Физиологическая химия

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_____________ Резников В.А.
«____»______________ 2014 г.
Учебно-методический комплекс
«Физиологическая химия»
3 курс, VI семестр
Направление подготовки
06.03.01 "Биология"
уровень подготовки - академический бакалавр.
Новосибирск 2014 г.
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов III курса факультета естественных
наук, направление подготовки 06.03.01 "Биология" (академический бакалавр). В состав разработки
включены: программа курса лекций, структура курса, приведены образцы рефератов по курсу,
примеры контрольных вопросов по материалам лекций, даны примеры вопросов на контрольных
работах, коллоквиумах и экзамене.
Составители
Кудряшова Наталья Васильевна
Мызина Светлана Дмитриевна
© Новосибирский государственный университет, 2014
Содержание:
Аннотация рабочей программы
4
1.
Цели освоения дисциплины
5
2.
Место дисциплины в структуре ООП
5
3.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Физиологическая химия»
6
4.
Структура и содержание дисциплины
7
Рабочий план
8
Программа курса лекций
9
Тема 1. Химический состав живых организмов
9
Тема 2. Молекулярные механизмы межклеточной химической сигнализации
18
Тема 3. Биохимия процессов пищеварения
21
Тема 4. Биохимия движения
23
Тема 5. Биохимия межклеточного матрикса
25
Тема 6. Биохимия дыхания
26
Тема 7. Каскад свертывания крови
27
Тема 8. Биохимические основы защитных реакций
28
5.
Образовательные технологии.
30
6.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
30
7.
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
31
7.1.
Темы рефератов для биологов
31
7.2.
Темы рефератов для медиков
32
7.3.
Образцы рефератов
33
8.
Оценочные средства текущего контроля успеваемости (примеры вопросов на
коллоквиумах, контрольных работах и экзаменах).
45
Образцы вопросов для подготовки к коллоквиуму.
45
8.1.
Коллоквиум № 1
45
8.2.
Коллоквиум № 2
48
8.3.
Образцы вопросов для подготовки к экзамену.
49
8.4.
Образцы вопросов на контрольных работах
52
9.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
54
10.
Материально-техническое обеспечение дисциплины
55
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Физиологическая химия» является вариативной частью обязательных дисциплин
блока Дисциплины (модули) ООП по направлению подготовки «06.03.01 БИОЛОГИЯ».
Дисциплина реализуется на Факультете естественных наук Федерального государственного
бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
Новосибирского государственного университета (НГУ) кафедрой молекулярной биологии.
Содержание дисциплины охватывает основы химических аспектов физиологических процессов,
протекающих в организмах и клетках, современных высокочувствительных методов анализа
соединений, содержащихся в живых организмах.
Дисциплина предназначена для повышения биологической и химической грамотности и развития
абстрактного и структурного стиля мышления у студентов-биологов и нацелена на формирование
у выпускника общекультурных компетенций: ОК-3, ОК-4, профессиональной компетенции: ПК-6.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса:
лекции, рефераты, коллоквиумы, консультации, самостоятельная работа студента.
Результатом прохождения дисциплины является итоговая оценка по пятибалльной шкале
(экзамен).
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля:
Текущий контроль. Формой текущего контроля при прохождении дисциплины «Физиологическая
химия» является контроль посещаемости занятий, сдача коллоквиумов, рефератов.
Для того чтобы быть допущенным к экзамену, студент должен выполнить следующее:
− в ходе обучения посетить не менее 75 % лекционных занятий;
− сдать на положительные оценки два коллоквиума.
В зависимости от результатов работы в течение семестра студент имеет право на получение
оценки без экзамена (отличной оценки-«автомата»). Для этого он должен:
− в ходе прохождения дисциплины посетить не менее 75 % лекционных занятий,
− сдать коллоквиумы на оценку «отлично».
Итоговый контроль. Итоговую оценку за семестр студент может получить на экзамене в конце
семестра в виде любой положительной или неудовлетворительной оценки, в случае отсутствия у
него «отличной оценки-автомата» по результатам работы в семестре.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 академических часа.
Программой дисциплины предусмотрены 28 часов лекционных занятий, 4 часа на
коллоквиумы, 2 часа на экзамен, а также 38 часов самостоятельной работы студентов,
включая 24 часа на подготовку к экзамену.
1. Цели освоения дисциплины
Дисциплина «Физиологическая химия», или «Функциональная химия» имеет своей целью
формирование у студентов профессиональных научно-исследовательских навыков по
использованию современных биологических и химических знаний за счет теоретического и
практического усвоения:
1. широкого спектра методов и подходов биоорганической и биологической химии,
молекулярной биологии, иммунохимии, физиологии;
2. теоретических основ, достижений и проблем биохимии, биоорганической химии,
молекулярной биологии, физиологии;
3. молекулярных механизмов ферментативного катализа;
4. использования приобретенных знаний и навыков для решения задач медицинской
биохимии, ветеринарной биохимии, биологического контроля окружающей среды.
В рамках курса даются базовые знания по химическим аспектам физиологических процессов. Это,
в первую очередь, химический состав живых организмов и потребности в веществах и энергии.
Ферментативные реакции в физиологических процессах со сложной пространственной
организацией и тонкими механизмами регуляции.
На лекциях разбираются наиболее важные и распространенные биохимические процессы,
протекающие в организме. Биохимия процессов пищеварения, дыхания, свертывания крови.
Молекулярные основы сократительных систем и движения. Молекулярные механизмы
межклеточной химической сигнализации. Биохимические основы защитных реакций. Студенты
самостоятельно готовят рефераты по актуальным темам медицинской биохимии.
Основной целью освоения дисциплины является формирование у студента понимания о связи
физиологических процессов с биохимическими реакциями. Для достижения поставленной цели
главной задачей курса является научить студентов на основании химических структур, реакций и
функций ориентироваться в проявлениях различных физиологических процессов и уметь связать
возникающие изменения в функционировании организмов на молекулярном уровне как с
определенными физиологическими проявлениями, так и с развитием патологических реакций в
разных органах и тканях, а также в организме в целом.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Физиологическая химия» является частью биологического цикла ООП, вариативная
(профильная) часть профессионального цикла, по направлению подготовки «020400 БИОЛОГИЯ»,
уровень подготовки – «бакалавр».
Дисциплина «Физиологическая химия» опирается на следующие дисциплины данной ООП:
 Математика (математическая статистика);
 Физика (электромагнитное излучение, кулоновское взаимодействие, дифракция);
 Неорганическая химия (строение и свойства атомов, периодический закон, строение
молекул, теория химической связи, стереохимия);
 Физическая химия (природа химической связи в молекулах и кристаллах, химическая
термодинамика, фазовые диаграммы);
 Органическая химия (классификация и номенклатура соединений, строение молекул,
изомерия);
 Введение в биологию;
 Ботаника (про- и эукариоты, высшие организмы);
 Зоология позвоночных;
 Молекулярная биология (структура и функции белков и нуклеиновых кислот, гены и
геномы, самоорганизация живых систем, биотехнология, биология и медицина);
 Физиология
 Биохимия;
Результаты освоения дисциплины «Физиологической химии» используются в следующих
дисциплинах данной ООП:
 Механизмы репликации, транскрипции и трансляции;
 Иммунология;
 Биокатализ;
 Молекулярные механизмы токсических процессов;
 Молекулярные основы фармакологии..
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Физиологическая химия»:
 общекультурные компетенции:
 приобретает новые знания и формирует суждения по научным, социальным и другим
проблемам, используя современные образовательные и информационные технологии (ОК3);
 выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального, культурного,
нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования
(ОК-4).
 профессиональные компетенции:
 демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных
достижениях генетики, о геномике, протеомике (ПК-6);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:






знать задачи современной физиологической химии и основные понятия структурной и
функциональной организации всех уровней организации клетки и организма;
иметь представление о взаимосвязи таких фундаментальных биологических дисциплин
как клеточная биология, физиология, генетика;
знать системы биохимического метаболизма, биохимические цепи и циклы, протекающие
в живых организмах, и регуляцию этих процессов;
знать главные химические компоненты клетки, пространственную структуру
биополимеров;
знать роль ферментов, классы ферментативных реакций, коферменты и простетические
группы,
уметь – грамотно излагать свои знания по всем вопросам программы курса
«Физиологическая химия» и работать с научной и учебной литературой.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, всего 72 академических часа.
Виды учебной работы, включая
Формы текущего
самостоятельную работу студентов и
контроля
трудоемкость (в часах)
успеваемости (по
неделям
семестра)
№
Раздел
Неделя
Форма
Семестр
п/п дисциплины
семестра
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Лекция
Домашние Самост.
Экзамен
задания
работа
1 Химический
6
1-3
6
2
состав живых
организмов
2 Молекулярные
6
6
2
6
механизмы
4-6
межклеточной
химической
сигнализации
3 Биохимия
6
4
8
Коллоквиум,
процессов
7-8
сдача реферата
пищеварения
4 Биохимия
6
9
2
2
2
движения
5 Биохимия
6
10
2
2
межклеточного
матрикса
6 Биохимия
6
11
2
2
дыхания
7 Каскад
6
12
2
2
2
свертывания
крови
8 Биохимические
6
13-14
4
2
Коллоквиум,
основы
сдача реферата
защитных
реакций
24
2
Экзамен
72
6
38
28
Итого
Рабочий план
Неделя
Темы занятий
ФЕВРАЛЬ
1-я неделя
Тема 1. Химический состав живых организмов
Лекция 1. Элементный состав живых организмов. Органогены. Макроэлементы.
Переходные металлы.
2-я неделя
Лекция 2. Элементный состав живых организмов. Эссенциальные
микроэлементы (неметаллы: галоиды, селен).
3-я неделя
Лекция 3. Биосинтез полиеновых жирных кислот, эйкозаноидов:
простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов. Заменимые и незаменимые
аминокислоты.
4-я неделя
Лекция 4. Биохимия витаминов (витамины-прокоферменты, витаминыантиоксиданты, витамины-гормоны).
МАРТ
1-я неделя
Тема 2. Молекулярные механизмы межклеточной химической сигнализации
Лекция 5. Типы химической сигнализации. Биосинтез гормонов и медиаторов (на
примере катехоламинов и кортикостероидов). Клеточные рецепторы сигнальных
веществ. Вторичные посредники в передаче сигнала в клетку: циклические
мононуклеотиды, ион кальция, инозитол-1,4,5-трифосфат, окись азота (биосинтез,
механизм действия, инактивация).
2-я неделя
Лекция 6. Основные системы передачи сигналов в клетки. G-белки.
Аденилатциклаза. Фосфолипаза С. Гуанилатциклаза. Протеинкиназы.
3-я неделя
Лекция 7. Рецепторы, обладающие ферментативной активностью. Митогенактивируемый протеинкиназный каскад. Передача сигнала через рецепторы,
сопряженные с ионными каналами.
4-я неделя
Тема 3. Биохимия процессов пищеварения
Лекция 8. Переваривание белков. Ферменты, расщепляющие белки и
олигопептиды. Переваривание углеводов. Транспорт глюкозы в клетки. Инсулин:
биосинтез и механизм функционирования.
АПРЕЛЬ
1-я неделя
Лекция 9. Переваривание пищевых липидов. Липопротеины.
Коллоквиум № 1 (по темам 1−3)
2-я неделя
Тема 4. Биохимия движения
Лекция 10. Строение мышечного волокна. Биохимический цикл мышечного
сокращения Энергетика мышечного сокращения. Креатинфосфат. Регуляция
мышечного сокращения. Гистидиновые дипептиды.
3-я неделя
Тема 5. Биохимия межклеточного матрикса
Лекция 11. Межклеточный матрикс. Коллаген: биосинтез, типы коллагенов,
механизм функционирования. Эластин. Гликозаминогликаны и протеогликаны.
Классы гликозаминогликанов. Биосинтез на примере гепарина и гепарансульфата.
Структура и биосинтез протеогликанов.
4-я неделя
Тема 6. Биохимия дыхания
Лекция 12. Механизмы переноса и депонирования кислорода. Миоглобин,
гемоглобин. Биосинтез гема. Транспорт иона железа в клетку и его
депонирование в клетке. Катаболизм гемоглобина.
МАЙ
1-я неделя
Тема 7. Каскад свертывания крови
Лекция 13. Свертывающая система крови. Фибриноген и фибрин. Факторы
свертывания крови. Биохимический цикл витамина К. Этапы каскада свертывания
крови: прокоагулянтный, антикоагулянтный, фибринолиз. Тромбин.
Тромбомодулин. Белок С. Плазмин.
2-я неделя
Тема 8. Биохимические основы защитных реакций
Лекция 14. Иммунная защита. Механизмы противовирусной защиты.
Классификация и механизм действия интерферонов. Ферментные системы,
индуцируемые интерферонами для противовирусной защиты клетки. STATбелки. 2’,5’-Олигоаденилатсинтетаза. РНК-аза L. Протеинкиназа R. ADAR. NOсинтаза. Белки Мх. Механизмы детоксикации и выведения ксенобиотиков.
3-я неделя
Коллоквиум № 2 (по темам 4−8).
Экзамен.
Программа курса лекций
Лекция 1.
Тема 1. Химический состав живых организмов. Потребности в веществах и энергии
Элементный состав. Классификация элементов, входящих в состав живых организмов. Свойства
химических элементов, определяющие их отбор для живых организмов. Потребности в
минеральных веществах, их биологическая роль и проявления недостаточности. Биогенные и
абиогенные, ятрогенные, эссенциальные, условно эссенциальные, токсичные, условно токсичные
элементы. Биогенные элементы периодической системы элементов: макро-, микро- и
ультрамикроэлементы. Первоэлементы, или органогены: кислород, углерод, водород, азот,
фосфор, сера. Малопригодность кремниевых соединений как альтернативы углеродной жизни.
Макроэлементы: кальций, калий, магний, сера, фосфор, хлор, натрий. Эссенциальные
микроэлементы: марганец, железо, цинк, медь, фтор, кобальт, хром, молибден, йод, селен.
Условно эссенциальные микроэлементы: мышьяк, бор, бром, литий, никель, ванадий, кадмий,
свинец. Брэйн-элементы: золото, таллий, олово, галлий, теллур, германий. Роль абиогенных
элементов (элементы-нейтралы: алюминий, титан, рубидий; агрессивные элементы: ртуть, висмут,
осмий, бериллий; элементы-конкуренты: барий, стронций, цезий).
Первоэлементы.
Кислород. Активные формы кислорода: супероксид-радикал, перекись водорода, гидроксильный
радикал, пероксинитрит. Пути образования активных форм кислорода: цепь переноса электронов,
реакции, катализируемые оксидазами и оксигеназами. Свободно-радикальные реакции окисления.
Повреждение клеточных биополимеров. Окисление аминокислотных остатков и образование
ковалентных сшивок в белках. Накопление гликированных белков. Повреждения в ДНК:
окислительная модификация гетероциклических оснований, их выщепление, разрывы в
двуцепочечной структуре, нарушение целостности хромосом. Активация нуклеаз.
ПОЛ (перекисное окисление липидов). Этапы ПОЛ: инициация, развитие и обрыв цепи. Конечные
продукты ПОЛ: малоновый диальдегид и гидропероксид полиеновой кислоты. Нарушения в
клетке, вызываемые ПОЛ: образование гидрофильных зон в клеточных мембранах, проникновение
воды, разбухание клетки и ее гибель.
Системы защиты клетки от активных форм кислорода: ферменты антиоксидантного действия
(супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза), витамины-антиоксиданты (витамины А и
Е, аскорбиновая кислота, биофлавоноиды).
Супероксиддисмутаза (СОД): места локализации, индукция при активации перекисного
окисления, два этапа катализируемой реакции, формы фермента в зависимости от типа кофактора
в активном центре (Cu, Zn-СОД, Mn-СОД, Fe-СОД).
Каталаза. Три типа семейств каталаз: 1) тетрамерные белки, содержащие гем, 2) гемсодержащие
асимметричные димеры, проявляющие каталазную и пероксидазную активности, 3) гексамерные
марганецсодержащие белки. Две стадии реакции, катализируемой семействами каталаз 1 и 2.
Необходимость органического донора электронов для протекания второй стадии реакции,
катализируемой ферментами семейства 2. Реакция превращения перекиси в присутствии каталазы
семейства 3, содержащей в активном центре ионы двухвалентного марганца.
Глутатионпероксидаза. Формы фермента. Наличие в активном центре остатка селеноцистеина,
необходимого для протекания ферментативной реакции. Восстановление окисленной формы
остатка селеноцистеина с помощью глутатиона (глутаминилцистеинилглицина). ФАД-зависимое
восстановление окисленной формы глутатиона с помощью глутатионредуктазы.
Пространственная структура фермента.
Действие витаминов-антиоксидантов с целью защиты организма от активных форм кислорода.
Восстановление радикала пероксида липида с помощью витамина Е. Ингибирование реакций ПОЛ
каротиноидами и семейством витамина А, аскорбиновой кислотой путем восстановления
водорастворимых активных форм кислорода и окисленной формы витамина Е. Биофлавоноиды:
флавоны, флпвонолы, флавононы, антоцианы, катехины. Рутин. Кверцетин. Способность
биофлавоноидов как полифенолов связывать переходные металлы, приводящая к уменьшению
образования пероксида водорода и гидроксильного радикала.
Азот. Неорганические и органические соединения азота.
Азотфиксация − восстановление атмосферного азота до иона аммония. Азотфиксирующие
микроорганизмы. Реакция восстановления азота и ее стадии. Структура нитрогеназы: Mo-Feбелковый кофактор ([4Fe-3S]-кластер, [Mo-3Fe-3S]-субкластер и гомоцитрат) и Fe-белок
(редуктаза нитрогеназы). Сборка Mo-Fe-белкового кофактора только в присутствии Fe-белка.
Образование водорода. Фиксация образовавшегося аммиака с помощью глутаминсинтетазы.
Нитрогеназа, содержащая ионы ванадия, вольфрама, железа. Способы защиты нитрогеназы от
инактивации кислородом. Супероксидзависимая нитрогеназа.
Кислородсодержащие соединения азота: окись азота, ион нитрозония, пероксинитрит, нитриты и
нитраты. Реакции образования и распада пероксинитрита. Окисление пероксинитритом остатков
тирозина в белках и остатков гуанина в нуклеиновых кислотах. Основные механизмы
повреждающего действия аниона пероксинитрита. Действие на организм нитратов. Пути
превращения нитритов: образование иона нитрозония и окиси азота. Нитрозилирование
вторичных и третичных аминов с образованием N-нитрозаминов. N-нитрозамиды. Токсическое
действие на организм продуктов превращения нитритов.
Фосфор и его роль в клетке. Соединения фосфора в организме: нуклеотиды и нуклеиновые
кислоты, фосфолипиды, коферменты и ферменты, гидроксиапатит. Реакции фосфорилированиядефосфорилирования. Механизм токсического действия фосфорорганических соединений (зарина,
диизопропилфторфосфата), основанный на ковалентной модификации остатка серина в активных
центрах ферментов (на примере ацетилхолинэстеразы).
Сера и серосодержащие соединения в живых организмах: аминокислоты и белки, витамины и
коферменты, органические сульфаты и сульфокислоты. 3’-фосфоаденозил-5’-фосфосульфат
(ФАФС). Окислительно-восстановительный потенциал клетки. Дисульфидная связь и третичная
структура белков.
Макроэлементы.
Щелочноземельные металлы: кальций и магний.
Кальций и его роль в организме (в создании опорного аппарата, в мышечном сокращении, в
процессе свертывания крови). Гидроксиапатит. Остеопороз. Поступление кальция в организм и в
клетку. Ион кальция – универсальный регулятор процессов метаболизма в организме.
Необходимость поддержания концентрации кальция в клетке на низком уровне. Сa2+-АТРаза.
Кальциевые ионные каналы. Белки, связывающие кальций. Структура сайта, связывающего ион
кальция (EF-hand). Кальбиндин. Сa2+-кальмодулин. Различия в связывания иона кальция с N- и Сконцевыми доменами кальмодулина. Взаимодействие белков-мишеней с гидрофобными
участками центральной спирали кальмодулина, приводящее к активации этих белков. Регуляция
уровня кальция в организме с помощью гормонов: паратгормона, кальцитриола и кальцитонина.
Зависимость секреции кальцитонина от уровня эстрогенов и развитие остеопороза. Проявление
дефицита кальция в организме. Гиперкальцемия.
Магний. Биологические функции. Хлорофилл. Роль магния в стабилизации структур ДНК и РНК,
в системе сопряженного окислительного фосфорилирования, в активации трансфераз,
фосфоглюкомутаз, фосфатаз, в контроле входа в клетку и выхода из нее кальция, в регуляции
сердечной деятельности. Условия усвоения катиона магния организмом. Проявления дефицита
магния в организме.
Щелочные металлы: натрий и калий. Натрий и его роль в поддержании осмотического
давления, регулировании водного обмена, в обеспечении кислотно-основного равновесия, в
передаче нервного импульса, в функционировании мышечных клеток, в действии ферментов.
Место депонирования иона натрия. Роль калия в обеспечении функционирования клеточных
мембран и в передаче нервного импульса, в сокращении мышц, в активации ферментов.
Кофакторное и аллостерическое действие моновалентных катионов на ферменты. Калий как
активатор фосфофруктокиназы и пируваткиназы. Активируемые ионом натрия факторы
свертывания крови. Na+, K+-ATPаза: структура и механизм действия.
Хлор. Соляная кислота и ее роль в пищеварении.
Эссенциальные микроэлементы.
Переходные металлы. Физико-химические свойства и биологические функции переходных
металлов: незавершенность внутренних электронных оболочек (d-оболочек) атомов или ионов,
способность к образованию координационных соединений, ферромагнетизм, участие в
окислительно-восстановительных ферментативных реакциях в качестве кофакторов, в
стабилизации структуры органических соединений в клетке.
Железо. 4 группы белков организма, содержащих железо. Гемопротеины: гемоглобин, миоглобин,
хлорокруорин. Гемоцианин, гемоэритрин, гемованадин. Цитохромы. Каталаза и пероксидаза.
Типы соединений железа, поступающих в организм, и их усвоение организмом. Системы переноса
железа из желудочно-кишечного тракта через энтероцит в кровь. Дуоденальный цитохром b и
транспортер дивалентных металлов 1, перенос через базолатеральную мембрану энтероцита
ферропротеином 1, окисление гефестином и связывание с трансферрином. Интегринмобилферриновая система. Роль ферритина и трансферрина в усвоении и транспорте железа.
Структура трансферрина. Связывание ионов железа с N- и C-доменами трансферрина.
Октаэдрическая структура металл-связывающих центров трансферрина. Структура рецептора
трансферрина. Образование эндосомы в результате фосфорилирования рецептора с помощью
протеинкиназы С, создание кислой среды внутри эндосомы и высвобождение ионов железа из
трансферрина. Возвращение трансферрина в кровь. Хранение ионов железа в клетке в комплексе с
ферритином. Тяжелая и легкая цепи ферритина. Изоферритины. Пространственная структура
ферритина. Окисление иона железа при формировании железосодержащего кластера. Синтез
ферритина. Сидеросомальный ферритин. Гемосидерин. Регуляция количества железа в клетке.
Железочувствительный элемент (iron responsive element, IRE) мРНК рецептора трансферрина и
мРНК ферритина. Регуляторные белки, взаимодействующие с IRE. Аконитаза. Нарушения
метаболизма железа. Железодефицитная анемия. Патологические состояния, вызванные
отсутствием систем вывода избытка железа из организма.
Медь. Усвоение и транспорт меди: альбумин, транскупреин, церрулоплазмин,
глицилгитстидиниллизин. Депонирование меди: металлотионеин. Способы защиты организма от
токсического действия меди: купробелки, купротранспортеры, купрошапероны. Три типа медьсвязывающих центров в составе биополимеров: моноядерный комплекс, содержащий тиолатный
анион, − центр связывания меди I типа (синие белки: купредоксин, азурин, пластоцианин),
моноядерный плоский комплекс − центр связывания меди II типа (аминооксидаза, Cu, Znсупероксиддисмутаза, цитохром с оксидаза), динуклеаоный комплекс − центр связывания меди III
типа (гемоцианины, тирозиназа). Белки, содержащие центры связывания меди разных типов
(аскорбатоксидаза, церулоплазмин). Строение и функции церулоплазмина. Участие ионов меди в
метаболизме ионов железа в организме. Патологические процессы, связанные с метаболизмом
меди: синдром Менке, синдром Вильсона.
Роль марганца в жизнедеятельности клетки. Марганец как активатор ферментов глюконеогенеза
(пируваткарбоксилазы, изоцитратдегидрогеназы), гликозилтрансфераз. Mn-Супероксиддисмутаза
и негемовая каталаза, содержащие динуклеарные комплексы марганца. Синтез кислорода
марганецсодержащим водоокисляющим комплексом фотосистемы II хлорофилла растительной
клетки. Участие марганца в процессах синтеза и обмена нейромедиаторов. Мутации, вызванные
заменой магния марганцем в реакциях биосинтеза нуклеиновых кислот в клетке. Токсическое
действие марганца на организм.
Кобальт. Усвоение кобальта (внутренний фактор Касла). Транскобаламины. Корриновая система.
Семейство витамина В12. Уникальность структуры витамина В12. Кобамидные и кобальтзависимые ферменты.. Механизм реакций, катализируемых кобаламинзависимыми коферментами:
внутримолекулярный перенос протона в реакциях изомеризации (метилмалонил-СоА-мутаза),
реакции переноса метильных групп при синтезе метионина из гомоцистеина
(тетрагидроптероилглутамат-метилтрансфераза).
Хром. Роль и биологические функции хрома в организме. Фактор толерантности к глюкозе.
Влияние хрома на клеточный рецептор инсулина. Токсические свойства хрома.
Ферменты, содержащие молибден: нитратредуктаза, ксантиноксидаза, сульфитоксидаза.
Молибдоптерины. Структура молибден-связывающего сайта на примере нитрогеназы (Mo-Feбелковый кофактор) и ксантиноксидазы (молибдо-флавопротеина). Влияние тиомолибдатов на
жизнедеятельность клетки.
Цинк. Биологическая роль цинка. Цинк как кислота Льюиса. Тетраэдрические и октаэдрические
комплексы цинка. Каталитический и структурный центры связывания иона цинка в белках. Цинк −
кофактор ферментов (карбоксипептидаза, карбоангидраза, лактатдегидрогеназа, ДНК- и РНКполимеразы, пируваткарбокилаза). Участие цинка в процессах биосинтеза инсулина. Восприятие
вкуса и цинк (белок густин). Влияние цинка на усвоение витамина А. Супервторичная структура
белка в виде «цинкового пальца», ее роль в белок-белковом и белок-нуклеиновом взаимодействии.
Реакции организма на недостаток цинка.
Лекция 2.
Галоиды: хлор, фтор, бром и йод. Соляная кислота и пищеварение. Участие фтора в
жизнедеятельности организма: фторгидроксиапатиты в составе костной ткани,
перфторуглеродные заменители крови, регуляция активности карбоксилазы, костной фосфатазы,
фосфоглюкомутазы, аденилатциклазы. Физиологическая роль брома. Токсическое действие брома.
Йод и гормоны щитовидной железы. Монойодтирозин, дийодтирозин, трийодтиронин, тироксин.
Тиреоглобулин. Окисление йода с помощью тироидпероксидазы. Структура и механизм действия
тироидпероксидазы, йодирование тирозина в тиреоглобулине, образование моно- и
дийодтирозинов. Синтез тироксина из дийодтирозинов в результате реакции сопряжения.
Образование трийодтиронинов путем дейодирования тироксина. Механизм действия дейодиназ.
Реверсивный трийодтиронин. Транспорт и метаболизм йодтиронинов. Биологические функции
тиреоидных гормонов. Взаимодействие с ядерными рецепторами клеток-мишеней и активации
транскрипции определенных генов.
Селен. Биологическая роль селена в жизнедеятельности организма. Формы поступления селена в
организм и выведения из организма. Белки, содержащие селенометионин и селеноцистеин.
Включение селена в состав белков во время трансляции с помощью серил-тРНКSer, акролеилтРНКSer, селеноцистеинил-тРНКSer. Условия включения селеноцистеина в белок в процессе
трансляции: наличие стоп-кодона UGA, последовательности SECIS на 3’-конце мРНК,
специфичных белков EFSec, SBP2. Роль селена как антиоксиданта. Проявления дефицита селена в
организме.
Потребность живых организмов в углеводах, липидах, белках и нуклеиновых кислотах.
Полиеновые жирные кислоты. Насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Цис- и трансизомеры ненасыщенных жирных кислот. Незаменимые (эссенциальные) жирные кислоты:
линолевая и -линоленовая кислоты. Синтез длинных жирных кислот из стеариновой кислоты
путем удлинения жирной кислоты с помощью малонил-СоА: перенос двууглеродного фрагмента
от малонилСоА на стеарилСоА, восстановление кетогруппы до гидроксильного остатка с
помощью NADPH, дегидратация и восстановление двойной связи с помощью FADH2 с
образованием насыщенной жирной кислоты, удлиненной на двухуглеродный фрагмент. Введение
двойных связей в насыщенные жирные кислоты (десатурация) с помощью десатуразы. Цитохром
b5 и FAD-зависимая цитохром b5-редуктаза. Семейства ω-3 и ω-6 полиненасыщенных жирных
кислот. Биологические функции незаменимых жирных кислот: использование в качестве
компонентов фосфолипидов мембран клеток и органелл и предшественников в биосинтезе
эйкозаноидов.
Эйкозаноиды: простагландины, лейкотриены, тромбоксаны. Гормоны местного действия.
Образование арахидоновой кислоты из эссенциальной линолевой кислоты, включение в состав
мембранных фосфолипидов. Синтез эйкозаполиеновых кислот. Высвобождение арахидоновой
кислоты из фосфолипидов с помощью гидролиза фосфолипазой А2. Структура простагландинов,
простациклинов, тромбоксанов. Простагландин-эндопероксид-синтаза (циклооксигеназа):
циклооксигеназная и пероксидазная активности. Механизм действия циклооксигеназы.
Арахидоновая кислота → нестабильное гидропероксидное производное простагландин G2 →
простагландин Н2 → простагландины D2, E2, F2, простациклин I2 и тромбоксан А2. Молекулярные
основы действия аспирина (ацетилсалициловой кислоты) на циклооксигеназу. Структура и синтез
лейкотриенов. 5- (лейкоциты), 12- (тромбоциты) и 15-липоксигеназы (эозинофилы) и образование
5-, 12- или 15-гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭТЕ). Восстановление ГПЭТЕ до
гидроксиэйкозатетраеноатов (ГЭТЕ) (лейкотриен В4), взаимодействие с глутатионом с
образованием лейкотриена С4, отщепление остатка глутаминовой кислоты (лейкотриен D4),
последующее отщепление остатка глицина (лейкотриен Е4). Механизмы действия эйкозаноидов и
основные биологические эффекты. Н2-блокаторы. Инактивация эйкозаноидов.
Лекция 3.
Незаменимые и условно заменимые аминокислоты. Факторы, определяющие незаменимость.
Функции незаменимых аминокислот. Биосинтез условно заменимых аминокислот: аргинина,
цистеина, тирозина, гистидина. Синтез аргинина в цикле мочевины. Реакция гидроксилирования
фенилаланина фенилаланингидроксилазой до тирозина. Механизм действия
фенилаланингидроксилазы. Тетрагидробиоптерин. Фенилкетонурия. Катаболизм тирозина в
печени с образованием фумарата и ацетоацетата через промежуточные соединения ─
гидроксофенилпируват, гомогентизиновую кислоту, малеилацетоацетата и фумарилацетоацетата.
Превращение тирозина в щитовидной железе в тироксин и трийодтиронин, в меланоцитах − в
меланины. Cu- и Fе-зависимые тирозиназы. Биосинтез цистеина из метионина и серина через
промежуточные соединения − гомоцистеин и цистатионин. Пути использования цистеина: белки,
глутатион, таурин, кофермент А, синтез глюкозы, сульфаты. Биосинтез гистидина из АТР и
рибозы через промежуточные соединения − N’–(5’-фосфорибозил)АМР,
фосфорибозилформимино-5-амино-имидазол-4-карбоксамид рибонуклеотид,
фосфорибулозилформимино-5-аминоимидазол-4-карбоксамид рибонуклеотид, имидазол- глицерл3-фосфат, имидазолацетол-3-фосфат, гистидинол. Расщепление гистидина с образованием
глутамата через уроканиновую кислоту, 4-имидазолон-5-пропионовую кислоту,
N формиминоглутамат. Декарбоксилирование гистидина в тучных клетках в гистамин.
Биологическая роль гистамина.
Лекция 4.
Витамины. Основные группы витаминов: витамины как предшественники коферментов,
витамины-антиоксиданты, витамины-гормоны. Водорастворимые и жирорастворимые витамины.
Витамины-предшественники коферментов. Витамины, участвующие в дегидрогеназных
реакциях: никотиновая кислота и никотинамид, рибофлавин, тиамин, аскорбиновая кислота.
Превращение в активные формы коферментов в результате трансферазных реакций: переноса
фосфатных групп (FMN, тиамин), нуклеотидильных остатков (FAD). Биосинтез никотиновой
кислоты при катаболизме триптофана через N-формилкинуренин, кинуренин, 3гидроксикинуренин, 3-гидроксиантранилат, 2-амино-3-карбоксимуконат 6-семиальдегид,
хинолинат. Образование NAD+ из никотиновой кислоты и фосфорибозилпирофосфата через
промежуточные производные: никотинат рибонуклеотида и дезамидо NAD+.
Витамины, участвующие в реакциях декарбоксилирования (тиамин, пиридоксаль) и фиксации
углекислоты (биотин). Переход в активную форму путем реакций фосфорилирования. Витамины
В6, участвующие в лабилизации связи α-углеродного атома аминокислотного остатка с
заместителями (аминогруппой, карбоксильной группой, боковым радикалом), приводящей к
разрыву соответствующей связи (реакции трансаминирования, декарбоксилирования,
рацемизации) с образованием в качестве промежуточного соединения основания Шиффа
(альдимина). Тиаминпирофосфат в окислительном декабоксилировании пирувата и αкетоглутарата (пируватдегидрогеназный и α-кетоглутаратдегидрогеназный комплексы) и в
лиазном отщеплении СО2 от пирувата с образованием ацетальдегида (гликолиз, спиртовое
брожение). Биотин − простетическая группа карбоксилаз (синтез малонилСоА из ацетилСоА,
образование оксалоацетата из пирувата).
Витамины, обеспечивающие перенос ацильных группировок (пантотеновая кислота, липоевая
кислота). Биосинтез СоА из пантотеновой кислоты, АТР и цистеина путем образования
промежуточных соединений: фосфопантотената, фосфопантотенилцистеина,
фосфопантотенилмеркаптоэтаноламина, дефосфоСоА. Липоевая кислота − простетическая группа
дигидролипоилтрансацетилазы.
Участие витаминов в переносе одноуглеродных фрагментов (фолиевая кислота, кобаламин, Sаденозилметионин, биотин). Восстановление фолиевой кислоты в дигидрофолиевую кислоту и
далее в тетрагидрофолиевую кислоту (ТГФК). Пути образования одноуглеродных фрагментов:
N5,N10-метиленТГФК (синтез глицина из серина с переносом гидроксиметильной группы на
ТГФК при участии пиридоксальфосфата), N5,N10-метенилТГФК (окисление N5,N10метиленТГФК), N5- или N10-метилТГФК (восстановление N5,N10-метиленТГФК), N5- или N10формилТГФК (гидролиз N5,N10-метенилТГФК), N5- или N10-формиминоТГФК (перенос с Nформиминоглутамата, промежуточного продукта распада гистидина). Метилкобаламин (синтез
метионина из гомоцистеина и в синтезе тиминовых нуклеотидов с использованием производных
ТГФК). Дезоксиаденозилкобаламин (превращения жирных кислот с нечетным числом углеродных
атомов и аминокислот с разветвленной углеводородной цепью). Синтез S-аденозилметионина
(SAM) из метионина и АТР.
Витамины-антиоксиданты: аскорбиновая кислота, токоферолы и токотриенолы, каротиноиды и
витамины группы А, биофлавоноиды. Реакции модификации биополимеров под действием
активных форм кислорода. Витамины-антиоксиданты − механизм защиты клетки от активных
форм кислорода. Реакции восстановления с участием аскорбиновой кислоты активных форм
кислорода, окисленных форм витамина Е.
Семейство витамина Е. Предотвращение окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах
мембран с помощью токоферолов и токотриенолов. Обрыв ПОЛ. Структура токоферолов и
токотриенолов (хромановое кольцо и боковая фитильная цепь). Образование токофероксильного
радикала, 8а-гидрокситокоферона или 7,8-(или 4а,5)-эпокси-8а-гидроперокситокоферона,
гидролиз до токоферилхинона, 5,6-(или 2,3)-эпокситокоферилхинона, восстановление до
токоферилгидрохинона. Два пути метаболизма витамина Е в организме: образование
токофероновой кислоты и ее лактона при взаимодействии с активными формами кислорода,
цитохром Р450-зависимое - и -окисление алкильной части токоферола с образованием 2-(2’карбоксиэтил)-гидроксихромана, конечного продукта катаболизма витамина Е. Усиление
антиоксидантных свойств витамина Е в комплексе с аскорбиновой кислотой, витамином А и
селеном. Восстановление токофероксильного радикала клеточными восстановителями.
Обезвреживание электрофильных мутагенов (пероксинитрит) с помощью γ-токоферола.
Биологические функции витамина Е, отличные от антиоксидантных.
Семейство витамина А. Каротиноиды. Цис- и транс-изомеры. Окисление каротиноидов 15,15’диоксигеназной системой до ретиналя с последующим восстановлением ретинолоксидазой до
ретинола. Форма и место депонирования витамина А в организме. Механизм антиоксидантной
защиты организма с помощью витамина А.
Участие ретиналя в зрительном цикле. Фоторецепторные клетки: палочки и колбочки. Выделение
нейромедиатора, его воздействие на окончания нейронов и передача сигнала по зрительным
нервам в мозг. Зрительный каскад. Родопсин и его простетическая группа 11-цис-ретиналь.
Изомеризация 11-цис-ретиналя под действием фотона света в 11-транс-ретиналь, активация
связанного с рецептором-родопсином гетеротримерного G-белка трансдуцина и с помощью αсубъединицы трансдуцина cGMP-фосфодиэстеразы. Гидролиз cGMP, закрытие катионных каналов
в мембране зрительных клеток, гиперполяризация мембраны, снижение секреции
нейротрансмиттера и передача зрительного сигнала. Выключение зрительного сигнала:
уменьшение концентрации иона кальция, приводящее к высвобождению родопсинкиназы из
комплекса с рековерином и к фосфорилированию с ее помощью родопсина, связывание с
фосфорилированным родопсином аррестина. Инактивация трансдуцина, прекращение гидролиза
cGMP. Распад родопсина на опсин и транс-ретиналь, восстановление транс-ретиналя в трансретинол, изомеризация в 11-цис-ретинол, окисление в 11-цис-ретиналь. Дефосфорилирование
опсина и повторное образование родопсина. Восстановление темнового уровня cGMP с помощью
гуанилатциклазы. Регуляция зрительного процесса изменением концентрации ионов кальция.
Витамин К. Кофермент карбоксилаз. Основная функция в организме − синтез остатка
карбоксиглутаминовой кислоты в составе проферментов свертывающей системы крови.
Восстановление в активную форму дигидрохинона витамина К с помощью NADPH-зависимой
витамин К-редуктазы при попадании в организм с пищей. Окисление кислородом до алкоксида
витамина К, образование карбаниона, его карбоксилирование с образованием
карбоксиглутаминовой кислоты и эпоксида витамина К. Регенерация дигидрохинона витамина К
тиоредоксин-подобным белковым комплексом, состоящим из витамин К-2,3-эпоксидредуктазы,
протеиндисульфидизомеразы и оксидазы эндоплазматического ретикулума.
Витамины-гормоны: ретиноевая кислота, стероидные витамины. Пути биосинтеза ретиноевой
кислоты. Изомеры ретиноевой кислоты. Биологические функции и механизм действия ретиноевой
кислоты. Семейство рецепторов ретиноевых кислот. Структура рецептора ретиноевой кислоты.
Активация рецептора связыванием гормона, диссоциация корепрессорного комплекса, связывание
коактиваторного комплекса и запуск процесса транскрипции генов, экспрессия которых
регулируется ретиноевыми кислотами.
Витамины группы D (кальциферолы). Синтез витаминов D2 и D3 фотоизомеризацией
провитаминов (эргостерина и 7-дегидрохолестерина). Гидроксилирование витамина D3
цитохромом Р450 в положениях 25 и 1 с образованием кальцитриола. Механизм действия
кальцитриола. Структура рецептора кальцитриола. Комплекс кальцитриол − рецептор −
транскрипционный фактор генов-мишеней. Гены-мишени кальцитриола. Инактивация
кальцитриола.
Биофлавоноиды. Витаминоподобные соединения: оротовая, пангамовая и липоевая кислоты,
инозит, убихиноны, метилметионин, карнитин.
Лекция 5.
Тема 2. Молекулярные механизмы межклеточной химической сигнализации
Типы химической сигнализации. Взаимосвязь между клетками, тканями и органами,
взаимодействие отдельных организмов. Природные соединения с сигнальными функциями.
Сигнальные соединения контактного и дистального действия: медиаторы (медиаторы локального
действия и нейромедиаторы), гормоны (эндокринные, локального действия, нейрогормоны),
феромоны (релизеры, праймеры), алломоны (токсины, репелленты, приманки), кайромоны.
Характерные особенности феромонов. Компоненты клеточного метаболизма как
предшественники синтеза сигнальных веществ.
Биосинтез гормонов и медиаторов на примере кортикостероидов: глюкокортикоидов,
минералокортикоидов, предшественников андрогенов ─ и катехоламинов.
Кортикостероиды: глюкокортикоиды (кортизол), минералокортикоиды (альдостерон), андрогены
(дегидроэпиандростерон). Биосинтез кортикостероидов. Гидроксилирование холестерина по 22- и
20-положениям под действием цитохрома Р450 и последующее отщепление боковой цепи с
образованием прегненолона. Три типа клеток коры надпочечников: клубочковая, пучковая и
сетчатая зоны. Изомеризация двойной связи и окисление 3-гидроксильной группы прегненолона с
образованием прогестерона. Два пути превращения прогестерона в зависимости от
последовательности реакций гидроксилирования. Путь биосинтеза кортизола (пучковая зона):
гидроксилирование прогестерона по С17, С21 и С11 (различные места локализации
соответствующих гидроксилаз). Гидроксилирование прегненолона по С17, отщепление
двухуглеродной боковой цепи с образованием дегидроэпиандростерона, предшественника
тестостерона (пучковая и сетчатая зоны). Путь биосинтеза минералокортикоидов (клубочковая
зона): гидроксилирование прогестерона по С21, С11, С18 и дегидрирование гидроксильной группы
при С18. Биологические функции кортикостероидов. Катаболизм кортикостероидов:
гидроксилирование и окисление боковой цепи до 17-кетостероидов и выделение из организма.
Биосинтез и секреция катехоламинов. Гидроксилирование тирозина тирозингидроксилазой,
использующей в качестве кофермента тетрагидробиоптерин, декарбоксилирование
диоксифенилаланина (ДОФА) с помощью ДОФА-декарбоксилазы (кофермент −
пиридоксальфосфат), гидроксилирование боковой цепи дофамина дофамингидроксилазой,
содержащей ионы Сu1+, коферменты тетрагидробиоптерин и аскорбиновую кислоту, и Nметилирование норадреналина S-аденозилметионином (SАМ) c образованием адреналина.
Механизмы действия дофамингидроксилазы. Биохимические механизмы их инактивации:
введение метильной группы с помощью катехол-О-метилтрансферазы, дезаминирование
моноаминов моноаминоксидазой, конъюгация с глюкуронидом или сульфатом. Биологические
функции катехоламинов.
Клетки-мишени. Клеточные рецепторы сигнальных веществ: мембранные: ионные каналы,
каталитические и сопряженные с G-белками; внутриклеточные: цитоплазматические и ядерные;
быстро- и медленноотвечающие. Изменение активности ферментов как один из основных путей
реализации физиологических эффектов гормонов и медиаторов: увеличение количества
ферментов в клетке за счет индукции их синтеза на уровне транскрипции и трансляции, изменение
удельной ферментативной активности за счет химической модификации, роль фосфорилирования
в регуляции ферментативной активности. Доменная структура мембранных рецепторов
сигнальных веществ: вне- и внутриклеточный домены, трансмембранный домен.
Лекция 6.
Основные этапы передачи сигналов в клетки через мембранные рецепторы.
Путь передачи сигнала, опосредованный G белками. Взаимодействие сигнальной молекулы
(гормона, интерлейкина, аминокислоты, нуклеотида, простагландина, света, феромона) с
мембранным рецептором и изменение конформации комплекса рецептор−сигнальная молекула.
Активация G белка путем замены GDP на GTP в GTP-азном центре α-субъединицы, диссоциация
α-субъединицы, связавшей GTP, из комплекса с βγ-субъединицами и активация специфического
белка клеточной мембраны: аденилатциклазы, фосфолипазы С; фосфодиэстеразы сGМP, Na+- и
K+-каналов. Образование вторичного посредника (сАМР, фосфатидилинозитолтрифосфата и
диацилглицерола); активация протеинкиназ; фосфорилирование белков; изменение
функциональной активности, приводящее к изменению скорости метаболизма. Структура Gбелков: α-, β- и γ-субъединицы, сродство α-субъединицы к GDP и GTP, GTP-азный центр αсубъединицы, челночное движение α-субъединицы G белка, переносящей сигнал от комплекса
рецептор−сигнальная молекула к ферменту, катализирующему образование вторичного
посредника. Активирующие и ингибирующие аденилатциклазу G-белки. Регуляция активности Gбелков.
Биосинтез циклического 3’,5’-АМР. Аденилатциклаза: структура и регуляция ферментативной
активности. Влияние бактериальных токсинов (холерного и коклюшного) на активность
аденилатциклазы с помощью АDP-рибозилирования α-субъединицы G-белков.
Строение протеинкиназы А: заякоривание в мембране, АКАР, регуляторные и каталитические
субъединицы. Ферменты и белки, регулируемые сАМР-зависимым фосфорилированием с
помощью протеинкиназы А (гликогенфосфорилаза). Каскадный механизм усиления и подавления
сигнала. Системы подавления сигнала: десенсибилизация мембранных рецепторов, активация
Са2+-зависимой фосфодиэстеразы, гидролизующей сАМР, фосфопротеинфосфатаза.
Инозитолфосфатная система трансмембранной передачи сигнала. Активация фосфолипазы С
под действием активированного G-белка. Гидролиз мембранного фосфолипида
фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата до диацилглицерола (ДАГ) и инозитол-1,4,5-трифосфата
(ИФ3). Выход ИФ3 в цитозоль, связывание с Са2+-каналами эндоплазматического ретикулума,
открытие каналов и мобилизация ионов кальция. Активация протеинкиназы С ионами кальция,
диацилглицеролом и фосфолипидом мембраны − фосфатидилсерином. Механизм подавления
сигнала в инозитолфосфатной системе: активация протеинкиназой С синтетаз, катализирующих
ресинтез фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата; уменьшение концентрации ионов кальция путем
активации Са2+-насосов и Са2+-АТРаз, активация фосфопротеинфосфатазы.. Структура
протеинкиназы С: псевдосубстратный конец, способы ее активации.
Трансмембранная передача сигнала через рецепторы, обладающие каталитической
активностью (гуанилатциклаза, тирозинкиназа).
Предсердный натриуретический фактор (ПНФ): структура, клетки-мишени и биологические
функции. Структура рецептора ПНФ, обладающего гуанилатциклазной активностью. 3’,5’-сGMP
− вторичный посредник в передаче сигнала. Активация с помощью сGMP протеинкиназы G.
Цитозольная форма гуанилатциклазы: строение и активация. Биосинтез NO-радикала из аргинина
с помощью NO-синтазы. Структура, изоформы и механизм действия NO-синтазы. Биологические
функции оксида азота.
Путь передачи сигнала, связанный с аутофосфорилированием рецептора: каскад
фосфорилирования белков; активация ферментов и факторов транскрипции; изменение количества
белка (фермента) и изменение скорости метаболизма.
Лекция 7.
Рецепторы гормонов и факторов роста, ассоциированные с тирозинкиназой. Димеризация
мембранных рецепторов при связывании с сигнальной молекулой, автофосфорилирование
остатков тирозина в цитоплазматическом домене рецепторов. Опосредование передачи сигнала от
фосфорилированного по остаткам тирозина рецептора внутрь клетки через взаимодействие с SH2и SH3-доменами белков-передатчиков.
Сигнальный путь Ras. Ras-белок ─ малый односубъединичный G-белок. Белки Grb и Sos ─
передатчики сигнала с рецептора с тирозинкиназной активностью к белку Ras. Роль белков GAP
(фактор, активирующий GTPазу) и GEF (фактор обмена GTP) в регуляции активности белка Ras.
Присоединение Ras-GTP к протеинкиназе Raf-1 и активация ее, стимулирование митогенактивируемого протеинкиназного каскада. Митоген-активируемые протеинкиназы: MEK
(МАРККК), ERK (МАРКК), MAPK. Стресс-активируемый протеинкиназный каскад:
протеинкиназы SEK, SAPK.
Передача сигнала через внутриклеточные рецепторы. Механизмы гормональной индукции
процессов транскрипции и трансляции. Взаимодействие гормонов с хроматином клеток-мишеней
на примере глюкокортикоидов. Димеризация внутриклеточных рецепторов глюкокортикоидов,
транслокация в ядро и взаимодействие с HRE-участком ДНК. Домен рецептора, отвечающий за
связывание с промоторной частью ДНК. Активация транскрипции.
Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами. Строение рецептора
ацетилхолина. Лейциновый замок.
Лекция 8.
Тема 3. Биохимия процессов пищеварения
Ступенчатое расщепление пищевых веществ до стандартных метаболитов (аминокислот,
моносахаридов, жирных кислот и др.) ферментами пищеварения.
Ферменты, расщепляющие белки и олигопептиды. Протеолитические ферменты желудка.
Защита эпителиальных клеток от действия пищеварительных ферментов с помощью синтеза
протеаз в виде неактивных проферментов (зимогенов), наличия ингибиторов протеаз, покрытия
слизистых оболочек желудка и кишечника слизистым гелем, содержащим муцины. Муцины −
белки с большим количеством модифицированных аминокислотных остатков
(гликозилированных, фосфорилированных, ацетилированных, амидированных). Переваривание
белков. Гормональная регуляция секреции протеолитических ферментов с помощью гистамина и
гастринов. Роль соляной кислоты и механизм ее секреции париетальными клетками эпителия
желудка: синтез угольной кислоты из двуокиси углерода и воды под действием карбоангидразы,
диссоциация на протон и ион бикарбоната, обмен ионов калия на протоны, а иона бикарбоната на
ионы хлора, симпорт ионов К+ и Cl-. Стимуляторы секреции соляной кислоты в желудке:
ацетилхолин, гастрин, гистамин. Действие гистамина через рецептор, сопряженный с G-белком,
активация аденилатциклазы и протеинкиназы А, фосфорилирование Н+/К+-АТРазы. Активация
протеолитических проферментов ограниченным протеолизом. Перевод пепсиногена в пепсин
отщеплением сорока двух N-концевых аминокислотных остатков, а далее аутокатализом.
Прореннин – реннин (химозин). Роль реннина в переваривании казеина молока у грудных детей.
Протеолитические ферменты, выделяемые поджелудочной железой и образующиеся в клетках
слизистой кишечника. Роль энтеропептидазы и трипсина в активации панкреатических протеаз.
Активация трипсиногена с помощью отщепления N-концевого гексапептида. Активация
трипсином химотрипсиногена. -, -, -Химотрипсины. Активация трипсином
прокарбоксипептидаз А и В. Аминопептидазы (лейцинаминопептидаза, аланинаминопептидаза).
Дипептидазы (глицилглициндипептидаза, пролиназа, пролидаза). Специфичность и механизм
действия протеаз. Классы протеаз в зависимости от структуры активного центра (металло-,
сериновые, цистеиновые, аспартатные протеазы). Механизм действия сериновых протеаз через
образование сильного нуклеофила и промежуточного продукта − ацилфермента. Поляризация
карбонильной связи катионом цинка в механизме действия металлопротеаз. Образование
тиолатного аниона и ацилфермента в основе механизма действия цистеиновых протеаз. Атака
поляризованной с помощью двух остатков аспартата молекулой воды карбонильного атома
углерода в механизме гидролиза пептидных связей аспартатными протеазами. Транспорт
аминокислот в клетки. Системы переноса различных аминокислот. γ-Глутамильный цикл.
Внутриклеточный протеолиз. Сиаловые кислоты. Лизосомальные протеазы (катепсины).
Гликопротеины. «Лизосомный адрес». Функции катепсинов. Катепсины и злокаческтвенные
опухоли.
Переваривание углеводов. Моно-, олиго- и полисахариды. Переваривание крахмала с помощью
ротовой и панкреатической -амилаз (-1,4-гликозидаз). Ферменты, расщепляющие три- и
дисахариды: глюкозидазы (мальтазы, изомальтазы), фруктозидазы, галактозидазы (лактазы).
Сахаразо-изомальтазный комплекс. Глико-амилазный комплекс. β-Гликозидазный (лактазный)
комплекс. Трегалаза. Хитотриозидаза. Транспорт моносахаридов через мембраны эпителиальных
клеток кишечника. Активный транспорт глюкозы совместно с ионом Na+. Перенос глюкозы путем
облегченной диффузии.
Транспорт глюкозы из крови в клетки. Транспортеры глюкозы: ГЛЮТ-1, 2, 3, 4, 5. Регуляция
метаболизма гликогена в печени и мыцах. Инсулин. Структура, функции и синтез инсулина.
Мономер, димер и гексамер инсулина. Препроинсулин, расщепление под действием эндопептидаз
РС2 и РС1/3, карбоксипептидазы Е. С-пептид. Регуляция синтеза и секреции инсулина. Механизм
действия инсулина на жировые и мышечные клетки. Структура рецептора к инсулину. Центры
сильного и слабого сродства к инсулину. Активация тирозинкиназной активности рецептора
связыванием гормона с рецептором и аутофосфорилирование. Взаимодействие с
фосфотирозинами рецептора SH2 области субстрата инсулинового рецептора 1 (ИРС-1).
Фосфорилирование ИРС-1. Активация фосфорилированным ИРС-1 фосфатидилинозитол-3киназы (ФИ-3-киназы) и синтез фосфатидилинозитол-3-фосфатов. Плекстриновый домен в
структуре белка. Связывание плекстринового домена протеинкиназы В (PKB)
сфосфатидилинозитол-3-фосфатами и фосфорилирование протеинкиназой PDK1. Миграция к
везикулам, хранящим ГЛЮТ-4, и перемещение ГЛЮТ-4 в мембрану клетки. Глюкагон: структура
и механизм действия. Регуляция метаболизма гликогена. Регуляция активности
гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы с помощью реакций фосфорилированиядефосфорилирования. Регуляция метаболизма гликогена в печени. Инсулин-глюкагоновый
индекс. Регуляция метаболизма гликогена в мышцах.
Неферментативное гликозилирование белков (гликирование). Продукты конечного
гликозилирования (AGEs). Ранние и поздние фазы гликирования. N-гликозилимин. Продукт
Амадори. Карбоксиметиллизин. Патологические эффекты гликирования белков организма.
Лекция 9.
Переваривание пищевых липидов. Пищевые липиды. Лингвальная и желудочная липазы.
Эмульгирование жиров. Первичные и вторичные желчные кислоты. Холевая, дезоксихолевая,
хенодезоксихолевая кислоты. Биосинтез желчных кислот − несколько реакций гидроксилирования
с помощью цитохромов Р450. Гидроксилирование холестерина по 7-положению, миграция
двойной связи и окисление гидроксильной группы в положении 3 в кето-группу под действием
стероидоксидоредуктазы. Гидроксилирование по 12 положению. Окисление боковой цепи
холестерина 27-гидроксилазой до карбоксильной группы, далее отщепление двухуглеродного
фрагмента путем β-окисления жирной кислоты. Реакции конъюгации с таурином и глицином с
образованием тауро- и гликохолевых кислот.
Регуляция синтеза желчных кислот. Гормоны, активирующие переваривание жиров:
холецистокинин, секретин. Липолитические ферменты. Панкреатическая липаза и колипаза.
Гидролиз фосфолипидов. Фосфолипаза А2 и лизофосфолипаза, липазы D и С. Гидролиз эфиров
холестерина. Образование смешанных мицелл и всасывание продуктов гидролиза. Ресинтез
триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина в тонком кишечнике. Два пути ресинтеза
триглицеридов: α-глицерофосфатный и β-моноацилглицерольный.
Ацилхолестеролацилтрансфераза (АХАТ) в синтезе эфиров холестерина.
Липопротеины. Типы липопротеинов, синтезирующихся в организме: хиломикроны,
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), промежуточной плотности (ЛППП), низкой
плотности (ЛПНП), высокой плотности (ЛПВП). Структура и функции липопротеинов.
Апопротеины. Образование хиломикронов. Апопротеин В-48. «Незрелые и зрелые хиломикроны».
Транспорт жиров из кишечника хиломикронами. Использование экзогенных жиров тканями.
Структура липопротеинлипазы. Действие липопротеинлипазы на хиломикроны. Печеночная
липаза. Судьба жирных кислот, глицерола и остаточных хиломикронов. Обмен ЛПОНП, ЛППП и
ЛПНП. Транспорт холестерина липопротеинами крови. Лецитинхолестеринацилтрансфераза
(ЛХАТ). Мобилизация жиров из жировой ткани. Липаза жировой ткани и моноглицеридлипаза.
Лекция 10.
Тема 4. Молекулярные основы сократительных систем и движения
Строение мышечного волокна. Поперечнополосатая мыщца. Миофибриллы и саркоплазма.
Саркомер. I-диски, А-диски, Z мембрана, Н-область, М-зона. Свойства и функции сократительных
белков. Миозин. Тяжелые и легкие цепи. Шарнирные участки. Легкий и тяжелый меромиозин.
Самосборка толстых протофибрилл. Биполярность филаментов миозина. Теория скольжения
нитей. Структура глобулярной головки миозина. АТР-азная активность головки миозина.
Регуляторный участок (шейка) головки миозина. Актин: Глобулярная (G) и фибриллярная (F)
формы. Доменная структура глобулярного актина. Две стадии процесса полимеризации актина.
«Острый» и «оперенный» концы актина. «Быстрый» и «медленный» концы нити актина в
процессе полимеризации. Актин − строительный материал для построения элементов цитоскелета
и сократительного аппарата. Белки, связанные с актином. α- Актинин. Тропомиозин. Тропонин.
Биохимический цикл мышечного сокращения. Актомиозиновый комплекс. Кальциевый насос
саркоплазматического ретикулума. Активация комплекса повышением концентрации кальция.
Теория рычага. Связывание АТР с головкой миозина, приводящее к отделению от актина;
гидролиз АТР до АDР и фосфата и связывание с F-актином; высвобождение АDР и фосфата из
актомиозинового комплекса и продвижение актина в направлении к центру саркомера, повторное
связывание АТР с головкой миозина и высвобождение актина из комплекса. Модель весельной
лодки. Этапы сокращения и расслабления мышцы: стимул  возникновение потенциала действия
 электромеханическое сопряжение (проведение возбуждения по Т-трубочкам, высвобождение
Са2+ и воздействие его на систему тропонинтропомиозинактин)  образование поперечных
мостиков и «скольжение» актиновых нитей вдоль миозиновых  сокращение миофибрилл 
снижение концентрации ионов Са2+ вследствие работы кальциевого насоса  пространственное
изменение белков сократительной системы  расслабление миофибрилл.
Регуляция сокращения и расслабления мышц. Актиновый механизм регуляции. Нативный
тропомиозин. Взаимодействие тропомиозина с актином. Структура и функции субъединиц
тропонина: Тn-C, Tn-T, Tn-I. Взаимодействие тропонина Tn-T с актином и тропомиозином.
Тропонин Тn-C − аналог кальмодулина. EF-hand − структура, связывающая ионы кальция.
Взаимодействие Tn-I с Тn-C и Tn-T. Роль ионов кальция и АТР в сокращении и расслаблении
мышечного волокна. «Включенное» и «выключенное» состояния тропомиозина. Миозиновая
регуляция сокращения мышц. Структура миозина гладких мышц. Регуляторная легкая цепь
миозина. Киназа легких цепей миозина: доменная структурная организация, ингибирование Сконцевым псевдосубстратным участком, активация связыванием кальция кальмодулиновым
доменом. Фосфорилирование легких цепей миозина активной формой киназы и запуск процессов
ассоциации-диссоциации в сократительном цикле гладкой мускулатуры. Фосфатаза легких цепей
миозина. Гиперактивация киназы легких цепей миозина и инфаркт миокарда.
Модели сокращения мышечного волокна. Терминальные цистерны саркоплазматического
ретикулума. Т-трубочки. Передача активирующего сигнала (деполяризация сарколеммы Ттрубочек) на саркоплазматический ретикулум: активация ферментов в мембране терминальных
цистерн (инозитолфосфатный путь передачи сигнала), открытие кальциевого канала и запуск
цикла взаимодействия актина и миозина. Сокращение в немышечных волокнах.
Энергетика мышечного сокращения. Источник энергии для мышечного сокращениярасслабления ─ АТР. Образование АТР за счет аэробного и анаэробного гликолиза,
окислительного фосфорилирования, креатинфосфата и АDР.
Креатинкиназная реакция регенерации АТР. Анаэробное окисление глюкозы. Гликоген мышц.
Активация гликогенфосфорилазы для высвобождения глюкозо-6-фосфата из гликогена. Цикл
Кори. Распад жира и тканевых белков как источники образования АТР в результате
окислительного фосфорилирования. Миоаденилаткиназа. Синтез АТР из двух молекул ADP.
Положительные стороны и недостатки путей ресинтеза АТР для мышечного сокращения. Быстрые
и медленные мышечные волокна. 3-метилгистидин как маркер распада мышечных белков.
Глюкозо-аланиновый цикл. Выделение аммиака в интенсивно работающей мышце путем
непрямого дезаминирования аминокислот с участием цикла IMP-АМР.
Синтез креатинфосфата: образование гуанидинацетата в почках из аргинина и глицина,
метилирование гуанидинацетата в печени с помощью S-аденозилметио-нина (SAM) c
образованием креатина. Фосфорилирование креатина в мышцах и мозге до креатинфосфата
креатинкиназой. Креатинин.
Гистидиновые дипептиды: карнозин и ансерин. Синтез карнозина из β-алани-на и гистидина,
метилирование карнозина S аденозилметионином с образованием ансерина. Роль карнозина и
ансерина в сокращении мышц.
Гормональная регуляция энергетики мышц.
Лекция 11.
Тема 5. Биохимия межклеточного матрикса
Внеклеточный матрикс. Функции межклеточного матрикса. Макромолекулы внеклеточного
матрикса: коллагены, гликозаминогликаны, протеогликаны. Соединительная ткань.
Гликопротеины и протеогликаны. Присоединение олигосахаридов к белкам с помощью Огликозилирования серина, N-гликозилирования аспарагина, С-глико-зилирования триптофана,
гликозилфосфатидилинозитола.
Коллаген. Полиморфизм коллагена. Структура коллагена: три полипептидные спирали 310,
аминокислотный состав. Тропоколлаген.
Внутриклеточный синтез проколлагена: сигнальный пептид, пост-трансляционная модификация
остатков пролина и лизина в гидроксипролин и гидроксилизин (роль витамина С),
гликозилирование остатков гидроксилизина, глобулярные домены на N- и С-концах, содержащие
дисульфидные связи, образование тройной спирали, секреция из клетки. Образование вне клетки
коллагеновых фибрилл при отщеплении концевых пептидов от проколлагена внеклеточными
протеазами. Патологии, связанные со снижением активности внеклеточных протеаз. Коллагены с
сетчатой структурой.
Аллизин. Синтез с помощью лизилоксидазы. Укрепление коллагеновых фибрилл поперечными
сшивками с помощью продуктов реакции Шиффа, их восстановленных производных и продуктов
альдольной конденсации (ПАК). Дегидромеродесмозин (продукт тройной сшивки лизина с ПАК).
Пролил- и лизилгидроксилазы: структура и механизм действия. Протеиндисульфидизомеразная
активность β-субъединицы пролилгидроксилазы. Роль аскорбиновой кислоты в поддержании
двухвалентного состояния иона железа в активном центре лизил- и пролилгидроксилаз.
Изофермент лизилгидроксилазы, обладающий активностью гликозилтрансферазы.
Лизилоксидаза. Простетическая группа лизилоксидазы − лизилтирозилхинон, синтезированный
при участии Cu2+. Механизм действия лизилоксидазы.
Распад коллагена. Регуляция синтеза коллагена.
Эластин. Аминокислотный состав и структура эластина: отсутствие устойчивых вторичных и
третичных структур. Поперечные сшивки между большим количеством аминокислотных
остатков: значение десмозина и лизиннорлейцина. Альдольгистидин. Патологии, связанные с
уменьшением синтеза десмозинов. Распад эластина. Эластаза.
Гликозаминогликаны и протеогликаны. Функции гликозаминогликанов и протеогликанов в
организме. Строение гликозаминогликанов (повторяющиеся дисахаридные единицы). Классы
гликозаминогликанов в зависимости от структуры: гиалуроновая кислота (глюкуроновая кислота
и N ацетилглюкозамин), хондроитинсульфаты (глюкуроновая кислота и N-ацетилгалактозамин4(6)-сульфат), кератансульфаты (галактоза и N-ацетилглюкозамин-6-сульфат), дерматансульфат
(идуроновая кислота и N-ацетилгалактозамин-4-сульфат), гепарин и гепарансульфат (глюкуронат2-сульфат и N-ацетилглюкозамин-6-сульфат). Метаболизм гликозаминогликанов. Синтез
гликозаминогликанов. Образование глюкуроновой кислоты при окислении UDP-глюкозы. Посттрансляционная модификация: введение сульфатных групп с помощью ФАФС и эпимеризация
глюкуроновой кислоты в идуроновую кислоту. Синтез гепарина и гепарансульфата: сходство и
отличия. Регуляция синтеза гликозаминогликанов. Внеклеточный и внутриклеточный распад
гликозаминогликанов. Мукополисахаридозы.
Малые и большие протеогликаны. Функции протеогликанов. Структура протеогликанов: коровые
(сердцевинные) белки с присоединенными гликозаминогликанами, связующие белки. Примеры
протеогликанов: агрекан, синдекан, глипикан, фибромодулин.
Лекция 12.
Тема 6. Биохимия дыхания
Кислород как конечный акцептор в цепи переноса электронов. Механизмы переноса и
депонирования кислорода. Миоглобин, гемоглобины человека (гемоглобины взрослого
человека, гемоглобины, синтезирующиеся в период внутриутробного развития плода). Окси- и
дезоксигемоглобины. Строение гемоглобина. Гем − простетическая группа миоглобина и
гемоглобинов. Ферро- и ферригем. Гемин. Окисление гема в присутствии воды. Структура
отдельных субъединиц гемоглобинов. Вторичная и четвертичная структуры гемоглобина. Солевые
связи в структуре дезоксигемоглобина. Участок связывания кислорода и роль остатков гистидина
в функционировании белка. Механизм кооперативного связывания молекул кислорода с
субъединицами гемоглобина; напряженное (Т) и релаксированное (R) состояния гемоглобина,
характеризующиеся низким и высоким сродством к кислороду. Влияние на сродство гемоглобина
к кислороду углекислого газа, кислой среды и 2,3 дифосфоглицерата. Особенности строения и
функционирования гемоглобина плода. Роль 2,3 дифосфоглицерата в адаптации организма к
высоте и к гипоксии. Эффект Бора.
Механизмы переноса углекислого газа от тканей к легким. Транспорт углекислого газа
гемоглобином в виде карбамата и в виде бикарбоната. Карбоангидраза.
Аномальные гемоглобины. Наследственные нарушения первичной структуры и функций
гемоглобина А. Серповидно-клеточная анемия.
Структура переносчиков кислорода у беспозвоночных. Эритрокруорины. Хлоркруорины.
Негемовые железосодержащие гемэритрины и медьсодержащие гемцианины. Леггемоглобины
растений.
Биосинтез гема. Образование 5-аминолевулиновой кислоты в митохондриях из глицина и
сукцинил-СоА в присутствии пиридоксальфосфата. Конденсация двух молекул
5 аминолевулиновой кислоты в молекулу порфобилиногена в цитоплазме. Дезаминирование
порфобилиногена с образованием гидроксиметилбилана. Ферментативное превращение
гидроксиметилбилана в уропорфобилиноген III. Декарбоксилирование ацетатных остатков
уропорфобилиногена III в метильные остатки копропорфириногена III. Уропорфириноген I и
копропорфириноген I. Окисление в митохондриях пропионовых остатков копропорфириногена III
в винильные остатки протопорфириногена IX. Окисление метиленовых мостиков
протопорфириногена IX и образование сопряженной π-электронной системы протопорфирина IX.
Присоединение к протопорфирину IX двухвалентного железа с образованием гема. Регуляция
синтеза гема и гемоглобина: ингибирование конечным продуктом экспрессии гена
аминолевулинатсинтазы.
Транспорт железа в плазме крови и его поступление в клетки. Регуляция поступления железа в
клетки путем регуляции синтезов апоферритина и рецепторов трансферрина.
Катаболизм гемоглобина. Разрушение эритроцитов при снижении содержания сиаловых кислот в
составе гликопротеинов плазматической мембраны. Распад гемоглобина на гем и глобин.
Гидролиз глобина в лизосомах. Превращение гема в билирубин и выведение его из организма.
Окисление α-метенильного мостика порфирина микросомальной гем-оксигеназной системой с
образованием линейного тетрапиррола − биливердина. Механизм реакции образования
биливердина. Восстановление центрального метенильного мостика биливердина до метиленовой
группы билирубина. Связывание билирубина с альбумином (непрямой билирубин) и перенос в
клетки печени. Конъюгация билирубина с глюкуроновой кислотой (прямой билирубин).
Превращение билирубиндиглюкуронидов в уробилиногены, уробилины и стеркобилины.
Гипербилирубинемия.
Лекция 13.
Тема 7. Свертывающая система крови.
Повреждение кровеносного сосуда. Фазы свертывания крови. Факторы свертывания крови.
Структура фибриногена. Превращение фибриногена в мономер фибрина под действием тромбина
(фактора свертывания крови IIa). Домены Е и D в структуре фибрина. Образование полимерного
геля фибрина. Стабилизация геля фибрина с помощью поперечных связей между глутамином
одной молекулы фибрина и лизином другой молекулы. Внешний и внутренний (контактный)
механизмы свертывания крови. Каскадный механизм активации ферментов свертывающей
системы крови (сериновых протеиназ). Коагулянтная фаза свертывания крови, приводящая к
активации тромбина: три последовательных ферментативных комплекса для активации ферментов
прокоагулянтного пути частичным протеолизом VIIаIIICa2+, IXaVIIIaCa2+, XaVaCa2+. Роль
витамина К в образовании остатков карбоксиглутаминовой кислоты в проферментах
свертывающей системы крови. Структура тромбина: экзосайты I и II. Пространственные
структуры факторов свертывания крови Va (акцелерина), Xa (фактора Стюарта  Прауэра).
Наследственные заболевания, связанные с недостаточностью компонентов системы свертывания
крови. Антикоагулянтная фаза свертывания крови. Активация частичным протеолизом белка С
комплексом тромбомодулин−тромбинCa2+. Инактивация частичным протеолизом с помощью
активного белка С факторов свертывания крови Va и VIIIa. Ингибиторы ферментов свертывания
крови: антитромбин, 1-антитрипсин, 2-макроглобулин, антиконвертин. Фибринолиз.
Плазминоген и плазмин. Тканевый активатор плазминогена (ТАП). Урокиназный активатор
плазминогена (УАП). Гидролиз фибрина с помощью плазмина. Ингибиторы фибринолиза: 1-
антиплазмин, ингибиторы активации плазминогена первого (ИТАП-1, или TAPI1) и второго
(ИУАП-2, или UAPI2) типов. Тромбозы.
Лекция 14.
Тема 8. Биохимические основы защитных реакций
Иммунная защита. Гуморальный и клеточный иммунитет. В- и Т-лимфоциты. Стратегия
иммунной защиты. Строение антител. Легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов, их
вариабельные, константные, шарнирные участки. Центры гликозилирования.
Антигенсвязывающий центр. Fab- и Fc-фрагменты. Функции антител. Классы иммуноглобулинов:
А, D, E, G и M. Мономерная и пентамерная формы иммуноглобулина М. Основной
иммуноглобулин сыворотки здорового человека − IgG. Сывороточный и секреторный
иммуноглобулин А (первая линия защиты на слизистых поверхностях). Молекулярные
механизмы, обеспечивающие многообразие антител.
Лекция 15.
Механизмы противовирусной защиты. Классификация интерферонов: -лейкоцитарный, фибробластный, -иммунный, и их свойства. Индукторы синтеза интерферонов.
Механизм действия интерферонов. Взаимодействие с рецептором клетки, димеризация
рецепторов, активация тирозинкиназы (JAK-киназы), фосфорилирование рецептора, связывание с
SH2-доменом фосфорилированного рецептора STAT-белков, их фосфорилирование JAKкиназами, образование димера фосфорилированных STAT-белков, проникновение в ядро,
взаимодействие с элементами ДНК (ISRE, GAS), ответственными за связывание комплекса STATбелков, образование активного фактора транскрипции, инициация транскрипции ISRE-элементов
ДНК.
Рецепторы интерферона I и II типов. Структура и функции Янус-киназ (JAK): киназный и
псевдокиназный домены. SH2-(тирозинсвязывающие) домены. Структура и функции STATбелков.
Продукты интерферон-индуцируемых генов, подавляющие репродукцию вирусов. Индукция
интерфероном синтеза 2’,5’-олигоаде-нилатсинтетазы, РНК-азы L, дцРНК-зависимой
протеинкиназы (PKR), РНК-зависимой дезаминазы (ADAR), белков Мх. Изоформы 2’,5’олигоаденилатсинтетазы и их функции. Активация с помощью 2’,5’-олигоаденилата РНКазы L.
Структура и механизм действия РНКазы L. Анкириновые повторы – универсальный белковый
модуль для взаимодействия белок-белок или белок-нуклеиновая кислота. Протеинкиназа R:
ингибирование киназного домена регуляторным доменом в отсутствие нуклеиновой кислоты,
активация фермента связыванием с регуляторным доменом двуцепочечной РНК или белкаактиватора РАСТ и последующим специфичным аутофосфорилированием димера PKR,
связывание фосфорилированным димером PKR фактора инициации трансляции еIF2
(многосубъединичного G-белка) и фосфорилирование его α-субъединицы, ингибирование
фосфорилированным еIF2α фактора обмена гуаниновых нуклеотидов (eIF2В), остановка синтеза
белка в зараженной клетке. Структура и механизм действия РНК-зависимой дезаминазы (ADAR).
Остановка транскрипции вирусной РНК из-за связывания белков Мх с вирусной РНКполимеразой. Структура и механизм функционирования индуцибельной NO-синтазы: синтез
цитотоксических концентраций NO. Антигены главного комплекса гистосовместимости.
Лекция 16.
Механизмы детоксикации и выведения ксенобиотиков. Группы ксенобиотиков (чужеродных
соединений). Механизмы защиты организма от действия ксенобиотиков. Негативные воздействия
ксенобиотиков на клетки организма и общие проявления интоксикации: повреждения
плазматической мембраны, нарушения функций митохондрий, нарушения внутриклеточного
ионного гомеостаза, активация ферментов деградации веществ, высвобождение свободных
радикалов.
Индукция систем метаболизма ксенобиотиков. Три фазы метаболизма ксенобиотиков. Первая
стадия обезвреживания чужеродных соединений ─ создание или высвобождение функциональной
группы. Микросомальное окисление ксенобиотиков. Достоинства этой системы. Реакции создания
функциональных групп: гидроксилирование, окисление по атомам серы и азота, эпоксидирование,
окислительное деалкилирование, окислительное дезаминирование, окислительное
дегалогенирование, восстановление нитро- и азосоединений, десульфирование. Микросомальные
ферментные системы: цитохром Р450, флавинсодержащие монооксигеназы,
альдегиддегидрогеназа. Цитохром Р-450, его изоформы. Гидроксилирование чужеродных
соединений в комплексе NADPH−цитохром P450 редуктаза−цитохром Р450 и NADPH−цитохром b5−
цитохром P450. Низкоспиновое и высокоспиновое состояния ферри-формы гема. Механизм
реакции окисления с помощью цитохрома Р450. Каталитический цикл флавинсодержащих
монооксигеназ (ФМО). Субстратная специфичность ФМО. Цитозольная алкогольдегидрогеназа.
Микросомальная и цитозольная альдегиддегидрогеназы. Механизм действия пероксидаз.
Каталитический цикл моноаминооксидаз. Ксантиноксидаза. Недостатки ферментных систем
первой фазы биотрансформации ксенобиотиков.
Вторая стадия обезвреживания ксенобиотиков ─ реакции конъюгации чужеродных соединений с
глюкуроновой кислотой, глицином, сульфатом, глутатионом, цистеином и др. Участие трансфераз
в реакциях конъюгации. UDP-глюкуронозил-трансфераза. Образование глюкуроновой кислоты из
UDP-глюкозы. Механизм действия фермента. Сульфотрансфераза. ФАФС. Механизм действия
сульфотрансфераз. Метилтрансфераза. Ацилтрансфераза. Варианты реакций конъюгации
функциональных групп чужеродных соединений с глутатионом. Изоформы глутатион-Sтрансфераз (ГСТ). Механизм действия ГСТ. Достоинства ферментных систем второй фазы
биотрансформации ксенобиотиков.
Третья фаза − связывание, транспорт и выведение конъюгатов чужеродных соединений из клетки
и из организма. Переносчики конъюгатов ксенобиотиков в плазме крови: альбумин, липопротеины
и 1-глико-протеин. АВС-транспортеры. Доменная структура АВС-белков, механизм переноса
через клеточную мембрану. Биодеградация ксенобиотиков в окружающей среде.
Механизмы возникновения множественной лекарственной устойчивости. Р-гликопротеин. Белок
р53. Антионкоген РТЕN.
5. Образовательные технологии
Виды/формы образовательных технологий.
Преподавание курса ведется в виде лекций. Студенты готовят доклады-рефераты, затрагивающие
актуальные темы физиологической химии и медицинской биохимии. Тем самым обеспечивается
обратная связь с аудиторией. Лектор может оперативно влиять на ход лекции, отвечая на вопросы
по актуальным темам медицинской биохимии. Таким образом, реализуется также интерактивная
форма обучения. Активность студентов на лекции стимулируется тем, что за оригинальные
рефераты отличившемуся студенту приписываются дополнительные бонусные баллы, которые
учитываются при получении оценки-«автомата» за семестр.
Преподаватель курса является действующим специалистом в области молекулярно-биологической
и физиологической химии, и заинтересован в освоении студентами основ этих дисциплин. В связи
с этим студентам часто предлагаются актуальные для медицинской биохимии темы рефератов,
построенные на основе современных исследовательских данных, полученных научными
сотрудниками и представленных, в основном, в реферируемых зарубежных журналах.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
Формой текущего контроля при прохождении дисциплины «Физиологическая химия» является
контроль посещаемости занятий, сдача коллоквиумов, написание и представление реферата.
Для того, чтобы быть допущенным к экзамену, студент должен выполнить следующее:
 в ходе прохождения дисциплины посетить не менее 75 % занятий;
 сдать на положительные оценки два коллоквиума.
В случае отсутствия на коллоквиуме по уважительной причине (наличие медицинской справки)
его можно сдать в течение недели от окончания срока действия справки. Время и место
обговаривается отдельно с преподавателем.
Тема
Коллоквиум № 1
Химический состав живых организмов. Молекулярные
механизмы межклеточной химической сигнализации.
Биохимия процессов пищеварения.
Коллоквиум
№2
Биохимия движения. Биохимия межклеточного матрикса.
Биохимия дыхания. Каскад свертывания крови.
Биохимические основы защитных реакций.
Коллоквиумы оцениваются следующим образом:
 верные ответы на все вопросы оцениваются на «отлично»;
 неверный ответ на один вопрос или незначительные ошибки в ответах на несколько
вопросов оценивается на «хорошо»;
 неверный ответ на несколько вопросов оценивается как «удовлетворительно»;
 в случае неправильных ответов или отсутствия химических структурных формул
соединений, схем процессов ставится оценка «неудовлетворительно».
Написание и доклад реферата студентом также оценивается преподавателем, за это студент может
получить бонусные баллы.
В зависимости от работы в течение семестра студент имеет право на получение оценки без сдачи
экзамена (оценки отлично-«автомата»).
Для этого он должен:
 в ходе прохождения дисциплины посетить не менее 75 %;
 или сдать два коллоквиума на оценку «отлично».
7. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Студенты по желанию готовят доклады-рефераты, затрагивающие актуальные темы
физиологической химии и медицинской биохимии.
Темы рефератов:
1. Механизм трансмембранного переноса глюкозы в клетки.
2. Витамин К.
3. Регуляция мышечного сокращения.
4. Протеинкиназы.
5. Лизилоксидаза: строение и механизм действия.
6. Реакции гидроксилирования в синтезе стероидных гормонов и катехоламинов.
7. Плюсы и минусы действия витамина Е.
8. Желчные кислоты: структура, синтез, механизм действия.
9. Гем-оксигеназная система.
10. Цитохром Р450: структура и функции.
11. Детоксикация ксенобиотиков в биологических мембранах.
12. Окись азота  биологический «хамелеон».
13. Пост-трансляционная модификация коллагена.
14. Церулоплазмин: свойства, функции и патологические состояния.
15. Гликозилирование белков и патологические состояния в организме человека.
16. Эйкозаноиды: синтез, биологические эффекты, способы инактивации.
17. Гомоцистеинилирование белков ─ причина атеросклероза?
18. Гликозаминогликаны: синтез, функции, патологические состояния.
19. NO-синтаза: структура, механизм действия и биологические функции.
20. Липопротеины.
21. G-белки.
22. Рецепторы: современные модели строения и функционирования.
23. Механизмы функционирования пищеварительных протеиназ.
24. Окислительный стресс и метаболизм в организме.
25. Особенности функционирования рецепторов стероидных гормонов в злокачественных
опухолях молочной железы.
7.3. Образцы рефератов:
Образец 1
ЛИПОПРОТЕИНЫ:
ТРАНСПОРТНЫЕ ФОРМЫ ЛИПИДОВ
Липиды являются важными компонентами живого организма. Они входят в состав мембран,
являются запасными веществами, источниками синтеза ряда биологически активных веществ.
Суточная потребность организма человека в липидах составляет от 70 до 140 граммов. Для
холестерина суточная потребность составляет ~ 1 г/сутки, половина необходимого суточного
количества поступает с пищей, а другая – синтезируется.
Прежде всего, отметим, что в организм липиды (как жирные кислоты и их производные, так и
холестерин) могут поступать как с пищей, так и в результате эндогенного синтеза. Кроме того,
липиды могут накапливаться в организме в белой и бурой жировой тканях (в специальных клетках
− адипоцитах), либо в самих клетках в виде жировых капель. Транспорт этих веществ
осуществляют кровеносная и лимфатическая системы. Однако их жидкостные среды мало
подходят для переноса гидрофобных соединений. Поэтому в организме липиды транспортируются
в виде свободных жирных кислот, связанных с транспортирующими белками, либо комплексов с
белками – липопротеинов.
Свободные жирные кислоты (СЖК), т.е. жирные кислоты в неэстерифицированной форме, в
плазме крови переносятся альбуминами, у клеточной мембраны комплекс диссоциирует, затем
СЖК проходят через мембрану и в клетке переносятся Z-белками (специфичны у разных
организмов).
Более подробная схема данного процесса представлена на рис. 1.
Липопротеины в крови представлены несколькими фракциями, выделенными с помощью метода
ультрацентрифугирования (табл. 1). Важно отметить, что плотность характеризует содержание
липидов в комплексе, так как чистый жир имеет плотность меньшую, нежели вода (чем меньше
плотность, тем больше липидная часть).
Вот основные фракции липопротеинов в крови:
1. хиломикроны, образующиеся в кишечнике при всасывании триацилглицеролов;
2. липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП, или пре-β-липопротеины), которые
образуются в печени и используются для экспорта триацилглицеролов;
3. липопротеины низкой плотности (ЛПНП, или β-липопротеины), представляющие собой
конечную стадию катаболизма ЛПОНП;
Рис. 1. Синтез и мобилизация триацилглицеридов
4. липопротеины высокой плотности (ЛПВП, или α-липопротеины), участвующие в метаболизме
ЛПОНП и хиломикронов, а также холестерина.
Основным липидом хиломикронов и ЛПОНП является триацилглицерол, в то время как
преобладающими липидами ЛПНП и ЛПВП являются соответственно холестерин и фосфолипиды.
Также качественный состав различных фракций иллюстрирует рис. 2.
Рис. 2. Качественный состав различных фракций липопротеинов
Таблица 1
Фракции липопротеинов в плазме крови
Липопротеины
Основные липиды
Электрофоретическая
фракция
Основные
апопротеины
Хиломикроны (ХМ)
Триацилглицеролы
(ТАГ)
Липопротеины очень
низкой плотности
(ЛПОНП)
ТАГ
Липопротеины средней
плотности (ЛПСП)
ТАГ и эфиры
холестерина
β
B-100, E
Липопротеины низкой
плотности (ЛПНП)
Эфиры холестерина
β
B-100
Липопротеины высокой
плотности (ЛПВП)
Фосфолипиды и
холестерин
α1
A-I, II
Нет
Pre - β
B-48 ,A-I, IV
B-100, E, C-I, II, III
Несколько слов о структуре липопротеина (рис. 3). Он состоит из липидной и белковой (апобелка)
частей. В состав липопротеина могут входить один или несколько апобелков. Некоторые апобелки
являются интегральной частью липопротеина, а другие могут перемещаться с одного
липопротеина на другой.
Апобелки обозначают буквами: А, В, С, Е − и выполняют разнообразные функции. Они могут
служить лигандами для рецепторов клеток при использовании липопротеинов тканями (табл. 2),
обеспечивать взаимодействие с липопротеин-липазой (ЛП-липазой).
Рис. 3. Структура липопротеина
Изменение конформации как рецептора, так и лиганда − апобелка по различным причинами
приводит к нарушению использования липопротеинов и их накоплению в крови. Апобелки могут
активировать ферменты, участвующие в обмене липидов (ЛП-липаза, ЛХАТ). Например, апо-СII
является кофактором ЛП-липазы. Этот апобелок имеет специфический участок связывания с ЛП-
липазой, а гидролиз ТАГ в составе ХМ и ЛПОНП происходит при контакте липопротеина с
ферментом. Апобелки выполняют также и структурную функцию.
Таблица 2
Рецепторы липопротеинов
Рецептор
Распознавание
Липопротеин
ХМост
Apo-E
ХМост
Печень
Переносит пищевые
жиры в печень
ЛПВП
Неизвестно
ЛПВП
Печень,
возможно
др. ткани
Присоединение
ЛПВП к клеткам
ЛПНП
Apo-B-100,
apo-E
ЛПНП,
ЛПСП
Печень,
многие др.
ткани
Удаление ЛПНП,
ЛПСП из
циркуляции
Ткань
Роль в обмене
Примечание
Также называется apo-E
рецептор
Способствует переносу
холестерина из печени в
ткани
Липиды могут включаться в транспортные пути по-разному: они могут как поступать с пищей
(экзогенные липиды), так и синтезироваться в организме. Кроме того, для холестерина показана
система
обратного транспорта из тканей назад в печень. Основные транспортные пути липопротеидов
представлены на рис. 4 и 5.
В клетках слизистой кишечника экзогенный холестерин и ТАГ встраиваются в хиломикроны и
далее транспортируются кровью.
Рис. 4. Основные пути транспорта липопротеинов
Этот пул холестерина существует не только для собственных нужд печени, но и для снабжения
других тканей. Холестерин печени вместе с жирами, синтезированными из глюкозы, включаются
в ЛПОНП и таким образом транспортируются кровью. После гидролиза жиров ЛП-липазой
образуются ЛПОНП остаточные, называемые ЛПСП. Эти липопротеины либо поглощаются
печенью, либо превращаются в ЛПНП.
Рис. 5. Схема транспорта липопротеинов
В клетках-потребителях холестерина существуют рецепторы для ЛПНП. Взаимодействие
рецепторов с ЛПНП происходит с помощью апо-В-100, после чего ЛПНП путем эндоцитоза
поглощается клеткой. Потребление холестерина клеткой регулируется путем изменения
количества рецепторов на поверхности клетки. При снижении потребности клетки в холестерине
уменьшается количество рецепторов. Регулятором является сам холестерин, который
репрессирует транскрипцию генов, соответствующих этим белкам.
Липопротеины, циркулирующие в крови, обмениваются холестерином. Особенно активно это
происходит между ЛПНП и ЛПВП, причем поток холестерина направлен в сторону ЛПВП.
Холестерин в виде свободного неэтерифицированного соединения находится в поверхностном
монослое липопротеинов. ЛПВП способны этерифицировать холестерин с помощью
лецитинхолестеринацилтрансферазы (ЛХАТ).
ЛХАТ катализирует перенос ацильного остатка фосфатидилхолина на холестерин. Эфир
холестерина погружается внутрь ЛПВП, освобождая место для новых молекул холестерина в
поверхностном слое. Двусторонняя диффузия холестерина происходит и при контакте ЛПВП с
клетками, при этом ЛПВП извлекают холестерин из мембран клеток. ЛПВП, нагруженные
холестерином, поглощаются в основном печенью путем эндоцитоза и там освобождают
холестерин. Следовательно, ЛПВП предупреждает накопление холестерина, а ЛПНП обеспечивает
клетку холестерином по мере потребности в нем. Таким способом поддерживается постоянство
содержания холестерина в клетках. Нарушение соотношения между ЛПНП и ЛПВП может быть
причиной гиперхолестеринемии.
Метаболизм желчных кислот
Синтез. Желчные кислоты − первичные (хенодезоксихолевая и холевая) образуются в клетках
печени из холестерина (рис. 6).
После выделения в кишечник под влиянием бактерий они преобразуются во вторичные желчные
кислоты (литохолевую и дезоксихолевую). В кишечник желчные кислоты поступают в составе
желчи в виде конъюгатов с глицином и таурином. Ранее описывались функции желчных кислот в
процессе переваривания
Рис. 6. Желчные кислоты
липидов. После переваривания и всасывания желчные кислоты возвращаются через воротную
вену в печень, совершая такой цикл до 10 раз в сутки. Этот цикл называется кишечно-печеночная
циркуляция желчных кислот. Постоянным компонентом желчи является холестерин. Как и
желчные кислоты, он подвергается обратному всасыванию, но некоторое количество желчных
кислот и холестерина теряются с калом. Для восполнения потери желчных кислот, выводимых с
фекалиями, происходит постоянно синтез желчных кислот из холестерина. Получается, что
удаление холестерина в свободном виде или в виде желчных кислот является единственным
способом освобождения организма от него.
Липолиз происходит в ходе мышечной работы и при голодании, что сопровождается повышением
концентрации неэтерифицированных жирных кислот (НЭЖК) в крови. Глицерин и жирные
кислоты в этой ситуации выступают как источники энергии. В печени (рис. 7) синтезируются и
затем попадают в кровь ЛПОНП − липопротеины очень низкой плотности (состоят на 75 % из
холестерина), а также ЛПНП − липопротеины низкой плотности (в их составе есть апобелок
апоВ100).
Почти во всех клетках имеются рецепторы для апоВ100. Поэтому ЛПНП фиксируются на
поверхности клеток. При этом наблюдается переход холестерина в клеточные мембраны. Поэтому
ЛПНП способны снабжать холестерином клетки тканей.
Помимо этого, происходит и освобождение холестерина из тканей и транспорт его в печень.
Транспортируют холестерин из тканей в печень липопротеины высокой плотности (ЛПВП). Они
содержат очень мало липидов и много белка. Синтез ЛПВП протекает в печени. Частицы ЛПВП
имеют форму диска, и в их составе находятся апобелки апоА, апоС и апоЕ. АпоС и апоЕ могут
переходить от ЛПВП на хиломикроны или ЛПОНП. Поэтому ЛПВП являются донорами апоЕ
Рис. 7. Синтез и секреция ЛПОНП в печени
и апоС. В кровеносном русле к ЛПНП присоединяется белок-фермент
лецитинхолестеринацилтрансфераза (ЛХАТ), который катализирует реакцию образования эфиров
холестерина (рис. 8) и активируется апоА. Реакция, катализируемая ЛХАТ, заключается в
переносе остатка жирной кислоты из положения R2 на холестерин.
Реакция является очень важной, потому что образующийся эфир холестерина является очень
гидрофобным веществом и сразу переходит в ядро ЛПВП − так при контакте с мембранами клеток
ЛПВП удаляют из них избыток холестерина. Дальше ЛПВП идут в печень, там разрушаются, и
избыток холестерина удаляется из организма.
Рис. 8. Реакция синтеза эфиров холестерина, катализируемая ЛХАТ
Процесс липолиза известен как мобилизация жира. Мобилизация жира − это реакция гидролиза
жира до глицерина и жирных кислот. Это ферментативный процесс. Осуществляют его два
фермента – липаза жировой ткани и моноглицеридлипаза. Ключевым ферментом является липаза
жировой ткани. Она регулируется гормонами, поэтому часто ее называют «гормончувствительная
липаза».
Все гормоны, влияющие на мобилизацию жира, можно разделить на 2 группы:
1. Гормоны прямого действия (адреналин, соматотропный гормон гипофиза, инсулин).
2. Гормоны косвенного действия (глюкокортикостероиды, половые гормоны, лептин).
Использованная литература
1. Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. М.: Гэотар-Мед, 2007.
2. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэл В. Биохимия человека. М.: Мир, 2004. Т. 12.
3. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. М.: МАИК «Наука/
Интерпериодика», 2002.
4. Кольман Я, Рём К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000.
5. www.химик.ru/biochem
6. http: // www. humbio.ru
7. Nelson D. L., Cox M. M. Lehninger Principles of Biochemistry. 4th Ed. New York: W. H. Freeman,
2004.
8. Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984. Т. 13.
9. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология
клетки. М.: Мир, 1994. Т. 15.
Образец 2
МЕХАНИЗМЫ МНОЖЕСТВЕННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ
Введение
По статистике в мире ежегодно выявляют более 6 млн. случаев заболеваний раком шести
основных органов: легких, желудка, молочной железы, прямой кишки, шейки матки и простаты.
Около половины заболевших погибают. В конечном счете каждый пятый житель развитых стран
умирает от онкологических заболеваний. Это само по себе говорит об исключительной важности
онкологических исследований , даже чисто в прикладных целях. На данный момент разработано
огромное количество методов лечения, одним из наиболее популярных методов является
химиотерапия, однако она не всегда дает ожидаемый результат…
Множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) − это невосприимчивость популяции клеток
опухоли одновременно к целому ряду химиотерапевтических препаратов разного химического
строения и с разным механизмом действия на клетку. Исследования последних лет показали, что
молекулярные механизмы МЛУ многочисленны и лекарственная устойчивость клетки может
определяться включением различных механизмов, характеризующих разные этапы осуществления
токсического действия химиопрепарата на клетку − от ограничения накопления лекарства внутри
клетки до отмены программы гибели клетки, индуцируемой лекарственным препаратом. Наиболее
изученными механизмами, чья клиническая значимость при некоторых формах новообразования
выявлена, являются активация трансмембранных транспортных белков (Р-гликопротеина),
изменения генов и белков, контролирующих апоптоз и выживаемость клетки (р53 и Bcl-2), и
некоторые другие. Эти механизмы мы и рассмотрим ниже.
Генетические изменения устойчивых к лекарствам клеток
При сравнении чувствительных и устойчивых к лекарствам опухолевых клеток были обнаружены
генетические изменения, происходящие в генетическом аппарате резистентных клеток. При
исследовании кариотипа в этих клетках нашли хромосому, которая заметно отличалась от
нормальной хромосомы этой клетки. Ее отличительная способность заключается в том, что она
содержит длинный гомогенно окрашенный участок (т. е. не наблюдалось типичной поперечной
исчерченности), благодаря чему хромосома заметно удлинилась. Таким образом резистентные
клетки содержат значительное количество дополнительного генетического материала:
определенный участок генома резистентной клетки амплифицирован, с этим связано еще одно
свойство этих клеток − нестабильность генома.
Дальнейшие исследования в данной области показали, что амплифицированный участок содержит
несколько генов, среди которых неизменно присутствуют гены семейства mdr (multidrug
resistance). Это семейство содержит два гена человека MDR1 и MDR2 и три гена грызунов: mdr1,
mdr2, mdr3. Соответственно, как амплификация, так и активация этих генов приводит к
нарастанию количества белка, продукта гена МЛУ. Кроме того, здесь стоит также отметить, что
введение в чувствительные клетки гена MDR1 или mdr1 (для грызунов) делает клетки
резистентными, а введение MDR2 − нет.
Множественная лекарственная устойчивость, обусловленная Р-гликопротеином
Далее исследовали продукт гена МЛУ, потому что по его структуре мы можем узнать, какие
функции в организме он выполняет. Его структура была изучена и изображена на рис. 1.
Этот белок состоит из двух симметричных половин, каждая из которых включает два домена:
трансмембранный (пронизывающий наружную мембрану шесть раз) и цитоплазматический,
содержащий последовательность аминокислотных остатков, характерных для АТР-связывающих
белков (ATP-binding cassette, ABC). Этот белок получил название Р-гликопротеин или Рgp. На
сегодняшний день уже известно достаточно о функциях этого белка.
Рис. 1. Структура Р-гликопротеина
Так, при одной и той же клеточной концентрации лекарственных препаратов в резистентных
клетках, экспрессирующих Рgp, накапливается меньше вещества, чем в чувствительных.
Большинство веществ, к которым возникает резистентность, определяемая Рgp, поступают в
клетку путем простой диффузии, они растворяются в липидах клеточной мембраны.
В опытах было обнаружено, что из резистентных клеток вещества выходят быстрее, чем из
чувствительных. Этот выброс вещества из клеток требует энергии, высвобождающейся в
результате гидролиза АТР. Таким образом, Рgp выполняет функции насоса, выводящего из клетки
разнообразные вещества и использующего для этого процесса энергию гидролиза пирофосфатной
связи.
Здесь также стоит отметить, что этот белок является исключительным и потому, что он не
проявляет никакой специфичности к субстратам. Единственное, что их объединяет, − это лишь то,
что все эти вещества липофильны, имеют небольшие размеры, в химической структуре содержат
ароматические кольца и несут положительный заряд.
Анализ молекулы маленького белка бактерии BmrR показал возможную схему, объясняющую
связывание вещества транспортным белком, распознающим множество субстратов. Естественно
возник другой вопрос: зачем этот белок в нормальных клетках? Окраска разных нормальных
тканей антителами к данному белку, а также сама локализация данного белка позволяет думать,
что он и в нормальных тканях выводит вредные вещества, выкачивает из клеток гормоны и
участвует в работе барьера, охраняющего от вредных воздействий мозг.
Но этот белок является лишь первой ступенью защиты, позволяющей клетке не допускать вредное
вещество вовнутрь.
Кроме данного белка, известны, по крайней мере, еще два: MRР (multidrug-resistance-associated
protein) и LRP (lung-resistance-related-protein).
MRP, белок молекулярной массой ~ 190 кДа, обеспечивает резистентность опухолевых клеток
примерно к тому же кругу противораковых препаратов, что и Рgp, является также
энергозависимым насосом, выкачивающим из клетки токсические вещества, и относится к
семейству АВС-транспортеров. Функционирование этого белка отличается от механизма действия
Рgp использованием глутатиона клетки. Этот факт свидетельствует о том, что MRP является
одним из транспортеров конъюгатов глутатиона (насосы GS-X).
LRP располагается в цитоплазме. Его экспрессируют клетки нормального эпителия и те, которые
подверглись токсическим воздействиям. Полагают, что он участвует в транспорте субстратов из
ядра в цитоплазму. В клетке он нередко ассоциирован с везикулами и лизосомами, что позволяет
связывать его функцию с транспортом лекарств.
Лекарственная устойчивость, связанная с обезвреживанием препарата в клетке и
изменением мишеней препаратов или с их повышенной репарацией
Одной из важнейших систем в клетке, позволяющей ей обезвреживать цитостатики, является
система глутатиона (GSН). Глутатион − глутамилцистеинилглицин, взаимодействие
сульфгидрильной группы которого с реакционно способной группой лекарственного препарата
определяет образование конъюгатов препарата с глутатионом (рис. 2).
Рис. 2. Реакция связывания алкилирующего соединения (хлорамбуцила) с молекулой глутатиона и
образования конъюгата (моноаддукта) (GSTα и GSTπ ─ глутатион-S-трансферазы)
Эти конъюгаты менее активны, более растворимы, выбрасываются из клетки с помощью белковых
транспортеров GS-X, в том числе MRP.
Ряд препаратов, применяемых при лечении злокачественных новообразований, являются
ингибиторами топоизомераз. В их круг входят препараты, стабилизирующие комплекс
топоизомераза − ДНК. К препаратам, к которым возникает этот тип резистентности, принадлежат
адриамицин, рубомицин, микоксантрон и др.
Еще одним возможным путем изменения мишени препарата является увеличение количества
белка-мишени в клетке. Свою роль также играет и повышенная эффективность репарации
поврежденной ДНК, что обуславливает резистентность к некоторым препаратам.
Ключевые гены, контролирующие апоптоз в опухолевых клетках, устойчивых к лекарствам
р53. Активация данного гена происходит в ответ на различные типы стресса, включая
повреждения ДНК химическими и физическими агентами, нарушения регуляции сборки-разборки
микротрубочек, активацию онкогенов, гипоксию, гипертермию и др. Активация приводит либо к
остановке клеточного цикла в одной из его «сверочных точек», либо к индукции апоптоза, что
зависит от стресс-сигнала. Активация преимущественно регулируется на пост-трансляционном
уровне. В ответ на стресс происходит стабилизация белка, что, по крайней мере, частично
регулируется фосфорилированием р53 несколькими клеточными протеинкиназами. Индукция р53
в ответ на активацию доминантными онкогенами происходит по иному механизму, включающему
его взаимодействие с рядом регуляторных белков. Стабилизация р53 ведет к его накоплению в
ядре, где он связывается со специфическими последовательностями ДНК, модулируя
транскрипцию (усиливает или ослабляет) ряда р53-регулируемых генов. На данный момент
известно, что этот ген играет важную роль в определении чувствительности опухолевых клеток к
цитостатикам, однако характер влияния на лекарственную устойчивость опухолевых клеток может
значительно меняться в зависимости от механизма действия лекарственного препарата, видовой,
тканевой принадлежности клеток, а также, очевидно, от тех генетических изменений, которые
возникли в опухолевой клетке в ходе канцерогенеза.
Антионкоген РТЕN. Это опухолевый супрессор, имеющий гомологию с тирозинфосфатазами и
тензином, белком, ассоциированным с актиновым цитоскелетом в фокальных контактах клетки.
Этот белок способен дефосфорилировать субстраты как по остатку тирозина, так и по остатку
треонина. Очевидно, он выполняет свою роль опухолевого супрессора, являясь негативным
регулятором фосфатидилинозитол-3-киназного сигнального пути (рис. 3).
Онкоген BCL-2 и CD95-L/CD95. BCL-2 − онкоген, участвующий в процессе возникновения
злокачественных новообразований в связи с тем, что он подавляет апоптоз. Вторая система
лиганд-рецептор также играет важную роль в апоптозе некоторых клеток. Лиганд CD95-L −
интегральный белок мембраны, который может выходить во внеклеточную среду и действовать
как растворимый цитокин.
Рис. 3. Сигнальный путь PTEN
В заключении хотелось бы сказать, что это только небольшая часть механизмов МЛУ, которые
очень тонко связаны и переплетены между собой. В настоящее время выявляется много других
факторов. Все это необходимо изучать и учитывать при этом тонкости работы организма.
Использованная литература
1. http: // www. humbio.ru
2. Kishimoto H., Hamada K., Saunders M., Backman S., Sasaki T., Nakano T., Mak T. W., Suzuki
A. Physiological functions of Pten in mouse tissues // Cell Struct. Funct. 2003. V. 28. P. 11─21.
3. http://moikompas.ru
4. http://medbiol.ru
Учебно-методическое обеспечение дисциплины: при подготовке к лекциям и при написании
реферата студенты могут использовать рекомендованные преподавателем литературные
источники и Интернет-ресурсы, а также любую доступную справочную литературу, программное
обеспечение и базы данных.
Список основной рекомендуемой литературы
1. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 2012.
2. Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. М.: Гэотар-Мед, 2007.
3. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэл В. Биохимия человека. М.: Мир, 2004. Т. 12.
4. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. М.: МАИК «Наука /
Интерпериодика», 2002.
5. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология
клетки. М.: Мир, 1994. Т. 15.
6. Мецлер Д. Биохимия. М.: Мир, 1980. Т. 13.
7. Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.
8. Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984. Т. 13.
9. Stryer L. Biochemistry. 4-th ed. New York. 2000.
10. Ленинджер А. Молекулярные основы структуры и функции клетки. Мир, 1976.
11. Ленинджер А. Основы биохимии. Т.1-3 М.: Мир, 2005.
8. Оценочные средства текущего контроля успеваемости (примеры вопросов на
коллоквиумах, контрольных работах и экзаменах).
Образцы вопросов для подготовки к коллоквиуму.
8.1. Коллоквиум № 1.
1. Классификация элементов периодической системы в отношении живых организмов.
2. Кислород и его активные формы.
3. Системы защиты организма от активных форм кислорода.
4. Азот и его производные в живых организмах.
5. Кальций в составе живых организмов.
6. Магний в живых организмах.
7. Галоиды и живые организмы.
8. Переходные металлы, биологическая роль и функции.
9. Железо в живых организмах.
10. Ферритин и трансферрин.
11. Регуляция количества железа в клетке.
12. Многофункциональный белок церулоплазмин.
13. Медь в живых организмах.
14. Биологические функции цинка.
15. Йод в живых организмах.
16. Введение селена в состав соединений, функционирующих в живых организмах.
17. Селен и ферменты, участвующие в защите организма от активных форм кислорода.
18. Эссенциальные жирные кислоты.
19. Синтез арахидоновой кислоты в организме.
20. Эйкозаноиды. Синтез и функции.
21. Синтез условно заменимых аминокислот.
22. Метаболизм тирозина.
23. Биосинтез и распад в организме гистидина.
24. Синтез аргинина в цикле мочевины.
25. Витамины-предшественники коферментов, участвующих в оксидоредуктазных реакциях.
26. Витамины-предшественники коферментов, участвующих в реакциях декарбоксилирования.
27. Витамины-предшественники коферментов, участвующих в реакциях карбоксилирования.
28. Витамины-предшественники коферментов, участвующих в реакциях переноса ацильных групп.
29. Витамины-предшественники коферментов, участвующих в переносе одноуглеродных
фрагментов.
30. Тиаминпирофосфат − кофермент оксидоредуктаз, лиаз и трансфераз.
31. Пиридоксальфосфат в трансферазных, лиазных и изомеразных реакциях.
32. Кобальт и кобамидные коферменты.
33. Витамины-антиоксиданты.
34. Каротиноиды и витамин А.
35. Витамин А в зрительном акте.
36. Витамин Е.
37. Цикл витамина К.
38. Витамин Д: синтез и биологические функции.
39. Ретиноевые кислоты.
40. Биосинтез адреналина.
41. Биосинтез кортикостероидов.
42. Реакции гидроксилирования в процессе биосинтеза катехолминов.
43. Реакции гидроксилирования при синтезе кортикостероидов.
44. Клеточные рецепторы сигнальных веществ.
45. G-белки.
46. Передача сигнала в клетки через мембранные рецепторы.
47. Протеинкиназы.
48. Инозитолфосфатный путь передачи сигнала.
49. Вторичные посредники в передаче сигнала.
50. Аденилатциклаза.
51. Мембранная гуанилатциклаза.
52. Цитоплазматическая гуанилатциклаза.
53. Оксид азота: синтез и биологические функции.
54. NO-синтаза: структура и механизм действия.
55. Рецепторы с тирозинкиназной активностью.
56. Сигнальный путь Ras.
57. Митоген-активируемый протеинкиназный каскад (МАПК).
58. Стресс-активируемый протеинкиназный каскад (SAPK).
59. Передача сигнала через рецепторы ретиноевых кислот и витамина Д.
60. Рецепторы, сопряженные с ионными каналами.
61. Переваривание белков.
62. Роль соляной кислоты в пищеварении и механизм ее секреции париетальными клетками
эпителия желудка.
63. Механизм действия сериновых пептидаз.
64. Механизм действия металлопептидаз.
65. Механизм действия цистеиновых пептидаз.
66. Механизм действия аспартатных пептидаз.
67. Транспорт аминокислот в клетки.
68. γ-Глутамильный цикл.
69. Катепсины: внутриклеточный протеолиз.
70. Гормональная регуляция секреции протеолитических пищеварительных ферментов
71. Расщепление поли-, олигосахаридов и дисахаридов.
72. Инсулин: строение, синтез и механизмы функционирования.
73. ГЛЮТ.
74. Транспорт глюкозы в мышечные клетки.
75. Механизм действия протеинкиназы В.
76. Регуляция метаболизма гликогена в мышцах и в печени.
77. Неферментативное гликозилирование белков (гликирование).
78. Переваривание пищевых липидов.
79. Желчные кислоты: строение, синтез и механизм действия.
80. Ресинтез триглицеридов, фосфолипидов и эфиров холестерина в тонком кишечнике.
81. Липопротеины.
82. Транспорт холестерина липопротеинами крови.
83. Гормональная регуляция процесса переваривания пищевых липидов.
8.2. Коллоквиум № 2.
1. Строение мышечного волокна.
2. Актин.
3. Миозин.
4. Биохимический цикл мышечного сокращения.
5. Модели сокращения мышечного волокна.
6. Энергетика мышечного сокращения.
7. Синтез креатинфосфата из аргинина и глицина.
8. Цикл Кори.
9. Глюкозо-аланиновый цикл.
10. Выделение аммиака в интенсивно работающей мышце.
11. Актиновая регуляция мышечного сокращения.
12. Тропонин.
13. Миозиновая регуляция мышечного сокращения.
14. Киназа легких цепей миозина: структура и механизм действия.
15. Гистидиновые дипептиды.
16. Гормональная регуляция энергетики мышц.
17. Коллаген: структура, синтез и биологические функции.
18. Лизилоксидаза.
19. Пост-трансляционная модификация коллагена.
20. Эластин.
21. Гликозаминогликаны.
22. Синтез гликозаминогликанов.
23. Синтез гепарина и гепарансульфата: сходство и отличия.
24. Гликопротеины и протеогликаны.
25. Строение и метаболизм протеогликанов.
26. Механизмы переноса и депонирования кислорода.
27. Структура гемоглобина.
28. Механизм кооперативного связывания молекул кислорода с субъединицами гемоглобина.
29. Эффект Бора.
30. Механизмы переноса углекислого газа от тканей к легким.
31. Аномальные гемоглобины.
32. Белки-переносчики кислорода у беспозвоночных.
33. Биосинтез протопорфирина IX.
34. Катаболизм гемоглобина.
35. Механизм действия гем-оксигеназной системы.
36. Свертывающая система крови.
37. Фибриноген и фибрин.
38. Сериновые протеазы в свертывающей системе крови.
39. Карбоксиглутаминовая кислота и активация факторов свертывания крови.
40. Трансглутаминазная реакция.
41. Коагулянтная фаза свертывания крови.
42. Антикоагулянтная фаза свертывания крови.
43. Фибринолиз.
44. Иммунная защита.
45. Строение антител.
46. Молекулярные механизмы, обеспечивающие многообразие антител.
47. Классификация интерферонов.
48. Механизмы действия интерферонов.
49. СТАТ-белки.
50. Структура и механизм действия Янус-киназ.
51. Продукты интерферон-индуцируемых генов, подавляющие репродукцию вирусов.
52. 2’,5’-Олигоаденилатсинтетаза.
53. РНК-аза L.
54. дцРНК-зависимая протеинкиназа R.
55. ADAR.
56. Структура и механизм функционирования индуцибельной NO-синтазы: синтез
цитотоксических концентраций NO.
57. Антигены главного комплекса гистосовместимости.
58. Ксенобиотики. Пути попадания в организм.
59. Механизмы защиты организма от действия ксенобиотиков.
60. Первая фаза детоксикации ксенобиотиков.
61. Реакции введения функциональных групп в первой фазе детоксикации ксенобиотиков.
62. Цитохром Р450.
63. Флавин-содержащие монооксигеназы.
64. Вторая фаза детоксикации ксенобиотиков.
65. UDP-глюкуронозил-трансферазы.
66. Сульфотрансферазы.
67. Глутатион-S-трансферазы.
68. Третья фаза детоксикации ксенобиотиков.
69. АВС-транспортеры.
70. Механизмы возникновения множественной лекарственной устойчивости.
8.3. Образцы вопросов для подготовки к экзамену.
Билет 1
1. Ферменты, расщепляющие белки и олигонуклеотиды. Протеолитические ферменты
желудка.
2. Витамин Е и селен.
Билет 2
1. Ферменты, расщепляющие поли- и олигосахара. Пристеночное пищеварение в
кишечнике.
2. Роль магния в сопряжении окислительного фосфорилирования.
Билет 3
1. Липолитические ферменты. Механизм эмульгирования жиров в кишечнике.
2. Кальций и кальмодулин.
Билет 4
1. Строение мышечного волокна.
2. Витамины, участвующие в процессах декарбоксилирования и фиксации СО2.
Билет 5
1. Роль ионов кальция и кальмодулина в сокращении мышечных волокон.
2. Витамины, обеспечивающие перенос ацильных группировок.
Билет 6
1. Энергетика мышечного сокращения.
2. Каратиноиды и витамин А.
Билет 7
1. Синтез протопорфирина IХ и образование гема.
2. Незаменимые жирные кислоты, предшественники простагландинов.
Билет 8
1. Превращение гема в билирубин и выведение его из организма.
2. Соляная кислота и ее роль в пищеварении.
Билет 9
1. Природные соединения с сигнальными функциями.
2. Актин, биологическая роль и строение.
Билет 10
1. Циклические нуклеотиды как посредники в действии гормонов.
2. Тропомиозин и тропонин.
Билет 11
1. Посредники в действии гормонов и медиаторов.
2. Модели сокращения мышечного волокна.
Билет 12
1. Механизм гормональной индукции процессов транскрипции и трансляции.
2. Кислород как конечный акцептор в цепи переноса электронов.
Билет 13
1. Мобилизация ионов кальция под действием инозитолтрифосфата.
2. Перенос кислорода и углекислого газа гемоглобином.
Билет 14
1. Клеточные рецепторы сигнальных веществ.
2. Роль ферритина и трансферинов в усвоении и транспорте железа.
Билет 15
1. Протеолитические ферменты, выделяемые поджелудочной железой и образующиеся в
клетках слизистой кишечника.
2. Витамин D, биологическая роль и функции.
Билет 16
1. Рецепторы, обладающие ферментативной активностью.
2. Цитохром Р450.
Билет 17
1. Гормональная регуляция энергетики мышц.
2. Стероидные гормоны.
Билет 18
1. Структура и функции антител, иммуноглобулинов.
2. Механизм действия пищеварительных протеаз.
Билет 19
1. Врожденный и приобретенный иммунитет. Механизм реакции приобретенного
иммунитета.
2. Гормоны и медиаторы, регулирующие секреторную деятельность пищеварительных
желез.
Билет 20
1. Молекулярные механизмы, обеспечивающие многообразие антител.
2. Строение мышечного волокна.
Билет 21
1. Интерфероны. Характерные черты биологического действия интерферонов.
2. Витамин К, его биологическое действие.
Билет 22
1. Природные и синтетические индукторы интерферонов.
2. Участие витаминов в переносе одноуглеродных фрагментов.
Билет 23
1. Оксид азота: синтез и биологические функции.
2. Витамины-антиоксиданты.
Билет 24
1. Механизм микросомального гидроксилирования чужеродных соединений.
2. Витамины, обеспечивающие перенос ацильных группировок.
Билет 25
1. Ксенобиотики. Системы, метаболизирующие ксенобиотики.
2. Медь. Цитохромы и ферменты, содержащие медь или активируемые медью.
Билет 26
1. Свертывающая система крови.
2. Протеинкиназы.
Билет 27
1. Классификация витаминов.
2. Коллаген. Строение, синтез и биологические функции.
Билет 28
1. Сигнальный путь Ras.
2. Классификация элементов периодической системы в отношении живых организмов.
Билет 29
1. Гликозаминогликаны. Строение и функции.
2. Биологическая роль меди в организме.
Билет 30
1. Поступление, транспорт железа в клетки организма, хранение и регуляция его
количества в клетке.
2. Механизм реализации противовирусного действия интерферонов.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
1. Биохимия / Под ред. Е. С. Северина. М.: Гэотар-Мед, 2007.
2. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэл В. Биохимия человека. М.: Мир, 2004. Т. 12.
3. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. М.: МАИК «Наука /
Интерпериодика», 2002.
4. Мызина С. Д., Халимская Л. М. Биологическая роль химических элементов: Учеб. пособие.
Новосибирск: Изд-во НГУ, 2004, 70 с.
5. Мызина С. Д., Халимская Л. М. Биологически активные соединения. Витамины, гормоны и
биорегуляторы: Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2006, 72 с.
6. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 15.
7. Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека
(этиология, классификация, органопатология). М.: Медицина, 1991.
8. Неорганическая биохимия / Под ред. Г. Эйхгорна. М.: Мир, 1978. Т. 12.
9. Мецлер Д. Биохимия. М.: Мир, 1980. Т. 13.
10. Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. М.: Просвещение, 1987.
11. Страйер Л. Биохимия. М.: Мир, 1984. Т. 13.
12. Кудряшова Н. В., Мызина С. Д. Физиологическая химия. Химические аспекты
физиологических процессов. Программа курса. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2007. 24 с.
13. Кудряшова Н. В., Мызина С. Д. Физиологическая химия. Химические аспекты
физиологических процессов: Часть 1−3. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2008. 152 с.
14. Кудряшова Н. В., Мызина С. Д. Физиологическая химия. Химические аспекты
физиологических процессов: Часть 4-5. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2009. 180 с.
15. Кудряшова Н. В., Мызина С. Д. Физиологическая химия. Химические аспекты
физиологических процессов: Часть 6. Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГУ. 2011. 151 с.
16. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. Учебник. Новосибирск: Изд-во ГПНТБ СО
РАН. 2011. 417 с.
б) Интернет-ресурсы:
1. http: // www.humbio.ru
2. http:// www.medbiol.ru
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 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.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций ПООП
ВПО по направлению «020400 БИОЛОГИЯ», а также в соответствии с Образовательным
стандартом высшего профессионального образования, принятым в Федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования
Новосибирский государственный университет.
Авторы: Кудряшова Наталья Васильевна, к.х.н., доцент кафедры молекулярной биологии ФЕН
НГУ
подпись
Мызина Светлана Дмитриевна, к.х.н., профессор кафедры молекулярной биологии ФЕН НГУ.
подпись
Программа одобрена на заседании кафедры молекулярной биологии ФЕН
"23" января 2015 г.
Секретарь кафедры к.х.н., доцент _____________ Л. М. Халимская.