- •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.
19. Цикл кребса.
Цикл трикарбоновых кислот или цикл лимонных кислот был открыт Гансом Кребсом в 1937 году. Он брал измельчённые мышцы голубя, добавлял на них трикарбоновые кислоты и определял скорость дыхания; те трикарбоновые кислоты, которые составляют цикл Кребса, усиливают дыхание. Цикл Кребса протекает в митохондриях (они способны к движению и размножению, относительно автономны, то есть окисляют вещества и регенерируют АТФ). Митохондрии происходят от самостоятельных организмов, специализировавшихся когда – то на окислении.
Митохондрии - постоянные органеллы всех клеток (кроме эритроцитов), имеют две мембраны.
ПРИЗНАК ВНУТРЕННЯЯ МЕМБРАНА НАРУЖНАЯ МЕМБРАНА
1) форма складчатая (кристы) гладкая
2) плотность 1,2 1,1
3) белки 0,27 / 0,73 0,82 / 1,8
4) проницаемость высокоактивная низкоактивная
5) ферменты сукцинатдегидрогеназа ферменты синтеза жирных
кислот
В процессе старения генома митохондрии мигрируют в ядро, то есть возникают летальные мутации, связанные с деформацией митохондриальных белков, генерирующих АТФ.
Цикл Кребса – это 8 последовательных стадий; исходный субстрат - ацетилКоА, который взаимодействует со ЩУК под действием фермента цитратсинтетазы.
-
СН3 О = С – СООН СН2 – СООН
\\ \ +НОН \
С= О + СН2 НО -С – СООН
\ \ - НSКоА \
SКоА СООН СН2 – СООН
ацКоА ЩУК цитрат
2) СН2 – СООН аконитатгидротаза СН2 – СООН + НОН СН2 – СООН
\ \ \
НО - С – СООН -НОН С – СООН СН – СООН
\ \\ \
СН2 – СООН + НОН СН – СООН - НОН СН – СООН
цитрат цисаконитовая \
кислота ОН
изоцитрат
3) СН2 – СООН СООН
\ + - СО2 \
СН – СООН + НАД СН2 + НАД*Н2 + СО2 3 АТФ
\ изоцитратдегидрогеназа \
НО – СН – СООН СН2
изоцитрат \
С = О
\
СООН а – кетоглутаровая кислота
4) СООН СООН
\ НАД, ФАД, НSКоА \
СН2 СН2
\ \ 3 АТФ
СН2 - СО2 , - НАД * Н2 СН2
\ \
С = О С = О
\ \
СООН SKoA
а – кетолутаратдегидрогеназный комплекс сукцинил КоА
Этот комплекс напоминает пирувадегидрогеназный комплекс. Реакция катализируется а-кетоглу – таратдегидрогеназой декарбоксилирующей и а – кетоглутаратдекарбоксилазой окислительной.
-
СООН СООН
\ \
СН2 Фн, ГДФ СН2
\ \
СН2 СН2 1 АТФ = 1 ГТФ
\ - HSКоА, - ГТФ \
С = О СООН
\ сукцинат
SКоА
Образующийся при этом гуанодинтрифосфат (ГТФ), как и АТФ, используется в реакциях синтеза белка на рибосомах, в синтеза нуклеиновых кислот, либо в реакциях переноса макроэргичской связи на АДФ.
ГТФ + АДФ АТФ + ГДФ
6) COOH COOH
\ \
CH2 CH
\ \\ 1 АТФ
CH2 сукцинатдегидро - CH
\ геназа \
COOH COOH
сукцинат фумарат
7) СООН СООН
\ \
СН НО- С- Н
\\ \
СН СН2
\ \
СООН СООН
фумараза L – яблочная кислота
-
СООН СООН
\ \
НО- С - Н С = О
\ \
СН2 малатдегидрогеназа СН2
\ \
СООН СООН
оксалоацетат
За один оборот цикла Кребса происходит полное окисление одной молекулы ацетил – КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление ацетил – КоА, а коферменты НАД и ФАД должны снова окисляться. Освобождающаяся при окислении аце –
тил – КоА энергия расходуется на образование макроэргических связей АТФ. Из четырёх пар атомов Н2, три пары переносятся через НАД, а одна пара – через ФАД. На каждую пару атомов Н2 в системе биологического окисления образуется 3 АТФ (1 НАД * Н2 = 3 АТФ). Следовательно, всего 9 АТФ. Одна пара атомов иона попадает в систему биологического окисления через ФАД – в результате образуется 2 АТФ. Кроме этого в ходе сукцинатилокиназной реакции образуется 1 ГТФ = 1 АТФ. Поэтому в ходе цикла Кребса образуется 12 АТФ.
Биологическое значение.
Цикл трикарбоновых кислот – универсальный компонент биологического окисления, который базируется на принципе унификации, что имеет огромное значение потому, что организм не может точно дозировать потребность в каждом субстрате. Унификация позволяет уравновешивать и оптимизировать соотношение основных субстратов, то есть если имеется избыток углеводов, то часть их перекачивается в липиды, если белка – то тоже в липиды или углеводы.
Функции цикла Кребса:
1) Энергетическая (цикл Кребса – конечный этап биологического окисления, в котором окисляется унифицированные соединения различного происхождения);
2) Пластическая (поскольку цикл «питается» субстратами различного происхождения, то он может быть источником углеродных скелетов для различных веществ);
3) Регуляторная.
Регуляция цикла трикарбоновых кислот.
Цикл трикарбоновых кислот связан с предшествующими стадиями энергетического обмена (гликолиз, окисление жирных кислот), поэтому механизмы регуляции этих процессов будут справедливы и для цикла Кребса.
Типы регуляции:
-
Ретроингибирование;
-
Путём изменения концентрации субстрата на выходе цикла;
-
Аллостерическая регуляция (с помощью НАД, НАД * Н2, АТФ).
4) Ионная (рН, концентрация Са)
Так как цикл Кребса начинается со стадии ЩУК + ацетилКоА, то эти метаболиты управляют интенсивностью цикла. Первым регуляторным фактором является концентрация ЩУК, которая в основном образуется из ПВК. ПВК же образуется из углеводов (глюкозы), поэтому при диабете или углеводном голодании наблюдается недостаток ПВК, а значит и ЩУК и сам цикл блокируется. АцетилКоА не является лимитирующим субстратом, так как в основном образуется при окислении жирных кислот. Но в то же время ЩУК – конкурентный ингибитор сукцинатдегидрогеназы, поэтому при избытке ЩУК цикл трикарбоновых кислот блокируется на 6 – ой стадии. Это торможение можно убрать глутамином, который переаминирует ЩУК в аспарагин. Второй регуляторный центр – концентрация НАД и НАД * Н2. В живых системах концентрация НАД и НАД * Н2 = const . Любые факторы, ведущие к увеличению НАД * Н2 (алкогольная интоксикация) и дефекту НАД блокируют цикл Кребса. Следовательно, увеличение концентрации НАД стимулирует цикл трикарбоновых кислот.
Так как АТФ является косвенно конечным продуктом, то её избыток блокирует реакции, а значит АДФ стимулирует цикл (АДФ рассматривается как аллостерический активатор изоцитратдегидрогеназы). Стимулятором цикла является также и кислород, так как стимулирует работу АТФ. При повышении концентрации Са в клетке активируются дегидрогеназные реакции. Цикл Кребса активируется при сердечной недостаточности. Это объясняется тем, что миокард не может самостоятельно убрать избыток Са и эту роль берут на себя митохондрии, возрастает потребность в кислороде.