Белки.

1.Структура белковых молекул. Мономерами белков служат а-ак, общим приз­наком * является наличие карбоксильной группы и ами­ногруппы у второго углеродного атома:

Пептидный остов — структура, свойственная всем белкам. Специфические особенности разных пептидов и белков опре­деляются длиной пептидной цепи (соответственно и молекуляр­ной массой), различиями АК состава и порядком чередования аминокислотных остатков (т. е. радикалов R пептидного остова). Первичной структурой называют порядок чередования АК остатков в белке. Даже замена одной АК приводит к серьезным измен. Св-в белка (серпов.-кл. анемия). Вторичная структура обусловлена свойствами пептидного остова. Карбонильная группа и NН-группа способны обра­зовывать водородную связь между собой:

Пептид стремится принять конформацию с максимумом водородных связей. Три основных ти­па вторичной структуры пептидных цепей: а-спираль, в-труктура (складчатый слой, складчатый листок) и беспо­рядочный клубок. Третичная структура глобулярных белков.По форме молекулы и особенностям пространственной струк­туры белки делятся на две группы—глобулярные и фибриллярные. Форма глобулярных белков близка к сферической. Молекулы фибриллярных белков имеют удлиненную форму и могут образовывать многомолекулярные нитевидные агрегаты — фибриллы. Фибриллярные белки выполняют главным образом опорные f. Третичная структура глобулярных белков образуется путем дополнительного складывания пептидной цепи. В результате взаимодействий ме­жду боковыми группами АК образ. слабые связи (водородные, ионные, гидрофобные) и дисульфидные связи. Хар-р пространственной укладки опр. АК составом и чередованием АК в пептидной цепи. Значит, конформация пептидной цепи явл. Такоже специфичной хар-ой белка, как и его структура. Белки, молекулы * построены из нескольких полипептидных цепей, называют олигомерными. Количество протомеров, способ их соединения и пространственной укладки относительно др. др.- четвертичная структура.

2.Олигомерные белки и надмолекулярные белковые структуры. Белки, молекулы * построены из нескольких полипептидных цепей, называют олигомерными. Количество протомеров, способ их соединения и пространственной укладки относительно др. др.- четвертичная структура. Протомеры соединяются в результате образования гидрофоб­ных, ионных, водородных связей. При этом протомеры взаимо­действуют друг с другом не любой частью своей поверхности, а определенным участком (контактная поверхность) * содержат много гидрофобных амино­кислотных остатков, которые при объединении протомеров обра­зуют гидрофобное ядро олигомерного белка. При этом располо­жение групп, образующих связи, на одном протомере соответ­ствует их расположению на другом протомере, Такого рода поверхности называют комплементарными; они подходят др. к др. как ключ к замку. Каждый протомер взаимодействует с др. с десаятком точек. Самосборка надмолекулярных структур. Олигомерные белки это надмолекулярные структуры, занимающие промежуточное положе- ние м/д молекулами и кл. органеллами.

Микротрубочки построены из белка тубулина; это димерный белок, состоящий из двух разных протомеров.Трубочка удлиняется в результате присоединения димеров к торцам, а порядок присоединения опр. наличием соочветстнующих контактных участков. Микротрубочку можно рассматривать и как бе­лок с четвертичной сгруктурой, и как клеточную органеллу. Олигомерные белки обладают особыми св-ми, * нет у белков, не имеющих четвер­тичной структуры. Сравним белок мышц миоглобин и белок эритроцитов гемоглобин. Они выполняют в оргз. сходные f, в основе * лежит способность обратимо связывать О₂. Простетическая группа этих белков - гем, плоская молекула, содержащую четыре пиррольных цикла и соединенный с ними атом железа. В этом отнош. миоглобин и гемогло­бин одинаковы, но следствия изменения их конформации раз­личны. Превращение миоглобина (Mb) в оксимиоглобин отражает следующая схема: Mb+О₂—MbО₂ В гемоглобине имеется четыре протомера, каждый из * содержит гем и может присоединять О₂:

Hb=HbО₂= Hb (О₂)₂=Hb (O₂)₃= Hb(О₂)₄ Первая молекула О₂ изменяет конформацию протомера, к * она присоединилась. Поскольку этот протомер соединен многими связями с др. протомерами, изменяется конформа­ция и др. протомеров. Это явление называют кооперативностью изменения конформации протомеров. Изменения конформации таковы, что сродство гемоглобина ко второй молекуле О₂ увеличивается. Сродство гемоглобина к четвертой молекуле О₂ примерно в 300 раз больше, чем к первой. С олигомерными белками сходны белки доменного строения. Доменные белки, как и олигомерные, содержат глобулы — домены, полобные протомерам. Однако в доменных белках эти глобулы образованы одной и той же пептидной цепью.

Ферменты.

8.Классификация и номенклатура ферментов.В основе классификации ферментов лежит специфичность их действия. 6 основных классов по типу катализируемых ими реакций. Кажд класс разделен на подклассы и далее—на подподклассы по тому же принципу, т. е. по типу реакций. Оксидоредуктазы класс включаег ферменты, катализирующие о-в реакции разных типов. В него входят НАД-зависимые и флавиновые дегидрогеназы. Др.тип оксидоредуктаз — оксидазы. Эти ферменты катализируют окисление субстратов путем присоединения О₂. Аминоксидазы окисляют амины с образованием альдегидов и аммиака. Трансферазы К классу трансфераз относятся аминотдансферазы и ацилтрансферазы, метилтрансферазы, гликозилтрансферазы, фосфотрансферазы и др. В подкласс фосфотрансфераз входиг руппа ферментов-киназ: они используют АТФ в качестве донора фосфатного остатка..Киназы катализируют перенос фосфатного остатка на другое вещества АТФ при этом превращается в АДФ.

Гидролазы. Эти ферменты катализируют реакции расщепления разнообразных связей с присоединением воды по месту расщепления. Шифр фермента содержи четыре цифры, раз­деленные точками, и составляется по следующему принципу. Первая цифра указы­вает номер одного из шести главных классов ферментов. Вторая цифра означает подкласс, хар-ий основные виды субстратов, участвующих в данном типе хим. превращений. Эти подклассы в свою очередь делятся на более частные подгруппы, отличающиеся хим. природой соединений (доноров или акцепторов), участвующих в данной подгруппе реакций. Цифра, подподкласса ставится на третьем месте в шифре. Все ферменты, относящиеся к данному подподклассу получают порядковый номер в алфавитном порядке, который ставится на четвертом месте в шифре.

9.Ингибиторы ферментов вещества, снижающие их активность. Различают ингибиторы конкурентные и неконкурентные, обратмые и необрати- мые. Малоновая к-та НООС—СН₂—СООН является структурным аналогом янтарной кислоты, поэтому она может присоединяться к активному центру сукцинатдегидрогеназы. Но дегидри- рование малоновой к-ты невозможно. Если в реакционной смеси имеются одновременно и янтарная, и малоновая к-ты, то происходят следующие про- цессы: Е+S=ES=Е+Р; Е+1=Е1 Некоторые молекулы фермента оказываются занятыми ингибитором (1) и не участвуют в реакции превращения субстрата: скорость образования про- дукта снижается. Если повышать концентрацию субстрата, то доля комплекса ЕS увелич., а комплекса Е1 уменьш.: субстрат и ингибитор конкурируют за активный центр фермента. Это конкурентное ингибирование. При достаточно высокой концентрации субстрата весь фермент будет в форме комплекса ЕS и скорость реакции будет max, несмотря на присутствие ингибитора. Некоторые ингибиторы образуют комплекс не со свободным ферментом, а с фермент-субстратным комплексом: ЕS+1= ЕS1 В этом случае повышение концентрации субстрата не уменьш. действие ингибитора - неконкурентное ингибирование. Иногда хим. Превращение ингибитора в активном центре приводит к образованию продукта, * не может отделиться от фермента: это необратимое ингибирование. Взаимодействие ингибитора с ферментом специфично. На этом основано применение ингибиторов для избирательного подавления активности того или иного фермента в сложной ферментативной системе или оргз. Многие лекарственные вещества являются ингибиторами ферментов.

10.Изоферменты кàтализирующие одну и ту же реакцию. По ряду свойств изоф могут различаться: по молекулярной активности, по кинетике реакции, по способам регуляции, по стабильности. В основе особенностей изоф лежат генетически обусловленные различия их первичной структуры, обычно небольшие. Пример: изоф глюкокиназа и гексокиназа. Они катализируют превращение глюкозы в глюкозо-6-фосфат, различаются по локализации в организме: глюкокиназа — это фермент печени, а гексокиназа обнаруживается в печени, мышцах и многих др.тканях. Если фермент имеет олигомерную структуру и построен из неидентичных протомеров, то изоферменты могут получаться в результате различных комбинаций протомеров, подобно тому, как это имеет место в случае неферментного белка гемоглобина (гемоглобины А, Р, А₂).

13.Регуляция активности и количества ферментов. Аллостерическая регуляция. Некоторые ферменты могут обратимо связывать определен- ные метаболиты (эффекторы), ингиби- рующие или активирующие фермент. * присоединяется к специальному—ре- гуляторному центру (аллостер. центр ). Аллостер.ферменты построены, как правило, из двух или большего числа субъединиц. Одна субъединица имеет каталитический центр, др - регуляторный центр. В отсутствие аллостер. ингибитора субстрат присоединяется к каталитическому активному центру и происходит реакция. Если есть аллостер.ингибитор, он присоединяется к регуляторному центру. Из-за этого изменяется конформация каталитического центра. В результате активность фермента снижается. Чем выше концентрация аллостер.ингибитора, тем больше молекул фермента блокируется им и тем меньше скорость превращения субстрата. Регуляция ферментов путем их фосфорилирования - дефосфорилирования. Протеинкина- зы катализируют фосфорилирование белков. Если фосфорилируемые белки - это тоже ферменты, то их активность в результате фосфорилирования в одних случаях уменьшается, в др. увеличивается. Напр, в клетках жировой ткани есть липаза, существующая в двух формах — фосфопротеина и простого белка. Эти формы могут превращаться др. в др. Фосфопротеин образуется в результате действия протеинкиназы: Липаза + АТФ ---- Липаза • ОРО₃Н₂+АДФ Фосфорилированная липаза может вновь превращаться в простой белок при действии фосфопротеинфосфатазы — фермента, гидролитически отщепляющего фосфорную кислоту от фосфопротеинов: Липаза • ОРО₃Н₂ + Н₂О--- Липаза + НзРО₄ Фосфорилированная липаза обладает значительно более высокой активностью, чем нефосфорилированная. Гормональная регуляция. Аденилатциклаза и протеинкиназы образуют единую ретуляторную систему (каскад реакций), для передачи физиологического сигнала из внеклеточной среды внутрь клетки. Первым сигналом служат гормоны, активирующие аденилатциклазу. В результате образуется цАМФ — второй сигнал; цАМФ активирует протеинкиназы, * фосфорилируют некоторые ферменты, изменяя их активность. Таким путем гормон, не проникая в клетку, изменяет ее метаболизм. Частичный протеолиз. Многие ферменты образуются из неактивных белков (проферментов). Напр, протеолитический фермент трипсин образуется из профермента трипсиногена,* синтезируется в кл. поджелуд. железы и выводится в две- надцатиперстную кишку. Кл. кишеч- ника выделяют протеолитический фермент энтеропептидазу, которая отщепляет гексапептид с молекулы трипсиногена. Происходит перестройка пространственной структуры и формируется активный центр, т. е. неактивный предшественник превращается в фермент трипсин. В некоторых случаях функционируют целые каскады последовательных реакций протеолиза. Напр, свертывание крови происходит в результате каскада реакций активации серии ферментов, последний из которых превращает растворимый белок плазмы крови фибриноген в нерастворимый белок фибрин.

14.Первичные, вторичные энзимопатии. Активность ферментов, их количество, а также компартментализация изменяются и при болезнях-энзимопатиях; они являются частным случаем протеинопатий. Энзимопатии, как и вообще протеинопатий, бывают наследственные (первичные) и приобретенные (вторичные). Напр, врожденное отсутствие фермента гистидазы проявляется как наследственная болезнь гистединемия. Приобретенные энзимопатии, как и вообще протеинопатии, сопрювождают любую болезнь. Напр, при воспалении, характерном для очень многих болезней, из поврежденных клеток в очаге воспаления освобождаются протеолитические и др. ферменты, которые могут разрушать окружающие ткани. В этом случае имеет место нарушение компартмен-тализации ферментов. При повреждении и нарушении компартментализации ферменты из клеток могут попадать в кровь. Изменения ферментного состава крови при разных заболеваниях различны, поэтому определение ферментов в сыворотке крови используется как метод диагностики болезней и метод контроля эффективности лечения.

15.Ферментопатология, ферментотерапия, ферментодиагностика. Медицинская энзимология развивается по трем главным направлениям, хотя возможности применения достижений энзимологии в медицине теоретически безграничны, особенно в области энзимопатологии имеющей целью исследование ферментативной активности в норме и при патологии. Многие наследственные пороки обмена, оказалось, являются результатом дефекта определенного фермента. Так, галактоземия — наследственное заболевание, при *наблюдается ненормально высокая концентрация галактозы в крови, развивается в результате наследственного дефекта синтеза фермента-гексозо-1-фосфат-уридилтранс- феразы, катализирующего превращение галактозы в легко метаболизируемую глюкозу. Причиной др. наследственного заболевания — фенилкетонурии, сопровождающейся расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение фенилаланина в тирозин. Второе направление медицинской энзимологии, получившее название энзимодиагностики, развивается как по пути использования ферментов в качестве избирательных реагентов для открытия и количественного определения нормальных или аномальных химических веществ в сыворотке крови, моче, желудочном соке и др. (например, открытие при помощи ферментов глюкозы, белка или других веществ в моче, в норме в ней не обнаруживаемых), открытия и количественное определение самих фермен- тов в биолог.жидкостях при патологии. Для диагностики органических и функциональных поражений органов и тканей широко применяются отдельные ферментные тесты, основанных на количественном определении активности ферментов (и изоферментов) главным образом в крови (реже в моче), а также в биоптатах. Следует, однако, отметить, что из огромного числа ферментов, открытых в природе в диагностической энзимологии используется лишь ограниченный набор ферментов и для весьма небольшого числа болезней. Так, уровень липазы, амилазы, трипсина и химотрипсина резко увеличен при диабете, злокачественных поражениях поджелудочной железы, болезнях печени. Резко повышается в сыворотке крови уровень аминотрансфераз, реатинкиназы и лактатдегидрогеназы при инфаркте миокарда; умеренно повышено их содержание при поражениях тканей мозга. Опр. активность кислой фосфатазы (уровень повышен при карциноме предстательной железы), щелочной фосфатазы, холинэстеразы. Энзимотерапия - использование ферментов и регуляторов их действия в качестве лекарственных средств. Применяют пепсин, трипсин, химотрипсин при заболевонии ЖКТ. РНКазы, ДНКазы, коллагеназы, эластазы используются для обработке ран, ожогов. Калликреины - ферменты кининовой системы - используются для снижения давления.

Обмен в-в, биохимия питания.

16.Суточная потребность: углеводы 400-500г, жиры 100г, белки 100г, АК 1-6г кажд., вит. С 100мг, В1, В2, В6, А по 1-3мг, РР 15-25мг. Основные пищевые вещества большей частью представляют собой полимеры. В ЖКТ они гидролизу-ются при участии ферментов класса гидролаз на мономеры: в этом заключается суть пищеварения. Незаменимые факторы питания. Н. жирные к-ты напр, линолевая к-та это непредельная жирная кислота, в оргз. чел. служит предшественником арахидоновой кислоты, * в свою необходима для синтеза простагландинов. АК можно разделить на следующие группы: 1.Незаменимые (Валин, Лейцин, Изолейцин, Треонин, Метионин, Фенилалаин, Триптофан, Лизин) 2. Частично çаменимые (Гистидин , Аргинин) 3. Условно заменимые (Цистеин, Тирозин) 4. Заменимые (Алании, Аспарагиновая к-та, Аспарагин, Глутаминовая к-та, Глутамин, Пролин, Глицин, Серин). Частично заменимые аминокислоты синтезируются в оргз, однако скорость синтеза недостаточна для обеспечения всей потребности в этих АК. Условно заменимые АК могут синтезироваться из незамени­мых: цистеин из метионина, тирозин - из фенилаланина .Иначе говоря, цистеин и тирозин—это заменимые АК при условии достаточного поступления с пищей метионина и фенилаланина. Содержание незаменимых АК опр. пищевую ценность того или иного белка.

18.Витамин В_1.(тиамин, антиневритный. Тиамин хорошо растворим в воде. Вит.В₁ активная форма — тиаминпирофосфат (ТПФ) имеет следующее строение:

При отсутствии или недостаточности В₁ развивается заболевание бери-бери. Специфические симптомы связаны с преиму­щественными нарушениями деятельности с.-с, нервной систем, ЖКТ. ТПФ входит в состав двух ферментных систем — пируваг- и а-кетоглутаратдегидрогеназных комп- лексов, ката­лизирующих окислительное декароксилирование пировиноградной и а-кетоглугаровой к-от. В составе транскетолазы ТПФ участвует в переносе гликольальдегидного радикала от кетосахаров на альдосахара. Явл. коферментом дегидрогеназы оксикетоглутаровой к-ты. Участвует в окислительном декарбоксилировании глиоксиловой к-­ты и а-кеток-т, образующихся при распаде аминокислот. Вит.В₁ содержится в дрожжах, пшеничном хлебе, сое, фасоли, горохе, меньше — в картофеле, моркови, капусте, печень, почки, мозг. Сут. потребления 1,2 - 2,2 мг. Витамин В₂ (рибофлавин).

Св-во В₂ легко окисляться и восстанавливаться лежит в основе его биолог. действия в клеточном метаболизме. Специфичными для авитаминоза В₂ являются воспалительные процессы слизистой оболочки языка, катаракта (помутне- ние хрусталика), развивает­ся общая мышечная слабость и слабость сердечной мышцы. В₂ входит в состав флавиновых коферментов ФМН и ФАД являющихся простетическими груп­пами ферментов-флавопротеинов. * осу­ществляют прямое окисление с участием О₂, т.е. дегидрирование (отщеп- ление электронов и протонов) исходного субстрата или промежуточного метаболита. Также реакции, катализируемые флавопротеинами, характеризуется переносом электронов от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. В₂ содержится в хлебе, яйцах, молоке, мясе, свежих овощах. Сут. потребность 1,7 мг. Витамин РР (никотиновая кислота)

отсутствие является причиной заболевания - пеллагра. Хар-ми признаками авитаминоза РР, т.е. пеллагры дерматиты, диарея и нарушения нервной деятельности. РР входит в состав НАД и НАДФ, являющихся коферментами обратимо действующих в о-в реакциях дегидрогеназ. В процессе биолог. окисления НАД и НАДФ выполняют роль промежуточных переносчиков электронов и протонов между окисляемым субстратом и флавиновыми ферментами. Источники рис, хлеб, картофель, мясо, печень, почки, морковь. Сут. потребность 18 мг.

Витамин С (аскорбиновая к-та)

при недостаточности витамина С потеря массы тела, общая слабость, одышка, боли в сердце. Для цинги хар-ны кровоточи­вость десен, выпадение зубов, отек нижних конечностей. Участвует в о-в процессах, в реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников, необходимо участие вит.С в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях. Сут. потребность 75 мг.

19.Витамин В₁₂(кобаламин). Недостаток приводит к развитию злока­чественной анемии, расстройству деятельности нервной системы и резкое снижение кислотности желудочною сока. Для активного процесса всасывания В₁₂ в кишечнике условием является наличие в желудочном соке особого белка внутреннего фактора Касла, * специфи­чески связывает витамин в новый сложный комплекс. В₁₂-коферменты в качестве простетической группы выявлены в ферментативных системах. Реакции трансметилирования, в * метилкобаламин выполняет роль промежуточного переносчика метильной группы (реакц. син­теза метионина и ацетата).

Источники: мясо, почки, рыба, молоко, яйца. Пантотеновая кислота (витамин Вз)

При недостаточности развиваются дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические измене­ния надпочечников и нервной системы, истощение. Все это многообразие клини­ческих Входит в состав коэнзимаА (КоА), соединение участвующее в ферментативных реакциях, катали­зирующих как активирование, так и перенос кислотных остатков (ацилы). В результате образования ацил-КоА происходит активация карбоновой кислоты. Источники: печень, яичный желток, дрожжи. Вит. С см.18. Витамин B₆ (пиридоксин).

Недостаточность B₆ пеллагроподобные дерматиты, не поддающиеся лечению никотиновой кислотой, легко проходят при введении пиридоксина, пораже­ния нервной системы (включая эпилептиформные припадки), обусловленные недостаточ­ным содержанием пиридоксина. Наруш. обмена триптофана, выра­жающиеся в повышении экскреции с мочой ксантуреновой к-ты и снижении коли­чества экскретируемой кинуреновой к-ты. Коферментные функции выполняют только фосфорилированные производные пиридоксаля и пиридоксамина. Фосфорилирование пиридоксаля и пиридоксамина является ферментативной реак­цией, протекающей при участии специфических киназ. Пиридоксальфосфат является прортетической группой аминотрансфераз, катализирующих обратимый перенос аминогруппы от аминок-ты на а-кеток-ту, и декарбоксилаз аминок-от, осуществляющих необратимое отщепление СО₂ от кар- 6оксильной группы аминок-от с образованием биогенных аминов. Коферментная роль пиридоксальфосфата в энзиматических реакциях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана. Источники: хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень. Сут. норма 2 мг. Фолиевая к-та Синтезируется в кишечнике микроорганизмами. Коферментные f фолиевой кислоты связаны не со свободной формой витамина, а с восстановленным его птеридиновым произ­водным тетрагидрофолиевой к-той (ТГФК).

Коферментные функции ТГФК заключаются в перено­се одноуглеродных групп, первичными источниками которых в организме являются серин, глицин, углерод метильных групп метионина, холина, присоединение этих фрагментов к ТГФК является ферментативной реакцией ковалентного связывания их с 5-м или 10-м атомом азота (или с обоими атомами вместе). Источники: зеленые листья растений, дрожжи, почки, мясо. Сут. потребность 1-2 мг. Витамин А (ретинол). В оргз может откладываться в печени ,в форме более устойчивых сложных эфиров с уксусной или пальмитиновой к-ой. Хар-ыми симп- томами недостаточности торможение роста, потеря массы тела, истощение оргз, специфич. поражения кожи, слизистых оболочек и глаз, поражается эпителий слизистой оболочки всего ЖКТ, мочеполовой с-мы и дыхательного аппарата. Вит. А оказывает влияние на барьерную функ­цию кожи, слизистых оболочек, проницаемость клеточных мембран и биосинтез их компонентов, в частности определенных гликопротеинов. Вит. А входит в родопсин - зрительный пурпур. Источник: печень, желток, молоко, сливки, морковь. Сут. норма 2,7мг.

20. Минеральные вещества. Ряд элементов в форме минеральных солей или ионов относится к неза­менимым пищевым веществам. Фосфаты и карбо­наты натрия, калия, кальция, магния. Абсолютно необходимы микроэлементы, они требуются в малых количествах: железо, цинк, медь, марга­нец, молибден, йод, селен. Кобальт поступает в организм человека не форме минеральных солей, а в составе готового витамина В12. Недостаточность железа проявляется в форме железодефицитной анемии .

21. Лпотропный фактор Биосинтез фосфолипи­дов связан с обновлением мембран. Этот процесс протекает в гиалоплазме тканей. Первые стадии син­теза фосфолипидов и триацилглицеринов совпа­дают. Эти пути расходятся на уровне фосфатидной кислоты и диацилглицерина Существует 2 пути син­теза фосфолипидов, причем для обоих необходим ЦТФ. Первый путь связан с вовлечением фосфатид­ной кислоты в синтез фосфоглицеридов. Взаимодей­ствие ее с ЦТФ приводит к образованию ЦДФ-диа­цилглицерина, * как кофермент способен участво­вать в переносе диацилглицерина на серин (или ино­зит). При этом образуется фосфатидилсерин (или фосфатидилинозит). Серинфосфатиды декарбокси­лируются (коферментом служит пиридоксальфос­фат) и образуются этаноламинфосфатиды. Послед­ние метилируются с участием S-аденозилметионина (донор трех метильных групп), а переносчиками ме­тильных групп служат тетрагидрофолиевая кислота и метилкобаламин. Второй путь синтеза связан с акти­вированием спирта, например холина, с образова­нием ЦДФ-холина. Последний участвует в переносе холина на диацилглицерин с образованием фосфати­дилхолина. Синтезированные фосфолипиды перено­сятся с помощью липидпереносящих белков цито­плазмы к мембранам (кл, внутрикл) и встраиваются на место старых молек. Вследствие конкуренции между путями синтеза фосфолипидов и триацилглицеринов за общие субстраты все в-ва, способствующие синтезу фосфолипидов препятст­вуют отложению триацилглицеринов в тк. Эти в-ва липитропными факторами. К ним можно отнести структурные компоненты фосфолипидов - холин, инозит, серии; вещество, облегчающее декарбоксилирование серинфосфатидов - пиридоксальфосфат: донор метильных групп - метионин; фолиевую к-ту и цианкобаламин, участвующих в образовании коферментов переноса метильных групп (ТГФК и метилкобаламин). Их можно использовать как лекарственные препараты, препятствующие избыточному отложению триацилглицерина в тк (жировая инфильтрация) Существенное влияние на биосинтез фосфолипидов и триацилглицеринов оказывают липотропные факторы. Как уже говорилось, они облегчают биосинтез фосфолипидов. Отсутствие их в пище способствует образованию триацилuицеринов. Тканевые липидозы. Гиперлипопротеинемии могут привести к тканевым липидозам. Они возникают также в результате наследственных дефектов ферментов, участвующих в синтезе и распаде липидов в тканях. Остановимся на некоторых примерах тканевых липидозов. Атеросклероз - широко распространенная патология, хар-ся отложением главным образом холестерина в стенках сосудов. Липидные бляшки - это своеобразное инородное тело, вокруг которого развивается соединительная тк (склероз). Наступает кальцификация пораженного участка сосуда. Сосуды становятся неэластичными, плотными, ухудшается кровоснабж тк, а на месте бляшек могут возникать тромбы. Атеросклероз развивается в результате гиперлипопротеинемии. В стенку сосуда проникают все липопротеиды, кроме хиломикронов. Однако a-липопротеиды, содержащие много белка и фосфолипидов, могут быстро распадаться в стенке сосуда или из-за малых размеров удаляться из нее. Атерогенными явл b-липопротеиды и частично пре-b-липопротеиды, содержащие много холестерина. При повышении этих классов липопротеидов в крови и увеличении проницаемости сосудистой стенки происходит пропитывание сосудов атерогенными липопротеидами с последующим развитием атеросклероза Жировая инфильтрация печени. При этой па­тологии содержание триглицеридов в печени в 10 раз выше нормы. Скопление жира в цитоплазме кл вызывает нарушение f печени. Причины могут быть разные, одна из них - недостаток липотропных фак­торов и связанный с этим избыточный синтез триг­лицеридов. Желчно-каменная болезнь - в желчном пузыре или протоках образуются камни в результате осаждения и кристаллизации компонен­тов желчи. Обычно в желчных камнях основная масса приходится на холестерин и билирубин про­дукт распада гема. Различают два типа желчных камней: преимущественно холестериновые, которые содержат больше 70% холестерина, и преимущественно билирубиновые. Чаше встречаются холестериновые камни, примерно в 2/3 всех случаев болезни. Холестерин в желчи может существовать в трех фазах. Одна фаза это смешанные мицеллы, содержащие холестерин, желчные к-ты и фосфатидилхолин. Вторая фаза — внемицеллярный жидкокристаллический холестерин в водном окружении желчи. Третья фаза - твердокристаллический холеcтерин, осадок. Жидкокристаллическая фаза нестабильна: холестерин из нее стремится перейти либо в мицеллы, либо в осадок. Уменьшение синтеза (или экскреции) желчных к-т или увеличение синтеза холестерина может привести к относительному избытку холестерина, к такому состоянию, * имею­щиеся мицеллы не способны вместить весь холестерин желчи — желчь становится насы­щенной холестерином. В этих условиях и образуется твердокристаллическая фаза, т.е. холестериновые камни. Осаждению холестерина способствуют застой желчи, воспалительные заболевания желчного пузыря и протоков. Центрами кристаллизации часто служат конгломераты белков или слущившихся кл эпителия, на которые слой за слоем осаждается холестерин. Нередко камни состоят из чередующихся слоев холестерина и билирубина. Камни могут быть одиночными или многочисленными, крупными (до размеров куриного яйца) или мелкими (песок). Камни вызывают спазмы желчного пузыря и протоков, * больной ощущает как приступы боли. Камни за­трудняют, а иногда полностью перекрывают отток желчи через желчный проток, что приводит к еще большему ускорению их роста. До настоящего времени основным способом лечения желчно-каменной болезни остается хирургическое удаление камней. Однако сейчас начинают применять и другой метод лечения -введение хенодезоксихолевой кислоты: от этой желчной кислоты в наибольшей степени зави­сит растворимость холестерина; кроме того, хеноде­зоксихолевая кислота ингибирует ГМГ-КоА-редук­тазу. При приеме 1г. хенодезоксихолевой кислоты в день синтез холестерина снижается вдвое, его кон­центрация в желчи уменьшается; концентрация желчных к-т, наоборот, увеличивается в результате дополнения собственных желчных к-т введенным препаратом. В этих условиях не только прекраща­ется осаждение холестерина, но становится возмож­ным и растворение уже имеющихся камней; камни размером с горошину растворяются примерно в те­чение полугода. Разумеется, такой способ лечения возможен только в том случае, если камни образо­ваны преимущественно холестерином; раствори­мость билирубина мало зависит от желчных к-т.

23 Переваривание белков В жкт пищевые белки распадаются на ак при участии пищеварит протеоли­тических ферментов - пептидгидролаз. Это группа ферментов, различающихся по субстратной специ­фичности: кажд. из этих ферментов предпочти­тельно (т.е. с наибольшей скоростью) гидролизует пептидные связи, образованные определенными ак В результате совместного действия всех пищевари­тельных пептидгидролаз белки пищи полностью распадаются на аминокислоты. Таким путем оргз. получает мономеры для синтеза собственных белков. Переваривание белков в желудке происходит при действии протеолитического фермента пепсина; су­щественную роль в этом процессе играет HCl желу­дочного сока. HCl образуется в обкладочных кл же­лудочных железы секретируется в полость желудка, где ее концентрация достигает 0,16 М (около 0,5%). За счет этого желудочный сок имеет низкое значе­ние рН, в пределах 1—2 В главных (пепсиновых) кл желудочных желез образуется белок пепсиноген — предшественник (профермент) пепсина. В желудоч­ном соке от пепсиногена отщепляется N-концевая часть молекулы, включающая 42 ак остатка (18% всего числа ак остатков молек; пепсиногена). В ре­зультате отщепления части молекулы и конформаци­онных перестроек оставшейся части образуется ак­тивный центр — получается фермент пепсин. Пре­вращение пепсиногена в пепсин может происходить при действии HCl или самого пепсина, т.е. аутоката­литически. Р-ция с участием HCl протекает мед­ленно, в то время как аутокаталитический процесс очень быстрый. Таким образом, небольшое кол-во пепсина, образовавшегося при участии HCl вскоре после секреции желудочного сока, быстро приводит к превращению остальной части пепсиногена в пеп­син. Пепсин гидролизует пептидные связи, удален­ные от концов пептидной цепи: такие пентидгидро­лазы называют эндопептидазами. Поэтому в резуль­тате действия пепсина белки в желудке распадаются на полипептиды, свободные аминокислоты практи­чески не образуются. Наибольшую активность пеп­син проявляет при рН 1—2,5. HCl помимо активации пепсиногена, выполняет и другие важные функции. В кислой среде желудочного сока большинство бел­ков денатурируется, что облегчает их последующее переваривание пепсином. Конечно, если употребля­ется пища, обработанная при высокой температуре (например, вареное мясо), эта роль HCl имеет значе­ния. Кроме того, кислый желудочный сок, обладая бактерицидным действием, создает барьер для попа­дания болезнетворных бактерий в кишечник. В же­лудочном соке детей грудного возраста имеется фермент реннин, створаживающий молоко: реннин в присутствии ионов Са2+ превращает растворенные казеины молока в нерастворимую форму, что и со­ставляет сущность створаживания. Как известно, жидкости не удерживаются долго в желудке. Физио­лог. значение створаживания молока заключается в том, чтобы задержать его в желудке на время, необ­ходимое для переваривания белков. В желудке взрослых людей реннина нет: молоко у них створа­живается в результате совместного действия кислой среды и пепсина. При многих заболеваниях жкт, а также и других систем нарушается секреция HCl и пепсиногена в желудке. Изменения кислотности же­лудочного сока и содержания пепсина происходят не обязательно параллельно. Чаще увеличивается или уменьшается содержание HCl , с др. стороны, нару­шение секреции пепсина свидетельствует о более тяжелом повреждении желудка; если нет секреции пепсина, то, как правило, нет секреции и HCl Изме­рение концентрации HCl и пепсина в желудочном соке используется для диагностики некоторых забо­леваний желудка. Полное отсутствие кислоты обычно наблюдается при атрофических гастритах; в этих случаях, как правило, отсутствует и пепсин, т.е. не происходит образования желудочного сока (ахилия). Следствием ахилии явл. злокачественная анемия, поскольку при этом отсутствует внутренний фактор Касла, необходимый для всасывания вита­мина B12, и наступает гиповитаминоз. Переварива­ние белков в кишечнике завершается в верхнем отделе тонкого кишечника под действием фермен­тов поджелудочной железы и кл кишечника. В кл поджелудочной железы синтезируются проферменты трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипепти­дазы А и В, проэластаза. Активация трипсиногена происходит при участии фермента энтеропептидазы, выделяемого кл кишечника. Энтеропептидаза — это тоже протеолитический фермент: он отщепляет М-концевой гексапептид трипсиногена, в результате чего происходит изменение конформации остав­шейся части молекулы и формируется активн центр — получается фермент трипсин. Все другие профер­менты поджелудочной железы активируются трип­сином также путем частичного избирательного про­теолиза; в результате получаются ферменты химот­рипсин, карбоксипептидазы А и В, эластаза. Трипсин, химотрипсин и эластаза, относятся к эндопептида­зам. Они различаются по субстратной специфично­сти; Основную часть продуктов действия этих фер­ментов составляют пептиды, но образуется также и некоторое количество ак, Карбоксипептидазы — это экзопептидазы: они гидролизуют пептидную связь, образованную С-концевым ак остатком. Кар­боксипептидаза А отщепляет преимущественно С-концевые ак гидрофобным радикалом, а карбокси­пептидаза В отщепляет С-концевые остатки лизина и аргинина. Кислое желудочное содержимое в 12-перстной кишке нейтрализуется соком поджелудоч­ной железы, имеющим слабощелочную реакцию. Содержимое верхнего отдела тонкой кишки имеет рН около 8, соответственно в этой же области рН находится оптимум активности ферментов, дейст­вующих в кишечнике. Последний этап переварива­ния происходит при участии ферментов, синтезируе­мых кл кишечника, — аминопептидаз и дипепти­даз. Аминопептидазы отщепляют М-концевые ак от пептидов, дипептидазы гидролизуют дипептиды. Эти ферменты в небольших количествах выделя­ются в просвет кишечника. Однако преобладающая часть дипептидов и олигопептидов расщепляется после их поступления в кл кишечника. В кровоток из клеток кишечника поступают только ак. Частич­ное переваривание белков в желудке хотя и облег­чает последующее переваривание в тонком кишеч­нике, но не является абсолютно обязательным, о чем свидетельствует отсутствие существенных наруше­ний усвоения белков после тотальной резекции же­лудка. Кл желудка и кишечника защищены от дейст­вия пищеварительных пептидгидролаз благодаря образованию в кл желез неактивных пpедшecтвeнникoв ферментов, активирующихся лишь после секреции; кроме того, находясь в по­лости желудка или кишечника, ферменты не контак­тируют с белками клеток, поскольку слизистая обо­лочка защищена слоем слизи, а каждая кл — полиса­харидами наружной поверхности плазматической мембраны, которые не являются субстратами пеп­тидгидролаз. Однако при язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки происходит разрушение кл протеиназами в области язвы. Механизмы начальных стадий образования язвы неизвестны.

Биосинтез н.к. и белков.

26.БиосинтезДНК (репликация) и фазы клеточного деления. Репликация-удвоен ДНК во время деления кл. При размнож вирусов, проведении ПЦР. Полуконсервативный способ: одна цепь. Источники в процессе синтеза: АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ. Образование репликативной вилки. Синтез всегда идет от 5’ конца к 3’ концу. Фермент ДНК-полимераза. Цепи ДНК антипараллельны. Скорость 60 пар нук- леотидов в минуту. Установлено: 1. При старении оргз. Скорость репликации снижается, т.к. сни- жается активность ДНК полимеразы. 2. Гипотеза Оловникова. При кажд. Удвоении ДНК моле- кула становится короче. Когда укорачивание затрагивает жиз- ненноважн. гены - кл. умирает. Молекула ДНК-полимеразы име ет сложное строение - узнающий и каталитический, дистанционно удаленные друг от друга центры. Теломераза - фермент, который доращивает теломеры к поделившейся цепи ДНК. Обратная транскрипция. РНК содержащие вирусы(грипп, аденовирусы) содержат только РНК, но способны синтезировать ДНК на РНК. РНК- зависимая ДНК-полимераза (ревертаза) или обратная транскриптаза много функциональна. На матрице РНК достраивается ДНК образ гибрид, затем этот фермент уничнож исходную РНК. И по ДНК достраивает дочернюю цепь, затем вирусная ДНК интегрируется в кл хозяина. Репарация ДНК или исправление ошибок в синтезе или повреждений ДНК. Под действием внеш факторов возникают ошибки. Специальные ферменты- экзонуклеазы и эндонуклеазы узнают и вырезают эти участки. ДНК- полимераза достраивает, ДНК- лигаза сшивает. Нарушение приводит к: 1. Мутации 2. Развитие патологий (пигментная ксеродеза) ферментопатия, при * отсутствует эндонуклеаза. 3.При старении нарушения в системе репарации ДНК.

27.Биосинтез белков - матричный биосинт.- способность к переносу генетической информации- способность живых оргз. ДНК - РНК - белок. 1.репликация - синтез ДНК на матице ДНК. 2.Транскрипция РНК на ДНК. 3.Обратная транскрипция ДНК на РНК. 4.Трансляция - белок на РНК. См 26. Ингибиторы матричных синтезов. Инициация: тетрациклин (снижает связывание); стрептомицин (мешает считыванию матричных кодонов); интерферон. Элонгация: левомицитин, эритромецин, интерферон, 2ГТФ (нарушают образование пептидных связей). Терминация - зависит от присутствия м-РНК и матричных кодонов УАГ, УАА, УГА. м-РНК отделяясь от рибосомы тут же разруш ферментами. Посттранскриптационная модификация белка формирование пространственной структуры белка(3,4) присоединение простатической группы (небел- ковой части молек) . Протеолиз - гидролиз молекул, модификация А.К.

28.Белоксинтезирующая система. Необходимы следующ. компоненты: 1.аминокислоты; 2.фак- торы инициации, элонгации, тер- минации; 3.транспортные РНК; 4.аминоацил-тРНК-синтетазы; 5. АТФ 6.матричная РНК; 7.ГТФ; 8.рибосомы; 9.ионы Мg. Первичная структура синтезируемого белка определяет первичной структурой мРНК, добавленной в систему.

29.Биохим. мех. кл дифференцировки. Диф кл. Возникает лишь когда, в кл идет синтез различ белков и ферментов, а следовательно активируются различные гены. 1.Эмбриональ- ный период. Закладка программы кл дифференцировки. Формируется до появления морфолог признаков. Уже сущ стойкие индукторы или репрессоры кл, * активизируется по определ программе(гистоны).2.Окончат диф. Всю жизнь зависит от вне кл факторов(гормоны). а.) стероидные половые.б.) тироксин ( гормон щитов железы)

Депрессия- активиз тех генов, * в кл. были не активн

30. Молекулярные механизмы генетической изменчивости. Изменения генетического кода. Изменения генетической программы ДНК кл. - мутации. Различают хромосомные мутации (изменение числа хромосом, хромосомные аберра­ции) и молекулярные, или генные, мутации. Существуют следующие варианты генных мутаций: 1.транзиция, или замена пар оснований; 2.делеция, или выпадение одной пары или групп пар оснований (нуклеотидов) ; 3.вставка одной пары или групп пар оснований (нуклеотидов); 4.изменение местоположения отдельных участков ДНК. Генные мутации вызывают изменения генетического кода, нарушая порядок чередования нуклеотидов в ДНК и f транскриптонов. Мутации в структурных генах РНК могут привести к образова­нию дефектных тРНК и рРНК, что скажется на осуществляемых ими f (узнавании и транспорте соответствующих АК и сборке рибосом). Бывают природные мутагены, повышающие частоту спонтанных мутаций, и чужеродные. К природным относятся пероксидные соединения, альдегиды, свободные радикалы. К чужеродным мутагенам относятся хим. вещ-ва (алкилирующие соединения,НNO₃, гидроксиламин, окислители), физич. (ионизирующие излучения) и биолог. факторы (вирусы способствуют образованию в клетке энзимов, повреждающих ее ДНК). Мутагены окру­жающей среды чрезвычайно многочисленны, что приводит к постоянному накоплению в последующих поколениях наследственных болезней. Высокой мутагенной активностью обладает радиоактивное излучение. Фоновая радиация среды постоянно повыш, за последние 30 лет она воз­росла на 10%, что увеличило частоту мутаций у людей. Многие лекарственные средства могут обладать выражен­ной мутагенной активностью. Особенно опасно применение хим. лекарственных вещ-в в период беременности, поскольку, проникая через плаценту, они могут вызвать пороки эмбрионального развития, уродства (действие препаратов называется тератогенным).

31.Наследственные болезни. Аллельные варианты белков могут разли-чаться по функциональной спо­соб ности. Напр, НbS хуже выполняет f транспорта О₂, чем НbA. Если f белка нарушена существенно, то «плохой» аллель проявляется как наследственная болезнь. По механизму возникновения наследственые болезни можно разделить на две группы. Первая группа - первичные мутации. Вторая группа- наследственные болезни. Серповидноклеточная анемия. В крови гомозигот SS имеется только НbS. Эритроциты, со­держащие НbS, менее стабильны, чем эритроциты с НЬА, у таких гомозигот скорость разрушения эритроцитов больше, и наступает анемия. Анемия проявляется в общей слабости, отставании развития, желтухе; больные обычно умирают в раннем детском возрасте и они не заболевают малярией. У некоторых взрослых людей наблюдается постоянная непереносимость лактозы: молоко и молочные продукты вызывают у них газообразование в кишечнике боли в животе и понос. Непереносимость обусловлена отсутствием в кишечнике фермента лактазы. Наследственные нарушения ак. Цистиноз - нарушение транспорта цистеина. Ведет к внутрикл. накоплению цистеина, образующего кристаллы в лизосомах. Наруш. роста. Наруш. f почек. Гипераргинемия - дефект аргиназы. Ведет к наруш. умственного развития, судороги. Альбинизм - дефект тирозиназы. Наруш. образования меланина. Чувствительность к солнечному свету, сниж. остроты зрения.

32.Биосинтез, регуляция, катаболизм нуклеотидов. Синтез начинается с образования 5-фосфорибозил-1-амина.

Далее протекают реакции образования пуринового ядра. В результате образуется инозиновая к-та (ИМФ) - нуклеотид, пуриновая часть * представлена гипоксантином, служит предшественником основных пурин. нуклеотидов - АМФ,ГМФ.Регуляция биосинтеза. Реакция образования 5-фосфорибозиламина является лимитирующей стадией биосинтеза пуриновых нуклеотидов. Фермент катализирующий эту реакцию, ингибируется адениловой и гуаниловой к-ми. Кроме того, эта метаболическая цепь регулируется в месте ее разветвления: АМФ ингибирует реакцию образования аденилосукцината, а ГМФ — реакцию образования ксантиловой к-ты. В целом механизм регуляции обеспечивает поддержание необходимой скорости синтеза АМФ и ГМФ. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Включ. реакции гидролитического отщепления фосфатного остатка, рибозного остатка и аминогруппы. В результате этих реакций из АМФ образуется гипоксантин, а из ГМФ — ксантин; в конечном счете пуриновое ядро пуриновых нуклеотидов превращается в мочевую кислоту при действии ксантиноксидазы.

33.Подагра. В крови здоров. человека содержится 3-7мг мочевой к-ты. Хроническое повышение концентрации мочевой к-ты (гиперурикемия- повышенная концентрация уратов в тканях). Мочевая к-та плохо растворима в воде. Даже небольшое повышение концентрации мочевой к-ты в крови и тканях приводит к образованию кристаллов. Хар-ный клинический признак подагры - приступы острого воспаления суставов. Подагрический криз связан с отложением кристаллов мононатриевой соли мочевой к-ты (урата натрия) в суставе. Кристаллы урата фагоцитируются лейкоцитами, в * под действием этих кристаллов разрушаются мембраны лизосом; освободившиеся лизосомные ферменты разрушают кл., а продукты клеточного, распада вызывают воспаление. Подагрические узлы возникают в результате местного отложения и накопления уратов.. Отложение уратов в ткани почек приводит к почечной недостаточности. Гиперурикемия наследственный характер, ее тяжелая форма синдром .Леша-Нихана * наследуется как рецессивный признак сцепленный с Х-хромосомой (проявляется у детей, мальчиков). Кроме симптомов, хар-ных для подагры, наблюдаются церебральные параличи, нарушения интеллекта, попытки наносить себе раны. Эта болезнь связана с дефектом гипоксантин-гуанин-фосфорибозил- трансферазы, катализирующей превращение гипоксантина и гуанина («путь спасения»). Вследствие этого гипоксантин и гуанин не используются повторно для синтеза нуклеотидов, а. целиком .превращаются в мочевую к-ту. Лелечение и предупреждение -аллопуринолом - структурныи, аналог гипоксантина. Он является конкурентным ингибитором ксантиноксидазы. Оротацидурия - выделение с мочой больших количеств оротовой к-ы. Выделяется до 1,5 г оротовой к-ты в сутки, в 1000 раз больше, чем в норме. При охлаждении мочи больных в ней образуется осадок игольчатых кристаллов оротовой кислоты. Болезнь связана с недостаточностью фермента, катализирующего две последние реакции синтеза УМФ — образования и декарбоксилирования оротидиловой к-ты. В результате возникает недостаточность пиримидиновых нуклеотидов, а оротовая к-та, накапливается. Наследственная оротацидурия приводит к развитию резкого отставания умственного и физического развития. Оротовая кислота не токсична; нарушения развития являются следствием «пиримидинового голода». Для лечения применяют уридин (нуклеозид, построенный из урацила и рибозы). Это обеспечивает образование УМФ, а следовательно и др. пиримидин. Нуклеотидов в обход нарушенных реакц.: Уридин + АТФ --- УМФ + АДФ

34.Роль липидов в структурной организации и функционировании мембран. Пластинчатая, «мембран- ная» форма и основные физико-химические св-ва мембран определяются липидами. Основная часть липидов (до 90%) в мембра­нах представлена фосфоли- пидами, гликолипидами и холесте­рином. Фосфолипиды. В мембранах фосфолипиды двух типов — глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды. Глицерофосфолипиды являются про­изводными фосфатидной к-ты (фосфатидилхоли- ны, фосфатидилэтоламины, фосфотидилсерин. Глицерофосфолипиды могут превращаться др. в др. Сфингофосфолипиды - липиды, содержащие аминоспирт сфингозин. Гликолипиды углеводсодержащие соединения, в * углеводная часть ковалентно связана с липидной. Холестерин - это представитель группы липидов - стероидов. Особенность молекул фосфолипидов и глико­липидов их амфифильность: один конец гидрофобный, др. гидрофильный. Вследствие этого липиды в водной среде образуют многомоле­кулярные структуры с упорядоченным расположением молекул гидрофобные части вытесняются из водной среды и взаимодействуют др. с др., а гидрофильные части контактируют с водой и гидратируются (как бы растворяются в воде). Эта особенность строения и физико-химических св-в определяет роль фосфолипидов и гликолипидов в построении биолог. мембран. Белки мембран погруженые в мембрану (интегральные), расположеные на ее поверх­ности (перифе-ические). Некоторые интегральные белки прошивают, мембрану насквозь. Напр. углеводсодержащий белок гликофорин, входящий в состав плазматической мембраны эритроцитов. Белки мембран выполняют разные функции: это могут быть и структурные белки, и ферменты, и белки, осуществляющие трансмембранный перенос веществ, и рецепторы гормонов или других регуляторов функций клетки.

Биологическое окисление, энергентический обмен.

40.Окислительное фосфорилирование. Е окисляющихся вещ-в используется для синтеза АТФ из АДФ. В молекуле АТФ имеются две высокоэнергетические (макроэргические) связи.

В молекуле АДФ только îдна высокознергетическая связь; в результате синтеза АТФ путем окислительного фосфорилирования добавляется еще одна, т. е. Е окисления субстрата трансформируется в энергию химических связей в молекуле АТФ. Главный путь синтеза АТФ из АДФ — окислительное фосфорилирование. При этом АДФ фосфорилируется неорганическим фосфатом: АДФ + Н3Р04 +Е--- АТФ + Н 2О. Реакция энергетически сопряжена с переносом Н2 с восстановленных коферментов на О2. При этом переносе освобождается основная часть энергии окисляемых вещ-в. Энергетическое сопряжение реакций переноса Н2 и синтеза АТФ происходит при участии митохондриальной мембраны и Н-АТФ-синтетазы. Др. путь синтеза АТФ из АДФ - субстратное фосфори- лирование. Реакции фосфорили- рования АДФ и последующего использова­ния АТФ в качестве источника энергии образуют циклический процесс (цикл АДФ—АТФ). Коэффициент фосфорилирования. В дыхательной цепи существует три участка, где перенос электронов сопряжен с синтезом АТФ: первый находится м/д НАД-Н-дегидрогеназой и убихиноном, второй—м/д цитохромами b с, третий — в области цитохромов а и а3. В этих участках перепад Е ; при переносе одной пары электронов достаточен для синтеза од­ной высокоэнергетической связи. Отношение кол-ва связанной НзР04 к кол-ву поглощенного О₂ называют коэффициентов фосфорилирования и обозначают Р/О; коэффициент Р/0<3.

Обмен и ф-ции углеводов.

50. Основные углеводы. f углеводов в оргз заключаются в следу­ющем: 1. служат источником энергии. 2.входят в состав структурно-функциональных компонентов кл. 3. Из углеводов могут синтезироваться соедине­ния др. классов липиды и некоторые АК. Наиболее распространенный углевод - глюкоза. Она играет роль связующего звена м/д энергетическими и пластическими f углеводов, поскольку из глюкозы мо­гут образоваться все др. моносахариды, и наоборот — разные моносахариды могут превращаться в глюкозу. Источником углеводов оргз служат углеводы пищи — главным образом крахмал, сахароза, лактоза. Глюкоза может образоваться в оргз из АК, а также из глицерина, входящего в состав жиров (триацилглицеринов). Углеводы пищи в ЖКТ распадаются на мономеры при действии гликозидаз - ферментов, катализирующих гидролиз гликозидных связей. Переваривание кра­хмала начинается в ротовой полости: в слюне фермент амилаза, расщепляющий а-1,4-гликозидные связи. Основным местом переваривания крахмала служит тонкий кишечник, куда поступает амилаза в составе сока поджелудочной железы. Основным продуктом действия кишечной амилазы является дисахарид мальтоза. Мальтоза, изомальтоза, лактоза и сахароза гидролизуются специфическими гликозидазами — мальтазой, изомальтазой, лактазой, сахаразой соответственно. Эти ферменты синтезируются в кл. кишечника. Продукты полного переваривания углеводов — глюкоза, га­лактоза и фруктоза — ч/з кл. кишечника поступают, в кровь путем облегченной диффузии, с участием специальных переносчиков, др. способ — актив­ный транспорт по механизму симпорта за счет градиента концен­трации ионов натрия, * создается Nа, К-АТФазой. Этот механизм обеспечивает перенос моносахаридов против градиента концентрации, и поэтому может функционировать тогда, когда концентрация глюкозы или галактозы в кишечнике невелика

52.Анаэробный гликолиз. В цитоплазме кл., 11 ферментативных реакц.

Фосфофруктокиназа руководит скоростью гликолиза, аллостерический (АМФ, АДФактиваторы;цитрат, АТФ - ингибиторы; мало E в кл. - гликолиз активен, много Е гликолиз тухнет). Альдолаза Осущ собственно распад глюк. на две фосфотриозы.

Энергетическая характеристика: 1 глюк ---- -2 АТФ + 2ПВК + 2НАД*H₂ + 4АТФ----2ПВК ( в цитозоле, без О₂ ПВК = лактат; другой путь - аэробно) + 2 НАД * H₂ + 2АТФ ( в рез р-ции получ 38 АТФ ). Физиолог знач. 1. Единственный процесс в оргз продуц Е в отсутствии О_{2 .}2.возможен во всех тк и кл оргз 3. В эритроцитах, где нет митохондрий, это единственный процесс поддерж жизнедеят. 4. Единствен источн Е в интенсивной работающей мышце. Кратковременно, но очень мощно. 5. Активно протикает в эмбриональной и опухол тк. Кл малодифференцированны, теряют це- лые метаболич пути и не способны к аэробному гликолизу, результат - уровень лактата при опухолях повыш в кр. 6. У новорожден очень активен, уровень кликолиза на 35% > чем у взрослых. Они > - лее устойчивы к гипоксии. 7. Лежит в основе молочно-кислого и спиртового брожения. Судьба молочной кислоты. Лактат-метаболичес- кий шлак, его накопление снижает метаболизм в кл, уровень рН и межкл. жидкости.1глюк—2ПВК(лактат)+2АТФ(мышцы);2лактата—1глюк-АТФ(печень)-глюконеогенез. Лактатацитоз. Вызван накоплением лактата.Пример: Нарастание скорости гликолиза, снижение скорости утилизации(торможение цикла Кребса или глюконеогенеза), тканевая гипоксия. После физ. нагрузки при гиповентиляции легких тяжелая анемия, с-с. недостаточность, лейкозы, поражение печени.

53.Пентозофосфатный путь катаболизма глюк. Значение: 1.НАДФ*Н₂ не используется дыхательной цепью, значит этот процесс не энергоемкий. 2.НАДФ*Н₂ источник Н₂ в процессах синтеза: жирных к-т, холистерина, микросомальное оки- сление, активный восстановитель в системе защиты от перикисного окисления. 3. Обязательный компонент при синтезе нуклеиновых к-т и важнейших коферментов(ФАД,НАДФ).Осо-бенности процесса: 1.Протекает в цитоплазме. 2.В реакц. вступает 6молекул глюк.

1 стадия.Окислительная. кофермент НАДФ восста-ся до НАДФ*Н_2.

гл-6-ф.дегидрогеназа

6 глюкоза-6-фосфат----6 глюко-

нолактон-6-фосфат----6фосфо- глюконат (6 фосфоглюконовая

надф*н₂

к-та)---6 рибулоза-5-фосфат---6 рибоза-5-фосфат(образ. НАДФ * Н₂ )

2 стадия. Неокислительная. 6С₅—2С₅(*3) Далее взаимные превращения углеводов под действием ферментов: трансальдолаза, транскетолаза (кофермент-тиаминдифосфат).

6 гл-6-ф—5гл-6-ф + 12НАДФ *Н₂+ 6СО₂ Цикл активен в орг. и тк., где активны анаболические (синтетические) процессы.(жировая тк.,печень, молочные железы, надпочечники, полов. железы, костный мозг, лимфоидн. тк. у детей.

Аминокислоты.

71. МЕТИОНИН И РЕАКЦИИ ТРАНСМЕТИЛИРОВАНИЯ

Метильная группа метионина — это тоже мобильный одно­углеродный фрагмент, * используется для метилирования большого числа разных соединений. Непосредственным донором метильной группы в реакциях трансметилирования служит про­изводное метионина S-аденозилметионин, образующийся под действием метионин-аденозилтрансферазы из метионина и АТФ: В качестве примера реакции трансметилирования укажем на синтез креатина. Это вещество играет важную роль в обеспечении работающей мышцы аденозинтрифосфатом. В синтезе креатина участвуют два органа — почки и печень. В почках образуется гуанидинуксусная к-та: Гуанидинацетат с кровотоком транспортируется в печень, где в реакции трансметилирования превращается в креатин: Одна из важных функций трансметилирования связана с метаболизмом и обезвреживанием чужеродных соединений, в том числе лекарств; эти реакции приводятся в главе о биохимии печени. Метионин –незаменимая ак При гиповитаминозе, связанном с недостаточночтью фолиевой кислоты, обмен одноуглеродных групп нарушается. Первое клиническое проявление - мегалобластическая анемия.Суточная потребность -0,1-0,5 мг. Источники-овощи и зелень, печень.