58. Синтез кетоновых тел, их роль для организма человека.

Ответ. Синтез ацетоацетата происходит только в митохондриях печени, далее он либо восстанавливается до 3-гидроксибутирата, либо спонтанно декарбоксилируется до ацетона. Далее все три соединения поступают в кровь и разносятся по тканям. Ацетон, как летучее вещество, легко удаляется с выдыхаемым воздухом и потом. Все кетоновые тела могут выделяться с мочой

При длительном голодании кетоновые тела становятся основным источником энергии для скелетных мышц, сердца и почек. Таким образом глюкоза сохраняется для окисления в мозге и эритроцитах. Уже через 2-3 дня после начала голодания концентрация кетоновых тел в крови достаточна для того, чтобы они проходили в клетки мозга и окислялись, снижая его потребности в глюкозе. β-Гидроксибутират, попадая в клетки, дегидрируется NAD-зависимой дегидрогеназой и превращается в ацетоацетат. Ацетоацетат активируется, взаимодействуя с сук-цинил-КоА - донором КоА: Ацетоацетат + Сукцинил-КоА → Ацетоацетил- КоА + Сукцинат. Реакцию катализирует сукцинил-КоА-ацето-ацетат-КоА-трансфераза. Этот фермент не синтезируется в печени, поэтому печень не использует кетоновые тела как источники энергии, а производит их "на экспорт". Кетоновые тела - хорошие топливные молекулы; окисление одной молекулы β-гидроксибутирата до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 27 молекул АТФ. Эквивалент одной макроэргической связи АТФ (в молекуле сукцинил-КоА) используется на активацию ацетоацетата, поэтому суммарный выход АТФ при окислении одной молекулы β-гидроксибутирата - 26 молекул.

59. Цикл мочевины.

Ответ. Аминный азот катабализируемых аминокислот выводится из организма млекопитающих (человека) с мочой в виде мочевины - инертного водорастворимого нетоксичного вещества. Образование мочевины целиком протекает в печени и состоит из ряда ферментативных реакций, представляющих собой замкнутый цикл, получивший название цикл мочевины. В этом цикле две аминогруппы, отщепляющиеся при дезаминировании аминокислот, включаются вместе с молекулой СОг в цикл, в результате которого из орнитина (диаминокислоты, являющейся гомологом лизина и не входящей в состав белков) в конечном счете образуется аргинин. Далее при отщеплении гуанидиновой группы от аргинина при помощи гидролитического фермента аргиназы образуется орнитин. Этот цикл катализируется ферментами и регулируется путем изменения их содержания: количество ферментов возрастает при значительном поступлении аминокислот из пищи, а также при голодании, когда расщепляются мышечные белки. Аллостерически цикл регулируется на стадии карбамоилфосфат-синтазы. Первая аминогруппа вступает в цикл мочевины в виде свободного аммиака, образовавшегося в процессе дезаминирования глутамата в митохондриях. Свободный аммиак вместе с СОг образует карбамоилфосфат, представляющий собой высокоэнергетическое соединение, мощный ацилирующий агент. Далее карбамоилфосфат реагирует с орнитином, отдавая ему свою карбамильную группу, в результате чего образуются цитруллин и свободная фосфорная кислота. Орнитин преобразуется в цитруллин внутри митохондрий. Данная реакция катализируется орнитин-карбомоилтрансферазой:

Второй этап синтеза аргинина протекает в цитоплазме (цитозоле). Второй аминогруппой, вступающей в цикл мочевины, является аминогруппа аспарагиновой кислоты (аспартата):

На следующей стадии при расщеплении аргининосукцината образуются аргинин и фумарат:

И наконец, отщепление гуанидиновой группы от аргинина приводит к образованию мочевины и регенерации орнитина:

Таким образом, суммарное уравнение цикла мочевины имеет вид