План лекций (фарм-заочн., 2010

План лекций по биохимии для фармацевтического факультета
(заочное обучение, 3 курс) на зимнюю сессию 2010-2011 уч. года.
Дата
Тема
Тема 1.
ХИМИЯ ПРОСТЫХ
И
СЛОЖНЫХ
БЕЛКОВ.
МАТРИЧНЫЕ
СИНТЕЗЫ.
ИММУННЫЕ
БЕЛКИ,
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
МЕМБРАНЫ
Тема 2. Понятие о
катализе. Химическая
природа ферментов.
Изоферменты.
Специфичность
Содержание темы
Белки как важнейший компонент живых организмов:
функции белков. Аминокислоты – структурные мономеры
белков: классификация, физико-химические и биологические
свойства.
Уровни структурной организации белка. Типы связей в
молекуле белка и их значение для проявления биологической
активности.
Физико-химические и биологические свойства белков:
амфотерность, растворимость, изоэлектрическая точка белка,
денатурация, высаливание, коллоидные свойства.
Классификация белков. Сложные белки: классификация.
Хромопротеины. Миоглобин и гемоглобин. Строение и
биологическая
роль.
Углевод-белковые
комплексы
(гликопротеины, протеогликаны): строение и биологическая
роль.
Фосфопротеины
(казеиноген,
фосфорилаза,
гликогенсинтаза):
строение
и
биологическая
роль.
Металлопротеины.
Липид-белковые комплексы:
свободные липопротеины
(липопротеины плазмы крови),
место
образования,
химический
состав,
строение,
биологическая
роль.
Структурные
липопротеины
(биологические мембраны).
Нуклеопротеины. Строение нуклеиновых кислот.
Первичная и вторичная структура ДНК и РНК. Типы РНК:
рибосомные, транспортные, матричные.
Биосинтез ДНК (репликация). Субстраты, источники
энергии, матрица, ферменты и белки ДНК-репликативного
комплекса. Повреждения и репарация ДНК.
Биосинтез РНК (транскрипция). Субстраты, источники
энергии. ДНК как матрица. РНК-полимеразы. Понятие о
мозаичной структуре генов, первичных транскриптах и их
посттранскрипционном процессинге (созревание РНК).
Биосинтез белков (трансляция). Реализация генетической
информации в фенотипические признаки, осуществляемая в
направлении ДНК → мРНК → белок (основной постулат
молекулярной биологии). Концепция один ген – один белок,
или, точнее, один ген – одна полипептидная цепь.
Последовательность событий при образовании полипептидной
цепи на рибосоме: инициация, элонгация и терминация.
Посттрансляционный
процессинг
белков:
частичный
протеолиз,
присоединение
небелковых
компонентов,
модификация аминокислот, формирование пространственной
конформации мономерных и олигомерных молекул. Теория
оперона. Лекарственные вещества как активаторы и
ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот и белков
Химическая природа и строение иммуноглобулинов
(антител). Иммунизация и использование антител в в качестве
лекарственных препаратов.
Химическая природа ферментов. Апофермент (активный и
аллостерический центры). Кофакторы ферментов: ионы
металлов и коферменты (витаминной и невитаминной
природы). Механизмы действия ферментов. Кислотнощелочной и ковалентный катализ. Изоферменты. Значение
действия ферментов.
Кинетика
ферментативных
реакций.
изоферментов в функциональной активности отдельных
органов и тканей. Использование изоферментов в диагностике
различных заболеваний. Специфичность действия ферментов.
Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости
ферментативных реакций от температуры, рН среды,
концентраций фермента и субстратов.
Ингибирование
ферментов:
обратимое
(конкурентное,
неконкурентное), субстратное, аллостерическое и необратимое
ингибирование. Ингибирование по принципу обратной связи –
основа клеточной саморегуляции. Механизмы активирования
ферментов.
Классификация и номенклатура ферментов.
Методы определения активности ферментов.
Единицы активности. Медицинская энзимология. Изменения
активности ферментов при болезнях. Наследственные
энзимопатии. Определение ферментов в плазме крови с целью
диагностики болезней; происхождение ферментов плазмы
крови (энзимодиагностика).
Применение ферментов для
лечения болезней (энзимотерапия). Лекарственные вещества
как активаторы и ингибиторы ферментов.
Тема 3.
Различные формы энергии в организме животных и
человека. Макроэргические соединения. Дегидрирование
Цикл
Кребса. субстратов как источник энергии для синтеза АТФ.
Митохондриальная Строение митохондрий и структурная организация
цепь
переноса дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический
электронов.
потенциал как промежуточная форма энергии при
окислительном
фосфорилировании.
Локализация
компонентов дыхательной цепи. Редокс-потенциалы
отдельных звеньев цепи биологического окисления.
Окислительное
фосфорилирование.
Коэффициент
окислительного фосфорилирования (Р/О). Регуляция цепи
переноса
электронов
(дыхательный
контроль).
Разобщение тканевого дыхания и окислительного
фосфорилирования
(свободное
окисление).
Лекарственные вещества как разобщающие агенты.
Образование токсических форм кислорода, механизм их
повреждающего действия на клетки.
Общие пути катаболизма основных пищевых веществ –
углеводов, жиров, белков (аминокислот). Ацетил-КоА как
универсальное топливо ЦТК. Цикл трикарбоновых кислот
(ЦТК): последовательность реакций и характеристика
ферментов и коферментов. Механизмы регуляции ЦТК.
Связь между общим путем катаболизма и цепью переноса
электронов и протонов. Механизм образования АТФ
путем субстратного фосфорилирования в ЦТК. Баланс
энергии в ЦТК. Биологическая роль ЦТК, анаболические
функции. Анаплеротические реакции, пополняющие
ЦТК.
Тема 4.
Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов,
всасывание и взаимопревращения гексоз.
Глюкоза как
Переваривание
важнейший
метаболит
углеводного
обмена.
Общая
схема
углеводов.
Катаболизм
и источников и путей расходования глюкозы в организме.
анаболизм углеводов. Биосинтез и мобилизация гликогена.
Аэробный
путь
окисления
глюкозы
(три
этапа:
Нарушения
углеводного обмена.
Зав. кафедрой биохимии
Д.м.н., профессор
гликолитический,
окислительное
декарбоксилирование
пировиноградной кислоты и цикл трикарбоновых кислот).
Биологическое значение аэробного пути окисления глюкозы.
Баланс энергии, связь с цепью биологического окисления этого
пути. Регуляция скорости аэробного пути окисления глюкозы.
Анаэробный путь распада глюкозы и гликогена (гликолиз и
гликогенолиз). Реакция гликолитической оксидоредукции.
Субстратное фосфорилирование и механизм образования АТФ.
Механизмы переключения окисления глюкозы с аэробного
пути на анаэробный и наоборот (пируват - как акцептор
водорода; образование молочной кислоты и ее окисление при
наличии кислорода). Биологическое значение анаэробного
окисления глюкозы. Регуляция скорости и баланс энергии
этого пути.
Биосинтез глюкозы (глюконеогенез) из аминокислот,
глицерина и молочной кислоты. Взаимосвязь гликолиза в
мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
Пентозофосфатный путь окисления глюкозы (ПФП):
окислительная и неокислительная стадия (реакции, ферменты,
коферменты этих реакций). Регуляция ПФП (доступность
субстратов, коферментов, потребности клетки в метаболитах
ПФП). Биологическое значение ПФП (восстановление НАДФ,
образование пентоз и окислительное фосфорилирование).
Регуляция и нарушения углеводного обмена.
Ю.Н. Боринский
План лекций по биохимии для фармацевтического факультета
(заочное обучение, 3 курс) на летнюю сессию 2010-2011 уч. года.
Дата
Тема
Содержание темы
Переваривание липидов. Ферменты гидролиза липидов.
Тема 1.
Желчные кислоты: химическое строение, синтез,
роль.
Всасывание
продуктов
ОБМЕН
И биологическая
переваривания. Ресинтез триацилглицеринов в стенке
ФУНКЦИИ
кишечника и их транспорт в составе липопротеинов.
ЛИПИДОВ
Состав и строение транспортных липопротеинов
крови.Катаболизм липидов. Внутриклеточный липолиз:
Переваривание
ферменты, судьба конечных продуктов, регуляция
липидов.
Катаболизм
и синтеза и мобилизации жиров.
Роль инсулина, глюкагона и адреналина. Современные
анаболизм
представления о β-окислении ВЖК. Связь с ЦТК и
липидов.
цепью биологического окисления, энергетический баланс
Нарушения
β-окисления ВЖК и его регуляция. Кетоновые тела.
липидного обмена
Механизм образования и окисления. Анаболизм липидов.
Биосинтез ВЖК: субстраты, ферменты, коферменты
реакций, локализация в клетке, энергетические затраты
(АТФ). Регуляция биосинтеза ВЖК (внутриклеточная,
гормоны, ЦНС).
Биосинтез нейтрального жира в различных тканях (в
эпителии кишечника, в печени и жировой ткани):
субстраты, ферменты, способ транспорта из органов,
регуляция скорости депонирования жира
(внутриклеточная, гормональная, ЦНС).
Биосинтез
фосфолипидов
(лецитина): субстраты,
ферменты, невитаминные коферменты. Механизмы
биосинтеза фосфолипидов (de novo и по экстренному
варианту). Липотропные факторы.
Обмен стеринов и стероидов.
Холестерин как
предшественник ряда других стероидов. Представление о
биосинтезе холестерина. Выведение холестерина из
организма. ЛПНП и ЛПВП – транспортные формы
холестерина в крови. Биохимические основы развития
атеросклероза.
Нарушения переваривания и всасывания липидов. Типы
дислипопротеинемий. Биохимические нарушения
липидного обмена: при стрессе, ожирении, голодании,
сахарном диабете, атеросклерозе.
Тема 2.
ОБМЕН И
ФУНКЦИИ
АМИНОКИСЛОТ,
БЕЛКОВ, ХРОМОИ
НУКЛЕОПРОТЕИНОВ
Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте:
проферменты и их активация, роль соляной кислоты.
Гниение белков в кишечнике, продукты гниения.
Механизмы обезвреживания токсичных продуктов
гниения.
Декарбоксилирование
аминокислот.
Образование, биологическая роль и инактивация
биогенных аминов (гистамина, серотонина, триптамина,
катехоламинов и гамма-аминомасляной кислоты). Роль
Переваривание
белков.
Катаболизм
аминокислот в
тканях. Обмен
хромо- и
нуклеопротеинов.
Нарушения
обмена
аминокислот и
белков.
гистамина в развитии аллергических реакций и
воспаления. Антигистаминные препараты.
Механизмы дезаминирования аминокислот (прямое и
непрямое дезаминирование). Биологическое значение
непрямого дезаминирования.
Конечные продукты азотистого обмена и механизмы
обезвреживания аммиака (образование солей аммония,
амидов дикарбоновых аминокислот, восстановительное
аминирование, синтез мочевины). Синтез мочевины в
печени. Связь орнитинового цикла с превращениями
фумаровой и аспарагиновой кислот (бицикл Кребса).
Нарушения
синтеза
и
выведения
мочевины.
Гипераммониемии. Причины токсичности аммиака.
Обмен безазотистого остатка аминокислот (гликогенные
и
кетогенные
аминокислоты).
Кетогенные
аминокислоты.
Обмен хромопротеидов. Биосинтез гема: субстраты,
реакции (до δ-аминолевулиновой кислоты, а далее
схематично),
ферменты,
коферменты,
витамины.
Регуляция синтеза гема и гемоглобина. Нарушения
синтеза гема: порфирии. Распад гемоглобина: основные
этапы и продукты реакции. Нарушения
обмена билирубина при различных типах желтухи.
Обмен
нуклеопротеинов.
Биосинтез
пуриновых
нуклеотидов: начальные стадии синтеза (от рибозо-5’фосфата до 5’- фосфорибозиламина), происхождение
атомов пуринового кольца.
Регуляция синтеза
пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов: активация и
ингибирование ключевых ферментов. Реутилизация
азотистых оснований, как запасной путь синтеза
пуриновых нуклеотидов (ключевые ферменты, этапы
синтеза, ферменты, коферменты). Представление о
биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов.
Распад нуклеиновых кислот в тканях. Катаболизм
пуриновых
и
пиримидиноых
мононуклеотидов.
Конечные продукты распада нуклеотидов пуринового и
пиримидинового ряда. Нарушения в обмене нуклеотидов
(подагра, ксантинурия, оротацидурия (мочекаменная
болезнь)).
Применение
ингибиторов
синтеза
дезоксирибонуклеотидов для лечения злокачественных
опухолей.
Тема 3.
ГОРМОНЫ И
ГОРМОНОПОДОБНЫЕ
ВЕЩЕСТВА
Основные системы межклеточной коммуникации:
эндокринная, паракринная, аутокринные системы.
Классификация гормонов по химическому строению и
биологическим функциям. АПУД - система (местные
гормоны). Клетки-мишени и клеточные рецепторы
гормонов. Механизмы передачи гормональных сигналов
клетки. Взаимосвязь деятельности ЦНС с эндокринной
системой. Иерархия эндокринных желез.
Либерины и статины гипоталамуса. Тропные гормоны
гипофиза (химическая природа и биологическое
действие,
причины
и
последствия
гипои
Химия, механизм
гиперфункции). Гормоны периферических эндокринных
действия и
желез: щитовидной и паращитовидной, поджелудочной,
функции гормонов
мозгового и коркового слоя надпочечников; женские и
мужские
половые
гормоны,
простагландины,
тромбоксаны, лейкотриены, эндорфины, кинины и др.
(химическая природа, органы-мишени, механизм
действия, роль в регуляции обмена веществ и
физиологических функциях). Причины и признаки гипои
гиперфункций
желез
эндокринной
системы.
Нарушения в обмене веществ и функциях различных
органов и тканей при этих состояниях (при гипер- и
гипокортицизме, сахарном диабете,
гипо- и
гипертиреозе).
Применение
гормонов
в
медицине:
гормонодиагностика и гормонотерапия. Опасности и
осложнения при бесконтрольном и длительном
применения гормонов.
Тема 4.
Биохимия и фармация. Биохимические методы
стандартизации
контроля
качества
лекарств
(биорегуляторов
- гормонов, ферментов и др.).
ФАРМАЦЕВТИФерменты
как
аналитические
агенты.
ЧЕСКАЯ
Иммобилизованные ферменты, преимущества их
БИОХИМИЯ
использования в медицинской практике. Биохимические
Биотрансформация основы генно-инженерной технологии, ее применение
для синтеза лекарственных веществ. Биохимические
лекарственных
веществ
в аспекты повышения биодоступности лекарственных
препаратов. Липосомы как носители лекарств
организме.
Биотрансформация
лекарственных веществ в
организме. Метаболизм лекарственных веществ в
организме. Локализация метаболических превращений в
организме. Участие печени в процессах детоксикации
различных
ядовитых
веществ,
ксенобиотиков,
лекарственных препаратов.
Основные закономерности метаболизма биогенных
и синтетических лекарственных веществ. Основные
типы реакций первой фазы метаболизма ксенобиотиков.
Структурная организация и функциональная роль
эндоплазматического ретикулума в биотрансформации
лекарств. Коньюгация - вторая фаза метаболизма
лекарств. Характеристика реакций конъюгации.
Биохимические основы индивидуальной
вариабельности метаболизма лекарств. Методы
исследования биотрансформации лекарств в
организме.
Зав. кафедрой биохимии
Д.м.н., профессор
Ю.Н. Боринский