Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный аграрный университет имени П.А.Столыпина»
ПРОГРАММА КАНДИДАТСКОГО ЭКЗАМЕНА
по специальной дисциплине
для аспирантов, обучающихся по специальности
03.01.04 - биохимия
Рассмотрена на заседании научно-технического совета ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина
Протокол № 5 от 22.09.2014 года
Омск 2014
Требования к кандидатским экзаменам
Требования к выпускнику аспирантуры по специальным дисциплинам,
иностранному языку и философской дисциплине определяются программами
кандидатских экзаменов и требованиями к квалификационной работе
(диссертации на соискание ученой степени кандидата наук)
Итоговая аттестация аспиранта включает сдачу кандидатских
экзаменов и представление диссертации в Ученый или Диссертационный
советы.
Порядок проведения кандидатских экзаменов устанавливается
Положением о подготовке научно-педагогических и научных кадров в
системе послевузовского профессионального образования в Российской
Федерации. Образовательные учреждения и научные организации,
реализующие программы послевузовского профессионального образования,
вправе включать в кандидатский экзамен по научной специальности
дополнительные
разделы,
обусловленные
спецификой
научной
специальности или характера подготовки аспиранта.
Вопросы для сдачи кандидатского экзамена по специальности
03.01.04 -биохимия
1.Предмет и задачи биологической химии. Биохимия в системе
биологических дисциплин.
2. Природные аминокислоты. Незаменимые аминокислоты.
3. Природные олигопептиды. Глутатион и его значение в обмене веществ.
Аминокислоты как составные части белков. Полипептиды.
4. Природные углеводы и их производные.
5. Липофильные соединения и классификация липидов.
6. Пуриновые и пиримидиновые основания.
7. Витамины, коферменты и другие биологически важные соединения. Роль
витаминов в питании животных и человека. Витамины как компоненты
ферментов.
8. Жирорастворимые витамины. Витамины — антиоксиданты.
9. Витамины — прокоферменты. Витамины — прогормоны. Антивитамины.
10. Уровни структурной организации белков. Упорядоченные и
неупорядоченные вторичные структуры. Супервторичные структуры.
11. Фолдинг и рефолдинг. Шапероны. Прионы. Комплексы белков с
низкомолекулярными соединениями, белок-лигандные взаимоотношения.
Сольватация белков.
12. Классификация белков. Простые и сложные белки. Альбумины,
глобулины, гистоны, протамины, проламины, глютелины.
13. Сложные белки. Семейства и суперсемейства белков. Протеомика.
14. Типы нуклеиновых кислот. Роль нуклеиновых кислот в живом организме.
Полинуклеотиды.
2
15. Структура ДНК. Принцип комплементарности азотистых оснований.
Минорные основания. Методы изучения структуры нуклеиновых кислот.
16. Клонирование ДНК. Банки данных генов. Генная инженерия.
Генотерапия. Понятие о геномике.
17. Обмен веществ и энергии в живых системах. Круговорот веществ в
биосфере. Биологические объекты как стационарные системы. Сопряжение
биохимических реакций. Метаболические цепи, сети и циклы.
18. Ферментативный катализ. История развития энзимологии. Понятие о
ферментах как о белковых веществах, обладающих каталитическими
функциями. Методы выделения и очистки ферментов. Основные положения
теории ферментативного катализа.
19. Химические механизмы ферментативного катализа (сериновые протеазы,
пиридок-салевый катализ, карбоангидраза, рибонуклеаза и др.).
20. Кофакторы в ферментативном катализе. Простетические группы и
коферменты. Негеминовые железопротеины.
21. Множественные формы ферментов, изоферменты. Мультиферментные
системы.
Пируватдегидрогеназа.
Иммобилизованные
ферменты.
Использование ферментов в биотехнологии и медицине. Энзимотерапия.
22. Основные понятия биоэнергетики. Макрэргические соединения. АТФ –
универсальный источник энергии в биологических системах.
23. Терминальное окисление. Механизмы активации кислорода. Коферменты
окислительно-восстановительных реакций (НАД+/НАДН, НАДФ+/НАДФН,
ФМН/ФМН-Н2, ФАД/ФАД-Н2). Электронтрансферазные реакции. Структура
дыхательной цепи.
24.
Химиосмотическая
теория
сопряжения
окислительного
фосфорилирования и тканевого дыхания. DmН+ и его значение. Механизм
сопряжения окисления и фосфорилирования (теория П. Митчелла).
25. Цитохром Р-450 и окислительная деструкция ксенобиотиков.
26. Активные формы кислорода, их образование и обезвреживание. Значение
активных форм кислорода для функционирования клетки.
26. Углеводы и их ферментативные превращения. Фосфорные эфиры
моносахаридов и роль фосфорной кислоты в процессах превращения
углеводов в организме. Биосинтез гликогена. Мобилизация гликогена.
27. Гликолиз и гликогенолиз как метаболическая система. Взаимосвязь
процессов гликолиза, брожения и дыхания. Спиртовое, молочнокислое,
маслянокислое брожение. Эффект Пастера.
28. Химизм анаэробного и аэробного распада углеводов. Структура и
механизм действия отдельных ферментов гликолиза и гликогенолиза.
Анаэробный распад глюкозы (анаэробная дихотомия, гликолиз).
29. Аэробный распад глюкозы. Общие реакции с гликолизом.
30.Окислительное декарбоксилирование пирувата,Цикл лимонной кислоты.
понятие о полиферментных комплексах. Функции цикла лимонной кислоты.
31. Глюконеогенез. Пути синтеза глюкозы в клетке. Ключевые ферменты
глюконеогенеза. Регуляция глюконеогенеза.
3
32. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Ферменты окислительного
этапа. Значение окислительного этапа. Распространение в клетке и
биологическая роль. Регуляция процесса.
33. Переваривание липидов. Нарушение переваривания и всасывания.
Ресинтез липидов в клетках кишечника. Липолиз.
34. Внутриклеточный обмен липидов. Бета-окисление жирных кислот –
специфический путь катаболизма жирных кислот. Механизмы активирования
жирных кислот.
35. Холестерин. Представление о синтезе холестерина. Регуляция синтеза
холестерина. Транспорт холестерина в крови, роль ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП
в механизмах транспорта холестерина в организме. Превращение
холестерина в желчные кислоты. Выведение холестерина из организма.
36. Фосфолипиды и гликолипиды. Общие представления о механизмах их
синтеза и распада. Фосфолипазы. Функции фосфолипидов и гликолипидов,
врожденные нарушения обмена этих соединений.
37. Современные представления о структуре и функции биомембран. Липиды
биологических мембран. Белки мембран. Понятие о периферических и
интегральных белках.
38. Переваривание белков. Эндо и экзопептидазы желудочно-кишечного
тракта. Всасывание аминокислот. Парентеральное питание.
39. Пути использования аминокислотного фонда клетки. Механизмы
катаболизма аминокислот. Трансаминирование, аминотрансферазы.
40. Прямое и непрямое дезаминирование • аминокислот. Биологическая роль
дезаминирования. Центральная роль глутаминовой кислоты в обмене
аминокислот. Обмен нуклеотидов
41. Распад нуклеиновых кислот. Нуклеазы желудочно-кишечного тракта.
Распад пуриновых нуклеотидов, образование мочевой кислоты. Синтез
пуриновых нуклеотидов. Распад пуриновых нуклеотидов до конечных
продуктов. Синтез и распад пиримидиновых нуклеотидов.
42. Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белков. Модель ДНК Уотсона и
Крика, объяснение физико-химического механизма самовоспроизведения
генов.
43. Репликация ДНК. Циклическая ДНК и технология включения генов в
плазмиды. Мутации и направленный мутагенез. РНК-полимеразы.
44. Биосинтез РНК (транскрипция): субстраты, ферменты, условия
транскрипции.. Биосинтез рибосомных, транспортных и мессенджерных
РНК.
45. Механизмы регуляции транскрипции. Понятия ген и оперон. Синтез
мРНК, процесс транскрипции, информосомы. Посттранскрипционный
процессинг мРНК.
46. Биосинтез белка. Активирование аминокислот. Транспортные РНК и их
роль в процессе биосинтеза белка.Генетический код.
47. Рибосомы: структура, состав и функции. Механизм считывания
информации в рибосомах. Процесс трансляции. Инициация трансляции,
элонгация и терминация. Полисомы.
4
48. Регуляция синтеза белка. Посттрансляционные изменения в молекуле
белка, процессинг.
49. Антибиотики – ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот и белков. Распад
клеточных белков. Время полужизни различных белков.
50. Генотипическая гетерогенность в популяции человека. Рекомбинация как
источник генетической изменчивости. Полиморфизм белков. Варианты
гемоглобина, некоторых ферментов.
51. Сигнальные молекулы. Основные механизмы регуляции метаболизма:
изменение актив-ности ферментов (активирование и ингибирование),
изменения количества ферментов в клетке (индукция и репрессия синтеза,
изменение скорости разрушения ферментов), изменения проницаемости
клеточных мембран.
52.Гормональная регуляция как средство межклеточной и межорганной
координации обмена веществ.
53. Классификация гормонов по химической структуре, по месту
образования, по механизму действия.
53. Факторы роста, цитокины, простагландины.
54. Рецепторы гормонов. Внутриклеточные и ядерные рецепторы гормонов,
их влияние на экспрессию генов.
55. Апоптоз, молекулярные механизмы апоптоза и митоптоза.
60. Витамины, их характеристика. Обеспеченность населения витаминами
в современных условиях. Причины гиповитаминозов.
61. Витамин А: структура и участие в обмене веществ. Участие витамина
А в фотохимическом акте зрения. Основные проявления гиповитаминоза.
62. Витамин Д, структура Д3. Роль кальцитриола в регуляции фосфорнокальциевого обмена. Проявления гипо- и гипервитаминоза Д.
63. Характеристика витаминов Е и К, их биологические функции. Участие
витамина К в метаболизме костной ткани.
64. Витамин С, его структура, биологические функции. Участие
аскорбиновой кислоты в метаболизме соединительной и костной ткани.
Проявления гиповитаминоза витамина С.
65. Коферментная функция витаминов. Структура витамина В1, его роль в
обмене веществ. Признаки недостаточности витамина В1.
66. Структура витаминов В2 и РР, участие в метаболических процессах,
подтвердить
конкретными
примерами.
Основные
проявления
гиповитаминозов В2 и РР.
67. Виды
регуляции обмена веществ. Сигнальные молекулы, их
характеристика. Рецепторы, органы-мишени.
68. Механизм действия липофобных сигнальных молекул. Вторые
посредники.
Аденилатциклаза,
протеинкиназы.
Продемонстрировать
эффекты гормонов, осуществляющие регуляторное действие при участии
цАМФ (адреналин, глюкагон).
69. Механизм действия липофильных сигнальных молекул.
70. Гормоны. Отличительные признаки гормонов. Классификация
гормонов. Роль гипоталамуса в гормональной регуляции.
5
71. Гормоны передней доли гипофиза, классификация, их химическая
природа, участие в регуляции процессов метаболизма.
72. Гормоны задней доли гипофиза, место их образования, химическая
природа, влияние на функции органов-мишеней.
73. Инсулин, схема строения, участие в регуляции метаболических
процессов. Нарушение метаболизма при сахарном диабете.
74. Тиреоидные гормоны, их образование, строение, транспорт и механизм
действия, влияние на метаболические процессы.
75. Тиреокальцитонин, паратиреоидный гормон. Химическая природа,
участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена..
76. Участие адреналина в регуляции обмена веществ. Место выработки,
структура
адреналина,
механизм
его
гормонального
действия,
метаболические эффекты.
77. Кортикостероидные гормоны. Структура, механизм действия, их роль в
поддержании
гомеостаза.
Участие
глюкокортикоидов
и
минералокортикоидов в обмене веществ.
78. Гормоны половых желез, их строение, механизм действия и
биологическая роль.
79. Физико-химические свойства белков как основа методов их
исследования. Методы количественного определения белков.
80. Биологическая роль белков, принципы их классификации.
Характеристика альбуминов и глобулинов крови.
81. Хромопротеины. Структура гемоглобина и миоглобина, их функции.
Типы гемоглобинов.
82. Углевод-белковые комплексы. Строение углеводных компонентов.
Биологические функции гликопротеинов.
83. Нуклеопротеины.
Характеристика
гистонов.
Современные
представления о структуре и функциях нуклеиновых кислот. Строение
мономеров нуклеиновых кислот.
84. Ферменты, их химическая природа. Активный центр ферментов.
Сходство ферментов с небелковыми катализаторами. Роль металлов в
ферментативном катализе, примеры.
85. Коферменты, их функции в ферментативных реакциях. Примеры
реакций с участием витаминных коферментов. Структура НАД , ФАД.
86. Отличие ферментов от небелковых катализаторов. Лабильность
конформации. Влияние pH среды и температуры на активность ферментов.
Специфичность действия ферментов, виды специфичности, примеры.
87. Классификация
и номенклатура ферментов. Характеристика
отдельных классов ферментов. Примеры реакций с участием трансфераз.
88. Современные представления о механизме действия ферментов. Стадии
ферментативной реакции. Эффекты индуцированного соответствия и
деформации субстрата. Кислотно-основный и ковалентный катализ.
89. Ингибирование ферментов. Виды ингибирования: конкурентное и
неконкурентное, обратимое и необратимое (примеры). Лекарственные
вещества как ингибиторы ферментов.
6
90. Способы регуляции активности ферментов. Аллостерический центр и
его роль в регуляции активности ферментов. Примеры аллостерической
регуляции ферментов.
91. Понятие об изоферментах, их органная и тканевая специфичность.
Характеристика изоферментов
ЛДГ и креатинкиназы (КК), значение
определения их активности.
92. Характеристика ферментов оксидоредуктаз и гидролаз, роль в обмене
веществ. Примеры реакций с участием данных классов ферментов.
93. Применение ферментов в промышленности и ветеринарии.
94.
Биологическое окисление и его значение для организма. Тканевое
дыхание. Дыхательная цепь ферментов – цепь переноса электронов (ЦПЭ).
Характеристика никотинамидных и флавиновых дегидрогеназ, примеры
реакций с их участием.
95. Характеристика компонентов цепи переноса электронов (ЦПЭ).
Белковые комплексы ЦПЭ. Последовательность переноса электронов при
окислении малата с образованием Н2О.
96. Пути синтеза АТФ – субстратное и окислительное фосфорилирование
(примеры
реакций).
Молекулярные
механизмы
окислительного
фосфорилирования (теория Митчелла).
97. Обмен веществ и его этапы. Метаболизм. Общий путь катаболизма
веществ.
Окислительное
декарбоксилирование
пирувата,
пируватдегидрогеназный комплекс ферментов.
98. Важнейшие функции печени. Роль печени в обмене веществ.
99. Распад гемоглобина в тканях. Механизм образования основных
гематогенных пигментов. Коньюгированный и неконьюгированный
билирубин крови, характеристика.
100. Функции крови. Характеристика белков плазмы крови. Определение
белка и белковых фракций крови.
101. Функциональная биохимия почек. Физико- химические свойства мочи.
Характеристика химических компонентов мочи по отношению к процессам
мочеобразования.
7