ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель курса:
Изучение основ регуляции метаболических процессов в клетках про- и эукариотных
организмов, включая основы мембранной энергетики и генетические механизмы
регуляции метаболических путей.
Задачи курса:
Дать необходимый объем знаний в области количественной теории
метаболического контроля и ее приложений на молекулярном, клеточном и
организменном уровнях.
Место курса в системе естественнонаучного специального образования:
Регуляция метаболизма в клетке является специальным разделом общего курса
биофизики, интегрирующим знания, полученные студентами в курсах других
спецдисциплин: биохимии, физхимии, молекулярной биологии и др.
Требования к уровню освоения содержания курса:
дипломированный специалист в области биофизики и физической экологии должен
знать основные механизмы регуляции метаболических путей, хорошо разбираться в
основах мембранной биоэнергетики, иметь представление об особенностях
регуляции экспрессии генов про- и эукариот.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Введение в количественную теорию контроля метаболизма.
Коэффициенты управления фермента относительно потока, метаболита.
Коэффициенты эластичности фермента. Теоремы суммирования. Равновесное,
неравновесное и стационарное состояние применительно к метаболическим путям.
Идентификация неравновесных реакций и регуляторных ферментов. Основные
механизмы регуляции метаболических путей.
Регуляция ферментативной активности. Кооперативные свойства ферментов.
Гемоглобин, миоглобин. Модели равновесного связывания Хилла, Адайра.
Равновесные модели сигмоидной зависимости. Последовательная модель
Кошланда-Немети-Филмера. Симметричная модель Моно-Уаймена-Шанже.
Кинетические модели сигмоидной зависимости Рэбина и Фердинанда.
Мультидоменная организация ферментов. Роль доменной организации ферментов в
осуществлении аллостерической регуляции.
Генетические механизмы регуляции метаболических путей. Индукция и
репрессия синтеза ферментов. РНК-полимераза и регуляция транскрипции генов у
бактерий. Роль цАМФ в регуляции клеточного метаболизма. Особенности
регуляции экспрессии генов эукариот. Регуляторные последовательности
эукариотного генома. Гормональная регуляция экспрессии генов. Гормональные
4
индукторы процессов транскрипции и синтеза белка в клетках-мишенях. Регуляция
клеточного деления у одноклеточных и многоклеточных организмов. Клеточный
цикл. Гены "социального контроля" клеточного деления. Онкогены. Генетическая
рекомбинация. Вирусы, плазмиды, транспозоны. Молекулярные основы
патогенности ВИЧ.
Регуляция энергетического обмена в клетке. Катаболитная репрессия у бактерий.
Регуляция углеводного обмена в клетках эукариот. Мембранная биоэнергетика.
Регуляторные механизмы в фотосинтетическом и окислительном
фосфорилировании.
III. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
Контрольные работы проводятся по каждой теме.
Итоговый контроль для специализации «Биофизика» - зачет.
IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА
Список литературы
Основная литература
1. Холоденко Б. Современная теория контроля метаболизма.- М.: ВИНИТИ, 1991.
2. Северин Е.С. Избирательная регуляция клеточного метаболизма. - М.: Наука,
1991.
3. Ельская А.В. и др. Регуляция биосинтеза белка у эукариот. - Киев: Наук. думка,
1990.
4. Ньюсхолм Э., Старт К. Регуляция метаболизма. - М.: Мир,1977.
5. Киселев Л.Л., Фаворова О.О., Лаврик О.И. Биосинтез белков от аминокислот до
аминоацил-тРНК. - М.: Наука, 1984.
6. Мертвецов Н.П. Гормональная регуляция экспрессии генов. - М.: Наука, 1986.
7. Наградова Н.К., Муронец В.И. Мультидоменная организация ферментов. - Итоги
науки и техники. Сер. Биол. химия. - Т. 38. - М.: ВИНИТИ, 1991.
8. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. - М.: Мир,
1994. - Т. 1-3.
9. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. - М.: Наука, 1989.
Дополнительная литература
1. Коэн С. Аллостерические ферменты. - М.: Мир, 1986.
2. Келети Т. Основы ферментативной кинетики. - М.: Мир, 1990.
3. Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия. - М.: Наука, 1989.
4. Гавриленко В.Ф., Гусев М.В., и др. Избранные главы физиологии растений. - М.:
Из-во МГУ, 1986.
5. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды. - М.: Мир, 1979.
