13. Синтез глицерина
Восстановлением ацетона был получен изопропиловый спирт СН3—СНОН—СН3, при отнятии воды дающий пропилен СН3—СН=СН2, который, присоединяя хлор, превращается в хлористый пропилен СН3—СНСl—СН2Сl; при действии на него хлора получается трихлорпропан (трихлоргидрин глицерина) СН2Сl—СНСl—СН2Сl, при нагревании с водой дающий глицерин. Глицерин может быть получен также осторожным окислением аллилового спирта перманганатом в щелочной среде.
Окисление глицерина
Глицерин сначала фосфорилируется с участием АТФ до глицерофосфата (3-фосфоглицерол). Затем под действием НАД-зависимой глицерофосфатдегидрогеназы окисляется до 3-фосфоглицеринового альдегида. Фосфоглицериновый альдегид далее может окисляться до пировиноградной и молочной кислоты.
Распад глицерина и высших жирных кислот. В обмене жиров характерно широкое использование продуктов их распада для ресинтеза. Поэтому значительная часть р-моноглицеридов, глицерина и свободных высших жирных кислот, освобождающихся при гидролизе триглицеридов, используется для ресинтеза триглицеридов же, но несколько иного состава и строения, характерного для того или иного организма (если для этого используются пищевые жиры) или органа (если идет перестройка жиров в пределах организма).
Так как новообразованные жиры неизбежно отличаются от распавшихся триглицеридов по строению и соотношению остатков высших жирных кислот (в соответствии с их видовой или тканевой специфичностью), то часть высших жирных кислот и некоторая доля глицерина подвергаются дальнейшей деструкции. Глицерин независимо от того, поступил ли он на ресинтез жиров или будет претерпевать дальнейший распад, прежде всего фосфорилируется. Донором остатка фосфорной кислоты в этой реакции служит АТФ. Процесс ускоряется соответствующей фосфотрансферазой. Глицерофосфат в основном идет на синтез новых молекул триглицеридов, но часть его окисляется с образованием диоксиацетон-фосфата
14. Триглицериды синтезируются в стенке кишечника, в печени и жировой ткани (в адипоцитах).
Синтез триглицеридов в стенке кишечника может происходить из моноглицерида (из 2-моноацилглицерола) и двух молекул активных жирных кислот (остатки жирных кислот в комплексе с ацилпереносящим энзимом – S-КоА), или из глицерина и трех молекул активных жирных кислот с участием АТФ, что более характерно для процессов в печени и жировой ткани.
Синтез жира из глицерина и жирных кислот в печени и жировой ткани происходит по следующему пути. Глицерин фосфорилируется с использованием АТФ до глицерофосфата (фермент глицеролкиназа), затем под действием фермента глицеролфосфатацилтрансферазы взаимодействует с двумя молекулами ацилкоэнзима-А (например, с пальмитил-КоА). Образуется фосфатидная кислота (3-фосфо-1,2-диацилглицерол). При взаимодействии последней с ацилкоэнзимом-А образуется триглицерид, свободный HS-КоА и остаток ортофосфорной кислоты.
Печень – основной орган, где идет синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. Основной путь синтеза триглицелидов в печени из жирных кислот и глицерофосфата. Глицерофосфат, в свою очередь, в печень поступает из гидролиза жиров, а так же при восстановлении диоксиацетонфосфата (из гликолиза) при помощи восстановленного НАДФ (НАДФ Н+Н).
Распад триацилглицеринов активируется ферментом — тканевой липазой.
15. Фосфолипи́ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы.
Классификация:В зависимости от входящего в их состав многоатомного спирта принято делить фосфолипиды на три группы:1.глицерофосфолипиды - содержат остаток глицерина;2.фосфосфинголипиды - содержат остаток сфингозина;3.фосфоинозитиды - содержат остаток инозитола
Биологическая роль:Главный липидный компонент клеточных мембран. Они сопутствуют жирам в пище и служат источником фосфорной кислоты, необходимый для жизни человека.
Фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Стеатоз печени и стеатогепатит — это заболевания, при которых в печеночных клетках происходит накопление жира (стеатоз) и развитие реакции воспаления и гибель клеток (стеатогепатит). Факторы риска тяжелого течения заболевания: возраст старше 45 лет; патологическое ожирение; сахарный диабет 2 типа; генетические факторы; женский пол.
16. Холестери́н — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных. Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом, остальные 20 % поступают с пищей. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол,кортизон, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.[2]
Биосинтез холестеринаХолестерин может как образовываться в животном организме, так и поступать с пищей. Ступени:1.Превращение трёх молекул активного ацетата в пятиуглеродный мевалонат. Происходит в ГЭПР.2.Превращение мевалоната в активный изопреноид — изопентенилпирофосфат. 3.Образование тридцатиуглеродного изопреноида сквалена из шести молекул изопентенилдифосфата.4.Циклизация сквалена в ланостерин.5.Последующее превращение ланостерина в холестерин.
Биологическая роль:Холестерин в составе клеточной плазматической мембраны играет роль модификатора бислоя, придавая ему определенную жесткость за счет увеличения плотности «упаковки» молекул фосфолипидов. Таким образом, холестерин- стабилизатор текучести плазматической мембраны. Холестерин открывает цепь биосинтеза стероидных половых гормонов и кортикостероидов, служит основой для образования жёлчных кислот и витаминов группы D, участвует в регулировании проницаемости клеток и предохраняет эритроциты крови от действия гемолитических ядов.
Ацетил-КоА+Ацетил-Коаацетоацетил-КоаВ-гидрокси-В-метил-глутарил-КоаМеталоновая кислоталаностеринхолестерин
Регуляция: Ферментограничивающий скорость синтеза- ГМГ-КоА- редуктаза. Аллостерическим ингибиторомявляется холестерин. Инсулин стимулирует этот фермент путём дефосфорилирования.
17.КЕТО́НОВЫЕ ТЕЛА́— группа продуктов обмена веществ, которые образуются в печени из ацетил-КоА:1.ацетон (пропанон) [H3C—CO—CH3] 2.ацетоуксусная кислота (ацетоацетат) [H3C—CO—CH2—COOH]3.бета-гидроксимасляная кислота [H3C—CHOH—CH2—COOH]
Ацетон в плазме крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях, образуется в результате спонтанного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты и не имеет определённого физиологического значение.Нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови составлет 1…2 мг% (по ацетону).Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА: На первом этапе из двух молекул ацетил-КоА синтезируется ацетоацетил-КоА. Данная реакция катализируется ферментом ацетоацетил-КоА-тиолазой. Ac—КоА + Ac—КоА → H3C—CO—CH2—CO—S—КоА Затем под влиянием фермента оксиметилглутарил-КоА-синтазы присоединяется ещё одна молекула ацетил-КоА. H3C—CO—CH2—CO—S—КоА + Ac—КоА → HOOC—CH2—COH(CH3)—CH2—CO—S—КоА Образовавшийся β-окси-β-метилглутарил-КоА способен под действием фермента оксиметилглутарил-КоА-лиазы расщепляться на ацетоуксусную кислоту и ацетил-КоА. HOOC—CH2—COH(CH3)—CH2—CO—S—КоА → H3C—CO—CH2—COOH + Ac—КоА Ацетоуксусная кислота способна восстанавливаться при участии НАД-зависимой D-β-оксибутиратдегидрогеназы; при этом образуется D-β-оксимасляная кислота. Фермент специфичен по отношению к D-стереоизомеру и не действует на КоА-эфиры. H3C—CO—CH2—COOH + NADH → H3C—CHOH—CH2—COOH Ацетоуксусная кислота в процессе метаболизма способна окисляться до ацетона с выделением молекулы углекислого газа: H3C—CO—CH2—COOH → CO2 + H3C—CO—CH3
Биологическая роль
В плазме крови здорового человека кетоновые тела содержатся в весьма незначительных концентрациях. Однако при патологических состояниях концентрация кетоновых тел может значительно повышаться и достигать 20 ммоль/л (кетонемия). Кетонемия возникает при нарушении равновесия — скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма.
Кетоновые тела — топливо для мышечной ткани, почек и действуют, вероятно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая излишнюю мобилизацию жирных кислот из жировых депо. Во время голодания кетоновые тела являются одним из основных источников энергии для мозга.
18.Транспортные формы липидов. в плазме крови находятся липопротеиновые частички, которые являются транспортной формой липидов в организме человека, то есть они осуществляют движение холестерина и триглицеридов по нашему организму. В тоже время, отдельные липопротеины обладают способностью захватывать избыточный холестерин из клеток периферических тканей и транспортировать его в печень, где происходит окисление его до жирных кислот и дальнейшее выведение из организма. Кроме того, липопротеины транспортируют по нашему организму жирорастворимые гормоны и витамины. Существуют несколько видов липопротеинов, которые отличаются друг от друга по степени плотности: очень низкой плотности – пре-бета-липопротеины; низкой плотности – бета-липопротеины; высокой плотности – альфа-липопротеины.
Липиды являются третьим классом органических веществ из которых состоит живой организм. Правильный качественный и количественный состав липидов клетки определяет ее возможности, активность и выживаемость. Жирнокислотный состав мембранных фосфолипидов, недостаток или избыток холестерола в мембране неизбежно влияет на деятельность мембранных белков – транспортеров, рецепторов, ионных каналов. Все это влечет за собой изменение работы клеток и, конечно, функций всего органа, как например, при инсулиннезависимом сахарном диабете. Существуют наследственные болезни накопления липидов липидозы, сопровождающиеся тяжелыми нарушениями в организме.
19. Под трансаминированием подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2—) от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака. замечено, что при добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пиро-виноградной кислот образуются α-кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточного свободного аммиака; добавление аланина и α-кетоглу-таровой кислоты приводило к образованию соответственно пировиноград-ной и глутаминовой кислот.
Реакции трансаминирования являются обратимыми и, как выяснилось позже, универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участии специфических ферментов.Теоретически реакции трансаминиро-вания возможны между любой амино- и кетокислотой, однако наиболее интенсивно они протекают в том случае, когда один из партнеров представлен дикарбоновой амино- или кетокислотой. Клиническое значение определения активности трансаминаз. Широкое распространение и высокая активность трансаминаз в органах и тканях человека, а также сравнительно низкие величины активности этих ферментов в крови послужили основанием для определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови человека при органических и функциональных поражениях разных органов. Для клинических целей наибольшее значение имеют две трансаминазы – аспартат-аминотрансфераза (AcAT) и аланин-аминотрансфераза (АлАТ), катализирующие соответственно следующие обратимые реакции:
20.Реакции декарбоксилирования. Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. В животных тканях установлено декарбоксилирование следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глу-таминовой и γ-оксиглутаминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цис-теина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α-аминомалоновой кислоты.
В клинической практике широко используется, кроме того, продукт α-декарбоксилирования глутаминовой кислоты – γ-аминомасляная кислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбокси-лаза), является высокоспецифичным:
Одним из хорошо изученных ферментов является декарбоксилаза ароматических аминокислот. Она не обладает строгой субстратной специфичностью и катализирует декарбок-силирование L-изомеров триптофана, 5-окситриптофана и 3,4-диоксифе-нилаланина (ДОФА); продуктами реакций, помимо СО2, являются соответственно триптамин, серотонин и диоксифенилэтиламин (дофамин)
21.Дезаминирование аминокислот. Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщепление аминогруппы). Выделены соответствующие ферментные системы, катализирующие эти реакции, и идентифицированы продукты реакции. Во всех случаях NH2-группа аминокислоты освобождается в виде аммиака:
Реакция синтеза глутаминовой кислоты:
Аланин вступает в реакцию трансаминирования. Образованный в результате реакции пируват идет в глюконеогенез или энергетический обмен. Параллельно образуется глутаминовая кислота. Пришедшая из крови или полученная при трансаминировании глутаминовая кислота дезаминируется глутаматдегидрогеназой.
22. Пути образования аммиака:
1. окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты
2. распад пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, нуклеозидов, азотистых оснований.
3. окисление аминов
4. распад аминосахаридов
5 гидролиз глутамина, аспарагина
Обезвреживание аммиака в организме.
В организме человека подвергается распаду около 70г аминокислот в сутки: при этом освобождается большое количество аммиака, являющегося высокотоксичным соединением. Поэтому крнцентрация аммиака должна сохраняться на низком уровне (в норме уровень его не превышает 60 мкмоль/л). Концентрация аммиака 3 ммоль/л является летальной.
Одним из путей связывания и обезвреживания аммиака в мозге, сетчатке, почках и мышцах, является биосинтез глутамина( и, возможно, аспарагина). Поскольку глутамин и аспарагин с мочой выделяются в небольших количествах, было высказано предположение, что они выполняют скорее транспортную функцию переноса аммиака в нетоксичной форме.
Часть аммиака легко связывается с ?-кетоглутаровой кислотой благодаря обратимости глутаматдегидрогеназной реакции; при синтезе глутамина связывается ещё 1 молекула, т.о. нейтрализуются две молекулы аммиака.
Гиперамонемия -результат печеночной недостаточности.
Остаточный азот в крови:
Это азот, который определяется в плазме крови после осаждения и отделения всех белков плазмы. Его содержание 15-25 моль/л. Его состав: 50% азот мочевины, 25% АК, 4% мочевой кислоты, 5% креатина, 0,5% аммиака. При ряде пат. состояний уровень остаточного азота в крови повышается, что называется азотемией.В зависимости от происхождения различают ретеционную и продукционную азотемию.
23. Обзор метаболизма глутамина. Представление списка метаболических процессов, в которых участвует глутамин, можно начать с изучения связи этой аминокислоты и ее метаболитов с циклом трикарбоновых кислот (ЦТК) (рис.1). Глутамин метаболизируется до глутамата, который легко превращается в a-кетоглутарат - неотъемлемый компонент ЦТК. Этот путь метаболизма имеет большое значение для получения энергии. Как видно из рис.1, глутамин имеет несколько важных метаболитов. Деаминирование глутамина глутаминазой приводит к образованию глутамата - предшественника g-аминомасляной кислоты, являющейся тормозным нейромедиатором. При циклизации глутамина образуется пролин - важный аминокислотный компонент коллагена (компонента соединительной ткани). Процессы деаминирования и трансаминирования глутамата участвуют в переносе аммиака между тканями. Перенос азота аминогруппы глутамина аминотрансферазой также участвует в процессе биосинтеза пуринов и пиримидинов. Аминогруппа глутамина играет важную роль в синтезе гексозаминов - веществ, жизненно необходимых для поддержания целостности и функции слизистых оболочек.
24. Метионин — алифатическая серосодержащая α-аминокислота, бесцветые кристаллы со специфическим неприятным запахом, растворимые в воде, входит в число незаменимых аминокислот. Содержится во многих белках и пептидах (метионин-энкефалин, метионин-окситоцин). Значительное количество метионина содержится в казеине.
Свойства и синтез
Метионин по своим свойствам является типичной алифатической аминокислотой, метилсульфидный фрагмент при восстановлении красным фосфором в йодистоводородной кислоте деметилируется с образованием гомоцистеина; в мягких условиях окисляется до метионинсульфоксида, под действием перекиси водорода, хлорной кислоты и других сильных окислителей — до соответствующего сульфона.
Первоначально в промышленности метионин выделяли из гидролизатов казеина, однако в настоящее время метионин получают синтетически. Промышленный синтез DL-метионина осуществляют исходя из акролеина. На первой стадии присоединением метилмеркаптана к акролеину синтезируют 3-метилтиопропионовый альдегид:
CH3SH + H2C=CH-CHO CH3SCH2CH2CHO
который далее используется в качестве карбонильного компонента синтеза Штреккера:
CH3SCH2CH2CHO + HCN + NH3 CH3SCH2CH2CH(NH2)CN
CH3SCH2CH2CH(NH2)CN + H2O CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH
25. Нуклеоти́ды — фосфорные эфиры нуклеозидов, нуклеозидфосфаты. Соединения, состоящие из двух нуклеотидовых молекул, называются динуклеотидами, из трёх — тринуклеотидами, из небольшого числа — олигонуклеотидами, а из многих — полинуклеотидами, или нуклеиновыми кислотами.
1. Выступают в роли коферментов (ФАД, ФМН, НАД+, НАДФ+)
2.Циклические мононуклеотиды являются вторичными посредниками при действии гормонов и других сигналов(цАМФ, цГМФ).
3. Аллостерические регуляторы активности ферментов.
4. Являются мономерами в составе нуклеиновых кислот, связанные 3'-5'- фосфодиэфирными связями.
Синтез пуриновых нуклеотидов:
Может осуществляться двумя путями: заново и путем повторного использования готовых пуриновых оснований.
Регуляция синтеза:
1. избыток ИМФ, АМФ и ГМФ алоостерически ингибируют фосфорибозиламидотрансферазу
2. ГМФ и АМФ ингибируют первые этапы своих собственных синтезов из ИМФ
3. Увеличение ГТФ приводит к активации синтеза АМФ, а накопление АТФ стимулирует синтез ГМФ, что приводит к балансу образования адениловых и гуаниловых нуклеотидов.
26. Распад пуриновых нуклеотидов
Основным продуктом распада пуриновых нуклеотидов является мочевая кислота, которая выводится мочой. Кроме того образуются аммиак и пентозы:
1. Внутриклеточная нуклеиновая кислоты распадаются под влиянием нуклеоз до нуклеотидов.
2. Нуклеотиды под воздействием нуклеотидаз превращаются в нуклеозиды.
3. Аденозин превращаются в ионозин.
4. Нуклеозидфосфорилаза разрезает диозин или гуадозин на рибозо-1-фосфат и азотистое основание –гипоксантин или гуанин.
5. Гуанин дезаминируется в ксантин.
6. Гипоксантин и ксантин окисляются, кеантиноксидазой в мочевую кислоту.
Гиперурикемия — повышенное содержание мочевой кислоты в крови.
Причины
Гиперурикемия вызывается ускоренным образованием мочевой кислоты из-за участия пурина в обмене веществ, или из-за ослабленной работы почек, или из-за повышенного содержания фруктозы в пище.
Потребление богатой пурином пищи — это одна из основных причин гиперурицемии. Другая вызываемая едой причина — это потребление высококалорийной и жирной пищи и голодание. Результатом голодания бывает то, что для получения энергии начинает тратиться мышечная масса тела и высвобождаемые в процессе этого пурины попадают в кровообращение.
Содержание пуриновых оснований в пище различно. Еда с высоким содержанием пуриновых оснований аденина и гипоксантина способствуют усилению гиперурицемии.
Человеку необходима урата оксидаза, энзим, который разрушает мочевую кислоту. Повышение уровня мочевой кислоты увеличивает предрасположенность к подагре и (при очень высоком уровне) почечной недостаточности. Независимо от обычных отклонений (с генетической составляющей), синдром распада новообразования[5] вырабатывает критическое содержание мочевой кислоты, что почти всегда приводит к почечной недостаточности. Синдром Лёша-Нихена также взаимосвязан с критически высокими уровнями мочевой кислоты. Метаболический синдром часто представлен гиперурицемией.
Аллопуринол — лекарственный препарат, используемый в основном при гиперурицемии (повышенном уровне мочевой кислоты в крови) и её осложнений, таких как подагра.
Механизм действия
Аллопуринол является ингибитором ксантиноксидазы. Под действием ксантиноксидазы аллопуринол превращается в оксипуринол, неокисляемый аналог ксантина.
Аллопуринол является структурным изомером гипоксантина (природный пурин встречающийся в теле). Ксантиноксидаза отвечает за последующее окисление гипоксантина и ксантина, образуя мочевую кислоту - продукт метаболизма пуринов в теле.
В добавок к блокированию производства мочевой кислоты, ингибирование ксантина оксидазы вызывает увеличение гипоксантита и ксантина, которые конвертируется в родственный пурину рибонуклеотиду аденозин и гуанозин монофосфаты. Увеличение уровня этих рибонуклеотидов вызывает обратное ингибироивание амидофосфорибозилтрансфераза,первый и скоростьлимитирующий энзим синтеза рибонуклеотидов.
27.
28. Глюкагон — гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном.Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислот и имеет молекулярный вес 3485 дальтон. Глюкагон является одним из антагонистов инсулина, способствует образованию глюкозы в печени. Нормальная секреция гормона обеспечивает надежный контроль за поддержанием постоянства уровня глюкозы крови. Недостаток инсулина при сахарном диабете сопровождается избытком глюкагона, который, собственно, и является причиной гипергликемии. Главные влияния глюкагона на метаболизм глюкозы заключаются в: (1) расщеплении гликогена печени (гликогенолиз); (2) увеличении глюконеогенеза в печени. Оба этих эффекта приводят к существенному увеличению глюкозы в других органах.
29. Адреналин(L-1(3,4-Диоксифенил)-2-метиламиноэтанол) — основной гормон мозгового вещества надпочечников, а также нейромедиатор. По химическому строению является катехоламином. Адреналин содержится в разных органах и тканях, в значительных количествах образуется в хромаффинной ткани, особенно в мозговом веществе надпочечников. Секреция адреналина надпочечниками и выброс его в кровь усиливаются в ситуациях, требующих быстрых адаптивных перестроек обмена веществ. В связи с этим адреналин проявляет себя гл. обр. как вещество, изменяющее течение обменных процессов: он вызывает повышение потребления кислорода, концентрации глюкозы в крови и пр. В других ситуациях надпочечники увеличивают секрецию и выброс в кровь норадреналина. Aдреналин производится в моменты возбуждения. адреналин ускоряет обмен веществ и помогает в расщеплении жиров, высвобождая из них энергию. Он запускает особый механизм, называемый «термогенезис» - повышение температуры тела, вызываемое сгоранием энергетических запасов организма. Кроме этого, выброс адреналина обычно подавляет аппетит.К сожалению, чем больше вес человека, тем ниже у него производство адреналина.
30.Инсулин. Молекула инсулина, содержащая 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей, соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. В настоящее время принято обозначать цепью А инсулина 21-членный пептид и цепью В – пептид, содержащий 30 остатков аминокислот. Во многих лабораториях осуществлен, кроме того, химический синтез инсулина. Наиболее близким по своей структуре к инсулину человека является инсулин свиньи, у которого в цепи В вместо треонина в положении 30 содержится аланин. Синтезированный из проинсулина инсулин может существовать в нескольких формах, различающихся по биологическим, иммунологическим и физико-химическим свойствам. Различают две формы инсулина: 1) свободную, вступающую во взаимодействие с антителами, полученными к кристаллическому инсулину, и стимулирующую усвоение глюкозы мышечной и жировой тканями; 2) связанную, не реагирующую с антителами и активную только в отношении жировой ткани. В настоящее время доказано существование связанной формы инсулина и установлена локализация ее в белковых фракциях сыворотки крови, в частности в области трансферринов и α-глобулинов. Молекулярная масса связанного инсулина от 60000 до 100000. Различают, кроме того, так называемую форму А инсулина, отличающуюся от двух предыдущих рядом физико-химических и биологических свойств, занимающую промежуточное положение и появляющуюся в ответ на быструю, срочную потребность организма в инсулине. Механизм действия инсулина окончательно не расшифрован, несмотря на огромное количество фактических данных, свидетельствующих о существовании тесной и прямой зависимости между инсулином и процессами обмена веществ в организме. В соответствии с «унитарной» теорией все эффекты инсулина вызваны его влиянием на обмен глюкозы через фермент гексокиназу. Новые экспериментальные данные свидетельствуют, что усиление и стимуляция инсулином таких процессов, как транспорт ионов и аминокислот, трансляция и синтез белка, экспрессия генов и др., являются независимыми. Это послужило основанием для предположения о множественных механизмах действия инсулина.
31.Глюкокортикостероиды. — общее собирательное название подкласса гормонов коры надпочечников, обладающих более сильным действием на углеводный, чем на водно-солевой обмен, и их синтетических аналогов. Функция: регуляция минерального, углеводного и белкового баланса. По строению все глюкокортикоиды являются стероидами. Основным и наиболее активным естественным глюкокортикоидом человека является кортизол, но это верно не для всех видов животных. Например, у крысы основным глюкокортикоидом является кортикостерон, а кортизола производится мало, и он малоактивен для тканей организма крысы. У человека наоборот: кортикостерон производится в очень малых количествах, и он малоактивен для тканей человеческого организма. Влияние на обмен веществ:Глюкокортикоиды повышают уровень глюкозы в крови, увеличивают глюконеогенез из аминокислот в печени, тормозят захват и утилизацию глюкозы клетками периферических тканей, угнетают активность ключевых ферментов гликолиза, повышают синтез гликогена в печени и скелетных мышцах, усиливают катаболизм белков и уменьшают их синтез, повышают катаболизм жиров в подкожной жировой клетчатке и других тканях.Кроме того, глюкокортикоиды оказывают также определённое минералокортикоидное действие — способствуют задержке катиона натрия, аниона хлора и воды, усилению выведения катионов калия и кальция.
32. РЕГУЛЯЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, поддержание функциональных параметров биологически системы в заданных границах.Обеспечивает гомеостаз организма — сохранение постоянства параметров внутренней среды, а также условий его развития (эпигенез). Гомеостаз обеспечивается на всех уровнях организации организма отрицательными, эпигенез — положительными обратными связями (см. Обратная связь). Организм высшего растения, в т. ч. винограда, представляет собой сложную самоуправляющуюся систему. Он включает несколько органов и порядка 30 специализированных тканей, выполняющих различные физиологические функции. Успешное функционирование растительного организма, построенного на основе дифференциации и специализации структурно-функциональных элементов, происходит по принципу соподчинения частей целому, их интеграции. Под контролем регуляторных механизмов находятся не все ферменты, а в основном ключевые, катализирующие самые медленные реакции, а также ферменты, функционирующие в точках разветвления метаболических путей. Вследствие конкуренции за субстрат в этих местах происходит замедление одних путей метаболизма и ускорение других.
33. Аэробный обмен ПВК. В аэробных условиях пировиноградная кислота окисляется; этот процесс называется окислительным декарбоксилированием пировиноградной кислоты. Катализирует этот процесс мультиэнзимный комплекс, который называется пируватдегидрогеназным комплексом. В состав этого комплекса входят три фермента и пять коферментов. Первый этап аэробного превращения ПВК заключается в ее декарбоксилировании, катализируемом пируватдекарбоксилазой (E1), коферментом которой является тиаминпирофосфат. В результате образуется оксиэтильный радикал, ковалентно связанный с коферментом. Фермент, ускоряющий второй этап окислительного декарбоксилирования ПВК, - липоат-ацетилтрансфераза содержит в своем составе два кофермента: липоевую кислоту и коэнзим A (KoASH). Происходит окисление оксиэтильного радикала в ацетильный, который сначала акцептируется липоевой кислотой, а затем переносится на KoASH. Результатом второго этапа является образование ацетил-КоА и дегидролипоевой кислоты:
Превращения ацетил-КоА начинаются с реакции конденсации его со щавелевоуксусной кислотой, в результате которой образуется лимонная кислота. Эта реакция не требует расхода АТФ, так как необходимая для этого процесса энергия обеспечивается гидролизом тиоэфирной связи с ацетил-КоА, которая, как мы уже отмечали, является макроэргической:
34.Участь метаболіт ЦТК у синтезі амінокислот, гему. Приклади цих реакцій. Перетворення а-кетоглутарату в ГЛУ та ГЛН. Перетворення фурамату в аспартат.
Биосинтез гемма.Синтез тетрагидропиррольных колец начинается в митохондриях. Из сукцинил-КоА , промежуточного продукта цитратного цикла, конденсацией с глицином получается продукт, декарбоксилирование которого приводит к 5-аминолевулинату (ALA). Отвечающая за эту стадию 5-аминолевулинат-синтаза (ALA-синтаза) является ключевым ферментом всего пути. Экспрессия синтеза ALA-синтазы тормозится гемом, т. е. конечным продуктом, и имеющимся ферментом. Это типичный случай торможения конечным продуктом, или ингибирования по типу обратной связи.
АЛА + α-КетоГлутарат → ГЛУ + Пируват
35. Для получения органических соединений, необходимых клеткам, нужен углерод. Из атомов углерода состоит скелет молекул белков, углеводов, жиров, витаминов, гормонов и ферментов. Все клетки организма по способу получения углерода можно разделить на две большие группы:
- аутотрофные - их еще называют «сами себя питающие» - это клетки растений, они получают углерод из окружающей среды в виде его двуокиси (CO2), из этого углерода они строят все необходимые для них углеродсодержащие соединения;
- гетеротрофные - «питающиеся за счет других» - это клетки животных и человека, они получают углерод из сравнительно сложных органических соединений, таких, например, как глюкоза.
Синтез мочевины. В образовании 1 моля мочевины участвуют 1 моль ионов аммония, 1 моль двуокиси углерода и 1 моль альфа-аминного азота аспартата. В ходе синтеза потребляются 3 моля АТР, в нем последовательно участвуют пять ферментов. Из 6 аминокислот, вовлекаемых в синтез мочевины, одна (N- ацетилглутамат ) служит активатором одного из ферментов и в химических превращениях не участвует. Остальные пять - аспартат , аргинин , орнитин , цитруллин и аргининосукцинат - служат переносчиками атомов, которые в итоге образуют молекулу мочевины:
Синтез глюкозы. Большинство стадий глюконеогенеза представляет собой обращение реакции гликолиза. Только 3 реакции гликолиза (гексокиназная, фосфо-фруктокиназная и пируваткиназная) необратимы, поэтому в процесс глюконеогенеза на 3 этапах используются другие ферменты. Суммарный результат глюконеогенеза из пирувата:
2 Пируват + 4 АТФ + 2 ГТФ + 2 (NADH + Н+)+ 4 Н20 → Глюкоза + 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 H3PO4 + 2 NAD+
Синтез жирных кислот. Процесс осуществляется в различных частях клетки. В цитоплазме синтезируются насыщенные жирные кислоты с углеродной цепью до С16 (пальмитат). В митохондриях происходит дальнейшее наращивание цепи, а в ретикулуме насыщенные жирные кислоты превращаются в ненасыщенные, и также происходит удлинение цепи. Основным продуктом системы синтеза, содержащимся в цитозоле, является пальмитиновая кислота . Субстратом для синтеза жирной кислоты служит ацетил—СоА , образующийся из глюкозы в результате окисления пирувата.
Суммарное уравнение синтеза пальмитата (7 циклов):
Ацетил—СоА+7Малонил—КоА+14(NADPH+Н+) → пальмитат + 8HS—CoA+ 7CO2+14NADP++7H2O