимолекулярные ферментные комплексы. Изоферменты и их биологическое значение.
6. Что такое роль ограниченного протеолиза в активации ферментов.
7. Как получают ферменты в очищенном виде.
Тема 3. Механизм действия ферментов. Кинетика ферментативного катализа.
Вопросы на проверку знаний
1. Что представляет теория катализа.
2. Отличительные черты ферментативного катализа.
3. Как образуются фермент-субстратные комплексы.
4. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата.
5. Численное значение константы Михаэлиса и ее практическое значение.
6. Определение константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции по методу Лайнуивера – Берка
Вопросы на проверку понимания
1. Что означает катализ?
2. Какие отличительные черты ферментативного катализа вы знаете?.
3. В чем заключается эффективность действия ферментов?
4. Как вы понимаете образование фермент-субстратных комплексов?
5. В чем заключается теория Михаэлиса – Ментен.
6. Как определяют константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции по ме-тоду Лайнуивера – Берка.
7. Как определяют численное значение константы Михаэлиса и ее практическое значение.
Тема 4. . Влияние температуры и рН среды на активность ферментов.
Вопросы на проверку знаний
1. В чем заключается энергия химической реакции.
2. Уравнение Аррениуса.
3. Энергетический барьер реакции и энергия активации неферментативных и ферментативных реакций.
4. График зависимости активности фермента от температуры раствора.
5. Температурный оптимум ферментативной реакции.
6. Термостабильные и термолабильные ферменты.
7. Зависимость скорости реакции от значения рН раствора.
8. Влияние рН на заряд ионогенных групп в молекулах белка.
9. Изменения структуры фермента и реакционноспособности активного центра при разных значениях рН. Оптимальное значение рН для ферментов и его биологическое значение.
10. Энзимоэлектрофорез.
Вопросы на проверку понимания
1. В чем заключается уравнение Аррениуса?
2. Как вы понимаете, энергетический барьер реакции и энергия активации неферментативных и ферментативных реакций.
3. В чем разница и термостабильных и термолабильных ферментов?
4. Как влияет кристаллизация воды на активность ферментов.
5. Влияние рН на заряд ионогенных групп в молекулах белка.
6. Изменения структуры фермента и реакционноспособности активного центра при разных значениях рН.
7. Оптимальное значение рН для ферментов и его биологическое значение.
Тема 5. Регуляция активности ферментов.
Вопросы на проверку знаний
1. Активность нативных ферментов.
2. Роль третичной и четвертичной структур молекулы фермента.
3. Специфические факторы, повышающие активность ферментов.
4. Классификация, механизмы действия ферментов.
5. Роль анионов и катионов металлов в активации ферментов.
6. Механизм активирующего действия восстановленного глютатиона на тиоловые ферменты.
7. Аллостерическая регуляция активности фермента, действие промежуточных и конечных продуктов реакции.
8. Регуляция скорости многоэтапных биохимических процессов путем обратной отрицательной связи.
9. Ингибиторы ферментов: классификация, механизмы действия.
10. Обратимые и необратимые ингибиторы.
11. Конкурентное и аллостерическое ингибирование ферментов.
12. Белковые ингибиторы ферментов.
13. Ковалентная модификация структуры и активности ферментов.
Вопросы на проверку понимания
2. В чем заключается роль третичной и четвертичной структур молекулы фермента?
3. Как повышают активность ферментов специфические факторы?
4. Как вы понимаете механизмы действия ферментов.
5. Что такое ингибиторы ферментов: классификация, механизмы действия.
6. Как регулируют скорости многоэтапных биохимических процессов путем обрат-ной отрицательной связи?
7. В чем заключается роль белковых ингибиторов ферментов?
8. Как формируется ковалентная модификация структуры и активности ферментов.
Тема 6 Классификация, номенклатура и методы определения активности ферментов.
Вопросы на проверку знаний.
1. Принципы классификации ферментов. Шифр фермента.
2. Характеристика класса оксидоредуктаз.
3. Подклассы, наиболее важные представители и энергетическое значение катали-зируемых оксидоредуктазами реакций.
4. Механизмы реакций ферментативного окисления и восстановления субстратов.
5. Характеристика класса трансфераз.
6. Важнейшие представители этого класса и механизмы их действия.
7. Биологическое значение трансферазных реакций. Коферменты трансфераз.
8. Характеристика класса гидролаз.
9. Роль реакций гидролиза в процессах катаболизма, протекающих в живых тканях и в пищевом сырье.
10. Особенности строения и механизмы действия гидролаз.
11. Характеристика класса лиаз.
12. Особенности каталитического действия.
13. Важнейшие представители лиаз.
14. Характеристика класса изомераз. Роль реакций изомерного превращения в био-логических процессах.
15. Механизм действия изомераз, примеры реакций.
16. Синтетазы. Механизмы действия. Зависимость от источников энергии.
17. Значение в процессах анаболизма. Отдельные представители.
18. Принципы и способы количественного определения активности ферментов.
19. Достоинства и недостатки титрометрических методов.
20. Сравнительная оценка спектрофотометрических методов.
21. Принципы спектрофотометрии, приборы, автоматический анализ.
22. Единицы ферментативной активности.
Вопросы на проверку понимания
1. Как классифицируют ферментов? Шифр фермента.
2. Характеризуйте класс оксидоредуктаз?
3. Расскажите, наиболее важных представителей и энергетическом значении ката-лизируемых оксидоредуктазами реакций.
4. Как происходит механизм реакций ферментативного окисления и восстановления субстратов.
5. Характеризуйте класс трансфераз.
6. Приведите важнейших представителей этого класса и механизмы их действия.
7. Биологическое значение трансферазных реакций. Коферменты трансфераз.
8. Расскажите о биологическом значении трансферазных реакций. Коферменты трансфераз.
9. Расскажите о роли реакций гидролиза в процессах катаболизма, протекающих в живых тканях и в пищевом сырье.
10. Особенности каталитического действия ферментов из группы изомераз.
11. Достоинства и недостатки титрометрических методов.
12. Сравнительная оценка спектрофотометрических методов.
13. Принципы спектрофотометрии, приборы, автоматический анализ.
14. Единицы ферментативной активности.
Система знаний по дисциплине «Энзимология» формируется в ходе аудиторных и внеаудиторных (самостоятельных) занятий. Используя лекционный материал, учебники и учебные пособия, дополнительную литературу, проявляя творческий подход, студент готовится к практическим занятиям, рассматривая их как пополнение, углубление, систематизация своих теоретических знаний.
Для освоения дисциплины студентами необходимо:
1. Посещать лекции, на которых в сжатом и системном виде излагаются основы дисциплины: даются определения понятий, законов, которые должны знать студенты; раскрываются закономерности поведения. Студенту важно понять, что лекция есть свое-образная творческая форма самостоятельной работы. Надо пытаться стать активным соучастником лекции: думать, сравнивать известное с вновь получаемыми знаниями, войти в логику изложения материала лектором, следить за ходом его мыслей, за его аргументацией, находить в ней кажущиеся вам слабости. Во время лекции можно задать лектору вопрос, желательно в письменной форме, чтобы не мешать и не нарушать логики проведения лекции. Слушая лекцию, следует зафиксировать основные идеи, положения, обобщения, выводы. Работа над записью лекции завершается дома. На свежую голову (пока еще лекция в памяти) надо уточнить то, что записано, обогатить запись тем, что не удалось зафиксировать в ходе лекции, записать в виде вопросов то, что надо прояснить, до конца понять. Важно
2. Посещать лабораторные, практические занятия, к которым следует готовиться и активно на них работать. Задание к занятию выдает преподаватель. Задание включает в себя основные вопросы, задачи, тесты и рефераты для самостоятельной работы, литературу. Практические занятия начинаются с вступительного слова преподавателя, в котором называются цель, задачи и вопросы занятия. В процессе проведения занятий преподаватель задает основные и дополнительные вопросы, организует их обсуждение. На практических и лабораторных занятиях решаются конкретные задачи по теме работы, разбираются тестовые задания и задания, выданные для самостоятельной работы, заслушиваются реферативные выступления. Студенты, пропустившие занятие, или не подготовившиеся к нему, приглашаются на консультацию к преподавателю. Практические и лабораторные занятия заканчиваются подведением итогов: выводами по теме и выставлением оценок.
3. Систематически заниматься самостоятельной работой, которая включает в себя изучение нормативных документов, материалов учебников и литературы, статей по энзимологии, решение задач, написание докладов, рефератов, эссе. Задания для самостоятельной работы выдаются преподавателем.
4. Под руководством преподавателя заниматься научно-исследовательской работой, что предполагает выступления с докладами на научно-практических конференциях и публикацию тезисов и статей по их результатам.
5. При возникающих затруднениях при освоении дисциплины «Энзимология», для неуспевающих студентов и студентов, не посещающих занятия, проводятся еженедельные консультации, на которые приглашаются неуспевающие студенты, а также студенты, испытывающие потребность в помощи преподавателя при изучении дисциплины.
При изучении дисциплины «Энзимология» следует усвоить:
- ключевые понятия, виды, методы, способы и этапы проведения изучения структуры ферментов;
- порядок формирования аналитических таблиц и пояснительных записок;
- содержание основных законодательных и нормативных актов, прямо или косвенно касающихся деятельности хозяйствующих субъектов.
Требования, предъявляемые к выполнению контрольных заданий. При выполнении контрольных заданий следует:
1. Получить четкий ответ на все вопросы, содержащиеся в контрольном задании.
2. Максимально четко изложить способ выполнения контрольного задания.
3. Оформить задание в соответствии с предъявленными требованиями.
4. По возможности, осуществить проверку полученных результатов.
в 20___ /20___ учебном году
в 20___ /20___ учебном году
в 20___ /20___ учебном году
в 20___ /20___ учебном году
в 20___ /20___ учебном году
в 20___ /20___ учебном году