Биохимия в таблицах, схемах и графиках

ЭЛОНГАЦИЯ

ИНГИБИТОРЫ МАТРИЧНЫХ БИОСИНТЕЗОВ

Препарат	Механизм действия
Доксорубицин	Связывается с ДНК, внедряясь между основаниями,
	генерирует активные формы кислорода, вызывая
	разрывы в структуре макромолекулы
Рифампицин	Связывается с РНК-полимеразой бактерий,
	ингибирует начало синтеза РНК
Мелфалан	Алкилирует молекулу ДНК и повреждает ее
	струкутру
Эритромицин	Связывается с 50Ѕ-субъединицей рибосомы и
	предотвращает транслокацию
Тетрациклин	Присоединяется к 30Ѕ-субъединице рибосомы и
	ингибирует связывание аа-тРНК в А-центре

ВЛИЯНИЕ ТОЧЕЧНЫХ МУТАЦИЙ В ДНК НА СТРУКТУРУ СИНТЕЗИРОВАННОГО БЕЛКА

Мутации – нерепарированные изменения первичной структуры ДНК, появляющиеся в молекуле в ответ на дефекты в работе ДНКполимераз или ДНК-репарирующей системы, воздействия внешней и внутренней среды.

Точечные мутации в основном бывают трех видов:

а) замены (это наиболее распространенный тип повреждений молекулы ДНК);

б) вставки в) делеции (или выпадения) нуклеотидов

91

	Вид мутации		Изменения в структуре				Изменения в структуре
				ДНК				белка
	Замена:
	без	изменения	Замена		одного		Белок не изменен
	смысла кодона		нуклеотида в кодоне
	с	изменением					Происходит		замена
	смысла кодона						одной аминокислоты на
							другую
	с	образованием					Синтез	пептидной		цепи
	терминирующего						прерывается		на	этом
	кодона						кодоне,	и	образуется
							незавершенный белок
	Вставка:
	без сдвига рамки		Вставка фрагмента ДНК				Происходит		удлинение
	считывания		из 3 нуклеотидов или с				полипептидной цепи на
			числом		нуклеотидов,		одну	или	несколько
			кратным 3				аминокислот
	со сдвигом рамки		Вставка одного или не-				Синтезируется пептид со
	считывания		скольких		нуклеотидов,		«случайной»
			не кратных 3				последовательностью
							аминокислот,		так	как
							изменяется смысл			всех
							кодонов, следующих за
							местом мутации
	Делеция:
	без сдвига рамки		Выпадение		фрагмента		Происходит		укорочение
	считывания		ДНК	из	нуклеотидов		белка	на	одну	или
			или	с	числом		несколько аминокислот
			нуклеотидов, кратным 3
	со сдвигом рамки		Выпадение		одного	или	Синтезируется пептид со
	считывания		нескольких				«случайной»
			нуклеотидов,			не	последовательностью
			кратных 3				аминокислот,		так	как
							изменяется смысл			всех
							кодонов, следующих за
							местом мутации

92

ОБМЕН АМИНОКИСЛОТ

ИСТОЧНИКИ И ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

Белки пищи

Белки тканей

Синтез

≈100 г/сут

≈ 15 кг

аминокислот

80%

Мочевины

гормоны

ΝН3

Фонд

аминокислот

Нуклеотиды

Экскреция

≈35 г

Гем

α -Кетокислоты

Биогенные

Карнитин

амины

Глюкоза

ЦТК

СО2 Н2О

ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА

Место	Место			Активация протеиназ				Специфич-
синтеза	действия	рН		Профермент		Актива-	Активный	ность
						тор	фермент	действия
Слизистая	По-	1,5	-	Пепсиноген		НСl –	Пепсин	- Х –	Тир –
оболочка	лость	2,0				мед-		- Х –	Фен –
желудка	же-					ленно		- Лей –		Глу -
	лудка					Пепсин
						- быстро
Подже-		7,0 –		Трипсиноген		Энтеро-	Трипсин	-Арг –		Х-
лудоч-	По-	8,0				пеп-		- Лиз –		Х-
ная	лость					тидаза
					93

железа	тонкой
	кишки		Химотрипсино-	Трипсин	Химотрипсин	-Три –	Х –
			ген			-Фен –	Х –
			Проэластаза	Трипсин	Эластаза	-Тир –	Х –
			Прокарбокси-	Трип-	Карбоксип	-Гли – Ала-
						Х-NН-СН-СООН
			пептидазы А, В	син	ептидазы	│
						R
					А, В
Тонкая	Присте	7,0	Аминопептидазы			NН-СН-СО-Х-
кишка	ноч-	– 8,0	Ди- и трипептидазы			│
						R
	ный
						Ди и трипеп-
	слой
						тиды

Примечание. Х – любая аминокислота.

ОБЩИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ

1.Декарбоксилирование

2.Дезаминирование

3.Трансаминирование (переаминирование)

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕАКЦИЙ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

1.Реакции необратимы - приводят к необратимому распаду аминокислот.

2.Образуется значительное количество СО2 - конечного продукта метаболизма, который выводится из организма.

3.Образуются амины, которые обладают высокой биологической активностью - биогенные амины.

ДЕКАРБОКСИЛАЗА АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ имеет широкую субстратную специфичность. Превращает несколько разных аминокислот:

а) триптофан - в триптамин б) 5-окситриптофан - в триптамин (серотонин)

в) 3,4-диоксифенилаланин - в дофамин г) гистидин - в гистамин

94

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ПРЕДШЕСТВЕННИКИ НЕКОТОРЫХ БИОГЕННЫХ АМИНОВ

Амино-	Серин	Триптофан	Тирозин	Глутами-		Гистидин
кислоты				новая ки-
				слота
Продукты	Этаноламин	Триптамин		γ-Аминомас-	Гистамин
декарбокси-				ляная кислота
лирования
Биологически	Ацетилхолин	Серотонин	Дофамин	ГАМК	Гистамин
активные
вещества
Физиологиче-	Возбуждаю-	Возбуждаю-	Медиатор	Тормозной	Медиатор
ская роль	щий медиа-	щий медиа-	среднего	медиатор	воспаления,
	тор вегета-	тор средних	отдела	высших	аллергических
	тивной	отделов	мозга	отделов мозга	реакций,
	нервной	мозга			пищевари-
	системы				тельный
					гормон

95

ИНАКТИВАЦИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ

В организме имеются механизмы, позволяющие разрушать биогенные амины.

МЕХАНИЗМЫ ИНАКТИВАЦИИ:

1.Метилирование по оксигруппам.

2.Окисление амина по аминогруппе с целью дезаминирования.

Врезультате исчезает биологическая активность амина.

ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРОДУКТОВ РЕАКЦИИ ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

НΝ-СН-СООН

│

Аммиак

R

α-Кетокислоты

ΝН3

О=СН-СООН

│

СО2,

R

Н2О

Мочевина

Аммонийные

Глюкоза

Кетоновые

Синтез

соли

тела

заменимых

аминокислот

96

РЕАКЦИИ ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

Вид реакции	Аминокислота	Ферменты, коферменты
Окислительное	Глу	Глутаматдегидрогеназа, ΝАD+
дезаминирование
Неокислительное	Сер	Сериндегидротаза
дезаминирование	Тре	Треониндегидротаза
	Гис	Гестидаза
Непрямое	Большинство	Аминотрансферазы,
дезаминирование	аминокислот	дегидрогеназы

ИСТОЧНИКИ И СПОСОБЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА В РАЗНЫХ ТКАНЯХ

Биогенные амины Аминокислоты Нуклеотиды

АММИАК

Синтез			Синтез		Образование		Образование		Образование
мочевины			глутамина		аланина		глутамата		аммонийных солей
(≈ 25 г/сут )									(≈ 0,5 г/сут)
ПЕЧЕНЬ			МОЗГ		МЫШЦЫ,		МОЗГ		ПОЧКИ
	И ДРУГИЕ ТКАНИ КИШЕЧНИК

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА. СИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ (ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ)

97

98

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ ОРНИТИНОВОГО ЦИКЛА И ОСНОВНЫЕ ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ

Заболевание	Дефект фермента	Тип	Клинические			Метаболиты		Лечение
		наследования	проявления			кровь	моча
Гипераммон	Карбамоилфосфат	Аутосомнорецес	В течение 24-48 ч			Глн ↑	Оротат	Гемодиализ,
иемия типа І	-синтетаза І	сивный	после рождения кома,			Ала ↑		малобелковая
			смерть					диета,	бензоат,
								фенилацетат
Гипераммоние	Орнитинкарбамоил-	Сцепленный с	Гипотония,	снижение		Глн ↑	Орот	Малобелковая
мия типа ІІ	трансфераза	Х-хромосомой	толерантности		к	Ала ↑	ат	диета,
			белкам					фенилацетат,
								глутамат,
								цитруллин
Цитруллине	Аргининосукцинат-	Аутосомнорецес	Тяжелая			Цитрул	Цитрул	Малобелковая
мия	синтетаза	сивный	гипераммониемия		у	лин↑	лин↑	диета,	аргинин,
			новорожденных,		у			глутамат
			взрослых	после
			белковой нагрузки
Аргининосук	Аргининосукцинат-	Аутосомнорецес	Гипераммониемия			Аргини	Аргини	Малобелковая
цинатурия	лиаза	сивный	атаксия,	судороги,		носукци	носукци	диета, аргинин
			выпадение волос			нат↑	нат,
							Глн,
							Ала,
							Лиз
Гипераргини	Аргиназа	Аутосомнорецес	Гипераргининемия			Арг↑	Арг,	Малобелковая
немия		сивный					Лиз	диета
			99

КЕТО- И ГЛИКОГЕННЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ

Аминокислоты, которые превращаются в пируват и промежуточные продукты ЦТК (α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат, оксалоацетат), могут превращаться в итоге в оксалоацетат и использоваться в процессе глюконеогенеза. Эти аминокислоты образуют группу гликогенных аминокислот. Кетогенные аминокислоты – в процессе катаболизма превращаются в ацетоацетат или ацетил-КоА и могут быть источником кетоновых тел.

ОБМЕН НЕКОТОРЫХ АМИНОКИСЛОТ

Кроме путей обмена, характерных для большинства аминокислот, существуют и специфические пути превращения почти всех аминокислот, входящих в состав белков. Рассмотрим обмен некоторых аминокислот, специфические пути превращения которых приводят к синтезу физиологически важных продуктов и во многом определяют физиологическое состояние человека.

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ФЕНИЛАЛАНИНА И ТИРОЗИНА В РАЗНЫХ ТКАНЯХ

Фенилаланин – незаменимая аминокислота, так как в клетках животных не синтезируется бензольное кольцо.

Тирозин – условно заменимая аминокислота. Синтезируется только из фенилаланина. Примерно 90% фенилаланина превращается в тирозин.

Катаболизм Фен и Тир происходит в печени.

100