ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ РФ" "УТВЕРЖДАЮ" Проректор по учебной работе профессор С.Н. Цыбусов. "___"___________20___г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Наименование дисциплины БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Шифр специальности 060301 - фармация Факультет ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ Форма обучения ОЧНАЯ 2012 г. 1 Рабочая программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по специальности ФАРМАЦИЯ, утвержденным приказом Министерства образования и науки Российской федерации №38 от 17.01.2011 г. Составители рабочей программы: Ерлыкина Елена Ивановна, д.б.н., профессор, зав.кафедрой биохимии им. Г.Я. Городисской; Кузьмина Елена Ивановна к.б.н., доцент кафедры биохимии им. Г.Я. Городисской. Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры (протокол № , 2012г.). Заведующий кафедрой, звание Ф.И.О. проф. Ерлыкина Е.И.________________________ «_21___» ____мая________20__г. СОГЛАСОВАНО Председатель цикловой методической комиссии : доцент Ловцова Л.В.______________ «___» ______________ 20__г. СОГЛАСОВАНО Начальник УМУ___проф.Потемина Т._Е._______________ «___» ______________ 20__г. 2 1. Цели и задачи освоения дисциплины Цель – на основании достижений современных биохимической науки сформировать у студентов системные знания о химическом составе и молекулярных процессах превращения веществ в организме человека, о механизмах биотрансформации лекарственных веществ и их влиянии на обменные процессы для обеспечения теоретической базы последующего изучения дисциплин по специальности «Фармация». Задачи: обеспечить усвоение знаний по вопросам организации основных биомакромолекул клетки, молекулярных основ обмена веществ и энергии, функциональной биохимии отдельных специализированных тканей и органов, механизмов их регуляции, понимания молекулярных процессов, являющихся возможными мишенями действия лекарств и их поступлении и превращениях в организме; выработать у студентов способность использовать знания, умения и навыки, полученные на курсе биохимии, для эффективного формирования профессиональных способностей провизора, оценки информативности результатов биохимических анализов, успешного участия в учебноисследовательской работе и разработке новых лекарственных средств; -формировать навыки аналитической работы с информацией (учебной, научной, нормативносправочной литературой и другими источниками), с информационными технологиями, диагностическими методами исследованиями. 2. Место дисциплины в структуре ООП: 2.1 Дисциплина «Биохимия» относится к естественно-научному, математическому, и медико-биологическому циклу дисциплин базовой части ФГОС ВПО по специальности 060301 Фармация. В общей системе подготовки провизоров биохимия занимает особое положение - это наука, дающая, с одной стороны, фундаментальные знания о молекулярных механизмах функционирования организма человека, а с другой является прикладной медицинской наукой, знания которой необходимы каждому фармацевту. 2.2. Входные навыки, знания и умения, необходимые для изучения биохимии. Общественные науки. Теория научного познания. Основные законы и категории диалектики. Неорганическая химия. Современная номенклатура неорганических соединений. Электронная структура и химические свойства биоэлементов. Энергия и типы связей. Основные правила работы в химической лаборатории и навыки анализа основных неорганических веществ. Органическая химия. Современная номенклатура органических соединений. Основные свойства углеродосодержащих гетероциклических соединений. Классификация и строение углеводов. Строение и химические свойства мономеров белков и нуклеиновых кислот. Строение, состав и химические свойства липидов. Аналитическая химия. Основные принципы анализа (титрометрический, спектральный и др.). Взвешивание на технических и аналитических весах. Принципы построения и использования калибровочных графиков. Физика. Законы светопоглощения и использование их в практических целях. Понятие о спектральном анализе. Устройство и принцип работы основных физических (оптических, электрических) приборов, умение пользоваться ими. Физическая и коллоидная химия. Основные законы термодинамики. Понятие об осмотическом давлении и растворимости химических веществ. Буферные системы и их емкость. Понятие об электрохимических процессах, окислительно-восстановительные потенциалы и принцип их определения. Основы химической кинетики реакций. Понятие о свободных радикалах и цепных реакциях. Понятие о коллоидных системах и их свойствах. Физиология с основами анатомии. Анатомическое строение и функции важнейших органов и систем человека. Физиологические основы питания и пищеварения. Понятие о гомеостазе. Основы теплообразования и терморегуляции. Основные методы изучения физиологических функций. Патология. Учение о болезни. Патофизиология клетки. Общие вопросы учения о воспалении и реактивности организма. Патофизиология основных органов и систем. 3 Микробиология. Прокариоты и эукариоты. Молекулярная генетика, мутации и мутагены, генетические факторы устойчивости к лекарствам. Иммунология. Понятие об иммунологических реакциях организма и иммунологических препаратах, способах их получения и использования. Освоение биохимии необходимо для последующего изучения фармакогнозии, фармакологии, фармакотерапии, токсикологической химии, фармтехнологии, фармакотерапии, фармацевтической химии, биотехнологии, экстремальной медицины, УЭФ, гигиены и экологии, фармтовароведения. Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у выпускника следующих компетенций: ОК-1 – способность и готовность анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественно-научных, медико -биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности. ПК -1 - способностью и готовностью применять основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки научной и профессиональной информации; получать информацию различных источников, в том числе с использованием современных компьютерных средств, сетевых технологий, баз данных и знаний; ПК- 48 способность и готовность работать с научной литературой, анализировать информацию, вести поиск, превращать прочитанное в средство для решения профессиональных задач ( основные положения , следствия из них и предложения ); В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: правила работы и техники безопасности в химических лабораториях, с реактивами, приборами, животными; строение и биохимические свойства основных классов биологически важных соединений: белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, витаминов; основные метаболические пути их превращения; ферментативный катализ; основы биоэнергетики; роль клеточных мембран и их транспортных систем в обмене веществ в организме; химико-биологическую сущность процессов, происходящих на молекулярном и клеточном уровнях в организме; основные механизмы регуляции метаболических превращений белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов; принципы биохимического анализа и клинико-биохимической лабораторной диагностики заболеваний; применение методов биохимии в производстве и анализе лекарств. Уметь: использовать измерительное оборудование при выполнении биохимических исследований; определять содержание некоторых компонентов белкового, углеводного и липидного обменов в крови и биологических жидкостях; определять по содержанию продуктов метаболизма ксенобиотиков в биологических жидкостях превращение данного лекарственного вещества в организме. оценивать информативность биохимических определений для анализа крови и мочи при некоторых патологических состояниях; использовать знания для анализа сущности общепатологических процессов и механизма действия лекарственных препаратов; применять полученные знания при изучении последующих медико-биологических клинических дисциплин, в дальнейшем – в практической деятельности; пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности. Владеть: 4 приемами работы с медико-технической аппаратурой; некоторыми методами определения содержания аминокислот, белков, липидов, стеролов, углеводов, которые используются в фарманализе и диагностике заболеваний; базовыми технологиями преобразования информации: текстовые, табличные редакторы; техникой работы в сети Интернет для профессиональной деятельности. - 4. Объем дисциплины и виды учебной работы: Виды учебной работы Всего часов Аудиторные занятия ( ВСЕГО) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) и лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа (всего) В том числе Курсовая работа Реферат Другие виды самостоятельной работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) Общая трудоемкость 1V V 36 84 18 42 18 42 60 30 30 10 20 10 20 экза мен 120 36 216 час. 6 зач.ед. 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п 1 1. 2. Наименование раздела дисциплины 2 Строение и функции белков и аминокислот Ферменты Содержание раздела Коды Формы рубежного компетенций контроля 3 4 5 Предмет и задачи биохимии. ОК-1; Промежуточный Связь биохимии с фармацией, ПК-1; зачет её роль в подготовке ПК-48; провизоров. Молекулярная организация живого. Белки, как основа жизненных процессов. Химический состав белков. Аминокислоты. Виды химических связей в молекулах белков. Уровни структурной организации белков. Физико-химические свойства белков. Классификация белков. Простые и сложные белки, их строение и функции. Фолдинг белка, участие шаперонов. Роль протеомики в оценке патологических состояний. Понятие о ферментах как ОК-1; Промежуточный биологических катализаторах. ПК-1; зачет Ферменты, структурная ПК- 48; организация и функции. 5 3. Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Окислительное фосфорилирование. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса). 4. Гормоны. Свойства ферментов. Витамины и их коферментная функция. Понятие об активном и аллостерическом центре ферментов. Свойства ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Кинетика ферментативных реакций. Уравнение и график Михаэлиса-Ментен. Преобразование ЛайнуивераБэрка. Механизм действия ферментов и регуляция их активности. Использование ферментов и витаминов в фармации. Энзимодиагностика и энзимотерапия. Изоферменты. Органоспецифические ферменты. Наследственные энзимопатии. Общие понятия об обмене ОК-1; веществ. Энергетика обмена ПК-1; веществ. Внешний и ПК- 48; промежуточный обмены веществ. Пищеварение как начальный этап обмена веществ. Катаболические, анаболические и амфиболические пути обмена веществ. Биологическое окисление. Редокс-системы. Стадии окисления в клетке. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Биологическое окисление. Лимоннокислый цикл. Дыхательная цепь ферментов. Окислительное фосфорилирование, другие виды фосфорилирования. Свободно-радикальное окисление. Анти-оксидантная система клетки. Антиоксиданты как лекарственные препараты. Гормональная регуляция как ОК-1; механизм координации ПК-1; обмена веществ. Иерархия ПК- 48; гормональной регуляции. Классификация гормонов. Промежуточный зачет Промежуточный зачет 6 Стероидные гормоны Гормоны-производные аминокислот. Пептидные гормоны. Гормоныпроизводные жирных кислот. Передача сигнала в клетку. Характеристика рецепторов. Свойства гормонов и механизм их действия. Применение гормонов и их синтетических аналогов в медицине. 5. Обмен углеводов 6. Обмен липидов 7. Обмен белков, Обмен углеводов. Переваривание углеводов. Внутритканевые превращения углеводов. Гликогенолиз, гликолиз. Понятие о пентозофосфатном пути катаболизма углеводов. Биосинтез углеводов. Глюконеогенез. Биосинтез гликогена. Нейрогуморальная регуляция углеводного обмена. Источники глюкозы крови. Регуляция уровня глюкозы в крови. Роль печени в углеводном обмене. Нарушения обмена углеводов. Обмен липидов. Переваривание жиров в желудочно-кишечном тракте. Ресинтез липидов в кишечном эпителии, катаболизм липидов в тканях. Транспорт липидов, липопротеины плазмы крови: строение, функции, метаболизм. Окисление глицерола и жирных кислот. Синтез и окисление кетоновых тел. Синтез жирных кислот и липидов в тканях. Обмен стеролов и холестерола. Нейрогуморальная регуляция липидного обмена. Нарушения липидного обмена. Биологические мембраны: строение, свойства, функции. Липосомы как модель биологических мембран и транспортная форма лекарственных препаратов. Обмен аминокислот и белков. ОК-1; ПК-1; ПК- 48; Промежуточный зачет ОК-1; ПК-1; ПК- 48; Промежуточный зачет ОК-1; Промежуточный 7 аминокислот и нуклеотидов. Синтез белка. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте. Понятие об азотистом балансе. Пути обмена аминокислот. Дезаминирование, трансаминирование и трансдезаминирование аминокислот. Декарбоксилирование аминокислот. Обезвреживание аминов. Пути превращения безазотистых остатков аминокислот. Реакции по радикалу аминокислот. Судьба аммиака и способы его нейтрализации. Орнитиновый цикл. Синтез аминокислот. Аминокислоты как лекарственные препараты. Обмен нуклеотидов. Синтез белка . ПК-1; ПК- 48; зачет 8. Биохимия крови. ОК-1; ПК-1; ПК- 48; Промежуточный зачет 9. Биохимия соединительной ткани. Кровь – часть внутренней среды организма. Главнейшие функции крови. Белковый спектр плазмы. Альбумины, их транспортная функция и вклад в онкотическое давление плазмы. Глобулины, их характеристика. Ферменты плазмы: «собственные» и поступающие при повреждении клеток. Диагностическая ценность анализа ферментов плазмы. Небелковые органические компоненты плазмы. Важнейшие азотсодержащие соединения. Дыхательная функция крови. Гемоглобин, строение. Молекулярные механизмы газообмена в легких и тканях. Кинетика оксигенирования миоглобина и гемоглобина. Полиморфизм гемоглобина. Буферные системы крови. Биохимия межклеточного матрикса. Организация межклеточного матрикса. Общие сведения о структуре коллагеновых белков. Синтез коллагена. Нарушения синтеза коллагеновых белков ОК-1; ПК-1; ПК- 48; Программированный контроль 8 у человека. Неколлагеновые белки межклеточного матрикса. Эластин. Синтез и распад эластина. Протеогликаны и гликозаминогликаны. Синтез протеогликанов. Распад гликозаминогликанов. Мукополисахаридозы. Неколлагеновые белки со специальными свойствами. Адгезивные и антиадгезивные белки. Факторы роста. Катаболизм белков межклеточного матрикса. Регуляция активности матриксных металлопротеиназ. Фармацевтическая биохимия. ОК-1; Применение биохимических ПК-1; знаний и методов в ПК- 48; технологии лекарств, фармацевтической химии, фармакологии. Использование ферментов в медицине и фармацевтической промышленности. Биохимия основа биофармации. Лекарства, как чужеродные соединения. Судьба лекарств в организме. Основные закономерности метаболизма биогенных и чужеродных лекарственных средств. Роль микросомальных ферментов в метаболизме лекарств. Факторы, влияющие на метаболизм лекарств. 11. Фармацевтическая биохимия. 12. Биохимия нервной системы. Особенности химического ОК-1; состава нервной ткани и ее ПК-1; метаболизма. Энергетический ПК- 48; обмен в нервной ткани. Нарушение обмена биогенных аминов при нервных и психических заболеваниях. 13. Биохимия мышечной ткани. Белки миофибрилл, ОК-1; молекулярная структура: ПК-1; миозин, актин, актомиозин, ПК- 48; тропомиозин, тропонин. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Особенности энергетического обмена в Программированный контроль Программированный контроль 9 мышцах; креатинфосфат. Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и деинервации мышц. Креатинурия. Особенности метаболизма миокарда. 5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п 1. 2. 3. Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин Патофизиология Фармакология Профессиональные дисциплины №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п Наименование раздела дисциплины Виды учебной работы Лекц. Всего час. 1. Строение и функции белков и аминокислот 2 Практ. зан. 6 2. 3. Ферменты Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Окислительное фосфорилирование. Цикл Кребса. Гормоны. Обмен углеводов Обмен липидов Обмен белков, аминокислот, нуклеотидов. Синтез белка. 2 4 12 8 6 5 20 17 2 4 4 4 4 12 16 12 4 7 11 8 10 23 31 24 Биохимия крови Биохимия печени. Биохимия соединительной ткани. Фармацевтическая биохимия Биохимия нервной ткани Биохимия мышечной ткани ИТОГО 2 4 2 2 2 2 36 3 3 3 3 2 84 2 3 2 5 2 2 60 7 10 7 10 4 6 180 4. 5. 6. 7. 8 9. 10. 11. 12. 13. 14. СРС 3 11 10 6. Лекции № п/п 1. Раздел дисциплины Строение и функции белков и аминокислот 2. Ферменты 3. Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Цикл Кребса. 4. Гормоны. 5. Обмен углеводов 6. Обмен липидов Тематика лекций Предмет и задачи биохимии. Связь биохимии с фармацией, её роль в подготовке провизоров. Молекулярная организация живого. Белки как основа жизненных процессов. Химический состав белков. Аминокислоты. Структура и свойства белков. Белоклигандные взаимодействия. Методы очистки и разделения белков. Применение белков в качестве лекарственных препаратов. Зависимость биологических свойств белков от вторичной и третичной структуры. Современные представления о молекулярных механизмах формирования пространственной структуры белка (фолдинг). Роль шаперонов в фолдинге белков Понятие о ферментах. Простые и сложные ферменты, характеристика коферментов и простетических групп. Структурная организация активного центра ферментов: якорный и каталитический участки активного центра. Взаимодействие фермента и субстрата: теории Фишера и Кошланда. Специфичность действия ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Витамины как кофакторы ферментативных реакций. Металлоэнзимы. Специфическая регуляция активности ферментов: активация, ингибирование. Некоторые лекарственные средства как ингибиторы ферментов Введение в обмен веществ. Энергетический обмен. Структурная организация дыхательной цепи. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Разобщители. Лекарственные средства как разобщители. Фотосинтетическое фосфорилирование. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл трикарбоновых кислот. Регуляция, влияние фармпрепаратов. Гормоны. Классификация. Механизм действия гормонов. Применение гормонов и их синтетических аналогов в медицине. Инсулин, механизм действия, препараты инсулина, их получение. Эйкозаноиды (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены) и их роль в регуляции метаболизма и физиологических функций. Основные углеводы организма, биологическая роль. Представление о строении гликозамингликанов и гликопротеинов. Основные углеводы пищи. Переваривание углеводов. Обмен гликогена. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена; общая схема источников и путей расходования глюкозы в организме. Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы ( аэробный, анаэробный гликолиз). Пентозофосфатный путь как альтернативный путь окисления глюкозы. Биосинтез глюкозы. Регуляция глюконеогенеза. Важнейшие липиды тканей человека, классификация липидов. Транспорт липидов.Катаболизм липидов, кетоновые тела. Трудоемкость (час.) 2 2 4 2 4 4 11 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Анаболизм липидов. Синтез холестерола, регуляция. Метаболизм клеточных мембран. Антиоксиданты как лекарственные препараты. Обмен белков, Обмен белков. Переваривание белков. Протеиназы как аминокислотн лечебные препараты.Основные пути внутритканевых уклеотидов. превращений аминокислот. Ингибиторы МАО, Синтез белка. аминокислоты и их производные как фармпрепараты. Источники аммиака в организме, пути обезвреживания. Орнитиновый цикл. Обмен нуклеотидов. Биохимия Строение гемоглобина Полиморфизм гемоглобина. крови Транспорт гомонов и лекарственных веществ кровью. Биохимия Антиоксическая функция печени. Эндогенные и печени чужеродные токсические вещества. Микросомальное окиление. Значение печени в метаболизма лекарственных веществ. Синтез и распад гемма. Прямой и непрямой билирубин. Желтухи. Биохимия Биохимия межклеточного матрикса. Коллаген, соединительн образование коллагеновых волокон. Процессинг ой ткани. коллагена, роль аскорбиновой кислоты. Эластин, особенности строения, функция. Гликозамингликаны и протеогликаны. Фармацевтиче Всасывание и выведение лекарственных веществ. ская Окисление ароматических и алифатических соединений. биохимия. Реакции биоактивации ксенобиотиков. Индукторы широкого и узкого спектра действия. Эфиры серной кислоты как примеры сульфатной коньюгации. Факторы, влияющие на биотрансформацию лекарственных средств. Биохимия Биохимия нервной системы. Особенности химического нервной ткани состава, энергетического обмена. Нарушения обмена биогенных аминов при нервных и психических заболеваниях. Биохимия Важнейшие белки миофибрилл: миозин, актин. мышечной Тропомиозин. Тропонин. Молекулярная структура ткани миофибрилл. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Особенности энергетического обмена в мышцах, креатинфосфат. Особенности обмена веществ в сердечной мышце. Итого: 4 2 4 2 2 2 2 36 7. Практические занятия № п/п Раздел дисциплины 1. Строение и функции белков и аминокислот Тематика практических занятий Использование физико-химических методов анализа в фармации. Структура и свойства белков. Особенности первичной структуры белка. Пространственная организация белковой молекулы. Способы выделения и очистки белков. Формы текущего контроля Трудоемкость (час.) Тестовый контроль, Промежут. зачет 6 12 2. Ферменты Ферменты, характеристика. Специфичность использования ферментов в медицине и фармации. Витамины как участники ферментативных реакций и как лекарственные вещества. Регуляция активности ферментов. Влияние фармпрепаратов на активность ферментов. Свойства ферментов. Тестовый контроль, промежут. зачет 12 3. Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Окислительное фосфорилирование. Цикл Кребса.. Гормоны. Гормональная регуляция метаболических процесссов. Введение в обмен веществ. Энергетический обмен. Цикл трикарбоновых кислот. Определение активности дегидрогеназ цикла Кребса, регуляция. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование. Определение редокспотенциалов компонентов дыхательной цепи. Влияние барбитуратов на активность НАДН-ДГ. Обнаружение АТФ в различных тканях. Тестовый контроль, промежут. зачет 8 4. Передача сигналов в клетку. Мембранные Тестовый рецепторы. Строение G-белков. Образование контроль вторичных посредников: циклических нуклеотидов, инозитолтрифосфата, диацилглицерола. Роль Са2+. Виды протеинкиназ. Метаболические изменения в ответ на сигнальные молекулы. Внутриклеточная передача сигнала. Гормональная регуляция как механизм межклеточной и межорганной координации обмена веществ. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов. Гормоны гипоталамуса: либерины и статины. Гормоны гипофиза. ПОМК как предшественник АКТГ, -липотропина, эндорфинов. Строение и биологическая роль вазопрессина и окситоцина. Йодсодержащие гормоны, строение и биосинтез. Изменение обмена веществ при гипертиреозе и гипотиреозе. Регуляция фосфорно-кальциевого обмена, участие паратгормона и кальцитонина, активных форм витамина D. Гормоны поджелудочной железы. Строение, механизм действия инсулина, глюкагона. Инсулиновый рецептор. Гормоны коры надпочечников: минерало- и глюкокортикоидов. Половые гормоны: мужские и женские, влияние на обмен веществ. Гипер- и гипопродукция гормонов. Качественные реакции на гормоны. Изучение влияния адреналина, инсулина и кортизола на содержание глюкозы в крови. 4 13 5. Обмен углеводов 6. Обмен липидов 7. 8. 9. 10. 12. Переваривание углеводов. Основные углеводы организма. Гликоген, структурная организация, синтез и распад. Гликолиз – определение активности ЛДГ в тканях, обнаружение молочной кислоты в мышечной ткани. Глюконеогенез и пентозный путь преобразования глюкозы – определение активности глюкозо-6фосфатазы. Регуляция содержания сахара в крови. Программ. контроль, Промежут. зачет 12 Важнейшие липиды организма. Определение активности панкреатической липазы. Внутритканевые превращения липидов. Кетоновые тела. Анаболизм липидов – определение содержания фосфолипидов в крови. Транспорт липидов. Липопротеины плазмы крови – определение содержания β- и преβ- ЛП. Метаболизм мембран. Перекисное окисление липидов. Антиоксиданты как лекарственные препараты. Обмен белков, Переваривание белков. Анализ желудочного сока. аминокислот Внутритканевые превращения аминокислот. и Определение активности аланинаминотрансферазы нуклеотидов. в крови в крови при патологии и после курса Синтез белка. препаратов, способствующих восстановлению функции печени. Конечные продукты белкового обмена. Обмен нуклеотидов. Количественное определение мочевой кислоты в моче в норме, при урикемии и при лечении аллопуринолом. Синтез белка. Влияние антибактериальных препаратов на биосинтез белка микроорганизмов. Биохимия Определение общего белка плазмы крови крови. биуретовым методом. Разделение белков плазмы крови на бумаге методом электрофореза. Бензидиновая проба. Биохимия Роль печени в образовании желчных пигментов. печени. Катаболизм гема. Количественное определение общего, прямого и непрямого билирубина в сыворотке крови. Реакции биотранформации ксенобиотиков. Определение индикана в моче. Биохимия Определение активности щелочной фосфатазы в соединительн сыворотке крови. ой ткани ФармацевУсловия, определяющие метаболизм тическая лекарственных средств в организме. Оценка биохимия эффективности действия лекарственного препарата, подбор индивидуальных доз лекарства. Определение ацетилирующей способности организма по количественному выделению с мочой свободной и ацетилированной форм Программ. контроль, Промежут. зачет 16 Программ. контроль, Промежут. зачет 12 Программ. . контроль 3 Программ. . контроль 3 Программ. . контроль Программ. . контроль 3 3 14 сульфаниламидов. Определение сульфатов в моче. Выявление ацетилирования гидразида изоникотиновой кислоты в организме. 13. Биохимия мышечной ткани Белки миофибрилл, молекулярная структура: миозин, актин, тропомиозин, тропонин. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления. Особенности энергетического обмена в мышцах; креатинфосфат. Креатинурия. Особенности метаболизма миокарда. Потенциометрическое определение активности креатинкиназы в мышечной ткани. Программ. . контроль Итого: 2 84 8. Самостоятельная работа студента № п/п Раздел дисциплины 1. Строение и функции белков и аминокислот Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Методы выделения и очистки белков. - Роль протеомики в оценке патологических состояний. - Аминокислоты как лекарственные препараты. 2. Ферменты Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Белковые ингибиторы ферментов. Ингибиторы ферментов как лекарственные препараты, - Ферменты как лекарственные препараты. 6 3. Введение в обмен веществ. Биологическое окисление. Окислительное фосфорилиро вание. Цикл ди- и трикарбоновы х кислот (цикл Кребса). Гормоны. Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Алиментарные, неалиментарные и антиалиментарные вещества пищи, - Хемиосмотическая теория окислительного фосфорилирования. Образование и использование электрохимического потенциала (Н+), - Использование разобщителей окислительного фосфорилирования в качестве лекарственных препаратов. 5 Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов. Инсулиновый рецептор, инсулинорезистентность. - Эйкозаноиды как регуляторы клеточных функций. 4 4. Наименование работ Трудоемкость (час) 3 15 5. 6. Обмен углеводов Обмен липидов Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Роль фруктозо-2,6-бисфосфата как аллостерического регулятора процессов углеводного обмена, - Аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы, - Неперевариваемые углеводы (пищевые волокна) и заменители сахаров, их лекарственные формы. - Энзимопатии углеводного обмена. Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и зачетам. Подготовка рефератов по темам: - Производные холестерола как биологически активные вещества, - 7 11 Применение статинов в медицине, механизм действия, побочные реакции. -Про- и антиоксиданты, их роль в регуляции свободнорадикальных процессов, протекающих в тканях организма, Антиоксидантные лекарственные препараты и требования к их использованию --окисление насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с четным числом атомов углерода, 7. 8. 10. - Биологическая роль -, - и пероксисомального окисления жирных кислот, - Энзимопатии липидного обмена. Обмен белков, Подготовка к практическим занятиям, текущему контролю и аминокислот зачетам. Подготовка рефератов по темам: и - Полноценные и неполноценные белки пищи. нуклеотидов. Эссенциальные и неэссенциальные аминокислоты. Синтез белка. Белковое питание и азотистый баланс, - Обмен серина и треонина, - Обмен серусодержащих аминокислот, - Энзимопатии обмена аминокислоти нуклеотидов. - Роль антибиотиков в регуляции синтеза белка у прокариот и эукариот. Биохимия Подготовка к практическим занятиям и программированному крови контролю. Подготовка рефератов по темам: - Общие закономерности действия каскадных протеолитических систем крови; их взаимосвязи в осуществлении защитных функций. Роль антипротеиназ плазмы. Эндогенные ингибиторы протеиназ , - Белки «острой фазы». Белки-переносчики ионов металлов (трансферрин, церулоплазмин) - Современные лекарственные препараты, полученные из плазмы крови человека. - Производство препаратов крови, биотехнология и использование в медицине. Биохимия Подготовка к практическим занятиям и программированному соединительн контролю. ой ткани. Подготовка рефератов по темам: 8 2 2 16 - Изменения в структуре коллагена и эластина при патологических процессах, - Протеогликаны и гликозаминогликаны. Большие протеогликаны. Малые протеогликаны. Протеогликаны, богатые лейцином. Протеогликаны, ассоциированные с клетками. Синтез протеогликанов. Распад протеогликанов. Распад гликозаминогликанов. Мукополисахаридозы. - Современные лекарственные средства для лечения патологий соединительной ткани. 9. Биохимия печени. 11. Фармацевтиче ская биохимия. 12. Биохимия нервной ткани. Биохимия мышечной ткани 13 Подготовка к практическим занятиям и программированному контролю. Подготовка рефератов по темам: - Обмен железа. Гемоглобинопатии. Железодефицитные анемии, - Значение печени в метаболизме лекарственных препаратов. Подготовка к практическим занятиям и программированному контролю. Подготовка рефератов по темам: - Барбитураты как индукторы широкого спектра действия. - Биоактивация лекарственных препаратов в организме человека. - Семейство цитохромов Р450 . - Пептиды мозга как лекарственные препараты. - Обмен биогенных аминов в мозге. Ингибиторы МАО и ДАО. - ганглиозидозы. Подготовка к практическим занятиям и программированному контролю. Подготовка рефератов по темам: - Биохимические изменения при мышечных дистрофиях и деинервации мышц. - Креатиновый пул мышечной ткани. Креатинурия у детей и взрослых. - Лекарственные формы для лечения миопатий. 3 5 3 2 Итого: 60 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 9.1. Основная литература п/№ 1 1. 2. Наименование 2 «Биохимия» Автор (ы) 3 под редакцией чл.корр. РАН, проф. Северина Е.С. Биологическая Березов Т.Т. , химия. Учебник для Коровкин Б.Ф. студентов медицинских институтов. 3-е изд. Год, место издания 4 М., 2008 Кол-во экземпляров в на кафедре библиотеке 7 8 99 3 45 3 М., 2004 17 9.2. Дополнительная литература п/№ Наименование 1 1. 2 «Биохимия» 2. Биохимия: химические реакции в живой клетке (в трех томах). Автор (ы) 3 Комов В.П., Шведова В.Н. Мецлер Д.Э. Год, место издания 4 М., 2004 Кол-во экземпляров в на кафедре библиотеке 7 8 61 3 М., 1980 2 3 Основы биохимии (в Уайт А., Хендлер трех томах). Ф., Смит Э. Биохимия (в трех Страйер Л. томах). М., 1981 3 3 М., 1985 1 3 5. Основы биохимии (в Ленинджер А. трех томах). М., 1985 1 3 6. Биохимия человека (в Марри Р., Греннер двух томах). Д. , Мейес П. , Родуэл В. «Моллекулярная Мушкамбаров Н.Н., биология» Кузнецов С.Л. М., 2004. 2 2 3. 4. 7. М., 2003 4 1 9.3. Программное обеспечение: Интернет-ресурсы. 1. MedLine. 2. PubMed. 9.4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: Электронная база данных «Консультант студента». Электронная библиотека медицинского вуза. Компьютеры кафедры имеют логин и пароль для входа. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины Аудитории, оснащённые лабораторными столами, вытяжными шкафами. Бани, фотоэлектроколориметры, лабораторные центрифуги, термостаты, спектрофотометр, флуориметр, иономеры, лабораторная посуда, штативы, наборы соответствующих реактивов, лабораторные животные (белые крысы), скальпели, лезвия, пинцеты, чашки Петри, ноутбук с мультимедийной приставкой (для чтения лекций), компьютеры, принтеры, сканнеры. 11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: 1. Руководство к практическим занятиям по биохимии / под ред. Е.И.Ерлыкиной.-Н.Новгород : НижГМА, 2010.- 107 с. 2. Сборник задач по биохимии / под ред. Е.И.Ерлыкиной.-Н.Новгород : НижГМА, 2009.- 28 с. 3. Сборник тестов и упражнений по биохимии / под ред. Е.И.Ерлыкиной.-Н.Новгород : НижГМА, 2009.- 124 с. 4. Методические указания для проведения практических занятий по биохимии (Паспорта готовности практических занятий. Руководства для преподавателей). № 12.1. Использование современных образовательных технологий Наименование Формы занятий с Трудоемкость раздела (перечислить использованием активных и (час.) те разделы, в которых интерактивных образовательных используются активные технологий 18 1. 2. 3. 4. и/или интерактивные образовательные технологии) Лекции-визуализации 1-13 Информационные проекты 1-13 Кэйс-методики 1-9 1-11. 13 Практические занятия в форме практикума 36 12 12 68 12.2. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации Примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации: ТЕКУЩИЙ ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ПО ТЕМЕ ДМ №1 «ФЕРМЕНТЫ» Инструкция. Без дополнительных указаний в задании теста выберите один наиболее правильный ответ. Вариант 1. Какова химическая природа ферментов? 1 - сложные белки 3 - производные аминокислот 2 - производные витаминов 4 - простые и сложные белки 2. Дайте определение понятию апофермент: 1 - комплекс белка и кофермента 3 - не белковая часть сложного фермента 2 - белковая часть сложного фермента 4 - простой фермент 3. Какова физиологическая роль кофактора в катализе? (2 ответа) 1 – определяет субстратную и каталитическую специфичность 2 – стабилизирует структуру фермента 3 – принимает непосредственное участие в катализе 4 - принимает опосредованное участие в катализе 4. Выберите коферменты участвующие в окислительно-восстановительных реакциях: 1 – АТФ 2 – НАД; НАДФ; ФАД; ФМН; Q; ГЕМ; Г-SН. 3 – НSКоА 4 - УДФГК 5 – перидоксальфосфат 6 – S-аденозалметионин (SАМ) 7 – ТПФ 8 – ФАФС 5. Выберите физико-химические свойства присущие активному центру фермента: (3 ответа) 1 – дестабилизирует межатомные связи в молекуле субстрата 2 – использует разнообразные физико-химические механизмы катализа 3 – максимально сближает и ориентирует соответствующие реагенты по отношению друг-другу 4 – снижает свободную энергию реагирующих веществ 5 – катализирует реакции энергетически не возможные в отсутствие ферментов 6. Какой механизм ферментативного катализа реализуется при переносе протона от функциональной группы активного центра на субстрат? 1 – электрофильный 2 – нуклеофильный 7. Выберите название участка на ферменте, модулятор 3 – радикальный 4 – кислотно-основной к которому присоединяется регуляторный активности фермента: 1 - активный центр 4 - субстратный центр 2 - аллостерический центр 5 - кофактор 3 - каталитический центр 6 - апофермент 19 8. Результатом регуляции активности ферментов по механизму ограниченного протеолиза является: 1 - отщепление короткого пептида от профермента 2 - присоединение пептида к проферменту 3 - отщепление протомера от профермента 4 - отщепление кофермента от фермента 5 - нарушение комплементарности между активным центром и субстратом 9. Каким биохимическим методом можно обнаружить наличие фермента в биологическом материале: 1 - центрифугированием 2 – хроматографированием 3 - электрофорезом 4 - цветной реакцией на пептидную связь 5 - цветной реакцией на продукт реакции 10. Из приведённого перечня выберите кофермент, в состав которого входит витамин В2 : 1 - НАД 2 - НАДФ 3 - ФАД 4 - ТПФ 5 - НS-КоА 6 - перидоксальфосфат 11. Как изменится скорость химической реакции при ферментативном катализе если Км с 10 мммоль/л уменьшится до 0,1 ммоль/л? 1 - уменьшится 2 - увеличится 3 - не изменится 12. К какому классу относятся ферменты, используемые для ингаляционной энзимотерапии? 1 - оксидоредуктазы 2 - трансферазы 3 - гидролазы 4 - лиазы 5 - изомеразы 6 - лигазы 13. Существование множественных форм фермента (изоферментов) следующих возможно только для ферментов: 1 - состоящих из 2-х и более различных субъединиц 2 - состоящих из нескольких идентичных субъединиц 3 - всех сложных ферментов 4 - всех простых и сложных ферментов 14. Выберите один из ниже приведённых признаков положенных в основу современной международной классификации ферментов: 1 - строение субстрата 3 - тип химической связи 2 - строение продукта 4 - тип химической реакции 15. 1 - оксидоредуктазы 2 - трансферазы 3 - гидролазы 4 - лиазы 5 - изомеразы 6 - лигазы Из приведенной выше классификации выберите класс фермента для каждой из ниже приведённой реакции (А-Д). А - гистидин → гистамин + CO2 Б - лактат + НАД+ ↔ ПВК + НАДН2 В - ала + 2-оксоглутарат ↔ ПВК + Глу Г - лактоза + Н2О → Д-глюкоза + Д-галактоза Д - глюкозо-6-фосфат ↔ фруктозо-6-фосфат 16. Какому из приведенного набора субъединиц соответствует изофермент ЛДГ2 ? 1 - НННН 2 - НННМ 3 - ННММ 4 - НМММ 5 - ММММ 17. 20 1 - оксидоредуктазы 2 - трансферазы 3 - гидролазы 4 - лиазы 5 - изомеразы 6 - лигазы Из приведенной выше классификации выберите класс фермента для каждой из ниже приведённой реакции (А-В). COOH A . HC NH 2 (CH 2)2 COOH COOH H 2C NH 2 +C O 2 CONH 2 COOH +N H TP B . HC NH 3 +A 2 COOH (CH 2)2 (CH 2)2 COOH (CH 2)2 Б . HC NH 2+H 2O COOH HC NH 2 +NH 3 (CH 2)2 COOH COOH +H O D P HC NH 3P 4 +A 2 (CH 2)2 CONH 2 ТЕКУЩИЙ ЗАЧЕТНЫЙ КОНТРОЛЬ ПО ТЕМЕ БЕЛКИ, ФЕРМЕНТЫ 1. Принципы классификации аминокислот. Привести примеры. Основные свойства аминокислот. Их роль в формировании структуры белка и образовании внутримолекулярных связей. Аминокислоты как лекарственные препараты. 2. Белок-лигандные взаимодействия. Избирательность взаимодействия с лигандами ("узнавание лиганда"). Типы природных лигандов и особенности их взаимодействия с белками (кофакторы, простетические группы, субстраты, транспортируемые вещества, аллостерические эффекторы). 3. Белок-белковые взаимодействия, связи их образующие. Привести примеры. Роль в образовании межмолекулярных комплексов. 4. Первичная структура белка. Написать тетрапептид (гидрофобная незаряженная. полярная незаряженная, положительно заряженная, отрицательно заряженная аминокислоты). Зависимость конформации и свойств белков от первичной структуры. Привести пример. 5. Вторичная структура белка. Связи ее стабилизирующие. Написать два трипептида и соединить их водородными связями. 6.Третичная структура молекулы как высшая ступень организации мономерных белков. Связи ее стабилизирующие. Понятие о доменах и кластерах. 7.Четвертичная структура белковой молекулы как высшая ступень организации олигомерных белков. Связи ,ее стабилизирующие. 8. Ферменты, их молекулярная организация. Кофермент, апофермент и простетическая группа. Витамины как кофакторы ферментов .Витамины как лекарственные препараты. 9. Основные отличия свойств ферментов от неорганических катализаторов, принципы количественного определения ферментов. Единицы измерения ферментативной активности. 10. Активный центр ферментов. его строение. Образование энзим-субстратного комплекса. Взаимодействие фермента и субстрата по принципу индуцированного и жесткого состояния активного центра. 11. Специфичность действия ферментов. Виды специфичности, биологическое значение этого свойства. Лекарственные средства для энзимотерапии. 12. Зависимость каталитических свойств ферментов от температуры и реакции среды. Температура и рН среды как факторы неспецифической регуляции активности ферментов. Условия для оптимального хранения ферментативных лекарственных препаратов. 13. Регуляция активности ферментов путем химической и структурной модификации. Использование лекарственных средств как ингибиторов ферментов. 14. Аллостерическая регуляция олигомерных ферментов. Кинетика их действия. Явление кооперативности. 15. Множественные молекулярные формы ферментов. Изоферменты. Характеристика и их регуляторная роль на примере лактатдегидрогеназы. Клиническое значение их определения. Понятие о мультиферментных комплексах и полифункциональных ферментах. 21 ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ Классификация белков по их биологическим функциям. Строение белков. Аминокислоты, входящие в состав белка, их классификация по физико-химическим свойствам. Первичная структура белков. Зависимость биологических свойств белков от первичной структуры. Конформация пептидных цепей в белках (вторичная и третичная структура). Типы внутримолекулярных связей. Кластеры и домены и их роль в функционировании белков. Фолдинг белков. Понятие о шаперонах. Денатурация белков. Четвертичная структура белков. Кооперативные изменения конформации протомеров. Особенности строения и функционирования олигомерных белков на примере гемоглобина. Полиферментные комплексы. Избирательное взаимодействие с лигандом как основа биологических функций всех белков. Условия взаимодействия белков с лигандами, типы лигандов. Особенности ферментативного катализа. Специфичность ферментов. Классификация и номенклатура ферментов. Структурная организация ферментов. Кофакторы ферментов. Коферментные функции витаминов, ионов металлов. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации фермента и субстрата. Принципы количественного определения ферментов. Единицы активности. Регуляция активности ферментов. Ингибиторы ферментов: обратимые, необратимые, конкурентные, неконкурентные. Лекарственные препараты как ингибиторы ферментов. Активация ферментов. Регуляция действия аллостерических ферментов: аллостерические ингибиторы и активаторы, структура аллостерических ферментов, кооперативные изменения конформации протомеров. Химическая модификация ферментов: регуляция активности ферментов путем фосфорилирования и дефосфорилирования, ограниченного протеолиза. Происхождение ферментов крови. Изоферменты (на примере лактатдегидрогеназы и креатинкиназы), их физиологическая роль. Наследственные энзимопатии. Определение ферментов в крови с целью диагностики болезней. Оценки "Отлично" заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, усвоивший материал лекций, учебника и знакомый с дополнительной литературой. Оценка "отлично" выставляется студенту: -способному логически ответить на экзаменационные вопросы, изложить биологическую и медицинскую значимость биохимических процессов, пути их регуляции и взаимосвязь; -свободно владеющему формульным материалом; -разобравшемуся в полном объеме с ситуационной задачей. Оценки "Хорошо" заслуживает студент, обнаруживший полное знание учебнопрограммного материала, усвоивший материал лекций и учебника. Оценка "Хорошо" выставляется студенту: -допустившему погрешности в ответе на экзаменационные вопросы и задачи, затрагивающие непринципиальные положения или детали основного вопроса; -свободно владеющему формульным материалом. Оценки "Удовлетворительно" заслуживает студент, обнаруживший знание основного учебно-программного материала. Оценка "Удовлетворительно" выставляется студенту: -недостаточно владеющему лекционным материалом; -допустившему ошибки в ответе на экзаменационные вопросы и задачи и имеющему проблемы в написании формульного материала; -написавшему формульный материал, но не сумевшему в полном объеме объяснить его значение, раскрыть пути регуляции и взаимосвязь с другими биохимическими процессами; -отвечающему с помощью наводящих вопросов. Оценка "Неудовлетворительно" выставляется студенту: -обнаружившему проблемы в знании основного учебно-программного материала; 22 -допустившему принципиальные ошибки в ответе на экзаменационные и дополнительные вопросы. Оценка "Неудовлетворительно" выставляется студенту при отсутствии знаний по одному из вопросов экзаменационного билета. Оценка тестирования. Отлично ( пять) – 90-100%; Хорошо (четыре) – 80-89%; Удовлетворительно (три) – 70-79%; Неудовлетворительно (два) – менее 68%. 13. Лист изменений. № Дата внесения изменений № протокола заседания кафедры, дата Содержание изменения Подпись 23