ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.Г. БЕЛИНСКОГО

Принято на заседании Ученого совета естественно-географического факультета протокол заседания совета факультета № ___от «___» _________2007 г. Декан факультета _____________Н.А. Кагина

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _________________М.А. Пятин               «___» _________2007 г.

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Кинетика и термодинамика ферментативных реакций
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ  020208–«Биохимия»
Факультет             естественно-географический
КАФЕДРА                  биохимии
Пенза – 2007

1. Квалификационные требования
Квалификация выпускника – биохимик.
Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки биохимика по специальности 020208 Биохимия при очной форме обучения 5 лет.
Квалификационная характеристика выпускника
Специалист-биохимик осуществляет деятельность по изучению строения и свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и его регуляции. Разрабатывает нормативные документы в своей области деятельности, организует и выполняет экспедиционные работы и лабораторные исследования; анализирует получаемую полевую и лабораторную информацию, обобщает и систематизирует результаты выполненных работ, используя современную вычислительную технику; составляет научно-технические отчеты и другую установленную документацию; следит за соблюдением установленных требований, действующих норм, правил и стандартов в области своей деятельности. Проводит экспериментальные исследования в своей области, формулирует их задачу, участвует в разработке и осуществлении новых методических подходов, обсуждении, оценке и публикации результатов, проводит патентную работу, участвует в работе семинаров и конференций, составлении патентных заявок.
В производственных и медицинских организациях проводит биохимическую аналитическую работу, участвует в диагностике и экспертизе, сертификации продуктов производства.
Исходя из своих квалификационных возможностей, специалист-биохимик подготовлен к самостоятельной работе на должностях биохимика, врача-лаборанта, биолога, лаборанта-исследователя, инженера-исследователя, научного сотрудника в научно-исследовательских и научно-производственных учреждениях, и других должностях, в соответствии с требованиями Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих, утвержденных постановлением Минтруда РФ от 21.08.98 № 37.
Специалист-биохимик подготовлен к педагогической деятельности на должности преподавателя в средней школе и учреждениях профессионального образования при условии освоения дополнительной образовательной программы психолого-педагогического профиля.
Область профессиональной деятельности.
Исследование строения и физико-химических свойств химических соединений, входящих в состав живых организмов, метаболизма и молекулярных механизмов его регуляции.
Объекты профессиональной деятельности.
Вирусы и микроорганизмы, клеточные органеллы и одиночные клетки, многоклеточные организмы (растения и животные).
Виды профессиональной деятельности.
·                     Проведение научных исследований в области биохимии и молекулярной биологии: сбор и подготовка научных материалов, квалифицированная постановка экспериментов, обработка результатов клинических анализов и экспериментальных исследований.
·                     Научно-производственная и организационная деятельность;
·                     Педагогическая деятельность (при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля) преподавание в средней и высшей школе, осуществление просветительской деятельности.
·                     Иные виды деятельности, позволяющие использовать базовую биологическую подготовку и подготовку по специальности 020208 – Биохимия.

2. Требования ГОС по дисциплине
Законы классической термодинамики в биохимии; теория энергетического сопряжения, богатые энергии соединения; термодинамическое равновесие; методы расчета термодинамических характеристик биохимических реакций; теоретические основы кинетики ферментативных реакций и методы расчета.
3. Цели и задачи дисциплины
Кинетика и термодинамика ферментативных реакций является основой для большинства расчетов, использующихся на биотехнологических, в частности, энзимологических производствах.
Дипломированный специалист-биохимик должен иметь представление о математическом аппарате ферментативной кинетики и владеть методом расчетов основных констант ферментативных реакций, уметь определять тип ингибирования по экспериментальным данным и определять эффективность ингибирования.
Цель курса «Кинетика и термодинамика ферментативных реакций» - показать применение основных физико-химических законов к ферментативным реакциям, ознакомить со способами расчетов, часто встречающихся на практике – в научной и производственной деятельности.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом Высшего профессионального образования для студентов, обучающихся по специальности 020208 – «Биохимия».
4. Место дисциплины в профессиональной подготовке студентов
Курс «кинетики и термодинамики ферментативных реакций» является заключительным курсом в цикле спецдисциплин федерального компонента, посвященных изучению ферментов. Он имеет основополагающее значение, поскольку главным объектом его изучения являются ферменты – катализаторы всего живого, без которых немыслимыми являются все биохимические процессы.
Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану
Тематические планы для очной формы обучения

Содержание дисциплины
1. Введение
Введение в кинетику и термодинамику ферментативных реакций. Ранние исследования. История вопроса. Законы классической термодинамики в биохимии; теория энергетического сопряжения, богатые энергии соединения.
2. Кинетика и термодинамика ферментативных реакций
Термодинамическое равновесие; методы расчета термодинамических характеристик биохимических реакций; теоретические основы кинетики ферментативных реакций и методы расчета. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Вывод, анализ. Принцип стационарности. Методы определения кинетических параметров. Кинетика двухстадийных ферментативных реакций. Графическое представление ферментативных реакций. Термодинамические методы выведения уравнений стационарной скорости. Метод Кинга-Альтмана. рН-зависимости ферментативных реакций. Температурные эффекты ферментативных реакций. Равновесные концентрации реагентов.
3. Кинетика и термодинамика ингибиторов и активаторов
Классификация ингибиторов. Кинетика и термодинамика ингибиторов. Способы определения типов ингибирование по экспериментальным данным. Равновесные концентрации реагентов. Применение ингибиторов.
4. Механизмы ферментативного катализа
Классификация механизмов и схематическое представление. Уравнения скорости. Изотропный обмен. Индуцированный перенос.
5. Контроль ферментативной активности
Необходимость контроля метаболических процессов. Уравнение Хилла. Уравнение Эдера. Уравнение Полинга. Симметричная модель Моно, Уаймена и Шанже. Кинетические модели кооперативности. Последовательная модель Кошланда.

Список основной литературы
1. Березин И.В., Мартинек К. Основы физической химии ферментативного катализа. - М.: Высшая школа, 1977. - С. 216-225.
2. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир, 1985. - 260 с.
3. Курганов Б.И. Аллостерические ферменты. - М.: Наука, 1978. - С. 11-41.
4. Варфоломеев Р.Д., Зайцев С.В. Кинетические методы в биохимических исследованиях. - М.: МГУ, 1982. - 344 с.
5. Введение в мембранологию: Учеб. пос. / Под ред. А.А. Болдырева. - М.: МГУ, 1990. - 208 с.
6. Современные проблемы биокинетики / Под ред. С.Д. Варфоломеева. - М., 1987.
7. Березин И.В., Клесов А.А. Практический курс химической и ферментативной кинетики. - М., 1980.
8. Березин И.В., Варфоломеев С.Д. Биокинетика. - М., 1979.
9. Полторак С.М., Чухрай Е.С. Физико-химические основы ферментативного катализа. - М., 1971.
10. Лапина Г.П. Элементы кинетики ферментативных реакций. -Тверь: ТвГУ, 1998. - 66 с.
Список дополнительной литературы
1. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии / Пер. с англ.: В 2-х ч. - М., 1989.
2. Варфоломеев С.Д., Зайцев С.В. Кинетические методы в биохимических исследованиях. - М., 1982.
3. Введение в прикладную энзимологию / Под ред. И.В. Березина, К. Мартинека. - М., 1982.
4. Дженкс Б. Катализ в химии и энзимологии. - М., 1972.
5. Корниш-Боуден Э. Основы ферментативной кинетики. - М., 1982
Требования к уровню освоения программы
В результате изучения данной дисциплины студент должен:
знать математические модели ферментативных реакций.
уметь определять основные кинетические и термодинамические параметры по экспериментальным данным.
владеть приемами и навыками работы с ферментами.
Перечень вопросов к экзамену
1. Введение в кинетику ферментативных реакций.
2. Ранние исследования.
3. История вопроса.
4. Кинетика одностадийных ферментативных реакций.
5. Кинетика двухстадийных ферментативных реакций.
6. Регуляция ферментативных параметров.
7. Ингибирование (активация) ферментативных реакций.
8. Обратимые и необратимые ингибиторы.
9. Кинетические типы ингибирования (активации).
10. Методы анализа экспериментальных данных.
11. Определение кинетических параметров пероксидазы.
12. Ингибирование субстратом.
13. рН-зависимости ферментативных реакций.
14. Температурные эффекты ферментативных реакций.
15. Интегральная форма уравнения Михаэлиса-Ментен.
16. Термодинамика регуляции ферментативной активности.
17. Кинетико-термодинамические подходы к изучению кооперативного связывания.
18. Классификация механизмов ферментативных реакций.
19. Уравнение стационарной скорости.
20. Справедливость допущений принципа стационарности.
21. Выведение уравнения стационарной скорости.
22. Последовательная модель Кошланда.

Сведения о переутверждении программы на
очередной учебный год и регистрации изменений

Учебная программа составлена на основании ГОС ВПО 2000 г. для специальности 020208–«Биохимия»
Программу составил:
1. Соловьев В.Б., канд. биол. наук, доцент _________________________
                                                                                     (подпись)
Настоящая программа не может быть воспроизведена ни в какой форме без предварительного письменного разрешения кафедры-разработчика программы.
Программа одобрена на заседании кафедры биохимии
Протокол №                                   от «___» _____________ 200 года
Зав. кафедрой биохимии
д.б.н., профессор Генгин М.Т. ___________________________________
 (подпись)
Программа одобрена учебно-методическим советом Естественно-географического факультета
«_____» _____________ 2007 года
Председатель учебно-методического совета
Естественно-географического факультета,
к.т.н., доцент                ___________________________ О.В. Зорькина
(подпись)
Программа одобрена учебно-методическим управлением университета
«_____» _____________ 2007 года
Начальник учебно-методического
управления университета              ___________________ Г.Н. Шалаева
 (подпись)

ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ