Литература для изучения дисциплины, (з) справочные данные, используемые при решении задач

1. 
   Введение
   

Предмет биологической химии - изучение веществ, из которых состоят живые организмы, и химических прцессов, происходящих в живых организмах. Биополимеры - как пограничная жизни форма организации материи. Биокатализаторы - ферменты (энзимы) - необходимые компоненты всех биохимических процессов. Универсальность низкомолекулярных компонентов и специфичность белков и нуклеиновых кислот.

Полимеры. Мономерные компоненты полимеров. Бифункциональность мономеров. Линейные полимеры. Разветвленные полимеры. Сшитые полимеры. Набухаемость сшитых полимеров. Регулярные полимеры. Полиаминокислоты и гомополинуклеотиды, как примеры регулярных полимеров. Статистические сополимеры. Нерегулярные полимеры. Многообразие возможных последовательностей мономерных звеньев в нерегулярных полимерах. Многообразие белков и нуклеиновых кислот как основа многообразия форм жизни. Особые точки на концах линейной полимерной цепи. Направление полимерной цепи.

Молекулярные характеристики биополимеров. Молекулярный вес. Физические и физико-химические методы изучения биополимеров. Метод седиментационного равновесия. Константы седиментации. Единицы измерения констант седиментации.

Аминокислотный состав белков. Алифатические аминокислоты - глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин. Аминокислота - пролин. Ароматические аминокислоты - фенилаланин, триптофан, тирозин. Оксиаминокислоты - серин и треонин. Дикарбоновые аминокислоты и их амиды - глутаминовая и аспарагиновая аминокислоты, глутамин и аспарагин. Основные аминокислоты - лизин, аргинин и гистидин. Серосодержащие аминокислоты - цистеин и метионин. Цистин, оксилизин и оксипролин - продукты превращения аминокислотных остатков в составе белковых молекул. Пептидная связь. Электрохимические и спектральные характеристики пептидной связи, боковых и концевых групп белков и пептидов.

Нуклеозиды и нуклеотиды - низкомолекулярные компоненты нуклеиновых кислот. Рибоза и дезоксирибоза. Главные гетероциклы - аденин, гуанин, цитозин и тимин или уроцил. Рибонуклеозиды - аденозин, гуанозин, цитидин, уридин. Дезоксирибонуклеозиды - дезоксиаденозин, дезоксиаденозин, дезоксицитидин, тимидин. Минорные компоненты, как продукты превращения мономеров в составе нуклеиновых кислот. Метелирование гетероциклических оснований. Дигидроуридин. Псевдоуридин. Нуклеотиды - фосфаты нуклеозидов. Моно-, ди- и тринуклеотиды. Межнуклеотидная связь. Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). Электрохимические и спектральные характеристики нуклеозидов и нуклеотидов.
Лекция 3.

Нековалентные взаимодействия в биополимерах

Электростатические взаимодействия. Водородные связи. Ван-дер ваальсовы взаимодействия. Гидрофобные и гидрофильные группы в биополимерах. Специфические взаимодействия между гидрофобными участками в водных растворах (гидрофобные взаимодействия). Межплоскостные взаимодействия ароматических и сопряженных гетероциклических систем (стекинг - взаимодействия). Понятие о вторичной структуре белков. Альфа-спиральная конформация полипептидных цепей. Бета-конформация пептидной цепи. Образование спиральных структур в полинуклеотидах за счет стекинг-взаимодействия.

Многоточечность и кооперативность специфических взаимодействий. Понятие о комплементарных гетероциклах в нуклеиновых кислотах. Комплементарные последовательности нуклеотидов. Специфические взаимодействия между комплементарными полинуклеотидными цепями, как пример специфического взаимодействия. Пространственная структура нативной ДНК (модель Уотсона и Крика). Правило Чаргаффа. Возможность комплементарных взаимодействий между участками одной полинуклеотидной цепи. Третичная структура биополимеров, как итог специфических внутримолекулярных взаимодействий. Роль дисульфидных связей в образовании третичной структуры белков. Рентгеноструктурный анализ пространственной структуры кристаллических белков и нуклеиновых кислот.

Специфические межмолекулярные взаимодействия биополимеров между собой и с низкомолекулярными компонентами. Четвертичная структура белков. Субъединицы белков. Комплексы белков с нуклеиновыми кислотами - нуклеопротеиды. Основные классы нуклеопротеидов - хроматин, рибосомы, вирусы, бактериофаги. Биологические мембраны. Фосфолипиды. Липопротеидные комплексы в биологических мембранах. Значение специфических межмолекулярных взаимодействий. Специфическая сорбция малых молекул. Гемоглобин и его взаимодействие с кислородом. Сорбция субстратов ферментами. Сорбция низкомолекулярных соединений транспортными белками мембран. Белковые рецепторы в мембранах и их взаимодействия с эффекторами. Взаимодействия между белками. Взаимодействие антиген - антитело. Самосборка белков из субъединиц. Самосборка вирусов и рибосом. Способность биополимеров к узнаванию и самоорганизации - результат специфической пространственной структуры с организацией области узнавания.

Конформационная лабильность биополимеров

Нативное и денатурированное состояние. Потеря способности к специфическим взаимодействиям при денатурации. Обратимость переходов между нативным и денатурированным состоянием. Множиство фиксированных (функционально значимых) конформаций биополимеров. Направленные конформационные переходы под действием низкомолекулярных соединений. Конформационные переходы и мышечное сокращение. Транспорт веществ через фосфолипидные меамбраны. Передача сигнала внутри клетки путем взаимодействия специальных белков-рецепторов со специфическими к ним низкомолекулярными соединениями. Взаимодействие репрессора с оператором. Значение направленных конформационных переходов для регуляции ферментативной активности. Направленные перемещения молекул, как результат направленных конформационных переходов.

Направление полимерной цепи в белке от N-конца к С-концу и от5’-конца к 3’-концу в нуклеиновой кислоте. Определение мономерного состава биополимеров. Расщепление белков до аминокислот и гидролиз нуклеиновых кислот до свободных гетероциклов. Ферментативные методы расщепления. Методы разделения и анализа смесей мономеров.

Фенилтиогидантоиновый метод ступенчатого расщепления полипептидов с N-конца (метод Эдмана). Автоматические секвенаторы полипептидов. Специфические методы расщепления полимеров на крупные блоки. Ферментативное расщепление белков специфическими протеазами - трипсином, химотрипсином, пепсином и др. Химические методы расщепления полипептидных цепей. Бромциановый метод. Расщепление дисульфидных связей. Метод перекрывающихся блоков для установления порядка полученных фрагментов в исходной полипептидной цепи. Специфические рибонуклеазы. Расщепление ДНК ферментами рестрикции. Физические карты ДНК. Методы специфической химической модификации ДНК. Специфическое расщепление ДНК. Метод Максама-Гильберта и метод Сенгера.
Лекция 5.

Часть II. ФЕРМЕНТЫ

Ферментативный катализ

Строение ферментов. Участие ионов металлов и специальных органических молекул (простетических групп) в каталитическом действии ряда ферментов. Механизм действия ферментов. Сорбция субстратов на специализированных (адсорбционных) центров ферментов, как первая стадия всех ферментативных процессов. Химическое взаимодействие субстратов с ферментами, как промежуточная стадия некоторых ферментативных процессов. Каталитический центр ферментов. Кинетическое уравнение для односубстратной ферментативной реакции (уравнение Михаэлиса). Квазиравновесное и квазистационарное приближение для кинетического уравнения. Максимальная скорость и константа Михаэлиса. Зависимость кинетических параметров уравнения Михаэлиса от рН. Единицы активности фермента. Конкурентное ингибирование ферментов. Аллостерические эффекторы (активаторы и ингибиторы). Субъединичные ферменты.

Первый класс - оксидоредуктазы. Рациональная номенклатура оксидоредуктаз. Окисление молекулярным кислородом. Существование специфических переносчиков электронов в биологических системах. Гемопротеиды - комплексы белков с железопорфиринами. Цитохромы - гемопротеидные переносчики электронов. Цитохром С - основной донор электронов для кислорода. Цитохромоксидаза. Участие ионов меди в реакциях окисления молекулярным кислородом. Оксигеназы - ферменты, катализирующие присоединение обоих атомов молекулярного кислорода к субстрату. Триптофаноксигеназа. Образование формилкинуренина. Гидроксилазы - ферменты, катализирующие образование оксигруппза счет одного из атомов молекулярного кислорода. Фенолазный комплекс (система, катализирующая сопряжение окисления фенолов в о-дифенолы и о-дифенолов в хиноны, как пример гидроксилаз. Флавиновые ферменты. Рибофлавин. Флавиновые нуклеотиды (FMN и FAD). Флавиновые оксидазы. Оксидазы L- и D-аминокислот, как пример флавиновых оксидаз. Образование перекиси водорода при окислении, катализируемом флавиновыми оксидазами. Разложение перекиси водорода каталазой. Образование перекисных радикалов. Супероксиддисмутаза. Никотиновые коферменты. Никотинамидадениндинуклеотид и его фосфат (NAD+ и NADF+) и их восстановленные формы (NAD.H. и NADF.H). Взаимопревращения окси и карбонильных групп - основной тип реакций с никотинамидными коферментами. Дегидрогеназы. Примеры дегидрогеназ - лактатдегидрогеназа и алкогольдегидрогеназа. Типы окислительно-восстановительных реакций с участием флавиновых ферментов. Окисление восстановленных форм NAD.H и NADF.H. Дегидрирование СН₂-СН₂ групп. Окисление сульфгидрильных групп липоата. Липоат - акцептор альдегидных групп при окислительном декарбоксилировании альфа-кетокислот. Участие тиаминпирофосфата в окислительном декарбоксилировании кетокислот.

Второй класс - трансферазы. Рациональная номенклатура. Перенос одноуглеродных остатков. Птероилглутаминовые коферменты. Фолиевая кислота. Тетрагидрофолат. Перенос формильных, метильных, оксиметильных. метенильных, формимино и метиленовых остатков. S-аденозилметионин, как промежуточный переносчик метильных групп. Метилазы нуклеиновых кислот. Примеры реакций с участием различных форм птероилглутаминовых коферментов. Использование формилирования при синтезе промежуточных фрагментов для замыкания имидазольных и пиримидиновых циклов. Синтез серина из глицина. Превращение гомоцистеина в метионин. Перенос альдегидных групп. Участие тиаминпирофосфата. Транскетолаза. Перенос оксиацильных и ацильных остатков. Кофермент А (CoA-SH). Примеры трансферазных реакций с участием кофермента А. Образование ацетил-СоА и ацетилдигидролипоата. Трансаминазы. Перенос ацильного остатка от 3-кетоацил СоА на СоА. Реакции переаминирования между -кето и -аминокислотами. Пиридоксальфосфат и пиридоксалевые ферменты. Роль глутаминовой кислоты в реакциях переаминирования. Перенос фосфоросодержащих остатков. Киназы. Аденозинтрифосфат - основной донор фосфорильных остатков. Перенос нуклеотидных остатков. Образование цитидиндифосфаэтаноламина и цитидиндифосфатхолина, их роль в биосинтезе фосфолипидов. Синтез олигомеров и полимеров с помощью трансфераз. Уридиндифосфатглюкоза. Синтез сахарозы и гликогена. Расщепление полимеров по трансферазному механизму. Фосфоролиз гликогена с образованием глюкозо-1-фосфат. Фосфорилаза. Фосфоролиз РНК полинуклертидфосфорилазой. Обратимость реакции и использование полинуклеотидфосфорилазы для получения гомополинуклеотидов. Трансферазный механизм действия панкреатической РНКазы и гуанил-РНКазы. Изомеризация по трансферазному механизму. Превращение глюкозо-1-фосфат в глюкозо-6-фосфат.

Гидролазы. Пищеварительные гидролазы. Протеазы. Гидролиз углеводов. Амилазы. Гидролиз жиров и фосфолипидов. Липазы. Фосфатидазы. Гидролиз нуклеиновых кислот. Внутриклеточные нуклеазы и протеазы и их регуляторная роль. Ацетилхолинэстераза. Участие гидролаз в замыкании имидазольных и пиримидиновых циклов.

Лиазы. Рациональная номенклатура. Углерод-углерод лиазы. Декарбоксилирование. Участие пиридоксальфосфата в декарбоксилировании аминокислот. Альдегидлиазы. Альдолазы. Лиазы кетокислот. Синтез лимонной кослоты из ацетил-СоА и оксалоацетата. Гидролиазы. Фумаратгидратаза. Углерод-азот лиаза. Аспартат-аммиак лиаза.

Изомеразы. Классификация. Рацемазы и эпимеразы. Рибулозо-5-фосфат-3-эпимераза. Уридиндифосфатглюкоза-4-эпимераза. Внутримолекулярные оксидоредуктазы. Глюкозо-6-фосфатизомераза.

Лигазы (синтетазы). Синтез, сопряженный с гидролизом пирофосфатных связей в АТР и GTP. Номенклатура лигаз. Аминокислота- тРНК-лигазы. Механизм действия. Промежуточное образование смешанных ангидридов аминокислот и аденозинмонофосфата - аминоациладенилатов. СоА-лигазы жирных кислот. Глутаматсинтетаза. Синтез глутатиона (-глутамил-цистеинил-глицина). Карбоксилирование с помощью лигаз. Участие биотина в зависимом от АТР карбоксилировании. Синтез малонил-СоА.
Лекция 6.

Часть III.БИОХИМИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И ЦИКЛЫ

Катаболические и анаболические процессы

Значение катаболических процессов для биоэнергетики клетки. АТР - основной аккумулятор энергии в клетке. Макроэргические связи.

Окисление NAD.H кислородом - основной процесс, приводящий к образованию макроэргических связей. Цикл трикарбоновых кислот - основной источник образования NAD.H из NAD+. Основные реакции цикла трикарбоновых кислот. Синтез цитратаи изомеризация его в изотитрат. Аконитаза. Окислительное декарбоксилирование изоцитрата. Зависимое от тиаминпирофосфата декарбоксилирование -кетоглутарата. Перенос сукцинильного остатка на липоат. Образование сукцинил-СоА и его превращение в сукцинат, сопряженное с фосфорилированием GDP. Окисление янтарной кислоты до фумаровой. Образование малата иего окисление до оксалоацетата. Необходимость анаплеротических путей ( путей пополняющих запас компонентов, участвующих в цикле). Зависимое от АТР и биотина карбоксилирование пирувата - анаплеротический путь синтеза оксалоацетата.
Лекция 7.

Окисление углеводов. Гликолиз и его основные этапы.

Образование глюкозо-6-фосфата из глюкозы и гликогена. Изомеризация глюкозо-6-фосфат во фруктозо-6-фосфат. Получение фруктозо-1,6-дифосфата. Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата до глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиацетонфосфата. Взаимопревращение триозофосфатов. Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 3-фосфоглицерат, сопряженное с фосфорилированием карбоксильной группы. Механизм сопряжения. Образование макроэргической связи. Перенос фосфорильного остатка на ADP. Изомеризация 3-фосфоглицерата в 2- фосфоглицерат. Участие 1,3-дифосфоглицерата в реакции изомеризации. Дегидратация 2- фосфоглицерата и образование макроэргического соединения - фосфоенолпирувата. Пируваткиназа и образование ATP из ADP. Пируват, как конечный продукт гликолиза. Превращение пирувата в анаэробных условиях. Молочно-кислое и спиртовое брожение. Биоэнергетический баланс анаэробного гликолиза. Превращение пирувата в аэробных условиях.

Окисление глюкозо-6-фосфата через глюконо--лактон-6-фосфат до 6-фосфоглюконата. Окислительное декарбоксилирование 6-фосфоглюконата до рибулозо-5-фосфата. Изомеризация рибулозо-5-фосфата в ксилулозо-5-фосфат и в рибозо-5-фосфат. Взаимопревращение пентоз и гексоз. Тиаминпирофосфат-зависимый перенос остатка гликолевого альдегида с ксилулозо-5-фосфата на рибозо-5-фосфат. Образование седогептулозо-7-фосфата и глицеральдегид-3-фосфата. Перенос остатка дигидроксиацетона с седогептулозо-7-фосфата на глицеральдегид-3-фосфата и образование фруктозо-6-фосфата и эритрозо-4-фосфата. Перенос остатка гликолевого альдегида с ксилулозо-5-фосфата на эритрозо-4-фосфат с образованием фруктозо-6-фосфата и глицеральдегид-3-фосфата. Полный итог взаимопревращения альдоз и кетоз - образование пяти молекул гексоз из шести молекул пентоз. Биоэнергетический баланс гексозо-монофосфатного шунта.

Окислительное дезаминирование аминокислот оксидазами. Реакции переаминирования между аминокислотами и -кетоглутаратом. Глутамат- и аланин-аминотрансферазы. Дегидрогеназа глутаминовой кислоты. Превращение аспарагиновой кислоты в фумарат при действии аспартазы. Образование из аминокислот пирувата и компонентов цикла трикарбоновых кислот. Катаболизм валина, как пример деградации разветвленной углеродной цепи. Переаминирование и образование -кетоизовалерата. Окислительное декарбоксилирование альфа-кетоизовалерата и образование изобутирил-СоА. Дегидрирование до метакрил-СоА. Гидротация и окисление до семиальдегида метилмалоновой кислоты. Повторное окисление и изомеризация с образованием сукцинил-СоА. Участие итамина В₁₂ в реакции изомеризации.

Синтез глюкозы из неуглеводных предшественников: лактата, аминокислот и глицерола.. Общие реакции для глюконеогенеза и гликолиза. Образование фосфоенолпирувата через промежуточное образование оксалоацетата. Превращение фосфоенолпирувата в гексозофосфат путем обращенной цепи гликолиза. Изменение энергетики при обращении стадий, идущих с существенным падением энергии Гиббса.

Cинтез сахарозы и лактозы. Роль UDP-глюкозы и UDP-галактозы и их взаимопревращение. Биосинтез амилозы и гликогена.

Ацетил-СоА - исходное соединение при биосинтезе. Ацил-переносящий белок (ACP). Образование ацетил-ACP и малонил- ACP из ацетил-СоА и малонил-СоА. Перенос ацетильного остатка от ацетил- ACP на малонил- ACP с отщеплением СО₂. Восстановление 3-кетогруппы до оксигруппы в 3-кетоацил- ACP с помощью NADPH. Дегидратация 3-оксиацил-ACP. Восстановление двойной связи с помощью NADPH. Регуляция синтеза жирных кислот. Биоэнергетический баланс синтеза жирных кислот. Отличия путей синтеза и расщепления жирных кислот. Взаимодействие глицерол-3-фосфата с ацил-СоА и образование фосфатидной кислоты. Гидролиз ее до диацилглицерола, образование жиров. Два пути синтеза фосфолипидов. Стероиды. Пергидроциклопентанофенантрен как основа стероидов. Принципиальная схема синтеза холестерина через мевалоновую кислоту.

Превращение N₂ в NH₄ микроорганизмами. Включение NH₄ в аминокислоты через глутамат и глутамин. Заменимые и незаменимые аминокислоты. Шесть биосинтетических семейств. Переаминирование оксалоацетата с образованием аспарагиновой кислоты и пирувата с образованием аланина. Образование амидов аминодикарбоновых кислот. Аспарагин- и глутамин синтетазы. Биосинтез аргинина из глутамата через орнитин. Восстановительная циклизация полуальдегида глутаминовой кислоты с образованием пролина. Фосфорилирование аспартата и его восстановление до полуальдегида аспарагиновой кислоты.Восстановление полуальдегида до гомосерина и изомеризация гомосерина в треонин. Биосинтез изолейцина, как пример синтеза аминокислот с разветвленной алифатической цепью. Превращение треонина в альфа-кетомасляную кислоту. Тиаминпирофосфат зависимое присоединение остатка ацетальдегида к альфа-изомасляной кислоте и образование -ацето,-оксимасляной кислоты и последующее восстановление ее до ,-- диокси -метилвалерата, дальнейшая дегидротация и переаминирование с образованием изолейцина. Биосинтез фосфосерина и серина. Взаимодействие серина TGF (тетрагидрофолатом) с образованием глицина. Возможность замены тирозина фенилаланином. Замена цистеина метионином. Превращение метионина в гомоцистеин через S-аденозилметионин. Образование цистатиона из серина и гомоцистеина и его превращение в цистеин и гомосерин.

Образование PRibPP из рибозо-5-фосфата и АТР. Взаимодействие PRibPP с глутамином и образование 5-фосфорибозил-1-амина. Присоединение остатка глицина и образование глицинамидрибонуклеотида. Формилирование с образованием формилглицинамидрибонуклеотида и его превращение в формилглицинамидинрибонуклеотид. Дальнейшее замыкание пятичленного цикла с образованием 5-аминоимидазолрибонуклеотида. Карбоксилирование с СО₂ с образованием 5-амино,-4-карбоксамидрибонуклеотида и дальнейшее взаимодействие с аспарагиновой кислотой, отщеплением фумарата и образование 5-формамидоимидазол-4-карбоксамидрибонуклеотид. Циклизация с образованием инозин-5‘-монофосфата. Происхождение атомов пуринового кольца: аминокислоты и производные тетрагидрофолата, участвующие в синтезе. Пути превращения 5'-IMP в 5'-AMP и 5'-GMP.

Схема синтеза пиримидиновых нуклеотидов: синтез карбомоиласпартата, образование дигидрооротата и его превращение в оротат - порядок образования пиримидинового кольца и присоединение рибозы с участием фосфорибозилпирофосфата и образование оротидин-5’-фосфата, дальнейшее образование UMP. Превращение 5'-NMP в 5'-NDP и 5'-NTP. Синтез CTP из UTP. Восстановление рибонуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов. Восстановительное метилирование dUMP с образованием TМP с помощью N⁵,N¹⁰-метилен- тетрагидрофолата (TGF).

Цикл трикарбоновых кислот как пример биохимического цикла. Расходование компонентов цикла в реакциях синтеза аминокислот. Поддержание уровня компонентов цикла путем анаплеротических реакций (реакций, пополняющих запас компонентов, участвующих в цикле). Зависимое от АТР и биотина карбоксилирование пирувата - анаплеротический путь синтеза оксалоацетата.

Регуляция энергетическим зарядом. Регуляция скорости окислительного фосфорилирования. Воздействие АТР на цепь переноса электронов (дыхательный контроль).

Аллостерическая регуляция. Активация ключевой реакции гликолиза - фосфорилирования фруктозо-6-фосфата с помощью AMP и ADP. Ингибирование синтеза фруктозо-1,6-дифосфата избытком АТР. Ингибирующее действие АМР на конечную стадию глюконеогенеза - гидролиз фосфоэфирной связи в фруктозо-1.6-дифосфате. Изменение соотношения между процессами гликолиза и глюконеогенеза в зависимости от концентрации АТР, АМР и цитрата - реципрокная регуляция.

Регуляция активности ферментов путем их модификации. Регуляция фосфоролиза гликогена модификацией фосфорилазы.

Циклический аденозин-3’,5’-монофосфат (сАМР) как универсальный промежуточный регулятор ряда биохимических процессов. Понятие об уровнях контроля процессов метаболизма в организме (нервная и гормональная регуляции).

5. Образовательные технологии

Виды/формы образовательных технологий.

Преподавание курса ведется в виде чередования лекций и семинарских занятий. Начиная со второго занятия, в его начале проводится 5-минутный тест на знание материала предыдущей лекции. Тест состоит из двух - трех теоретических вопросов, (обычно это определения терминов и понятий разобранных на предыдущей лекции. Семинарские занятия в основном построены на практическом усвоении лекционного материала: студентам предлагаются задачи или упражнения различной сложности по соответствующим разделам курса. Решаемые студентами задачи охватывают не только текущую, разбираемую в настоящее время на лекциях тему, но содержат элементы предыдущих тем, что помогает более прочному усвоению знаний. Имеется также задачи, в которых комбинируются мотивы нескольких тем курса. В конце каждого семинара студентам дается домашнее задание, обычно состоящее из двухтрех задач.

Отличительной особенностью курса является применение в нем модульно-рейтинговой системы (см. аннотацию), при реализации которой постоянно контролируется уровень знаний студента. Наличие обязательных для итоговой аттестации студента контрольных точек принуждает к активной работе студента в течение всего семестра. Для того чтобы заинтересовать студента в подготовке к каждому семинарскому занятию, 13 занятий из 27 начинаются с экспресс-мини-контрольной работы, результат которой может повлиять на итоговую оценку студента.

Обратная связь с аудиторией обеспечивается тем, что преподаватель семинаров информирует лектора об усвояемости учебного материала, таким образом лектор может оперативно влиять на ход лекции. Кроме того, преподаватель семинаров по биохимии, отвечает на занятиях на вопросы, помогает в разрешении затруднений и/или исправлении ошибок, возникших при решении задач. Более того, такая форма преподавания позволяет более гибко подходить к разделению занятий на лекционные и семинарские: например, в случае возникновения каких-то трудностей в усвоении материала со стороны студентов часть семинарского занятия можно посвятить более детальному разбору возникших по лекции вопросов или проблем с решением задач. Каждое семинарское занятие содержит элементы диалога преподавателя со студентами, поскольку каждый из участников – студенты или преподаватель имеют право задавать вопросы в ходе решения задачи и участвовать в ее разборе. Таким образом, на семинарских занятиях реализуется интерактивная форма обучения. Активность студентов на семинаре стимулируется тем, что за оригинальное решение домашнего задания, ключевую идею решения задачи или другие формы активности отличившемуся студенту приписываются дополнительные бонусные баллы, которые учитываются при получении итоговой экзаменационной оценки.

В случае возникновения у студента трудностей с усвоением лекционного материала или решением задач предусмотрены также индивидуальные занятия во внеучебное время, а также часто проводятся дополнительные семинарские занятия.

Преподаватели курса являются действующими специалистами в области молекулярно- биологической и физиологической химии, и заинтересованы в освоении студентами основ этих дисциплин. В связи с этим студентам часто предлагается решать задачи, построенные на основе современных исследовательских данных, полученных научными сотрудниками.

Формой текущего контроля при прохождении дисциплины «Биохимия» является контроль посещаемости занятий, сдача домашних заданий и написание контрольных работ. Прохождение студентами курса проходит с использованием системы ИКИ (индивидуального кумулятивного индекса). Эта система предусматривает прохождение контрольных точек (контрольных работ и домашних заданий), набранные баллы суммируются, и составлена таким образом, что текущий контроль охватывает все разделы курса.

Работа студента на семинарах оценивается преподавателем, веду­щим семинары, по теме текущего семинара, поэтому студенту следует заранее прорабатывать материал к семинару. Студент может получить дополнительные стимулирующие баллы за быстрое и правильное решение задач на семинаре (по усмотрению препода­вателя). Суммарное количество баллов за этот пункт выставляется преподавателем в конце семестра.

Для того чтобы быть допущенным к экзамену, студент должен выполнить следующее:

• 
  в ходе обучения посетить не менее 70 % лекционных занятий и не менее 75% семинаров;
  
• 
  написать 13 контрольных работ, которые оцениваются баллами, и к концу семестра каждый студент набирает некоторую сумму баллов. В случае отсутствия на контрольной работе по уважительной причине (наличие медицинской справки) контрольную работу можно переписать в течение недели от окончания срока действия справки.
  

Общая трудоемкость дисциплины составляет 180 академических часа или 5 зачетных единиц. Программой дисциплины предусмотрены 36 часов лекционных и 54 часа семинарских занятий, 13 часов на контрольные работы, 8 часов на прием экзамена, 69 часов самостоятельной работы студентов, включая выполнение домашних работ и подготовку к экзамену.

1. 
   Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 2012.
   
2. 
   Страйер Л. Биохимия. Т.1-3 М.: Мир, 1984.
   
3. 
   Stryer L. Biochemistry. 4-th ed.New York.2000.
   
4. 
   Мецлер Д. Биохимия. Т. 1-3 М.: Мир, 1980.
   
5. 
   Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. Т.1-3. М.: Мир, 1994.
   
6. 
   Ленинджер А. Молекулярные основы структуры и функции клетки. Мир, 1976.
   
7. 
   Ленинджер А. Основы биохимии. Т.1-3 М.: Мир, 2005.
   
8. 
   Биохимия: учебник для мед.вузов. Под ред. Е. С. Северина. М.:ГЭОТАР-МЕД. 2005
   
9. 
   Р. Марри и др. Биохимия человека. Т.1, 2 М.: Мир, 1993.
   
10. 
    Бунева В.Н. и др. Биохимия: задачи и упражнения. Новосибирск, НГУ, 2006.
    

Все контрольные точки, кроме домашних заданий, являются обя­зательными. Их прохождение – необходимое условие для получения допуска на экзамен.

Экзамен состоит из двух частей – устной (сдача теоретического материала по курсу «Биохимия») и письменной (решение задач по курсу «Биохимия»). Каждая часть экзамена оценивается в 100 баллов. Решение более 5 заданий у доски в течение всех семинаров оценивается в 10 баллов. Каждая контрольная работа на семинарах оценивается в 20 баллов.

Итоговая оценка за предмет выставляется с учетом итоговой суммы баллов по результатам экзамена и работы в семестре (выполнение контрольных работ и работы у доски). Максимальная сумма баллов в семестре составляет 270 баллов, максимальная оценка за экзамен 200 баллов. Таким образом, максимально возможная сумма составляет 470 баллов.

1. 
   Максимальная скорость ферментативных реакций и константа Михаэлиса.
   
2. 
   Превращение метионина в гомоцистеин через S-аденозилметионин.
   
3. 
   Биоэнергетический баланс синтеза одной молекулы гексозы из СО₂ при фотосинтезе.
   
4. 
   Катаболизм аминокислот.
   
5. 
   Синтез CTP из UTP и аммиака.
   
6. 
   Световая стадия фотосинтеза.
   
7. 
   Превращение треонина в -кетомасляную кислоту.
   
8. 
   Метод Сенгера.
   
9. 
   Первая фотосинтетическая система.
   
10. 
    Окисление жирных кислот.
    
11. 
    Коферменты, ответственные за перенос ацетильного остатка.
    
12. 
    Вторая фотосинтетическая система.
    
13. 
    Пиридоксальфосфат и пиридоксалевые ферменты.
    
14. 
    Синтез пуриновых нуклеотидов.
    
15. 
    Циклическое фосфорилирование АДФ при фотосинтезе.
    
16. 
    Роль глутаминовой кислоты в реакциях переаминирования.
    
17. 
    Бромциановый метод расщепления полипептидных цепей.
    
18. 
    Глюконеогенез.
    
19. 
    Первичная структура биополимеров.
    
20. 
    Оротовая кислота - предшественник пиримидиновых нуклеотидов.
    
21. 
    Роль UDР-сахаров.
    
22. 
    Перенос одноуглеродных остатков. Птероилглутаминовые коферменты.
    
23. 
    Расщепление ДНК ферментами рестрикции.
    
24. 
    Биосинтез липидов.
    
25. 
    Пути превращения инозин-5’-монофосфата в аденозинмонофосфат и гуанозинмонофосфат.
    
26. 
    Кинетическое уравнение для односубстратной ферментативной реакции.
    
27. 
    Биосинтез жирных кислот.
    
28. 
    Участие пиридоксальфосфата в декарбоксилировании аминокислот.
    
29. 
    Механизм действия рибонуклеазы.
    
30. 
    Циклопентанпергидрофенантрен как основа стероидов.
    
31. 
    Рацемазы и эпимеразы.
    
32. 
    Образование мевалоновой кислоты.
    
33. 
    Спиртовое брожение.
    
34. 
    Механизм действия карбоксипептидазы.
    
35. 
    Образование сквалена.
    
36. 
    Тиаминзависимое декарбоксилирование пирувата и регенерация NAD+ из NADH.
    
37. 
    Вторичная структура белков.
    
38. 
    Биосинтез аминокислот.
    
39. 
    Внутримитохондриальный синтез цитрата. Транспорт цитрата через мембрану.
    

1. 
   ДНК - основное наследственное вещество клеток. Уровни организации структуры.
   
2. 
   Пространственная структура нативной ДНК, модель Уотсона и Крика.
   
3. 
   Определение первичной структуры нуклеиновых кислот. Метод Максама-Гилберта.
   
4. 
   Метод Сенгера.
   
5. 
   Пространственная структура белков.
   
6. 
   Определение первичной структуры белков. Метод Эдмана.
   
7. 
   Окисление NAD.H кислородом - основной процесс, приводящий к образованию макроэргических связей.
   
8. 
   Цепь переноса электронов.
   
9. 
   Гликолиз. Основные реакции и биологическая роль.
   
10. 
    Цикл мочевины. Превращение аммиака в карбамоилфосфат
    
11. 
    Судьба пирувата в анаэробных условиях.
    
12. 
    Транспорт веществ через фосфолипидные мембраны. Карнитин переносчик активированных жирных кислот через внутреннюю митохондриальную мембрану.
    
13. 
    Незаменимые аминокислоты.
    
14. 
    Биосинтез пуриновых нуклеотидов.
    
15. 
    Специфические межмолекулярные взаимодействия биополимеров между собой и с низкомолекулярными компонентами.
    
16. 
    Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов.
    
17. 
    Конформационная лабильность биополимеров.
    
18. 
    Биосинтез серина.
    
19. 
    Нековалентные взаимодействия в биополимерах.
    
20. 
    Пируватдегидрогеназный комплекс.
    
21. 
    Незаменимые аминокислоты. Возможность замены тирозина фенилаланином.
    
22. 
    Биоэнергетический баланс полного сгорания молекулы глюкозы.
    
23. 
    Альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата (гексозомонофосфатный шунт).
    
24. 
    Синтез CTP из UTP и аммиака.
    
25. 
    Рибосомы как представители нуклеопротеидов.
    
26. 
    Биоэнергетический баланс гексозомонофосфатного шунта - образования пяти молекул гексоз из шести молекул пентоз.
    
27. 
    Биосинтез изолейцина как пример синтеза аминокислот с разветвленной алифатической цепью.
    
28. 
    Окисление жиров и фосфолипидов.
    
29. 
    Метод Максама -Гилберта.
    
30. 
    Биоэнергетический баланс окисления жирных кислот .
    
31. 
    Транскетолаза. Перенос оксиалкильных остатков.
    
32. 
    Превращение аминокислот в кетокислоты, катализируемое оксидазами аминокислот.
    
33. 
    Перенос ацильных остатков.
    
34. 
    Лигазы. (синтетазы). Механизм действия минокислота:тРНК лигазы.
    
35. 
    Реакции трансаминирования между аминокислотами и кетоглутаратом.
    
36. 
    Биосинтез поли- и олигосахаридов.
    
37. 
    Восстановление рибонуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов.
    
38. 
    Катаболизм валина.
    
39. 
    Окисление углеводов.
    
40. 
    Минорные компоненты нуклеиновых кислот.
    
41. 
    Методы специфического расщепления полипептидов и белков.
    
42. 
    Анаплеротические реакции цикла мочевины. Синтез орнитина из глутаминовой кислоты.
    
43. 
    Метод перекрывающихся блоков для установления порядка фрагментов полипептидной цепи.
    
44. 
    Механизм действия ферментов.
    
45. 
    Значение фотосинтеза. Темновые стадии.
    
46. 
    Классы ферментативных реакций.
    
47. 
    Перенос оксалоацетата из цитозоля в митохондрии через внутреннюю митохондриальную мембрану.
    

1. 
   Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия: Учеб. для хим., биол. и мед. спец. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1998, P. 479 с.
   
2. 
   Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия: Учеб. для студентов хим., биол. и мед. спец. вузов. 3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2002, 480 с.
   
3. 
   Knorre D.G., Myzina S.D. Biochemistry: A manual for universities. - Nova Science Books and Jrnls, New York. 1998, P. 459 p.
   
4. 
   Федорова О.С. Биоорганическая химия. Антибиотики. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2001, 74 с.
   
5. 
   Бунева В.Н., Кудряшова Н.В., Воробьев П.Е., Мызина С.Д. Биохимия. Сборник задач и упражнений. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2003, P. 70 c.
   
6. 
   Мызина С.Д., Халимская Л.М. Биологическая роль химических элементов. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2004, 70 с.
   
7. 
   Мызина С.Д., Халимская Л.М. Биологически активные соединения. Витамины, гормоны и биорегуляторы. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2006, P. 72 с.
   
8. 
   Бунева В.Н., Кудряшова Н.В., Воробьев П.Е., Мызина С.Д. Биохимия: задачи и упражнения: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2006. 88 с.
   
9. 
   Кудряшова Н.В., Алексеев П.В.,Халимская Л.М. Ферментативная кинетика. Учеб. пособие. - Новосибирск: Изд-во НГУ. 2007. 36 с.
   
10. 
    Кудряшова Н.В., Мызина С.Д. Физиологическая химия. Химические аспекты физиологических процессов. Программа курса. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2007. 24 с.
    
11. 
    Кудряшова Н.В., Мызина С.Д. Физиологическая химия. Химические аспекты физиологических процессов: Часть 1-3. Учебн. пособие.- Новосибирск: Изд-во НГУ. 2008. 152с.
    
12. 
    Тамкович С.Н., Мызина С.Д., Загребельный С.Н. Электофорез биополимеров. Учебно-методическое пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2009. 46с.
    
13. 
    Воробьев П.Е., Жарков Д.О. Основы молекулярной биологии. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2009. 90с.
    
14. 
    Кудряшова Н.В., Мызина С.Д. Физиологическая химия. Химические аспекты физиологических процессов: Часть 4-5. Учебн. Пособие в 7 частях.2009. Новосибирск: Изд-во НГУ. 180 с. (Уч-изд.л.11,2)
    
15. 
    Тамкович С.Н., Тамкович Н.В., Буракова.Е.А., КоролеваЛ.С. Мызина С.Д.,. Практикум по биохимии. Часть 1 Учебн.-метод пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2010. 84 с. (Уч-изд.л.5,25)
    
16. 
    Мызина С.Д., Халимская Л.М., Тамкович С.Н., Касакин М.Ф., Купрюшкин М.С., Петков А.П. Практикум по биохимии. Хроматография компонентов нуклеиновых кислот: Учебн.-метод. Пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2010. 46 с. (Уч-изд.л.2,7)
    
17. 
    Федорова О.С., Кузнецова А.А. Химия природных соединений. Ч 1: Порфирины. Учебн. пособие. Новосибирск: НГУ, 2010, 62 с. (Уч.-изд. л. 4,0)
    
18. 
    Бунева В.Н. Биохимия: Учебное пособие. 2-е изд, перераб. и доп. Новосибирск: Изд. НГУ.2010, 144 с. (Уч.-изд. л. 9,0)
    
19. 
    Кудряшова Н.В., Мызина С.Д. Физиологическая химия. Химические аспекты физиологических процессов: Часть 6. Учебное пособие в 7 частях. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2011.151 с. (Уч-изд.л.9,5)
    
20. 
    Д.М. Грайфер, Н.А. Моор. Биосинтез белка. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2011, (Уч.-изд. л. 5,0) 80 с.
    
21. 
    Д.Г.Кнорре, С. Д. Мызина. Биологическая химия. Учебник. Новосибирск: Изд-во ГПНТБ СО РАН. 2011, 1000 экз. (39 п. л.) 417 с.
    
22. 
    Тамкович С.Н., Тамкович Н.В., Буракова Е.А., Королева Л.С., Мызина С.Д. Практикум по биохимии. Часть I. Учебно-методическое пособие. 2010 г., Издательство НГУ, 5,25 п.л.
    
23. 
    Тамкович С.Н., Тамкович Н.В., Скосарева Л.В., Мызина С.Д. Метод ПЦР: теория и практика. Учебно-методическое пособие. 2012 г., Издательство НГУ, 6,25 п.л.
    

1. 
   В. И. Слесарев. Основы химии живого. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ. ХИМИЗДАТ, 2001.
   
2. 
   Т. Т. Березов. Б.В. Коковкин. Биологическая химия. М. Медицина, 2004.
   

• 
  В качестве технического обеспечения лекционного процесса используется ноутбук, мультимедийный проектор, доска.
  
• 
  Для демонстрации иллюстрационного материала используется программа Microsoft Power Point 2003.
  
• 
  Проведение контрольных работ и экзамена обеспечивается печатным раздаточным материалом.