Примеры ситуационных задач
Задача №1
В 1935 г. немецкий врач Г. Домагк обнаружил противомикробное действие протонзила (красного стрептоцида), синтезированного в качестве красителя. Вскоре было установлено, что «действующим началом» красного стрептоцида служит образующийся при его метаболизме сульфаниламид (стрептоцид), от которого произошла большая группа сульфаниламидных препаратов.
Бактериостатическое действие сульфаниламидов связано с тем, что они замещают парааминобензойную кислоту (ПАБК) в активном центре фермента дигидроптеоратсинтазы в процессе синтеза бактериями фолиевой кислоты, необходимой для образования нуклеотидов, т.е. сульфаниламиды – псевдосубстраты. Нарушение синтеза нуклеотидов и, следовательно, нуклеиновых кислот вызывает изменения роста и развития микроорганизмов.
В организме человека фолиевая кислота не синтезируется, а поступает с пищей, как витамин.
Объясните механизм антибактериального действия сульфаниламидов.
Для обоснования ответа вспомните:
Как называется такой тип ингибирования? Благодаря чему он возможен (сравните химические структуры сульфаниламидов и ПАБК)?
Как такие ингибиторы влияют на Км и Vmax-реакции?
Почему сульфаниламиды неэффективны в средах, где много ПАБК (например, там, где находится гной)?
Почему при лечении обычно назначают сразу «ударную» дозу сульфаниламидов?
Будут ли сульфаниламиды влиять на усвоение фолиевой кислоты человеком?
Задача №2
Зависимость скорости реакции, катализируемой транскарбоксилазой, от концентрации субстрата выражается кривой, имеющей сигмовидную форму. После обработки фермента солями ртути каталитическая активность увеличивается примерно в 4 раза, а кривая зависимости V=(S) приобретает форму гиперболы. Какие выводы о структурных и внутримолекулярных взаимодействиях фермента можно сделать?
Для обоснования ответа вспомните:
1. Для каких ферментов характерна сигмоидная форма зависимости V от [S]?
2. Нарисуйте кривые, иллюстрирующие приведённые данные.
Задача №3
В последнее время участились случаи использования метанола для изготовления технических жидкостей, используемых в средствах по уходу за автотранспортом, в том числе в составе стеклоомывающих средств. Главная опасность метилового спирта, или метанола, — использование его в качестве суррогатного алкоголя, что приводит к летальному исходу. Так, по данным Научно-практического токсикологического центра Росздрава, доля больных, отравившихся метанолом, составляет от 0,1 до 0,5% всех госпитализированных. Объясните причину токсического действия метанола и способ оказания медицинской помощи, если известно, что метанол ингибирует активность фермента ацетальдегиддегидрогеназы, участвующего в катаболизме этанола, что вызывает накопление ацетальдегида.
Для обоснования ответа вспомните:
1. Виды ингибирования активности ферментов.
2. Напишите реакцию окисления метанола. Назовите токсичные продукты, которые образуются при окислении.
3. На каком свойстве основаны действия конкурентного ингибитора?
Задача №4
В среде находится аллостерический фермент и его ингибитор. В результате специфической обработки (не влияющей на третичную структуру) фермент диссоциирует на субъединицы. Изменится ли при этом его активность? Если да, то как?
Для обоснования ответа вспомните:
1. Что представляет собой третичная и четвертичная структуры белка?
2. Что такое аллостерический фермент?
3. Что такое аллостерический ингибитор?