а) Аспирин является необратимым ингибитором синтеза эйкозаноидов.
б) Аспирин является ингибитором циклооксигеназы.
в) Ацетильный остаток переносится с молекулы аспирина на ОН-группу фермента и необратимо ингибирует его.
У многих жителей Японии и Китая после приема даже небольших доз алкоголя расширяются сосуды и учащается пульс. Причиной является высокое содержание в крови ацетальдегида, токсичного для мозга. Объясните, почему такие же дозы алкоголя не вызывают такого эффекта у европейцев, для этого: напишите реакцию окисления ацетальдегида, укажите фермент.
Ответ: в печени имеется фермент алкогольдегидрогеназа, который окисляет этанол в ацетальдегид, который затем окисляется в безопасную уксусную кислоту посредством ацетальдегиддегидрогеназы. Эти две реакции окисления связаны с восстановлением NAD+ в NADH. В мозгу алкогольдегидрогеназа не играет особой роли в окислении этанола в ацетальдегид, это делает энзим каталаза. Конечные шаги алкогольной ферментации в бактериях, растениях и дрожжах включают конверсию пирувата в ацетальдегид под действием пируватдекарбоксилазы, после чего —ацетальдегида в этанол. Последняя реакция снова катализируется алкогольдегидрогеназой, но уже в обратном направлении.
Побочными продуктами при окислении ацетальдегида являются метилацетат, этилидендиацетат, муравьиная кислота и диоксид углерода:
При воспалительных заболеваниях верхних дыхательных путей, сопровождающихся накоплением густого вязкого экссудата, применяют протеолитические препараты. Объясните механизм их действия. Ответы: протеолитические ферменты(трипсин, химотрипсин) разрывают пептидные связи в молекулах белка, расщепляют высокомолекулярные продукты распада белков, полипептиды типа пептонов с образованием низкомолекулярных пептидов.
Данные препараты, благодаря своей возможности расщеплять высокомолекулярные продукты применяются в медицине и связано это с тем, что они могут расщеплять при местном воздействии некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижать вязкие секреты и экссудаты и облегчать их эвакуацию, улучшать процесс регенерации ран.
Трипсин, химотрипсин применяется при гнойных ранах, пролежнях, ожогах, отморожениях, трофических язвах, эмпиеме плевры, абсцессах, флегмонах, остеомиелите, гайморите, гнойном бронхите, бронхоэктазах.
Для лечения герпетических кератитов, аденовирусных коньюктивитов и ряда вирусных заболеваний применяют дезоксирибонуклеазу и рибонуклеазу. Объясните механизм действия этих препаратов.
Ответ: действие дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы объясняется тем, что они способны расщеплять фосфодиэфирные связи между нуклеотидами из нуклеиновых кислот.
Рибонуклеаза - ферментный препарат, который деполимеризует РНК до кислоторастворимых моно- и олигопептидов. Разрушая нуклеиновые кислоты, задерживает размножение некоторых РНК- содержащих вирусов. Разжижает гной, слизь, вязкую и густую мокроту, оказывает противовоспалительное действие.
Дезоксирибонуклеаза - фермент класса гидролаз, катализирующий гидролитическое расщепление полинуклеотидов: дезоксирибонуклеотидов и ДНК с образованием олигонуклеотидов. ДНК-аза используется в качестве лекарственного средства в виде ферментного препарата, способного вызывать деполимеризацию и разжижение гноя, задерживает развитие вирусов (герпес, аденовирусы и др.) вследствие оказываемого ею тормозящего влияния на ДНК-содержащие вирусы.
Повышение концентрации ц-АМФ облегчает состояние больных бронхиальной астмой. Какие ферменты контролируют уровень ц-АМФ в клетке? Ингибиторы какого фермента можно использовать для облегчения симптомов болезни? Для ответа на вопрос:
а) напишите реакцию, приводящую к снижению уровня ц-АМФ, укажите фермент;
Фермент фосфодиэстераза
б) укажите роль этого фермента для метаболизма в клетке и гормон, активирующий его. ФДЭ – фосфодиэстераза индуцируется в печени инсулином.
цАМФ активируеть ПКА (протеинкиназу А), которая:
Активирует ТАГ-липазу, которая участвует в мобилизации жира
Инактивирует гликогенсинтетазу и активирует гликофосфорилазу. В результате глюкоза поступает в кровь.
Гиалуронидазу используют подкожно и внутримышечно для рассасывания контрактур и рубцов, появившихся после ожогов или операции. Объясните механизм действия этого препарата.
Ответ: Препарат гиалуронидаза воздействует на гиалуруновую кислоту. Биологическая роль гиалуруновой кислоты заключается в том, что она является цементирующим веществом соединительной ткани.
Гиалуронидаза вызывает распад гиалуроновой кислоты до глюкозамина и глюкуроновой кислоты и тем самым уменьшает ее вязкость, увеличивает проницаемость тканей, облегчает движение жидкостей в межтканевых пространствах, уменьшает отечность ткани, размягчает рубцы, увеличивает объем движений в суставах, уменьшает контрактуры и предупреждает их формирование. Действие гиалуронидазы носит обратимый характер. При снижении ее концентрации вязкость гиалуроновой кислоты восстанавливается. Поэтому гиалуронидаза применяется для временного уменьшения вязкости гиалуроновой кислоты.
Аспарагиназа используется для лечения лейкозов. Объясните механизм действия фермента, если известно, что в лейкозных клетках имеется дефект фермента аспарагинсинтетазы. Эти клетки не синтезируют аспарагин и вынуждены получать его из крови. Напишите уравнения реакций, контролируемые вышеназванными ферментами.
Ответ: аспарагиназа-противоопухолевое средство, фермент, продуцируемый штаммами кишечной палочки. Гидролизуя аспарагин (с образованием аспарагиновой кислоты и аммиака), необходимый для роста быстро делящихся клеток (в т.ч. опухолевых), подавляет синтез белка и пролиферацию клеток. Нормальные клетки способны синтезировать собственный аспарагин, в то время как некоторые злокачественные клетки не обладают этой способностью. Аспарагиназа нарушает также синтез ДНК и РНК и, по-видимому, является циклоспецифичным препаратом, оказывая действие на клетки в фазе G1. Значительно уменьшает число бластных клеток как в периферической крови, так и в костном мозге.
Обладает иммунодепрессивной активностью. Механизм действия аспарагиназы связан с гидролизом аспарагина, необходимого для роста опухолевых клеток, что приводит к нарушению синтеза белка, ДНК и РНК и к гибели клеток.
При паркинсонизме, для повышения уровня дофамина, используют депренил, ниаламид, пиразидол и др. Ингибиторами какого фермента являются эти препараты. Напишите реакцию, катализируемую этим ферментом.
Ответ: используемые при паркинсонизме препараты ингибируют моноаминоксидаза.
Объясните механизм положительного эффекта применения аллопуринола при подагре. Для этого: напишите реакцию образования мочевой кислоты, повышающейся при подагре;
вспомните, как влияют на активность ферментов их структурные аналоги.
Ответ: аллопуринол является структурным изомером гипоксантина (природный пурин, встречающийся в организме человека). Ксантиноксидаза отвечает за последующее окисление гипоксантина и ксантина, с образованием в организме мочевой кислоты — продукта метаболизма пуринов. Ее повышение приводит к снижению продукции мочевой кислоты в организме, а также к повышению уровня гипоксантина и ксантина, которые превращаются в родственные пурину аденозин и гуанозин монофосфаты. Увеличение уровня этих рибонуклеотидов вызывает обратимое ингибирование амидофосфорибозилтрансферазы. Этим обусловлено уменьшение концевой мочевой кислоты и ее солей в жидких средах организма и моче, что способствует растворению имеющихся уратных отложений и предотвращает их образование в тканях и почках.
Объясните механизм противоопухолевого действия метотрексата—структурного аналога фолиевой кислоты. Для этого: напишите схему реакций синтеза дезокситимидиловой кислоты; укажите роль ТГФК в этом процессе.
Больному с гиперурикемией врач порекомендовал овощную диету и аллопуринол. На чем основаны рекомендации, объясните механизм действия аллопуринола, приведите его формулу.
Меркаптопурин применяют при лечении острого лейкоза. Объясните механизм действия меркаптопурина, напишите его формулу.
Какие органоспецифические ферменты печени целесообразно использовать для оценки состояния этого органа?
Высокая токсичность метанола (прием 30 мл метанола может привести к смерти) обусловлена образованием формальдегида, продукта окисления метанола алкогольдегидрогеназой печени.
Объясните принцип одного из методов лечения при отравлении метанолом, когда больному назначают этанол в количествах, которые у здорового человека вызывают интоксикацию.
Ионы тяжелых металлов,такие как Ag, Hg, Cd, могут взаимодействовать с сульфгидрильными группами, входящими в активный центр фермента, с образованием меркаптидов. Как при этом изменяется активность фермента?
Ионы кадмия и ртути могут замещать ионы цинка в активном центре ряда ферментов. Как изменится при этом активность этих ферментов и почему? Приведите примеры ферментов содержащих в активном центре ионы металлов.
СРОП №3. Регуляция биологического окисления и окислительного фосфорилирования. Задачи:
Напишите суммарное уравнение превращения ацетил-КоА в двуокись углерода. Рассчитайте количество молей АТФ, синтезируемых при окислении 5 молей ацетил-КоА до α-кетоглутарата. Укажите тип фосфорилирования.
Ежедневно в организме взрослого человека образуются значительные количества АТФ, однако вес тела, его строение и состав за этот период существенно не меняются. Как можно это объяснить?
При физической работе человек согревается даже на морозе. Объясните этот феномен. Для этого вспомните роль тканевого дыхания в теплопродукции и теплорегуляции.
При добавлении оксалоацетата к дышащим митохондриям значительно увеличивается потребление кислорода. Объясните, почему добавление оксалоацетата усиливает поглощение кислорода митохондриями?
В суспензию митохондрий в качестве окисляемого субстрата добавляли малат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? Как повлияет на скорость погощения кислорода и коэффициент Р/О добавление амитала натрия. Как повлияет на эти показатели добавление одновременно с амиталом сукцината.
Ответ: Р/О = 3.
В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве окисляемого субстрата использовали цитрат. Чему равен коэффициент Р/О для этой реакции? Изменится ли скорость поглощения кислорода и коэффициент Р/О, если вместе с цитратом добавить ротенон? Чему будет равен коэффициент Р/О при добавлении вместе с ротеноном аскорбиновой кислоты, восстанавливающей цитохром С.
Ответ: Изоцитрат – НАД-зависимая дегидрогеназа и приходит 3 комплекса, поэтому Р/О=3. После добавляют ротенон. Ротенон – это ингибитор НАДН-дегидрогеназы и Р/О уменьшается, так как ингибируется первый комплекс, соответственно скорость реакции тоже уменьшается. С аскорбиновой кислотой Р/О=1.
К двум пробам суспензии митохондрий, добавили одинаковое количество малата и АДФ. В одну из проб внесли дополнительно амитал натрия. Как изменится скорость поглощения кислорода в опытных пробах. В какой из проб скорость поглощения О2 будет ниже и почему?
В суспензию митохондрий добавили 2 моль малата и 2 моль АДФ. Скорость окисления малата измеряли по поглощению кислорода. Через некоторое время реакция прекратилась. Почему это произошло? Какие вещества необходимо добавить, для возобновления окисления малата
Ответ: Малонат является конкурентным ингибитором сукцинатдегидрогеназы, поэтому работа цикла Кребса затормозится. Восстановленные коферменты не поступают в дыхательную цепь, и потребление кислорода снижается. Для возобновления окисления малата, нужно добавить раствор гексокиназы и глюкозы.
Для производства взрывчатых веществ в начале 20 века использовали 2,4- динитрофенол. У рабочих на этих производствах наблюдались случаи тяжелого отравления, сопровождающиеся мышечной слабостью, высокой температурой, часто со смертельным исходом. Объясните причину этих симптомов и смерти при действии 2,4-динитрофенола.
Почему после добавления малоната к суспензии митохондрий, использующих в качестве единственного субстрата дыхания пировиноградную кислоту, поглощение О2 митохондриями резко снижается, одновременно увеличивается концентрация одного из метаболитов цитратного цикла. Какой метаболит ЦТК накапливается? Как можно снять эти явления.
Ответ: накапливается оксалоацетат. Снижается поглощение кислорода, потому что доноры водорода образуются только в одной реакции ЦТК: окисления малата в оксалоацетат. Все остальные донорные реакции не идут, потому что в среде нет пирувата. Эти явления можно снять таким образом, то есть: нужно связать оксалоацетат, добавив пируват или ацетил-коэнзиму А
Для пациентов с тиаминовой недостаточностью характерен ряд неврологических симптомов: утрата рефлексов, беспокойство, спутанность сознания и др. Почему недостаточность тиамина отражается на функции мозга. Напишите уравнение реакции, в которой требуется коферментная форма тиамина.
Ответ: Витамин В1 играет важную роль в метаболизме нервной ткани. Тиамин участвует в функционировании нейронов, и в проведении нервных импульсов, поскольку мозг и периферические нервы содержат значительные кол-ва тиамина. Электростимуляция нервов также сопровождается высвобождением ди- и трифостфата тиамина). При недостатке этого витамина (для сухой формы бери- бери) наблюдаются: периферическая нейропатия (нарушение чувствительности, двигательных функций и рефлексов); синдром Корсакова (спутанность сознания, конфабуляция, ретроградная амнезия); энцефалопатия Вернике (кома, арефлексия, спутанность сознания, офтальмоплегия, паралич глазных мышц).
Тиамин входит в состав ТДФ, который является коферментом транскетолазы – фермента пентафосфатного пути:
Предскажите окислительно-восстановительное состояние отдельных звеньев ЦПЭ в суспензии митохондрий печени, обильно снабжаемой малатом, фосфатом, АДФ и кислородом при добавлении цианида калия. Происходит ли в этих условиях поглощение кислорода.
Ответ: В этих условиях поглощение кислорода не происходит, так как цианид калия является ингибитором для IV комплекса. В ходе которого блокируется движение электронов от других комплексов, и прекращается перенос H+ и работа АТФ синтазы, изза которого прекращается поглощение кислорода, следовательно, останавливается и выработка АТФ.
Предскажите окислительно-восстановительное состояние отдельных звеньев ЦПЭ в суспензии митохондрий печени, обильно снабжаемой αкетоглутаратом, фосфатом, АДФ и кислородом при добавлении: ротенона, СО, антимицина.
При добавлении к суспензии митохондрий 10 молей одного из метаболитов ЦТК синтезировалось 20 молей АТФ. Укажите окисляемый субстрат и тип фосфорилирования. Напишите уравнение соответствующей реакции.
Немедленное введение нитрита натрия оказывает очень эффективное лечебное действие при отравлении цианидом. Объясните механизм действия этого антидота. (Подсказка: нитриты окисляют феррогемоглобин (Ш) в ферригемоглобин (II).)
Ответ: нитриты при вступлении в реакцию с гемоглобином образуют метгемоглобин, который способен снабжать клетки достаточным количеством кислорода. Таким образом цианид связывается не с цитохромом А3, а с метгемоглобином, содержащий в себе необходимое трехвалентное железо.
При добавлении к суспензии митохондрий изоцитрата скорость поглощения О2 увеличивается. При добавлении малоната количество потребляемого О2 снижается. Почему прекращается поглощение О2? Объясните какой промежуточный продукт накапливается и почему, каким образом можно восстановить скорость дыхания.
Ответ: малонат – это конкурентный ингибитор сукцинатдегидрогеназы. По этой причине цикл Кребса затормаживается. Коферменты восстанавливаются, но не поступают в дыхательную цепь, и снижается потребление О2.
У новорожденных детей и животных, впадающих в зимнюю спячку, имеется особая ткань – бурый жир, обладающая термогенными свойствами. Высокое или низкое значение Р/О характерно для митохондрий бурого жира? Укажите возможный механизм поддержания такого уровня Р/О.
Ответ: низкое значение Р/О характерно для митохондрий бурого жира, такие митохондрии меньше всего настроены на выработку АТФ. Под действием холода кровоснабжение бурого жира увеличивается, дыхание интенсифицируется и выделяется тепло. Внутренние мембраны имеют специфические поры для переносов ионов водорода. Чтобы запасти больше жира необходимо больше есть, чем нужно.
В эксперименте по изучению тканевого дыхания использовали В качестве субстратов окисления вещества, содержащие меченый кислород: Н2О, О2, аланин, пируват, глюкозу и пальмитиновую кислоту. Оба конечных продукта дыхания СО2 и Н2О содержали метку. В составе каких компонентов инкубационной смеси не мог содержаться меченый О2, обнаруженной в СО2. Какие компоненты смеси были источниками О2, обнаруженного в составе Н2О.
Ротенон и антимицин действуют как яд в организме животных. Если допустить, что эти вещества блокируют соответствующие участки ЦПЭ с равной эффективностью, то какое из них будет более мощным ядом?
Ответ: Антимицин более мощный яд, поскольку блокирует поступление водорода на месте от убихинола. Соответственно, водород не поступает от ФАД и НАДН-дегидрогеназ.
Каким образом дрожание мышц обеспечивает постоянство температуры тела при холодной погоде? Можно ли уменьшить расходы на питание, если зимой тепло одеваться?
Через 30 минут после приема 100 г сахара содержание глюкозы в крови у пациента увеличилось в полтора раза, а после употребления 100 г хлеба уровень глюкозы существенно не изменился. Объясните наблюдаемые явления.
Достарыңызбен бөлісу: |