Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева

Дальневосточного отделения Российской академии наук

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

Ученым советом ТОИ ДВО РАН Директор ТОИ ДВО РАН

протокол № 4 от 10 апреля 2014 г. академик РАН

В.А. Акуличев

«» 2014 г.

ПРОГРАММА

вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 03.01.04 - «Биохимия»

Форма подготовки очная / заочная Владивосток Настоящая программа разработана на основе программы кандидатского минимума, разработанной экспертным советом ВАК при Минобрнауки РФ.

I. ВВЕДЕНИЕ 1. Важнейшие этапы в истории биохимии. Основные разделы и современные направления науки. Вклад ученых-биохимиков.

II. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ

2. Белки, история изучения. Гидролиз белков, аминокислоты, строение, представители, классификация.

3. Физико-химические свойства белков. Размеры и форма белковых молекул.

Молекулярная масса белков, методы определения.

4. Пептиды. Классификация, биологические функции, представители.

5. Первичная структура белка, методы установления, ее связь с биологическими свойствами и специфичностью белков.

6. Вторичная структура белка, виды, методы установления, связи, стабилизирующие вторичную структуру.

7. Третичная структура белковой молекулы, методы установления, виды стабилизирующих связей, ее роль в функционировании белка.

8. Денатурация белков, факторы и механизмы денатурации. Использование денатурации в медицине и промышленности.

9. Четвертичная структура белка, виды связей, биологический смысл.

Кооперативные изменения конформации протомеров (гемоглобин).

Доменное строение белков.

10. Простые белки, представители, краткая характеристика, биологические функции.

11. Общие представления о сложных белках, краткая характеристика, представители.

III. ФЕРМЕНТЫ

12. История открытия и изучения ферментов. Химическая природа ферментов.

Особенности ферментативного катализа.

13. Механизм действия ферментов. Активный и аллостерический центры.

Специфичность действия ферментов.

14. Классификация и номенклатура ферментов. Представление об изоферментах.

15. Кинетика ферментативных реакций. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации субстрата и фермента.

16. Простые и сложные ферменты. Кофакторы ферментов. Коферментные функции витаминов.

17. Регуляция действия ферментов: аллостерические активаторы и ингибиторы, регуляция путем ковалентной модификации и частичным протеолизом.

18. Ингибирование ферментов: обратимое, (конкурентное, неконкурентное), необратимое.

IV. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.

БИОСИНТЕЗ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ И БЕЛКОВ. МЕТОДЫ

МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

19. ДНК, нуклеотидный состав, структура, биологическая роль.

20. РНК, нуклеотидный состав, виды, структура, биологические функции.

21. Основные свойства генетического кода и их биологический смысл.

22. Регуляция синтеза белка.

V. ГОРМОНЫ 23. Общая характеристика гормонов: классификация, свойства, типы биологического действия. Клетки — мишени и клеточные рецепторы гормонов.

24. Особенности механизма действия гормонов белковой, пептидной и аминокислотной природы. Посредники в действии гормонов на клетку:

циклические нуклеотиды, ионы кальция, инозитолтрифосфаты и др.

VI. БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ И ПИЩЕВАРЕНИЯ. ВИТАМИНЫ

25. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, характеристика и биологическая роль.

26. Витамин А. Биологические функции, пищевые источники. Каротины, биологическая роль.

27. Витамин Е. Биологические функции, пищевые источники, проявление состояния недостаточности.

28. Витамин Д, активные формы. Биологические функции, пищевые источники, проявление состояния недостаточности и избытка.

29. Витамин B1 (тиамин). Строение, свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники, проявления недостаточности.

30. Витамин В2 (рибофлавин). Строение, свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

31. Витамин РР (ниацин). Строение, свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

32. Витамин В6 (пиридоксин). Строение, свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

33. Витамин B3 (пантотеновая кислота). Строение, свойства, коферментная форма (HS-KoA), участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

34. Витамин В9 (фолиевая кислота). Строение, свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

35. Витамин Н (биотин). Строение, свойства, коферментная форма, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки, 36. Витамин С (аскорбиновая кислота). Строение, свойства, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

37. Витамин B12 (цианкобаламин). Свойства, коферментные формы, участие в метаболизме, пищевые источники. Проявления недостаточности, основные признаки.

VII. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН

38. Строение и функции биологических мембран. Липидный и белковый состав мембран.

39. Общие свойства мембран. Механизмы мембранного транспорта.

Особенности строения мембран органоидов клетки.

VIII. ВВЕДЕНИЕ В МЕТАБОЛИЗМ

40. О6щие и специфические пути катаболизма. Связь между анаболизмом и катаболизмом.

IX. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН. Цикл трикарбоновых кислот 41. Представление об энергетике клетки, фототрофы, хемотрофы.

Макроэргические субстраты, строение.

42. АТФ, строение, пути образования и использования, биологическая роль.

43. Представления о биологическом окислении. Тканевое дыхание.

44. НАД (НАДФ) - дегидрогеназы, строение, биологическая роль.

45. ФАД (ФМН) - дегидрогеназы, строение, биологическая роль.

46. Убихинон - железосерные белки тканевого дыхания, строение, биологические функции.

47. Система цитохромов цепи тканевого дыхания, строение, биологические функции.

48. Структурная организация и функционирование цепи тканевого дыхания в митохондриях. Полиферментные комплексы, их строение.

49. Регуляция цепи тканевого дыхания. Механизм окислительного фосфорилирования АДФ. Хемиосмотическая теория Митчела, Коэффициент 50. Микросомальное окисление и его роль в метаболизме ксенобиотиков. Схема, цитохром Р-450.

51. Роль кислорода в окислительных процессах. Типы окисления: оксидазный, пероксидазный, диоксигеназный, монооксигеназный ферменты, 52. Активные формы кислорода, их повреждающее действие. Перекисное окисление липидов.

53. Антиоксидантные системы организма, роль ферментов.

54. Цикл трикарбоновых кислот, последовательность реакций.

55. Цикл трикарбоновых кислот, связь с цепью тканевого дыхания. Энергетика Цикла трикарбоновых кислот.

56. Схема цикла трикарбоновых кислот, регуляция, биологическая роль.

X. ОБМЕН И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

57. Углеводы тканей животных, их содержание, биологические функции Углеводы пищи, общая характеристика, переваривание, всасывание.

58. Глюкоза, пути метаболизма в организме, общая характеристика, биологические функции.

59. Аэробный гликолиз, последовательность реакций.

60. Гексокиназная и фосфофруктокиназная реакции в гликолизе, биологическое значение, регуляция.

61. Окислительное декарбоксилирование пирувата в митохондриях, строение пируватдегидрогеназного комплекса, последовательность реакций.

62. Энергетика аэробного гликолиза, его биологическая роль.

63. Представление о челночных механизмах переноса водорода из цитозоля в митохондрии, биологическая роль.

64. Анаэробный гликолиз, последовательность реакций, биологическое значение.

65. Энергетика анаэробного гликолиза.

66. Метаболические предшественники глюкозы. Схема глюконеогенеза.

67. Основные реакции глюконеогенеза. Регуляция и физиологическое значение глюконеогенеза.

68. Пентозофосфатный путь метаболизма глюкозы, схема, биологическая роль.

69. Гликоген - резервный полисахарид. Содержание в тканях, строение, биологическая роль.

70. Биосинтез гликогена. Мобилизация (расщепление) гликогена.

XI. ОБМЕН И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

71. Важнейшие липиды тканей человека, содержание, классификация.

Протоплазматические и резервные липиды, биологическая роль. Функции липидов.

72. Общая схема метаболизма триацилглицеридов в тканях. Метаболизм глицерина.

73. Бета-окисление жирных кислот в митохондриях, последовательность реакций, энергетика, связь с Циклом трикарбоновых кислот и Цепью тканевого дыхания.

74. Бета-окисление жирных кислот с нечетным числом С-атомов. Окисление ненасыщенных жирных кислот.

75. Синтез жирных кислот. Образование малонил-КоА. Схема синтеза пальмитиновой кислоты, последовательность реакций.

76. Синтез жирных кислот с числом С-атомов больше 16. Синтез ненасыщенных жирных кислот.

77. Синтез холестерина, последовательность реакций до мевалоновой кислоты.

Этапы синтеза холестерина, участие АТФ, НАДФН. Регуляция синтеза.

78. Желчные кислоты, строение, представители, схема метаболизма.

79. Транспорт липидов и жирных кислот в крови, роль альбуминов.

Липопротеины крови, их характеристика.

XII. ОБМЕН И ФУНКЦИИ АМИНОКИСЛОТ

80. Пути дезаминирования аминокислот. Окислительное дезаминирование и восстановительное аминирование. Непрямое дезаминирование аминокислот.

Биологическое значение.

81. Трансаминирование аминокислот, биологическое значение. Коферментная функция витамина В6. Механизм трансаминирования аминокислот.

82. Декарбоксилирование аминокислот в животных тканях. Биологическое значение реакций декарбоксилирования. Биогенные амины: синтез, функции.

Реакции окисления биогенных аминов.

83. Пути образования и обезвреживания аммиака в организме. Тканевое обезвреживание аммиака.

84. Биосинтез мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины.

85. Пути катаболизма аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты.

Биосинтез заменимых аминокислот.

86. Метаболизм метионина: образование S-аденозилметионина. Участие метионина в реакциях трансметилированния (на примере реакций синтеза креатина). Липотропное действие метионина.

87. Пути обмена фенилаланина и тирозина.

XIII. ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБМЕНА БЕЛКОВ, ЖИРОВ И УГЛЕВОДОВ

88. Три этапа распада белков, жиров и углеводов. Роль субстратов Цикла трикарбоновых кислот во взаимосвязи обменов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература 1. Северин Е.С. Биохимия. - М., ГЭОТАР-МЕД, 2011 г. с. 442.

2. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. - М.: Дрофа, 2009. 638, (2) с.

3. Березов Т.Т., Буровина С.С., Чернов Н.Н. Биохимия: руководство к практическим занятия. Изд.: ГЭОТАР-Медиа, 2009.

Дополнительная литература 4. Юрин В.М. Основы ксенобиологии: учебное пособие. Минск: Новое знание, 2002. 378 с.

5. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: МИА, 2004.215 с.

6. Биохимия. Тесты и задачи. Под ред. Е.С. Северина. - М.: Веди, 2004.

7. Я. Кольман, К.- Г. Рем. Наглядная биохимия. / Перевод с немецкого профессора, д-ра биол. наук Л. В. Козлова, канд. биол. наук Е. С. Левиной и канд. хим. наук П. Д. Решетова // под редакцией канд. хим. наук П. Д.

Решетова и канд. хим. наук Т. И. Соркиной. М.: Мир, 2000.

8. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.- 4-е изд.

Переработ. и доп.- М.: Медицина, 2007.- 704 с.

9. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С.

Северина и А.Я. Николаева.- 2-е изд., испр. и доп. – М.: Гэотар Мед, 2002.с.

10. Биохимия. Учебник / Под ред. Е. С. Северина. – 2-е изд., испр. - М.:

Гэотар Мед, 2004.- 784 с.

11. Клиническая биохимия / Под ред. В.А. Ткачука.- М.: Гэотар Мед, 2002.- 360 с.

12. Николаев А.Я. Биологическая химия. - М.: Медицинское информационное агенство, 1998. - 496 с.

13. Руководство к лабораторным занятиям по биохимии / Под ред. Т.Т.

Берёзова. - М.: Медицина, 1976. - 294 с.

14. Сборник тестов по биохимии. Учебное пособие / Под ред. Н.Н.

Чернова. - М.: Изд-во РУДН, 2004. - 92 с.

15. Справочник биохимика: Пер с англ. / Р. Досон, Д. Элиот, У. Элиот К.

Джонс - М.: Мир, 1991. - 544 с.

Программа рассмотрена, обсуждена и одобрена на семинаре Отдела биохимических технологий ТОИ ДВО РАН « 03 » сентября 2012 г.

Председатель семинара