- •Лекція №1. Предмет і завдання біохімії
- •Загальні уявлення про обмін речовин
- •Хімічний склад живого організму
- •Клітина – основа структури живих систем
- •Історія розвитку біохімії
- •Лекція № 2 Білкові речовини
- •Функції білків
- •Класифікація амінокислот
- •Властивості амінокислот
- •Кольорові реакції на амінокислоти
- •Методи визначення амінокислот
- •Будова білків
- •Фізико-хімічні властивості білків
- •Шляхи виділення та розділення білків
- •Методи визначення білка
- •Класифікація білків
- •Природні пептиди
- •Лекція № 3 Нуклеїнові кислоти
- •Властивості і будова днк
- •Будова і функції рнк
- •Нуклеозиди і нуклеотиди
- •Назви нуклеозидів та нуклеотидів
- •Лекція № 4 Вітаміни
- •Жиророзчинні вітаміни
- •1(138), 10(245) Вітаміни групи а (антиксерофтальмічний фактор).
- •Водорозчинні вітаміни
- •1(162), 10(277) Вітамін с (аскорбінова кислота)
- •Вітаміноподібні речовини
- •Антивітаміни, антиметаболіти, антибіотики
- •Лекція № 5 Вуглеводи
- •Моносахариди
- •10(216), 11Окремі представники моносахаридів
- •Дубильні речовини
- •Полісахариди
- •Лекція № 6 Ліпіди
- •Характеристика промислових жирів
- •Лекція № 7. Ферменти
- •Будова ферментів
- •Теорія ферментативного каталізу
- •Кінетика ферментативних реакцій
- •Властивості ферментів
- •Класифікація і номенклатура ферментів
- •Номенклатура ферментів
- •Класифікація ферментів
- •Характеристика окремих класів ферментів та їх промислове використання Оксидоредуктази
- •Трасферази
- •Гідролази
- •Ізомерази
- •Локалізація ферментів у клітині
- •Лекція № 8 Обмін речовин
- •Способи живлення організмів
- •Теорія біологічного окислення
- •Анаеробний розклад вуглеводів
- •Гліколіз
- •Види бродіння
- •2.Пропіоновокисле бродіння.
- •3.Маслянокисле бродіння
- •4.Ацетонобутилове бродіння.
- •5.Метановебродіння.
- •7.Спиртове бродіння.
- •Аеробний розклад вуглеводів
- •Енергетичний ефект повного розщеплення глюкози
- •Пентозний цикл (пентозофосфатний або гексозомонофосфатний шлях)
- •Гліоксилатний цикл
- •Фотосинтез
- •Біосинтез вуглеводів
- •Обмін ліпідів Розпад ліпідів
- •Окислення гліцерину
- •Окислення насичених жк
- •Енергетика -окислення жк
- •Α-окислення жк
- •Біосинтез ліпідів Біосинтез гліцерину
- •Біосинтез жк
- •Біосинтез тригліцеридів
- •Зміна жирів при зберіганні
- •Основні перетворення ліпідів
- •Обмін нуклеїнових кислот Розпад нк
- •Синтез нк
- •Обмін білків Розпад білків
- •Перетворення амінокислот
- •Нейтралізація і виведення аміаку з організму
- •Орнітиновий цикл
- •Біосинтез амінокислот
- •Біосинтез білків
- •Взаємозв’язок процесів обміну речовин у живому організмі
- •Література
Біосинтез амінокислот
5(88) В живому організмі легко синтезуються амінокислоти. У зв’язку з їх важливою роллю організм виробив різноманітні шляхи їх синтезу.
Амінокислоти можуть утворюватись шляхом азотфіксації.
12(381) Деякі із мікроорганізмів, що живуть у ґрунті, здатні засвоювати молекулярний азот повітря та перетворювати його в амінокислоти та білки. Це процес азотфіксації.Ці м/о відкриті у 1894 р. С.Н.Віноградським.
С. Віноградський та С.Костичев висунули гіпотезу, згідно якої першим продуктом засвоєння молекулярного азоту бактеріями є аміак, який потім вступає у реакції з різними продуктами перетворення вуглеводів та дає амінокислоти.
Представниками вільноживущих ґрунтових бактерій, що здатних до асиміляції азоту є анаероби Clostridium та аероби Azotobacter. До азотфіксації здатні також деякі мікроводорості (ціанобактерії), деякі вищі рослини (водяна папороть Azolla використовується у В’єтнамі на рисових полях, оскільки в листях його живуть симбіотичні організми – ціанобактерії, завдяки цьому рисові поля збагачуються азотом, врожайність підвищується). Існують також бактерії – симбіонти бобових (сої, люцерни, люпину), які також здатні до азотфіксації.
12(388) Амінокислоти синтезуються з неорганічних азотистих сполук аміаку та нітратів. Нітрати під дією нітратредуктази спершу відновлюються до нітритів, потім під впливом нітритредуктази – до аміака.
Після чого аміак вступає в взаємодію з продуктами обміну вуглеводів і утворюють амінокислоти.
5(258), 12(390) Шляхи утворення амінокислот є наступні:
– відновне амінування кетокислот:
– пряме амінування:
5(88) Також амінокислоти можуть відносно легко взаємоперетворюватись:
– переамінування (глютамінова – з α-кетоглутарової та якоїсь амінокислоти;
–декарбоксилювання (аланін з аспарагінової кислоти).
Біосинтез білків
10(370), 1(401), 11, 5(90) Процес біосинтезу білка включає наступні три основні стадії:
Транскрипція – здійснюється в ядрі. Полягає у копіюванні інформації про те, яким повинен бути білок, з ДНК на і-РНК.
Активація амінокислот – здійснюється у цитоплазмі за участю АТФ та ферментів синтетаз. Утворюється активована аміноацил-т-РНК, яка поступає в рибосоми, де відбувається синтез білку.
10(373) Рибосоми – це складні рибонуклеопротеїдні комплекси, що складаються з білка та нуклеїнової кислоти р-РНК. Вони здатні сполучатись і утворювати полі рибосоми (полісоми).
20(204)Трансляція – переведення інформації з і-РНК у структуру специфічних білків.
Взаємозв’язок процесів обміну речовин у живому організмі
10(509) Обмін речовин в організмі – єдиний метаболічний процес, який підлягає основним закономірностям взаємозалежності, взаємо узгодженості і взаємоперетворення. У клітинах розщеплення та синтез жирів, білків та вуглеводів здійснюються одночасно й узгоджено, що забезпечує нормальне функціонування організму.
При порушенні обміну одного з цих класів органічних речовин в організмі виникають патологічні зміни, які значною мірою впливають на обмін інших речовин.
Так, з біохімічної точки зору взаємозв’язок між вуглеводами, білками та ліпідами виявляється в тому, що з вуглеводів їжі за певних умов можуть утворюватись ліпіди, з білків – вуглеводи тощо.
Взаємодія полягає також у тому, що енергетичні потреби організму можуть забезпечуватись окисленням якогось одного класу сполук при недостатньому надходженні інших, тобто існує енергетичний взаємозв’язок.
17(6), 10(510) Загальну схему взаємоперетворень білків, ліпідів та вуглеводів наведено на схемі.
В аеробному катаболізмі розрізняють три головні стадії. На стадії І макромолекули клітини розпадаються на свої основні будівельні блоки: полісахариди розпадаються до гексоз або пентоз, жири - до жирних кислот, гліцеролу та інших компонентів, білки - до амінокислот.
Всі ці різні продукти, що утворились на першій стадій катаболізму, на стадій ІІ перетворюються в ще більш прості сполуки, кількість яких порівняно невелика. Гексози, пентози та гліцерол розщеплюються до одного й того ж тривуглецевого проміжного продукту - пірувату, а потім до єдиної двовуглецевої форми - ацетильної групи ацетилкофермента А. Аналогічне перетворення відбувається з жирними кислотами та вуглецевими скелетами більшої частини амінокислот: їх розчеплення також завершується утворенням ацетильних груп у формі ацетил-КоА. Таким чином, ацетил-КоА являє собою спільний кінцевий продукт другої стадії катаболізму.
На стадії ІІІ ацетильна група ацетил-КоА вступає в цикл трикарбонових кислот - спільний кінцевий шлях, на якому майже всі види клітинного палива окислюються врешті решт до двоокису вуглецю. Кінцевими продуктами є також вода та аміак (або інші азотмісткі сполуки).
Відновлені коферменти (НАД, ФАД) поступають у дихальний ланцюг, де піддаються окисненню. Перенесення водню по дихальному ланцюгу супроводжується виділенням енергій, що акумулюється в АТФ.
Пунктирною стрілкою показані основні шляхи синтезу органічних сполук.
13(105) Для тварин і людини характерна біохімічна закономірність цукри ліпіди (через ацетил-КоА). Надлишок вуглеводів в організмі спричиняє відкладання жиру. Відомо, що при відгодівлі свиней картоплею, кукурудзою, які містять в основному вуглеводи, у тварин відкладається жир.
Людям, схильним до повноти, слід менше споживати продуктів з борошна і круп.
Утворення вуглеводів з жирів також відбувається в організмі, але обмежено. Приклад: тварини у сплячці. У них восени відкладається багато жиру, який взимку використовується для підтримання процесів дихання, роботи серця. У таких умовах жир перетворюється на глікоген.
2(61, т. 2) Зобразимо головні метаболічні шляхи в клітині: