Программа учебной дисциплины "Биохимия"

Программа учебной дисциплины "Биохимия" ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 020208 – «Биохимия» КАФЕДРА биохимии Пенза – 2007 Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет. Квалификационная характеристика выпускника в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок. научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21. 08. 98 №37. Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля. Область профессиональной деятельности Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции. Объекты профессиональной деятельности Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки, многоклеточные организмы (растения и животные). Виды профессиональной деятельности · Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований. · Научно-производственная и организационная деятельность; деятельности. · Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 020208 – Биохимия. 2. Цели и задачи дисциплины Ферменты представляют собой движущую силу всего того бесконечного разнообразия химических превращений, которые в своей совокупности составляют лежащий в основе жизни обмен веществ. Поэтому энзимология является важнейшим разделом биохимии. Роль знаний о ферментах невозможно переоценить. Изучение любой проблемы в области познания механизмов жизнедеятельности обязательно связано с исследованием соответствующих ферментных систем. Действие различных физиологически активных соединений, в конечном счёте, сводится к тому, что эти соединения стимулируют или ингибируют то или иное звено в обмене веществ, тот или иной ферментативный процесс. Многие отрасли промышленности основаны на использовании различных ферментативных процессов. Препараты ферментов находят всё более широкое применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, и, особенно, в исследовательской деятельности. Целью данного курса является формирование знаний и умений работы с ферментами на основе изучения методов исследования физико-химических свойств, тканевой и субклеточной локализации ферментов, методах их выделения и очистки. 3. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов ферменты – катализаторы всего живого, без которых немыслимы являются все биохимические процессы. Дисциплина относится к региональному (вузовскому компоненту). Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану Форма обучения Очная По семестрам 7 Общая трудоёмкость, всего часов 136 Аудиторные занятия (АЗ) 68 Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные занятия (ЛЗ) 68 Самостоятельная работа (СР) 68 Контрольная работа Компьютерное тестирование Курсовая работа (зачет, экзамен) зачет Тематические планы для очной формы обучения № п/п Тема Лекц. Лаб. Сам. Общее число часов 68 68 1. Приготовление реактивов для практических работ. 4 4 2. 4 4 3. Фотометрическое определение активности трипсина. 4 4 4. Флюориметрическое определение активности ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы (ФМСФ-КП). 4 4 5. Определение кинетических параметров реакции гидролиза трипсином бензоил-аргинин-пара-нитроанилида. 4 4 6. Определение типа ингибирования трипсина высокомолекулярным ингибитором трипсина из бычьего легкого. 4 4 7. Влияние температуры и рН среды на активность трипсина 4 4 8. Кинетика ферментативных реакций. 4 4 9. Частичная очистка ФМСФ-КП из мозга крыс фракционированием сульфатом аммония. 4 4 10. 4 4 11. Частичная очистка ФМСФ-КП из мозга крыс методом ионообменной хроматографии (на КМ-целлюлозе). 4 4 12. Методы исследований в области энзимологии. 4 4 13. Определение ДНКазы – фермента-маркера ядра. 4 4 14. Определение сукцинатдегидрогеназы – маркера митохондрий. 4 4 15. Определение кислых протеаз – ферментов-маркеров лизосом. 4 4 16. Определение глюкозо‑6‑фосфатазы – фермента-маркера микросомальной фракции. 4 4 17. Выделение и очистка ферментов. Цитология ферментов. 4 4 Содержание дисциплины 1. Энзимология – наука о ферментах . Отрасли энзимологии: препаративная энзимология, инженерная энзимология. Методы энзимологии. Способы количественного выражения ферментативной активности. Общая активность, удельная активность, молекулярная активность, активность каталитического центра. Современные методы: химические, электрохимические, фотометрические, спектрофотометрические, флюориметрические. 3. Сравнительная биохимия ферментов Органная специфичность распределения ферментов. Изучение органного распределения ферментов. Специфичность распределения ферментов в тканях: нервной ткани, мышцах, печени, соединительной ткани (крови), пищеварительной системе. Методика фракционирования ткани по субклеточным структурам. Изучение субклеточной локализации ферментов. Определение ферментов-маркеров лизосом, митохондрий, пероксисом, ядра, микросомальной фракции. Экстрагирование ферментов из биологического материала. Кислотная обработка, термическая обработка, фракционирование солями, органическими растворителями, ионообменная хроматография, гельфильтрация, электрофорез. Аффинная хроматография, носители и лиганды. Комбинирование различных методов для очистки ферментов. Критерии чистоты ферментных препаратов. Иммобилизованные ферменты. 5. Кинетические параметры и физико-химические свойства очищенных форм ферментов Кинетика ферментативного катализа. Методика определения максимальной скорости ферментативной реакции. Определение константы Михаэлиса. Различные способы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции. Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции. Влияние концентрации субстрата. Влияние температуры и рН среды на скорость ферментативных реакций. Ингибиторы ферментов и их классификация. Конкурентное, неконкурентное, бесконкурентное, смешанное ингибирование. Способы определения типа и константы ингибирования. Специфичность действия ферментов . Список основной литературы 1. Кретович В. Л. Введение в энзимологию. – М.: Наука, 1986. – 332 с. 2. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. – М.: Мир, 1982. – Т. 1 – 3. 4. Фридрих П. Ферменты: четвертичная структура и надмолекулярные комплексы. – М.: Мир, 1986. – 374 с. 5. Кочетов Г. А. Практическое руководство по энзимологии. – М.: Высш. школа, 1980. – 272 с. 6. Практикум по биохимии/ под ред. С. Е. Северина и Г. А. Соловьёвой. – М.: МГУ, 1989. – 509 с. 1. Курганов Б. И. Аллостерические ферменты. – М.: Наука, 1978. – 248 с. 2. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. – М.: Мир, 1979. – 280 с. 4. Бернхард С. Структура и функция ферментов. – М.: Мир, 1971. – 334 с. Требования к уровню освоения программы В результате изучения данной дисциплины студент должен знать классификацию и номенклатуру ферментов, их строение и механизмы функционирования, а также современные методы работы с ферментами. уметь применять приемы номенклатуры ферментов, давать характеристику важнейшим из них. владеть приемами и навыками работы с ферментами. Перечень вопросов к зачету Современные методы: химические, электрохимические, фотометрические, спектрофотометрические, флюориметрические. Органная специфичность распределения ферментов. Изучение органного распределения ферментов. Специфичность распределения ферментов в тканях: нервной ткани, мышцах, печени, соединительной ткани (крови), пищеварительной системе. Цитология ферментов. Определение ферментов-маркеров лизосом, митохондрий, пероксисом, ядра, микросомальной фракции. Кинетика ферментативного катализа. Определение константы Михаэлиса. Различные способы графического определения константы Михаэлиса и максимальной скорости реакции. Влияние концентрации фермента на скорость ферментативной реакции. Влияние концентрации субстрата. Влияние температуры и рН среды на скорость ферментативных реакций. Ингибиторы ферментов и их классификация. Способы определения типа и константы ингибирования. Специфичность действия ферментов. Основные типы специфичности. Проявление специфичности на примере различных ферментов. Экстрагирование ферментов из биологического материала. Комбинирование различных методов для очистки ферментов. Критерии чистоты ферментных препаратов. Иммобилизованные ферменты. Методы получения. Изучение свойств иммобилизованных ферментов. Сведения о переутверждении программы на очередной учебный год и регистрации изменений Учебный год Решение кафедры Внесенные изменения Номера листов (страниц) заменен-ных новых аннули-рованных 20__/20__ от «__» __________ 20__г. Зав. кафедрой ______________ 20__/20__ Протокол № ____ от «__» __________ 20__г. Программу составил: Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы. Протокол № от «__» __________ 200__года Зав. кафедрой биохимии д. б. н., профессор Генгин М. Т. ___________________________________________ (подпись) Программа одобрена учебно-методическим советом Естественно-географического факультета «_____» _____________ 2007 года Председатель учебно-методического совета Естественно-географического факультета, к. т. н., доцент ___________________________ О. В. Зорькина (подпись) Программа одобрена учебно-методическим управлением университета управления университета ___________________________ Г. Н. Шалаева (подпись) ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ Изменение Номера листов (стр.) Всего листов в док. Номера распорядит. документа Дата Срок введения изменений новых аннул.