Экзаменационные вопросы по биологической химии

 

1. Предмет и задачи биологической химии. Обмен веществ и энергии, иерархическая структурная организация и самовоспроизведение как важнейшие признаки живой материи.

2. Многомолекулярные системы (метаболические цепи, мембранные процессы, системы синтеза био­полимеров, молекулярные регуляторные системы) как основные объекты биохимического исследования.

3. Уровни структурной организации клетки. Биохимия как молекулярный уровень изучения явлений жизни. Биохимия и медицина.

4. История изучения белков. Представление о белках как важнейшем классе органических веществ и структурно-функциональном компоненте организма человека.

5. Аминокислоты, входящие в состав белков, их строение и свойства. Пептидная связь. Первичная структура белков.

6. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Видовая специфичность первичной структуры белков (инсулины разных животных).

7. Конформация пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структуры). Слабые внутримолекулярные взаимодействия в пептидной цепи; дисульфидные связи.

8. Основы функционирования белков. Активный центр белков и его специфическое взаимодействие с лигандом как основа биологической функции всех белков. Комплементарность взаимодействия молекул белка с лигандом. Обратимость связывания.

9. Доменная структура и её роль в функционировании белков.

10. Четвертичная структура белков. Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемсодержащего белка – гемоглобина.

11. Лабильность пространственной структуры белков и их денатурация. Факторы, вызывающие де­натурацию.

12. Шапероны – класс защитных белков, их роль.

13. Многообразие белков. Глобулярные и фибрилярные белки, простые и сложные. Классификация белков по их биологическим функциям и по семействам (сериновые протеазы, иммуноглобулины).

14. Иммуноглобулины, особенности строения, избирательность взаимодействия с антигеном. Многообразие антигенсвязывающих участков Н- и L-цепей. Классы иммуноглобулинов, особенности строения и функционирования.

15. Физико-химические свойства белков. Молекулярный вес, размеры и форма, гидратация, растворимость, ионизация.

16. Устойчивость белковых молекул в растворе, факторы ее определяющие

17. Методы выделения индивидуальных белков: осаждение солями и органическими растворителями, гель-фильтрация, электрофорез, ионообменная и аффинная хроматография.

18. Методы количественного измерения белков. Индивидуальные особенности белкового состава органов. Изменения белкового состава органов в онтогенезе и при болезнях.

19. История открытия и изучения ферментов. Свойства ферментов как катализаторов.

20. Особенности ферментативного катализа. Специфичность действия ферментов. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации фермента и субстрата.

21. Классификация и номенклатура ферментов. Изоферменты. Единицы измерения активности и количества ферментов.

22. Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Классификация коферментов. Коферментные функции витаминов (на примере витаминов В₆, РР, В₂).

23. Ингибиторы ферментов. Обратимое и необратимое ингибирование. Конкурентное ингибирование. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов.

24. Регуляция действия ферментов, типы. Регуляция количества и активности ферментов.

25. Аллостерическая регуляция активности ферментов, аллостерические ингибиторы и активаторы. Каталитический и регуляторный центры.

26. Четвертичная структура аллостерических ферментов и кооперативные изменения конформации протомеров фермента.

27. Ковалентная модификация ферментов как способ регуляции активности. Регуляция путем фосфорилирования и дефосфорилирования. Участие ферментов в проведении гормонального сигнала в клетку.

28. Различия ферментного состава органов и тканей. Органоспецифические ферменты. Изменение ферментов в процессе онтогенеза.

29. Изменение активности ферментов при болезнях. Энзимопатии: наследственные и вторичные. Происхождение ферментов крови и значение их определения при болезнях.

30. Применение ферментов для лечения болезней (энзимотерапия). Применение ферментов как аналитических реагентов при лабораторной диагностике (определении глюкозы, мочевой кислоты и т.д.). Понятие об иммобилизованных ферментах, их значение.

31. Обмен веществ, этапы: питание, транспорт, метаболизм, выделение продуктов метаболизма. Органические и минеральные компоненты пищи. Понятие об основных и минорных компонентах пищи.

32. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, суточная потребность, переваривание; частичная взаимозаменяемость при питании.

33. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Незаменимые аминокислоты; пищевая ценность различных пищевых белков. Линолевая кислота – незаменимая жирная кислота.

34. История открытия и изучения витаминов. Классификация витаминов. Функции витаминов.

35. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Примеры.

36. Минеральные вещества пищи, их значение. Региональные патологии, связанные с недостаточностью микроэлементов в пище и воде (примеры).

37. Понятие о метаболизме и метаболических путях. Ферменты и метаболизм. Способы регуляции метаболизма. Основные конечные продукты метаболизма у человека.

38. Эндэргонические и экзэргонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Представители.

39. Дегидрирование субстрата и окисление водорода (образование Н₂О) как источник энергии для синтеза АТФ (дыхательная цепь).

40. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический потенциал.

41. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

42. Регуляция цепи переноса электронов (дыхательный контроль). Терморегуляторная функция тканевого дыхания.

43. Нарушения энергетического обмена: гипоэнергетические состояния как результат гипоксии, гипо-, авитаминозов и других причин.

44. Образование токсических форм кислорода, механизм их повреждающего действия на клетки. Механизмы устранения токсичных форм кислорода. Антиоксидантная система.

45. Катаболизм основных пищевых веществ – углеводов, жиров, белков, этапы (схема). Понятие о специфических и общих путях катаболизма.

46. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Последовательность реакций. Строение пируватдегидрогеназного комплекса, энергетический выход, регуляция.

47. Цикл лимонной кислоты: последовательность реакций и характеристика ферментов. Связь между общими путями катаболизма и цепью переноса электронов и протонов.

48. Механизмы регуляции цитратного цикла. Анаболические функции цикла лимонной кислоты. Реакции, пополняющие цитратный цикл.

49. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов.

50. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме.

51. Анаэробный распад глюкозы (анаэробный гликолиз). Гликолитическая оксидоредукция, пируват как акцептор водорода. Субстратное фосфорилирование. Распространение и физиологическое значение этого пути распада глюкозы.

52. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из аминокислот, глицерина и молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).

53. Аэробный дихотомический распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека и других аэробных организмов. Этапы, последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз). Энергетический выход дихотомического аэробного распада, регуляция процесса.

54. Распространение и физиологическое значение аэробного распада глюкозы. Использование глюкозы для синтеза жиров в печени и в жировой ткани.

55. Представление о пентозофосфатном пути превращений глюкозы. Окислительные реакции (до стадии рибулозо-5-фосфата). Распространение и суммарные результаты этого пути (образование пентоз, НАДФН и энергетика).

56. Особенности обмена глюкозы в разных органах и клетках: эритроциты, мозг, мышцы, жировая ткань.

57. Свойства и распространение гликогена как резервного полисахарида. Биосинтез гликогена в печени и в мышцах.

58. Пути распада гликогена в печени и мышцах. Мобилизация гликогена, особенности процесса.

59. Представление о строении и функциях углеводной части гликолипидов и гликопротеинов. Сиаловые кислоты.

60. Наследственные нарушения обмена моносахаридов: галактоземия, непереносимость фруктозы, причины, биохимические нарушения и проявления.

61. Наследственные нарушения обмена дисахаридов: понятие о мальабсорбции. Гликогенозы и агликогенозы.

62. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (структурные липиды). Жирные кислоты липидов тканей человека, особенности.

63. Незаменимые факторы питания липидной природы. Эссенциальные жирные кислоты: w-3- и w-6-кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов.

64. Пищевые жиры и их переваривание. Всасывание продуктов переваривания. Нарушение переваривания и всасывания. Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника.

65. Образование хиломикронов и транспорт жиров. Роль апопротеинов в составе хиломикронов. Липопротеинлипаза.      

66. Транспорт жирных кислот в клетку. Химизм реакций b-окисления жирных кислот, энергетический итог, значение процесса.

67. Биосинтез жирных кислот, химизм, энергетика, регуляция метаболизма жирных кислот.

68. Биосинтез ненасыщенных жирных кислот.

69. Ацетил-КоА, пути образования, судьба в организме.

70. Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии. 

71. Биосинтез жиров в печени из углеводов. Структура и состав транспортных липопротеинов крови.

72. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани. Регуляция синтеза и мобилизации жиров. Роль инсулина, глюкагона и адреналина в этих процессах.

73. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, глицеролгликолипиды, сфигогликолипиды), роль этих соединений в процессах жизнедеятельности. Представление о биосинтезе и катаболизме этих соединений.

74. Фосфолипиды, строение, основные представители, свойства, биологическая роль.

75. Катаболизм и биосинтез глицеролфосфолипидов в тканях.

76. Основные гликолипиды тканей человека, строение, биологическая роль.

77. Общие представления о биосинтезе и катаболизме сфингогликолипидов.

78. Нарушение обмена нейтрального жира (ожирение), фосфолипидов и гликолипидов. Сфинголипидозы.

79. Строение и биологические функции эйкозаноидов. Биосинтез простагландинов и лейкотриенов.

80. Холестерин как предшественник ряда других стероидов. Представление о биосинтезе холестерина. Написать ход реакций до образования мевалоновой кислоты. Роль гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы.  

81. Синтез жёлчных кислот из холестерина. Конъюгация жёлчных кислот, первичные и вторичные желчные кислоты. Выведение жёлчных кислот и холестерина из организма.

82. Липопротеины как транспортная форма липидов. Типы, состав и строение липопротеинов крови, взаимопревращения липопротеинов.

83. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы холестерина в крови, образование, роль в обмене холестерина. Гиперхолестеринемия. Биохимические основы развития атеросклероза.

84. Механизм возникновения жёлчно-каменной болезни (холестериновые камни). Применение хенодезоксихолевой кислоты для лечения жёлчно-каменной болезни.

85. Общая схема источников и путей расходования аминокислот в тканях. Динамическое состояние белков в организме.

86. Переваривание белков (схема гидролитического расщепления). Общая характеристика протеолитических ферментов пищеварительного канала.

87. Протеиназы желудочно-кишечного тракта; проферменты протеиназ и механизмы их превращения в ферменты. Значение процесса.

88. Субстратная специфичность протеиназ. Экзопептидазы и эндопептидазы.

89. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и дуоденального сока. Краткая характеристика состава этих соков.

90. Протеиназы поджелудочной железы и панкреатиты. Применение ингибиторов протеиназ для лечения панкреатитов.

91. Катаболизм белков в тканях. Транспорт аминокислот в клетку, пути превращений аминокислот в клетках.

92. Трансаминирование: аминотрансферазы; коферментная функция витамина В₆. Специфичность аминотрансфераз.

93. Аминокислоты, участвующие в трансаминировании; особая роль глутаминовой кислоты. Биологическое значение реакций трансаминирования.

94. Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот. Биологическое значение.

95. Основные источники аммиака в организме, обезвреживание аммиака в месте образования, транспортные формы аммиака.

96. Роль глутамина в обезвреживании и транспорте аммиака. Глутамин как донор амидной группы при синтезе ряда соединений. Глутаминаза почек; образование и выведение солей аммония.

97. Синтез мочевины, химизм, энергетика процесса. Связь орнитинового цикла с ЦТК. Происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммонемии.

98. Трансметилирование. Метионин и S-аденозилметионин. Синтез креатина, адреналина и фосфатидилхолинов.

99. Метилирование ДНК. Представление о метилировании чужеродных и лекарственных соединений.

100. Источники и образование одноуглеродных групп. Тетрагидрофолиевая кислота и цианкобаламин и их роль в процессах трансметилирования.

101. Обмен фенилаланина и тирозина в норме. Фенилкетонурия; биохимический дефект, проявление болезни, методы предупреждения, диагностика и лечение.

102. Алкаптонурия и альбинизм: биохимические дефекты, при которых они развиваются. Нарушение синтеза дофамина, паркинсонизм.

103. Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, g-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов.

104. Дезаминирование биогеных аминов (как реакции обезвреживания этих соединений).

105. Обмен безазотистого остатка аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Синтез глюкозы из аминокислот. Синтез аминокислот из глюкозы.

106. Нуклеиновые кислоты, химический состав, строение. Первичная структура ДНК и РНК, связи, формирующие первичную структуру.

107. Вторичная и третичная структура ДНК. Денатурация, ренативация ДНК. Гибридизация, видовые различия первичной структуры ДНК.

108. РНК, химический состав, уровни структурной организации. Типы РНК, функции. Строение рибосомы.

109. Строение хроматина и хромосомы.

110. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы пищеварительного тракта и тканей. Распад пуриновых нуклеотидов, образование мочевой кислоты.

111. Представление о биосинтезе пуриновых нуклеотидов; начальные стадии биосинтеза (от рибозо-5-фосфата до 5-фосфорибозиламина). Инозиновая кислота как предшественник адениловой и гуаниловой кислот.

112. Представление о распаде и биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.

113. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Применение ингибиторов синтеза нуклеиновых кислот для лечения злокачественных опухолей.

114. Нарушения обмена нуклеотидов. Подагра; применение аллопуринола для лечения подагры. Ксантинурия. Оротацидурия.

115. Биосинтез ДНК, субстраты, источники энергии, матрица, ферменты. Понятие о репликативном комплексе. Этапы репликации.

116. Синтез ДНК и фазы клеточного деления. Роль циклинов и циклинзависимых протеинкиназ в продвижении клетки по клеточному циклу.

117. Повреждение и репарация ДНК. Ферменты ДНК-репарирующего комплекса.

118. Биосинтез РНК. РНК полимеразы. Понятие о мозаичной структуре генов, первичном транскрипте, посттранскрипционном процессинге.

119. Биологический код, понятия, свойства кода, коллинеарность, сигналы терминации.

120. Роль транспортных РНК в биосинтезе белков. Биосинтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз.

121. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи. Функционирование полирибосом. Посттрансляционный процессинг белков.

122. Адаптивная регуляция генов у про- и эукариотов. Теория оперона. Функционирование оперонов. Роль энхансеров и сайленсеров в регуляции биосинтеза белка.

123. Понятие о клеточной дифференцировке. Изменение белкового состава клеток при дифференцировке (на примере белкового состава полипептидных цепей гемоглобина).

124. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Молекулярные мутации: типы, частота, значение.

125. Рекомбинация как источник генетической изменчивости. Механизмы увеличения числа и разнообразия генов в геноме.

126. Генетическая гетерогенность. Полиморфизм белков в популяции человека (варианты гемоглобина, гликозилтрансферазы, группоспецифических веществ и др).

127. Биохимические основы возникновения и проявления наследственных болезней (разнообразие, распространение).

128. Основные системы межклеточной коммуникации: эндокринная, паракринная, аутокринная регуляция. Роль гормонов в системе регуляции метаболизма. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов.

129. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям

130. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки.

131. Строение, синтез и метаболизм йодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Изменение метабо­лизма при гипо- и гипертиреозе. Причины и проявление эндемического зоба.

132. Регуляция энергетического метаболизма, роль инсулина и контринсулярных гормонов в обеспечении гомеостаза.

133. Изменения метаболизма при сахарном диабете. Патогенез основных симптомов сахарного диабета.

134. Патогенез поздних осложнений сахарного диабета (макро- и микроангиопатии, нефропатия, ретинопатия, катаракта). Диабетическая кома (механизм развития).

135. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и вазопрессина.

136. Система ренин-ангиотензин-альдостерон. Биохимические механизмы возникновения почечной гипертонии, отеков, дегидратации.

137. Кислотно-основное состояние организма, основные показатели, механизм поддержания.

138. Нарушения кислотно-основного состояния. Типы нарушений, причины и механизмы возникновения ацидоза и алкалоза.

139. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов (паратгормон, кальцитонин). Причины и проявление гипо- и гиперпаратироидизма.

140. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола. Причины и проявление рахита.

141. Строение и секреция кортикостероидов. Изменения катаболизма при гипо- и гиперкортицизме. 

142. Регуляция синтеза и секреции гормонов по принципу обратной связи.

143. Половые гормоны: строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез, матки и молочных желез.

144. Гормон роста, строение, биологическая роль, нарушения гормональной функции.

145. Метаболизм эндогенных и чужеродных токсических веществ: реакции микросомального окисления и реакции конъюгации с глутатионом, глюкуроновой кислотой, серной кислотой. Метилирование.

146. Металлотионеин и обезвреживание ионов тяжелых металлов. Белки теплового шока.

147. Токсичность кислорода, активные формы кислорода (супероксид анион, перекись водорода, гидроксильный радикал).

148. Повреждение мембран в результате перекисного окисления липидов. Механизмы защиты от токсического действия кислорода: неферментативные (витамины Е, С, глутатион и др.) и ферментативные (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза) компоненты антиоксидантной системы.

149. Биотрансформация лекарственных веществ. Влияние лекарств на ферменты, участвующие в обезвреживании ксенобиотиков.

150. Основы химического канцерогенеза. Представление о некоторых химических канцерогенах.

151. Особенности развития, строения и метаболизма эритроцитов.

152. Транспорт кислорода и диоксида углерода кровью. Схема переноса газов кровью. Гемоглобин плода (НbF) и его физиологическое значение.

153. Полиморфные формы гемоглобинов человека. Гемоглобинопатии. Анемические гипоксии.

154. Биосинтез гема и его регуляция. Нарушения синтеза гема. Порфирии.

155. Распад гема. Обезвреживание билирубина. Нарушения обмена билирубина – желтухи: гемолитическая, обтурационная, печеночно-клеточная. Желтуха новорожденных.

156. Диагностическое значение определения билирубина и других желчных пигментов в крови и моче.

157. Обмен железа: всасывание, транспорт кровью, депонирование. Нарушение обмена железа: железодефицитная анемия, гемохроматоз.

158. Основные белковые фракции плазмы крови и их функции. Значение их определения для диагностики заболеваний. Энзимодиагностика.

159. Калликреин-кининовая система, представители, биологическая роль кининов.

160. Свёртывающая система крови. Внутренний и внешний пути свёртывания и их компоненты.Этапы образования фибринового тромба.

161. Принципы образования и последовательность фукционирования ферментных комплексов прокоагулянтного пути. Роль витамина К в свёртывании крови.

162. Основные механизмы фибринолиза. Активаторы плазминогена как тромболитические средства.

163. Антисвёртывающая система. Основные антикоагулянты крови: протеин С, антитромбин III, α₂ -макроглобулин, антиконвертин. Гемофилии.

164. Основные мембраны клетки и их функции. Общие свойства мембран: жидкостность, поперечная асимметрия, избирательная проницаемость.

165. Липидный состав мембран (фосфолипиды, гликолипиды, холестерин). Роль липидов в формировании липидногобислоя.

166. Белки мембран – интегральные, поверхностные, «заякоренные». Значение посттрансляционных модификаций в образовании функциональных мембранных белков.

167. Механизмы переноса веществ через мембраны: простая диффузия, первично-активный транспорт (Na⁺-К⁺-АТФаза, Ca²⁺-АТФаза), пассивный симпорт и антипорт, вторично-активный транспорт.

168. Трансмембранная передача сигнала. Участие мембран в активации внутриклеточных регуляторных систем – аденилатциклазной и инозитолфосфатной – в передаче гормонального сигнала.

169. Коллаген: особенности аминокислотного состава, первичной и пространственной структуры. Роль аскорбиновой кислоты в гидоксилировании пролина и лизина.

170. Особенности биосинтеза и созревания коллагена. Проявления недостаточности витамина С.

171. Особенности строения и функции эластина.

172. Гликозамингликаны и протеогликаны. Строение и функции. Роль гиалуроновой кислоты в организации межклеточного матрикса.

173. Адгезивные белки межклеточного матрикса: фибронектин и ламинин, их строение и функции. Роль этих белков в межклеточных взаимодействиях и развитии опухолей.

174. Структурная организация межклеточного матрикса. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах. Роль коллагеназы при заживлении ран. Оксипролинурия.

175. Важнейшие белки миофибрилл: миозин, актин, актомиозин, тропомиозин, тропонин, актинин.

176. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Роль градиента одновалентных ионов и ионов кальция в регуляции мышечного сокращения и расслабления.

177. Саркоплазматические белки: миоглобин, его строение и функции. Экстрактивные вещества мышц.

178. Особенности энергетического обмена в мышцах. Креатинфосфат.

179. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и денервации мышц. Креатинурия.

180. Химический состав нервной ткани. Миелиновые мембраны: особенности состава и структуры.

181. Энергетический обмен в нервной ткани. Значение аэробного распада глюкозы.

182. Биохимия возникновения и проведения нервного импульса. Молекулярные механизмы синаптической передачи.

183. Медиаторы: ацетилхолин, катехоламины, серотонин, g-аминомаслянная кислота, глутаминовая кислота, глицин, гистамин.

184. Физиологически активные пептиды мозга.