Посттрансляционные модификации
Отщепление инициирующей аминокислоты – метионина.
Модификация аминокислот (йодирование тирозина -для синтеза тиреоидных гормонов)
Частичный протеолиз (при синтезе активного инсулина)
Присоединение простетической группы (образование сложных белков)
Фолдинг (образование определенной структуры белка, в которой он функционирует при помощи белков-шаперонов).
Вопрос №36
Образование пептидной связи в процессе трансляции. Энергетические затраты.
На включение одной аминокислоты в растущую полипептидную цепь клетка затрачивает 4 макроэргические связи: 2 из АТФ в ходе реакции, катализируемой аа-тРНК синтетазой (в процессе активации аминокислот АТФ расщепляется на АМФ и пирофосфат), и 2 молекулы ГТФ: одна используется на связывание аа-тРНК в А-центре рибосомы, а вторая затрачивается на стадию транслокации. К этому следует добавить использование ещё двух мак-роэргических связей молекул: АТФ и ГТФ на инициацию и терминацию синтеза полипептидной цепи.
Вопрос №37
Ингибиторы матричных биосинтезов: лекарственные препараты и бактериальные токсины.
На ингибировании синтеза ДНК основано действие противоопухолевых препаратов.
На ингибировании синтеза РНК и белков – антибиотиков, токсинов, вирусов.
Тетрациклин – нарушает присоединение аминоацил-тРНК в А-участок у бактерий
Эритромицин – связывается с большой субъединицей и нарушает синтез белка
Левомицетин – ингибирует пептидилтрансферазу
Пенициллин – тормозит синтез белков клеточной стенки бактерий
Вирусы и токсины действуют на живые клетки.
Дифтерийный токсин – ингибирует транслокацию рибосомы у человека (вызывает АДФ-рибозилирование фактора элонгации-2)
Рицин (из клещевины, компонент касторового масла) – подавляет пептидилтрансферазу
Вирусы внедряются в клетки хозяина, включаются в ДНК и прекращают синтез ДНК, всех РНК и белков в клетке человека.
В ответ выделяются интерфероны, которые стимулируют синтез РНК-аз (разрушают мРНК вирусов) и протеинкеназ (II класс ферментов), которые фосфорилируют фактор элонгации-2 вируса и инактивируют его.
Общий путь катаболизма Вопрос №38
Макроэргические соединения, их химическое строение, образование и функции. Аденозинтрифосфорная кислота. Два пути синтеза АТФ в организме.
Макроэргические соединения — группа природных веществ, молекулы которых содержат богатые энергией, или макроэргические, связи; присутствуют во всех живых клетках и участвуют в накоплении и превращении энергии. Разрыв макроэргических связей сопровождается выделением энергии, используемой для биосинтеза и транспорта веществ, мышечного сокращения, пищеварения и других процессов жизнедеятельности организма. Все известные М.с. содержат фосфорильную или ацильную группы.
Важной группой соединений, в которую входят М.с., являются аденозинфосфорные, или адениловые, кислоты — нуклеозиды, содержащие аденин, рибозу и остатки фосфорной кислоты
В клетке существуют и другие макроэргические соединения. Большинство из них, также как и АТФ, содержат высокоэнергетическую фосфатную связь. К этой группе соединений относятся и другие нуклеозидтрифосфаты, ацилфосфаты, фосфоенолпируват, креатинфосфат и другие молекулы. Кроме того, в живых организмах присутствуют молекулы с высокоэнергетической тиоэфирной связью, ацилтиоэфиры.
Наиболее значительное из них — аденозинтрифосфорная кислота (аденозинтрифосфат, АТФ).
АТФ представляет собой аденозинфосфорную кислоту, содержащую 3 остатка фосфорной кислоты (или фосфатных остатка), служит универсальным переносчиком и основным аккумулятором химической энергии в живых клетках, кофермент многих ферментов. АТФ не единственное биологически активное соединение, содержащее пирофосфатные связи.
А
ТФ
– производное нуклеотида, у которого
в 5’-положении находятся 3 остатка
фосфорной кислоты, две концевые связаны
макроэргическими связями. При их
расщеплении выделяется энергия.
Функции:
Донор энергии для биосинтеза веществ
Мышечное сокращение
Транспорт веществ через мембрану
Работа ионных насосов
Поддержание температуры тела
За сутки вырабатывается около 60 кг АТФ, но они не накапливаются, а сразу используются по мере необходимости.
Время жизни одной молекулы АТФ – 1 минута, т.е. в организме постоянно происходит синтез АТФ.
Синтез АТФ можно представить как фосфорилирование АДФ - АДФ + Фн → АТФ
Пути синтеза АТФ:
Субстратное фосфорилирование
Может протекать в цитоплазме (гликолиз) или митохондриях (ЦТК).
Протекает на уровне субстрата (без участия цепи переноса электронов) за счет энергии, которая выделяется при разрыве макроэргических связей в субстрате.
Ферментативный перенос фосфатной группы на молекулы АДФ с образованием АТФ, происходящий в цитоплазме. При субстратном фосфорилировании в результате определенных окислительно-восстановительных реакций образуются богатые энергией нестабильные молекулы, фосфатная группа которых с помощью соответствующих ферментов переносится на АДФ с образованием АТФ. Реакции субстратного фосфорилирования протекают в цитоплазме и катализируются растворимыми ферментами.
Окислительное фосфорилирование
Протекает только в митохондриях.
Протекает с окислением субстратов, с участием цепи переноса электронов за счет энергии протонного градиента.
Окисление субстрата – отщепление от него электронов и протонов, т.е. атомов водорода.
Ферменты – дегидрогеназы (I класс). Участие коферментов НАД+ и ФАД.
Окисление субстрата и синтез АТФ протекают с участием кислорода (его требуется до 500 л в сутки).
Тканевое дыхание – окисление веществ с участием кислорода до конечных продуктов (СО2 и Н2О). Всегда сопровождается синтезом АТФ путем ОФ.