Раздел 3. Энзимология

Задача № 1.
К хранению и использованию ферментных препаратов предъявляется ряд требований:

  • растворение сухого препарата дистиллированной водой комнатной температуры.
  • при растворении препарата перемешивать осторожно.
  • хранение раствора препарата при низкой температуре.
  • при необходимости длительного хранения – высушивание препарата и запаивание в вакуумированные ампулы.

Объясните биохимический смысл этих требований.

Задача № 2.
Сладкий вкус зерен в свежесобранных початках кукурузы обусловлен высоким содержанием в них глюкозы. Однако уже в течение одного дня хранения около половины глюкозы превращается в крахмал. Чтобы сохранить сладкий вкус кукурузы, очищенные початки помещают на несколько минут в кипящую воду, а затем охлаждают и для длительного хранения замораживают. Обоснуйте этапы такой обработки, исходя из свойств ферментов.

Задача № 3.
Фермент уреаза повышает скорость гидролиза мочевины при pH 8,0 и 20°С в 1014 раз. Примем, что некоторое количество уреазы может полностью гидролизовать некоторое количество мочевины при указанных условиях за 5 мин. Рассчитайте сколько времени потребовалось бы для полного гидролиза мочевины в тех же условиях без уреазы.

Задача № 4.
Клостридии, вызывающие газовую гангрену, выделяют токсин, являющийся ферментом лецитиназой, расщепляющей лецитин (фосфатидилхолин). Установлено, что использование ЭДТА, связывающего ионы Zn2+ и Cu2+, резко снижает действие микробного токсина и развитие патологии. Предположите роль ионов Zn2+ и Cu2+.

Задача № 5.
На рисунке показан пример модификации некоего фермента с целью изменения его активности. Какой способ регуляции используется в этом случае? Увеличивается или снижается активность ферментов в фосфорилированном состоянии?

ковалентная модификация
Схема активации и инактивации некоторых ферментов (зад.5)

Задача № 6.
На рисунке показан пример модификации химотрипсиногена с целью превращения в активный химотрипсин. Какой способ регуляции используется в этом случае?

активация химотрипсина
Схема активации химотрипсина (зад.6)

Задача № 7.
Обнаружено, что аллостерический фермент аспартат:карбамоил-трансфераза (молекула состоит из 12 протомеров) после выдерживания при 60°С теряет чувствительность к ЦТФ, своему аллостерическому ингибитору, но ферментативная активность сохраняется. Подобные свойства проявляют и другие аллостерические ферменты. Назовите особенность строения любых аллостерических ферментов. Объясните причину сохранения ферментативной активности.

Задача № 8.
Липаза – фермент клеток жировой ткани (адипоцитов), обеспечивающий расщепление нейтральных жиров, может находиться в двух формах с различной активностью: в виде простого белка и в виде фосфопротеина. Известно, что выделяющийся при физической нагрузке гормон адреналин запускает каскад реакций, ведущих к фосфорилированию внутриклеточных белков.  На основании сказанного объясните почему переход одной формы в другую сопровождается изменением активности. Укажите состояние липазы в котором она активна.

Задача № 9.
Молодой человек начал утро с 3 л пива, затем переключился на более крепкие напитки. Вечером поступил в больницу с симптомами: рвота, головные боли и боли в желудке, «туман» перед глазами, потемнение в глазах. Из расспросов выяснено, что почувствовал себя плохо после приема водки, дешево купленной с рук. У врача появилось подозрение на отравление метиловым спиртом в составе поддельной водки. Однако известно, что уже 30 мл метанола (т.е. около 65 мл «водки») может являться смертельной дозой для человека. Оцените мнение врача.

Задача № 10.
Подготовка мяса при приготовлении шашлыка традиционно состоит в выдерживании его кусков в вине или маринаде, а в последнее время даже в газированной минеральной воде. Мясо в результате становится мягким. Обоснуйте целесообразность этих процедур.

Задача № 11.
Аспирин – жаропонижающее средство, снимает слабые боли, уменьшает воспалительные процессы. Установлено, что он влияет на циклооксигеназу, фермент, участвующий в синтезе простагландинов, регулирущих тонус гладких мышц различных органов. Реакцию отражает следующая схема:

E–OH + ацетил-салициловая кислота → E–O–ацетил + салицилат

Укажите причину изменения активности фермента при действии на нее аспирина.

Задача № 12.
Противовирусный препарат ацикловир похож по структуре на дезоксигуанозин. При попадании в зараженную вирусом клетку он фосфорилируется тимидинкиназами вируса до ацикловирмонофосфата, который в дальнейшем превращается в ацикловиртрифосфат, схожий по структуре с dГТФ. Предположите механизм действия ацикловира. В чем заключается эффект препарата?

ацикловир
Строение дезоксигунозина и лекарственного препарата ацикловира (зад.12)

Задача № 13.
5 мг фермента лактатдегидрогеназы за 30 мин катализирует превращение пирувата с образованием 20 мкмоль лактата. Рассчитайте активность фермента. Что произойдет, если в среде уменьшить количество НАД?

Задача № 14.
1 мг фермента сукцинатдегидрогеназы за 5 мин катализирует окисление янтарной кислоты с образованием 10 мкмоль фумаровой кислоты. Рассчитайте удельную активность фермента. Что произойдет, если в среду добавить малоновую кислоту? Объясните последствия добавления малоновой кислоты.

малат-сукцинат
Строение янтарной и малоновой кислоты (сукцината и малоната)
Top.Mail.Ru
-->