Программа дисциплины "биофизика" Для специальности №040900 Медицинская биофизика
| Вид материала | Программа |
- Государственный образовательный, 426.07kb.
- Программа по общей патологии для студентов медико-биологических факультетов с экзаменационными, 908.24kb.
- Примерная программа наименование дисциплины Информатика, медицинская информатика Рекомендуется, 454.18kb.
- Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования, 567.35kb.
- Курс лекции по дисциплине биофизика для специальности медико-биологическое дело, 663.76kb.
- Физика биологических систем, 39.45kb.
- Теоретическая и прикладная биофизика, 694.34kb.
- Программа опд ф. 9 Биофизика и биохимия клетки для студентов специальности 020803 «Биоэкология», 79.1kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины «физика и биофизика» для специальности 060108, 596.52kb.
- Государственный образовательный, 727.41kb.
5. Фотофизические и фотохимические стадии зрения у позвоночных и фотосинтеза в галобактериях
Спектры действия скотопического и фотопического зрения, кривая видности. Биофизические основы системы эффективных световых величин. Спектры поглощения родопсина и иодопсинов, палочек и колбочек. Механизм сдвига спектра поглощения остатка ретиналя при образовании родопсина. Цепь фотопревращений родопсина. Спектральные и кинетические характеристики продуктов фотопревращения родопсина. Метод импульсного фотолиза и кинетической спектрофотометрии в исследованиях быстрых фотопревращений зрительных пигментов. Механизм фотопревращения родопсина в батородопсин. Энергетика фотоизомеризации родопсина и батородопсина.
Спектры поглощения бактериородопсина. Механизм цис-транс-фотоизомеризации бактериородопсина. Циклы фотопревращений бактериородопсина. Спектральные и кинетические характеристики продуктов и кинетика фотопревращений бактериородопсина.
6. Механизм сенсибилизированных фотобиологических процессов
Типы фотосенсибилизированных процессов повреждения биологических объектов. Фотодинамическое действие. Механизм фотосенсибилизированного окисления биомолекул. Роль синглетного кислорода в фотодинамическом действии. Кинетика сенсибилизированного фотоокисления биомолекул с участием синглетного кислорода. Механизм сенсибилизированной порфиринами и другими сенсибилизаторами фотодеструкции опухолей.
Фотосенсибилизированные реакции, независящие от кислорода. Фотоповреждение молекул нуклеиновых кислот в присутствии псораленов. Реакции фотоприсоединения псораленов к пиримидиновым основаниям. Механизм сенсибилизирующего действия псораленов при фототерапии псориаза.
Общая схема начальных стадий фотосинтеза в растениях. Механизм фотопереноса электрона в окислительно-восстановительных реакциях хлорофилла "а".
7. Применение лазерного излучения в медицине
Применение лазеров в медицине. Лазерная хирургия, лазерная терапия, фотодинамическая терапия. Основные механизмы терапевтического действия лазерного излучения: фотосенсибилизированная активация клеток, фотореактивация ферментов, фотодиссоциация комплексов моноксида азота.
Лазеры как инструмент медико-биологических исследований. Наносекундная и пикосекундная спектроскопия. Доплеровская спектроскопия и ее применение.
II. Молекулярная биофизика
1. Введение
Предмет и методы молекулярной биофизики. История развития. Вклад отечественных ученых в развитие молекулярной биофизики. Сывороточный альбумин человека (САЧ): содержание в крови, основные функции. Этапы транспортной функции белка. Основные физико-химические свойства САЧ: растворимость, молекулярная масса, заряд, изоэлектрическая точка, коэффициент диффузии, вязкость, форма. Структура САЧ.
2. Молекулярные массы макромолекул
Среднечисленная молекулярная масса. Средневесовая молекулярная масса. Средневискозиметрическая молекулярная масса. Причина невозможности использования методов криоскопии и эбулиоскопии для измерения молекулярных масс макромолекул.
Методы определения молекулярных масс биомакромолекул: осмометрия, гельхроматография, электрофорез в полиакриламидном геле, рассеяние света, вискозиметрия.
3. Конформация основных биологических макромолекул
Конформационная потенциальная энергия белковых макромолекул. Внутри- и межмолекулярные силы и взаимодействия биомакромолекул: кулоновское взаимодействие, иондипольные взаимодействия, вандерваальсовы силы, водородные силы, стерические силы (силы деформации и напряжения валентных связей и углов, силы заторможенности вращения пептидных групп вокруг простых связей . Гидрофобное взаимодействие. Уникальные (аномальные) физические свойства воды и их роль в биологических процессах. Модели структуры молекулы воды. Структура льда. Структура жидкой воды. Модели структуры жидкой воды: микрокристаллическая, квазикристаллическая (континуальная) и ассоциативная гипотезы.
Структура воды в растворах. Ионные растворы. Кинетический и термодинамический подходы для описания сольватации ионов в растворах. Общая модель структуры воды в ионных растворах.Структура раствора неполярных молекул: гидрофобное взаимодействие.
4. Структура белковых молекул
Первичная структура. Ионизационное равновесие в белках, полярность белковых аминокислотных остатков.
Вторичная структура. Распространенность вторичных структур в белках, влияние электростатических сил и гидрофобных взаимодействий на стабильность вторичной структуры полипептидов и белков.
Третичная структура. Термодинамическая модель структурной организации белков. Макромолекулярная организация глобулярных белков. "Капельная" модель Бреслера и Талмуда. "Сферическая" модель Фишера. Анализ третичной структуры белка по Фишеру. Плотность упаковки аминокислотных остатков в молекулах белка. Объем и плотность белков. Динамичность третичной структуры. Анализ и предсказание вторичной и третичной структуры белка по первичной. Физические принципы самоорганизации белковых молекул. "Термодинамическая гипотеза самоорганизации" и экспериментальное подтверждение ее. Стадии самосборки белковых молекул по Птицыну О.Б. Связь между структурным и функциональным подобием. Вырожденность конфигурационной информации. Физическая теория структурной организациии белков. Основные положения физической теории. Метод теоретического конформационного анализа. Количественный метод теоретического конформационного анализа пептидов.
Четвертичная структура. Анализ числа субъединиц и их взаимного расположения. Стабильность четвертичной структуры белков. Методы предсказания структуры белков, построение молекулярных моделей с помощью ЭВМ.