Цель занятия. Углубить и закрепить знания студентов о структуре и функциях энзимов, механизме их действия, сопоставить в эксперименте свойства ферментов и неорганических катализаторов, на примере амилазы слюны экспериментально изучить влияние на ферментативную активность температуры, рН среды.
Студент должен | |
знать: | уметь: |
-строение молекулы фермента, предназначение активного, аллостерического центров; -особенности структуры ферментов-протеинов и ферментов-протеидов; -химическую природу кофакторов, коферментов; -механизм ферментативного катализа; -классификацию и номенклатуру ферментов. | -схематически изображать комплементарность взаимодействия активного центра энзима и субстрата; -представить график зависимости активность ферментов от рН среды и температуры; -использовать знания общих свойств ферментов для решения ситуационных задач. |
Содержание занятия. После проверки выполнения заданий для самоподготовки на практическом занятии студентам предстоит следующее:
- ответить на вопросы тест-карт программированного контроля и вопросы преподавателя;
- провести сравнение свойств ферментов и минеральных катализаторов;
- выполнить работы по определению общих свойств ферментов - термолабильности, субстратной специфичности, доказать влияние рН среды на активность ферментов;
- отразить в протоколе полученные результаты и сформулировать выводы.
УИРС. Решение ситуационных задач, обсуждение реферативных сообщений.
Методические указания к самоподготовке
При подготовке к занятию необходимо вспомнить материал, изучавшийся в курсе общей химии - катализ, факторы, влияющие на катализ, химическая кинетика. Успешное усвоение материала невозможно без детальных знаний о структуре и свойствах простых и сложных белков. Переходя к разбору ферментов, необходимо обратить внимание на доказательства белковой природы энзимов, сопоставить свойства ферментов и неорганических катализаторов. Необходимо иметь четкие представления о типах специфичности ферментов, разобраться в закономерностях зависимости ферментативного катализа от температуры, рН среды.
Знание строения и свойств ферментов является необходимым для понимания механизмов протекания и регуляции всех биохимических процессов, а также для дальнейшего изучения изменений биохимического статуса при патологических состояниях и механизмов воздействия лекарственных веществ.
С целью лучшего усвоения материала выполнить следующие задания
№№ | Задание | Указания к выполнению задания |
1. | Изучите химическую природу ферментов, их сходство и различие с неорганическими катализаторами. | 1. Дайте определение понятию «ферменты», перечислите доказательства белковой природы ферментов. 2. Сопоставьте свойства ферментов и неорганических катализаторов. 3. Что такое энергия активации? Зарисуйте график, объясняющий явление катализа с термодинамических позиций. 4. Заполните таблицу, отражающую сходства и различия ферментов и неорганических катализаторов. |
Свойства | Ферменты | Неорганические катализаторы |
Сравнение влияния на скорость реакции Влияние на подвижное равновесие Снижение энергии активации Адсорбция на поверхности Образование промежуточных соединений Каталитическая активность Специфичность | ||
Влияние температуры Влияние рН среды Влияние активаторов и ингибиторов Влияние концентрации катализатора Влияние концентрации субстрата | ||
2. | Ознакомьтесь с теорией ферментативного катализа. | 1. Выпишите основные положения ферментативного катализа, сопоставьте с катализом в неорганической химии |
3. | Изучите структурную организацию энзимов. | 1.Охарактеризуйте ферменты-протеины и ферменты-протеиды. Разберите понятия - кофермент, апофермент, холофермент, активный центр, аллостерический центр. 2. Отметьте, чем представлены активные центры ферментов простых и сложных белков. 3. Помимо белков, могут ли обладать ферментативной активностью молекулы других классов биополимеров? |
4. | Вспомните строение ферментов. | 1. Схематически представьте строение активного центра холинэстеразы. 2. Выпишите функциональные группы (и поставляющие их аминокислоты), чаще всего участвующие в формировании активного центра ферментов. |
5. | Изучите специфичность ферментов. | 1.Выпишите понятия специфичности фермента и подумайте, чем обусловлена специфичность ферментов. Объясните биологический смысл специфичности. 2. Приведите примеры ферментов с абсолютной, групповой и стереохимической специфичностью. 3. Вспомните теории энзим - субстратных взаимодействий Фишера и Кошленда и дайте определение, какая из этих теорий приемлема на современном уровне для объяснения специфичности ферментов. |
6. | Изучите механизм действия ферментов. | 1. Вспомните основные теории катализа. 2. Напишите и объясните общую схему ферментативного процесса (уравнение Фишера). 3. Разберите механизм действия холинэстеразы. |
7. | Изучите зависимость ферментативной реакции от температуры. | 1. Графически изобразите зависимость активности ферментов от температуры. 2. Охарактеризуйте состояние фермента при 00С и при 1000С. 3. Приведите примеры термолабильных и термостабильных ферментов. 4. Какое практическое значение имеют знания зависимости активности ферментов от температуры. |
8. | Изучите зависимость ферментативной активности от рН среды. | 1. Изобразите графическую зависимость от рН среды активности пепсина, трипсина, амилазы слюны, кислой и щелочной фосфатазы. 2. Выделите три ведущих фактора, объясняющие зависимость ферментативного катализа от рН среды. 3. Поясните, для чего специалисту медицины необходимо знать свойства ферментов. |
9. | Изучите современную классификацию и номенклатуру ферментов. | 1. Приведите классификацию ферментов. На чем основана классификация ферментов? В виде таблицы выпишите все классы подклассы ферментов. 2. Напишите примеры типов реакций, катализируемых каждым из 6 классов ферментов, дайте ферментам систематические названия. 3. Определите, к какому классу, подклассу и подподклассу относятся ферменты: α-амилаза, щелочная фосфатаза, холинэстераза, моноаминооксидаза. |
Подготовьте к предстоящему занятию протокол, в котором отразите принцип метода и ход работы. Не забудьте оставить достаточного места для выводов после выполнения каждой работы.