- •5. Биологические функции и классификация белков.
- •6. Значение и специфичность действия ферментов.
- •7. Строение фермента.
- •8. Активный центр.
- •9. Определение активности ферментов.
- •10. Локализация ферментов в клетке, маркёрные и органоспецифические ферменты.
- •11. Механизм действия ферментов.
- •12 . Кинетика ферментативных реакций.
- •13. Регуляция активности ферментов.
- •14. Ингибирование ферментов.
- •15 . Номенклатура и классификация. Изоферменты. Изменение активности в энтогенезе.
- •15 . Энзимопатия.
- •16. Обмен веществ. Ката- и анаболизм .
- •17.Биологическое окисление.
- •18. Природа макроэргичности атф.
- •19. Цикл кребса.
- •20 . Тканевое дыхание.
- •21 . Дыхательная цепь.
- •22. Механизм сопряжения окислительного фосфорилирования.
- •23 . Термогенез.
- •24 . Микросомальная дыхательная цепь.
- •25 . Перекисное окисление и антиоксидантная защита.
- •26 . Углеводы и их переваривание.
- •1) Гиалуроновая кислота.
- •2) Кондратин – сульфат
- •3) Гепарин
- •27 . Биологические функции углеводов.
- •28 . Переваривание углеводов .
- •Галактоза
- •Фруктоза
- •29 . Пути метаболизма глюкозы.
- •30 . Синтез и распад гликогена.
- •31.Гликогенозы.
- •32 . Гликогенолиз и гликолиз.
- •33. Механизм гликолитической оксидоредукции. Субстратное фосфорилирование.
- •34 . Спиртовое брожение и метаболизм этанола.
- •34.Эробный распад глюкозы. Окислительное декарбоксилиро -
- •35. Глюконеогенез.
- •36. Гипо - и гипергликемия.
- •37.Регуляция уровня глюкозы в крови.
- •38. Сахарный диабет.
- •39. Липиды . Строение , классификация , биологическая роль .
- •40.Переваривание и всасывание липидов .
- •41. Ресинтез липидов в стенке кишечника .
- •42 . Метаболизм липидов .
- •45. Пути обмена ацетил-КоА . Обмен кетоновых тел .
- •46. Биосинтез триглицеридов.
- •47. Интеграция углеводного и липидного обмена .
- •48. Белковый обмен.
- •49. Состав желудочного сока. Механизм секреции hCl .
- •9. Ряд аминокислот, имеющих диагностическое значение .
- •50. Панкреатический сок.
- •51. Кишечный сок.
- •1.Энтерокиназа .
- •9. Фосфолипаза и липаза .
- •52 . Переваривание белков .
- •53. Гниение белков в толстом кишечнике .
- •54. Механизм всасывания аминокислот и пути их утилизации .
- •55.Трансаминирование аминокислот .
- •56. Токсичность аммиака и пути его обезвреживания .
- •57. Биосинтез мочевины .
- •58. Цикл кребса-гензеляйта .
- •59. Пути вступления аминокислот в цтк .
- •60. Декарбоксилирование аминокислот .
- •61.Метаболизм серина и глицина .
- •62. Нарушение обмена глицина .
- •63. Обмен серосодержащих аминокислот и триптофана.
- •64. Метаболизм триптофана.
- •65. Обмен фенилаланина и тирозина.
- •66. Обмен гистидина, глутамина, аспарагина, пролина.
- •67. Интеграция углеводного, белкового и липидного обмена.
- •72. Распад пуриновых нуклеотидов. Подагра.
- •73. Синтез и распад пиримидиновых оснований.
16. Обмен веществ. Ката- и анаболизм .
Обмен веществ и энергии - закономерный порядок превращения вещества и энергии в живых организмах, направленный на их самосохранение и самовоспроизведение. Обмен веществ и обмен энергии тесно связаны между собой и представляют собой единство. Вся совокупность химических реакций, протекающих в живых организмах, включая усвоение веществ, поступающих из вне (ассимиляция) и их расщепление (диссимиляция) вплоть до образования конечных продуктов, подлежащих выделению, составляет сущность и содержание обмена веществ.
Ассимиляция - одна из сторон обмена веществ. Ассимиляция включает огромное количество химических превращений, приводящих к использованию органических и неорганических веществ, поступающих из внешней среды, для построения специфических для данного организма белков, липидов, углеводов. Процесс ассимиляции обеспечивает рост, развитие, обновление организма и наполнение запасов, используемых в качестве источника энергии.
Диссимиляция – противоположная ассимиляции сторона обмена веществ: разрушение органических соединений с превращением их в простые вещества.
Промежуточный обмен – превращение вещества в организме с момента поступления их в клетку до образования конечных продуктов. Попав внутрь клетки, питательные вещества метаболизируются – претерпевают ряд химических изменений, катализируемых ферментами. Определённая последовательность таких химических изменений называется метаболическим путём, а образующиеся промежуточные продукты – метаболитами. Различают 2 стороны промежуточного обмена – анаболизм и катаболизм .
Анаболические реакции направлены на образование и обновление структурных элементов клеток и тканей. Эти реакции преимущественно восстановительные, сопровождаются затратой свободной энергии.
Катаболические превращения – процессы расщепления сложных молекул, как поступивших с пищей, так и входящих в состав клетки, до простых компонентов. Эти реакции обычно окислительные, сопровождается выделением свободной энергии.
Обе стороны промежуточного обмена тесно взаимосвязаны во времени и пространстве.
17.Биологическое окисление.
Биологическое окисление – это совокупность биохимических реакций, приводящих к образованию полезной энергии за счёт деградации компонентов пищи. Принципиальной особенностью биологического окисления является то, что оно протекает постепенно, через многочисленные промежуточные стадии, то есть происходит многократная передача протонов и электронов от донора к акцептору.
Ещё древние философы отличали взаимосвязь между процессами жизнедеятельности и дыханием. Они также провели параллель между дыханием и горением. Платон утверждал, что воздух нужен для охлаждения внутреннего пара сгорающего вещества. Аристотель утверждал, что воздух нужен для поддержания внутреннего горения. В 18 веке с развитием физики газов, с появлением соответствующей аппаратуры стали проводить опыты по сжиганию веществ в замкнутом пространстве, В это время Шталем была сформулирована теория флогистона (горячего начала), согласно которой все вещества, подвергающиеся окислению, состоят из оксида и флогистона. В середине 18 века было установлено :
-
Процесс горения идёт в воздушной среде с повышенной температурой, дыхание – в среде с пониженной температурой.
-
При дыхании, как и при горении, выделяется теплота, но в небольших количествах.
-
Конечные продукты – СО2 и Н2О2.
В 1751 году Ломоносов подробно рассмотрел процессы горения и сжигания. В 1774 Лавуазье повторил опыты Ломоносова и показал, что процессы горения и дыхания идентичны, так как образуются идентичные продукт. Лавуазье назвал дыхание медленным горением и показал процесс сгорания глюкозы в организме:
С6Н12О6 + 6О2 -------- 6СО2+6Н2О +Q
В начале 19 века стали известны катализаторы, с помощью которых осуществлялись процессы окисления. Это были металлы, обладающие “внутренней силой “. В середине 19 века немецкий учёный Шейнбай, открывший озон, предположил, что в организме образуется озон и он используется в реакциях окисления. После работ Лавуазье в науке господствовали мнения о тождестве горения и медленного окисления питательных веществ в организме. Вместе с тем было ясно, что биологическое окисление протекает в необычных условиях:
-
при низкой температуре
-
без пламени
-
в присутствии большого количества Н2О2 (75-80% ткани)
В 19 веке появилось понятие о ферментах, и причину своеобразного течения биологического окисления попытались объяснить “ активацией “ кислорода в клетках организма. Одна из версий была выдвинута Бахом, который считал, что “активация “ молекулярного кислорода происходит в результате разрыва связи и присоединённые к ферментам оксигеназы (А) способны к аутооксидации:
О
А + О ----- А перекись
О О
А + SH ----- S + A + HO
О
Три положения Баха:
-
Наличие высокоактивной оксидазы (но этого не было обнаружено);
-
В тканях должна быть высокая концентрация Н2О2 (этого тоже не было обнаружено);
-
Высшая активность ферментов, разлагающих Н2О2 . Это было обнаружено и существует два фермента: каталаза
2Н2О2 ------------ 2Н2О + О2
Существует и другой механизм разложения Н2О2:
26SH+ Н2О2 ----- 2Н2О (пероксидаза)
или SH + Н2О2 ------ S + 2Н2О
Эта теория, да и все остальные, основывались на неправильном представлении об ОВР. Окислительный процесс рассматривался как процесс взаимодействия любого вещества с О. То есть О – это окислитель.
К концу 19 века с развитием физики ядра и пополнение знаний о структуре вещества, было установлено, что не все процессы окисления требуют для своих реализаций наличие О. Кроме этого теория Баха основывалась на том, что в организме имеется большое количество ароматических соединений. На самом же деле их очень мало, в основном глюкоза.
Согласно современным представлениям, ОВР – это процесс перемещения электронов и протонов от донора (восстановителя) – это процесс окисления – к акцептору (окислителю) – это процесс восстановления.
В 1912 году Палладин, работая с растительными пигментами, обнаружил, что растения не изменяют свою окраску в окислительной форме (бесцветны), а восстановительная форма окрашена. То есть пигменты выступают в качестве субстратов биологического окисления. В этом же году была сформулирована теория Палладина, согласно которой в организме есть промежуточные вещества, способные акцептировать электроны и протон Н от субстрата с последующей передачей их на кислород. По этой теории весь процесс биологического окисления можно разбить на два этапа:
1) анаэробный – передача электронов и протона с субстрата на промежуточное вещество;
-
аэробный – передача электронов и протона с промежуточного вещества на кислород.
SH + R ----- S + RH анаэробный
RH + 1/2O2 ----- R + Н2О аэробный
Палладин предполагал, что существует несколько промежуточных переносчиков, позволяющих организму поэтапно освобождать энергию, а кислород выступает в качестве конечного акцептора электронов и протона.
-
анаэробный этап:
-
аэробный этап:
Роль промежуточных переносчиков (хромогенов) выполняют коферменты (НАД, НАДФ, ФАД) оксидоредуктаз. В последствии развитие учения о биологическом окислении шло по пути развития знаний о хромогенах. В 1925 году были открыты гистогематины (цитохромы). В 1932 году академик Энгельгардт показал, что процесс окисления идёт с образованием АТФ (окислительное фосфорилирование). В 1945 году Кеннеди впервые показал, что процессы окисления веществ в цикле Кребса локализованы в митохондриях.
Современные представления о биологическом окислении базируются на сущности трактовки окислительно – восстановительных процессов, а также на общих знаниях термодинамики:
1 закон: закон сохранения энергии, то есть энергия никуда не исчезает, а только переходит из одной формы в другую, то есть сохраняется.
2 закон: все тела и химические процессы стремятся к минимальной энергии и состоянию покоя и беспорядка, то есть к энтропии.
С термодинамической точки зрения организм человека - антиэнтропийная машина, открытая система, которая обменивается с окружающей средой веществом и энергией. Основа её жизнедеятельности - обмен веществ (метаболизм).
Субстраты биологического окисления.
Субстратом биологического окисления любое вещество, способное поставлять электроны и протон,
энергия которых трансформируется в полезную конвертируемую форму. Субстраты биологического окисления – метаболиты, восстанавливающие НАД и ФАД, служащие предшественниками субстратов, зависящих от дегидрогеназ.
СХЕМА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА.
1) В ЖКТ происходит деполимеризация сложных соединений:
крахмал и гликоген -------- до глюкозы
дисахариды и олигосахариды -------- до моносахаридов
белки -------- до пептидов и аминокислот.
2) С момента поступления мономеров в клетку начинается цитозольный этап: происходит дальнейший распад мономеров и унификация субстратов, превращение их в общие соединения.
3) Митохондриальный: унификация субстратов продолжается в митохондриальном матриксе; тут вещества подвергаются окислению путём вовнесения в цикл Кребса, который снимает с них электроны и протон и трансформирует их энергию в конвертируемую форму АТФ.
СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ СУБСТРАТОВ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ.
БЕЛКИ УГЛЕВОДЫ ЛИПИДЫ
АК ГЛ ГН ЖК
3ФГА
ПВК ЛАКТАТ
ЩУК АцКоа
NH
цитрат
НАД НАД * Н2
½ О HO
АДФ + Фн АТФ
РАБОТА