2015-07-03
1733
ЗАНЯТТЯ 8 (2години)
Тема: Основні закономірності обміну речовин. Загальні шляхи катаболізму: окисне декарбоксилування пірувату, цикл трикарбонових кислот (цикл Г. Кребса). Визначення активності сукцинатдегідрогенази м’язів.
Актуальність. Окисне декарбоксилування пірувату та цикл трикарбонових кислот (цикл Г. Кребса) є загальними метаболічними процесами, що завершують внутрішньоклітинний розпад білків, жирів та вуглеводів; вони локалізовані у мітохондріях, забезпечують безперебійне доставлення електронів та протонів у дихальний ланцюг. Цикл Г. Кребса виконує інтегративну, воденьгенеруючу, енергетичну та амфіболічну функції. Обмін речовин у живій клітині тісно пов'язаний з обміном енергії. Порушення енергетичного обміну є в більшості випадків важливою ланкою патогенезу різних захворювань, а його корекція складає основу їх профілактики та лікування.
Мета. Вивчити біохімічні закономірності протікання обміну речовин та енергії; окисного декарбоксилування піровіноградної кислоти; функціонування, механізми регуляції та ключову роль циклу трикарбонових кислот в обміні речовин та енергії. Ознайомитися з визначенням активності сукцинатдегідрогенази м’язів та її конкурентного інгібування малоновою кислотою.
|
|
|
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ
ПІД ЧАС ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ
ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ
1. Загальні уявлення про метаболізм та обмін енергії в організмі. Катаболічні та анаболічні шляхи метаболізму, їх взаємозв’язок.
2. Стадії катаболізму для екзогенних та ендогенних біомолекул в організмі. Загальні та специфічні шляхи катаболізму. Кінцеві продукти катаболічних шляхів в організмі людини.
3. Внутрішньоклітинна локалізація ферментів та метаболічних шляхів, компартменталізація метаболічних процесів у клітині. Методи вивчення обміну речовин.
4. Окисне декарбоксилування пірувату: послідовність реакцій, характеристика піруватдегідрогеназного мультиферментного комплексу.
5. Цикл трикарбонових кислот (ЦТК, цикл Кребса): внутрішньо-клітинна локалізація і характеристика ферментів, послідовність реакцій, регуляція і біологічна роль. Енергетичний баланс ЦТК.
ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1. Укажіть клітинну локалізацію ферментів циклу Кребса.
| А. Мітохондрії. | С. Ендоплазматичний ретикулум. | Е. Лізосоми. |
| В. Цитоплазма. | D. Ядро. |
2. Цикл трикарбонових кислот – друга назва циклу Кребса. Назвіть трикарбонову кислоту з циклу Кребса.
| А. α-Кетоглутарат. | С. Сукцинат. | Е. Малат. |
| В. Ізоцитрат. | D. Фумарат. |
3. Назвіть продукт першої реакції циклу Кребса.
| А. Цис-аконітат. | С. Цитрат. | Е. Малат. |
| В. Ізоцитрат. | D. α-Кетоглутарат. |
4. Позначте фермент циклу Кребса, активність якого лімітує швидкість протікання всього процесу в цілому.
|
|
|
| А. Цитратсинтаза. | D. Сукциніл-КоА-тіокіназа. |
| В. Сукцинатдегідрогеназа. | Е. Малатдегідрогеназа. |
| С. Ізоцитратдегідрогеназа. |
5. Укажіть фермент циклу Кребса, необхідний для синтезу ГТФ:
| А. Цитратсинтаза. | D. Сукциніл-КоА-тіокіназа. |
| В. Сукцинатдегідрогеназа. | Е. Малатдегідрогеназа. |
| С. Ізоцитратдегідрогеназа. |
6. Назвіть метаболіт циклу Кребса, який є макроергічною речовиною.
| А. Цитрат. | С. Ізоцитрат. | Е. Фумарат. |
| В. Сукцинат. | D. Сукциніл-КоА. |
7. Укажіть енергоефект циклу Кребса (у молях АТФ), який забезпечується процесом окисного фосфорилування у розрахунку на 1 моль ацетил-КоА.
| А. 8 АТФ. | В. 11 АТФ. | С. 12 АТФ. | D. 9 АТФ. | Е. 3 АТФ. |
8. В реакції окисного декарбоксилування пірувату беруть участь усі вітаміни, крім:
| А. В5. | В. В3. | С. В2. | D. В1. | Е. В7. |
9. При тканинному диханні відбувається універсалізація енергії шляхом утворення АТФ. Скільки молекул АТФ утворюється при перетворенні α-кетоглутарату на сукциніл-КоА?
| А. 5. | В. 6. | С. 3. | D. 2. | Е. 12. |
10. Що є загальним проміжним продуктом обміну (білків, ліпідів, вуглеводів)?
| А. Сукциніл-КоА. | С. Оксалацетат. | Е. Цитрат. |
| В. Ацетил-КоА. | D. Лактат. |
ПРАКТИЧНА РОБОТА
Активність сукцинатдегідрогенази м’язів
та її конкурентне інгібування малоновою кислотою
Завдання. Виявити дію сукцинатдегідрогенази м’язів і конкурентне інгібування її активності малоновою кислотою.
Принцип. Про дію сукцинатдегідрогенази (СДГ), яка каталізує окислення (дегідрування) янтарної кислоти (НООС-СН2-СН2-СООН) до фумарової (НООС-СН=СН-СООН), судять за знебарвленням спеціально уведеного в реакційну суміш акцептора водню 2,6-дихлорфеноліндо-фенолу, який відновлюється і переходить у лейкоформу. Знебарвлення реакційної суміші не відбувається за присутності малонової кислоти (НООС-СН2-СООН), яка є конкурентним інгібітором СДГ.
Хід роботи. Для отримання ферментного препарату 1–2 г свіжих м’язів подрібнюють ножицями і розтирають у ступці з невеликою кількістю води (2–3 мл) протягом 1 хв, потім м’язову кашку переносять на подвійний шар марлі у лійці, промивають 25 мл дистильованої води. Промиту кашку віджимають, переносять у пробірку і суспендують скляною паличкою з 4 мл води. Отриману суспензію рівномірно розливають у чотири пробірки. Першу пробірку кип’ятять протягом 1–2 хв для інактивації ферменту, потім у пробірки приливають реактиви за схемою, наведеною у таблиці:
| № пробірки | Сукцинат, мл | Вода, мл | Малонат, мл | 2,6-дихлорфеноліндофенол |
| 0,5 | – | 2 краплі | ||
| 0,5 | – | 2 краплі | ||
| 1,5 | – | 2 краплі | ||
| – | 0,5 | 2 краплі |
Через 15 хв спостерігають зникнення синього кольору в другій пробірці.
Практичне значення. У клініко-біохімічних дослідженнях використовують методи визначення окислювально-відновних ферментіву біоптатах для оцінки енергетичного обміну при різних патологічних станах, а також для токсикології та фармакології при вивченні дії лікарських засобів та отрут, які можуть бути роз’єднувачами або інгібіторами.
