МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНЫЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТім. М. ГОРЬКОГОМЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З БІОХІМІЇДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ ФАРМАЦЕВТИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУЗ КРЕДИТНО-МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ НАВЧАННЯЧастина IІДонецьк, 2012Автори: Богатирьова О.В., Бакурова О.М., Скоробогатова З.М., Соколовська Л.В., Турсунова Ю.Д., Хомутов Є.В., Швець Т.А., За редакцією професора кафедри хімії, доктора біологічних наук Борзенко Б.Г.Даний учбово-методичний посібник призначений для самопідготовки з біохімії для студентів 3 курсу фармацевтичного факультетів з кредитно-модульної системи навчання, робота з яким підвищує мотивацію вивчення даної дисципліни. Методичні розробки по кожній темі конкретизують навчальну інформацію та дозволяють перевірити якість її засвоєння в процесі рішення навчальних завдань. Знання по біохімії є фундаментом для вивчення медико-біологічних та фармацевтичних дисциплін, таких як патологічна фізіологія, патологічна анатомія, фармакологія, фармакотерапія та фармацевтична хімія а також необхідні для засвоєння клінічних дисциплін. Це конкретно підкреслюють всі розділи посібника, указуючи на тісний взаємозв'язок медико-біологічних і клінічних наук.^ Затверджено до друку Вченою Радою ДонНМУ ім. М. Горького (протокол № від . . 2012)Рецензенти:Доктор мед. наук, зав. кафедри гістології ДонНМУ,професор Баринов Е.Ф. Доктор мед. наук, професор кафедри патологічної фізіології ДонНМУ,Крюк Ю.Я.^ Методист з медико-біологічних дисциплінметодичного відділу ДонНМУ, канд. мед.наук,доцент Бутєва Л.В.ЗМІСТЧАСТИНА ІІ Стор.^ МОДУЛЬ ІІ «МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ. БІОХІМІЯ МІЖКЛІТИННИХ КОМУНІКАЦІЙ. БІОХІМІЯ ТА ПАТОБІОХІМІЯ КРОВІ І ПЕЧІНКИ» Введення до модуля ІІ «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітиннихкомунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки» (Бакурова О.М.) 3Змістовий модуль «Основи молекулярної біології» 4 Тема 2.1. Дослідження біосинтезу та катаболізму пуринових нуклеотидів. Визна- чення кінцевих продуктів їхнього обміну (Хомутов Є.В.) 5Тема 2.2. Дослідження метаболізму піримідинових нуклеотидів. Дослідження складу нуклеїнових кислот (Хомутов Є.В.) 9Тема 2.3. Дослідження реплікації ДНК, транскрипції РНК. Аналіз механізмів мутацій та репарації ДНК (Соколовська Л.В.) 13 Тема 2.4. Біосинтез білка в рибосомах. Етапи та механізм трансляції,регуляція трансляції. Антибіотики - інгібітори транскрипції та трансляції (Соколовська Л.В.) 16Завдання для самоперевірки та самокорекції змістового модуля«Основи молекулярної біології» (Бакурова О.М.) 19^ Змістовий модуль «Молекулярні механізми дії гормонів на клітини-мішені та біохімія гормональної регуляції» 22Тема 2.5. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів дії гор- монів на клітини-мішені. Гормони гіпофіза та гіпоталамуса (Соколовська Л.В.) 23 Тема 2.6. Дослідження дії гормонів підшлункової залози та шлунково- кишкового тракту. Механізм порушення обміну речовин при цукровому діабеті. Гормональна регуляція вмісту глюкози в крові. Побудова цукрових кривих. Гормони наднирників (Швець Т.А., Бакурова О.М) 26Тема 2.7. Гормональна регуляція обміну кальцію. Дослідження вмісту йоду в щитоподібній залозі. Фізіологічно активні ейкозаноїди. Дослідження ролі стероїдних гормонів статевих залоз у регуляції метаболічних процесів. Гормональна регуляція біохімічних перетворень у процесі харчування. Регуляція обміну речовин при голодуванні (Швець Т.А., Богатирьова О.В) 33 Тема 2.8. Взаємозв'язок усіх видів метаболізму і його регуляція (Скоробогатова З.М.) 38Завдання для самоперевірки та самокорекції змістового модуля «Молекулярні механізми дії гормонів на клітини-мішені та біохімія гормональної регуляції» (Бакурова О.М.) 41^ Змістовий модуль «Біохімія та патобіохімія крові і печінки» 42 Тема 2.9. Дослідження хімічного складу та кислотно-лужного стану крові. Визначення залишкового азоту крові (Богатирьова О.В.) 43Тема 2.10.Дослідження згортальної, антизгортальної та фібринолітичної систем крові (Богатирьова О.В.) 47Тема 2.11. Дослідження хімічного складу еритроцитів. Нормальні та патологічні різновиди гемоглобіну. Дослідження кінцевих продуктів катаболізму гема. Патобіохімія жовтяниць (Богатирьова О.В.) 51Тема 2.12. Біохімія печінки. Мікросомальне окиснення. Сиситема цитохрому Р-450. (Турсунова Ю.Д.) 54 Тема 2.13. Дослідження типів біологічного окислення. Роль жиророзчинних вітамінів у функціонуванні тканин та органів. Роль жиророзчинних вітамінів та антиоксидантів у функціонуванні тканин та органів (Богатирьова О.В., Соколовська Л.В.) 61Завдання для самоперевірки та самокорекції змістового модуля «Біохімія та патобіохімія крові і печінки» 66 Перелік основних теоретичних питань для підсумкового контролю 67 модуля ІІ «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комумунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки»^ ЧАСТИНА ІІ Модуль ІІ «МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ. БІОХІМІЯ МІЖКЛІТИННИХ КОМУНІКАЦІЙ. БІОХІМІЯ ТА ПАТОБІОХІМІЯ КРОВІ І ПЕЧІНКИ»Введення до модуля ІІ «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки» Модуль ІІ «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки» присвячений вивченню функціональної та медичної біохімії. Біологічна хімія як наука, її теоретичні основи та результати досліджень переконують: усі живі системи підпорядковуються фізичним та хімічним законам. Тому все частіше ми кажемо: біохімія – це хімія життя. За останні роки біохімія зробила великий крок вперед і перетворилась у фундаментальну медико-біологічну науку, в якій поглибились знання про механізми обміну речовин, дії гормонів, ферментів та вітамінів. Вивчення метаболізму нуклеїнових кислот допомогло зрозуміти механізми спадкових захворювань, втілити в життя результати генетичної інженерії. Із відкриттям активних форм кисню значно поглибились тлумачення біологічного окиснення та його проявів в нормі та за умов патології. В регуляції окисних процесів в організмі значна роль належить антиоксидантам, функцію, яких виконують вітаміни А, Е, С, а також пептиди, фосфоліпіди та деякі лікарські засоби, наприклад, лепін. Тісні зв'язки має біохімія з фармакологією. Біохімія необхідна для дослідження дії гормонів на молекулярному рівні, вивчення синтезу та дезактивації вторинних месенджерів (цАМФ, цГМФ, Са2+), механізму дії вітамінів та ферментів. Тобто біохімія дає фармакології методологічну основу для вивчення механізму дії лікарських засобів на організм людини. Сучасні біохімічні технології є основою розробки методів виготовлення лікарських речовин і препаратів. Встановлено, що багата кількість кінцевих продуктів метаболізму може регулювати дію ключових ферментів багатьох процессів. Це дає можливість пояснювати дію ряду лікарських засобів. Біохіміки відкрили можливість гальмування метаболічних процессів за допомогою сполук, маючих східну структуру з метаболітами деяких процесів: так були відкриті конкурентні інгібітори та синтезовані лікарські засоби аналогічної дії. Дослідження молекулярних механізмів дії гормонів створило наукові можливості спрямованого синтезу анаболіків, контрацептивів та психотропних препаратів. Біохімія допомагає клінічній фармакології з'ясувати вплив лікарських засобів на метаболічні ланки в організмі хворих. Фармацевтична хімія також має давні та тісні зв'язки з біохімією. Структура ліків, засоби їх синезу, механізм їх дії може бути з'ясованим при розгляді ендогенних метаболітів, їх створення та впливу на обмін речовин. Ці тісні зв'язки з хімічними фармацевтичними дисциплінами показують необхідність вивчення біохімії студентами фармацевтичного факультету.^ Метою вивчення модуля «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки» є: вміти інтерпретувати роль біорегуляторних молекул в інтеграції життєдіяльності та аналізувати біохімічні основи функціонування органів для наступного використання цих даних на клінічних кафедрах.Модуль «Молекулярна біологія. Біохімія міжклітинних комунікацій. Біохімія та патобіохімія крові і печінки» включає наступні змістові модулі: Основи молекулярної біології Молекулярні механізми дії гормонів на клітини-мішені та біохімія гормональної регуляції Біохімія та патобіохімія крові і печінкиЛітератураОсновна Вороніна Л.М., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.М., Кравченко В.М., Сахарова Т.С., Савченко Л.Г., Шоно Н.А. Біологічна хімія: Підручник. – Харьків: Основа; Вид-во НФАУ, 2000. – 607 с. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник. - Київ - Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. - С. 263 - 398, 418 - 439, 449 - 467, 478 - 490 Практикум з біологічної хімії/ За ред. проф. Склярова О.Я.. - Київ: Здоров'я, 2002. - С. 47 - 50, 180 -208, 236 - 291 3. Лекції з біохімії 4. Графи логічної структуриДодаткова 1. Березов Т.Т., Коровки Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – Москва: Медицина, 1998. – С. 96 – 113, 248 – 297, 469 – 644, 661 – 678 2. Николаев А.Я. Биологическая химия. – Москва: ООО «Медицинское информационное агентство», 1998. – С. 92 – 159, 339 – 448, 461 – 481 Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. – Москва: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2000. – С. 18 – 61, 106 – 113 Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии. – Москва: Мир, 1981. – Т. 3: С. 1157 – 1265, 1425 – 1498, 1529 – 1702 Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами/ Под ред. Северина Е.С., Николаева А.Я.. – Москва: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2001. – С. 59 – 94, 162 – 176, 256 – 332, 352 – 363, 387 – 390, 418 – 441. ^ ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ «ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ»Актуальність теми Метаболізм нуклеотидів в організмі тісно пов'язаний з їхніми біологічними функціями. Крім головної функції, тобто структурного компоненту у складі нуклеїнових кислот, для цих сполук також притаманними є коферментна, месенджерна, енергопостачальна функції. В той же час шляхи обміну нуклеотидів є мішенями для хіміотерапевтичних препаратів, які використовуються для лікування пухлинних процесів, а також для препаратів, що пригнічують утворення токсичної кількості метаболітів нуклеотидного обміну. Нуклеотиди, складаючи нуклеїнові кислоти, надають всьому генетичному коду певні ознаки. Інформаційною базою всього організму є гени. Гени кодують структуру білків, що визначає унікальність кожного організму. Зміни складу, активності генів є першопричиною багатьох захворювань. Молекула ДНК, таким чином, може бути самим точним інструментом для розпізнавання захворювань, що використовується в молекулярно-генетичній діагностиці. За допомогою ДНК-діагностики можна локалізувати генетичні ушкодження, ідентифікувати ультрамалі кількості збудників мікробних або вірусних інфекцій. За останні роки з'явилася нова галузь медичної науки - генна терапія. Тепер гени починають використовуватись як лікарські засоби для корекції спадкоємних захворювань, злоякісних пухлин, вірусних і мікробних інфекцій.^ Загальна мета змістовного модуля «Основи молекулярної біології»: вміти інтерпретувати молекулярно-біологічні процеси збереження, передачі генетичної інформації та можливі порушення цих процесів для використання отриманих знань у медичній генетиці та молекулярній діагностиці. Конкретні цілі: Цілі вихідного рівня: Уміти: 1. Аналізувати метаболізм пуринових і піримідинових нуклеотидів і його можливі порушення 1. Інтерпретувати структуру пуринових і піримідинових нуклеотидів (кафедра медичної та фармацевтичної хімії) 2. Інтерпретувати механізм реплікації ДНК і його можливі порушення 3. Інтерпретувати механізм транскрипції РНК і його можливі порушення 4. Інтерпретувати механізм біосинтезу білка та його можливі порушення 5. Інтерпретувати механізм регуляції експресії генів і його можливі порушення ^ ТЕМА 2.1. ДОСЛІДЖЕННЯ БІОСИНТЕЗУ ТА КАТАБОЛІЗМУ ПУРИНОВИХ НУКЛЕОТИДІВ. ВИЗНАЧЕННЯ КІНЦЕВИХ ПРОДУКТІВ ЇХНЬОГО ОБМІНУ Актуальність теми В організмі обмін нуклеотидів тісно пов'язаний з їхніми важливими біологічними функціями. Навіть якщо їжа багата нуклеопротеїнами, клітини людини однаково синтезують попередники нуклеїнових кислот з амфіболічних проміжних речовин. Пурини та піримідини їжі в мінімальній кількості можуть використовуватись для синтезу тканинних нуклеїнових кислот. Більшість їх під дією нуклеозидфосфорилаз розщеплюються до фосфопентоз та азотних основ. Більшість пуринових основ розщеплюється до сечової кислоти, піримідинові основи також підлягають розпаду до кінцевих продуктів – NH3, CO2, β-амінокислот. Фізіологічні потреби організму в цих сполуках задовольняються переважно за рахунок основного синтезу із простих попередників – синтезу de novo. В той же час втрата регуляторних механізмів цього шляху, або інтенсифікація іншого, більш швидкого механізму синтезу нуклеотидів шляхом повторного включення в метаболізм вільних азотистих основ (шлях реутилізації), відіграють вирішальну роль під час пухлинної трансформації, при системних захворюваннях сполучної тканини. Для патогенезу інших станів, навпаки, характерними є порушення реутилізації нуклеотидів, що призводить до виникнення подагри, синдрому Леша-Ніхана. В той же час шляхи обміну нуклеотидів є мішенями для хіміотерапевтичних препаратів, які використовуються для лікування пухлинних процесів, а також для препаратів, що пригнічують утворення токсичної кількості метаболітів нуклеотидного обміну. Наприклад, структурний аналог гіпоксантину алопуринол використовують для корекції гіперурікемії. Таким чином, метаболічні перетворення нуклеотидів можуть підпадати під фармакологічну корекцію при цілому ряді патологічних станів. Тепер ознайомтеся із цілями заняття.^ Загальна мета Уміти оцінювати стан пуринового обміну й інтерпретувати його можливі порушення на основі кількісного визначення сечової кислоти в крові й сечі для наступної правильної діагностики на клінічних кафедрах .^ Конкретні цілі: Мети вихідного рівня: Уміти: 1.Інтерпретувати процеси синтезу пуринових нуклеотидів, їхню регуляцію. 1.Інтерпретувати структуру пуринових азотистих підстав (каф. медичної й фарм. хімії). 2.Інтерпретувати процеси розпаду пуринових нуклеотидів 3. Пояснити порушення пуринового обміну на молекулярному рівні. 3.Аналізувати структуру й розчинність сечової кислоти і її солей (каф. медичної й фарм. хімії). 4. Інтерпретувати механізм дії аллопуринола й інгібіторівсинтезу пуринових нуклеотидів. 5. Використовувати дані визначення сечової кислоти в сечі й крові для діагностики порушень пуринового обміну. ^ Для перевірки вихідного рівня Вам пропонується виконати ряд завданьЗавдання для самоперевірки й самоконтролю вихідного рівня з. Завдання 1. У лабораторії проведений кислотний гідроліз нуклеинових кислот із дріжджів. Які з даних з'єднань могли бути виявлені серед продуктів цієї реакції при розщепленні РНК? А. Глюкоза В. Урацил С. Тимин Д. Дезоксирибоза Е. Сечова кислотаЗавдання 2. Після проведення повного гідролізу АТФ у гидролизате було за допомогою срібної проби відкрита пуринова підстава. Назвіть його. А. 2,6 -диоксипурин В. 6-оксипурин С. 2, 4-диоксипиримидин Д. 6- аминопурин Е. 4- оксипурин Завдання 3. До амонійної солі сечової кислоти додали трохи краплі розчину Нсl. Спостерігалося часткове розчинення осаду й наступне утворення кристалів. Які властивості сечової кислоти доводить дана проба? А. Здатність зв'язуватися із НСl В. Погану розчинність у кислому середовищі С. Гарну розчинність у кислому середовищі Д. Здатність утворювати солі Е. Виражені кислотні властивості Завдання 4. При дослідженні мочекислих каменів, витягнутих із нірки хворого, були виявлені нерозчинні кристали, які добре розчинялися при додаванні Nаон. Яка речовина виявлена в складі каменів? А. Двузамещенная калієва сіль В. Двузамещенная натрієва сіль С. Однозаміщена натрієва сіль Д. Однозаміщена літієва сіль Е. Двузамещенная літієва сіль.^ Правильність рішення перевірте, зіставивши їх з еталонами відповідей.Еталони відповідей до рішення завдань для самоперевірки й самоконтролю вихідного рівня знань-умінь: 1. - В; 2, -Е; 3.- В.;. 4 - ЗІнформацію для заповнення вихідних знань-умінь можна знайти в наступній літературі. 1. Тюкавкина Н.А.,Бауков Ю.И. Біоорганічна хімія. -М.: “Медицина”, 1991. - С. 296-298, 301-304.2.А.Я.Рево, В.В.Зеленкова «Малий практикум по органічній хімії».-«Висш. школа»,1980, С. 154-156. Лекції по біоорганічній хімії.Зміст навчання. Зміст навчання повинне забезпечувати досягнення цілей навчання, чому сприяє граф логічної структури досліджуваної теми (Додаток 1).Основні теоретичні питання, що дозволяють виконати цільові види діяльності:1. Біохімічні функції нуклеотидів. Компоненти нуклеотидів та нуклеозидів. Вільні нуклеотиди та їх біохімічні функції: участь в метаболічних реакціях (АТФ, НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, ЦТФ, УТФ). 2. Біосинтез пуринових нуклеотидів; cхема реакцій синтезу ІМФ; утворення АМФ, ГМФ, АТФ, ГТФ. Регуляція біосинтезу пуринових нуклеотидів за принципом негативного зворотного зв’язку (ретроінгібірування).3. Біосинтез дезоксирибонуклеотидів. Утворення тимідилових нуклеотидів; інгібітори біосинтезу дТМФ як протипухлинні засоби (структурні аналоги дТМФ, похідні птерину) 4. Катаболізм пуринових нуклеотидів; cпадкові порушення обміну сечової кислоти. Клініко-біохімічна характеристика гіперурикемії, подагри, синдрому Леша-Ніхана. 5.. Біохімічні аспекти використання інгібітору ксантиноксидази- аллопуринола. 6. Клініко-діагностична цінність визначення сечової кислоти в біологічних рідинах (крові й сечі). 7. Принцип методу й хід роботи з визначення сечової кислоти в сечі. Знайти матеріал для освоєння цих питань можна в одному з наступних джерел:Обов'язкова література. Вороніна Л.М., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.М., Кравченко В.М., Сахарова Т.С., Савченко Л.Г., Шоно Н.А. Біологічна хімія: Підручник. – Харьків: Основа; Вид-во НФАУ, 2000. – 81 -94 с.Губський Ю.Г. Біологічна хімія.- Київ-Тернопіль.:Укрмедкнига, 2000.-С. 270-275, 281- 282. Тестовые задания по биологической химии/ Под ред. Б. Г. Борзенко.-Донецк,2002.-С. 111-117 4. Лекції з біохімії 5. Граф логічної структури 6. Инструкції до практичних занятьДодаткова література Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Біохімія людини.- М.: “Мир”, 1993. Т.II.-С. 15-34. Ленинджер А. “Основи біохімії”. - М.: Мир, 1985.-С. 665-668, 672-674 Маршалл В. Дж. Клінічна біохімія.- М.- З-П.: “Видавництво Біном-Невський Діалект”, 1999. -368 с. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1998.-С. 470-474, 500-501. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1990.-С. 369-373, 390- 392. Миколаїв А.Я. Біохімія. -М.:” Гэотар-Мед”, 2001.-С. 258-261. Пустовалова Л.М. Практикум по біохімії.- Ростову-на^-Дону.: “Фенікс”, 1999.-С. 215-219. Після вивчення переліченних вище питань для самоперевірки засвоєння матеріалу по даній темі пропонується вирішити наступні цільові навчальні завдання. ^ Цільові навчальні завданняЗавдання 1. Вивчення регуляції синтезу пуринових нуклеотидів в експерименті показало, що надлишок АМФ і ГМФ гальмує синтез ІМФ - попередника цих нуклеотидів, за рахунок інгібування одного з ферментів. Назвіть цей фермент. А. ІМФ-циклогідролаза В. Гліцинамідосинтетаза С. ФРПФ-амідотрансфераза D. Аденілосукциназа E. ФормілтрансферазаЗавдання 2. Для симптоматичного лікування подагри хворому призначено алопуринол, синтетичний аналог гіпоксантину. Це призвело до зростання екскреції гіпоксантина з сечею. Який фермент інгібується цим препаратом? А. Аденозиндезаміназа В. Ксантиноксидаза С. Нуклеозидфосфорилаза D. Карбамоїлфосфатсинтетаза Е. АденінфосфорибозилтрансферазаЗавдання 3. У хлопчика спадкова форма гіперурикемії (синдром Леша-Ніхана). З дефектом якого ферменту пов'язана ця хвороба? А. Гіпоксантин-гуанін-фосфорибозилтрансферази В. Ксантиноксидази С. Аденозиндезаминази Д. Карбамоїлфосфатсинтетази Е. ТимідилатсинтазиЗавдання 4. Для симптоматичного лікування подагри хворому призначений препарат алопуринол, синтетичний аналог гіпоксантину, що призвело до зростання екскреції останнього із сечею. Який фермент інгібується цим препаратом? А. Аденозиндезаміназа В. Ксантиноксидаза С. Нуклеозидфосфорилаза Д. Карбамоїлфосфатсинтетаза Е. АденінфосфорибозилтрансферазаЗавдання 5. У клініку надійшов чоловік 48 років з гострим приступом подагри. Вміст сечової кислоти в сироватці крові хворого 0,68 ммоль/л, у сечі добова кількість сечової кислоти підвищена. Часткова втрата активності якого ферменту призводить до даної патології? А. Ксантиноксидази В. Фосфорибозиламідотрансферази С. Гуанинфосфорибозилтрансферази Д. Аденозиндезамінази Е. Тимідинкінази Завдання 6. У хворого з довготривалим захворюванням печінки вміст сечової кислоти в плазмі крові складає 0,08 ммоль/л, в сечі значно збільшена кількість гіпоксантину та ксантину. До недостатності якого ферменту призвела патологія печінки? А. Аденозиндезамінази В. Ксантиноксидази С. ФРПФ-синтетази D. Тимідинфосфорилази Е. ДигідропіримідиназиЗавдання 7. На прийом до терапевта прийшов чоловік 37 років зі скаргами на періодичні інтенсивні больові приступи у суглобах великого пальця стопи та їхню припухлість. На підвищення концентрації якої речовини в сечі слід чекати ? A. Сечової кислоти B. Хлоридів C. Солей амонію D. Фосфату кальцію E. Сульфату магнію Правильність рішення завдань перевірте, зіставивши їх з еталонами відповідей.Еталони відповідей до рішення цільових навчальних завдань. 1.- C; 2. - В; 3.- А; 4. - В; 5.- С.Короткі методичні рекомендації до проведення заняття На занятті проводиться тестовий контроль вихідного рівня знань студентів і його корекція. Перевіряється виконання домашнього завдання. Потім студенти приступають до виконання лабораторної роботи, використовуючи при цьому інструкцію. Після виконання лабораторної роботи необхідно оформити протокол, зробити висновки до роботи, які перевіряє й контролює викладач.Інструкція до практичного заняття «Кількісне визначення сечової кислоти в сечі»Принцип методу. Метод заснований на здатності сечової кислоти відновлювати фосфорно-вольфрамовий реактив у фосфорно-вольфрамову синю, інтенсивність фарбування якої пропорційна змісту сечової кислоти. Кількість фосфорно-вольфрамової синьої визначається шляхом титрування червоною кров'яною сіллю К3[Fе(СN)6]. Остання окисляє фосфорно-вольфрамову синю й синє фарбування зникає.^ Матеріальне забезпечення: сеча, розчин карбонату натрію, фосфорно–вольфрамовийо реактиву Фолина, розчин К3[Fе(СN)6], хімічні склянки, бюретка.^ Хід роботи. ДО 1,5 мол сили додають 1 мол 20% розчину карбонату натрію й 1 мол фосфорно-вольфрамового реактиву Фолина, перемішують і титрують 0,01 н розчином ДО3[Fе(СN)6] до зникнення синього фарбування. Паралельно проводять такий же досвід зі стандартним розчином сечової кислоти.Розрахунок: Зміст сечової кислоти (у мг) у добовій сечі обчислюють по формулі:А х В Х = 0,75--------- мг/сут; Х = Аох1,5 де: А-Кількість мл червоної кров'яної солі,витрачене на титрування досліджуваної сили, Ао-Кількість мл червоної кров'яної солі, пошедшее на титрування стандартного розчину сечової кислоти, 0,75 - кількість мол сечової кислоти в стандартному розчині в мг, У - обсяг добової сили в мол (1500мол). Для перерахування результатів у системі “СИ” (ммоль/сут.) результат потрібно помножити на коефіцієнт 0,0059.^ Норма змісту сечової кислоти в сечі 1, 6-3,5 ммоль/сут або 276-600 мг/сут.Клініко-діагностичне значення. Гіпоурикурія (зменшення виділення сечової кислоти із сечею) відзначається при подагрі, нефриті, нирковій недостатності; гиперурикурія (збільшення виділення сечової кислоти із сечею) - при лейкемії, посиленому розпаді нуклеопротеїнів. У дітей виділяється дещо більше сечової кислоти, ніж у дорослих. Виділення сечової кислоти залежить від змісту пуринів у їжі й інтенсивності обміну нуклеопротеїнів. При подагрі солі сечової кислоти (урати) відкладаються в хрящах, м'язах і слизистої сумці суглобів. Зміст сечової кислоти в крові може бути підвищене, а в сечі знижене. ВИСНОВКИ:Підпис викладача.^ ТЕМА 2.2. ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТАБОЛІЗМУ ПІРИМІДИНОВИХ НУКЛЕОТИДОВ. ДОСЛІДЖЕННЯ СКЛАДУ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТАктуальність теми Нуклеотіди є мономірами ДНК і РНК. Саме піримідинові нуклеотиди та модифікована пентоза надають структурній специфічності ДНК. Проліферуючі клітини для реплікації генома потребують дезоксинуклеозидтрифосфати як субстрати для синтезу ДНК. Відновлення рибози в дезоксирибозу відбувається тільки у складі нуклеозиддифосфатів, причому, безпосереднім відновником є білок тіоредоксин Для синтезу тимідинмонофосфату, що є обличчям ДНК, необхідно ввести в дезоксиуридинмонофосфат (дУМФ) метильну групу (-СНЗ). Її донором є N5, N10 -метилен-ТГФК (активна форма вітаміну росту; в утворенні цього радикалу також бере участь вітамін В12). Швидкість синтезу піримідинових нуклеотидів є об'єктом тонкої регуляції, що може порушуватися при різних захворюваннях. Пухлинам є притаманною висока інтенсивність синтезу нуклеотидів за „запасним” шляхом. Вважається, що рівень дТТФ лімітує швидкість синтезу ДНК, тому його синтез є мішенню протипухлинної терапії. Структурні аналоги фолієвої кислоти – аміноптерину та метотрексат - інгібітори дигідрофолатредуктази, отже теж зупиняють утворення дТМФ. Препарати застосовуються у хіміотерапії пухлин. Тепер ознайомтеся із цілями заняття^ Загальна мета Вміти оцінювати механізм синтезу піримідинових нуклеотидів і нуклеїновых кислот для розуміння патогенезу спадкоємної оротацидурії та механізму дії хіміотерапевтичних препаратів при онкологічних захворюваннях.^ Конкретні цілі: Цілі вихідного рівня: Уміти: 1. Інтерпретувати процеси синтезу піримідинових нуклеотидів, їхню регуляцію 1. Інтерпретувати структуру піримідинових азотистих сполук (каф. медичної та фарм. хімії) 2. Інтерпретувати процеси розпаду піримідинових нуклеотидів та їхню регуляцію 2. Інтерпретувати структуру нуклеїнових кислот (каф. медичної та фарм. хімії) 3. Пояснити порушення піримідинового обміну на молекулярному рівні 4. Інтерпретувати механізм дії противопухлинних препаратів - інгібіторівсинтезу нуклеотидів Для перевірки вихідного рівня Вас пропонується виконати ряд завдань Завдання 1. У гидролизате дріжджів було відкрито пиримидиновое підставу урацил. Яку структуру має гетероцикл, що входить у його сполуку? Напишіть його формулу. А. 1,2 диазин В. 1,3 диазин С. 1,4 диазин. Д. Піридин Е. Бензол Завдання 2. Після гідролізу речовини, що не мало відбудовну активність, утворилися рибоза й этанол, причому розчин придбав властивості, що відновлюють. 1. Яка сполука була піддана гідролізу? А. Складний ефір. В. Пептид С. Гликозид Д. Дисахарид Е. Простий ефір Що являє собою це похідне моносахаридов? А. Відновлена рибоза В. Окислена рибоза С. Простий ефір за рахунок полуацетального гідроксилу ( у першого атома З рибози) Д. Простий ефір за рахунок ВІН- у п'ятого атома З Е. Складний ефір з фосфорною кислотою.Правильність рішення завдань перевірте, зіставивши їх з еталонами відповідей.Еталони відповідей до рішення завдань для самоперевірки й самоконтролю вихідного рівня знань-умінь:1.-В, 2.1 - Е., 2.2 - С..Інформацію для заповнення вихідного рівня можна знайти в наступній літературі: 1. Тюкавкина Н.А.,Бауков Ю.И. Біоорганічна хімія. -М.: “Медицина”, 1991. - С. 297-298, 302-304. 2.А.Я.Рево, В.В.Зеленкова «Малий практикум по органічній хімії».-«Висш. школа»,1980, С. 154-156. Лекції по біоорганічній хімії.Зміст навчання. Зміст навчання повинне забезпечувати досягнення цілей навчання, чому сприяє граф логічної структури досліджуваної теми (Додаток 1).Основні теоретичні питання, що дозволяють виконати цільові види діяльності:1. Біосинтез піримідинових нуклеотидів: реакції; регуляція. Оротацидурія як порушення біосинтезу піримідинових нуклеотидів. 2. Розпад піримідинових нуклеотидів. 3. Біохімічні аспекти хіміотерапії ( 5-фторурацил, метотрексат, аминоптерин, меркаптопурин) 4. Структура, властивості та біологічні функції ДНК. 5. Структура, властивості та біологічні функції РНК. Типи РНК: мРНК, тРНК, рРНК; особливості структурної організацїї (вторинної а третинної) різних типів РНК. 6. Молекулярна організація ядерного хроматину та рибосом еукаріотичних клітин. 7. Принцип методу й хід роботи з визначення складених компонентів нуклеопротеидов. Знайти матеріал для освоєння цих питань можна в одному з наступних джерел:Обов'язкова література Вороніна Л.М., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.М., Кравченко В.М., Сахарова Т.С., Савченко Л.Г., Шоно Н.А. Біологічна хімія: Підручник. – Харьків: Основа; Вид-во НФАУ, 2000. – 81 -94 с. Губський Ю.Г. Біологічна хімія.- Київ-Тернопіль.:”Укрмедкнига”, 2000.-С. 275-281, 282. Тестові завдання по біологічній хімії/ Під ред. Б. Г. Борзенко.-Донецьк,2002.-С. 111-117 3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1998.-С. 474-478, 501-503. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1990.-С. 373-376, 393- 394. 6. Миколаїв А.Я. Біохімія. -М.:” Гэотар-Мед”, 2001.-С. 261-267. 7. Пустовалова Л.М. Практикум по біохімії.- Ростову-на^-Дону.: “Фенікс”, 1999.-С. 215- 219. 8. Лекції по біохімії. 9. Граф логічної структури (Додаток 1). 10 .Інструкція до практичного заняття.Додаткова література 1. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Біохімія людини.- М.: “Мир”, 1993. Т.II.-С. 15-34. 2.Ленинджер А. “Основи біохімії”. - М.: Мир, 1985.-С. 668-670. 3. Маршалл В. Дж. Клінічна біохімія.- М.- З-П.: “Видавництво Біном-Невський Діалект”, 1999. -368 с. 4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1998.-С. 474-478, 501-503. 5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Біологічна хімія.-М.: “Медицина”,1990.-С. 373-376, 393- 394. 6. Миколаїв А.Я. Біохімія. -М.:” Гэотар-Мед”, 2001.-С. 261-267. 7. Пустовалова Л.М. Практикум по біохімії.- Ростову-на^-Дону.: “Фенікс”, 1999.-С. 215-219. Після вивчення переліченних вище питань для самоперевірки засвоєння матеріалу по даній темі пропонується вирішити наступні цільові навчальні завдання. Цільові навчальні завдання Завдання 1. Онкологічному хворому був призначений 5-фторурацил. На гальмуванні якого процесу заснована його протипухлинна дія? А. Синтезу пуринів В. Утворення сечовини С. Синтезу піримідинів D. Розпаду глікогену Е. Розпаду простих білків Завдання 2. В онкологічного хворого після проходження курсу рентгенотерапії збільшилася екскреція аміноізобутирата із сечею. Прискорення якого процесу відображує цей тест? А. Катаболізму пуринів. В. Утворення сечовини С. Катаболізму піримідинів Д. Розпаду глікогену Е. Розпаду простих білків Завдання 3. При обстеженні дитини лабораторно підтверджена оротидинурія та оротовая ацидурія, мегалобластична анемія. При пероральному прийомі препарату уридину наступила ремісія. Для дефекту якого ферменту характерні зазначені ознаки хвороби? А. ОМФ-декарбоксилази В. Рибонуклеотидредуктази С. Карбамоїлфосфатсинтетази Д. ГТФ-синтетази Е. Уридинфосфорилази Завдання 4. Протипухлинний препарат. метотрексат шнгібує дігідрофолатредуктазу, зв’язуючись з її активним центром. Активність ферменту може бути відновлена збільшенням концентрації субстрату. Який тип інгібування спостерігається? А. Конкурентне В. Незворотне С. Стереохімічне Д. Алостеричне Е. Неконкурентне Завдання 5. Онкологічному хворому проводиться курс хіміотерапії лікарським препаратом метотрексатом - антивітаміном фолієвої кислоти, що блокує дигідрофолатредуктазу та таким чином порушує утворення ТГФК. Який етап синтезу ДНК клітин, що діляться, найбільш чутливий до інгібіторів цього ферменту? А. Синтез пуринових нуклеотидів по”запасному” шляху В. Синтез УМФ С. Утворення ЦМФ із УМФ Д. Утворення АМФ із ІМФ Е. Утворення тимідилату з dУМФПравильність рішення завдань перевірте, зіставивши їх з еталонами відповідей.^ Еталони відповідей до рішення цільових навчальних завдань.1 - , 2 -С, 3 - А, 4 - А, 5 - Е.Короткі методичні рекомендації до проведення заняття На занятті проводиться тестовий контроль вихідного рівня знань студентів і його корекція. Перевіряється виконання домашнього завдання. Потім студенти приступають до виконання лабораторної роботи, використовуючи при цьому інструкцію. Після виконання лабораторної роботи необхідно оформити протокол, зробити висновки до роботи, які перевіряє й контролює викладач.Інструкція до практичного заняттяГідроліз нуклеопротеинов. Якісні реакції на складові частини нуклеопротеинов^ Принцип метод^ Тема 2.4. Біосинтез білка в рибосомах. Етапи та механізм трансляції, регуляція трансляції. Антибіотики - інгібітори транскрипції та трансляції. Актуальність теми Проблема біосинтезу білка є предметом уваги багатьох наукових колективів. Механізмив передачі спадкоємної інформації реалізує процес трансляції, що означає переклад мови мономірів нуклеїнових кислот на мову мономірів білків. Таким чином, трансляція завершує переклад генетичної інформації, зашифрованої в ДНК, у фенотипічні ознаки та функціональні властивості живих організмів, що передаються наступним генераціям. Генетична інформація в ДНК реалізується шляхом програмованого через мРНК синтезу білків, котрі визначають фенотипічні ознаки живих організмів. Основною умовою існування живих організмів є наявність системи регуляції. Білоксинтезуюча система в прокаріот та еукаріот має істотні відмінності. Це дає можливість вибірково гальмувати біосинтез білків у бактерій використанням лікарських препаратів. Однак багато з них токсичні й для людини. Лікар має у своїх руках діюче фармакологічне знаряддя боротьби з інфекцією, пухлинами. Тому є необхідні знання механізму синтезу білка, нуклеїнових кислот, на які впливають протипухлинні та антибактеріальні препарати. Сучасний провізор має можливість опанувати інформацію щодо великої кількості препаратів цих груп, основою для цього може стати ця тема. Тепер ознакомтесь із цілями заняття.^ Загальна мета. Уміти інтерпретувати інформацію про біосинтез білка для пояснення адаптації організму до умов, що змінюються, середовища й рішення питань лікування й проф