III. Задачи и упражнения по теме: «Белки. Ферменты. Гормоны»

1. Предположите, какой принцип положен в основу диагностики заболеваний органов человека с помощью определения активности ферментов в крови. Почему, выявляя активность некоторых ферментов в крови, можно поставить диагноз больному (например, инфаркт миокарда, гепатит и т.п.)? Приведите примеры таких ферментов.

2. Сохранение сладкого вкуса кукурузы. Сладкий вкус зёрен в свежесобранных початках кукурузы обусловлен высоким содержанием в них сахара. Кукуруза, которую продают через несколько дней после сбора, имеет более низкую сахаристость, так как около половины свободного сахара в зёрнах превращается в крахмал в течение одного дня хранения. Чтобы сохранить сладкий вкус свежесобранной кукурузы, очищенные початки помещают на несколько дней в кипящую воду (бланшируют), а затем охлаждают в холодной воде. Кукуруза, обработанная таким образом и хранящаяся в замороженном виде, сохраняет свой сладкий вкус. В чём, по Вашему мнению, биологическая основа такой технологии?

3. В левой части страницы выпишите столбиком названия и буквенные обозначения витаминов. Напротив каждого обозначения витамина справа укажите его характеристику из списка приведённых ниже: B₁, B₅ (PP), H, K, B₁₂, B₆.

- является предшественником кофермента лактатдегидрогеназы;

- первый из открытых витаминов; является предшественником кофермента пируватдекарбоксилазы; его недостаток приводит к болезни бери-бери (нервные нарушения, полиневрит, паралич);

- участвует в реакции превращения ацетил-CoA в малонил-CoA; при его недостатке нарушается биосинтез жирных кислот;

- к недостатку витамина особенно чувствительна кроветворная ткань, поскольку в ней интенсивно протекают процессы трансметилирования; авитаминоз приводит к анемии (недостаток эритроцитов в крови);

- способствует превращению одних аминокислот в другие, являясь коферментом аминотрансфераз;

- участвует в синтезе протромбина; при его недостатке нарушается свёртывание крови.

4. Человеку с пищей попала соль свинца, и его самочувствие ухудшилось. Предположите механизм отравления? Как, по Вашему мнению, можно умень­шить токсический эффект?

5. Современные моющие средства (например, стиральные порошки) состоят не только из поверхностно-активных веществ (аналогов мыла), удаляющих загрязнения, но содержат добавки ферментов. Предположите, какие типы ферментов могли бы быть улучшать качества стиральных порошков. Применив Ваши знания о факторах, от которых зависит активность ферментов, дайте рекомендации об оптимальных для стирки условиях (в первую очередь - температуре) и поясните их.

6. В левой части страницы выпишите столбиком названия и буквенные обозначения витаминов. Напротив каждого обозначения витамина справа укажите его характеристику из списка приведённых ниже: B₃, B₅ (PP), B₆, C, B_c (B₉).

- является коферментом в реакции гидроксилирования пролина при синтезе коллагена; повышает эластичность сосудов и капилляров; им богата растительная пища, особенно шиповник;

- является предшественником кофермента ацилтрансфераз; в его состав входит 2,4-диокси-3,3-диметилмасляная кислота и b-аланин;

- является предшественником коферментов дегидрогеназ и необходим для окисления спиртов, альдегидов и аминокислот; при его недостатке развивается болезнь пеллагра (д ерматит, д еменция, д иарея);

- его активная форма является коферментом в реакциях переноса одноуглеродных групп; при его недостатке у человека развивается анемия (недостаток эритроцитов в крови);

- его активная форма содержит альдегидную группу и способна присоединять к себе аминогруппу от аминокислот, катализируя реакцию трансаминирования по механизму «пинпонга».

7. У больного не выделяется соляная кислота в желудке (следовательно, фермент пепсин (pH_опт 1,5) неактивен). Предложите способ улучшения работы пепсина после приема пищи у данного больного?

8. Защита фермента от тепловой денатурации. При нагревании раствора фермента со временем он постепенно утрачивает каталитическую активность, ело обу­словлено разворачиванием молекулы нативного фермента, которая по мере возрастания ее тепловой энергии принимает конформацию беспорядочного клуба. При инкубации раствора гексокиназы в течение 12 мин. при 45^оС фер­мент теряет 50 проц. активности, но если гексокиназа ин­кубируется при 45^оС в присутствии очень большой концентрации одного из ее субстратов — глюкозы, то она утрачивает только 3 проц. активности. Объясните, почему тепловая денатурация гексокиназы замедляется в присутст­вии одного из ее субстратов.

9. Помощь при отравлении метанолом. Метанол (древесный спирт), который когда-то исполь­зовался как антифриз для автомобилей, очень токсичен; прием внутрь всего лишь 30 мл метанола может привести к смерти. Такая необычно высокая токсичность метанола обу­словлена действием не только самого метанола, сколько продукта его метаболизма — формальдегида. Метанол бы­стро окисляется до формальдегида под действием фермента печени алкогольдегидрогеназы. Один из методов лечения при отравлении метанолом состоит в том, что больному назначают этанол (этиловый спирт), внутривенно в количествах, которые у здоро­вого человека вызывают интоксикацию. Объясните, почему такое лечение оказывается эффективным?

10. Опишите разницу в гормональном и метаболическом профилях организма в ситуации легкого голода и продолжительного голодания. Обоснуйте ваш ответ схематически.

11. Добавление адреналина к препарату клеток здоровой печени приводит к увеличению активности гликогенфосфорилазы. Однако, если гепатоциты отцентрифугировать при высокой скорости, а затем в надосадочную жидкость добавить адреналин, то увеличения фосфорилазной активности не наблюдается. Объясните данную ситуацию.

12. Организм подвергся кратковременной, но сильной физической нагрузке. Какие соединения использовались в качестве основного энергосубстрата? Как изменилась про­дукция адреналина, АКТГ, ГКС, инсулина, глюкагона?

ТЕМА 3. ВИТАМИНЫ