Программа вступительного экзамена по специальности 03

Программа вступительного экзамена по специальности 03.00.04 «биохимия»
ПРИНЯТА
Ученым советом
Института физиологии
Коми НЦ УрО РАН
Протокол № 8 от 29 июля 2008 г.
И.о. ученого секретаря, к.б.н. Вайкшнорайте М.А.
ПРОГРАММА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
Основные функции белков в организме. Структурная организация белковой молекулы.
Первичная структура белков. Характеристика пептидных связей. Видовая специфичность белков.
Конформация белковых молекул (вторичная и третичная структуры). Типы внутримолекулярных связей в
белках.
Четвертичная структура белков. Какие связи участвуют в ее формировании?
Зависимость конформации белков от первичной структуры. Наследственные протеинопатии
(серповидноклеточная анемия и энзимопатии).
Классификация белков. Краткая характеристика отдельных классов простых белков.
Альбумины, глобулины, протамины, и гистоны. Почему альбумины и глобулины обладают кислым
характером, а протамины и гистоны – основным?
Назовите разновидности сложных белков. Что представляют собой их простетические группы?
Физико-химические свойства белков.
Факторы устойчивости белков в растворе. Чем обусловлен заряд белков в растворе?
Что называют изоэлектрической точкой белков и от чего она зависит?
Какие свойства белков определяют их растворимость? Перечислите факторы, вызывающие осаждение
белков из растворов.
Что такое высаливание белков? Какое явление называют денатурацией белков? Какие свойства белков
изменяются при денатурации? Медико-биологическое значение высаливания и денатурации белков.
Цветные реакции на белки и аминокислоты, использование их в клинических и лабораторных
исследованиях.
Биологическая роль ферментов.
Зависимость скорости ферментативных реакций от концентрации фермента, субстрата и продуктов
реакции.
Что такое константа Михаэлиса? Что она выражает?
Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры и рН. Чем обусловлено влиянии рН
среды на скорость ферментативной реакции?
Укажите оптимальный рН для ферментов: пепсина, трипсина, амилазы слюны, липазы поджелудочного
сока.
Химическая структура ферментов. Активный, субстратный и аллостерический центры, их роль в
обеспечении активности и специфичности ферментов.
Ферменты простые и сложные. Дайте определение понятия “апофермент”, “ кофермент”,
“простетическая группа фермента”.
Перечислите функции коферментов и ионов металлов в ферментативной молекуле.
Современное представление о механизме действия ферментов. Стадии ферментативного катализа.
Роль конформационных изменений фермента при катализе.
Регуляция активности ферментов. Активаторы и ингибиторы ферментных реакций.
Какие вещества называются проферментами? В чём заключается биологический смысл образования
некоторых ферментов в неактивной форме?
Мультиферментные системы. Охарактеризуйте их типы. Какова их биологическая роль?
Что такое изоферменты? Клиническое значение определения активности изоферментов.
Энзимодиагностика, энзимопатология и энзимотерапия.
Принципы классификации, номенклатуры и индексации ферментов. Основные классы ферментов.
Принципы количественного определения ферментов. Единицы активности.
Понятие об обмене веществ и энергии. Процессы катаболизма и анаболизма, их характеристика и
взаимосвязь.
Эндергонические и экзергонические реакции в метаболизме.
Какие межатомные связи называют макроэргическими? Назовите наиболее часто встречающиеся
макроэргические вещества.
Какова судьба электронов (и протонов), освобождающихся в клетках в процессах распада органических
субстратов (метаболитов)? Что происходит с энергией электронов в процессе их миграции в дыхательной
цепи в митохондриях?
Роль АТФ в организме.
Современные представления о биологическом окислении. Общая характеристика дыхательной цепи.
Субстраты. Ферменты и коферменты дыхательной цепи. Их локализация.
Участие витамина В2 в образовании простетической группы ФАД.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
Фосфорилирование.
Редокс-потенциалы ферментативных систем дыхательной цепи. Биологическое значение каскадного
выделения энергии.
Напишите реакцию образования АТФ с участием креатинфосфата.
Микросомальное окисление. Общая схема реакций гидроксилирования и их биологическое значение.
Понятие о метаболических путях. Центральные и специфические. Центральные метаболиты и ключевые
ферменты.
Пировиноградная кислота и ацетил-КоА: пути образования и пути использования в организме. Значение
этих процессов.
Окислительное декарбоксилирование пирувата: последовательность реакций и биоэнергетический
эффект.
Напишите реакции окислительного декарбоксилирования пирувата, включая образование ацетил-КоА.
Назовите участвующие ферменты.
Какие коферменты участвуют в процессе окислительного декарбоксилирования пирувата. Какие
витамины участвуют в построении молекул этих коферментов.
Цикл трикарбоновых кислот: последовательность реакций и биологическое значение.
Какова связь между обменом углеводов, жиров, белков и циклом трикарбоновых кислот.
Классификация и химическая структура углеводов, их роль в обеспечении жизнедеятельности организма.
Переваривание углеводов. Ферменты, расщепляющие пищевые углеводы, содержащиеся в слюне, в
поджелудочном соке, в кишечном соке. На какие субстраты они действуют, какие связи гидролизуют и какие
при этом возникают продукты распада.
Всасывание продуктов переваривания углеводов. Назовите компоненты, необходимые для всасывания
моносахаридов из полости кишечника. Какой моносахарид всасывается быстрее всех? Куда попадают
углеводы в процессе всасывания?.
Напишите превращение галактозы в УДФ-галактозу, а затем в УДФ-глюкозу. Какие ферменты
катализируют эти превращения.
Глюкоза – основной метаболит углеводного обмена. Гексокиназная реакция и ее биологическое
значение.
Какой биохимический механизм называют образно «ловушкой глюкозы» и почему? Пути превращения
глюкозо-6-фосфата.
Напишите реакции глицерофосфатного челночного и малатного челночного механизмов. Обозначьте
локализацию в клетке соответствующих реакций.
Где в организме и при каком физиологическом состоянии накапливается много молочной кислоты.
Какова ее дальнейшая судьба. Напишите реакции окислительного распада молочной кислоты.
Роль пируватдегидрогеназного комплекса в процессе окислительного декарбоксилирования пирувата.
Биосинтез глюкозы (глюконеогенез): возможные предшественники, последовательность реакций. Как
преодолеваются необратимые реакции дихотомического распада глюкозы при глюконеогенезе. Напишите
реакции соответствующих обходных путей.
Структура гликогена и его биосинтез в клетках печени и мышц.
Пентозофосфатный путь превращения глюкозы. Окислительный этап образования пентоз.
Неокислительный этап пентозофосфатного пути. Физиологическое значение.
Глюкоза крови. Факторы, влияющие на ее уровень. Сахарные кривые. Принципы количественного
определения глюкозы в крови. Назовите возможные причины гипергликемий и гипогликемий. Виды
глюкозурий. Определение глюкозы в моче.
Какие меры нужно предпринять при диабетической и гипогликемической коме.
Нейро-эндокринная регуляция углеводного обмена. Гормоны, повышающие и понижающие уровень
глюкозы в крови. Механизм их действия.
Патология углеводного обмена. Сахарный диабет. Нарушение углеводного и липидного обменов при этом
заболевании.
Классификация и химическая структура липидов. Функции, выполняемые в организме липидами.
Переваривание и всасывание липидов. Роль ферментов пищеварительных соков и желчи в этом
процессе.
Желчные кислоты. Строение и биологическая роль.
Основные разновидности липопротеинов крови. Особенности белковолипидного состава, происхождение
и функции разных классов липопротеинов.
Биологическая роль липопротеидлипазы. Гиперлипопротеинемии.
Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани, физиологическое значение. Транспорт и
использование жирных кислот, образующихся при мобилизации жиров.
Биологическое значение карнитина. Опишите выполняемую им в клетках функцию.
Окисление жирных кислот. Последовательность реакций -окисления.
Биосинтез жирных кислот. Этапы, последовательность реакций, физиологическое значение.
Биосинтез триациллицеринов. Последовательность реакций.
Обмен и функции холестерина. Биосинтез холестерина.
Биологическая роль и биосинтез фосфолипидов.
Кетоновые тела. Образование и использование их в норме. Кетогенез при патологии.
Тканевой липолиз триацилглицеринов. Обмен глицерина до конечных продуктов (СО2 и Н2О).
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
110.
111.
112.
113.
114.
115.
116.
117.
118.
119.
120.
121.
122.
123.
124.
Особенности обмена жирных кислот с нечетным количеством углеродных атомов и ненасыщенных
кислот.
Взаимосвязь обмена жиров и углеводов. Схема превращения глюкозы в жиры.
Роль пентозофосфатного пути обмена углеводов для синтеза жиров.
Представления о механизмах развития атеросклероза.
Как изменяется липидный обмен при сахарном диабете?
Жировая инфильтрация печени и механизм ее развития.
Какие развиваются нарушения в липидном обмене при обтурации желчных путей?
Заменимые и незаменимые аминокислоты. Биосинтез заменимых аминокислот с использованием
глюкозы.
Трансаминирование и дезаминирование аминокислот.
Катаболизм аминокислот. Образование, транспорт и обезвреживание аммиака.
Биосинтез мочевины. Последовательность реакций, «двухколесный велосипед» Кребса.
Остаточный азот крови. Величина суточного выделения мочевины. Значение определения остаточного
азота и мочевины в крови и моче.
Обмен фенилаланина и тирозина. Молекулярная патология обмена этих аминокислот.
Обмен метионина и реакции трансметилирования. К чему ведет недостаток метионина в пище?
Нуклеопротеиды и нуклеиновые кислоты. Структура ДНК и РНК.
Распад нуклеопротеидов в пищеварительном тракте. Нуклеотидный фонд клеток, пути его пополнения и
расходования.
Биосинтез и распад пуриновых нуклеотидов.
Биосинтез и катаболизм пиримидиновых нуклеотидов. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Регуляция
этих процессов.
Репликация ДНК. Механизм и биологическое значение. Какой фермент участвует в этом процессе.
Обратная транскриптаза.
Что такое оперон, ген, цистрон, кодон, антикодон. Из каких компонентов состоит оперон.
Что такое транскрипция? Каков ее механизм. Какой фермент участвует в этом процессе. Что
представляет собой м-РНК. Посттранскрипционное «созревание» РНК.
Как построены рибосомы. Какова их функция в клетке. Что представляют собой полисоиы. Назовите
функциональные участки рибосомы.
Что такое трансляция. Перечислите компоненты, необходимые для этого процесса.
Синтез
аминоацил-тРНК.
Субстратная
специфичность
аминоацил-тРНК-синтетаз.
Что
такое
аминоациладенилаты.
Структура и биологическая роль тРНК. Сколько существует их разновидностей? Назовите важнейшие
функциональные участки тРНК.
Основные компоненты белоксинтетической системы. Основные фазы трансляции. Как происходит синтез
полипептидной цепи в процессе трансляции.
Что лежит в основе механизма, обеспечивающего нужную последовательность соединения аминокислот
в синтезирующейся молекуле белка?
Что представляет собой генетический код? Назовите свойства генетического кода и охарактеризуйте
каждое из них.
Адапторная функция тРНК и роль мРНК при биосинтезе белков.
Регуляция процессов биосинтеза белка на генетическом уровне у прокариот (теория Жакоба и Моно).
Индукция и репрессия синтеза белков в клетках высших позвоночных организмов.
Классификация гормонов по химическому строению и по биологическим функциям.
Гормоноиды. Происхождение, химическая природа и роль в организме. Особое внимание следует уделить
простагландинам.
Строение и биосинтез тиреоидных гормонов. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы:
механизм возникновения и последствия.
Инсулин. Строение, образование из препроинсулина. Влияние на обмен углеводов, жиров, аминокислот.
Кортикостероидные гормоны. Химическая структура основных гормонов коры надпочечников, их влияние
на обмен веществ.
Адреналин и норадреналин. Их биосинтез, распад, влияние на обмен веществ.
Паратгормон и тиреокальцитонин. Их влияние на обмен кальция и фосфора в организме человека.
Витамины А, В1, В2, В6, Д, С, Р и РР, химическая структура, биологическая роль. Гипо- и
гипервитаминозы.
Биотин, химическая структура, влияние на обмен веществ.
Пантотеновая кислота, химическая структура, влияние на обмен веществ.
Витамин В12 и фолевая кислота, особенности их структуры. Роль в обмене веществ и признаки
витаминной недостаточности.
Кровь, ее роль в организме. Химический состав плазмы. Органические (небелковые) компоненты.
Белки плазмы крови, места их синтеза, биологическая роль. Изменение белкового спектра сыворотки
крови при различных заболеваниях. Альбумины: транспортные функции, участие в регуляции осмотического
равновесия, роль в развитии отека и шока.
Безазотистые органические компоненты крови. Изменения при различных заболеваниях.
125.
Распад гема. Образование билирубина и билирубинглюкуронидов. Пути выведения билирубина и других
желчных пигментов. Значение определения желчных пигментов для диагностики болезней печени, желчных
путей и крови.
126.
Биологическая роль печени в обмене углеводов, липидов и белков.
127.
Важнейшие механизмы обезвреживания веществ в печени: микросомальное окисление, реакции
конъюгации. Значение метаболизма лекарственных веществ. Представление о химическом канцерогенезе.
1.
2.
3.
4.
1.
2.
Основная литература:
Николаев А.Я. Биологическая химия. М. 2004, "Гео-ТАР".
Николаев А.Я. Биологическая химия. М. 1999, "Эком"
Березов Т.Г., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М. 2005, "Медицина.
Алейникова Т.Л., Рубцова Г.В. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии, М., 2005,
"Феникс".
Дополнительная литература:
Страйер Л. Биохимия (в 3-х томах). М., 2002, "Мир".
Р.Марри и др. Биохимия человека (в 3-х томах). М. 2005, "Гео-ТАР".