ПРОГРАММА ПО ЭНЗИМОЛОГИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОТДЕЛЕНИЯ БИОХИМИИ МБФ  


ПРОГРАММА ПО ЭНЗИМОЛОГИИ
Химическая кинетика
Общие принципы ферментативного гомогенного и гетерогенного катализа. Использование ферментов в практике. Белковая инженерия - метод получения белков с заданными свойствами.
Закон действующих масс. Константа скорости реакции. Температурная зависимость химических реакций. Уравнение Аррениуса и его приложение в энзимологии. Уравнение Эйринга. Понятие о переходном состоянии. Физический смысл активационных характеристик. Компенсационный эффект.
Молекулярность и порядок химических реакций. Определение порядка реакции.
Реакции нулевого порядка. Размерность констант и скорости реакции.
Реакции первого порядка. Линеаризация реакций первого порядка. Размерность константы скорости реакции. Время полупревращения субстрата. Время релаксации.
Реакции второго порядка. Линеаризация реакций второго порядка. Время полупревращения субстрата в реакциях второго порядка.
Реакции псевдопервого порядка: реакция при избытке одного из компонентов и реакция при его постоянной концентрации.
Обратимые реакции. Понятие о равновесном и стационарном состяниях. Линеаризация обратимых реакций первого порядка. График Гуггенгейма.
Пределы скоростей химических реакций. Диффузионный и кинетический режимы реакций. /Температурная зависимость реакции, находящихся в различных режимах. Диффузия в мембранах. Понятие о времени жизни диффузионных комплексов. Кинетические
особенности реакций на поверхности.
I Равновесие и оценка прочности связи. Силы межмолекулярного взаимодействия и оценка их роли в образовании комплексов. Квадратное уравнение Джоба и его применение для определения стехиометрии комплексов. Графики Скетчарда и Хилла для расчета константы сродства и числа мест связывания.
Кинетика ферментативного катализа.
Уравнение Михаэлиса-Ментен и Бриттса- Холдейна. Интегральная кривая Михаэлиса и ее периоды. Физический смысл Km, Vmax, Vmax/Km. Начальная скорость реакции в условиях низкой и высокой концентрации субстрата. Отклонения от классического уравнения Михаэлиса: обратимые ферментативные реакции, соотношение Холдейна, кинетика с начальным всплеском, ингибирование субстратом реакции, непродуктивные комплексы, ингибирование продуктом реакции. Линеаризация кривых Михаэлиса для стационарных состояний: методы Лайнуивера-Берка, Эди-Ховсти, Хейнесса, Эйзенталь- Корниш-Боуден.
Ингибирование ферментативных реакций. Виды ингибирования: конкурентное, неконкурентное, смешанное, бесконкурентное. Линеаризация кривых ингибирования методами Лайнуивера-Берка и Эди-Ховсти. Схема Ботса-Моралеса.
Переходный предстационарный период в кинетике ферментативного катализа и его стадии. Интегральное уравнение. Расчет констант скоростей из данных стационарной кинетики. Уравнение Гутфройнда. Методы изучения быстрых реакций: быстрое смешивание и релаксационные методы.
Анализ постстационарного периода ферментативной реакции.
Механизмы ферментативного катализа. Роль функциональных групп активного центра и конформационной подвижности белков в катализе. Химический механизм каталитического
действия ферментов. Типы катализа. Структура и механизм каталитического действии алкогольдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, сериновых, тиоловых и кислых протеаз, карбоксипептидазы, рибонуклеазы, карбоангидразы и фосфоглицеромутазы.
Классификация бисубстратных ферментативных реакций по их механизму.
Модификация ферментов в ходе катализа.
Методические подходы и условия определения ферментативной активности, единицы ее измерения. Изменение активности по мере очистки фермента.
Препаративные методы выделения и очистки препаратов белков-ферментов,
Выбор источника фермента. Методы деструкции тканей, разрушения клеток, субклеточных структур, экстракции белков. Состав сред для гомогенизации и экстракции белков. Использование ингибиторов протеаз, сульфгидрильных реагентов и комплексонов для стабилизации белков при гомогенизации и экстракции. Использование детергентов для солюбилизации мембранных белков. Строение детергентов и их классификация.
Использование седиментационных премов для разделения субклеточных структур и белков. Виды центрифугирования и типы центрифуг и роторов, их возможности и использование для препаративных и аналитических целей.
Растворимость белков. Использование солей, органических растворителей, изменения температуры и pH среды для фракционирования белков.
Хроматография белков. Принципы, классификация хроматографических методов, оборудование для жидкостной хроматографии. Техника хроматографии.
Гель-фильтрация. Принцип метода, носители, их характеристика, выбор носителя, условия упаковки колонки и разделения белков.
Ионообменная хроматография. Принцип метода. Носители, их строение, подготовка к работе, упаковка колонки, нанесение образца, способы элюции и регенерации носителей.
Хроматография гидрофобного взаимодействия, адсорбционная и аффинная хроматографии.. Принципы методов, их особенности и преимущества. Хроматография высокого давления. Особенности метода и используемого оборудования
Электрофорез. Принцип метода, классификация. Использование полиакриламидного геля для разделения белков. Методы градиентного, SDS- и дискэлектрофореза. Изоэлектрическое фокусирование белков. Двумерный электрофорез. Оборудование, условия проведения фракционирования и способы визуализации результатов электрофореза.
Критерии чистоты белковых препаратов.
Физические принципы работы оптических биосенсоров.


ЛИТЕРАТУРА
Основная:
1. Т.Келети Основы ферментативной кинетики. Москва, Мир, 1990 г.
2. Э.Корниш-Боуден Основы ферментативной кинетики. Москва, Мир, 1979 г.
3. Э.Фершт Структура и механизм действия ферментов. Москва, Мир, 1980 г.
4. Л.А.Остерман Методы исследования белков и нуклеиновых кислот
Электрофорез и ультрацентрифугирование. Москва, Наука, 1981 г. Исследование биологических макромолекул флектрофокусированием, иммуноэлектрофорезом и радиоизотопными методами. Москва, Наука, 1983 г. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. Москва, Наука, 1985 г.
5. В.Уильямс, X.Уильяме Физхимия для биологов. Москва, Мир, 1976 г.
Дополнительная:
1. С.Д.Варфоломеев, К.Г.Гуревич Биокинетика, Москва, 1999 г.
2. Р.Скоупс Методы очистки белка. Москва, Мир, 1985 г.
3. Практическая химия белка. Ред. А.Дарбре. Москва, Мир, 1989 г.
4. Д.Фрайфелдер Физическая биохимия. Москва, Мир, 1980 г.
5. Г.А.Кочетков Практическое руководство по энзимологии. Москва, Высшая школа, 197], 1980 гг.
6. Практикум по биохимии МГУ. Москва, 1979,1983 гг.


КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ ПО ЭНЗИМОЛОГИИ
1. Вводная лекция. Структура курса и разделы энзимологии. Актуальные проблемы современной биохимии и молекулярной биологии. Структурная и функциональная биохимия.
2. Химическая кинетика. Закон действующих масс. Типы катализа. Скорость и константа скорости химической реакции. Классификация реакций.
3. Единицы измерения скорости и константы скорости химических реакций. Порядок и молекулярность химических реакций. Определение порядка реакции.
4. Необратимые реакции первого и второго порядка. Кинетические закономерности и определение констант. Время полупревращения субстрата.
5. Обратимые моно- и бимолекулярные реакции.
6. Термодинамика ферментативного катализа.
7. Уравнение Аррениуса. Диффузионный и кинетический режимы ферментативных реакций.
8. Уравнение Эйринга.
9. Формирование фермент-субстратного комплекса. Уравнение Джоба.
10. Уравнение Скетчарда.
11. Нестационарная кинетика.
12. Методические подходы к изучению предстационарных состояний. Измерение скоростей бимолекулярных реакций в реальном времени.
13. Строение активного центра ферментов. Механизм действия ферментов.
14. Уравнение Михазлиса-Ментен. Методы линеаризации уравнения Михаэлиса-Ментен, Интегральная кривая Михаэлиса. Отклонения от кинетики Михаэлиса-Ментен. Уравнение Гутфройнда.
15. Аллостерия. Уравнение Хилла.
16. Ингибирование ферментов. Типы ингибирования. Использование ингибиторного анализа в медицинской биохимии.
17. Особенности кинетики мембранных белков. Кинетика ферментативных реакций на поверхности. Иммобилизованные ферменты. Ферментная инженерия.
18. Биоинформатика и ее применение для исследования структуры и функции ферментов.


 
Hosted by uCoz