- •7.1. Общая характеристика
- •7.2. Иммобилизованные ферменты
- •7.3.1. Ферменты в клинической диагностике
- •7.3.2. Молекулярные основы энзимопатий
- •4. Применение ферментов в фармацевтическом анализе
- •7.5. Применение ферментов в производственных процессах
- •Малые органические молекулы:
- •28.3.1. Репарация депуринизированной днк
- •20.1 .1 . Обходные реакции глюконеогенеза
- •21.2. Биологические функции липидов
- •21.3. Классификация липидов
- •2.6.1. Химический синтез пептидов
- •2.6.2. Ферментативный синтез пептидов
- •2.6.3. Природные пептиды
- •4.3.1. Хроматографические методы, применяемые на стадии концентрированна
- •4.3.2. Хроматографические методы, применяемые на стадии тонкой очистки
- •4.3.3. Гель-фильтрация
- •1. Четвертичная структура белков
- •23.5.4. Биосинтез стероидов
- •Ионизация -
- •1. Денатурация белков
- •8.1. Общая характеристика
- •8.1.1. Классификация витаминов
- •22.5.1. Пассивный транспорт
- •22.5.2. Активный транспорт
- •1 2.5.3. Виды переноса веществ через мембрану
- •22.5.4. Экзоцитоз и эндоцитоз
- •3.3.1. Каталитические белки
- •3.3.2. Транспортные белки
- •3.3.3. Регуляторные белки
- •3.3.4. Защитные белки
- •3.3.5. Сократительные белки
- •3.3.6. Структурные белки
- •3.3.7. Рецепторные белки
- •3.3.8. Запасные и питательные белки
- •3.3.9. Токсические белки
- •5.4. Строение ферментов
- •5.5. Активные центры ферментов
- •2. Общая характеристика
- •6.4. Ингибиторы ферментов
- •6.4.1. Обратимые ингибиторы
- •6.5. Активаторы ферментов
- •6.4.1. Обратимые ингибиторы
- •25.3.2.Транспортбилирубина кровью
- •25.3.4. Секреция билирубина в кишечник
- •32.3.1. Метаболические реакции первой фазы биотрансформации
- •11.2.2. Рецепторы
- •11.2.3. Классификация гормонов
- •11.2.4. Биологические свойства гормонов
- •11.2.5. Механизмы действия гормонов
6.4.1. Обратимые ингибиторы
Различают три типа обратимого ингибирования ферментов: конкурентное, неконкурентное и бесконкурентное.
Конкурентным называют ингибитор, обратимо взаимодействующий с активным центром фермента. Как правило, конкурентные ингибиторы по структуре похожи на субстрат и могут вытесняться из фермент-ингибиторного комплекса избытком субстрата. Взаимодействие с конкурентным ингибитором не приводит к денатурации или инактивации фермента, поэтому при замене ингибитора на субстрат скорость ферментативной реакции не снижается (рис. 6.10).
При взаимодействии фермента с конкурентным ингибитором изменяется значение Км соответствующей ферментативной реакции.
Сходство субстрата и конкурентного ингибитора достаточно для взаимодействия и образования фермент-ингибиторного комплекса, но недостаточно для ферментативной реакции. В качестве примера можно привести действие малоновой кислоты на реакцию, которая катализируется сукцинатдегидроге-назой и связана с превращением янтарной кислоты в фумаровую. Добавление малоновой кислоты к реакционной смеси снижает или полностью останавливает ферментативную реакцию, так как она является конкурентным ингибитором сукцинатдегидрогеназы.
СООН —СН2—СООН
малоновая кислота
Сходства малоновой кислоты с янтарной достаточно для образования комплекса с ферментом, однако распад этого комплекса не происходит. При увеличении концентра-ции янтарной кислоты она вытесняет малоновую кислоту из комплекса, в результате активность сукцинатдегидрогеназы восстанавливается.
Многие лекарственные вещества ингибируют ферменты человека и животных по конкурентному типу. Примером могут служить сульфамидные препараты, по структуре сходные с л-аминобензойной кислотой (ПАБК). Это соединение в микробных клетках является интермедиантом фолиевой кислоты — важного компонента нуклеинового обмена. При введении сульфамидных препаратов в организм происходит ингибирование ферментов метаболизма ПАБК, что приводит к снижению синтеза нуклеиновых кислот и гибели микроорганизма. В данном случае сульфаниламид является конкурентным ингибитором фермента синтеза фолиевой кислоты.
В структуру пептогликана клеточной стенки бактерий включен о-аланин, отсутствующий в организме животных и человека. Для синтеза клеточной стенки бактерии при помощи фермента аланин-рацемазы превращают животный [.-аланин в о-форму. Аланин-рацемаза характерна для бактерий и не обнаружена у млекопитающих. Следовательно, она представляет хорошую мишень для ингибирования лекарственными препаратами. Замещение одного из протонов метильной группы на фтор дает фтораланин, с которым связывается аланин-рацемаза, что приводит к ее ингибированию. Таким образом, можно конструировать лекарственные вещества, ингиби-рующие ферменты по конкурентному типу. Чтобы быть эффективным, ингибитор должен иметь высокое сродство к ферменту. В противном случае необходимо назначать большие дозы лекарственных препаратов, чтобы активно конкурировать с эндогенным субстратом за активный центр фермента.
Неконкурентные ингибиторы взаимодействуют с ферментами не в области активного центра, а на каком-то от него удалении, причем никаким избытком субстрата из комплекса не удаляются. При взаимодействии ингибитора с ферментом происходит изменение его конформации с последующей частичной дезинтеграцией активного центра. При взаимодействии фермента с неконкурентным ингибитором изменяется Ктах ферментативной реакции.
Бесконкурентное ингибирование имеет место, когда ингибитор взаимодействует с ферментом только в составе фермент-субстратного комплекса, препятствуя его распаду. Примером необратимого действия ингибиторов на ферменты могут служить фосфорорганические вещества, применяемые в качестве инсектицидов.
Тип ингибирования можно определять графически, используя методы Лайнуивера—Бэрка или Эди—Хофсти (рис. 6.11).
Как видно из рис. 6.11, влияние конкурентного ингибитора на скорость реакции приводит к изменению Км, максимальная скорость реакции при этом остается без изменения. Неконкурентное ингибирование связано со снижением Ктах, без изменения константы Мехаэлиса.
Активность многих ферментов тормозится избытком субстрата, причем имеется несколько механизмов этого процесса.
• Если в образовании фермент-субстратного комплекса участвует несколько функциональных групп фермента, то возможно одновременное присоединение к активному центру двух или более субстратов, что однозначно приведет к образованию неактивного комплекса.
• В случае избытка субстрата возможно его присоединение не только к активному центру, но и к другим химическим группировкам, функционально связанным с активным центром. Такого рода взаимодействие может помешать ферментативной реакции.
• Увеличение концентрации субстрата может повысить ионную силу реакционной среды и, как следствие, затормозить скорость ферментативной реакции.
Торможение продуктами реакции связано с тем, что они могут связываться с ферментом или с каким-либо другим компонентом системы таким образом, что скорость прямой реакции снижается.
2. Организация дыхательной цепи транспорта электронов
Цепью переноса (транспорта) электронов или дыхательной цепью называется совокупность последовательных окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых при участии промежуточных переносчиков электронов происходит их перенос от исходного донора (восстановленный субстрат — 8Н2) к терминальному акцептору электронов кислороду.
В клетках эукариот дыхательная цепь локализована во внутренней мембране митохондрий, а у прока -риот — в структурах цитоплазма™ -ческой мембраны.
Направление потока электронов при сопряжении одной окислительно-восстановительной системы с другой определяется их стандартными окислительно-восстановительными потенциалами или редокс-по-тенциалами Е°. Обычно Е° системы сравнивают с потенциалом водорода, принимая последний за 0,0 В при рН 0. Однако для биологических систем обычно используют значение стандартного окислительно-восстановительного потенциала при рН 7.С1 (Е°'). Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы компонентов дыхательной цепи и субстратов приведены в Поскольку редокс-потенциалы определяют сродство вещества к электронам, то для любых двух пар система с более положительным значением Е" будет самопроизвольно стремиться принимать электроны.
В настоящее время экспериментально определена последовательность расположения переносчиков электронов в дыхательной цепи (рис. 15.4). Следует обратить внимание, что окислительно-восстановительный потенциал переносчиков электронов в этой последовательности постепенно становится все более положительным. Структура и механизм обратимых окислительно-восстановительных реакций превращения промежуточных переносчиков электронов приведен выше.
В 60-х гг. XX в., благодаря методам мягкого разрушения интактных митохондрий, были выделены четыре дыхательных комплекса (I, II, III, IV), каждый из которых способен катализировать определенную часть полной последовательности реакций дыхательной цепи:
• комплекс I (НАДН: КоО-оксидоредуктаза) катализирует перенос электронов от НАДН к Кор;
• комплекс II (сукцинат: Ко(^-оксидоредуктаза)) — перенос электронов от сукцината к КоО;
• комплекс III (КорН2: цитохром с-оксидоредуктаза) — перенос электронов от КорН2 к цитохрому с;
• комплекс IV (цитохромоксидаза) катализирует перенос электронов от цитохрома с к кислороду.
Было установлено, что активность изолированных комплексов аддитивна, т. е. при смешении комплексов получается окислительно-восстановительная реакция, соответствующая сумме отдельных реакций дыхательной цепи. Выделение комплексов дыхательной цепи позволило сделать вывод об определенной пространственной ориентации этих комплексов в мембране. Важная роль в передаче электронов от одного комплекса к другому принадлежит КоО и цитохрому с. Цитохром с является единственным растворимым цитохромом и наряду с коэнзимом Р служит мобильным компонентом дыхательной цепи, осуществляя связь между фиксированными в мембране комплексами.
3.
№ 30.
1. Применение ингибиторов функций белков и ферментов, как лекарств, ядов и пестицидов. Комов475
2. Окисление водорода субстратов с образованием воды и трансмембранного электрохимического потенциала протонов. Роль адениловых нуклеотидов в окислительном фосфорилировании и дыхательном контроле.
3. Биосинтез заменимых аминокислот и превращение их безазотистых остатков в углеводы и липиды. Комов 399
1. Действие токсических
• лекарственных веществ на биосинтез белка
Синтез белка наиболее сложный процесс из всех, протекающих в клетках. Е прерывание или извращение возможно на всех трех уровнях: репликации,
•~ нскрипции или трансляции. Химические вещества, называемые мутагена-
воздействуют на процессы репликации и на структуру транскриптона и
эащают информацию о синтезе полипептидов. Такие мутагены окружаю-
..: среды, как бензоперен и линдан, подавляют синтез ДНК и таким образом
. эывают белок-синтетические процессы. Отмечено влияние токсикантов
. процессы транскрипции. В этом отношении показательно влияние хими-
вских веществ, имитирующих действие эстрогенов, так называемых ксено-
тстрогенов. К ним относятся, например, генистан или госсипол, способные
• :аимодействовать с эстрогеновыми рецепторами и изменять скорость транс-лции.
К лекарственным веществам, эффективно влияющим на синтез белка, от-
. чтся антибиотики. Как правило, они ингибируют процессы транскрипции
мнсляции. Так, противоопухолевые антибиотики — актиномицин В, рубо-
гм лин С, оливомицин, митомицин С — блокируют транскриптон или ингибиру-
РНК-полимеразу. (Кстати, многие противоопухолевые препараты иной
: роды также подавляют синтез белка, например фторурацил.) Большинство
Ьйтибиотиков противобактериального действия ингибируют процессы транс-
Щ^'2'ЛИ.
Такие антибиотики, как норвалин и индолмицин, препятствуют образова-ьею аминоацил-тРНК; стрептомицин, неомицин, конвалин. ауринтрикарбоновая Тйслота ингибируют инициацию трансляции; тетрациклин и стрептограмин ин-
••'"ируют элонгацию, препятствуя связыванию аминоацил-тРНК с А-центром
" комы. Пептидилтрансферазная реакция блокируется пуромицином и хлор-
ачфениколом, а транслокация — эритромицином и биомицином. .? > п?> !-. :ныг : Антибиотики, ингибирующие синтез белка во всех клетках, весь сичны, и многие из них не нашли применения в медицинской практик, тегия разработки новых антибиотиков должна основываться на их ее ном воздействии на бактериальные клетки или же на адресную доставк} » ределенную ткань или орган.
2.
3. Биосинтез заменимых аминокислот
Человек и животные способны синтезировать только 10 из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белка, — это заменимые аминокислоты (24.2). Пути биосинтеза этих аминокислот разнообразны, но при этом они обладают одним важным свойством:
(|) углеродный скелет аминокислот образуется из промежуточных метаболитов гликолиза, пентозофосфатного пути, цикла трикарбоновых кислот.
Синтез заменимых аминокислот осуществляется с помощью весьма простых реакций, протекающих, как правило, в одну или две стадии, которые обеспечивают аминирование углеродного скелета предшественника.
Принято выделять три основных пути биосинтеза аминокислот:
• прямое аминирование а-кетокислот или ненасыщенных органических кислот;
• реакции трансаминирования;
• ферментативные взаимопревращения отдельных аминокислот как заменимых, так и незаменимых.
Предшественники заменимых аминокислот приведены ниже: На рис. 24.14 приведена схема синтеза девяти заменимых аминокислот, "торые могут образовываться из глюкозы. Десятая аминокислота — тирозин — нтезируется путем гидроксилирования незаменимой аминокислоты фенил-шина. ТА — трансаминирование; ГДГ — глутаматдегидрогеназа
Синтез глутамата из а-кетоглутарата путем восстановительного аминире-вания уже обсуждался, равно как и реакция аминирования глутамата и превращения его в глутамин.
Алании синтезируется из пирувата путем трансаминирования, чаще всего с глутаматом. Реакция катализируется ферментом глутаматпируваттрансаминазой: Синтез пролина из глутамата включает следующие превращения: АТФ-за-висимое восстановление до у-полуальдегида; циклизация с отщеплением Н,О и восстановлением НАДФН завершает процесс синтеза пролина: Тирозин, как отмечалось выше, образуется из незаменимой аминокислоты фенилаланина путем ее гидроксилирования под действием оксигеназы (фе-нилаланин-4-гидроксилаза) за счет прямого присоединения кислорода: Серии синтезируется из промежуточного продукта гликолиза — 3-фосфо-
шцерата. Вначале происходит его окисление до 3-фосфогидропирувата, за-
:ем трансаминирование с глутаматом с последующим дефосфорилированием: Серии является предшественником глицина и цистеина. При синтезе гли-ша р-углсродный атом серина переносится на тетрагидрофолат (ТГФ) — пе-о носчик одноуглеродных фрагментов: Эта реакция катализируется ферментом серингидроксиметилтрансферазой, простетической группой которого является пиридоксальфосфат. Цистеин синтезируется из серина и гомоцистеина (деметилированного метионина), выступающего донором сульфогруппы. Реакции протекают в две стадии и катализируются также пиридоксальфосфатзависимыми ферментами — цистатионсинтазой и цистатиониназой:
№ 31.
1. Классификация и номенклатура ферментов и кофакторов.
2. Эффект разобщения и терморегуляторная функция тканевого дыхания. Термогенная функция адипоцитов бурой жировой ткани. Понятие «гипоэнергетических состояний» и их возможные причины.
3. Декарбоксилирование аминокислот с образованием биогенных аминов. Их медиаторные функции и окислительный распад. Комов 382
1.
2.
3.
Декарбоксилирование аминокислот
Отщепление карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 катализ руется декарбоксилазами аминокислот, которые весьма широко распрост нены в природе. Примеры ферментативного декарбоксилирования аминок лот и их производных у различных видов живых организмов представлен в табл. 24.3.
В животных тканях выявлено декарбоксилирование тирозина, триптс на, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глутаминовой и у-оксиг."пл аминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цистеина и цистеинсульфинов кислоты, аргинина, орнитина, 5-аденозилметионина, а-аминомалонов кислоты.
Среди различных типов декарбоксилирования аминокислот для орган» ма человека и животных наибольшее значение имеет а-декарбоксилирован* т. е. отщепление карбоксильной группы при а-углеродном атоме и образов ние продуктов реакции аминов, обладающих, как правило, сильным фармако логическим действием и поэтому названных биогенными аминами.
Таблица 24.3. Ферментативное декарбоксилирование аминокислот
и их производных (по Т. Т. Березову и Б. Ф. Коровнику, 1983)
Субстрат
|
Продукт реакции
|
Распространение
|
||
животные
|
растения
|
микроорганизмы
|
||
5-Аденозилметионин
|
5-Аденозилгомоцистеамин
|
+
|
|
+
|
я-Аминобензойная кислота
|
Анилин
|
|
|
+
|
а-Аминомалоновая кислота
|
Глицин
|
+
|
|
|
а-Аминомасляная кислота
|
Пропиламин
|
|
|
+
|
Антраниловая кислота
|
Анилин
|
|
|
+
|
I. -Аргинин
|
Агматин
|
|
|
+
|
Ь-Аспарагиновая кислота
|
Р -Алании
|
+(?)
|
|
+
|
1-Аспарагиновая кислота
|
а-Аланин
|
|
|
+
|
Ь-Валин
|
2-Метилпропиламин
|
+
|
+
|
+
|
1-Гистидин
|
Гистамин
|
+
|
+
|
|
Две молекулы глицина
|
2СО2 + 2г4Н3 + СН3СООН
|
|
|
+
|
Ь-Глутаминовая кислота
|
у-Аминомасляная кислота
|
+
|
+
|
+
|
\1езо-а; е-диаминопимелиновая
|
Ь-Лизин
|
|
|
+
|
кислота
|
|
|
|
|
3.4-Диоксифенилаланин
|
3 ,4- Д иоксифенилэтиламин
|
+
|
+
|
+
|
Ь-Изолейцин
|
2-Метилбутиламин
|
|
+
|
+
|
1-Лейцин
|
3-Метилбутиламин
|
|
+
|
+
|
1-Лизин
|
Кадаверин
|
|
|
+
|
-Метилен- Ь-глутаминовая
|
у-Амино-а-метиленмасляная
|
|
+
|
|
-.ислота
|
кислота
|
|
|
|
Норвалин
|
н-Бутиламин
|
|
|
+
|
Алло-р-оксиглутаминовая кислота
|
у-Амино-а-оксимасляная кислота
|
|
|
+
|
•/-Оксиглутаминовая кислота
|
а-Окси-у-аминомасляная кислота
|
+
|
|
+
|
5-Оксилизин
|
2-Оксикадаверин
|
|
|
+
|
5-Окситриптофан
|
Серотонин
|
+
|
|
|
п -Оксифенилсерин
|
л-Оксифениламиноэтанол
|
+
|
|
|
1-Орнитин
|
Путресцин
|
+
|
|
+
|
Ь- Серии
|
Этаноламин
|
+
|
|
|
[.-Тирозин
|
Тирамин
|
+
|
+
|
+
|
1-Триптофан
|
Триптамин
|
+
|
|
|
1_-Фенилаланин
|
Фенил этиламин
|
+
|
|
+
|
Ь-Цистеиновая кислота
|
Таурин
|
+
|
|
|
Ь-Цистеинсульфиновая кислота
|
Гипотаурин
|
+
|
|
|
Реакции декарбоксилирования, в отличие от других процессов промежуточного обмена аминокислот, являются необратимыми. Декарбоксилазы аминокислот являются сложными ферментами, коферментами которых, как и у трансаминаз, является пиридоксальфосфат (ПФ), специфичность их действия определяется апобелковым компонентом фермента. Механизм реакции декарбоксилирования аминокислот в соответствии с теорией пиридоксалевого катализа связан с образованием шиффова основания между пиридоксальфос-фатом и аминокислотой, лабилизацией всех связей в субстрате (а, Ъ, с). . обусловливает способность аминокислоты вступать в реакции трансамини вания (а), декарбоксилирования (Ь), альдольного расщепления (с). Неспецифическая декарбоксилаза ароматических аминокислот катализ рует декарбоксилирование триптофана, 5-гидрокситриптофана и 3,4-диокс фенилаланина (ДОФА). Продуктами реакций, помимо СО2, являются соотве~ ственно триптамин, серотонин и диоксифенилэтиламин (дофамин): Образующиеся биогенные амины — триптамин, серотонин, дофамин об-| ладают сильным фармакологическим действием на множество физиологиче-1 ских функций человека и животных. Так, триптамин и серотонин оказывают ] сосудосуживающее действие. Кроме этого, серотонин участвует в регуляции артериального давления, температуры тела, дыхания и почечной фильтрации является нейромедиатором, который вызывает изменение поведения, например при шизофрении. Дофамин, возможно, сам является нейромедиатором а также предшественником широко известного медиатора норэпинефрина и гормона адреналина. Источником ДОФА в организме является тирозин, который под действием специфической гидроксилазы превращается в 3,4-диоксифенилаланин. Тирозингидроксилаза открыта в надпочечниках, в тканях мозга и периферической нервной системы.
Другим примером образования биологически активных аминов в процессе декарбоксилирования аминокислот является образование гистамина (из гистидина), большие количества которого выделяются из тучных клеток со-единительной ткани, вызывая аллергическую реакцию в ответ на действие аллергена: Количество гистамина увеличивается при различных патологических состояниях организма: травмах, стрессе, а также при введении в организм различных ядов и некоторых лекарственных веществ (антибиотиков, лечебных сывороток и др.).
Гистамин обладает широким спектром биологического действия. Много гистамина образуется в очаге воспаления, обладая сосудорасширяющим действием, он ускоряет приток лейкоцитов и тем самым активирует защитные силы в борьбе с инфекцией. Большое количество гистамина образуется в слизистой желудка, где он активирует секрецию пепсина и соляной кислоты.
Важную биологическую функцию выполняет у-аминомасляная кислота (ГАМК) — продукт а-декарбоксилирования глутаминовой кислоты. Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбоксилаза), является высокоспецифичным: Оба эти соединения — глутамат и ГАМК — относятся к нейромедиаторам: ГАМК ингибирует, а глутамат активирует передачу нервных импульсов. Введение у-аминомасляной кислоты вызывает тормозной процесс в коре головного мозга (центральное торможение), а у животных приводит к утрате условных рефлексов. у-Аминомасляная кислота используется в клинике при лечении некоторых заболеваний ЦНС, связанных с резким возбуждением коры головного мозга.
К биогенным аминам относится также таурин, который образуется из цис-теина и используется в печени при образовании парных желчных кислот: Таким образом, биогенные амины являются сильными, фармакологически активными веществами, оказывающими разностороннее действие на физиологические функции организма. Некоторые биогенные амины (гистамин,
№ 32
1. Понятия изозимов, компартментации, тканевой и органной специфичности ферментов.
2. Способы использования энергии аккумулированной в клетках.
3. Источники и механизмы образования аммиака в организме. Роль глутамина в его транспорте, биосинтезе небелковых азотистых соединений и обезвреживании. Комов 398
1.
2.
3. Первичная ассимиляция аммиака
Включение аммиака в органические азотсодержащие соединения може* происходить различными путями. Однако у большинства видов живых организмов наиболее важными в количественном отношении являются реакции, катализируемые тремя ферментами — глутаматдегидрогеназой, глутаминсин-тетазой и карбамоилфосфатсинтетазой.
Следует отметить, что характеристика указанных ферментов, так же как и химизм катализирумых ими реакций, была изложена ранее в разделах, отражающих роль этих ферментов в метаболических превращениях аминокислот * организме человека и животных (24.7; 24.8). В связи с этим ниже лишь обобщен материал по роли глутаматдегидрогеназной, глутамин- и карбамоилсин-тетазной реакций в ассимиляции аммиака и приведено схематическое изображение этих реакций.
Глутаматдегидрогеназа (ГДГ) катализирует образование глутамата из а-ке-тоглутарата и аммиака при участии НАДН • Н+ или НАДФН • Н+.Важной реакцией, приводящей к включению аммиака в органические соединения, является также АТФ-зависимое образование глутамина под действием глутаминсинтетазы: Таким образом, как отмечалось ранее, в организме имеется хорошо функционирующая система, связывающая две молекулы аммиака: Наконец, большое значение имеет реакция, катализируемая карбамоил-фосфатсинтетазой, приводящая к включению аммиака в некоторые биосинтетические продукты, например в пиримидины (гл. 26) и мочевину (24.7.1). Стехиометрия этой реакции описывается уравнением
№ 33
1. Мультиферментные комплексы и полиферментные метаболические пути, как способы организации работы ферментов в клетках про- и эукариот.
2. Микросомальное окисление и его функции. Краткая характеристика моно- и диоксигеназ. Комов 206
3. Схема биосинтеза гема и его функции. Образование, транспорт и конъюгация билирубина. Комов 419
1.
2. Свободное окисление •• 15.4.1 . Общая характеристика
Под свободным окислением понимают реакции, энергия которых не трансформируется в энергию АТФ.
К таким реакциям относятся реакции микросомального окисления.
Микросомы — это фракция морфологически замкнутых везикул, в которые превращается эндоплазматическая сеть при гомогенизации тканей. В них содержатся активные оксигеназы — ферменты, катализирующие включение кислорода в молекулу субстрата (8).
Известны две подгруппы оксигеназ. Диоксигеназы (истинные оксигеназы), включающие оба атома кислорода в молекулу субстрата: Монооксигеназы (гидроксилазы) включают в субстрат только один атом кислорода, другой атом восстанавливается до воды в присутствии дополнительного донора восстановительных эквивалентов (НАДФН или НАДН):
ЗН + 02
+ НАДФН -Н+
монооксигеназа>
8— ОН + Н20
+ НАДФ+
Ключевая роль в процессах микросомального оксигенирования принадлежит цитохрому Р-450, представляющему собой, как и все цитохромы, гемо-протеин. Атом железа цитохрома Р-450 (Ре2+) восстанавливает связанный в активном центре фермента кислород, т. е. происходит активация кислорода, который затем переносится на субстрат. Микросомальное окисление играет важную роль в метаболических процессах, протекающих во всех организмах. Во-первых, это основная детоксицирующая система в организме человека и животных (гл. 32), и, во-вторых, оксигеназы играют определенную роль в реакциях анаболизма, например биосинтеза холестерола, стероидных гормонов, желчных кислот, циклических аминокислот и др. Механизм функционирования монооксигеназных ферментных систем изложен в гл. 32.
Свободное окисление, не сопряженное с синтезом АТФ, может протекать и при окислении субстратов в дыхательной цепи митохондрий, например при действии разобщающих агентов — веществ, разделяющих два сопряженных процесса — окисление и фосфорилирование.
3. Метаболизм билирубина и его элиминация из организма включают процесса:
• транспорт билирубина кровью и поступление в паренхимальные кле печени;
• детоксикация билирубина в ЭПР клеток печени;
• секреция билирубина и выведение из организма.