Анализ биохимических лабораторных технологий, основанных на свойствах ферментов

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6
1.1 Основные закономерности действия ферментов 6
1.2 Основные свойства ферментов и их факторов, влияющих на их действия 16
1.3 Активность ферментов - важнейшая характеристика ферментов, как показателей биохимических реакций 29
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 33
2.1 Составить логическую схему основных правил работы с ферментами в лабораторных технологиях 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ 44

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Ферменты — это биологические катализаторы белковой природы, которые контролируют практически все химические процессы, протекающие в живых организмах. В том числе они катализируют сотни многостадийных реакций, в ходе которых образуется и превращается энергия, расщепляются молекулы питательных веществ, строятся различные макромолекулы.
Медицинская энзимология является важным разделом клинической биохимии. По определению активности ферментов, изоферментов в жидких средах организма, биоптатах, изучаются особенности течения ферментативных реакций в условиях патологии. Полученная информация может быть использована как в диагностике, так и во время лечения.
Изучение ферментов имеет большое значение для любой области химической, пищевой и фармацевтической промышленности, занятых производством биологически активных веществ для медицины и народного хозяйства. Поэтому одним из ключевых понятий общей биохимии является понятие «фермент».
В современной биохимической практике и в медицине при проведении сложных диагностических исследований, активно применяются свойства ферментов.
Лабораторные методы состоят в исследовании химических и физических свойств биологических жидкостей и тканей, проб окружающей среды (смывы с поверхностей, пробы воды, почвы, воздуха и др.). Кроме того, к лабораторным методам относятся исследование и идентификация микроорганизмов (бактериология и вирусология), с целью выявления патогенных и условно-патогенных для человека и животных микроорганизмов и разработки методов сᴨецифической профилактики и лечения инфекционных болезней.
В микробиологии широко применяют микроскопические методы исследования, методы культивирования микроорганизмов, генетической инженерии, хроматографии, масссᴨектрометрии, изотопных индикаторов, электрофореза, цитологические, иммунохимические, биохимические и другие. Инструментальные методы диагностики могут быть, как инвазивными, так и неинвазивными.
Инвазивные методы - это методы, основанные на проникновении каких-либо датчиков или агентов в организм обследуемого. Например, введение контрастных веществ в кровь или различные полости организма, использование зондов и датчиков, вводимых в организм. К этим методам относятся ангиография, гастрофиброскопия, пневмоэцефалография, радиационные методы и др.
Неинвазивные методы - методы не связанные с проникновением в организм. К ним относятся рентгеновские, электрические, ультразвуковые, оптические, тепловидение.
Энзимодиагностика заключается в уточнении диагноза заболевания на основе определения активности фермента в биологических жидкостях организма. Понижение или повышение активности ферментов в крови, а также появление в крови ферментов, отсутствующих в норме, служит диагностическим критерием при патологии.
Для диагностики органических и функциональных поражений органов и тканей применяются ферментные тесты, характеризующиеся относительно высокой чувствительностью и специфичностью.
Цель исследования: Провести анализ биохимических лабораторных технологий, основанных на свойствах ферментов.
Задачи исследования:
1. Раскрыть основные закономерности действия ферментов, определить их значение;
2. Изучить свойства ферментов и их факторов, влияющих на их действия;
3. Рассмотреть активность ферментов как важнейшую характеристику ферментов, как показателей биохимических реакций;
4. Составить логическую схему основных правил работы с ферментами в лабораторных технологиях
Методы исследования: теоретический анализ научной литературы по выбранному направлению исследования; анализ и обобщение. В основу исследования легли методы сравнительного анализа и классификации.
Новизна исследования. Широкий литературный поиск с детальным анализом научной информации. Проведена систематизация и адаптация полученных литературных результатов.
Практическая значимость исследования. Исследуемый материал улучшит знания ученых про кислоты и основания, систематизирует информацию и позволит проводить сравнительную оценку кислотных и основных свойств органических соединений с научной точки зрения.
Структура работы. Согласно цели и задач исследования структура дипломной работы состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Источниками информации для решения перечисленных выше задач является сборники научных трудов, монографии, периодическая литература, учебники и справочники, периодические профессиональные журналы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ферменты (от лат. fermentum - брожение, закваска) - это специфические белки, присутствующие во всех живых клетках и играющие роль биологических катализаторов, т.е. ускоряющие протекание химических реакций в организме. Через их посредство реализуется генетическая информация и осуществляются все процессы обмена веществ и энергии в живых организмах.
Все ферменты по химической природе являются простыми или сложными белками с большой молекулярной массой (каталаза - 248000 Д, пируват- дегидрогеназа - 4500000 Д). При гидролизе образуют аминокислоты и, так же как и белки чувствительны к действию высоких температур, излучению, солям тяжелых металлов, концентрированных кислот и щелочей.
По строению ферменты могут быть однокомпонентными, простыми белками, состоящими только из аминокислот и двухкомпонентными, сложными белками. Во втором случае в составе фермента обнаруживается добавочная группа небелковой природы.
Ферменты обнаруживают в клетках и тканях организмов по их способности катализировать биохимические реакции, которая выражается специальным показателем, называемым активностью фермента. Этот показатель можно определить по количеству прореагировавшего субстрата или по накоплению продуктов реакции в единицу времени. При этом создаются оптимальные условия для действия фермента (оптимальные температура, рН и ионный состав среды).
Самая высокая скорость превращения в начальный момент времени, а затем скорость реакции уменьшается вследствие понижения концентрации субстрата и одновременного накопления образующихся продуктов, увеличивающих скорость обратной реакции. Исходя из указанных особенностей прохождения ферментативной реакции, активность ферментов рекомендуется определять по начальной скорости реакции и за возможно короткий промежуток времени.
Факторы, влияющие на скорость ферментативной реакции:
• концентрация субстрата;
• концентрация фермента;
• активатор и его концентрация;
• ингибитор и его концентрация;
• рН среды;
• температура среды;
• буфер и его концентрация.
В работе с ферментами существуют строгие правила.
Проанализировав свод правил работы с ферментами, мы разработали и построили логическую схему правил работы с ферментами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. «Биохимия. Руководство к практическим занятиям» под редакцией Н.Н. Чернова. М.2009.
2. 1. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э. Органическая химия. Основной курс / Под ред. Тюкавкиной Н.А./, 2-е издание. – М.: «Дрофа», 2003. – 639 с.
3. 10. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 2004. – 194 с.
4. 13. Лузин А.П., Зурабян С.Э., Тюкавкина Н.А. / Под ред. Тюкавкиной Н.А., Органическая химия., 2-е изд. – М.: Медицина, 2002. – 510 с.
5. 14. Марч Дж. Органическая химия. Реакции, механизмы и структура. Т. 1 / Пер. с англ. З.Е. Самойловой. – М: Мир, 1997. – С. 340-346.
6. 2. Белобородов В.Л., Зурабян С.Э., Лузин А.П., Тюкавкина Н.А. Органическая химия. Основной курс. – М.: Дрофа, 2013. – 309 с.
7. 3. Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс современной органической химии. Учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 2001. – 768 с.
8. 4. Днепровский А.С., Темникова Т.И. Теоретические основы органической химии. – Л.: Химия, 1991. – 230 с.
9. 5. Иванов В.Г., Горленко В.А., Гева О.Н. Органическая химия. – М.: Мастерство,2003. – 243 с.
10. 6. Еремина Е.А., Рыжова О.Н. Краткий справочник по химии. – М.: Мир и образование, 2006. – 250 с.
11. 7. Ким А.М. Органическая химия. Учебное пособие. 3-е изд. доп. испр. – 2002. – 490 с.
12. 8. Комарова Е.В., Гребенникова О.И., Саввин П.Н. Курс лекций по органической химии. – Воронеж : ВГУИТ. 2011. – 209 с.
13. 9. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. – М.: Экзамен, 2006. – 219 c.
14. Bergmeyer Н. U. Methods of Enzymatic Analysis / In 3 Bd. Verlag Chemie, Weinheim, 1983
15. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. - 4-е издание - М.: Медицина, 2007.
16. Биологическая химия. Е.С. Северин и др. 2011.
17. Биохимия с упражнениями и задачами. Под ред. Е.С. Северина. М.: Гэотар-мед, 2008. Для студентов, обучающихся по специальности "Стоматология".
18. Биохимия. Под ред. Ф. Н. Гильмияровой, Самара: Офорт, 2008.
19. Долгов В.В., Раков С.С. Ферменты в лабораторной диагностике. Российская медицинская академия последипломного образова¬ния, ЭКО-МЕД-ПОЛ, 1999
20. Камышников B.C. Справочник по клиническо-биохимической лабораторной диагностике: в 2 т. Минск: Беларусь, 2000
21. Карпищенко А.И. Справочник. Медицинские лабораторные технологии: в 2 т. СПб.: Интермедика, 1999
22. Сборник тестов по биохимии: Учебное пособие / Под ред. Н.Н. Чернова. - М.2005. - 92 с.
23. Старостина В. К. Ферменты в биохимическом анализе // Методическое пособие «Совершенствование качества работы клинико- диагностических лабораторий». Кольцово: Вектор-Бест, 2000.
24. Тиц H. Энциклопедия клинических лабораторных тестов. М.: Лабинформ, 1997
25. Чернов Н.Н. «Ферменты в клетке и пробирке» Соросовский образовательный журнал, №5, 1996.
26. Якоалева Г.Е Ферменты в клинической биохимии. Новосибирск 2005. https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.zavlab.ru%2Ffiles%2Fpdf%2Fferment.pdf&name=ferment.pdf&lang=ru&c=573b08f2694c
27.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Рисунок 1 – Работа ферментов