ЭНЗИМОЛОГИЯ

ЭНЗИМОЛОГИЯ: СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Лекция 1. “Введение в энзимологию. Структурная организация ферментов”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Энзимология, ее содержание и задачи. Ферменты как биологические катализаторы.
2. Классификация и номенклатура ферментов.
3. Уровни структурной организации ферментов и значение их в осуществлении
ферментами биологических функций.
3. Изоферменты и множественные формы ферментов. Одно- и двухкомпонентные
ферменты
Ключевые понятия темы: энзим, фермент, рибозим, псевдофермент, абзим,
минифермент, энзимология, катализатор, класс ферментов, номенклатура ферментов,
изофермент, множественная форма фермента, холофермент, апофермент,
простетическая группа, кофермент.
Литература:
1. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. 1982.
2. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
3. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
4. Страйер Л. Биохимия. 1984.
5. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
6. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 2. “ Кофакторы ферментов: коферменты и протетические группы ”.
Рассматриваемые вопросы:
1.Коферменты – переносчики атомов водорода и электронов: никотинамидные
коферменты, флавиновые коферменты, липоевая кислота, глутатион, убихинон.
2. Коферменты – переносчики химических групп: нуклеозидфосфаты, кофермент
ацетилирования, тетрагидрофолиевая кислота, пиридоксалевые коферменты.
3. Коферменты синтеза, изомеризации и расщепления углерод-углеродных связей:
производные тиамина, биотин, кобамидные коферменты.
4. Роль металлов в каталитическом действии ферментов. Ферменты, для действия которых
требуется железо, медь, цинк, марганец, кобальт, селен и другие.
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Страйер Л. Биохимия. 1984.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 3. “ Структурная организация активного центра фермента ”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Силы, участвующие в формировании трехмерной структуры активного центра.
2. Функциональные группы ферментов и их роль в катализе (имидазольная группа
гистидина, гидроксильная группа серина и тирозина, ε-аминогруппа лизина,
сульфгидрильные и карбоксильные группы).
3. Взаимодействие фермента с субстратом. Образование фермент-субстратного
комплекса.
4. Специфичность действия ферментов. Абсолютная и относительная специфичность.
Стереоспецифичность.
Ключевые
понятия темы:
абсолютная
стереоспецифичность, суицидные субстраты.
и
относительная
специфичность,
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Клёсов А.А. Ферментативный катализ.1980.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 4. “ Механизм ферментативного катализа ”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Кислотно-основной катализ органических реакций (специфический кислотноосновной катализ, обобщенный кислотно-основной катализ).
2. Ускорение ферментативной реакции за счет эффектов сближения и ориентации,
ковалентного катализа, внутримолекулярного кислотно-основного катализа,
эффекта конформационного соответствия.
3. Теории ферментативного катализа: теория напряжения, конформационного
соответствия.
Ключевые понятия темы: электрофил, нуклеофил, обобщенная кислота, обобщенное
основание, кислота Льюиса, основание Льюиса, энергия активации, “эффект дыбы”,
“теория ключа и замка”
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Клёсов А.А. Ферментативный катализ.1980.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 5. “Биохимические и физико-химические механизмы
функционирования ферментов”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Методические подходы к пониманию механизма действия ферментов.
2. Механизмы действия холинэстеразы, лизоцима, карбоксипептидазы А, сериновых
протеиназ, папаина и др.
3. Особенности катализа полифункциональными ферментами
4. Принципы и особенности функционирования, организации и регуляции
мультиферментных комплексов.
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Клёсов А.А. Ферментативный катализ.1980.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 6. “ Пути регуляции скорости ферментативных реакций в клетке”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Экстенсивный и интенсивный пути регуляции активности ферментов в организме.
2. Регуляция биосинтеза ферментов. Индукция и репрессия ферментов.
3. Регуляция активности ферментов путем ковалентной модификации.
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Клёсов А.А. Ферментативный катализ.1980.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 7. “ Пути регуляции скорости ферментативных реакций в клетке”
(продолжение).
Рассматриваемые вопросы:
1 . Ограниченный протеолиз. Активация проферментов: пищеварительные ферменты и
факторы свертывания крови. Активация химотрипсиногена, механизм активации
профермента. Активация других протеолитических ферментов.
2. Аллостерическая регуляция активности ферментов и реализация принципа обратной
связи.
3. Регуляция посредством пост-трансляционной ковалентной модификации.
Ключевые понятия темы: ферментная система, ретро-ингибирование, аллостерическая
регуляция.
Литература:
1. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
3. Страйер Л. Биохимия. 1984.
4. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 8. “ Выделение и очистка ферментов. Определение ферментативной
активности. Организация ферментов в клетках и тканях. ”
Рассматриваемые вопросы:
1. Выделение и очистка ферментов.
2. Критерии чистоты ферментного препарата.
3. Количественная характеристика ферментов.
4. Методы определения ферментативной активности.
5. Организация ферментов в клетках и тканях. Ферменты – маркеры субклеточных
фракций.
Ключевые понятия темы: фракционирование, гомогенизация, центрифугирование,
ионообменная хроматография, адсорбционная хроматография, распределительная
хроматография, гель-фильтрация, аффинная хроматография, элюент, элюат, сорбент,
электрофорез, ультрацентрифугирование, кристаллизация.
Литература:
1. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. 1982.
2. Плакунов В.Н. Основы энзимологии. 2001.
3. Ленинджер А. Основы биохимии. 1985.
4. Страйер Л. Биохимия. 1984.
5. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
Лекция 9. “ Применение ферментов. Перспективные направления
современной энзимологии”.
Рассматриваемые вопросы:
1. Применение ферментов в медицине, промышленности и сельском хозяйстве.
2. Методы получения и свойства иммобилизованных ферментов, пути и перспективы
их практического применения.
3. Химерные ферменты.
4. Моделирование и конструирование 3D-структур ферментов и активных центров.
Разработка структурной классификации ферментов.
Ключевые понятия темы: химерный фермент, полусинтетический
направленная эволюция ферментов, рациональная инженерия.
Литература:
1. Губич О.И., Кукулянская Т.А. Энзимология [Электронный ресурс]. 2013.
2. Семак И.В. Инженерная энзимология. 2006.
фермент,