TEMATYKA ĆWICZEŃ TEORETYCZNYCH Z BIOCHEMII
DLA STUDENTÓW KIERUNKU POŁOŻNICTWA
W ROKU AKADEMICKIM 2012/2013
Zalecane podręczniki:
Podstawowy: Biochemia. Podręcznik dla studentów studiów licencjackich i magisterskich.
Edward Bańkowski, MedPharm 2006
Uzupełniający: Biochemia Harpera, PZWL 2004
ĆWICZENIE I. Enzymy i witaminy
1.) Budowa enzymów - pojęcia apoenzym, holoenzym, grupa prostetyczna, koenzym, centrum aktywne. Mechanizm działania enzymów. Wpływ czynników fizykochemicznych (temperatura, pH, siła jonowa) na szybkość reakcji enzymatycznych. Regulacja aktywności enzymatycznej.
2.) Kinetyka reakcji enzymatycznych - szybkość początkowa i maksymalna reakcji, stała Michaelisa-Menten. Hamowanie reakcji enzymatycznych (odwracalne, nieodwracalne, kompetycyjne, niekompetycyjne). Budowa i rola enzymów allosterycznych (ogólnie).
3.) Podział enzymów na klasy, przykłady. Pojęcia - izoenzymy i rybozymy.
Wykorzystanie oznaczeń enzymów w diagnostyce (dehydrogenaza mleczanowa, aminotransferazy, kinaza kreatynowa).
4.) Źródła reaktywnych form tlenu. Enzymy usuwające toksyczne formy tlenu: katalaza, peroksydaza glutationowa, reduktaza glutationowa, dysmutaza ponadtlenkowa oraz drobnocząsteczkowe związki chroniące organizm przed toksycznym działaniem tlenu.
Koenzymy i ich rola, przykłady.
5.) Klasyfikacja, nazewnictwo i rola witamin. Udział witamin w budowie koenzymów. Skutki niedoboru witamin w organizmie.
ĆWICZENIE II. Bioenergetyka i utlenianie biologiczne
1.) Schemat katabolizmu cukrów, tłuszczów i białek do CO2 i H2O.
2.) Procesy energetyczne - pojęcia katabolizm, anabolizm, procesy endo- i egzoenergetyczne. Związki wysokoenergetyczne - 1,3-bisfosfoglicerynian, fosfoenolopirogronian, fosfokreatyna, karbamoilofosforan. Centralna rola ATP w przekazywaniu energii.
3.) Cykl kwasów trikarboksylowych - reakcje poszczególnych etapów. Fosforylacja substratowa w cyklu. Reakcje anaplerotyczne i regulacja aktywności enzymów uczestniczących w cyklu.
4.) Schemat łańcucha oddechowego, jego organizacja w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Fosforylacja oksydacyjna - teoria chemiosmotyczna Mitchela. Inhibitory łańcucha oddechowego i oksydacyjnej fosforylacji, związki rozprzęgające. Bilans energetyczny utleniania NADH + H+ i FADH2 w łańcuchu oddechowym.
5.) Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu: enzymy, koenzymy i regulacja procesu. Obliczanie efektów energetycznych całkowitego spalenia (do CO2 i H2O) określonej liczby moli pirogronianu i acetylo-CoA.
ĆWICZENIE III. Metabolizm węglowodanów
1.) Trawienie i wchłanianie węglowodanów w przewodzie pokarmowym. Transport glukozy przez błonę komórkową (wpływ insuliny) oraz zużycie glukozy przez narządy (wątroba) i tkanki (nerwowa, mięśniowa, tłuszczowa). Kontrola stężenia glukozy we krwi (insulina, glukagon, adrenalina, glikokortykoidy). Cukrzyca typu I i II.
2.) Glikoliza w warunkach tlenowych oraz beztlenowych - etapy, enzymy, efekty energetyczne, regulacja. Bilans energetyczny katabolizmu glukozy w warunkach tlenowych i beztlenowych w powiązaniu z cyklem kwasów trikarboksylowych oraz łańcuchem oddechowym.
3.) Glukoneogeneza z mleczanu i glicerolu - reakcje, lokalizacja tkankowa, regulacja, bilans energetyczny, odrębności enzymatyczne pomiędzy glikolizą a glukoneogenezą.
4.) Cykl pentozofosforanowy - równanie ogólne i reakcje, znaczenie dla organizmu (połączenie z przemianami tłuszczów, steroidów i nukleotydów).
5.) Metabolizm glikogenu - synteza, rozpad, regulacja, specyfika tkankowa. Metabolizm galaktozy i fruktozy oraz zaburzenia w katabolizmie tych monosacharydów (fruktozuria, dziedziczna nietolerancja fruktozy, galaktozemia).
ĆWICZENIE IV. Metabolizm lipidów
1.) Trawienie tłuszczów prostych i fosfolipidów w przewodzie pokarmowym. Kwasy żółciowe, ich rola i powstawanie. Podstawowe lipoproteiny krwi oraz ich funkcja metaboliczna.. Lipoliza wewnątrznaczyniowa i wewnątrzkomórkowa. Źródła cholesterolu i jego znaczenie.
2.) Aktywacja kwasów tłuszczowych w komórce. Transport aktywnych kwasów tłuszczowych do mitochondriów. oksydacja kwasów tłuszczowych nasyconych o parzystej i nieparzystej liczbie atomów węgla w cząsteczce oraz nienasyconych kwasów tłuszczowych. Utlenianie glicerolu.
3.) Rola niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT).
Synteza kwasów tłuszczowych: lokalizacja komórkowa, Transport acetylo-CoA z mitochondriów do cytozolu, karboksylacja acetylo-CoA, budowa i reakcje katalizowane przez kompleks syntazy kwasów tłuszczowych.
4.) Ketogeneza i rozpad związków ketonowych w warunkach prawidłowych oraz w warunkach głodzenia. Czynniki regulujące ketogenezę. Efekty energetyczne spalania związków ketonowych i kwasów tłuszczowych.
5.) Synteza triacylogliceroli. Budowa i rola fosfolipidów i sfingomielin.
ĆWICZENIE V. Metabolizm białek
1.) Znajomość wzorów wszystkich aminokwasów białkowych. Podział aminokwasów na niezbędne i nie niezbędne. Białka pełno- i niepełnowartościowe, bilans azotowy. Aminokwasy tylko glukogenne, gluko- i ketogenne oraz tylko ketogenne. Trawienie białek w przewodzie pokarmowym oraz rozkład białek wewnątrzkomórkowych (rola ubikwityny) i pozakomórkowych.
2.) Transaminacja - reakcje, enzymy. Deaminacja oksydacyjna - dehydrogenaza glutaminianowa, oksydazy D- i L-aminokwasowe, deaminacja nieoksydacyjna przy udziale liaz (dehydratazy serynowa i treoninowa i amoniakoliaza histydynowa). Deamidacja - glutaminaza, asparaginaza.
3.) Detoksykacja amoniaku (synteza mocznika i synteza glutaminy). Cykl mocznikowy - lokalizacja, enzymy, reakcje, regulacja, zużycie energii, hiperamonemia.
4.) Katabolizm łańcuchów węglowych aminokwasów prowadzący do: acetylo-CoA i metabolitów cyklu Krebsa (znajomość produktów końcowych). Niektóre wady metaboliczne katabolizmu aminokwasów - fenyloketonuria, tyrozynemia, albinizm, alkaptonuria.
5.) Biosynteza endogennych dla człowieka aminokwasów Ala, Gln, Glu, Asp, Tyr, Gly, Ser, Arg. Synteza amin katecholowych - dopominy, noradrenaliny, adrenaliny. Dekarboksylacja aminokwasów dostarczająca amin biogennych (histamina, serotonina, etanoloamina, kwas γ-aminomasłowy).