К практикуму по биологической химии

Скачать 3.04 Mb.

Название	К практикуму по биологической химии
страница	14/35
Тип	Учебно-методическое пособие

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Учебно-методическое пособие

1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 35

Инструкция к практическому занятию

Работа 1. Кинетика действия панкреатической липазы

Принцип метода. Скорость действия липазы в отдельных порциях молока определяется по количеству жирных кислот, образующихся при гидролизе жира молока за определенный промежуток времени. Количество жирных кислот определяют титрованием
щелочью.

Ход работы. В две пробирки наливают по 5 мл молока и по 1 мл 5 % раствора панкреатина (сока поджелудочной железы). В одну пробирку приливают 1 мл воды, а в другую — 1 мл желчи. Жидкость в пробирках быстро перемешивают. Из каждой пробирки отбирают по 1 мл смеси в колбу, добавляют 1–2 капли 0,5 % раствора фенолфталеина и титруют 0,05 н раствором едкого натра до слаборозовой окраски, не исчезающей в течение 30 секунд. Затем обе пробирки с оставшейся смесью помещают в термостат при 38С. Через каждые 10 мин из пробирок отбирают по 1 мл смеси и титруют 0,05 н раствором едкого натра в присутствии фенолфталеина до слаборозовой окраски. Проводят 5–6 таких определений и на основании полученных данных строят две кривые, отражающие процесс гидролиза жира под действием фермента липазы во времени и в зависимости от наличия или отсутствия желчи.
Вывод:

Р

абота 2. Действие фосфолипаз поджелудочной железы

Принцип метода. О действии фосфолипаз поджелудочной железы на глицерофосфолипиды яичного желтка можно судить по появлению свободной фосфорной кислоты, способной образовывать желтый осадок при нагревании с молибдатом аммония.

Ход работы. В две пробирки наливают по 5 капель яичного желтка. В 1-ю пробирку добавляют 2 капли панкреатина, а во 2-ю (контрольную) — 2 капли воды. Обе пробирки помещают в термостат при 38С на 30 мин. После инкубации в обе пробирки наливают по 5 капель молибденового реактива, нагревают их на пламени горелки и охлаждают водой под краном.

Вывод:

Подпись преподавателя:

Тема 18. Внутриклеточный обмен жирных кислот.
Количественное определение -липопротеинов
Актуальность темы

Жирные кислоты — неотъемлемый составной компонент липидов. Понимание механизмов синтеза и распада жирных кислот имеет большое практическое значение в деятельности врача. Многие болезни, врожденные и приобретенные, определяются нарушениями в соотношении процессов анаболизма и катаболизма жирных кислот. Нарушение соотношения незаменимых жирных кислот в питании может приводить к существенным изменениям в составе эйкозаноидов и, как следствие, к различной патологии.

Изменения в содержании липопротеинов плазмы крови могут указывать на нарушения липидного обмена в организме.

Цель занятия

Изучить процессы окисления и синтеза жирных кислот. Сформировать представление об эйкозаноидах и их функциях. Приобрести навыки количественного определения β-липо-протеинов в плазме крови.

Требования к исходному уровню знаний

Для усвоения темы необходимо повторить из:

биоорганической химии:

реакции альдольной конденсации, формирование и характеристика сложноэфирной связи, высшие жирные кислоты (строение, номенклатура, свойства); ПОЛ, продукты ПОЛ;

биологической химии:

окислительное фосфорилирование, дихотомический распад глюкозы, пентозофосфатный путь; центральные пути метаболизма (окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, ЦТК).

Для проверки исходного уровня знаний выполните следующее задание:

Задание 1. Определите количество моль АТФ, синтезируемое за счет полного окисления одного моля:

1. Глюкозы.

2. Ацетил-КоА.

3. Сукцинил-КоА.

4. Фосфодиоксиацетона.

А. 17.

Б. 18.

В. 10.

Г. 25.

Д. 32(30).

Правильность решения проверьте, сопоставив с эталоном ответа.
Вопросы для обсуждения

-окисление как центральный путь катаболизма жирных кислот: субклеточная локализация процесса, активация жирных кислот, транспорт в митохондрии, химизм окисления, участие витаминов, сопряжение с процессом окислительного фосфорилирования и энергетический выход, особенности окисления в пероксисомах.
-окисление жирных кислот с нечетным количеством углеродных атомов, ненасыщенных жирных кислот, жирных кислот с разветвленной цепью.
- и -окисление как вторичный путь обмена жирных кислот: субклеточная локализация, продукты, биологическая роль.
Пути превращения глицерола в клетках. Энергетический баланс окисления
глицерола.
Ацетил-КоА как центральный метаболит, пути его потребления в клетках.
Биосинтез жирных кислот: субклеточная локализация, субстраты, химизм, регуляция, особенности строения ацилсинтазы, роль малик-фермента.
Синтез ненасыщенных жирных кислот: субстраты, ферментные системы. Высоконепредельные жирные кислоты как незаменимые факторы питания: представители, биологическая роль.
Метаболизм арахидоновой кислоты, биосинтез эйкозаноидов (простагландины, простациклины, лейкотриены, тромбоксаны) и их биологическая роль.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1990. – С. 199202, 300309, 293298.
Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 270279, 283284.
Конспект лекций.

Дополнительная

Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. – М.: Мир, 1993.
Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева.  М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С. 186–189, 193–198, 205–210.

Задания для самостоятельной работы

Задание 1

Научитесь рассчитывать энергетический выход β-окисления жирных кислот. Для этого нужно помнить, что:

А. Число молей ацетил-КоА, образующихся в результате окисления жирных кислот с четным числом атомов углерода (n), можно рассчитать по формуле: n/2;

Б. Каждый моль ацетил-КоА далее окисляется в ЦТК с образованием 10 моль АТФ;

В. В каждом витке -окисления происходят 2 реакции дегидрирования, в которых восстанавливаются 1 молекула НАД⁺ (НАДН ^. H⁺) и 1 молекула ФАД (ФАДН₂), поэтому каждый виток дает 4 АТФ при сопряжении с процессом окислительного фосфорилирования;

Г. Число витков можно рассчитать по формуле: n/2  1 , т. к. в последний виток -окисления всегда вступает бутирил-КоА и при его окислении образуется 2 ацетил-КоА, а не один, как во всех предыдущих;

Д. Суммарный выход АТФ для β-окисления жирных кислот с четным числом атомов углерода можно рассчитать по формуле:

[(n/2) ^. 10 + (n/2 - 1) ^. 4] – 1*

* — 1 АТФ расходуется на активацию жирных кислот.

1.1. Решите задачу. Рассчитайте количество АТФ, образующееся при окислении 1 молекулы трипальмитоилглицерола. Алгоритм:

А. Напишите реакцию гидролиза этого соединения;

Б. Рассчитайте количество АТФ, образующееся при окислении каждой молекулы пальмитиновой кислоты до СО₂ и Н₂О;

В. Напишите реакции катаболизма глицерола (глицерол → фосфоглицерол → диоксиацетонфосфат → глицеральдегидфосфат) до СО₂ и Н₂О;

Г. Рассчитайте количество АТФ, образующееся при окислении 1 молекулы глицерола до СО₂ и Н₂О;

Д. Рассчитайте суммарный выход АТФ при полном окислении трипальмитоилглицерола.

1.2. При каких условиях будет активироваться -окисление жирных кислот?

А. При уменьшении синтеза малонил-КоА в цитозоле.

Б. При увеличении концентрации НАДН  H⁺ в митохондриях.

В. При гипоксии.

Г. При наличии большого количества глюкозы.

Задание 2

2.1. Напишите реакции первого витка синтеза пальмитиновой кислоты.

2.2. Напишите суммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты и посчитайте количество циклов, необходимых для ее синтеза.

2.3. Сколько молекул глюкозы и какими путями нужно затратить, чтобы синтезировать 1 молекулу трипальмитоилглицерола?

2.4. Укажите, какие из приведенных ниже жирных кислот:

1. Синтезируются в организме. А. 18:2 (9, 12).

2. Не синтезируются в организме Б. 18:1 (9).

и должны поступать с пищей. В. 18:3 (9, 12, 15).

Г. 18:0.

Д. 16:0.

2.5. При каких условиях будет увеличиваться синтез жирных кислот?

А. При повышении концентрации глюкозы в крови после еды.

Б. При снижении секреции инсулина.

В. При увеличении секреции глюкагона.

Г. При дефосфорилировании ацетил-КоА-карбоксилазы.

Д. При избыточном поступлении жиров с пищей.

Задание 3

3.1. Укажите, какие функции регулируют перечисленные ниже эйкозаноиды:

1. Лейкотриены.	А.	Сокращение гладких мышц, липолиз, секреция, проницаемость, электролитный баланс, свертывание крови.
2. Простагландины.	Б.	Хемотаксис, воспаление, аллергические реакции, сокращение гладкой мускулатуры бронхов и ЖКТ.
3. Тромбоксаны.	В.	Агрегация тромбоцитов, сужение сосудов и бронхов, регуляция уровня цАМФ в тромбоцитах.

3.2. Известно, что аспирин необратимо ингибирует циклооксигеназу:

А. Объясните, почему аспирин в малых дозах может применяться для предотвращения образования тромбов;

Б. У некоторых людей (с генетической предрасположенностью) принятие аспирина может вызвать приступ бронхиальной астмы — так называемую аспириновую астму. Помогут ли данному больному стероидные препараты?
Правильность решений проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.
Проверьте ваши знания (самоконтроль усвоения темы)

Задание 1

1.1. Один цикл -окисления включает 4 последовательные реакции. Выберите правильную последовательность:

А. Окисление, дегидратация, окисление, расщепление.

Б. Восстановление, дегидрирование, восстановление, расщепление.

В. Дегидрирование, гидратация, дегидрирование, расщепление.

Г. Гидрирование, дегидратация, гидрирование, расщепление.

Д. Восстановление, гидратация, дегидрирование, расщепление.

1.2. Известно наследственное заболевание, при котором в скелетных мышцах снижена концентрация карнитина в результате дефекта ферментов, участвующих в его синтезе. Ответьте на вопросы:

А. Как скажется на способности выполнять длительную работу снижение концентрации карнитина?

Б. Под микроскопом в клетках таких мышц видны вакуоли жира. Объясните их происхождение.

Задание 2

2.1. Охарактеризуйте виды окисления жирных кислот:

	Вид окисления	Локализация	Виды окисляемых жирных кислот
1	-окисление
2	-окисление
3	β-окисление

2.2. Врожденная недостаточность какого фермента приводит к болезни Рефзума?
Задание 3

3.1. Изучив метаболизм жирных кислот, заполните таблицу:

Процессы	-Окисление	Биосинтез
Локализация процесса
Исходный субстрат
Переносчик субстрата через митохондриальную мембрану
Коферменты окислительно-восстано-вительных реакций
Источник присоединяемого фрагмента или отщепляемый фрагмент
Регуляторные ферменты
Регулирующие факторы
Активаторы
Ингибиторы

3.2. Для ситуации, когда происходит депонирование липидов, характерно:

А. Повышение секреции инсулина.

Б. Увеличение в крови концентрации свободных жирных кислот.

В. Увеличение в крови концентрации ЛПОНП и хиломикронов.

Г. Повышенная активность гормон-чувствительной липазы.

Д. Повышенная активность липопротеинлипазы.

3.3. Какие положения правильны для ситуации, когда происходит мобилизация
липидов?

А. Концентрация жирных кислот в крови выше нормы.

Б. Концентрация ЛПОНП выше нормы.

В. Гормон-чувствительная липаза находится в фосфорилированной форме.

Г. Липопротеинлипаза находится в фосфорилированной форме.

Д. Активность липопротеинлипазы снижена.
Задание 4. Сравните особенности биосинтеза липидов (триацилглицеролов) в различных тканях, заполнив таблицу:

Ткань	Исходные субстраты синтеза	Форма транспорта липидов из органа
Слизистая оболочка тонкой кишки
Печень
Жировая ткань

Задание 5. Сравните биосинтез жиров в печени и жировой ткани:

1.	Биосинтез жиров в печени.	А.	Свободный глицерол используется для синтеза жиров.
2.	Биосинтез жиров в жировой ткани.	Б.	В процессе биосинтеза образуется фосфатидная кислота.
3.	Оба процесса.	В.	Стимулируется при низкой концентрации глюкозы в крови.
4.	Ни один.	Г.	Синтезируемый жир образует вакуоли, заполняющие цитоплазму.

Эталоны ответов к решению заданий

Для самопроверки и самоконтроля исходного уровня знаний

1. 1 – Д; 2 – В; 3 – Г; 4 – А.

Для самостоятельной работы

 339,5. 1.2  А. 2.3  34 молекулы глюкозы. 2.4. 1 – Б, Г, Д; 2 – А, В.
2.5  А, Б, В, Г. 3.1. 1 – Б; 2 – А; 3 – В.

Самостоятельная работа (60 минут)

Инструкция к практическому занятию

Определение содержания -липопротеинов (липопротеинов низкой плотности) в плазме крови

Большинство липидов находятся в крови не в свободном состоянии, а в составе белково-липидных комплексов (липопротеинов). Фракции липопротеинов отличаются по количеству белка, относительной молекулярной массе липопротеинов и процентному содержанию отдельных липидных компонентов. Липопротеины можно разделить различными методами: электрофореза, тонкослойной хроматографии, ультрацентрифугирования в солевых растворах различной плотности. При электрофоретическом разделении липопротеинов плазмы крови (на хроматографической бумаге, ацетатцеллюлозе, агаре, в полиакриламидном геле) получают фракции хиломикронов и липопротеинов различной плотности: -липопротеи-ны (ЛПВП) — имеют подвижность -глобулинов, -липопротеины (ЛПНП) — обладают подвижностью -глобулинов, пре--липопротеины (ЛПОНП). Фракция ЛППП занимает промежуточное положение между - и пре--липопротеинами.

Определение содержания -липопротеинов в плазме крови имеет значение для диагностики атеросклероза, острых и хронических заболеваний печени, ксантоматоза и другой патологии.

Принцип метода. Спектрофотометрический метод. В основу метода положена способность -липопротеинов (ЛПНП) осаждаться в присутствии хлорида кальция и гепарина; при этом изменяется мутность раствора. По степени помутнения раствора и судят о концентрации -липопротеинов в сыворотке крови.

Ход работы. В пробирку вносят 2 мл 0,025 М раствора CaCl₂ и 0,2 мл сыворотки крови, перемешивают. Определяют оптическую плотность раствора (Е₁) против раствора CaCl₂ в кюветах толщиной 5 мм при красном светофильтре (630 нм). В кювету добавляют 0,1 мл раствора гепарина, перемешивают и точно через 4 мин снова определяют оптическую плотность раствора (Е₂) в тех же условиях.

Расчет. Вычисляют разность оптической плотности и умножают ее на 10 — эмпирический коэффициент, предложенный Ледвиной, т. к. построение калибровочной кривой сопряжено с рядом трудностей. В норме содержание -липопротеинов составляет 3–4,5 г/л. Содержание -липопротеинов колеблется в зависимости от возраста и пола.
Ответ: Е₁ = Е₂ = x (г/л) = (Е₂– Е₁)10

x (г/л) =

Вывод:
Подпись преподавателя:
Тема 19. Обмен холестерола и кетоновых тел. Количественное определение холестерола в сыворотке крови.
Регуляция и патология липидного обмена
Актуальность темы

Холестерол — важный элемент мембранной структуры, предшественник стероидных гормонов, витамина Д, желчных кислот. Холестерол присутствует в пищевых жирах и может синтезироваться многими тканями. Механизм его синтеза находится под строгим метаболическим контролем. Холестерол экскретируется с желчью либо в неизменном виде, либо в виде продуктов его метаболизма — желчных кислот. С нарушением обмена холестерола связаны такие заболевания как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, желчнокаменная болезнь. Потому понимание вопросов синтеза, распада, транспорта и регуляции обмена холестерола необходимо при изучении этих заболеваний.

Один из важных показателей обмена липидов — содержание кетоновых тел. Кетоновые тела содержатся в крови здорового человека в небольших количествах. Однако при сахарном диабете, голодании концентрация кетоновых тел может повышаться до 20 ммоль/л, развивается кетонемия.

В связи с вышеизложенным определение кетоновых тел и холестерола в крови имеет большое значение для диагностики заболеваний, связанных с нарушением обмена липидов и углеводов.

Цель занятия

Научиться анализировать содержание холестерола в крови и кетоновых тел в моче при изучении заболеваний, вызванных нарушениями метаболизма липидов.

Требования к исходному уровню знаний

Для полного усвоения темы необходимо повторить из:

биоорганической химии:

кетоновые тела и их свойства;
холестерол: вторичный спирт — производное циклопентанпергидрофенантрена, строение, свойства.

Для проверки исходного уровня знаний выполните следующие задания:

Задание 1. Исследуемое вещество подвергли гидролизу и с помощью качественных реакций определили в гидролизате жирные кислоты и холестерол. Какое вещество исследовалось?

А. Холевая кислота. Б. Триацилглицерол. В. Фосфатидилхолин. Г. Воск.

Задание 2. В исследуемой моче определили выраженную кислую реакцию за счет вещества, обладающего свойствами кетонов. Какие из перечисленных веществ могут обусловить это изменение рН мочи?

А. Ацетон. Б. Янтарная кислота. В. Угольная кислота.

Г. Ацетоуксусная кислота. Д. Уксусная кислота.

Задание 3. В моче больного с выраженной кислой реакцией определили содержание вещества -гидроксибутирата. Из какого предшественника он может образоваться?

А. Ацетон. Б. Ацетоуксусная кислота. В. Масляная кислота.

Г. Янтарная кислота. Д. γ-Оксимасляная кислота.
Правильность решений проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

Вопросы для обсуждения

Биологическая роль холестерола, пищевые источники. Выведение холестерола из организма, желчные кислоты как основной конечный продукт обмена холестерола, представление о желчнокаменной болезни.
Биосинтез холестерола (тканевая и субклеточная локализация, субстраты, этапы, химизм I этапа, регуляция).
Механизмы поддержания баланса холестерола в клетках. Транспорт холестерола (ЭХ) во внепеченочные клетки, роль апоВ₁₀₀. Роль ЛПВП и ЛХАТ в разгрузке клеток от избытка холестерола. Метаболизм эфиров холестерола, роль АХАТ, холестеролэстеразы.
Транспорт холестерола (ЭХ) кровью. Гиперхолестеролемия и ее причины. Биохимия атеросклероза, гиперхолестеролемия как фактор риска, другие факторы риска, механизм атерогенного действия аполипопротеина (а). Основы профилактики и диагностики гиперхолестеролемий, атеросклероза (индекс атерогенности).
Кетогенез: тканевая и субклеточная локализация, субстраты, химизм. Оксиметилглутариловый и деацилазный путь образования кетоновых тел. Молекулярные механизмы кетонемий при сахарном диабете, недостаточном углеводном питании, голодании. Утилизация кетоновых тел (взаимопревращения, активация, включение в метаболизм, энергетика окисления).
Мобилизация липидов из жировой ткани (схема, цАМФ-зависимый механизм активации жиромобилизующей липазы, гормональная регуляция). Роль депонирования и мобилизации жиров, нарушения этих процессов при ожирении.

1 ... 10 11 12 13 14 15 16 17 ... 35

	3 альтернативные вопросы для текущего контроля, проводимого на каждом... Перед вами учебное пособие, составленное на основе многолетнего опыта работы преподавателей кафедры биологической химии медицинского...		Инструкция по эксплуатации общие сведения Биотуалет «Компакт Люкс Турбо», предназначен для эффективной механической и биологической переработки уборных отходов жизнедеятельности...
	Рабочая программа по химии (7 класс, 1 час в неделю) ...		Тематическое планирование курса «Химия в литературе, литература в химии» Основные нормативные свойства химического языкаСтановление и развитие языка химии, основные этапы развития химии
	Биологической очистки бытовых сточных вод Установки и станции биологической очистки бытовых сточных вод технологической серии «9» соответствуют общим техническим требованиям...		27 мая 2011 года Президент Республики Татарстан Р. Н. Минниханов... Международному Году химии. На «День химии» в «Татнефть-Арену» организаторы – кгту пригласили руководство республики, руководителей...
	Паспорт учебного кабинета химии (№20) Извлечения из правил по технике безопасности при работе в кабинетах химии средних школ 17		Рабочая программа по химии в 9 классе на 201 Изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей
	Пояснительная записка Настоящая программа разработана на основе Примерных... Использована авторская программа среднего общего образования по химии для базового изучения химии в 10-11 классах по учебнику Г....		Приказ от 28 ноября 2006 г. N 450 Об утверждении клинико-организационного... ...
	Рабочая программа по химии для 10А класса 2 часа в неделю Примерной федеральной программы основного общего образования по химии для 8 – 11 классов		Учебного кабинета химии кабинет №14 Перечень документов для организации Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений (автор О. С. Габриелян)
	Рабочая программа элективного курса по химии «Решение расчетных задач по химии» (11 класс) Химия. М.: Просвещение, 2008. 56с.), в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта основного общего образования...		Методические указания по лабораторному практикуму «птк асутп аэс» Ознакомление с оборудованием и программным обеспечением асу тп, применяемым на современных аэс россии
	Методические указания к практическим занятиям по общей, неорганической... Методические указания к практическим занятиям по общей, неорганической химии и органической предназначены для студентов специальности...		Пояснительная записка рабочая программа составлена на основе: Федерального... Программы «Курса химии для 8–11 классов общеобразовательных учреждений» ( авт. О. С. Габриелян. – М.: Дрофа, 2006)

К практикуму по биологической химии

Инструкция к практическому занятию

Похожие: