Сатысы – тотығудан фосфорлану (ТФ )

Кафедра - биологиялық химия

 

ДӘРІСТІК КЕШЕНІ

 

КУРС: екінші

 

ПӘН: БИОЛОГИЯЛЫҚ ХИМИЯ

 

 

ҚҰРАСТЫРҒАН: Д.Ш.Жетпісбай

 

Алматы, 2015 ж.

Кафедра мәжілісінде талқыланды

«___» ____08______ 2015__ж.

Хаттама № _1__

 

Кафедра меңгерушісі,

профессор _______________________ К.О.Шарипов

 

№ 1 дәріс

1.ТАҚЫРЫБЫ: Биохимияға кіріспе. Медицина мен стоматологиядағы биохимияның маңызы. Күрделі белоктар: фосфопротеиндер, нуклеопротеиндер. Құрылысы мен маңызы туралы түсінік. Негізгі өкілдері. ДНҚ құрылымдары. РНҚ түрлері, маңызы.

2.МАҚСАТЫ: Студенттерге биохимия нені зерттейтіні және іргелі ғылымдар ішіндегі биохимияның алатын орны туралы түсінік беру. Күрделі белоктардың құрамы туралы, фосфопротеиндердің, нуклеопротеиндердің және олардың простетикалық тобы – нуклеин қышқылдарының құрылысы, өкілдері және маңызы туралы білім қалыптастыру.

Дәріс жоспары:

1. Биохимияға кіріспе

2. Күрделі белоктар: фосфопротеиндер. Құрылысы мен маңызы туралы түсінік. Негізгі өкілдері.

3. Нуклеопротеиндер. Құрылысы мен маңызы туралы түсінік. Негізгі өкілдері.

4. ДНҚ құрылымдары.

5. РНҚ түрлері, олардың маңызы.

ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ

Биохимияға кіріспе

Биохимия – тірі организмнің химиялық құрамы мен ішкі метаболиттер қатысуымен жүретін химиялық үрдістерді оқытатын ғылым. Энзимология, молекулалық генетика, биоэнергетика саласындағы ашылған жаңалықтар биохимияны фундаментальды пәндердің қатарына қосты және биология, медицина, жануарлар мен өсімдіктер саласындағы көптеген мәселелерді шешуде негізгі қажетті сала (пән) жасады.Биохимия дәрігерге ауру және сау ағзадағы өтіп жатқан химиялық үрдістер туралы мәлімет береді, метаболитттер мен ферменттердің көрсеткіштерін диагностика және бақылауда қолдануға мүмкіндік береді. Ол осы үрдістерді басқара отырып рациональды ем қолдануға мүмкіндік береді.

Күрделі белоктар: фосфопротеиндер

Күрделі белоктар жай белок (апобелок) пен простетикалық (белок емес немесе қосылған) топтан тұрады.

Фосфопротеиндер (ФП) құрамында өте көп мөлшерде фосфор қышқылының қалдықтары бар, олар гидроксиамин қышқылдарының – серин, треонин, тирозиннің ОН-топтарына қосылған. Өкілдері- ихтуллин (балық уылдырығының ФП-рі), фосвитин мен вителлин (жұмыртқа сарысының ФП-рі), казеин (сүттің ФП-рі). ФП- фосфор мен алмастырылмайтын амин қышқылдарының көзі.

Нуклеопротеиндер.

Нуклеопротеиндер жай белоктар мен нуклеин қышқылдарынан тұрады. Өкілдері: ДНП және РНП. ДНП-ның простетикалық тобы – ДНҚ, РНП -ның простетикалық тобы – РНҚ. НП генетикалық ақпаратты сақтауға және тасымалдауға қатысады.

ДНҚ -да төрт реттік құрылым бар: біріншілік, екіншілік, үшіншілік, төртіншілік.

РНҚ. РНҚ түрлері - матрицалық, тасымалдаушы, рибосомалық. м-РНҚ белок синтезіне арналған рибосомада матрица түзілуіне қатысады. м-РНҚның генетикалық коды ашылған. т-РНҚ амин қышқылдарын рибосомаға тасымалдайды. т-РНҚда кодонға комплементарлы антикодон болады. р-РНК рибосоманың құрамына кіреді. Рибосома 65% р-РНҚ және 35% жай белоктан тұрады.

4.ИЛЛЮСТРАЦИЯЛЫ МАТЕРИАЛДАР:

1. Презентация (слайдтар)

5.ӘДЕБИЕТТЕР:

Негізгі әдебиеттер:

Қазақ тілінде:

1.Северин Е.С.(қазақ тіліне аударған және жауапты редакторы А.Ж.Сейтембетова) «Биохимия», Мәскеу, 2014.

2. Сеитов З.С. Биологиялық химия, Алматы, 2012 ж.

3. Сейтембетов Т.С., Төлеуов Б.И., Сейтембетова А.Ж.. Биологиялық химия.-Қарағанды, 2007.

Орыс тілінде:

1.Николаев А.Я. «Биологическая химия», 2007 г.

2.Северин Е.С. «Биохимия», 5-е изд., М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2009

 

Қосымша әдебиеттер:

Қазақ тілінде:

1. Тапбергенов С.О. Медициналық биохимия.-Павлодар.-2008.

2. Плешкова С.М. және басқалары Биохимияны студенттердің өздігінен оқып-білуіне арналған оқу құралы

1Бөлім. Белоктар, ферменттер, энергия алмасуы, витаминдер.

2Бөлім. Заттар алмасуы және оның реттелуі.

3Бөлім. Адам ағзасындағы сұйықтықтар мен тіндер биохимиясы.– Алматы, 2009 ж.

3.Биохимия пәнінен студенттердің өздігінен дайындалауына арналған тест сұрақтары – Алматы, 2007

4.Сейтембетов Т.С. Биохимия сұрақтары мен жауаптары - Алматы, 2011

Орыс тілінде:

1.Сеитов З.С. «Биохимия», Алматы, 2012 г.

2.Плешкова С.М. и др. Учебное пособие для самостоятельного изучения биохимии

Часть 1. Белки, ферменты, энергетический обмен, витамины.

Часть 2. Обмен веществ и его регуляция.

Часть 3. Биохимия жидкостей и тканей организма. – Алматы, 2009 г.

3.Клиническая биохимия учеб.пособие под ред Ткачук В.А. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2008

4.Кольман А., Рем К.-Г.»Наглядная биохимия»,М., БИНОМ, 2011

6.БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:

1. Биохимия нені зерттейді?

2. Күрделі белоктардың құрылысы туралы түсінік.

3. ФП құрамы және құрылысы туралы түсінік, өкілдері.

4. НП құрамы және құрылысы туралы түсінік.

5. ДНҚ құрылымдары.

6. РНҚ түрлері, олардың ролі.

Дәріс

1.ТАҚЫРЫБЫ: Ферментер. Жіктелуі. Трансферазалар, лиазалар. Жіктелуі, құрылыс туралы түсінік және катализдік әсері. Кейбір ферменттердің диагностикалық маңызы.

2.МАҚСАТЫ: Табиғаты белоктық биологиялық катализаторлар – ферменттер туралы түсінік беру. Ферменттердің жіктелуімен таныстыру.Трансферазалар және лиазалардың жіктелуі, құрылысы катализдік әсері және олардың жеке өкілдерінің диагностикалық маңызы туралы білім қалыптастыру.

ДӘРІС ЖОСПАРЫ:

1. Ферменттер, түсінік

2. Ферменттердің номенклатурасы және жіктелуі.

3. Трансферазалар. Жіктелуі, құрылысы катализдік әсері. Жеке өкілдерінің диагностикалық маңызы.

4. Лиазалар. Жіктелуі, құрылысы катализдік әсері.

3.ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:

Ферменттер – арнайлығы бар белоктар, жасушаларда түзіліп химиялық үрдістерді тездетуге қабілетті биологиялық катализаторлар. «Фермент» термині «fermentum» - ашытқы латын сөзінен шыққан. Ағылшын тіліндегі әдебиеттерде «энзим» сөзі пайдаланылады, грек тілінінен «en zyme» – ашытқыда дегеніміз мағына береді.

Ферменттер мен бейорганикалық катализаторлардың ұқсастығы:

- тек энергиялық мүмкіндігі бар реакцияларды катализдейді;

- кері реакциялардың тепе-теңдігін өзгертпейді;

- реакция бағытын өзгертпейді;

-реакция нәтижесінде пайдаланылмайды.

Ферменттердің номенклатурасы және жіктелуі

Ферменттердің көбісін катализдейтін реакция атына немесе әсер ететін субстраттың атына -аза деген жалғау қосып атайды. Мысалы, гидролаза, мальтаза, аргиназа, ЛДГ, АЛТ.

Барлық белгілі ферменттер катализдейтін реакция түріне байланысты 6 класқа бөлінеді.

1. Оксидоредуктазалар - тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді.

2. Трансферазалар - атом немесе атом топтарының бір заттан екінші затқа тасымалдануын катализдейді.

3. Гидролазалар - судың қатысуымен күрделі заттардың жай заттарға ыдырауын катализдейді.

4. Лиазалар-заттардың сусыз ыдырауын немесе синтезін катализдейді.

5. Изомеразалар-изомерлену рекцияларын катализдейді.

6. Лигазалар немесе синтетазалар –АТФ энергиясын пайдаланып синтезделу үрдісін катализдейді.

Әр ферменттің аталуы субстраттың атына немесе катализдейтін реакция атына “аза” деген жалғау қосылып оқылады. Кейбір ферменттердің тривиальды аттары сақталған.

Трансферазалар

4 тобын қарастырамыз: метилтрансферазалар (кофермент ТГФҚ), ацилтрансферазалар (кофермент HSКоА), аминотрансферазалар (кофермент пиридоксальфосфат), фосфотрансферазалар (біркомпонентті, аллостерикалық, бірнеше полипептидтік тізбектен тұрады, арнайылығы жоқ активаторы магний иондары). Трансферазалар тасымалдайтын тобы бойынша аталады. Аминотрансферазалардың – аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ) және фосфотрансферазалардың – креатинкиназа немесе креатинфосфокиназаның диагностикалық маңызы бар.

Лиазалар

Лиазалардың үш тобын қарастырамыз: кетоқышқылдарының декарбоксилазалары (кофермент тиаминдифосфат), амин қышқылдарының декарбоксилазалары (кофермент пиридоксальфосфат), карбоангидраза(кофермент мырыш иондары). Сүтқоректі жануарлардың организміндегі кетоқышқылдарының декарбоксилазалары мультиферменттік (пируватдегидрогеназды және α-кетоглутаратдегидрогеназды) комплекстің құрамына кіреді, пируваттың және α-кетоглутараттың тотығудан декарбоксилдену реакциясын катализдейді.

Амин қышқылдарының декарбоксилазалары АҚ-ның декарбоксилдену реакцияларын катализдейді, реакция өнімдері – биогенді аминдер (серотонин, гистамин, ГАМҚ).

Карбангидраза эритроциттерде, бүйрек түтікшелерінің жасушаларында кездеседі, көмір қышқылының түзілуі мен ыдырауы реакцияларын (қайтымды) катализдейді.

4.ИЛЛЮСТРАЦИЯЛЫ МАТЕРИАЛДАР:

1. Презентация (слайдтар)

 

5.ӘДЕБИЕТТЕР:

Негізгі әдебиеттер:

Қазақ тілінде:

1.Северин Е.С.(қазақ тіліне аударған және жауапты редакторы А.Ж.Сейтембетова) «Биохимия», Мәскеу, 2014.

2. Сеитов З.С. Биологиялық химия, Алматы, 2012 ж.

3. Сейтембетов Т.С., Төлеуов Б.И., Сейтембетова А.Ж.. Биологиялық химия.-Қарағанды, 2007.

Орыс тілінде:

1.Николаев А.Я. «Биологическая химия», 2007 г.

2.Северин Е.С. «Биохимия», 5-е изд., М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2009

 

Қосымша әдебиеттер:

Қазақ тілінде:

1. Тапбергенов С.О. Медициналық биохимия.-Павлодар.-2008.

2. Плешкова С.М. және басқалары Биохимияны студенттердің өздігінен оқып-білуіне арналған оқу құралы

1Бөлім. Белоктар, ферменттер, энергия алмасуы, витаминдер.

2Бөлім. Заттар алмасуы және оның реттелуі.

3Бөлім. Адам ағзасындағы сұйықтықтар мен тіндер биохимиясы.– Алматы, 2009 ж.

3.Биохимия пәнінен студенттердің өздігінен дайындалауына арналған тест сұрақтары – Алматы, 2007

4.Сейтембетов Т.С. Биохимия сұрақтары мен жауаптары - Алматы, 2011

Орыс тілінде:

1.Сеитов З.С. «Биохимия», Алматы, 2012 г.

2.Плешкова С.М. и др. Учебное пособие для самостоятельного изучения биохимии

Часть 1. Белки, ферменты, энергетический обмен, витамины.

Часть 2. Обмен веществ и его регуляция.

Часть 3. Биохимия жидкостей и тканей организма. – Алматы, 2009 г.

3.Клиническая биохимия учеб.пособие под ред Ткачук В.А. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2008

4.Кольман А., Рем К.-Г.»Наглядная биохимия»,М., БИНОМ, 2011

 

6.БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ:

1. Фермент дегеніміз не?

2. Ферменттердің жіктелуі.

3. Ферменттердің номенклатурасы неге негізделген?

4. Трансферазалардың негізгі топтарын атап шығыңыз.

5. АЛТ, АСТ, креатинкиназа-МВ изоферменті диагностикалық маңызы

6. Лиазалар класы ферменттерінің негізгі топтарын айтыңыз.

Дәріс

1.ТАҚЫРЫБЫ: Энергия алмасуы. Энергия алмасуының сатыларына қысқаша сипаттама.

2.МАҚСАТЫ: Энергия алмасуы және оның сатыларының өзара байланысы, тыныс алу коэффициенті, тыныс алуды бақылау, биологиялық тотығу мен тотығудан фосфорланудың ажыратқыштары туралы түсінік беру.

ДӘРІС ЖОСПАРЫ:

1. Энергия алмасуының сатылары. Энергия алмасуы сатыларының өзара байланысының сызбанұсқасы.

2. Үшкарбон қышқылдары циклінің (ҮҚЦ) маңызы және мәні. ҮҚЦ-дегі маңызды тотығу- тотықсыздану реакциялары мен субстраттан фосфорлану реакциясы.

ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ

Энергия алмасуының сатылары

1 сатысы – органикалық заттардың (көмірсу, липид және амин қышқылдарының) арнайы жолдармен ыдырап,заттар алмасуының ортақ өнімі ацетил-КоА (АСҚ) түзуі.

2 сатысы – үшкарбон қышқылының циклі (ҮҚЦ).

3 сатысы – биологиялық тотығу (БТ).

сатысы – тотығудан фосфорлану (ТФ).

Аталған төрт саты бір-бірімен тығыз байланысты. Көмірсулар, липидтер және амин қышқылдарынан АСҚ түзіледі, ол ҮҚЦ-де тотығады. ҮҚЦ-де 3НАДН₂ және ФПН₂ түзіледі, осы тотықсызданған дегидрогеназалар міндетті түрде биологиялық тотығу тізбегінде (БТТ) тотығуы тиіс. Биологиялық тотығудың негізгі функциясы энергия бөлу мен эндогенді су түзу. БТ ерекшелігі: ол біртіндеп жүреді, көптеген аралық сатылар арқылы және протондар мен электрондардың бір ферменттік жүйеден басқасына бірнеше рет берілуі арқылы іске асады.Бұл кезде әр сатыда аз мөлшерде энергия бөлініп отырады. БТ-ның үш сатысында: НАДН2, ферроЦхb, ферроЦха мен ферроЦха₃ тотыққан кезде АТФ түзуге жеткілікті (шамамен 33 кДж) энергия бөлінеді. БТ–дың бұл сатыларын БТ мен ТФ қабысу пункттері деп атайды. БТ кезінде барлық ферменттер басында тотықсызданады, одан кейін тотығуы керек, яғни тіндік тыныс алуға қатысатын оксидоредуктазалар ауыспалы күйде бірде тотыққан бірде тотықсызданған күйде болуы мүмкін және олардың тотығу–тотықсыздану потенциалы (ТТП) бар. Оксидоредуктазалардың БТ тізбегінде орналасуы ТТП өсуіне байланысты орналасады. БТТ ферменттері төрт тыныс алу комплексін түзеді, олар митохондрияның ішкі мембранасымен тығыз байланысқан. I, III, IV комплекстерде БТ–дың тотығудан фосфорланумен қабысуы жүреді. НАДН₂ тотыққанда 3 АТФ, ал ФПН₂ тотыққанда 2АТФ түзіледі. Тотығудан фосфорлану коэффицинеті немесе Р / О коэффициенті қалыпты жағдайда 3 немесе 2-ге тең. Егер субстрат ПФ пен тотықса оттектің бір молекуласына бейорганикалық фосфаттың 3молекуласы тура келеді. Бұл кезде Р/О=3 тең болады; ал егер субстрат ФАД тәуелді ФП–пен тотықса, оттектің бір молекуласына бейорганикалық фосфаттың 2 молекуласы тура келеді. Бұл кезде Р/О=2 болады. БТ жылдамдығын ТФ бақылайды, мұны тыныс алуды бақылау деп атайды. Егер АДФ аз, ал АТФ көп болса, БТ жылдамдығы төмендейді. АДФ мөлшері көп, АТФ мөлшері аз болса БТ жылдамдығы артады. БТ мен ТФ ажыртақыштары – липофильді заттар (2,4-динитрофенол и тироксин (артық мөлшерде, мысалы, тиреотоксикозда) митохондрияның ішкі мембранасы арқылы матрикске протондарды тасымалдайды. Ішкі мембранада протондық градиент түзілмейді, сондықтан АТФ синтезделмейді. Сонымен, ажыратқыштар әсерінен АТФ түзілмейді, БТ энергиясы жылу түрінде таралады.

4.ИЛЛЮСТРАЦИЯЛЫ МАТЕРИАЛДАР:

1. Презентация (слайдтар)

5.ӘДЕБИЕТТЕР:

Негізгі:

Қазақ тілінде:

1.Северин Е.С.(қазақ тіліне аударған және жауапты редакторы А.Ж.Сейтембетова) «Биохимия», Мәскеу, 2014.

2. Сеитов З.С. Биологиялық химия, Алматы, 2012 ж.

3. Сейтембетов Т.С., Төлеуов Б.И., Сейтембетова А.Ж.. Биологиялық химия.-Қарағанды, 2007.

4.Сеитов З.С. Биологиялық химия, Алматы, 2007 ж.

5. Сейтембетов Т.С., Төлеуов Б.И., Сейтембетова А.Ж.. Биологиялық химия.-Қарағанды, 2007.

Орыс тілінде:

1.Николаев А.Я. «Биологическая химия», 2007 г.

2.Северин Е.С. «Биохимия», 5-е изд., М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2009

3.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.«Биологическая химия», М., Медицина, 2004 г.

4.Вавилова Т.П. «Биохимия тканей и жидкостей полости рта», М., «ГЭОТАР-Медиа», 2012 г.

5.Боровский Е.В., Леонтьев В.К. «Биология полости рта», М., «Медицинская книга», 2001 г.

 

Қосымша әдебиеттер:

Қазақ тілінде:

1. Тапбергенов С.О. Медициналық биохимия.-Павлодар.-2008.

2. Плешкова С.М. және басқалары Биохимияны студенттердің өздігінен оқып-білуіне арналған оқу құралы

1Бөлім. Белоктар, ферменттер, энергия алмасуы, витаминдер.

2Бөлім. Заттар алмасуы және оның реттелуі.

3Бөлім. Адам ағзасындағы сұйықтықтар мен тіндер биохимиясы.– Алматы, 2009 ж.

3.Биохимия пәнінен студенттердің өздігінен дайындалауына арналған тест сұрақтары – Алматы, 2007

4.Сейтембетов Т.С. Биохимия сұрақтары мен жауаптары - Алматы, 2011

Орыс тілінде:

1.Сеитов З.С. «Биохимия», Алматы, 2012 г.

2.Плешкова С.М. и др. Учебное пособие для самостоятельного изучения биохимии

Часть 1. Белки, ферменты, энергетический обмен, витамины.

Часть 2. Обмен веществ и его регуляция.

Часть 3. Биохимия жидкостей и тканей организма. – Алматы, 2009 г.

3.Клиническая биохимия учеб.пособие под ред Ткачук В.А. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2008

4.Кольман А., Рем К.-Г.»Наглядная биохимия»,М., БИНОМ, 2011

6.ҚОРЫТЫНДЫ СҰРАҚТАР:

1.Энергия алмасуының сатыларын атап шығыңыз.

2.Энергия алмасуының әр сатысында не түзіледі?

3. Үш карбон қышқылдарының циклінің жиынтық теңдеуі.

4. БТ мен ТФ-дың қабысу нүктелері.

5. Тыныс алу коэффициенттері нешеге тең?

6.Ажыратқыштардың әсері неге әкеп соғады?

 

Дәріс.

1.ТАҚЫРЫБЫ: Заттар алмасуына кіріспе. Белоктар алмасуы. Гемоглобиннің ыдырауы. Өт,нәжіс, зәр пигменттерінің түзілуі. Пигменттік алмасудың бұзылуы (сарғыштану).

2.МАҚСАТЫ: Заттар алмасуының сатылары, катаболизм мен анаболизм туралы түсінік қалыптастыру. Студенттерде гемоглобиннің ыдырауы, өт,нәжіс, зәр пигменттерінің түзілуі, пигменттік алмасудың бұзылуы (сарғыштану) туралы білім қалыптастыру.

ДӘРІС ЖОСПАРЫ:

1. Заттар алмасуының сатылары.

2.Катаболизм, анаболизм.

3. ММЖ жасушаларында гемоглобиннің ыдырауы.

4.Гепатоциттерде бос билирубиннің заласыздануы.

5. Өт,нәжіс, зәр пигменттерінің түзілуі.

6.Қандағы билирубиннің қалыпты мөшері.

7. Сарғыштану. Түрлері. Сарғыштанудың әр түрінде байқалатын қандағы, зәрдегі және нәжістегі өзгерістер.

3.ДӘРІС ТЕЗИСТЕРІ:

Заттар алмасуының сатылары:

1-сатысы – қорытылуы.

2-сатысы – сіңірілуі.

3-сатысы – аралық алмасу.

4-сатысы – зат алмасудың соңғы өнімдерінің бөлінуі.

Заттар алмасуы – бұл бір-бірімен тығыз байланысты, қарама-қарсы 2 үдерістің – ассимиляция (анаболизм) мен диссимиляцияның (катаболизм) жиынтығы. Анаболизм – энергия сіңірілу арқылы жүретін заттардың синтезі. Катаболизм – энергия бөле жүретін ыдырау үдерісі, бұл энергия анаболикалық үдерістерге жұмсалады.

Біз белоктар алмасуынан гемоглобиннің ыдырауын қарастырамыз.