МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ

МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО

ФАКУЛЬТЕТА

Гродно - 2003

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ

МЕДИКО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО

ФАКУЛЬТЕТА

Гродно - 2003

Методические рекомендации подготовлены заведующим кафедрой биохимии ГГМУ профессором В. В. Лелевичем, профессором Н. К. Лукашиком, доцентами А. А. Масловсой, В. В. Воробьевым, В. В. Климовичем, ассистентом М. Н. Курбатом.

Под общей редакцией профессора В. В. Лелевича.

Рецензент:

Заведующий кафедрой

Гродненского государственного медицинского университета

профессор

Утверждено и рекомендовано к печати решением Центрального научно-методического Совета университета (протокол № 3 от 24.02.2003 г).

Преподавание биологической химии в медицинских вузах должно со-ответствовать динамическому развитию биохимической науки. В связи с этим периодически обновляются учебные программы и методические доку-менты. Действующая учебная программа по биологической химии для студентов лечебно-профилактического факультета была разработана и утверждена МЗ РБ в 1997 г. В течение трех последних лет она адаптирована в учебном процессе на лечебно-профилактическом и иностранном факультетах. На кафедре биохимии ГГМУ был разработан ряд методических материалов в соответствии с действующей учебной программой: рабочая программа, экзаменационные вопросы, экзаменационные билеты, тестовые задания для компьютерного контроля знаний. Для оптимизации учебного процесса студенту необходимы методические рекомендации, где указаны все темы практических занятий, лабораторные работы, выполняемые студентами, рекомендуемая учебная литература. Это позволит студентам создать цельное представление об учебной программе по предмету, унифицировать их подготовку к занятиям, избавить от переписывания вопросов к каждому занятию.

В предлагаемых методических рекомендациях приводятся темы 36 лабораторных занятий, что соответствует учебному плану, выполняемому в течение 3 и 4-го семестров.

При подготовке теоретического раздела занятия необходимо внимательно ознакомиться с контрольными вопросами для самоподготовки. Изучение теоретического материала должно начинаться с восстановления исходного уровня знаний к теме или разделу (из биологии, биоорганической химии или уже пройденных тем биохимии). Необходимая учебная информация содержится в рекомендуемых разделах учебников «Биологическая химия» Т. Т. Березова, Б. Ф. Коровкина (М., 1990 и 1998 г.); А. Я. Николаева (М., 1989); лекционном курсе.

При подготовке к лабораторной работе рекомендуется изучить кон-трольные вопросы по данному разделу, материал, изложенный в «Руковод-ствах к практическим занятиям по биологической химии» Т. Л. Алейни-ковой, Г. В. Рубцовой (М., 1988); О. Д. Кушмановой, Г. М. Ивченко (М., 1983); Н. К. Лукашика, В. В. Климовича (2000) и составить протокол к лабо-раторной работе. В протоколе должны быть отражены следующие разделы:

1. 
   Номер занятия.
   
2. 
   Тема.
   
3. 
   Название лабораторной работы.
   
4. 
   Принцип метода и химический механизм реакций.
   
5. 
   Схема выполнения (ход) работы.
   
6. 
   Результаты.
   
7. 
   Выводы.
   

Изучение отдельных разделов биохимии заканчивается проведением контрольных занятий, на которых обобщаются все знания, полученные по данной части учебной программы.

Надеемся, что подготовленные коллективом кафедры методические рекомендации помогут студентам успешно овладеть программными знаниями по биологической химии.

З А Н Я Т И Е № 1

ЦЕЛЬ: Сформировать у студентов представление о предмете и задачах биологической химии, специфике биохимических лабораторий и особенностях работы с биологическим материалом.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

2. Колориметрия, общий принцип. Устройство и особенности

эксплуатации фотоэлектроколориметра.

3. Пипетки, предназначение, типы.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:

1. 
   Отработка практических навыков использования пипеток.
   
2. 
   Работа на фотоэлектроколориметре. Построение калибровочного
   

4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   

1. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным
   

1. 
   Этапы истории биохимии, основные разделы и направления.
   
2. 
   Стратегия исследования молекулярных процессов в клетке.
   
3. 
   Объекты биохимических исследований и методы биохимии.
   
4. 
   Медицинская биохимия, теоретические и практические аспекты.
   
5. 
   Место биохимии в медицинском образовании и ее взаимосвязь с другими биологическими науками.
   
6. 
   Вклад ученых-биохимиков в становление и развитие науки.
   

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия.– М.: Медицина, 1990. – С. 13-15.
   
2. 
   Николаев А. Я. Биологическая химия. – М.: Высш. шк., 1989. – С. 5-8.
   
3. 
   Конспект лекций.
   

ЗАНЯТИЕ № 2

ТЕМА: СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ - I

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе:
   
   1. 
      Цветные реакции на белки и аминокислоты, химические механизмы.
      
   2. 
      Принципы методов количественного определения белков в растворе:
      

Б) спектрофотометрический.

3. 
   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: Цветные реакции на белки и аминокислоты.
   
   1. 
      Биуретовая реакция.
      
   2. 
      Нингидриновая реакция.
      
   3. 
      Ксантопротеиновая реакция.
      
   4. 
      Реакция Фоля.
      
   1. 
      Определение общего белка плазмы биуретовым методом.
      
4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   
5. 
   Контроль за усвоением теоретического материала.
   

1. 
   Алейникова Т. Л., Рубцова Г. В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. - М.: Высш. шк., 1988. – С. 11-13, 18-20, 22-23. Работы 5, 7, 10, 11.
   
2. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. - М.: Медицина, 1983. - С. 10-11, нингидриновая реакция.
   

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. 
   История изучения белков.
   
2. 
   Аминокислоты, их роль в организме. Классификация аминокислот.
   
3. 
   Характеристика физико-химических свойств белков.
   
4. 
   Форма и размеры белков, молекулярная масса, методы ее определения.
   
5. 
   Цветные реакции на белки и аминокислоты, их практическое применение.
   
6. 
   Количественное определение белков в растворах и тканях.
   

Л И Т Е Р А Т У Р А:

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990. – С. 16-17, 28-40, 42.
   
2. 
   Николаев А. Я., Биологическая химия. – М.: Высш. шк., 1989. - С. 9-17, 36-42.
   
3. 
   Конспект лекций.
   

З А Н Я Т И Е № 3

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе:
   
   1. 
      Факторы устойчивости белков в растворе.
      
   2. 
      Обратимое осаждение белков, факторы, механизмы.
      
   3. 
      Необратимое осаждение белков, факторы, механизмы.
      
   4. 
      Практическое использование обратимого и необратимого осаждения белков.
      

3. 
   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:
   
   1. 
      Разделение альбуминов и глобулинов яичного белка методом высаливания (пункты 2 и 3)
      
   2. 
      Осаждение белков HNO₃ (демонстрация)
      
   3. 
      Разделение белков методом электрофореза (демонстрация электрофореграмм и их анализ).
      
4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   
5. 
   Контроль за усвоением теоретического материала.
   

1. 
   Алейникова Т. Л., Рубцова Г. В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. - М.: Высш. шк., 1988.- С. 24-25, 39. Работа 14 (пункты 2 и 3).
   
2. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. – М.: Медицина - С. 26, 28-29. Работа 73. С. 186-192.
   

1. 
   Первичная структура белковой молекулы и методы ее установления.
   
2. 
   Зависимость биологических свойств и видовой специфичности белков от первичной структуры.
   
3. 
   Вторичная структура белковой молекулы, ее виды и методы установления.
   
4. 
   Третичная структура белковой молекулы и методы ее установления.
   
5. 
   Зависимость биологических свойств белков от третичной структуры. Денатурация белка, ее механизмы и практическое использование.
   
6. 
   Четвертичная структура белков, ее биологический смысл и значение.
   
7. 
   Представление о кооперативных взаимодействиях и мультимолекулярных структурах.
   

Л И Т Е Р А Т У Р А:

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990.- С. 40-41, 42-60.
   
2. 
   Николаев А. Я. Биологическая химия.- М.: Высш. шк., 1989.- С. 18-36.
   
3. 
   Конспект лекций.
   

З А Н Я Т И Е № 4

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе.
   
   1. 
      Гидролиз белков и его типы, схема.
      
   2. 
      Контроль кислотного гидролиза (биуретовая реакция) и гидролиза белка трипсином.
      
   3. 
      Практическое использование гидролиза и белковых гидролизатов.
      

3. 
   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:
   
   1. 
      Кислотный и ферментативный гидролиз белков.
      
      1. 
         Кислотный гидролиз.
         
      2. 
         Гидролиз белков трипсином.
         
      3. 
         Контроль за полнотой гидролиза (биуретовая реакция).
         

5. Контроль за усвоением теоретического материала.

1. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. – Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. - М.: Медицина, 1983.- С. 15-19. Работа 2.
   
2. 
   Алейникова Т.Л., Рубцова Г.В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. - М.: Высш. шк., 1988.- С. 52-53. Работа 26.
   

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. 
   Динамическое состояние нативного белка. Способность белка к специфическим взаимодействиям, взаимодействие белок-лиганд.
   
2. 
   Функции белков и многообразие функционально различных белков.
   
3. 
   Различие белкового состава органов, изменение его в онтогенезе и при болезнях.
   
4. 
   Пептиды, классификация, представители. Нейропептиды.
   
5. 
   Методы выделения и очистки индивидуальных белков, получение белковых препаратов.
   
6. 
   Общая характеристика простых и сложных белков, представители, биологические функции.
   

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990.- С. 17-18, 60-76.
   
2. 
   Николаев А. Я. Биологическая химия.- М.:Высш. шк., 1989.- С. 29-30,31-33, 42-45, 48-53.
   
3. 
   Конспект лекций.
   

З А Н Я Т И Е № 5

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе:
   

1. 
   Химическая природа ферментов, представление об активном центре.
   
2. 
   Особенности ферментативного катализа, этапы ферментативной реакции.
   
3. 
   Реакция, катализируемая амилазой. Принцип метода определения активности фермента.
   
4. 
   Факторы, влияющие на активность амилазы (температура, активаторы, ингибиторы).
   
5. 
   Принцип метода определения активности амилазы (диастазы) мочи по Вольгемуту. Единицы амилазной активности.
   
6. 
   Диагностическое значение определения активности диастазы мочи.
   

3. 
   Лабораторная работа:
   

1. 
   Влияние температуры на активность амилазы.
   
2. 
   Влияние активаторов и ингибиторов на активность амилазы слюны.
   
3. 
   Определение активности амилазы (диастазы) мочи по Вольгемуту (методика прилагается).
   

4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   
5. 
   Контроль за усвоением теоретического материала.
   

1. 
   Алейников Т. Л., Рубцова Г. В. - Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. - М.: Медицина, 1983.- С. 60-61, 79-80. Работы 31 и 45.
   
2. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии.- М.: Медицина, 1983.- С. 64-66.
   

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИЛАЗЫ (ДИАСТАЗЫ) МОЧИ ПО ВОЛЬГЕМУТУ

Амилазная активность мочи выражается количеством миллилитров 0,1% раствора крахмала, который расщепляется ферментом, содержащимся в 1 мл неразведенной мочи, при температуре 45⁰С за 15 минут.

В норме моча человека содержит мало амилазы, происходящей из поджелудочной железы. Активность амилазы (диастазы) мочи обозначается А⁴⁵⁰ (или d⁴⁵⁰). В норме активность амилазы мочи равна 16-64 ед.

Определение активности амилазы в моче и сыворотке крови широко используется в клинической практике с целью диагностики заболеваний поджелудочной железы. При острых панкреатитах амилазная активность мочи и сыворотки крови увеличивается в десятки раз, особенно в первые сутки заболевания, а затем постепенно возвращается к норме. При почечной недостаточности амилаза в моче отсутствует.

В детском возрасте увеличение активности амилазы наблюдается при эпидемическом паротите, что указывает на одновременное поражение поджелудочной железы вирусом паротита.

Ход работы: Берут 10 пронумерованных пробирок, приливают в каждую по 1 мл 0,85% раствора хлорида натрия. Затем в первую пробирку добавляют 1 мл исследуемой мочи. Содержимое этой пробирки перемешивают, несколько раз втягивая и выпуская жидкость из пипетки. Набирают в пипетку 1 мл смеси и переносят ее во 2-ю пробирку и т.д. до 10-й пробирки. Из 10-й пробирки отбирают 1 мл смеси и выливают. В каждую пробирку добавляют по 1 мл 0,85% раствора хлорида натрия, по 2 мл 0,1% раствора крахмала и, перемешав, все пробирки помещают в термостат на 15 мин. при 45^оС. После инкубации пробирки охлаждают водопроводной водой и ставят по порядку в штатив. Прибавляют в каждую пробирку по 2 капли раствора йода и перемешивают. При реакции с йодом жидкость в пробирках окрашивается в желтоватый, розовый и фиолетовый цвет. Отмечают пробирку с наибольшим разведением мочи, при котором произошло полное расщепление крахмала (желтая окраска с йодом). Полученные данные заносят в таблицу.

1 мл неразведенной мочи расщепит Х мл 0,1% раствора крахмала

2 · 1 · 16

X = ----------- = 32 мл 0,1 % раствора крахмала.

1

Следовательно, активность амилазы (диастазы) мочи равна 32 ед.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. 
   История открытия и изучения ферментов.
   
2. 
   Химическая природа и свойства ферментов, представление об аллостерическом центре.
   
3. 
   Механизм действия ферментов.
   
4. 
   Классификация и номенклатура ферментов.
   
5. 
   Изоферменты.
   
6. 
   Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Коферментные функции витаминов.
   

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия.– М.: Медицина, 1990. – С. 92-108,114-115, 124-125, 126-129.
   

3. Конспект лекций.

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе:
   

1. 
   Химическая реакция, катализируемая ферментом липазой, ее роль в процессе пищеварения.
   
2. 
   Факторы, активирующие липазу в кишечнике.
   
3. 
   Изменение скорости ферментативной реакции во времени.
   
4. 
   Принцип метода количественного определения активности липазы.
   

3. 
   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:
   

1. 
   Кинетика действия липазы. Влияние жёлчи на активность липазы.
   

4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   
5. 
   Контроль за усвоением теоретического материала.
   

1. 
   Алейникова Т. Л., Рубцова Г. В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. - М.: Высш. шк., 1988. - С. 146-148. Работа 82.
   
2. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. – М.: Медицина, 1983. – С. 72-73.
   

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. 
   Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата, фермента и продуктов реакции.
   
2. 
   Механизмы регуляции активности ферментов.
   
3. 
   Определение активности ферментов и единицы ее измерения.
   
4. 
   Изменения активности ферментов при патологии.
   
5. 
   Происхождение ферментов плазмы крови. Определение ферментов плазмы крови с диагностической целью.
   
6. 
   Применение ферментов для лечения болезней. Лекарственные препараты – ингибиторы ферментов.
   

1. 
   Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1990. – С. 108-114, 115-124.
   
2. 
   Николаев А. Я. Биологическая химия.- М.: Высш. шк., 1989 г. С. 73 - 81, 83 – 89, 90 – 92.
   
3. 
   Конспект лекций.
   

З А Н Я Т И Е № 7

1. 
   История изучения белков.
   
2. 
   Белки - важнейшие компоненты живых организмов, элементный состав, содержание в тканях животных и человека.
   
3. 
   Аминокислотный состав белков, классификация аминокислот. Строение пептидов, биологически активные пептиды.
   
4. 
   Молекулярная масса, форма и размеры белков.
   
5. 
   Физико-химические свойства белков. Факторы устойчивости белков в растворах, осаждение белков.
   
6. 
   Методы количественного определения белков в растворах.
   
7. 
   Первичная структура белковой молекулы, методы установления. Зависимость биологических свойств и видовой специфичности белков от первичной структуры.
   
8. 
   Вторичная структура белковой молекулы, ее виды.
   
9. 
   Третичная структура белковой молекулы, методы установления, виды связей.
   
10. 
    Зависимость биологических свойств белков от третичной структуры. Денатурация белков.
    
11. 
    Четвертичная структура белков, биологический смысл, значение.
    
12. 
    Представление о кооперативных взаимодействиях белков и мультимолекулярных структурах.
    
13. 
    Биологические функции белков, многообразие белков. Функционирование белков (динамика белковой молекулы, взаимодействие белок-лиганд, белок-белок).
    
14. 
    Различие белкового состава органов, изменение состава в онтогенезе и при болезнях.
    
15. 
    Методы выделения и очистки индивидуальных белков.
    
16. 
    Общая характеристика простых белков.
    
17. 
    Общая характеристика сложных белков.
    
18. 
    История открытия и изучения ферментов.
    
19. 
    Особенности ферментативного катализа.
    
20. 
    Специфичность действия ферментов. Химическая природа ферментов.
    
21. 
    Активный и аллостерический центры. Механизм действия ферментов.
    
22. 
    Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата, фермента, продуктов реакции.
    
23. 
    Кофакторы ферментов, коферментные функции витаминов.
    
24. 
    Определение активности ферментов и единицы ее измерения.
    
25. 
    Изоферменты.
    
26. 
    Типы регуляции активности ферментов: аллостерические ферменты, ингибиторы и активаторы ферментов.
    
27. 
    Виды ингибирования: обратимое (конкурентное и неконкурентное), необратимое.
    
28. 
    Изменение активности ферментов при патологии.
    
29. 
    Определение ферментов в плазме крови с диагностической целью, происхождение ферментов плазмы крови.
    
30. 
    Применение ферментов для лечения болезней. Лекарственные препараты - ингибиторы ферментов.
    
31. 
    Классификация и номенклатура ферментов.
    

З А Н Я Т И Е № 8

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

1. 
   Разбор вопросов теоретического раздела.
   
2. 
   Контрольные вопросы к лабораторной работе:
   
   1. 
      Нуклеопротеины, их представители, биологическая роль.
      
   2. 
      Схема гидролиза нуклеопротеинов.
      
   3. 
      Сущность качественных реакций на продукты гидролиза нуклеопротеинов.
      
3. 
   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:
   
   1. 
      Определения компонентов гидролиза нуклеопротеинов в гидролизате:
      
      1. 
         Биуретовая реакция на полипептиды.
         
      2. 
         Серебряная проба на пуриновые основания.
         
      3. 
         Проба Троммера на рибозу и дезоксирибозу.
         
      4. 
         Молибденовая проба на фосфорную кислоту.
         
4. 
   Контроль выполнения лабораторной работы.
   
5. 
   Контроль за усвоением теоретического материала.
   

1. 
   Алейникова Т. Л., Рубцова Г. В. Руководство к практическим занятиям по биологической химии. - М.: Высш. шк., 1988. - С. 94-96. Работа 53.
   
2. 
   Кушманова О. Д., Ивченко Г. М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. – М.: Медицина, 1983. – С. 29-34.