Завдання 1. Визначення активності ФАД-залежної сукцинат-дегідрогенази – компонента дихального ланцюга мітохондрій.

Модуль № 2.

Тема заняття № 7 (15.10.2012)

Дослідження процесів біологічного окиснення, окисного фосфорилування та біосинтезу АТФ.

Актуальність теми: Окисно-відновні ферменти забезпечують перебіг реакцій, пов’язаних з перенесенням електронів та протонів і лежать в основі утворення макроергічних сполук. Дослідження їх функціонування важливе для глибокого розуміння механізмів тканинного дихання і його ролі при різних функціональних станах організму.

Цілі заняття:

Ø Пояснювати процеси біологічного окиснення субстратів в клітинах та запасання енергії, що вивільняється, у вигляді макроергічних зв’язків АТФ;

Ø Аналізувати реакції біологічного окиснення та їх роль в забезпеченні фундаментальних біохімічних процесів;

Ø Пояснювати структурну організацію ланцюга транспорту електронів та його молекулярних комплексів;

Ø Трактувати роль біологічного окиснення, тканинного дихання та окисного фосфорилування в генерації АТФ за аеробних умов.

Теоретичні питання

1. Біологічне окиснення субстратів в клітинах.

2. Реакції біологічного окиснення та їх функціональне значення:

· дегідрогеназні;

· оксидазні;

· оксигеназні (моно- та діоксигеназні).

3. Піридинзалежні дегідрогенази. Будова НАД⁺ і НАДФ⁺. Їх значення у реакція окиснення та відновлення.

4. Флавінзалежні дегідрогенази. Будова ФАД і ФМН. Їх роль у реакціях окиснення та відновлення.

5. Цитохроми та їх роль у тканинному диханні. Будова їх простетичної групи.

6. Молекулярна організація ланцюга транспорту електронів (дихального ланцюга) мітохондрій:

· компоненти дихального ланцюга мітохондрій;

· послідовність переносників електронів в дихальному ланцюгу;

· рушійна сила векторного руху електронів в дихальному ланцюгу.

7. Надмолекулярні комплекси дихального ланцюга внутрішніх мембран мітохондрій:

· НАДН-коензим Q-редуктаза;

· сукцинат-коензим Q-редуктаза;

· коензим Q-цитохром с-редуктаза;

· цитохром с-оксидаза.

8. Шляхи включення відновлювальних еквівалентів (електронів та протонів) у дихальний ланцюг мітохондрій.

Практична робота

Завдання 1. Визначення активності ФАД-залежної сукцинат-дегідрогенази – компонента дихального ланцюга мітохондрій.

Принцип методу. Сукцинатдегідрогеназа каталізує дегідрогенізацію сукцинату (бурштинової кислоти), в результаті чого утворюється фумарат (фумарова кислота). Кофактором ферменту є ФАД, який відновлюється в процесі реакції до ФАДН₂. Утворений в реакції ФАДН₂ відновлює метиленову синьку та перетворює її в безбарвну лейкосполуку.

Матеріальне забезпечення: фосфатний буфер рН 7,4, розчин бурштинової кислоти, розчин метиленової синьки, суспензія мітохондрій, 0,1 М розчин H₂SO₄, термостат, штатив із пробірками, піпетки.

Хід роботи. Дві пробірки – контрольну та дослідну заповнюють реактивами за таблицею:

Вміст пробірок	Пробірка
Контрольна	Дослідна
Фосфатний буфер, рН = 7,4, мл	1,0	1,0
Розчин бурштинової кислоти, мл	1,0	1,0
Суспензія мітохондрій, мл	–	0,5
Суспензія мітохондрій після кип’ятіння, мл	0,5	–
Метиленова синька, мл	0,5	0,5
Інкубація в термостаті при 37^оС
Результати: час, протягом якого відбувається знебарвлення розчину

Після додавання метиленової синьки обидві пробірки поміщають в термостат при 37^оС і відмічають час, протягом якого відбулося знебарвлення розчину в кожній пробірці. За результатами проведеного експерименту зробити висновки.

Клініко-діагностичне значення. Багато речовин, у тому числі і лікарські засоби, можуть змінювати енергетику клітин, інтенсивність окислювального фосфорилування – утворення АТФ. Їх можна поділити на активатори та інгібітори енергетичного обміну. До активаторів належать кислоти циклу Кребса (лимонна, яблучна, бурштинова) та низка інших сполук (глюкоза, амінокислоти тощо), тому вони знайшли застосування у медичній практиці.

Лимонну кислоту у вигляді солей (цитрат натрію) використовують в якості засоба, що запобігає згортанню крові та може входити до складу деяких ліків.

Дата добавления: 2015-10-29