На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 81365


Наименование:


Курсовик Особенности строения, основные функции, биологическое и промышленное значение лактатдегидрогеназы

Информация:

Тип работы: Курсовик. Предмет: Химия. Добавлен: 28.10.2014. Сдан: 2014. Страниц: 39. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................... 3
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР........................................................... 5
1.1 Особенности строения лактатдегидрогеназы................................................ 5
1.2 Изоферменты лактатдегидрогеназы…………………………………….... 7
1.3 Механизм действия лактатдегидрогеназы…………………………………. 11
1.4 Клиническое значение определения активности лактатдегидрогеназы…. 14
1.5 Определение активности лактатдегидрогеназы и ее изоферментов……... 19
ГЛАВА 2 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ........ 23
2.1 Выделение лактатдегидрогеназы из скелетных мышц……………………. 23
2.2 Выделение лактатдегидрогеназы из сердца свиньи……………………….. 24
2.3 Выделение лактатдегидрогеназы из грудных мышц птиц………………... 24
2.4 Выделение лактатдегидрогеназы из мышц свиньи………………………... 25
ГЛАВА 3 ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК.................................................................... 27
3.1 Данные об объекте исследований................................................................... 27
3.2 Основная (аналитическая) часть..................................................................... 28
3.2.2 Технический уровень и тенденции развития исследуемого объекта....... 28
3.2.3 Использование объектов промышленной (интеллектуальной) собственности и их правовая охрана................................................................... 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................. 35
ПРИЛОЖЕНИЯ................................................................................................... 39



ВВЕДЕНИЕ


Ферменты, или энзимы, представляют собой высокоспециализированный класс веществ белковой природы, используемый живыми организмами для осуществления с высокой скоростью многих тысяч взаимосвязанных химических реакций, включая синтез, распад и взаимопревращение огромного множества разнообразных химических соединений. Жизнь и многообразие проявлений - сложная совокупность химических реакций, катализируемых специфическими ферментами. И.П. Павлов считал ферменты «возбудителями всех химических превращений» у живых существ. Как известно, важнейшим свойством живого организма является обмен веществ, ускоряющим аппаратом, основой молекулярных механизмов интенсивности которого являются ферменты. «Вся тайна животной жизни,- писал Д.И. Менделеев,- заключается в непрерывных химических превращениях веществ, входящих в состав животных тканей» [1].
Ферменты обеспечивают осуществление таких важнейших процессов жизнедеятельности, как экспрессия (реализация) наследственной информации, биоэнергетика, синтез и распад биомолекул (обмен веществ). Изучение их способствует проникновению в суть и сокровенные тайны того загадочного явления, которое мы называем жизнью. Этими обстоятельствами может быть объяснено пристальное внимание исследователей к проблемам структуры, функций и молекулярных механизмов действия ферментов. От неорганических катализаторов ферменты отличаются рядом характерных особенностей. Прежде всего ферменты чрезвычайно эффективны и проявляют в миллионы и миллиарды раз более высокую каталитическую активность в условиях умеренной температуры (температура тела), нормального давления и в области близких к нейтральным значениям рН среды. Ферменты отличаются высокой специфичностью действия в отношении как химической природы субстрата, так и типа реакции, т.е. каждый фермент катализирует в основном только определенную химическую реакцию. Для каждого фермента характерны специфическая последовательность расположения аминокислотных остатков и пространственная конформация. Существенной особенностью ферментов является также то, что их активность в клетках строго контролируется как на генетическом уровне так и посредством определенных низкомолекулярных соединений, в частности субстратов и продуктов реакций, катализируемых этими же ферментами, ингибиторов и др. Таким образом, молекула фермента характеризуется уникальностью структуры, которая и определяет уникальность ее функции.
В настоящее время теоретические и практические достижения энзимологии используются в решении многих проблем биохимии и молекулярной биологии, медицине, включая их сравнительное и эволюционное рассмотрение. Одно из перспективных направлений исследования ферментов - медицинская энзимология. Возможности применения ферментов в медицине теоретически безграничны.
Одно из направлений научных исследований в области медицинской энзимологии - энзимодиагностика - призвано заниматься разработкой ферментных тестов, основанных на определении активности (уровня) ферментов и изоферментов в биологических жидкостях организма больного (сыворотка крови, желудочный или дуоденальный сок, спинномозговая жидкость, моча и др.). Одним из таких ферментов является лактатдегидрогеназа. ЛДГ является ключевым ферментом анаэробного обмена углеводов во всех живых организмах, определяя скорость образования энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ) [2].
Цель курсового проекта: изучение фермента лактатдегидрогеназы, структурирование и изложение полученных знаний в текстовый документ.
Задачи курсового проектирования:
-изучение строения и функций лактатдегидрогеназы;
- изучение биологического значения лактатдегидрогеназы;
-изучение методов получения лактатдегидрогеназы;
-изучение промышленного значения лактатдегидрогеназы.
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР


В аналитическом обзоре рассмотрено строение лактатдегидрогеназы, ее роль в организме человека и биологическое значение. Изучены механизм действия фермента и способы определения его активности.


1.1 Особенности строения лактатдегидрогеназы


Лактатдегидрогеназа ( L-лактат: НАД+ оксидоредуктаза) - фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий на последней стадии гликолиза обратимую реакцию окисления L-молочной кислоты до пировиноградной (рисунок 1.1.1).

Рисунок 1.2.1 - Реакция, катализируемая лактатдегидрогеназой
В уравнении НАД и НАДН - соответственно окисленная и восстановленная формы никотинамидадениндинуклеотид, которые выполняют функции кофермента. ЛДГ окисляет также некоторые другие L-2-гидроксикарбоновые кислоты [3].
Оптимальная величина рН для образования молочной кислоты из пировиноградной колеблется от 8,8 до 9,8, для превращения пировиноградной кислоты в молочную при 37 °С - 7,4-7,8. Оптимум рН реакции зависит от соотношения изоферментов в образце, температуры реакции, концентрации субстрата и типа буферного раствора.
ЛДГ - тетрамер; 2 локуса генов кодируют синтез 2 олигомеров - М- и Н-субъединицы. В мышце сердца содержатся преимущественно тетрамеры, состоящие из Н-субъединиц (H от англ. heart), в ЛДГ печени и скелетных мышц преобладают М-мономеры. Молекулярная масса каждой субъединицы составляет 36 кД, каждого тетрамера - 140 кД. Полипептидная цепь обеих субъединиц содержит 330 аминокислотных остатков; различия в их последовательности в субъединицах обнаружены на протяжении более чем 25 % длины полипептидной цепи. В тетрамерной структуре ЛДГ субъединицы связаны силами ионных и водородных взаимодействий [4].
Активный центр в субъединице ЛДГ схематически показан на рисунке 1.1.2. При этом пептидный остов белка изображен в виде ленты, дополнительно представлены молекулы: субстрата - лактата, кофермента НАД+ и три боковые цепи аминокислот, которые участвуют непосредственно в катализе. Кроме того, выделена пептидная петля, образованная аминокислотными остатками 98-111. В отсутствие субстрата и кофермента эта структура раскрыта, что обеспечивает свободный доступ к субстратсвязывающему участку [5].

Рисунок 1.1.2 - Структура лактатдегидрогеназы

1.2 Изоферменты лактатдегидрогеназы


В цитоплазме клеток и сыворотке крови ЛДГ имеет 5 изоферментов (рисунок 1.2.1), обозначаемых в соответствии с их подвижностью к аноду в электрическом поле: ЛДГ1 (НННН), ЛДГ2 (НННМ), ЛДГ3 (ННММ), ЛДГ4 (НМММ), ЛДГ5 (ММММ).

Рисунок 1.2.1 - Изоферменты ЛДГ
Все пять изоферментов ЛДГ были получены в кристаллическом виде из различных тканей многих животных, и их свойства были подробно изучены. Распределение и относительное количество изоферментов лактатдегидрогеназы в различных органах представлено на рисунке 1.2.2. Очищенный изофермент ЛДГ1 обладает почти в 300 раз большим сродством к пирувату, чем ЛДГ4 и ЛДГ5. ЛДГ5 in vitro активен при низкой концентрации пирувата и ингибируется его избытком. Изофермент Н4-ЛДГ, напротив, наиболее активен при высоких концентрациях пировиноградной кислоты.

Рисунок 1.2.2 - Распределение и относительное количество
изоферментов лактатдегидрогеназы в различных органах
Ввиду того что превращение пирувата в лактат, катализируемое изоферментом ЛДГ1, значительно ингибируется избытком пирувата, следовало бы ожидать, что в ткани, богатой этими изоферментами, например в сердце, не может накапливаться молочная кислота и будет происходить полное окисление глюкозы через цикл Кребса.
С другой стороны, высокая активность изофермента ЛДГ5, малочувствительного к избытку пирувата в тканях, черпающих энергию за счет гликолиза, обеспечивает быстрое превращение пирувата в конечный продукт гликолиза - молочную кислоту. Все это дало основание высказать предположение, что изоферментный спектр ткани определяется характером углеводного обмена. В частности, в тканях с преимущественно аэробным путем обмена (сердце, головной мозг, почки, эритроциты, тромбоциты) активность ЛДГ связана с изоферментами ЛДГ1 и ЛДГ2, в тканях с выраженной способностью к анаэробному обмену (печень, скелетная мускулатура) в изоферментном спектре преобладает ЛДГ5. В ряде тканей (миометрий, надпочечники, селезенка, легкие) активность ЛДГ равномерно распределена между всеми изоферментами. В митохондриях в основном обнаруживаются изоферменты ЛДГ1 и ЛДГ2, что является еще одним доказательством участия этих изоферментов в аэробном обмене веществ [4, 7].
Оказалось, что не всегда можно связать тип обмена веществ и картину изоферментного спектра ЛДГ. Например, в эритроцитах, где преимущественно протекают анаэробные процессы, в спектре изоферментов преобладают изоферменты ЛДГ1 и ЛДГ2, т. е. изоферменты, составленные преимущественно из Н-субъединиц. Другой пример - тромбоциты, ткань хрусталика глаза: в них, несмотря на ярко выраженный анаэробный тип обмена, наибольшей ЛДГ-активностью обладают ЛДГ1 и ЛДГ2. Все это свидетельствует, что биологическая роль изоферментов ЛДГ не исчерпывается преимущественным участием ЛДГ1 при аэробном, а ЛДГ5 - при анаэробном пути обмена в клетке [6].
Генетико-биохимический анализ распределения изоферментов ЛДГ у человека и животных показал, что синтез субъединиц, составляющих фермент, находится под контролем, по крайней мере, двух, а в ряде случаев - трех генов: А, В и С. В связи с этим распределение изоферментов в различных тканях, которое зависит от относительных количеств полипептидов Н и М, определяется относительной активностью соответствующих генов. Структура ЛДГ-М и ЛДГ-Н определяется отдельными локусами на хромосомах 11 и 12. Описаны случаи полного отсутствия субъединиц ЛДГ-Н и ЛДГ-М. У людей, гомозиготных по дефициту М-субъединицы, активность ЛДГ в сыворотке крови нормальная, в изоферментном спектре выявляется только изофермент ЛДГ1; при дефиците H-субъединиц активность ЛДГ сыворотки крови низкая и в изоферментном спектре выявляется единственный изофермент ЛДГ5. У гетерозигот общая активность ЛДГ обычно не изменена, и диагноз может быть установлен путем изучения соотношения ЛДГ1/ЛДГ3, которое является высоким при отсутствии М-субъединицы и низким при отсутствии Н-субъединицы [21,].
В тканях эмбриона человека выявляются все пять изоферментов ЛДГ, среди которых преобладает ЛДГ3. В процессе развития возрастает относительное содержание ЛДГ1 и ЛДГ5, так что после рождения картина распределения изоферментов становится такой же, как у взрослого человека [22]. Полагают, что после биосинтеза определенного набора субъединиц происходит их случайная рекомбинация, в результате которой и образуется специфичный для данной ткани или вида спектр изоферментов ЛДГ. Вероятно, в клетке кроме генной регуляции биосинтеза субъединиц существуют и альтернативные механизмы, регулирующие определенный порядок рекомбинации субъединиц. Мало изучены молекулярные механизмы регуляции активн........

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1. Диксон, М. Ферменты: в 3 т. / М. Диксон, Э. Уэбб.; пер. с анг. - М.: Мир, 1982. - 1 т. - 392 с.
2. Березов, Т.Т. Биологическая химия: учебное пособие / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. - М.: Медицина, 1998. - 204 с.
3. Кнунянц, И.Л. Химическая энциклопедия: в 3 т. / И.Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - 2 т. - 385 с.
4. Клиническая биохимия / В.Н. Бочков, А.Б. Добровольский, Н.Е. Кушлинский, В.А. Логинов, Е.П. Панченко и др. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 512 с.
5. Химик [Электронный ресурс]. - Режим доступа: < biochem/102.html>.
6. Наградова, Н.К. Белок-белковые взаимодействия в функционировании НАД+-зависимых дегидрогеназ: 44-е Баховское чтение / Н.К. Наградова. - М.: Наука, 1990. - 56 с.
7. TERRA MEDICA [Электронный ресурс]. - Режим доступа: < ld1_2008/berestovska.htm>.
8. Чеботарева, Е.Г. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайневысокочастотного диапазона на активность лактатдегидрогеназы / Е. Г. Чеботарева, В.Б. Бородулин, К.Э. Совцова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. - 2008. - № 6. - С. 80-81.
9. Мальцев, Н.Н. Использование аналогов коферментов и субстратов в изучение механизма действия лактатдегидрогеназа / Н.Н. Мальцев // Биоорганическая химия. - 1978. - № 11. - С. 1445-1460.
10. Диагностическая роль органоспецифичных изоформ лактатдегидрогеназы плазмы крови / Е.В. Васильева, О.Н. Лопаткин, А.В. Копылов, Ю.Е. Морозов // Судебно-медицинская экспертиза. - 2005. - № 3. - С. 23-26.
11. Кусков, М.В. Изучение активности изоферментов лактатдегидрогеназы лейкоцитов у людей разного возраста / М.В. Кусков, С.А. Афанасьев, А.И. Репин // Физиология человека. - 2006. - Т. 32. - № 2. - С. 137-140.
12. Биоритмы активности дегидрогеназ печени, крови и изменения массы тела крыс при обычном корме и при избытке сахарозаменителей / Ю. А. Петрович, А.И. Воложин, В.А. Зубцов, С.М. Киченко // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2007. - Т. 144. - № 12. - С. 686-689.
13. Соловьева, А.Г. Регуляторная роль надмолекулярного комплекса алкогольдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы митохондрий клетки / А.Г. Соловьева, А.А. Уланова, Ю.В. Зимин // Фундаментальные исследования. - 2009. - № 12. - С. 644-645.
14. Журкина, О.В. Лактатдегидрогеназа крови и мочи при доброкачественных и злокачественных новообразованиях почки / О.В. Журкина // Сибирский онкологический журнал. - 2008. - № 1. - С. 103-105.
15. Совцова, И.Э. Биохимическое исследование воздействия физики-химических факторов на ферменты и метаболиты ротовой жидкости больных пародонтитом: автореф. дис. … канд. мед. наук: 14.00.46 / Совцова Ирина Энверовна. - Самара, 2006. - 21 с.
16. Митохондриальная лактатдегидрогеназа печени крыс при холодовой травме / А.Г. Соловьева, А.М. Размахов, А.С. Лузан, А.В. Воробьев и др. // Фундаментальные исследования. - 2008. - № 2. - С. 56-57.
17. Влияние солей кадмия на активность лактатдегидрогеназы / Е.Г. Чеботарева, В.Б. Бородулин, И.А. Горошинская, А.В. Саратцев // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. - 2007. - № 6. - С. 72-73.
18. Влияние магнитного поля на активность фермента лактатдегидрогеназы / Е.Г. Чеботарева, В.Б. Бородулин, И.А. Горошанская и др. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. - 2006. - № 4. - С. 80-83.
19. Физиологическая роль гуанилатциклазной и лактатдегидрогеназной систем в патогене заболеваний позвоночника у лиц старших возрастных групп / Е.Ю. Жук, О.Г. Яковлева, А.В. Яшков и др. // Вестник Самарского государственного университета. - 2006. - №4. - С. 160-165.
20. Артюхов, В.Г. Биологические мембраны: учебное пособие / В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина. - Воронеж: Воронежский государственный университет, 2006. - 296 с.
21. Наквасина, М.А. Функциональные свойства иммобилизованных тетрамеров и субъединиц лактатдегидрогеназы в интактном состоянии и в условиях фотосенсибилизированного окисления / М.А. Наквасина, В.Г. Артюхов, Н.В. Агишева // Вестник Воронежского государственного университета. - 2012. - № 1. - С. 121-122.
22. Активность лактатдегидрогеназы в крови новорожденных детей / Ж.Е. Иванкова, Л.И. Иржак, Н.Ж. Алисултанова, В.В. Сивкова // Российский физиологический журнал имени И.М. Сеченева. - 2010. - Т. 96. - № 10. - С. 1030-1033.
23. Температурная стабильность лактатдегидрогеназы в комплексе с анионным полиэлектролитом полистиролсульфонатом / Е.В. Дурденко, С.М. Кузнецова, С.А. Тиxоненко, В.И. Емельяненко, Е.А. Cабуpова // Биофизика. - 2010. - Т. 55. - № 4. - С. 594-604.
24. Бутова, О.А. Активность лактатдегидрогеназы как показатель метаболизма мышечной ткани у спортсменов высокой квалификации / О.А. Бутова, С.В. Масалов // Физиология человека. - 2009. - Т. 35. - № 1. - С. 141-144.
25. Артюхов, В.Г. Закономерности и особенности фотохимических превращений изоформ лактатдегидрогеназы: УФ-чувствительность их в присутствии биогенных аминов / В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина, Н.В. Агишева // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2003. - Т. 43. - № 4. - С. 476-492.
26. Роль изоферментов лактатдегидрогеназы в адаптпциях млекопитающих Карелии / А.Р. Унжаков, В.А. Илюха, Н.В. Мацук, В.В. Белкин // Труды Карельского научного центра РАН. - 2007. - № 11. - С. 118 - 126.
27. Кукулянская, Т.А. Энзимология: учебное пособие / Т.А. Кукулянская. - Минск: БГУ, 2008. - 49 с.
28. Основные свойства и методы выделения оксидоредуктаз: учебное пособие / Н.Л. Федоренко, З.Е. Захариева, И.Л. Вовчук и др. - Одесса: Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова, 2012. - 39 с.
29. Пат. 2180688 Российская Федерация, МПК7 С 12 N 9/02, С 12 N 9/04. Способ получения лактатдегидрогеназы / В.К. Старостина, Е.А. Курбатова, Л.И. Копытько; ЗАО "ВЕКТОР-БЕСТ". - № 2001106265/13; заявл. 05.03.2001; опубл. 20.03.2002; Бюл. № 03/2008. - 5 с.
30. Пат. 2293332 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 33/68. Способ определения динамики скрытой активности изоферментов ЛДГ гомогената лейкоцитов / Кусков М.В., Семке В.Я. и др.; ГУ НИИ психического здоровья ТНЦ СО РАМН. - № 2005115615/15; заявл. 23.05.2005; опубл. 10.02.2007, Бюл. № 21. - 8 с.
31. Пат. 2284040 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 33/68, G 01 N 33/573. Способ диагностики метастазов в лимфатических узлах корня легкого при раке легкого / Савченко А.А., Лапешин Ю.А. и др.; ГУ Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера СО РАМН. - № 2004135788/15; заявл. 06.12.2004; опубл. 20.05.2006, Бюл. № 17. - 3 с.
32. Пат. 2274862 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 33/573. Способ определения условий энергообеспечения репаративного остеогенеза у собак / Концевая С.Ю., Дерхо М.А.; Уральская государственная академия ветеринарной медицины. - № 2004115032/15; заявл. 18.05.2004; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 12. - 4 с.
33. Пат. 4266022 Соединенные Штаты Америки, МПК7 C 12 Q 1/32, C 12 Q 001/32. Process for the determination of at least one of the isoenzymes of lactatedehydrogenase / Kommanditgesellschaft Schwarzhaupt. - № 05/923; заявл. 10.07.1978; опубл. 05.05.1981, Бюл. № 14. - 2 с.
34. Пат. 20130052141 Соединенные Штаты Америки, МПК7 A 61 K 49/00, G 01 N 24/08, C 07 C 59/08. Hyperpolarized lactate contrast agent for determination of LDH activity / Brindle K., Kettunen M., Brindle K., Kennedy B. - № 13695872; заявл. 02.05.2011; опубл. 28.02.2013. - 2 с.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.