Реферат: Биохимия - Белки - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Биохимия - Белки

Банк рефератов / Биология

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 97 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

1. Метаболизм, способы образования АТФ в организме. Метаболизм – это совокупность окислительных реакций и химич еских процессов, которые протекают в живых организмах. В ходе метаболизм а образуется энергия, которая необходима любому живому существу. У детей: + баланс, протекает более интенсивно, характерно не совершенство систем. Метаболизм представлен ката болизмом и анаболизмом. Катаболизм – расщепление химических компонентов с выделением энергии – экзергонические реакции. Анаболизм – реакции синтеза с затратой эне ргии – эндергонические реакции. Этапы катаболиз ма : 1) специфическое превращение в мономеры – амино кислоты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты. 2) образование унифициро ванных продуктов – ПВК и АцКоА (моносахариды через ПВК). 3) АцКоА в ЦТК обра зуется СО 2 , вода; 3НАДН, которые в дых цепи дают воду и 3 АТФ; ФАД Н 2 , который в дых цепи дает воду и 2 АТФ. Образование АТ Ф в процессе метаболизма идет двумя путями – окисл ительного и субстратного фосфорилирования. (дых це пь ЦТК гликолиз ) . Возникновение макроэргической связи в момент окисления суб страта с дальнейшей активацией неорганического фосфата и его переносо м на АДФ с образованием АТФ называют субстратным фосфорилированием (10% всей э нергии) . Р еакци е й субстратн ого фосфорилирования являются две реакции гликолиза – окисление 3-фосф оглицеринового альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту, и окисление 2- фосфоглицериновой кислоты в 2-фосфоэнолпировиноградную кислоту; а такж е одна реакция ЦТК - окисление сукцинил-КоА в янтарную кислоту. Основная м асса АТФ образуется путем окислительного фосфор илирования. В процессе окислительного фосфорилир ования окисляемый субстрат участия не принимает, а активирование неорг анического фосфата сопряжено с переносом электронов и протонов водоро да с коферментов дегидрогеназ (принимающих участие в окислении субстра та) к молекулярному кислороду. Сопряжение окисления с фосфорилирование м АДФ и последующим образованием АТФ называют окислительным фосфорили рованием. Процессы сопряжения окисления и фосфорилирования идут в дых ц епи. 2. Свойства белков, их биологическая роль. Методы очи стки и разделения. Свойства белков: 1) кислото-основные и электролитически е свойства. Белки – это амфо терные соединения . R - COOH + OH - R - COO - + H 2 O R - NH 2 + H + R - CH 3 + . Величина и знак заряда определяется соотношением а/к и рН раствора. То значение рН, при котором суммарный заряд белка равен 0 на зывается изоэлектрической точкой. В этом состоянии белок характеризуе тся: минимальной устойчивостью и вязкостью в растворе, отсутствует подв ижность в электрическом поле, максимальная способность к осаждению. При сдвиге рН белок приобретает заряд, растворимость и подвижность в электр ическом поле. Изоэлектрическая точка использует ся для разделения белков . 2) к ислото-основные свойства используют для их раздел ения – электрофорез белков плазмы крови. Буферные свойства кислот – связаны с амфотерностью – кислые компоненты нейтра лизуются основными, и наоборот. Т.О. поддерживается стабильное значение рН. 3) коллоидно-осмотические свойства . Белки – гидрофильные коллоиды, это придают полярные а/к-ты. Пр и растворении белков в воде образуется гидратная оболочка. Гидрофильны е коллоиды связывают большое количество воды и набухают. Образуются жид кости и золи, гели – форма и упругость тканей. Колл оидные свойства белков : а) способность к светорассеиванию – образуется конус Тиндаля б) высокая вязкость в) малая скорость диффузии г) диализ – белки не проходят через полупр оницаемую мембрану, легко проходит вода и низкомолекулярные соединени я, а белки задерживаются – т.к. действует почечный фильтр. Факторы устойчивости белков : заряд и гид ратная оболочка. При их потере белок осаждается. В ысаливание – обратимое осаждение белков – разру шение гидратной оболочки. В зависимости от гидрофи льности белков они осаждаются при разных концентрациях солей – фракци онное высаливание – глобулины при 50% насыщение ( NH 4 ) 2 SO 4 , альбумины при 100% насыщении. Ф ункции белков: 1) структурная 2) каталитическая – фе рменты 3) регуляторная – гормоны 4) двигательная – работа мышц, движение цитоплазмы 5) транспорт – белки плазмы крови – гемоглобин и миоглобин 6) защитная – иммуноглобулины, система комплиментов, система свертывани я крови 7) опорная – сухожилия, сочленения 8) регуляторная – узнавание кл еток – гликопротеины, содержат углеводный компонент 9) энергетическая. Исполь з ование гидролиза для определения х имических свойств белка, ренгеноструктурный анализ, электронная микро скопия . 3. Денатурация белка. Изменение конфигурации белковых молекул . Денатурация – нарушение нативной пространствен ной структуры белка, приводящее к потере или уменьшению растворимости, у трата специфической биологической активности, изменению ряда физико-х имических свойств. Денатурация не сопровождается разрывом пептидных с вязей, т.е. не разрушается первичная структура, а связи оказываются снару жи и все изменяется. Свойства денатурированного белка : 1) повышается число реак тивных групп, т.к. появляются ранее скрытные группы 2) понижается раствори мость, белок может выпасть в осадок (при потере факторов устойчивости: за ряд и гидратная оболочка) 3) изменяется конфигурация 4) изменяется биологи ческая активность 5) легко расщепляется протеолитическими ферментами. Факторы приводящие к денатурации белка: 1) физические – температура, УФ облучение, ультразвук, гамм аоблучение, стерилизация 2) химические реагенты: концентрированные кисл оты, щелочи, соли тяжелых металлов. 4. Амфотерные свойства белков, изоэлектрическая точка. Белки – это амфотерные соединения. R - COOH + OH - R - COO - + H 2 O R - NH 2 + H + R - CH 3 + . Величина и знак заряда определяется соотношением а/к и рН раствора. То значение рН, при котором суммарный заряд белка равен 0, т.е . + равен -, называется изоэлектрической точкой (Р I ). Белки в изоэлектрическом сос тоянии характеризуется: минимальной устойчивостью и вязкостью в раств оре, отсутствует подвижность в электрическом поле, максимальная способ ность к осаждению. При сдвиге рН белок приобретает заряд, растворимость и подвижность в электрическом поле. При сдвиге рН белок становится или к атионом и движется к катоду, или анионом и движется к аноду. 5. Молекулярная масса белков, форма и размеры белко вой молекулы. Методы их определения. Белки относятс я к высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят множество а/ к-ных остатков, объединенных в макромолекулярную структуру. Молекулярная масса белков колеблется о т 6000 до 1000000 Да и выше. Поскольку а/к-ный состав и последовательность а/к выясн ены для многих белков, стало возможным вычисление химическим путем их мо лекулярной массы с высокой точностью. Основными м етодами определения молекулярной массы являются физико-химические методы (гравиметрические, осмометрические, вискозим етрические, электр офорет иче ские, оптические и другие). Из них практически наиболее часто используются методы седиментационног о анализа, гель-хроматографии и электрофореза. Метод седиментационного анализа проводят в ультрацентрифугах, вычисляют молекулярную массу по скорости седиментации молекул белка или седиментационному равновес ию. Метод гель-хроматографии, кроме простоты и быстроты, имеет еще то преимущество, что не т ребует выделения белка в чистом виде, т.к. примеси других белков не мешают определению молекулярной массы. При применении метода диск-электрофор еза в полиакриламидном геле для определения молекулярной массы белков также строят график зависимости между логарифмом молекулярной массы к алибровочных белков и подвижностью белковых частиц в полиакриламидном геле, а затем, определив подвижность исследуемого белка, по графику нахо дят его массу. О величине и форме белковых молекул раньше судили по данным ультрацентрифугирования, двойного лучепреломления и диффузии. Эти данные указывали на существов ание в природе глобулярных (шарообразных) и фибриллярных (нитевидных) бе лков. В настоящее время общие представле н ия о форме белковых молекул в основном подтвердились. Бла годаря применению методов сканирующей микроскопии и рентгеноструктур ного анализа удалось в деталях расшифровать не тол ько полную пространственную структуру, соответственно форму, но и степе нь асимметрии белковых молекул во всех трех измерениях. Не только физико -химические, но и биологические свойства белков (в свободном или связанн ом друг с другом или с другими биополимерами состоянии) определяются их пространственной структурой. 6. Гидролиз белков. Гидролиз – расщеплен ие пептидной связи при участии молекулы воды. Пепт идная связь + ОН-Н NH 2 + COOH . Гидролиз идет постепенно и ступенчато: белок полипепти д олигопептид дипептиды а/к. Гидролиз можно остановить на люб ой стадии, изменив одно из условий. Химический гид ролиз бывает Н + - кислотный, ОН - - щелочной. Условия химического гидролиза: 1) использование концентрированно й кислоты и щелочи 25-30% (5-12 нормальностей) 2) высокая температура 100-110 0 С 3) 10-12 часов – 96 часов 4) объем кислоты и щ елочи превышает в 5 раз объем гидролизуемого белка. Недостатки химического гидролиза: 1) ра зрушается ряд а/к – цистеин, триптофан 2) при щелочном гидролизе происход ит рацимезация а/к из L в D ряд – не усваивается живыми организмами. Использовани е гидролизатов : 1) для установления структуры белка 2) в медицине используется аминолизин – кровезаменитель, который получ ается только кислотным гидролизом 3) питание больных после полостных опе раций. Ферментативный гидролиз – для этих целей чаще используется трипсин. Условия ферментативного гидролиза: по днятие температуры тела, несколько суток. Недост аток ферментативного гидролиза: 1) очень дорого 2) 36-37 0 С 3) годен только для первичн ой структуры 4) стерильные 5) заселение вторичной микрофлоры. Качественны е методы исследования глубины гидролиза, для этого используют цветные р еакции. Биуретовая реакция + при наличии 2х и более пептидных связей – гид ролиз пошел не до конца. Положительная Нингидриновая реакция (на свободн ые а/к) – гидролиз пошел до конца. Количественные методы исследования гл убины гидролиза – Формольное титрование. Наличие аминного азота в цельном белке 1-10% в неполно м гидролизате 10-75%, в полном 70-90%, а в среднем 80%. Аминный аз от входит в группу NH 2 в альфа положение рядом с карбоксильной группой. 7. Аминокислоты являются структурной единицей белков. 20 а/к являются протеино генными, они определяют разнообразие структуры белков, при строгой спец ифичность ее у каждого конкретного белка. Замена даже одной а/к может при вести к развитию молекулярной болезни (замена глутаминовой кислоты на в алин в структуре гемоглобина лежит в основе серповидно - клеточной анемии. Аминокислотный соста в белка определяет заряд его молекулы и кислотно-основные свойства. Функ циональные группы а/к формируют активный центр ферментов, играют важную роль в образовании фермент-субстратного комплекса и принимают участие в ферментативном катализе. Аминокислоты – произв одные карбоновых кислот, в которых атом водорода у альфа-углеродног о атома замещен на аминогруппу (пропионовая кислота аланин). В структуру а/к вхо дит радикальная группа, карбоксильная группа, альф а-углеродный атом и аминогруппа. Если аминогруппа расположена слева от х ирального атома углерода, то эту а/к относят к L -ряду. Наиболее стабильной кон формацией вторичной структуры белков является а-спираль (ее образует ал анин, лейцин, тирозин, гистидин, валин, и не образуют серин, глутамат лизин, глицин). На основании особенностей строения ради кальных групп все а/к делятся на три группы: 1) алифатические (нециклические а/к) а ) моноа миномонокарбоновые а/к – глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин; оксиам инокислоты, содержащие ОН-группу – серин, треонин; а/к, содержащие амидну ю группу – аспарагин, глутамин; серусодер жащие а/к – цистеин, митионин. в ) моноаминдикарбоновые а/к – аспараг иновая и глутаминовая кислоты. с ) диаминомонокарбоновые а/к – лизин, аргинин. 2) ароматические а/к, содержащие бензольн ое кольцо – фенилаланин, тирозин, триптофан. 3 ) гет ероциклические а/к – гистидин, пролин. На основе принц ипа полярности радикальных групп, т.е. способности их к взаимодействию с водой, все а/к подразделяют на четыре основных класса: 1) а/к с неполярными, или гидрофобными рад икал ьны ми группами – аланин, валин, лейцин, фенилаланин, триптофан. 2) а/к с полярными, незаряженными радикальными группами – глицин, серин, треон ин, цистеин, тирозин. 3) а/к с отрицательно заряженными радикальными группа ми – аспарагиновая и глутаминовая кислоты. 4) а/к с положительно заряженн ыми радикальными группами – лизин, аргинин, гистидин. 8. Уровни структу ры белка. Первичная структура белка : последовательность а/к в полипептидной цепи соединенные пептидной связью ( ковалентная). По следовательность а/к, их количество, лежат в основе первичной структуры белка, в которой заложена информация о последующих уровнях структуры и б иологических функциях белка. Вторичная структур а белка: 1) а-спираль имеет жесткие параметры – право закрученная спираль, шаг спирали между двумя витками 3,6 а/к, высота 0,54 нм, кон формация повторяется через 5 витков или 18 а/к, многочисленные Н связи межд у группами NH и С-О от пе рвой к четвертой а/к-те. 2) бета структура – слоисто-с кладчатая, удерживается водородными связями, пептидные цепи располага ются антипараллельно. 3) неупорядоченная нерегулярная структура – а+в с труктуры – перекрест где встречаются а/ альфа и бета. Третичная структура белка : упаковка полипептидной цепи в пространстве. 1) в фибриллярных белках – коллаген и эластин – 3 а-спираль, бета слой (актин, миозин) 2) в глоб улярных белках – все три типа вторичных структур. Два типа связи в трети чной структуре: 1) ковалентная – пептидная и дисульфидная 2) слабые связи – многочисленные водородные связи, ионные взаимодействия. Упаковка ид ет таким образом, что гидрофобные связи находятся ниже (по типу жирной ка пли) – легко разрываются при изменении рН, температуры, ионов. Четвертичная структура – это ассоциация 4х субъединиц, которые определенным образо м ориентированны в пространстве относительно друг друга. Для того чтобы Н b удерживался в форм е тетрамера возникают связи между одинаковыми полипептидными цепочкам и, а также между разными полипептидными цепочками. Субъединицы располож ены в пространстве таким образом, что в центре Н b образуется центральная полос ть (впадина), в которой находятся 2,3-дифосфоглицириновая кислота. По мере п рисоединения кислорода к молекуле гемоглобина конформация четвертичн ой структуры меняется, при этом альфа цепи сближаются, бета расходятся, т. о. молекула Н b как бы д ышит Присоединяется одна мол екула кислорода к первой субъединице, что приводит к конформационным из менениям других субъединиц. 9. Классификация белков. По форме молекулы : 1) глобулярны е – форма шара, хорошо растворимы в воде, имеет гидр оксильную группу, окружена гидратной оболочкой (ферменты, гормоны, защит ные белки); 2) фибриллярные – волокнистая структура, не растворимы в воде (коллаген, эластин, креатин). По структуре: I – простые – состоят только из а/к 1) альбумины (поддерживают онкотическое и осмотическое давление, транспорт жирных кислот) и глобулины (транспорт липидов, гормонов , витаминов, защитная функция) 2) протамины (выражены основные свойства, 80% аргинина, хорошо растворим ы в воде, PI находится в щелочной среде) и гистоны (много лизина и аргинина, регулируют метаболическу ю активность генома) 3) проламины и глютелины – белки растительного происхождения – семена злако в, растворяются в водном растворе этанола, содержат 20% глутаминовой кисло ты и 15% пролина 4) протеиноиды – белки костей, хрящей, волос, ногтей, не перевариваются под действием фе рментов ЖКТ, имеют фибриллярную структуру, не растворяется в водных раст ворах, не пригодные для питания. II – сложные – состоят из белковой (а/к) и неб елковой части, они связаны ковалентно-гетерополярной или координацион ной связью 1) нуклеопротеиды – небелковой частью является нук леиновая кислот а, если это ДНК, дезоксирибонуклеиды, если РНК – риб онуклеины 2) фосфопротеиды – казеин, вител л ин , вителлинин, фосвитин, овальбумин, ихтулин – осуществляют пи тание зародыша и новорожденного; фосфорная кислота связана сложной эфи рной связью с белковой частью 3) гликопротеины – простерические группы представлены углеводами и и х производными, которые прочно связаны с белковой частью, и гликозаминог ликанами (гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты); различают собствен но гликопротеины (95% белка, 5% углеводный компонент – тиреотропный и фолли кулостимулирующий гормон) и протеогликаны (5% белка, 95.5 гликозаминогликан а) 4) Липопротеины – простери ческая группа представлена липидом, входят в состав клеточной мембраны, митохондрий и микросом, а также присутствует в свободном состоянии в пла зме крови; делятся на высокой плотности – ЛПВП (холестерин из тканей в пе чень), низкой – ЛПНП (холестерин в ткани), очень низкой – ЛПОНП и хилоникр оны (транспортируют триглицериды). Связь между липидом и белком нековале нтная. 5) метал л опротеины – в активном центре нах-ся ме талл – ферритин , трансферрин, гемосидерин. 6) х ромопротеины – с остоят из белковой части и окрашенн ого небелкового компонента: а) флавопротеины – в качестве простерическ ой группы – ФМН и ФАД б) ретинальпротеины – витамин А в) гемопротеины – небел ковая часть – гем, различают ферментные (цитохромы, каталаза, пероксида за) и неферментные (гемоглобин и миоглобин). 10. Нуклеопротеиды это сложны е белки, которые состоят из белковой и небелковой части. Небелковая част ь – простерическая группа, представленная нуклеиновой кислотой. В прир оде обнаружено два типа нуклеопротеидов, отличающихся друг от друга по с оставу, размерам, физико-химическим свойствам: дезоксирибонуклеопроте иды ДНП и рибонуклеопротеиды РНП. У РНП углевод представлен рибозой, у ДН П дезоксирибозой. ДНП локализованы преимущественно в ядре, а РНП в цитоп лазме. Белковая часть ДНП представлена 5 классами гистонов, различающихс я по размерам, а/к составу: Н1 – богатые лизином; Н2А – богатые аргинином и лизином; Н2В – умеренно богатые аргинином и лизином; Н3 – богатые аргинин ом; Н4 – богатые глицином и аргинином. В различных нуклеопротеидах колич ество нуклеиновой кислоты колеблется в пределах от 40 до 65%. В вирусных нукл еопротеидах 2-5% (вирус собачей мазайки РНК 2%). Выделение нуклеиновых кислот – фенольный метод – происходит денатурация белка, центрифугирование, водную среду осаждают на холоде , нуклеиновые кисло ты выпадают в осадок. 11. Первичная, вторичная, третичная структура ДНК. Нуклеиновые кисл оты ДНК и РНК – сложные высокомолекулярные соединения, которые состоят из нескольких компонентов более простого строения. В молекуле ДНК углев од представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содерж ат фосфорную кислоту, а также по два пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидин овых (цитозин, урацил, тимин) оснований. ДНК : Н 3 РО 4 , Дезоксириб оза , Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин . Структурной единицей нуклеинов ой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компонентов: азотисто го основания, углевода и фосфорной кислоты. Перви чная структура нуклеиновых кислот – это последов ательное расположение нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК или РНК. Между нуклеотидами имеется 3’ ,5’ -фосфодиэфирная связь. Вторичная структура нуклеиновых кислот – ДНК представляет собой двойную спираль (это биополимер) состоящий из дву х антипараллельных цепочек, закрученных вокруг одной и той же оси. Цепоч ки соединяются водородными связями которые образуются между азотистым и основаниями. Цепочки имеют противоположную полярность, т.е. у одной цеп очки направление 5’ к 3’ , а у другой 3’ к 5’ . Спираль ДНК закручивается вп раво, общий виток 3,4нм, расстояние между цепочками 2нм. Основой структурно й организации ДНК составляет принцип комплементарности – аденин соед иняется с Тимином, цитозин с гуанином. Третичная с труктура – двойная спираль ДНК на некоторых участ ках может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием суперсп ирали или открытой кольцевой формы, что часто вызвано ковалентным соеди нением их открытых концов. Суперспиральная структура обеспечивает эко номную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме: вместо 8 см в вытянуто й форме ДНК укладывается в 5 нм. Суперспирализация Д НК может быть нарушена разрывом в одной из цепей или обеих цепях двойной спирали под действием ДНКазы. Биологическая роль ДНК: 1) хра нение и передача генетической информации о структуре белка. 2) способна к репликации (самоудваению). 3) способна к репарации (восстановление повреж денной структуры). 4) Участвует в транскрипции (в синтезе мРНК). ДНК находится в ядре, в митохондриях . 12. Первичная, втор ичная, третичная структура РНК. Типы РНК. Нуклеинов ые кислоты ДНК и РНК – сложные высокомолекулярные соединения, которые с остоят из нескольких компонентов более простого строения. В молекуле ДН К углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содержат фосфорную кислоту, а также по два пуриновых (аденин, гуанин) и пир имидиновых (цитозин, урацил, тимин) оснований. РНК : Н 3 РО 4 , Рибо за , Аденин, Гуанин, Цитозин, Урацил . Структурной единицей нуклеиновой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компонентов: азотистого основан ия, углевода и фосфорной кислоты. Первичная струк тура нуклеиновых кислот – это последовательное р асположение нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК или РНК. Между нукл еотидами имеется 3’ ,5’ -фосфодиэфирная связь. РНК - это одинарная полинуклеотидная цепочка, содер жится в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях. Три вида РНК : 1) Матричная или информационная – мРНК – 2-3%. Синт езируется в ядре на матрице ДНК , вступает в рибосому, на ней происходит синтез белка. 2) Рибосом альная – рРНК – 80-85%. Находится в двух субъединицах рибосом 50 S и 30 S у прокариот, и 60 S и 40 S у эукариот, выполняет структур ную функцию. 3) Транспортная – тРНК – 16%. Переносит а/к к месту синтеза белк а – рибосоме. Вторичная стр уктура тРНК напоминает клеверный лист. Во всех тРНК имеются участки, взаимодействующие с рибосомами, места для связывания с а/к-ми и ферментами, а также специфическая последовательность трех нукл еотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплиме нтарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей в ключение в белковую молекулу определенной а/к-ты. Третичная структура – т-РНК отличается большой компак тностью, образованной за счет складывания различных частей молекулы. м-Р НК и т-РНК при физиологических значениях рН среды, ионной силы и t созда ются условия для образования множества участков с двойной спиралью с да льнейшим формированием комплементарных участков, определяющих в извес тной степени жесткость их третичной структуры. 13. Гликопротеиды - простерические группы представлены углеводами и и х производными, которые прочно связаны с белковой частью (через аспарагин, сери, треонин) и гликоза миногликанами (гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты); Различают: 1) собственно гликопротеины - 95% белка, 5% углеводный компонент – тиреотропный и фолликулостимулирующий гормон , интерфероны 2) протеогликаны - 5% белка, 95% ГАГ. ГАГ всегда связаны с белком. В их состав входят остатки мон омера либо гликозамина, либо галактозамина, а также D -глюкуроновая или L -идуроновая кислоты. ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисаха ридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соедин ена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром. Различают 7 классо в ГАГ: 1) гиалуроновая кислота – распространена в почках, стекловидном те ле, синавиальной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер п ротив проникновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшает ся; 2, 3) хондроэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кисл от, соединенных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрас том количество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансул ьфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацети лированным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают п розрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клет ок, в тучных клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков сер ной кислоты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидам и плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расще пляет липиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре п охож на гепарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Кажд ый раз увеличивается на 1ну молекулу углевода. 14. Хромопротеиды – это сложные белки, которые состо ят из белкой части и связанного с ней окрашенного небелкового компонент а, откуда и произошло их название от греч chroma – краска. Хромопротеиды наделены рядом уникальны х биологических функций: они участвуют в таких фундаментальных процесс ах жизнедеятельности, как дыхание клеток и целостного организма, трансп орт кислорода и углекислого газа, ОВР, свето- и цветовосприятие. Хромопротеиды делятся на: а) флавопротеины – в качестве простерической группы – Ф МН и ФАД б) ретинальпротеины – витамин А в) гемопротеины – небелковая ча сть – гем, различают ферментные (цитохромы, каталаза, пероксидаза) и нефе рментные (гемоглобин и миоглобин). Н b у муж чин 130-160, у женщин 115-140 гр/л. Функции Н b : 1) доставка кислорода к тканям . 2) Транспорт из тканей СО 2 – р еализуется белковым компонентом гемоглобина, в результате образуется карбаминогемоглобин. 3) поддержание постоянства рН, входит в состав гемо глобиновой буферной системы, работает в тесном контакте с бикарбонатно й буферной системой. 4) антитоксическая функция – нейтрализация СО – ре ализуется небелковым компонентом и образуется карбоксигемоглобин. 5) ге моглобин в форме метгемоглобина нейтрализует цианиды с образованием ц ианометгемоглобина. первичная структура – последовательность а/к-т в полипептидной цепи. Н b состоит из 4 субъединиц, каж дая из них состоит из гема который соединен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Т.О. Н b представляет собой 4 гема и 4 полипептидные цепочки, которые попарно один аковые. 15. Заменимые и незаменимые а/к. Белковый минимум, аз отистый баланс. Белки нужны не только растущему, но и сформировавшемуся организму. Белок – это состав ной компонент пищи. Белковое питание д олжно быть полноценным: 1) достаточное к о л-во незаменимых а/к (аргинин и гистидин – условнонезаменимые, незамени мые - изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, три птофан, фенилаланин , валин ), их человек должен получать из вне с пищей. При недостатке незаменимых а/к на блюдается потеря в весе, склонность к заболеваниям; дефицит метионина, т риптофана – анемия, потемнение роговицы. 2) белки до лжны усваиваться – например не все белки злаков усваиваются (полноценн о – яйца, мясо). В сутки взросл ому человеку необходимо 100-120 гр /сут, это где-то 1,5 г р на кг веса – это белковый оптимум . Коэффициент изнашивания – кол-в о белка, которое распадается в течении суток. Человек потребляет 100 гр/сут, это 16 гр азота, известно, что 3,7 гр/сут азота выделяется из организма. Т.О. коэффициент изнашивания = 23,2 гр белка . Белковый (физиол огический) минимум для азотистого равновесия это 2 коэффициента изнашивания = 50 гр/сут белка (в покое). 2 белк овых минимума – суточная норма белка. Норма белка зависит от пола, возраста, профессии (130-150), климата, ув еличивается при беременности, лактации, н е которых заболеваниях. У детей 3,5гр/су т, 1 год 2,5гр/сут. В нашем организме существует равнове сие между скоростями синтеза и распада белка. В растущем организме скоро сть синтеза преобладает над скоростью распада. Азотистый баланс – отноше ние между введенным с пищей азотом к азоту мочи и кала г/сут. АБ используют в клинической практике для оценки обеспеченности больного белковой пи щей. Азотистое равновесие – количество азота, теряемое организмом равн о количеству получаемого азота с пищей. N ПИЩИ = N МОЧИ + N КАЛА – состояние здорового взрослого человека, который находитс я на полноценной диете. « + » АБ – N ПИЩИ >N МОЧИ + N КАЛА – количество выводимого из организма азота меньше количества азота, введ енного с пищей – молодой растущий организм, женщины во время беременнос ти (синтез преобладает над распадом), при выздоровлении, нарушение мышеч ной массы. «-» АБ – N П ИЩИ < N МОЧИ + N КАЛА – количество выделяемого азота превышает количество азота, поступающего в течении суток – при го лодании, тяжелых заболеваниях. 16. Переваривание белков в ЖКТ – сложный этапный процесс, где путем последовательного дейс твия протеолитических ферментов белки распадаются до свободных а/к, 95% вс асываются в кишечнике, а 5% подвергается гниению в толстом кишечнике под д ействием бактериальной флоры. Белки перевариваются под действием желу дочного, панкреатического и кишечного соков. рН желудочного сока 1,5-2,5, это рН оптимум для пепсина, он гидролизует пептидные связи, образованные ами ногруппами ароматических а/к. HC l : 1) набухание и денатурация белков – нативный денатурирующий агент. 2) оказывает бактерицидное дейс твие. 3) создает оптимальное рН для ферментов. 4) активирует пепсиноген в пе псин в 2е стадии: а) частичный протеолиз б) аутокатализ. Ренин катализиру ет свертывание молока (у детей), т.е. превращение растворимого казеиноген а в нерастворимый. Панкреатический сок – действует трипсин (укорочение полипептидной цепи, гидроли з связи между аргинином и лизином, активируется энтерокиназой), химотрип син (активируется трипсином), эластаза и коллагеназа (разрыв между глици ном и аланином). Кишечный сок – ди- и три-аминопептидазы (лейцинаминопепт идаза, аланинаминопептидаза, пролиндипептидаза). Т.О. конечным продуктом гидролиза белков является свободные а/к. Возрастные особенности : активность протеолитических ферментов минимальна, рН желудочного сока 6-7. 17. Процессы превращения а/к в кишечнике под влияни ем гнилостных бактерий. Обезвреживание ядовитых продуктов. 5% свободных а/к подвергаются гниению в толстом кише чнике под действием бактериальной флоры. В кишечнике образуются ядовит ые продукты распада а/к – фенол, индол, крезол, скатол, сероводород, метил меркаптан, а также нетоксичные для организма соединений – спирты, амины , жиры, кетокислоты, оксикислоты. 1) при десульфировании серосодержащих а/к – цистеина и метионина, образу ется Н 2 S и метилм еркаптан СН 3 SH – реакция 1. 2) при декарбоксилировании орнитина образуетс я амин-путресцин, при лизина – кодаверин – р 2. 3) дезаминирование: а) окислительное, с образова нием альфа-кетокислоты – р3 б) гидрол итическое, с обр азованием оксикислоты р 4. в) восстановительное, с образова нием жи рной кислоты – р5 г) внутримолекулярное, с образова нием н епредельной кислоты – р6 4) укорочение боковой це пи у аромтически х а/к – р 7 – триптофан скатол индол тирозин крезол фенол. После всасыва ния ядовитых продуктов обмена (крезола, фенола, скатола, индола) они через воротную вену попадают в печень, где они подвергаются обезвреживанию путем связывания с серной или глюкуроновой к ислотой с образованием нетоксичных парных кислот, которые выделяются с мочой. Ка тализируют реакции ФАФС – 3-фосфоаденозин-5-фосфосульфат и УДФГК – урид индифосфоглюкуроновая кислота. Индол индоксил индоксилсерная кислота животный индикан. 18. Основные пут и использования а/к после всасывания. Синтез креатина. Свободные а/к посл е всасывания в кишечнике участвуют в процессах ана болизма и катаболизма. Анаболизм направлен на синтез 1)тканевых белков, б елков плазмы крови, на синтез защитных и транспортных белков, 2) пептидов, таких как глутатион, кот. участвует в ок.вос. реакциях, окситоцин, вазопрес син 3) заменимых а/к 4) азотсодержащих соединений небелковой природы – пур ины и пиримидины- ФАД- кофактор ферментов оксидоредуктаз (НАД и НАДФ), креа тинин, кот участвует в процессах мышечного сокращения, гем, биогенные ам ины ( адреналин, норадреналин, гистамин, ГАМК) 5) на синтез углеводов – глюк огенные а/к 6) липидов – кетогенные а/к. В процессах катоболизма а/к распад аются до конечных продуктов обмена CO 2 H 2 O NH 3 , кот. превращается в мочевину и выводится с мочой. При реак циях катоболизма выделяется энергия, образование АТФ. Биосинтез креат ина протекает в две стадии в почках, в печени, в подже лудочной железе. Из печени с током крови креатин поступает в мышечную тк ань, где фосфорилируясь превращается в креатинфосфат (который после деф осфорилирования превращается в креатинин, выделяющийся с мочой), участв ует в химических процессах связанных с мышечным сокращением, источник э нергии АТФ. 19. Биосинтез белк ов. Роль нуклеиновых кислот. В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозо й, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содержат фосфорную кислоту, а также п о два пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) ос нований. ДНК : Н 3 РО 4 , Дезоксирибоза , Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин . РНК : Н 3 РО 4 , Рибоза , Аденин, Гуанин, Цитозин, Урацил . Структурной едини цей нуклеиновой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компоне нтов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. ДНК представляет собой двойную спираль , состоящую из двух антипараллельных цепочек, закрученных вокруг одной и той же оси. Цепочки соединяются водородными связями, которые образуются между азотистыми основаниями. Цепочки имеют противоположную полярнос ть, т.е. у одной цепочки направление 5’ к 3’ , а у другой 3’ к 5’ . Спираль ДНК з акручивается вправо, общий виток 3,4нм, расстояние между цепочками 2нм. Осн овой структурной организации ДНК составляет принцип комплементарност и – аденин соединяется с Тимином, цитозин с гуанином. Биологическая роль ДНК: 1) хранение и пер едача генетической информации о структуре белка. 2) способна к репликаци и (самоудваению). 3) способна к репарации (восстановление поврежденной стр уктуры). 4) Участвует в транскрипции (в синтезе мРНК). ДНК находится в ядре, в митохондриях. РНК - это одинарн ая полинуклеотидная цепочка, содержится в ядре, цитоплазме, рибосомах, м итохондриях. Три вида РНК: 1) Матричная или информационная – мРНК – 2-3%. Син тезируется в ядре на матрице ядра, вступает в рибосому, на ней происходит синтез белка. 2) Рибосомальная – рРНК – 80-85%. Находится в двух субъединицах рибосом 50 S и 30 S у прокариот, и 60 S и 40 S у эукариот, выполняет структур ную функцию. 3) Транспортная – тРНК – 16%. Переносит а/к к месту синтеза белк а – рибосоме. Вторичная стр уктура тРНК напоминает клеверный лист. Во всех тРНК имеются участки, взаимодействующие с рибосомами, места для связывания с а/к-ми и ферментами, а также специфическая последовательность трех нукл еотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплиме нтарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей в ключение в белковую молекулу определенной а/к-ты. Сначала происходит репликац ия ДНК - это процесс при котором информация, закодир ованная последовательностью нуклеотидов, родительской ДНК с абсолютно й точностью передается дочерней ДНК; Биосинтез РНК – транскрипция – процесс считывания генетической и нформации с ДНК, при котором нуклеотидная последовательность ДНК кодир уется в виде нуклеотидной последовательности РНК. В основе лежит принцип комплиментарности – ко нсервативный процесс – синтезируется новая одноцепочная РНК Процессинг – созревание РНК. образо вание КЭП на 5’ -конце, участвует в присоединение к рибосоме. на 3’ -конце о бразуется хвост, сплайсинг – вырезается не кодирующие последовательности – интроны. Трансляция – биосинтез белка. 20. Биосинтез ДНК. Повреждение и репарация ДНК. Репликация ДНК – это процесс , при котором информация, закодированная последовательность ю нуклеотидов, родительской ДНК с абсолютной точностью передается доче рней ДНК; процесс идет в направлении 5’ -3’ в S -фазу клетки. Источником энерги и служит нуклеозидтрифосфаты с дезоксирибозой. Отщепляется пирофосфор ная кислота, которая разлагаясь пирофосфатазой дает дополнительную эн ергию. Репликация ДНК проходит по полуконсервативному механизму, при этом одна мат еринская нить дает новую дочернюю нить. Этапы реп ликации : 1) инициация. 2) элонгация. 3) терминация. Инициация – происходит образование репликативной вилки, формирование праймосо мы, синтез праймера. Топоизомераза I и инициирующий белок Dn аА обнаруживают места начала репликации по ориджинам ( определенная последовательность нуклеотидов).Топоизомераза I и II (ДНКгераза у прокариот) снимаю т суперспирализацию . Репликативная вилка – это та ча сть молекулы ДНК, которая уже расплелась в данный момент и служит матриц ей для синтеза дочерней ДНК. Р епликативная вилка перемещается вдоль молекулы ДНК (у эукариот много РВ , это ускоряет этот процесс). В репликативной вилке на одной нити ДНК форми руется праймосома – комплекс из 20 полипептидов (хеликаза, SSB белки, праймаза и др.). n ’ -белок передвигает прайм осому по нити ДНК, используя энергию АТФ. Хеликазы Rep и DnaB – движутся в оду сторону, разр ывая водородные связи, гидролизуя АТФ. SSB -белки распрямляют нити ДНК и не дают им снова перепл естись и образовать петли. Праймаза (РНК ДНК -полимераза) – синтезирует праймер – это РНК-затравка. На нити 3’ -5’ праймер образуе тся только один раз – на лидирующей цепочке, на нити 5’ -3’ он образуется многократно (на 3’ -конце будет свободная ОН-группа). Роль праймера : 1) ДНК-полимера за нечуствительна к репликативной вилке, а праймаза чувствительна. 2) Для активации ДНК-полимеразы необходима затравка со свободной 3’ ОН-группо й, которую и предоставляет праймер. 3) Удаление праймера служит сигналом д ля проверки правильности включения нуклеотидов в дочернюю цепь ДНК-пол имеразы . Элонгация – осуществляется синтез дочерней ДНК. Основной фермент Д НКполимераза III , котор ый присоединяет нуклеозидтрифосфаты с дерибозой к 3’ ОН-группе, при этом выделяется пирофосфорная кислота, которая пирофосфатазой расщепляетс я на две молекулы фосфорной кислоты, что делает процесс необратимым. Отборка нуклеотидов осуществля ется по правилу комплиментарности, присоединяя нуклеотиды проявляет 5 ’ -3’ полимеразную активность. Если нуклеотид присоединен неправильно, то фермент делает шаг назад в направлении 3’ -5’ и вырезает его, т.е. проявл яет экзонуклеазную активность. Т.О. репликация осуществляется ДНК-полимеразой III – основной фермент синтеза н а нити 5’ -3’ (запаздывающая цепь) – фрагменты Оказаки – каждый фрагмент включает в себя праймер и участок вновь синтезированной ДНК. ДНК-полиме раза III осуществляет с интез до конца предыдущего праймера, она не способна удалить праймер, ее сменяет ДНК-полимераза I , которая обладает теми же свойствами что и ДНК-полимераза III , но еще также способна в направлении 5’ -3’ проявлять экзонуклеарную активность, т.е. вырезать пр аймер – вырезает нуклеотид с рибозой, а с дезоксирибозой. ДНК-лигаза сшивает короткие разрывы. ДН К-полимераза III работа ет в 60 раз быстрее чем ДНК-полимераза I . ДНК-полимераза II принимает участие в процессах репарации. Все виды ДНК-пол имераз I II III встречаются у бактерий, у эук ариот они обозначаются буквами греческого алфавита: ДНК-полимераза аль фа – отвечает за синтез запаздывающей цепи фрагментами Оказаки, т.к. одн а из субъединиц обладает праймазной активностью. ДНК-полимераза бета – участвует в процессе репарации ДНК и удаляет праймер. ДНК-полимераза гам ма – синтез мДНК. ДНК-полимераза Б – синтез лидирующей цепи ДНК. ДНК-поли мераза ипсилон – работает или с альфа, или с Б ДНК-полимеразой, участвует в репарации, заменяет участок на новый. В процессе элонг ации переписывается вся ДНК (экзоны и интроны), отделяются праймеры. Проц есс заканчивается формированием дочерней цепи ДНК. Терминация наст упает когда встречаются репликативные вилки и исчерпана ДНК матрицы. Кл етка выходит из S -фазы и активность ферментов падает и остается на низком уровне до следующей р епликации. Реплицированный хроматин метится с помощью метилаз (метилир ование). Значение метилирован ия: 1) защита собственной ДНК от воздействия рестиктаз. 2)Метилированные уч астки служат для узнавания специфическими регуляторными белками – го рячими точками мутогенеза: метилированный Ц – NH 3 Т. Типы повреждени я ДНК: 1) повреждение затрагивающее отдельные нуклео тиды: А) апуринизация – потеря азотистого основания, т.е. остается остов с дезоксирибозой без азотистого основания. Исправляет это ДНК-инсертаза, она включает азотистые основания по принципу комплиментарности. Б) спон танное дезаминирование: аденин – NH 3 в присутствии воды гипосанти н. Цитозин урацил. Гуанин сантин. В) делеция (вставка) нуклеотидов. Г) вк лючение основания аналога. Д) алкинирование азотистого основания. 2) По вреждение затрагивает пары нуклеотидов, что приводит к образованию пир имидиновых димеров (сшивок). 3) Р азрывы цепей под действием ионизирующей радиации. Механизм фоторе активации под влиянием видимого света происходит активация фермента фотолиазы, которая действует на тиминовые димеры, св язь между ними разрушается и образуется тимин. Эксцизионная репарация – осущ ествляется комплексом ферментов. В одну из двух нитей встроено не то азо тистое основание, его обнаруживает фермент N -гликозилаза. Эндонуклеаза дел ает разрез, а экзонуклеаза вырезает десятки нуклеотидов. ДНК-полимераза I ресинтезирует учас ток разрушенной ДНК в направлении 5’ -3’ , подбирая правильные нуклеотид ы по правилу комплиментарности. ДНК-лигаза сшивает оставшийся разрыв. Процессы репара ции: 1) пигментная ксеродерма – нарушена световая р епарация, поэтому у людей повышена чувствительность к ультрафиолету, чт о приводит к раку кожи и к летальному исходу. 2) анемия Данкони (Фанкони) – н аблюдается снижение образования всех форменных элементов крови неу стойчивые лейкоциты, гемолиз эритроцитов, трансформация скелета. Наруш ена репарация повреждений от химических мутогенов. 3) Атаксия или ангиэк тазия – повышенная чувствительность к гаммаизлучению, нет фермента га ммаэндонуклеазы, развиваются кожные пятна и мозжечковые расстройства . 4) прогерия – ребенок рождается как старичок, его кожа быстро стареет и с морщивается. Все случаи сопровождаются развитием опухолей. 21. Транскрипция, генетический код, процессинг РНК. Биосинтез РНК – транскрипция – процесс считыван ия генетической информации с ДНК, при котором нуклеотидная последовате льность ДНК кодируется в виде нуклеотидной последовательности РНК. Исп ользуется в качестве энергии и субстрата – нуклеозид-3-фосфат с рибозой. В основе лежит принцип комплиментарности – консервативный процесс – синтезируется новая одноце почная РНК во время всей интерфазы, начинается в определенных участках – промоторах, заканчивается в терминаторах, а участок между ними – опе рон (транскриптон) – содержит один или несколько функционально связанн ых генов, иногда содержит гены которые не кодируют белки. Отличия транскрипции : 1) транскрибируют ся отдельные гены. 2) не требуется праймера. 3) в РНК включается рибоза, а не д езоксирибоза. Этапы транскрипции: 1) связыв ание РНК-полимеразы с ДНК. 2) инициация – образование цепи РНК. 3) элонгация или рост цепи РНК. 4) терминация. 1 этап – участок с которым связывается РНК-полимераза называется промот ор (40 нуклеотидных пар) – имеет сайт узнавания, прикрепления, инициации. Р НК-полимераза узнав промотора садится на него и образуется закрытый про моторный комплекс, в котором ДНК спирализовано и комплекс может легко ди ссоциировать и переходить в открытый промоторный комплекс – связи про чные, азотистое основание выворачивается наружу. 2 этап – инициация синтеза Р НК заключается в образовании нескольких звеньев в цепи РНК, синтез начин ается на одной цепи ДНК 3’ -5’ и идет в направлении 5’ -3’ . Стадия заканчива ется отделением б-субъединицы. 3 этап – элонгация – удлине ние цепочки РНК – происходит за счет Core -рРНК-полимеразы. Нить ДНК деспирализована на 18ти парах, а на 12 – гибрид – общий гибрид ДНК и РНК. РНК-полимераза продвигается по ц епочке ДНК, а после восстановление цепочки ДНК. У эукариот когда РНК достигает 30 нуклеотидов на 5’ -к онце образуется защитная структура КЭП. 4 стадия – терминация – про исходит на терминаторах. В цепочке находится участок богатый ГЦ, а затем от 4 до 8 расположенных подряд А. После прохождения участка в РНК продукте образуется шпилька и фермент дальше не идет, синтез прекращается. Важную роль играет белковый фактор терминации – ро и тауэр. Пока шел синтез пир офосфат ингибировал ро белок, т.к. фермент остановился (шпилька) прекрати лся синтез фосфорной кислоты. Ро белок активируется и проявляет нуклеоз идфосфатазную активность, что приводит к высвобождению РНК, РНК-полимер азы, которая в дальнейшем объединяется с субчастицей. Процессинг – созревание РН К. Включает в себя: 1) образование КЭП на 5’ -конце, участвует в присоединени е к рибосоме. 2) на 3’ -конце происходит полиаденилирование и образуется хв ост из ста-двухсот адениловых нуклеотидов, он защищает ‘ -конец от дейст вия нуклеаз и помогает проходить через ядерные поры и играет роль в прис оединение к рибосоме. 3) сплайсинг – вырезается не кодирующие последовательности – интроны. Это происходит двумя путями: а) осуществляется сплайсосомой – это нуклеопр отеид, содержащий ряд белков и малую ядерную РНК. В начале происходит вып етливание интронов, при этом остаются только кодирующие последователь ности – экзоны. Ферменты эндонуклеазы разрезают, а лигазы сшивают остав шиеся экзоны. Т.О. интроны уходят. Альтернативный сплайсинг – на одной последовательности ну клеиновой кислоты РНК образуют несколько белков. Самосплайсинг – само стоятельное удаление интронов. Нарушение сплайсинга: 1) системная красная волчанка. 2) фенилкет онурия. 3) гемоглобинопатия. Матричная РНК прокариот не подвергается про цессингу, т.к. у них не интронов. Процессинг тРНК . Предшественник тРНК р асщепляется и отщепляется нуклеотид 5’ -3’ Q P . К 3’ -концу присоединяется последовательность ССА с ОН-группой, на 5’ конце фосфорилированое пуриновое основание. Дугидро уридиновая петля – АРСаза. Процессинг рРНК. Предшественник рРНК – прорибосомальная РНК 45 S синтезируется в ядрышке и п одвергается действию рибонуклеаз и образуется 5,8 S 18 S 28 S . Они на 70% спирализуются. рРНК иг рает роль в формировании рибосомы и участвует в каталитических процесс ах. Субъединица формируется из рРНК в ядре. Малая субъединица 30 S , большая субъединица 50 S и образуется рибосома 70 S у прокариот, у эукариот 40 S + 60 S = 80 S . Формирование рибосом происхо дит в цитоплазме. Участки рибосом для связывания РНК : 1) в малых субъединицах, у которых есть последовательность Шай на-Далгорна мРНК 5’ ГГАГГ3 ’ 3 ’ ЦЦУЦЦ5’ . Матричная РНК креп ится к малой субъединице. У эукариот КЭП-связывающий участок для мРНК. Участок для связывания с тРНК : а) Р-участок – пептидильный центр для связывания мРНК с расту щей пептидной цепью – пептидил-тРНК-связывающий. б) А-участок – для связ и тРНК с аминок ислотой – аминоацильный участок 2) В большой субъединице Е-участок с пептидилтрансфе разной активность. Обратная транскрипция хара ктерна для ретровирусов или вирусы содержащие РНК – вирус ВИЧ-инфекции , онковирусы. На цепочке РНК происходит синтез ДНК под действием фермента обратной тр анскриптазы или ревертазы, или ДНК РНК -полимераза. Внедряясь в клетку хозяина происходит синтез ДНК , в которая встраивается в ДНК хозяина и начинается транскрипция своих Р НК и синтез собственных белков. Генетический код, его характеристика. Генетический код – это нуклеотидная последовательность мо лекулы рРНК в которой имеются кодовые слова для каждой аминокислоты. Он заключается в определенной последовательности расположения нуклеоти дов в молекуле ДНК. Характеристика. 1) генетичес кий код триплетный – т.е. каждая а/к-та зашифрована тремя нуклеотидами. 2) г енетический код для а/к является вырожденным или избыточным – подавляю щее большинство а/к кодируется несколькими кодонами. Всего 64 триплета об разуется, из них 61 триплет кодирует определенную а/к, а три триплета – АУГ, УАА, УГА являются нонсенс-кодонами, т.к. они не кодируют ни одной из 20 а/к, вып олняют функцию терминации синтеза. 3) Генетический код является непрерыв ным, отсутствуют знаки препинания, т.е. сигналы, указывающие на конец одно го триплета и начала другого. Код является линейным, однонаправленным, н епрерывным. Например - АЦГУЦГАЦЦ. 4) кодоном включения синтеза служит трип лет АУГ. 5) Генетический код является универсальным. 22. Трансляция – биосинтез белка. Этапы трансляции: 1) инициация. 2) элон гация. 3) терминация. Инициация – происходит активация а/к. Инициирующая аатР НК будет взаимодействовать с 1 а/к будущего белка только карбоксильной г руппой, а 1 а/к может давать на синтез только NH 2 группу, т.о. синтез белка начи нается с N -конца. Сборка инициирующ его комплекса на малой субчастице. Факторы: 30 S мРНК фомилметионил тРНК IF 123 Mg 2+ ГТФ – источник энергии Нагруженная факторами инициации малая субъединица находит на мРНК ста рт кодон АУГ или ГУГ и по нему устанавливается рамка считывания, т.е. старт кодон помещается в Р-участок. К нему подходит формлметионил тРНК, что соп ровождается высвобождением фактора IF 3, затем присоединяется большая субъединица и высвобож дается IF 1 и IF 2, происходит гидролиз 1ГТФ и обр азуется рибосома. Элонгация – рабочий цикл рибосомы. Включает в себя три шага: 1) с вязывание аатРНК с А-участком т.к. занят Р-участок– нужны факторы элонга ции EF - TU , EF - TS и ГТФ.. 2) транспептидирование Е-участок перебрасывает а/к и образуется пеп тидная связь . Факторы элонгац ии у прокариот: EF - TU , EF - TS , EF - G . 3 )Транслокация – сначала EF - G деацилированная тРНК Р-участка покидает рибо сому, происходит перемещение на 1 триплет в сторону 3’ конца; перемещение пептида из А, в Р-участок – используется ГТФ и фактор элонгации – EF - G -транслоказа, А – участок опять свободен и процесс повторяется. Терминация – узнавание терминирующих кодонов УАА, УГА, УАГ с помощью релизинг-факторов RF 1 2 3. При попадании терминального кодона в А-участок к нему не присоединяется тРНК, а присоединяется один и з факторов терминации, который блокирует элонгацию, что сопровождается активацией эстеразной активности пептидилтрансферазы участка Е. Проис ходит гидролиз сложных эфирных связей между пептидом и тРНК, рибосома по кидает пептид, тРНК и диссоциирует на субъединицы, которые потом могут б ыть использованы. Формирование структуры происходит одновременно с помощью белков-шапер онов – белки теплового шока. На синтез одной пептидной связи расходуетс я 1АТФ на аминоацилирование тРНК (присоединение аминокислоты), 1ГТФ на свя зь аатРНК с А-участком и 1ГТФ на транслокацию. Затрата энергии около 4 макр оэргических связей на синтез одной пептидной связи. 23. Лактозный опер он. Регуляция репликации осуществляется с помощью концентрации белка Dna и гуанозинтетрафосфата. Основная регуляция экспрессии гено в осуществляется на уровне транскрипции (зависит от стадии развития кле тки, всех факторов, действия гормонов и других регуляторных компонентов ). В разных клетках тканей только 5% генов экспрессируется, 97% молчат – мусо рные ДНК – регуляторы транскрипции это хрономеры и ряд регуляторных по следовательностей. Если присоединение белка-регулятора к ДНК вызывает транскрипцию, то это позитивная (+) регуляция, если подавление транскрипц ии – негативная (-) регуляция. Позитивная регуляци я – ген выключен, присоединение белка-регулятора приводит к началу синтеза, в итоге ген включается. Т. О. белок-регулятор может быть индуктором или активатором . Негативная регуляция – ген включен, ид ет синтез РНК, если присоединяется белковый фактор регуляции (ингибитор или репрессор синтеза белка)Д ген выключается. Многие гормоны и другие ф акторы влияют на присоединение белка регулятора. Лактозный оперон E . Coli – негативная рег уляция. Основные элементы его работы: в молекуле ДНК – участок регулято р, промотор, про-оперон и три структурных гена: лаг 1, лаг 2, лаг 3 и терминатор. Лаг 1 – осуществляет синтез ф ермента лактазы или бета-галактозидазы. Лаг 2 – фермент пермиаза, участв ует в транспорте лактозы через мембрану. Лаг 3 – фермент трансацилаза. Ре гулятор – синтез мРНК на рибосоме, ведет к образованию белка репрессора , он присоединяется к оператору (т.к. имеет сродство), садится на него, а т.к. у частки промотора и оперона перекрываются – РНК - полимераза не может присоединиться к промотору и т ранскрипция выключается. Глюкоза и галактоза обес печиваю сходство репрессора и оператора. Если сходства не будет, лактоза взаимодействует с репрессором, меняя его трансформацию, и он не садится на оперон, т.к. теряет сходство к нему. РНК-полимераза садится на промотор и начинается транскрипция матричной РНК. Лактоза – это индуктор, а проц есс – индукция – форма негативной регуляции, называемая так потому, чт о транскрипция прекращается из-за присоединения репрессора и его отщеп ление приводит к началу синтеза. Позитивная регу ляция – ТАТА фактор – имеет сходство к участку ТА ТА-бокс. ТАТА фактор садится на ТАТА-бокс – сигнал для РНК-полимеразы для узнавания своего промотора, села на него и начала транскрипцию рядом рас положенных генов. У прокариот преоблалает негативная регуляция, для эук ариот это не выгодно. Участки-энхансеры (усилители транскрипции) + белок-р егулятор приводит к усилению транскрипции. Саинсеры + белок-регулятор выключает транскрипцию и изменяет структуру хромосом. 24. Дезаминирование, трансаминирование, декарбокси лирование. В тканях происход ит только окислительное дезаминирование а/к, при этом происходит отщепление аминогруппы и выделяе тся аммиак. Прямое окислите льное дезаминирование – под действием глутаматд егидрогеназы (кофермент НАД) глутаминовая кислота превращается в альфа кетоглутарат и выделяется аммиак. Реакция включает анаэробную фазу дегидрирования глутаминовой кислоты с образованием промежуточного продукта – иминоглутаровой кислоты – и спонтанный гидролиз последней на аммиак и альфа-кетоглутаровую кисло ту. Оксидаза L а/к имеет оптимум активност и при рН = 10, а в тканях около 7, поэтому она не активна. Оксидаза D а/к имеет оптимум активности п ри рН = 7, но ее субстратом являются D а/к, кот в тканях очень мало. Трансаминирован ие а/к – обратимая реакция межмолекулярного перен оса аминогруппы от а/к на альфа-кетокислоту без промежуточного образова ния аммиака, протекает при участии специфических ферментов трансамина з . На первой стадии у аминокис лоты отщепляется NH 2 группа, которая передается на перидоксальфосфат, в результате чего образуется перидоксаминфосфат. На второй стадии перид оксаминфосфат реагирует с любой другой альфа-кетокислотой, что приводи т к синтезу новой а/к-ты и освобождению перидоксальфосфата . Б ольшое значение имеют две трансаминазы: аланин-аминотрансфе раза (АлАТ) и аспартат-аминотрансфераза (АсАТ). Декарбоксилирование аминокислот - процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО 2 , эта реакция необратима, р еакцию катализируют декарбоксилазы, у которых простерическая группа п редставлена пиридоксальфосфатом. В тканях происх одит декарбоксилирование тирозина, триптофана, валина, серина, гистидин а, цистеина, аргенина, орнитина, альфа-аминомалоновой кислоты, 5-окситрипт офана, глутаминовой кислоты и др. Известно четыре типа декарбоксилирования аминокислот : 1) альфа-декарбоксилирование – от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоя щая по соседству с альфа-углеродным атомом. Продуктами реакции являются СО 2 и биогенные амины 2) w -д екарбоксилирование , свойственное микроорганизма м, из аспарагиновой кислоты образуется альфа-алани н 3) декарбоксилирование, связанное с реакцией тра нсаминирования - образуется а льдегид и новая аминокислота, соотве тствующая исх одной аминокислоте 4) декарбоксилирование, связан ное с реакцией конденсации двух молекул . Эта реакция в тканях животных осущес твляется при синтезе сигма-аминолевулиновой кислоты из глицина и сукци нил-КоА, и при синтезе сфигнолипидов, а также у растений при синтезе биоти на. В тканях с высокой скоростью протекает декарбоксилирование гистидина под действием специфической декарбоксилазы и образуется гистамин . Г истамин обладает сосудорасширяющим действием на кровеносные сосуды. При декарбоксилировании 5-окситриптофана под действием аром атических а/к-т образуется серотонин и СО 2 . Из тирозина образуется 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА). При декарбоксил ировании ДОФА под действием декарбоксилазы ароматических а/к образует ся дофамин и СО 2 . 25. Связь трансами нирования и дезаминирования. Непрямое дезаминирование. Непрямое окисли тельное дезаминирование в тканях . Включает в себя 2 реакции в ходе которых участвуют 2 различных фермента. Лю бая а/к подвергается трансаминированию, она реагирует с альфакетоглута ровой кислотой под действием трансаминазы В 6 (пиридоксальфосфат который в процессе реакции обрати мо превращается в перидоксаминфосфат) и образуется глутаминовая кисло та и соот. кетокислота. Глутамат под действием глутаматдегидрогеназы пр евращается в альфакетоглутарат и выделяется аммиак. 26. Образование и о безвреживание аммиака в организме. Биосинтез мочевины. Аммиак образуется при распаде пуринов ых и пиримидинов ых азотистых оснований, окислительном дезаминировании амин окислот в тканях , дезаминирование биогенных амино в. Орнитиновый цикл мочевинообразования – основно й механизм обезвреживания аммиака в организме. Мочевина является главн ым конечным продуктом белкового обмена, она синтезируется в печени. На первом этапе синтезируе тся макроэргическое соединение – карбамоилфосфат. На втором этапе происходит конденсаци я карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитрулина. Далее цитрулин взаимодействует с аспартатом и образуется аргининосукцинат, который п од действием аргининосукцинат-лиазы распадается на фумарат и аргинин, к оторый под действием аргиназы расщепляется на мочевину и орнитин. 27. Процессы образ ования конечных продуктов обмена простых белков. Аминокислота R - CH - NH 2 - COOH окисляе тся до NH 3 (обезвреживается и превращается в мочевину, которая выводитс я с мочой) и R - C = O - COOH CO 2 + R - COOH бета окис ление до АцКоА ЦТК АТФ + Н 2 О + СО 2 28. Обмен ти оаминокислот. Обмен метионина – незамени мая а/к, 1) синтез белков, синтез цистеина, 2) является донором SH группы, 3) активная форма метион ина – S адгенозилмет ионин, участвует в реакциях метилирования: синтез креатина, фосфатидилх олина, карнетина, адреналина, ДНК. Метионин+АТФ S -аденозил метионин (активная форма метионина, донор СН 3 ) S -аденозилгомоцистеин + Н 2 О (аденозин) гомоцистеин + серин цистатион ин + Н 2 О под действием цистатиониназы (цистеин) + гомосерин сукцинилКоА ЦТК. Серин – и сточник углеродного скелета в синтезе цистеина. Цистатиониназа у новор ожденных неактивна, по этому у них цистеин незаменимая а/к. Обмен цистеина - заменимая а/к, 1)синтез белков. 2) участвует в формиров ании третичной структуры белков, формирует дисульфидные связи. 3) SH группа цистеина часто вход ит в состав активных центров ферментов. 4) из цистеина синтезируются тиоэ тиламин, таурин, входят в состав глутатиона. 29. Обмен фенилаланина, тирозина и триптофана. Фени лкетонурия и алкаптонурия. Фенилаланин – незаме нимая а/к, которая поступает с пищей, используется на синтез тканевых бел ков. Основной путь распада идет через тирозин, который в свою очередь рас падается на фумарат и ацетоацетат 2АцКоА ЦТК. Распад фенилаланина и тирозина до конечных проду ктов . Фенила ланин в реакции гидроксилирования под действием гидроксилазы, кофакто р ВН 4 – тетрагидробиотерин превращается в тирозин, из ко торого в дальнейшем образуется гомогентизиновая кислота, которая прев ращается в малеилацетоуксусную кислоту, а потом в фумарилацетоуксусну ю кислоту, которая распадается на фумаровую кислоту и ацетоуксусную кис лоту. Наследственное нарушение распада фенилаланина и тирозина: 1) ФКУ – фенилала нинкетонурия – 2 формы. А) классическая ФКУ. Б) ФКУ в р езультате дефицита кофактора ВН 4 (встречается в 2%). Причина классической ФКУ – врожденная недостаточность фермента фе нилаланингидроксилазы в печени, нарушается основной путь распада фени лаланина через тирозин. У большинства наблюдается повышенное содержан ие в крови и моче фенилаланина и его метаболитов. Фенил ПВК – оказывает т оксическое действие, тормозит транспорт через мембрану внутрь клеток, э то нарушает синтез белков и нейромедиаторов нервной ткани, у детей наблю дается умственная отсталость. Характерный призн ак ФКУ – специфический запах плесени (мышиный) от м очи и пота ребенка. Диагностика ФКУ : 1) экспресс метод определяет фенил ПВК в моче с FeCl 3 , наблюдается образование проду кта зеленого цвета (тест проводят на пеленке). 2) определение концентрации фенилаланина и его метаболитов в крови и моче. При заболевании фенилалан ина в крови в 15 раз больше нормы. 3) тест на дефицит кофактора ВН 4 . Лечение ФКУ : 1)диетотерапия – используют смеси со сниженным со держанием фенилаланина. 2) Алкаптонурия причина – вр ожденная недостаточность фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты, накопление этой кислоты в организме, она выводится с мочой, которая на во здухе темнеет, т.к. образуется полимер черного цвета – алкаптон. С возрас том гомогентизиновая кислота накапливается в соединительной ткани, на блюдается охроноз – потемнение ушных раковин, носа, щек и других мест. У 50% больных наблюдается артрит, т.к. гомогентизиновая кислота тормозит си нтез коллагена. Синтез катехоламинов из т ирозина – дофамин, норадреналин, адреналин – синт езируются в нейронах и в мозговом веществе надпочечников. НА и дофами н являю тся нейромедиаторами. АД – гормон стресса – увел ичивает ЧСС, АД, участвует в активном гликогенолизе и липолизе (с образов анием энергии). Синтез мелан ина происходит в меланоцитах из тирозина. Наследственное нарушение синтеза меланина: 1)альбинизм – нарушение в меланоцитах. П ричина – недостаточность фермента тирозиназы – наблюда ется выраженная депигментация кожи, волос, глаз (кожа розовая, радужка св етло-голубая, цвет волос белый, предрасположенность к раку кожи). 1:39000 детей. Синтез тиреоидных гормонов происходит в щитовидной железе в составе тиреоглобулина – это гликопро теид, с молекулярной массой 660кДа – в своем составе имеет 115 остатков тироз ина. 1 стадия синтеза – концен трирование и активация иодидов в щитовидной железе. 2 стадия синтеза - йодирование остатков т и розина в составе тиреоглобулина. 3 стадия – происходит освобождение Т 3 (трийодтирозин) и Т 4 (тироксин) из тиреоглобулина, которые активируют тиреоид ный гормон, они поступают в кровь и с помощью тироксин связывающих глобу линов транспортируются в ткани. Обмен триптофана – незаме нимая а/к, используется на синтез белков. 2 пути обмена: 1) основной – кинури новый. 2) серотониновый (1%). Синтез НАД из триптофана важен, т.к. на этом пути используется витамин В 6 , поэтому при недостатке это го витамина наблюдаются симптомы, сходные с пеллагрой. Наследственные нарушения обмена триптофана: болезнь Хартнупа – недостаток белков-переносчико в триптофана в кишечной стенке. Избыток триптофана превращается в индик ан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета – симпт ом голубых пеленок, признаки пеллагры. Биологическая роль серотонина : 1) являе тся нейромедиатором. 2) активирует агрегацию и адгезию тромбоцитов. 3) стим улирует сужение сосудов, сокращение гладких мышц. 4) в эпифизе из серотони на образуется мелатонин, который участвует в регуляции сна. 30 и 31. Переваривание нуклеопротеидов в ЖКТ. Распад п уриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Подагра. Нуклеопротеиды – это сложные белки, кот состоят из белковой части и нуклеиновых кислот. В зависимости от содержания нуклеиновых кислот ра зличают ДНП и РНП. Нуклеопротеиды состоят из мононуклеотидов. Мононуклеотиды выполняют в свободном виде следу ющие функции : 1) АТФ – универсальный источник энергии 2) УТФ – участвует в синтезе глиц ерофосфолипидов 3) АМФ – входит в состав НАД и ФАД 4) цАМФ – вторичный поср едник в передаче вторичного сигнала. Распад экзогенных нуклеопротеидов в ЖКТ. Особенности: 1) распад идет гидролитическим способом 2) нукл еотиды и азот. основания, кот получаются в ходе распада практически не ис пользуются для синтеза нуклеиновых кислот и кофакторов тканей. Пуриновые и пирим идиновые азотистые основания всасываются в vena porte и поступают в печень, где прои сходит их распад (в энтероцитах и гепатоцитах) до конечных продуктов. Пуриновые азоти стые основания окисляются до мочевой кислоты : 1) пло хо растворима в Н 2 О 2) рК м/к = 5,75 при рН меньше 5,75 мочевая кисл ота в основном находится в протонированной форме, при рН больше 5,75 мочева я кислота образует соли с Na – ураты, кот в 17 раз лучше растворимы в воде, чем мочевая кисло та.3) растворимость мочевой кислоты резко снижается при низкой температу ре. Роль мочевой кислоты: 1) является конечным продукто м распада 2) проявляет свойства антиоксиданта 3) по структуре похожа на коф еин, поэтому оказывает влияние на функцию цнс. Судьба мочевой кислоты . М/К пост упает в кровь, связывается с глобулинами плазмы и это значительно повыша ет ее растворимость. М/К в крови в норме 0,15-0,42 ммоль/л. из организма м/к в основ ном выводится с мочой 250-270 миллиграмм в сутки. Повышение концентрации м/к в крови называется гиперурикемия, кот бывает 2 видов: 1) продукционная – образуется в результате повышенного образования м/к 2) ретенционная – в результате снижения выв едения с мочой В последствии развивается подагра , при кот наблюдается накопление уратов в тканях, на иболее чувствительны суставы, в кот накопление уратов вызывает воспали тельную реакцию и сильные боли, наблюдается образование камней в мочевы водящих путях. Лечение пода гры : 1) диета с исключением продуктов с высоким содер жанием пуринов ( икра, печень, почки, мясо, красное вино) – болезнь аристок ратов 2) препарат аллопуринол – структурный аналог гипоксантина, действ ует как конкурентный ингибитор к , в результате образуется именьше м/ к. Особенности у но ворожденных : на 2-3 день после рождения у детей наблю дается мочекислый инфаркт новорожденных – повышенное выведение м/к с м очой, кот приобретает ярко янтарно-коричневый цвет, связано это с повыше нным распадом нуклеопротеидов - физиологическое состояние, кот проходи т через 5-7 дней. Распад пиримиди новых азотистых оснований. Судьба бета-аланина: 1) трасаминирование и образует ся альфа-аланин 2) путь полного окисления 3) идет на синтез карнозина и ансе рина – это дипептиды, кот находятся в мышцах и увеличивают амплитуду со кращений в период утомления мышц. Бета-аминоизоб утират окиляется до конечных продуктов или в небол ьшом количестве выводится с мочой, при лейкимии это количество увеличив ается за счет повышенного распада клеток. 32. Биосинтез пуриновых нуклеотидов. Источники пурино вого кольца: С 4 С 5 С 7 – глицин N 3 N 9 – гл у – NH 2 C 6 – CO 2 N 1 – fcgfhnfn C 2 C 8 – ТГФК – тетрагидрофолиевая кисл ота. Сначала образует ся активная форма рибозы – фосфорибозилпирофосфат ФРПФ, к которому дос траивае тся пуриновое кольцо , то есть синтез пуринового кольца идет в составе н уклеотида. Рибозо-5-фосфат инг ибируется по типу обратной связи конечными продуктами синтеза АМФ и ГМФ. ГМФ + АТФ под действием фосфокиназы ГДФ ГТФ АДФ + TR - SH - SH ( d АДФ) + TR - S - S + НАДФН TR - SH - SH 33. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов. Источники пирими динового кольца: аспартат, ка рбомоилфосфат. Сначала синтезиру ется пиримидиновое кольцо, а потом достраивается рибоза и фосфорная кис лота. При дефиците ферментов синтеза УМФ наблюдается оротатацидурия – повышенное выделение оротов ой кислоты с мочой, у детей наб людается умственная отсталость. 34. Распад хромопротеидов. Ста рые эритроциты поступают в селезенку, где перекисным окислением высвоб ождается гемоглобин, который попадает в плазму крови и там он встречается с белком гап тоглобин ом . Образу ется гемоглобин-гап тоглобиновый комплекс, он поступает в ретику лоэндотелиальную систему, гаптоглобин отсоединяется и гемоглобин поступает в клетку. Превращения гемоглобина протекает : 1) в клетках РЕС – купферовские клетки печени. 2) в гепато цитах печени. 3) в ЖКТ – кишечник. 1) П од действием гем оксигеназной дециклиз ующей системы происходит разрыв метиленовых мост иков гемоглобина между первы м и вторым пирольными кольц ами и молекула разворач ивается превращаясь в вердоглобин. П роисходит отсоединение белка глобина, который под действием катепсинов расщепляется на а/к. Также отсоединяется эндогенный СО – уга рный газ, который обладает большим сродством к гемоглобину и образуется карбоксигемоглобин HbCO . Отсоединяется железо ( идет в депо в форме фер р итина ) , о ставшийся линейный тетраферон – били вердин – 1 желчный пигмент, нетоксичен, хорошо растворим в воде, зеленого цвета, он восстанавливается при уч астии НАДФ-завис имой редуктазы он превращает ся в билирубин – красно-коричневый пигмент, токсич ен, плохо растворим в воде. Из клеток РЕС билирубин поступает в кровь и взаимодействует с альбуминами, образуя альбумин-билирубиновый комплекс ( непрямой ) . Если концентрация билирубина в крови очень высока, тогда он поступает в ткани и они приобретают желтое окрашивание. Ядерная желтуха – билируби н не полностью адсорбируется на альбуминах и поражает ядра ЦНС. Непрямой (не да ет прямую реакцию с диазореактивом Эрлиха, сначала надо адсорбировать а льбумины с помощью спиртов) несвязанный (химически несвязан) неконъюгированный (не конъюгированный с кислотой) билирубин . 2) Превр ащение би лирубина в гепатоцитах : трансп орт билирубина из плазмы крови в ЭПС гепатоцитов – билирубин конъюгирует с активной формой глюкуроновой кислоты под де йствием фермента УДФ-глюкоронил трансфераз ы, образуется билируби н диглюкоронид (Б ДГ ) – прямой билирубин , происх одит конъюгация, изменяются свойств а и соединение становится не ток сичным , хорошо растворим ым в воде. БД Г – 75% идет в ЖКТ , это энергозав исимый процесс. До 25% из гепатоцитов поступает в кровь – прямой конъюгиро ванный связанный билирубин, он сразу реагирует с деазореактивом Эрлиха. 3) БДГ поступает в ЖКТ, в кишечни к и при участии глюкоронидаз отсоединяется глюкуроновая кислота от БДГ и образуется мезобилирубин, который восстанавливается под дейст вием редук таз в уробилиноген ( мезобилиноген ) – большая часть всасывается в вену портэ и поступает в печень, там он разрушается до моно и дипироллов ( поступают в желчь ; при патологии мезобилиноген не разрушается, он пос тупает в кровь и выводится с мочой, оказывает токсическое действие на ор ганы и ткани ЦНС) . Малая часть у р обил иноген а выводи тся с мочой и в отдельных порциях не обнаруживается . Мезобилиноген восстанавливается в стеркобилиноген – пигмент кала , небольшая часть всас ывается через вены и выводитс я с мочой – цвет мочи соломенно-желтый , основная часть выв одится через кишечник. У новор ожденных стул зеленый – миконий – потому, что билирубин не восстанавливается микрофлорой ки шечника ( т.к. ее еще нет) и он оки сляется в биливердин. Общее содержание билирубина определяется суммой прямог о и непрямого билирубина. Общий билирубин 8,5-20,5 ммол ь/литр . Прямой билирубин меньше 5 ммоль/литр. Непрямой билирубин расчетная величина – общий билирубин минус прямой билирубин. У новорожденных общий билиру бин 20,5-200 ммоль/литр . 35. Синтез гемоглобина. Обмен железа. Н b является хромопротеидом и отн осится к подгруппе неэнзимных (неферментных) хромопротеидов. Гемоглоби н состоит из белковой части – глобин и небелковой части – гем. Н b состоит из 4 субъединиц, кажд ая из них состоит из гема, который соединен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Глобин синтезируется из а/к на рибос омах. Связь гема и глобина. Железо имеет валентность +2, имеет 6 координационных с вязей, 2 из них идут к атомам азота пиррольных колец, 5ая к азоту имидозольн ого кольца гистидина. 6ая соединяется с кислородом и образуется оксигемо глобин, который отдает кислород и образуется связь с имидозольным кольц ом гистидина. Часть а/к вблизи окружения гема называются инвариантными - они не изменяются, замена а/к невозможна, если этого не происходит развив аются аномалии. Синтез гема. В 1948 году Давид Ро тенберг и Паул Фишер изучали синтез гема, они выделили основные ферменты , которые участвуют в синтезе гема, их место расположение (костный мозг, пе чень, почки, слизистая кишечника). Исходные продукты синтеза гема – сукцинилКоА, глицин. В начале синтез происходит в митохонд риях и под действием фермента синтетазы дельта-ам инолевуленовой кислоты кофермент - В 1 , В 6 , липолевая кислота, и образуется альфа- амино-бета-кетоадипиновая кислота , затем дельта-ам инолевуленовая кислота, она из митохондрий выходит в цитоплазму клетки и там происходит конденсация 2х молекул дельта-аминолевуленовой кислот ы под действием дегидротазы дельта-аминолевулен овой кислоты и образуется одно циклическое соедин ение – порфобилиноген . Далее происходит к онденсация четырех молекул порфобилиногена по принципу «голова к хвос ту», под действием уропорфириногена-1-синтетазы и уропорфириногена-3-косинтазы образуется уропорфириноген 3 . Затем уропорфириноген 3 под действием декарбоксилазы превращается в копропорфириноген 3 , который возвращает ся в митохондрии и все оставшиеся реакции происходят там. Из копропорфир иногена 3 под действием копропорфириногеноксида зы образуется пропорфириноген 9 . Далее происходит восстановление пропорфириногена 9 в протопорфири н 9 и внедряется железо (гемоксидаза), в результате че го образуется гем . Регуляция синтез а гема происходит по принципу обратной связи, т.е. ге м ингибирует первый фермент синтеза (синтетазу дельта-аминолевуленово й кислоты), а также может ингибироваться и второй фермент (дегидротаза де льта-аминолевуленовой кислоты). Если отмечается снижение концентрации глобина в клетке, то пр оисходит самопроизвольное окисление протопорфирина 9 в пропорфериноге н 9, т.о. железо не внедряется и накапливается в клетке, концентрация желез а увеличивается и происходит активация процесса синтеза глобина. Обмен железа. В организме жел езо находится в 2х видах – клеточное железо и внеклеточное железо. Клето чное железо – входит в состав ферментных гемопротеидов (гемоглобин, мио глобин). Внеклеточное железо – это белки, которые связывают железо и тра нспортируют его (трансферин, лактоферин). Железо в организме совершает постоянный кругооборот. При распаде клеточных структур железо освобождается и 9/10 используется повт орно, а 1/10 выводится из организма. Замена железа происходит с пищей, с проду ктами содержащими железо (мясо, печень, почки, салат, сухофрукты, абрикос, укроп). 25 мг железа в сутки поступает в желудок, где железо высвобождается и только 1 мг подвергается всасыванию с помощью аскорбиновой кислоты в ж елудке, основная мас са железа всасывается в 12перст ной кишке. Способствуют всасыванию - белки, продукт ы содержащие аскорбиновую кислоту, чай и кофе ингибирует этот процесс; а лкоголь улучшает всасывание железа. Железо поступает в кровь, соединяется с трансфер р ином, который относится к бета-глобулиновой фракции , и в результате образуется комплекс и железо транспортируется к органам депо – печень, костный мозг, селезенка, плацента. Т.О. трансферин (15 типов – С) транспортирует железо в депо, где оно высвобождается и поступает в к летку. Железо поступает в клетку и откладывается в форме фер р итина – это не токсичное, хорошо раств оримое в воде соединение, одна молекула феритина может соединять до 4,5 тыс яч атомов железа. В феритине Fe 3+ . Гемосидерин содержит гранул ы железа – это белок, он является токсичным, т.к. содержит очень много жел еза и т.к. в организме человека нет путей экскреции железа из клетки разви вается гемосидероз . Ему подв ергается печень вследствие осложнения таких заболеваний, как гемолити ческая и апластическая анемия. Лечение – переливание крови. 36. Производные мо носахаридов – фосфорные эфиры, уроновые кислоты, аминосахара. Фосфорные эфиры: 1) глюкозо6фосфа т – активная форма глюкозы, с нее начинается превращения углеводов. Глюкоза + АТФ под действием гексокиназы превращается в глюкозо6фосфат, глюкозо1ф осфат. Глю6ф идет на синтез гликогена. При распаде гликогена образуется г люкозо1фосфат и из нее глкозо6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликоли зе, в результате чего образуется ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в р езультате чего образуется рубозо5фосфат. 2) Рибозо5 фосфат – образуется в пирофосфатном цикле, входит в структуру мононуклеотидов – НАД, ФАД, АТФ, ДНК, РНК. Рибозо5фосфат + АТФ об разуется фосфорибозилпирофосфат, который идет на синтез пуриновых азо тистых оснований. Уроновая кислоита – глюкуроновая кислота, в 6 положен ии СООН группа. Аминосахар – глюкоозамин, фруктозамин, галактозамин. Уроновые кислоты и аминосахара являются структур ными компонентами ГАГ – высокомолекулярные соеди нения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена у роновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминос ахаром. 37. Гомополисахариды. К ним от носятся крахмал и гликоген . Общая формула [С 6 Н 10 О 5 ] n . Гликог ен – главный резервный полисахарид, построенный из остатков альфа- D -глюкозы, запасается в тк анях печени и мышцах. Представляет собой амилозную цепь, в которых остат ки глюкозы связаны альфа-1,4-гликозидной связью. Цепь амилопектина имеет в етвления. В точках ветвления имеются альфа-1,6-гликозидные связи. Чем больш е точек ветвления тем лучше растворяется гликоген. В ЖКТ гликоген под д ействием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадаетс я на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распада ются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действие м бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза (бета-г алактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза (мальтаза) 2 глюкозы. 38. Гетерополисахариды – ГАГ всегда связаны с белком. В их состав входят остатки мономера либо гликоз амина, либо галактозамина, а также D -глюкуроновая или L -идуроновая кислоты. ГАГ – высокомоле кулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром. Различают 7 классов ГАГ : 1) гиалуроновая кис лота – распространена в почках, стекловидном теле, синавиальной жидкос ти, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против проникновения ми кроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хондроэтин4сульфа т и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соединенных с галак тозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом количество уменьша ется; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат ур оновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилированным и сульфиров анным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучных клетках внут ренний элемент, содержит несколько остатков серной кислоты; выполняет р оль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с л ипопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет липиды в составе х илоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на гепарин, но содер жит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансф ераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз увеличивается на 1 ну молекулу углевода. 39. Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ на примере гликогена. Судьба всосавшихся мо носахаридов. В ЖКТ гликоген под действием амилолит ических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосаха риды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз р асщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактози дазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза (бета-галак тозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, м альтоза (мальтаза) 2 глюкозы, т.о. образуется смесь моносахаридов. Актив ная форма глюкозы – глюкоза6фосфат идет на : 1) синтез гликогена 2) происходит прямое окисление глюко зы в ПФЦ, в итоге образуется рибоза5фосфат + НАДФН 3) гликолиз до 2 ПВК (8 АТФ): а) в анаэробных условиях образуется 2 молекулы молочной кислоты и 2 АТФ б) аэр обные условия – окислительное декарбоксилирование ПВК до 2х АцКоА, ЦТК, в итоге образуется СО 2 , Н 2 О и 24 АТФ, т.о. на одну молекулу глюк озы приходится 38 АТФ. Возрастные особенности : 1) основной углевод пищи – лактоза 2) небольшая активнос ть альфа-амилазы 3) низкая амилолитическая активность панкреатического сока 4) высокая активность лактазы 5) в ЖКТ наблюдается брожение углеводов. 39 а) Синтез и распад гликогена, регуляция активност и фосфорилазы и гликогенсинтетазы. Синтез гликоге на. Глюкоза под действием гексокиназы в глю6ф, под действием фосфоглюком утазы в глю1ф. Глюкоза1фосфат +УТФ УДФ-глюкоза + пирофосфат. Для синтеза гликогена необходима за травка (С 6 Н 10 О 5 ) n = или > 4 + УДФ-глюкоза под действием гликогенсинтетазы до (С 6 Н 10 О 5 ) n + 1 + УД Ф. Активность гликогенсинтетазы регулируется гормонами: инсулином, глю когоном, адреналином. Регуляция активности гликог енсинтетазы происходит путем ковалентной модификации (фосфорилирован ие/дефосфорилирование). Инсулин активирует гликогенсинтетазу, уровень глюкозы в крови снижается. Адреналин ингибирует гликогенсинтетазу, уро вень глюкозы в крови увеличивается. Синтез гликог ена происходит в печени, в лимфе, лейкоцитах. Синтез амилопектина происходит под действием гликозилтрансферазы. Она берет участок линейной цепи амилазы, переносит его с образованием ветвления. Распад гликогена – фосфорол из под действием фосфорилазы. (С 6 Н 10 О 5 ) n + Н 3 РО 4 под действием фосфорилазы образуется ( С 6 Н 10 О 5 ) n – 1 + глюкоза1фосфат, которая под дейст вием фосфоглюкомутазы в глюкоза6фосфат и под действием глюкоза6фосфата зы в глюкозу. Фосфорилаза активна в фосфорилированной форме (а- актавная форма – 4 субъединицы; В – неактивная форма – 2 субъединицы). 2фосфорилаз а-В + 4АТФ под действием киназафосфорилаза образуется фосфорилаза-А + 4АДФ Адреналин активирует фосфорилазу путем присоединения Н 3 РО 4 , а инсулин оказывает противоположное действие 40. Анаэробный распад глюкозы – гликолиз это сложный ферментативный процесс превращения глюкозы до молочной кислоты без потребления кислорода. Гликоли з протекает в гиалопла зме клетки . Суммарное уравнение: С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн 2 CH 3 CH ( OH ) COOH + 2АТФ + 2Н 2 О . 41. Роль анаэробного и аэробного распада глюкозы в мышцах. Судьба молочной кислоты. Глюкоза вступает в процесс гликолиза и в результате образуется 2 ПВК (высвобождается 8 АТФ). Д алее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны услови ях происходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), кот орый запускает ЦТК, в результате чего образуется СО 2 , Н 2 О и 24 АТФ. Судьба молочной кислоты – цикл кори – она образуетс я в мышцах, эритроцитах и в сетчатке глаза. Молочная кислота является туп иком метаболизма. Если молочной кислоты образуется много – это лактатн ый ацидоз. Цикл К ори – это соотношение содержания г люкозы и молочной кислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печен и поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он ра спадается, образуется глюкоза, которая превращается в молочную кислоту . 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который уча ствует в глюконеогенезе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сначала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самоо бслуживания. 1/5 молочной кислоты превращается в ПВК , АцКоА, ЦТК, СО 2 , Н 2 О, 12 АТФ. 42. С хема аэробного окислени я углеводов, образование ПВК, челночные механизмы транспорта водорода. Три этапа аэробного распада углеводов: 1) гликолиз до ПВК, при этом образуется 8 АТФ 2) окислительное декарбоксилирование ПВК, п ри этом образуется 6 АТФ 3) АцКоА запускает ЦТК, в итоге образуется 24 АТФ, т.о. на одну молекулу глюкозы приходится 38 молекул АТФ. Митохондриальная мембрана не проницаема для Н, он транспортиру ется через челночные механизмы – глицеролфосфатный чел ночный механизм, Маолат-аспартатная челночная система. 43. Окислительное декарбоксилирование ПВК, связь с дых цепью. В реакции окислительного декарбоксилир ования ПВК образуется 2 АцКоА, 2 СО 2 и 2 НАДН, который является источником Н для дыхательной цепи, в результате чего образуется 2 воды и 6 АТФ. Реакцию катализирует мультифер ментный комплекс, который включает 5 кофакторов и 3 фермента. Кофакторы: ти аминдифосфат, липоевая кислота, Н S -КоА, ФАД, НАД. Ферменты: пируватдегидрогеназа декарбоксил ирующая, липоацетилтрансфераза, липоамиддегидрог еназа. 44. ЦТК, связь с дых цепью. Цитра тный цикл (цикл лимонной кислоты, цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса) открыт Кребсом в 1937 году. 1) Конденсация АцКоА и оксалоацетата, образуется ц итрат. 2) превращение цитрата в изоцитрат через цис-аконитовую кислоту. 3) п рямое декарбоксилирование изоцитрата, НАДН – источник Н, проступает в д ых цепь 3АТФ + Н 2 О. 4) окислите льное декарбоксилирование а-кетоглутората, сложный а-кетоглуторатдеги дрогеназный комплекс, включающий 3 фермента и 5 кофакторов (ТДФ, Н S КоА, НАД, ФАД, липоевая кисло та). НАДН (3АТФ+вода). 5) реакция субстратного фосфорилирования сукцинилКоА, ГТФ (1АТФ). 6) реакция окисления сукцината в фумарат, образуется ФАДН 2 (2АТФ и вода). 7) реакция гидратации фум арата с образованием малата. 8) Окисление малата путем дегидрирования, об разуется оксалоацетат и НАДН (3АТФ и вода). Суммарное уравнение: АцКоА + 2 H 2 O + Фн + ГДФ 3НАДН + ФАДН 2 + ГТФ + Н S КоА . 45. Строение коэнзима А, участие в обмене веществ. HS -КоА входит в мультиф ерментный комплекс окислительного декарбоксилирования ПВК. Участвует в образовании активных форм жирных кислот (бета-окисление). Строение – п антотеновая кислота, тиоэтанол амин, АМФ, в третьем положении дополнител ьный остаток фосфорной кислоты. Очень важен АцКоА – это промежуточный п родукт окисления белков, жиров, углеводов. Образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, он запускает ЦТК. Из а-кетоглутората в ЦТК в про цессе окислительного декарбоксилирования образуется сукцинилКоА, кот орый идет на синтез гема. 46. Пентозофосфат ный путь окисления глюкозы. ПФЦ: 1) окислительная стадия 2) неокислительная стадия: а) изомериза ция пентоз б) структурная перестройка сахаров . Окис лительная ветвь: 6 глюкоза6фосфат + НАДФ под действием глюкоза6фосфатдеги дрогеназы образуется (6 НАДФН) и 6 глюнолактон + 6 Н 2 О под действием лактоназы образуется 6 фосфоглюкон овая кислота под действием 6фосфоглюконатдегидрогеназы (декарбоксилир ующая) образуется 6 СО 2 и 6 рибу лозо5фосфат . Дефицит глюкозо6фосфатдегидрогеназы приводит к нарушению целостности мембран эритроцитов, их гемолиз – нас ледственная гемолитическая анемия 2) а) 6 Рибулозо5фосфат идет на образование 4 ксилулоза5фосфат и 2 риб оза5фосфат (структура мон онуклеотидов - ДНК, РНК, АТФ ). б) Кат ализирует ферменты транскетолаза – переносит 2ой С фрагмент на альдозу и трансальдолаза – переносит С фрагмент на альдозу и образуются углево ды С 3 , С 4 , С 6 , С 7 . Значение ПФЦ: Является источником пен тоз 2) является источником углеводов с различным числом углеродных атомо в 3) является источником НАДФН, который не транспортирует Н в дых цепь, а ис пользуется в реакциях восстановительного биосинтеза (синтез жирных ки слот, холестерина, стероидных гормонов) 4) является местом переключения н а гликолиз – образуются продукты, сходные с промежуточными продуктами гликолиза. 5) является фондом возвращения пентоз и гексоз, локализуется в лактирующей железе, в коре надпочечников, печени, жировой ткани, эритроц итах. 47. Роль печени в обмене углеводов. В печени происходит синтез гликогена, глюконеогенез, ПФЦ. Печ еночный гликоген участвует в поддержании уровня глюкозы в крови, а глико ген мышц играет энергетическую роль. Глюкоза6фосфат идет на синтез глико гена. 48. Биосинтез глюкозы – глюконеогенез. Цикл кори – это соотношение содержания глюкозы и молочной к ислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печени поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он распадается, образуе тся глюкоза, которая превращается в молочную кислоту. 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который участвует в глюконеоге незе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сна чала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самообслуживания. 1/5 моло чной кислоты превращается в ПВК, АцКоА, ЦТК, СО 2 , Н 2 О, 12 АТФ. Гл юконеогенез – процесс образования глюкозы из продуктов неуглеводного происхождения из молочной кислоты, идет путем соч етания прямых (обратимых) реакций и идущих в обход (н еобратимых) реакций (Г К, ФФК, ПК). 49. Регуляция к онцентрации глюкозы в крови, пути поступления и расходования глюкозы, ги по- и гипергликемия. Уровень глюкозы в крови регулирует ряд гормонов. Инсул ин понижает уровень сахара в крови, а все остальные повышают его – адрен алин, глюкогон, глюкокортикоиды, соматотропный гормон. Глюкоза в организм человека поступает с пищей и образуется в результате протекания следующих процессов: распад гликогена, глюконео генез. Глюкоза расходуется на : 1) синтез гликогена 2) ПФЦ (рибоза5фосфат + НАДФН) 3) гликолиз, в резу льтате образуется 2 ПВК (высвобождается 8 АТФ). Далее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны условиях пр оисходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), который запускает ЦТК, в результате чего образуется СО 2 , Н 2 О и 24 АТ Ф. Ко ртизол угнетает синтез б елков в тканях и не использованные на синтез а/к идут на глюконеогенез, а в печени усиливается биосинтез ключевого фермента глюконеогенеза пирув аткарбоксилазы. Возрастные показатели уровня сахара в крови. Норма взро слого человека – 3,5-5,5 ммоль/л, если больше 11 ммоль/л, то сахар появляется в моче – это пороговое веществ о. Если меньше 3,3 ммоль/л – гипогликемия, больше 6 ммоль/л – гипергликемия. Гипергликемия – причины: фи зиологическая гипергликемия – алиментарная, эмоциональная; при сахар ном диабете; при гипертиреозе, адренокортицизме, гиперпитуитаризме. Гипогликемия – причины: дли тельное голодание; нарушение всасывания (заболевания ЖКТ), хронические з аболевания печени (нарушение синтеза гликогена); нарушение секреции кон тринсулярных гормонов – гипопитуитаризм, хроническая недостаточност ь коры надпочечников; гипотиреоз; заболевания ЦНС (инсульты); передозиро вка инсулина и пероральных диабетических средств; нарушение режима питания у больных с сахарным диаб етом; заболевания поджелудочной железы (инсулинома). 50. Сахарный диабет. При недос таточности содержания инсулина возникает сахарный диабет: повышается концентрация глюкозы в крови, появляется глюкоза в моче и уменьшается со держание гликогена в печени. При введении инсулина больным диабетом про исходит коррекция метаболических сдвигов. Инсулин контролирует эти пр оцессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза: гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез глико генсинтетазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза кл ючевых ферментов глюконеогенеза. Инсулин синтезируется в поджелудочно й железе в виде препроинсулина, состоит из альфа цепи – 20 а/к и бета цепи – 31 а/к. Рецепторы инсулина имеют сложное строение. Состоят из 2х альфа субъединиц, которые не проникают через клеточную мембрану и 2х бета субъединиц, кото рые находятся в цитозоле. При сахарном диабете может нарушаться передач а трансмембранного сигнала, и в этом случае инсулин не помогает. Повышен ие сахара в крови в течении 2-3х минут вызывает секрецию инсулина, 40мин-1час пока не станет содержание сахара в крои в норме . Причины развития сахарного диабета с биохимической позиции : 1) повышение активности тканевого фермента инсулиназы - происходит восстановление или окисление дисульфидных мос тиков, инсулин теряет свою активность 2) замена ряда а/к в полипептидных це пях инсулина; если заменить фенилаланин на лейцин с С-конца бета цепи, про исходит потеря гормональной активности в 10 раз 3) деф ект рецепторов инсулина – нарушается связь инсулина с рецепторами или связь происходит, но передача с альфа на бета субъединицы не происходит 4) нарушено превращение проинсулина в инсулин – нарушение отщепления С п ептида. Биохимические нарушения при сахарном диа бете: первый симптом - манифестный симптом – наруш ается транспорт глюкозы через клеточную мембрану, глюкоза не транспорт ируется из крови в клетки, это приводит к превышению сахара в крови – гип ергликемия. Мало инсулина – это приводит к повышению синтеза контринсу лярных гормонов и повышение синтеза кортизола – усиливаются процессы глюконеогенеза – наблюдается много сахара в крови. Норма сахара в крови – 3,3-5,5 ммоль/л, порог почечной проницаемости для глю козы – 11 ммоль/л, при превышении порога сахар обнаруживается в моче – гл юкозурия, это приводит к повышению осмоляльности, наблюдается приток жи дкости из тканей – полиурия, появляется полидипсия – глубокое нарушен ие. Полиурия – с мочой выводится большое количество ионов Na , K , Ca , фосфатов, что вызывает увелич ение концентрации контринсулярных гормонов. В результате этого происх одит потеря ионов – изменяется буферная емкость крови, снижается конце нтрация 2,3дифосфоглицератов, это приводит к нарушению отдачи кислорода к тканям (гипоксия тканей). 51 и 52 . Нарушение углеводного обмена. Наследственные заб олевания, которые характеризуются нарушение м актив ности ферментов принимаю щих участие в синтезе и распаде гликогена и в процессах переваривания. Например – непереносимость молока у ребенка может быть связана с дефицитом фермен та лактазы, наблюдается вздутие живота. Нарушение синтеза гликогена – е сли нарушена активность ферментов, участвующих в распаде гликогена, то э то приводит к болезням накопления гликогена – гликогенные заболевани я – всего их 11 типов (мышечная, печеночная, сердечная и т.д.). При нарушении с интеза гликогена наблюдается отсутствие гликогена в печени – агликог еноз – нарушение активности ферментов синтеза; истощенность. 53. Взаимосвязь всех обменов. Глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, которая идет на синтез гл икогена. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо 6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуе тся ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется Н АДФН (используется в реакциях восстановительного биосинтеза – синтез жирных кислот УиЛ ) рубозо5фо сфат и фосфорибозилпирофосфат синтез нуклеотидов (БиУ). ПВК – под действием лактатдегидрогеназы превращается в мол очную кислоту. ПВК образуется при гликолизе, участвует в глюконеогенезе . ПВК превращается в оксалоацетат, который в реакции аминирования в аспа ртат ( БиУ ). Окислительное дек арбоксилирование ПВК приводит к образованию АцКоА. АцКоА – образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, при бета-окислении жирных кислот ( ЛиУ ), из кетогенных а/к. АцКоА запускает Ц ТК, идет на синтез жирных кислот, кетоновых тел и холестерина. 54 . Ро ль ключевых метаболитов: глюкозо6фосфат, ПВК, АцКоА. Глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, которая идет на синтез гликоге на. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо6фосф ат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуется П ВК. С глю козо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется рубозо5фосфат фосфорибозилпирофосфат синтез нуклеотидов. ПВК – под действием ла ктатдегидрогеназы превращается в молочную кислоту. ПВК образуется при гликолизе, участвует в глюконеогенезе. Окислительное декарбоксилирова ние ПВК приводит к образованию АцКОА. АцКоА – образуется при окислитель ном декарбоксилировании ПВК, при бета-окислении жирных кислот, из кетоге нных а/к. АцКоА запускает ЦТК, идет на синтез жирных кислот, кетоновых тел и холестерина. 124-126. Нервная ткань. Функции нервной системы: обработка, хранение, передача информации через синаптические связи клеток. Главный элемент нервной ткани – нейр он. Синапс – осуществляет связь между отдельными нейронами. Химический состав: 1) содержание липидо в в сером веществе 25%, в белом 40%, в периферических нервах до 50%. Липидный соста в меняется в онтогенезе, в раннем возрасте отсутствуют цереброзиды, дале е увеличивается количество длинноцепочных жирных кислот с четырьмя и п ятью двойными связями. 2) содержание белков 50% в сером веществе, 35% в белом. 3) ма лый запас гликогена и АТФ. Нейроспецифические белки ( НСБ) – обнаруживаются в нервной ткани и количественно в ней преобладающ ие. Открыто более 200 НСБ. В нервной ткани присутствуют простые и сложные белки . Простые – нейроальбумины, глобулины и опорные белки – нейросклеропротеиды, нейроколлаген и нейроэластин. Сложные – нуклеопротеиды, л ипопротеины, фосфопротеины, протеолипиды, и надмолекулярные липонукле опротеиды, липогликопротеиды, липогликонуклеопротеиды. НСБ: 1) Са связывающий НСБ – белок S 100 – 1965 г – находится в мозге в глии – кислый гликопротеид, т.к. 60% его состава глутаминовая и аспарагино вая кислоты, он не осаждается в 100% ( NH 4 ) SO 4 . Появляется на 10-15 неделе эмбр ионального развития, количество увеличивается по мере обучения, тренир овок формирования условных рефлексов, в памяти. Молекула S 100 соединяет 2Са меняет конформа цию, на поверхности появляются гидрофобные группы – изменение проница емости мембран. В 50 – основн ой фосфорилируемый белок мембраны синапсов, это приводит к продолжител ьному изменению заряда постсинаптической мембраны. При старении интен сивность ф-я падает, это приводит к снижению пластичности мембран. 2) НСБ связанные с адгезией и межк леточным узнаванием - гликопротеины, участвующие в синаптической перед аче, рецепторной реакции, фор мирование и хранение памяти. Болезнь Альцгеймера – белок бета-АРР. Поте ря интеллектуальной способности, теряется координация, кратковременна я память , не узнавание себя . В норме белок бета-АРР погружен на половину в мембрану, верхняя половина о тщепляется. А при болезни отщепляется только кончик, иногда остальное. 3) НСБ ферменты: белок 14-3-2-гамма гамма-енолаза, находится в цитоплазме нейронов, в основном в сером вещес тве больших полушарий. 4) Сек ретируемые НСБ – транспортер и защита от разрушения пептидных регулят оров, вырабатываемых в ЦНС: нейрофизин – используется для транспорта ок ситоцина и вазопрессина в соотношении 1:10 (окситоцин) и 1:14 (вазопрессин). 5) белок Р-400 (по молекулярной массе ) – отвечает за двигательный контроль, находится в мозжечке. 6) белок – фактор роста нервов (ФРН) – NGF – вырабатывается клетками-мишенями, на аксоне есть его рецепторы. Ес ли аксон в течение 12-15 дней дос тиг мишени – они выжили, другие погибают. Путем энд оцитоза NGF поглощается клеткой , в клетке может про изойти частичная гидротация (дегродация) NGF , т.о. о н выполняет трофическую функцию. NGF индуцирует тироксиноксидазу – основной фермент синтез а катехоламинов. Стимулирует поглощение уридина, образование полисом, с интез белка, липидов, РНК, потребление глюкозы. Он способствует выживани ю нервных клеток – активирует рост аксонов и денритов, осуществляет кон троль за сборкой микротрубочек. Белок Рс I (пиайси) – его наличие связывают с шизофренией. Азотистый обмен . Метаболизм белков и а/к в головном мозге происходит интенсив нее, чем в других органах, в сером веществе выше чем в белом. Более интенси внее идет синтез из глюкозы глутаминовой и аспарагиновой кислот, глицин а, серина, аланина. Быстрый обмен между свободными а/к мозга и кровью. На долю глутаминовой и аспарагин овой кислот и их производных (глутамин, ГАМК, глутатион) приходится 75% от вс ех а/к мозга. Центральная роль принадлежит глутаминовой кислоте, она мож ет использоваться как источник энергии - глутамат альфа-КГ ЦТК (АТФ, Н 2 О, СО 2 ). Концентрац ия глутамата поддерживается на одном уровне. Источники глутамата – 1) во сстановительное анимирование альфакетоглутарат + аммиак + НАД(Ф)Н 2 под действие м глутаматдегидрогеназы образуется глутамат + НАД(Ф) + вода 2) трансанимирование аспартат + альфаКГ п од действием АсАТ об-ся ЩУК + глутамат 3) метаболизм Г АМК – образуется из глутаминовой кислоты в реакции декарбоксилирован ия и СО 2 Т.К. ГАМК оказывает тормозящий эффект на синаптичес кую передачу в ЦНС , то судорожные явления при недостатке витамина В 6 могут быть связаны с пониженным образ ованием ГАМК. Внутривенное введение ГАМК может привести к гибели опреде ленных клеток. Образование аммиака – источниками являются а/к и ихпроизво дные.А /к+а льфа -КГ а льфа -кетокислоты + глут амат. Г лутамат+ЩУК а-КГ+аспартат. В митохондриях – дезаминирование НАД . А /к глутамат аспартат + ДНАД (НАДсукцинатсинтетаза, ГТФ) НАДсукцинат ( ф лиаза) фумраровая кислота + НАД (дез аминаза) NH 3 + H 2 O + фор. В цитоплазме ис точник аммиака – АМФ. а/к глутамат аспартат + ИМФ (аденозил сукцинатсинтетаза) аденозилсукцинат (лиаза) фумарат + АМФ (дезамина за ) H 2 O + NH 3 + ИМ Ф. Высокая концентрация аммиака приводит к коматозам. Обезвреживание аммиака: NH 3 + глута мат (инсинтетаза) глутамин с током крови в печень или почки. Удал ение аммиака происходит за счет глутамина. Липиды – нейтральных липи дов почти нет, преобладают сложные липиды – фосфолипиды, сфинголипиды – галактоцеребразиды, галактосульфатиды, много холестерина – 25% от все х липидов мозга. Сфинголипиды входят в состав миелиновых оболочек. Наруш ение их деградации из-за дефекта фермента приводит к сфинголипидозам и д емиелинизации. Ганглиозиды – участвуют в связывании натрия, калия, кальция, процессе адгез ии, обеспечивает иммунохимическую специфичность. Свободных жирных кис лот мало, в состав входят око ло 40 жк. Мозг не использу ет ж к и липиды в качестве источника энергии, но може т использовать бета-гидроксибутират. Энергетиче ский обмен головного мозга: глюкоза – основной эн ергетический субстрат. В головном мозге потребляется до 70% глюкозы образ ующейся в печени и 20-25% от всего поступающего в кровь кислорода. Глюкоза: 90% о кисляется аэробно до ПВК СО 2 , Н 2 О, АТФ (для подде ржания электрических потенциалов), 5% анаэробно до молочной кислоты, а 5-7% ид ет на синтез гликопротеидов, в ПФЦ – образуется НАД(Ф)Н 2 , на синтез гликогена. Запаса гликогена хватило бы на 2-6 сек работы мозга, т.к. глюконеогенеза в мозге из а/к не происходит – нет соответствующих ферментов. Функционирование головного мозга зависит от поступающего у ровня глюкозы с кровью. Нуклеиновые кислоты – реп ликация ДНК в нейронах отсутствует, работает система репарации ДНК, в мо зге экспрессируется несколько десятков тысяч уникальных генов, из кото рых не менее половины экспрессируется только в головном мозге – это гов орит о высокой скорости транскрипции РНК, широко распространен альтерн ативный сплайсинг и интенсивное образование белка. Синтеза пиримидино вых нуклеотидов не происходит, т.к. нет карбамоилфосфатсинтетазы, для си нтеза пуринов все есть. Содержание циклических нуклеотидов очень высок ое, т.к. они участвуют в синаптической передаче нервного импульса. Особенности обмена в нервной ткани: 1) много липидов, мало углеводов, нет их резерва 2) высокий обмен дикарбоновых кислот 3) глюкоза – основной источник энергии 4) мало гликог ена, поэтому мозг зависит от поступления глюкозы с кровью 5) интенсивный д ыхательный обмен 6) кислород используется постоянно и уровень не меняетс я 7) обменные процессы носят обособленный характер благодаря гематоэнце фалическому барьеру, высокая чувствительность к гипоксии и гипогликем ии. Медиаторы: 1) возбуждения – ацетилхолин, адреналин, норадреналин (все они их тирозина), серотонин (и з триптофана). 2) тормозные – ГАМК, глицин, ацетилхолин из АцКоА и холина. Ос новные возбуждающие медиаторы в мозге – глутамат и аспартат. При освобо ждении в синапс они через ионотропные рецепторы открывают Na -каналы, происходит быстрый вх од Na в постсинаптиче скую мембрану. Происходит деполяризация мембраны, что приводит к возбуж дению нейрона. Серотонин – играет роль в развитии патологических состояний – эффективное расстройство и шизофрения. Пр и его недостатке наблюдаются нарушение сна, раздражение, агрессия. А даптация к стрессу включает систему ГАМК, увеличивает ся содержание ГАМК и он связывается с фосфолипидными компонентами постсинаптических мембран и ингибируют выработка АХ. ГАМК и глицин открывают каналы пропускающие Cl возникают тормозные постсинаптические потенциалы. Медиаторы высших отделов нс: 1) Дофамин – осуществляет конт роль движений. Болезнь Паркенсона – нарушение дофами нэрги ческой передачи и концентрация до фамина пад ает и составляет 5-15% от нормы, вырабатывае тся в таламусе. При шизофрении концентрация увелич ивается. Нейромедиаторы – нейропептиды, их нескол ько сотен, содержат от 2 до 50 а/к остатков и каждая име ет определенный комплекс биологической активности. Тиролиберин – акт ивность эмоционального поведения, бодрствование, дых центра. Холицистокинин – мощный ингибитор пищ едобывательного центра. Эндозепин 6 – вызывает бе спокойство. Люли бирин – отвечает за половое повед ение. Коннекторы – поведенческие пептиды – скотофобин. Аплоидные пептиды – обладает повышенной чувстваительность ю к морфин овым рецепторам – эндоферины и бета-энкефалины. Они обладают значитель ным эффектом. 127. Мышечная ткань. Мышцы – гладкие (непроизвольные) и поперечно-полосатые (сердечная – непроизвольная, скелетные – медленные, самопроизвольно сокращающи еся, иннервируется вегетативной нервной системой – находятся в стенке трубчатых органов, кишечном тракте, мочеточнике, семявыводящих протока х, сосудах, мочевого пузыря). Сердечная мышца – самопроизвольная, иннервируется вегетативной НС, к летки не являются многоядерными, соединяются вставочными дисками. Скелетные мышцы – произвольны е, иннервируется соматической нервной системой, обеспечивает передвиж ение, быстрое сокращение и утомление, многоядерные клетки. Гладкие мышцы – одноядерные клетки, ве ретенообразные соединяются в коллаген, миозин отличается от поперечно- полосатых мышц большей степенью укорочения. Попе речно-полосатые мышцы – мышечные волокна от 2 до 50 с м, портняжная мышца самая длинная. Мышечная клетка несколько мм в длину, т олщина 50 мкм. Многоядерные клетки, слияние происходит в онтогенезе, ядра н ах-ся под плазматической мембранной. Основные эл ементы : мембрана – сарколемма; цитоплазма – сарк оплазма, содержит большое число миофибрилл – специальные органеллы, ко торые отвечают за сокращение; саркоплазма содержит продольные цистерн ы ЭПР, гликоген, АТФ, креатинфосфат, гликолитические ферменты. Саркомер – его границы это линии Z . При большом увеличении наблюдается чередование белых полос – диск I (изотр опные) и темных полос – диск А ани зотропные диски. В диске А имеются менее темные участки – Н, и темная лини я – М – в нее встроен фермент креатинфосфокиназа; белок миолизин – при крепляет хвосты миозина. Миофиламенты 2х типов: 1) тонк ие нити 7нм – содержат акт ин, т ропомиозин, тропониновый комплекс 2) толстые ни ти 15 нм – миозин. К Z пл астине присоединяются хвосты тропомиозина, белка тинина. Альфа-тинин св язывает нити F -актина . Химический состав: 75-80% воды , 20-25% сухого остатка: 1) саркоплазматические белки – миоальбумины, миоглоб улины, миоглобин, ферменты гликолиза и гликогемолиза 2) белки стромы – ко ллаген, эластин 3) сократительные белки – актин, миозин, тропомиозин, троп онин. 15% сухого остатка это: 1) азотсодержащие вещества – глутамин, карнози н, ансерин, креатин, креатинин, свободные а/к 2) фосфорсодержащие вещества – АТФ и другие нуклеопротеиды, креатинфосфат 3) липиды – фосфолипиды, фо сфоглицериды 4) углеводы – гликоген 5) минеральные вещества. Миозин – миофибриллярный белок 520 кДа, н а него приходится 50% всех белков мышц. Функция: 1) при физиологических значе ниях рН ионной силы, концентрации Mg , Ca , он о бразует пучки 2) он является АТФ-азой, т.е. АТФ в присутствии миозина дает АД Ф и неорганический фосфор 3) миозин связывается с F -актином, это приводит к самопр оизвольному сокращению. В основе миозина – длинный спиралевидный хвост, который заканчивается дв умя глобулярными головками, около которых располагаются легкие цепи ми озина. При действии трипсина миозин разрушается на легкий меромиозин (по ловина закрученной спирали) и тяжелый меромиозин (вторая половина закру ченной спирали + две головки). Тяжелый меромиозин взаимодействуя с папаи ном распадается на 1фибриллярный компонент ( S 2), 2глобулярные головки ( S 1) – обладают АТФ-азной акти вностью. Там где действовал трипсин - шарнирное устройство – деспирализ ованные участки миозина. Актин – в глобулярной форме G -актин – 42 кДа. В присутствии АТФ полимеризуется в F -актин. На 7 молекул G -актина приходится 1 молекула т ропомиозина (ТМ) – черный стержень в структуре тонкаго филамента. Есть е ще дополнительные белки – тропонины – тропониновый комплекс (Тт) для с вязывания с тропомиозином, TI – ингибирует АТФ-азную активность миозина, ТС т- связывает ио ны Са. Механизм взаимодействия нитей миозина и ак тина – химическая энергия АТФ преобразуется в мех аническую. 1) Головка миозина обладает АТФ-азной активностью. 2) Происходит гидролиз АТФ в АДФ + Н 3 РО 4 . 3) после прихода нервного импуль са происходит поворот головки к нити актина, отщепляется остаток Н 3 РО 4 , образуется актин-миозин-АДФ, под углом 90 0 . 4) головка поворачивается под углом 45 0 к миозину и выделяется моле кула АДФ и актин с миозином отделяются. Все это происходит при наличии ио нов магния. 1) гидролиз АТФ миозином идет быстро 2) АДФ и Фн освобождаются медленно и ост аются связанными с головками миозина, они могут вращаться под большим уг лом 3) при поступлении сигнала миозиновые головки прочно связываются с а ктиновым филаментом под углом 90 0 и образуется актомиозин АДФ и высвобождается Фн. 4) т.к. актомио зиновый комплекс имеет наименьшую энергию при угле 90 0 , происходит поворот головки на 45 0 что сопровождается выделение м АДФ. Новая молекула АТФ отсоединяет актин от миозина. Миозиновые голов ки шагают вдоль актиновых нитей, т.о. происходит сближение Z линий за счет перемещения толс тых филаментов относительно тонких. В результате мышца сокращается до 1/3 своей иходной длинны. 1сек – 15 мкм – скольжение . Р егуляция мышечной активности опосредован Са. 1) акт иновая регуляция через освобождение у актина участка для связывания с м иозином. Са концентрируется в саркоплазматическом ретикулуме при учас тии Са-связывающего белка – кальсеквестрин имеет 40 участков для связыв ания с ионами Са. При поступлении сигнала происходит деполяризация мемб раны мышечных клеток и 2) открываются Са каналы. В покое ионы кальция состав ляют 10 -7 -10 -8 , после открытия Са каналов концентра ция становится 10 -6 -10 -5 степени. При низкой концентрации Са 10 -7 -10 -8 и тропонин и тропомиозин препятству ет взаимодействию актина с миозином. После повышения концентрации Са, Са связывается с белком тропонином С – его боковая петля оказывает влияни е на тропонин I и Тт а о ни располагались рядом с тропомиозином и он с тропониновым комплексом о тходит от участка актина, который способен взаимодействовать с миозино м. Начинается взаимодействие актина и миозина, начинается сокращение. Се рдечная мышца полностью зависит от поставки Са из внеклеточной жидкост и. Роль оксида азота и его влияние на организм. Под его действием на гладкие мышечные клетки увеличив ается поток Са из клеток, уменьшается фосфорилирование легких цепей мио зина – протеинкиназы С. Это нарушает взаимодействие актина и миозина, ч то приводит к мышечной релаксации. Роль Са: 1) оттягивает тропин-тропомиозиновый комплекс от актина 2) а ктивирует миозиновую АТФ-азу 3) непрямой эффект – осуществляет фосфорил ирование легкой цепи миозина, что может ускорить взаимодействие актина с миозином. Миозиновая регуляция – в миозине открываются участки для связывания с актином. 2 ле гкие цепи миозина у глобулярной головки закрывают участки для связыван ия с АТФ и актином. Особенности сокращения гладки х мышц – пусковой момент – концентрация Са, но тро пониновая система в гладких мышцах отсутствует, то Са связывается с каль модулином и активирует протеинкиназу легких цепей, в результате протеи нкиназа будет фосфорилировать легкие цепи миозина и они будут отъезжат ь с головки открывая участки связывания миозина, что приводит к мышечном у сокращению. При понижении Концентраци Са до 10 -7 Са отсоединяется от кальмодулина, протеинкиназа и нактивируется участки закрываются. Миоглобин (гемопротеид) – саркоплазматический белок, Fe 2+ , 1 гем, 1 бело, обладает больши м сродством к кислороду чем гемоглобин, поэтому отнимает у него кислород и доставляет к тканям. Основной источник энергии – АТФ, но его хватило бы буквально на доли секунд. Источники АТФ: 1) креатинфосфат + АДФ (креатинфосфокиназа, магний) к реатин+АТФ. При мышечном сокращении АТФ будет разлогаться на АДФ и Фн. 2) С п омощью фермента аденилаткиназы (миокиназа) АДФ+АДФ АТФ+АМФ – алостерический модулятор фосфофруктокиназа. 3) процессы гликолиза и гли когенолиза – анаэробный гликолиз для белых мышц, аэробный для простых м ышц (глю ПВК АцКоА ЦТК). Исчезновение АТФ приводит к: 1) Са насос саркоплазматического ретикулум а перестает поддерживать низкую концентрацию Са 2) не происходит зависим ая от АТФ отделение миозиновых головок от F -актина – трупное окоченение. 1) В покое основным источни ком энергии служат свободные жирные кислоты и кетоновые тела, при умерен ной нагрузке еще и глюкоза, при максимальной – скорость доставки субстр атов снижается и начинается расщепляться гликоген до лактата путем аэр обного гликогенолиза. Накопление молочной кислоты и низкое рН, а также в ысокая t снижает эффе ктивность энергетических процессов в мышцах. Ист очники аммиака: 1) процессы дезаминирования АМФ, т.е. АМФ (аденилатдезаминаза) аммиак + инозинмонофосфат аспарагин овая кислота фумарат + ГТФ АМФ. 2) система непрямого дезаминирования и участие а-кетоглутаровой кислоты. Возрастные осо бенности: 1) на долю мышечной ткани приходится 25%, у вз рослых 45%. 2) характерен тонус сгибателей (новорожденный) 3) снижено содержан ие миофибриллярных белков, увеличено содержание белков стромы и саркоп лазмы 4) миозин – миозин – фетальный – со сниженной АТФ-азной активност ью. Заболевания мышечной системы: 1) первичные миопатии – прогрессирующая мышечная дистрофия – поражает лиц любого возраста. Мышечная слабость, отмечается увеличен ие проницаемости клеточной мембраны, поэтому мышечные ткани хуже задер живают креатин. Замена сократительных белков на саркоплазматические П ричина: снижение образования белка дистрофина, поддерживающего структ уру мембран. Дистрофия Дюшена – наиболее выражена, креатинфосфокиназа увеличена в крови в 10, 100 раз. 2) вторичные миопатии – связаны с травмами, нар ушение проводимости нервного волокна. При ишемической болезни сердца с нижается доля аэробных процессов, появляется молочная кислота, накапли ваются жирные кислоты, это приводит к жировой инфильтрации сердечной мы шцы и слабости. Нарушается мембранная проницаемость, из клеток выходит К , креатинфосфокиназа и изофермент МВ, ЛДГ 1 и ЛДГ 2 . Снижае тся АТФ, креатинфосфат, концентрация цАМФ снижается, увеличивается фосф одиэстеразная активность, нарушается способность аденилатциклазной с истемы активироваться адреналином. Для оценки со стояния мышечной системы и диагностики инфаркта м иокарда используют органоспецифические изоферменты и белки. Маркеры (м аркеры гибе5ли кардиомиоцита) – ТнС и Тн I . Появляется прежде всего миоглобин через 3-4 ч увелич енный в 120-20 раз, гликогенфосфорилаза (ВВ), гликогенфосфорилаза – 98% достове рности в постановке диагноза. АсАТ – 47%, ЛДГ 1 – увеличивается через 12 ч., и остается в течении 11-12 дней. Тро понин Т увеличивается на 3 часу после инфаркта миокарда – остается с 3х ча сов до 3 недель. 128. Соединительные ткани – межклеточный матрикс вместе с клетками различн ого типа (фибробласты, хондробласты, тучные клетки, макрофаги, остеоблас ты). Специализированная соединительная ткань – скелетная (хрящи, кости). Со специфическими свойствами (жировая, слизистая, пигментная). Собственно соединительная ткань – широко распространена, расположена по ходу сосудов, подстилает кожу, в области мочеточников, почечных лоханок, основа паренхиматозных орган ов, входит в состав связок и сухожилий. Поражение этой ткани приводит к ра хиту, ревматизму, атеросклеротизму сосудов, коллагенозам. Собственно соеди нительная ткань определяет морфологическую и функциональную условнос ть организма. Характеризуется универсальностью и тканевой специфичнос тью с другой стороны. Характеризуется многокомпонентностью, полиморфи змом, полифункциональностью, обладает высокой способностью к адаптаци и. Состоит из клеточных элем ентов, волокнистых структур и основного вещества. Фибробласты – синтез коллагена и эластина, протеогликанов, ферментов. Волокнистые структуры – коллагеновые и эластические волокна. Основное вещество представлен о внеклеточными нерастворимыми нитями, которые погружены в матрикс. Функции основного вещества : 1) опорная или биомеханическая – из соединительной ткани состоит скеле т – каркас для внутренних органов. 2) барьерная – соединительно тканные элементы образуют барьер между внешней и внутренней средой. 3) фагоцитар ная активность и осуществление иммунной защиты (воспаление). 4) трофическ ая или метаболическая – входят в состав сосудов, транспорт питательных веществ и экскреция конечных продуктов; предотвращение выпотевания жи дкой части плазмы крови. 5) депонирование – соединительная ткань являет ся депо для воды, солей, гормонов, витаминов, пигментов и т.д. 6) пластическая . 7) репаративная – повреждение соединительной ткани сопровождается обр азованием молодой соединительной ткани (образуются рубцы). Все функции о существляются благодаря уникальному строению. Строение соединительной ткани . Коллаген – рас пространенный белок соединительной ткани, составляет 1/3-1/4 от всего белка соединительной ткани. Составляет 5-6% от массы тела. Химический состав уник ален – каждая 3 а/к – глицин – маленькая а/к, которая не мешает соединени ю полипептидных цепей в волокно. 1/5 от всех а/к – пролин и оксипролин – это своеобразные замки, которые придают прочность коллагеновому волокну. О кси а/к-ты – оксилизин и оксипролин. Структурная единица коллагена – мо лекула тропоколлагена – содержит до 1000 а/к, спирализована, соединены по 3 и образуют структуру похожую на кабель – суперспирализация. Последоват ельность а/к в полипептидной цепи характеризуется высокой специфичнос тью – каждая 3ая а/к-та – глицин, часто встречаются оксиглицин и пролин. 5 основных – минорных - типов коллагена . 1ый тип отличается от 3го тем, что он присутствует в твердых обр азованиях (кости, фасции, дентин), для 1го типа характерно низкое содержани е оксилизина, малое число сайтов для гликолизирования. 3ий тип присутств ует в мягких образованиях (кожа, сосуды, матка), имеет большое число остатк а оксилизина, большое число сайтов. Синтез коллагена – особен ности: 1) биосинтез коллагена не заканчивается сборкой полипептидных цеп ей, а заканчивается сборкой молекулы коллагена, характерны ко- и посттра нсляционные модификации. Часть происходит в фибробластах, а часть в межк леточном матриксе. На рибосоме синтезируется незрелая препроальфа-полипептидная цепь кол лагена, который содержит сигнальный пептид, необходимый для того, чтобы молекула коллагена транспортировалась в ЭПС. Далее от нее отщепляют сиг нальный пептид и образуется проальфа-полипептидная цепь коллагена, кот орая содержит N - и C -концевые домены – не об разуется спираль, связаны дисульфидными мостиками. В ЭПС при дальнейшей котрнсляционной модификации происходит: 1) гидроксилирование а/к – введени е дополнительной функциональной группы – ОН. Пролин по С 4 и С 5 (катализирует пролингидроксилаза), лизин по С 5 (катализирует лизингидраза). Пролин+О 2 +альфакетоглутаровая кислота СО 2 +Н + +янтарная кислота + в пролине у четвертого атома С об разуется НОНС. Нарушение гидроксилирования приводит к нарушению следующей стадии кот рансляционной модификации. Это приводит к образованию рыхлой соединит ельной ткани. При дефиците витамина С – синяки, рыхлые десна, кровоточив ость, выпадают зубы – страдает иммунитет, т.к. витамин С участвует в синте зе Ig . 2) гликозилирование – присоединение углеводного компонента – катализи руют гликозилтрансферазы. УДФ-глюкоза и УДФ-галактоза переносят углево дные компоненты к гидроксильным группам а/к оксипролина и оксилизина. Ес ли имеется малое количество сайтов для гликозилирования, то синтезируе тся патологический компонент (синдром Элерса-Данлоса). 3) После этого в фибробласте происх одит образование тройной спирали, этот процесс идет только тогда, когда коллагеновые волокна имеют не менее 90 остатков оксипролина. Вне клетки и дет процесс отщепления N и C -концев ых доменов N и С-проко ллагеновой пептидазой. Снижение активности N -проколлагеновой пептидазы пр иводит к образованию коллагенового волокна с сохраненным N - концевым доменом – нарушени е структуры коллагенового волокна лежит в основе синдрома Элерса-Данло са. 4) Удаление N и С концов приводит к образова нию тропоколлагена – не такой прочный как коллагеновое волокно. Образу ются поперечные сшивки, они придают дополнительную прочность. Лизилокс идаза (внеклеточный медьсодержащий фермент) катализирует окисление эп силонамминых групп лизина и оксилизина, в результате образуются альдегидные группы и из лизина аллизин. В образовании п оперечных сшивок играет роль ортокремниевая кислота – образует со сво бодной ОН-группой эфирную связь. Зрелое коллагеновое волокно – [тропоко ллаген+место минерализации (соли Са и Р)+тропоколлаген] n . Нарушение прочно сти коллагенового волокна – при снижении активности аминооксидазы пл азмы, лизиноксидазы костной и соединительной ткани. Наблюдается при упо треблении зеленого горошка, т.к. содержит бета-аминопропионитрил – инги битор амино- и лизин-оксидазы. Катаболизм коллагена. Осущ ествляется тканевой и бактериальной коллагеназами, которые вырабатыва ются клетками соединительной ткани. Содержит в активном центре цинк. Она разрезает тройную спираль на части и расщепляет их. Бактериальная колла геназа – ее содержат бактериальные клетки. За 10 лет обменивается только половина коллагена, у взрослых это процессы заживления ран. Генетические дефекты коллагена: 1) Дерматоспараксис – повышенная хрупкость кожи – дефект пр околлагеновых пептидаз; 2) латиризм – ингибирование ферментов лизинокс идазы и аминооксидазы; 3) синдром Элерса-Данлоса (7 типов); 4) несовершенный о стеогенез или врожденная ломкость костей, или болезнь Вролика, или врожд енный рахит, или болезнь «стеклянного мужчины» - преобладает коллаген III типа, очень мало I типа многочисл енные переломы; 5) синдром Марфана – из-за нарушения активности лизинокс идазы нарушается образование поперечных сшивок; 6) врожденный атероскле роз – в сосудах преобладает коллаген I типа. Эластин – основной белок с оединительной ткани. А/к-ный состав: 1/3 - а/к – глицин, но мало оксилицина и ок сипролина, много а/к имеющих неполярные группы. Десмозин и изодесмозин – состоят из 4х молекул лизина, из которых 3 окисляются в аллизин и конден сируются с образованием структуры десмозина. Если эластические волокн а утрачивают способность растяжения то клинически это проявляется как эмфизема легких, аневризм, нарушение сердечных клапанов, что приводит к снижению активности лизиноксидазы при дефиците меди и витамина В 6 . Катаболизм – расщепление происходит под действием эластазы панкреатического сока (при поступле нии с пищей). В тканях расщепление осуществляется нейтрафилами. В легких расщепление может привести к разрыву легких и эмфиземе. В норме этого не происходит, т.к. существует ингибитор альфа1-антитрипсин. Он синтезирует ся в печени и защищает эластин от эластазы. Основное вещество – гидро тированный гель, образован высокомолекулярными и высокополимерными со единениями, которые представлены протеогликанами – сложные белки, в со став небелкового компонента входят углеводные компоненты. Собственно протеогликаны содержат 5% белкового компонента и 95% углеводного компонен та – гликозаминогликаны – ГАГ (мукополисахариды). ГАГ – высокомолекул ярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая пре дставлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной свя зью с аминосахаром. Различают 7 классов ГАГ : 1) гиа луроновая кислота – распространена в почках, стекловидном теле, синави альной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против про никновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хонд роэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соеди ненных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом коли чество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилирован ным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачн ость роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучн ых клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков серной кисл оты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет ли пиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на г епарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии г ликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз уве личивается на 1ну молекулу углевода. Степень сульфирования. Протеогликаны – поливалентные анион ы, которые притягивают катионы натрия и калия, связывают их прочно, что их ионные свойства не проявляются. Имеют склонность к агрегации, которая ус коряется кальцием, при это гиалуроновая кислота образует петли, которые обозначают как домены. Внутри них вода, буфер – который защищает при тра вмах, механических повреждениях. Растворы гиалуроновой кислоты облада ют высокой степенью вязкости, если возникает ревматизм – нарушается де полимеризация гиалуроновой кислоты, это ведет к деформации суставов. Дл я восстановления ГАГ используют стероидные гормоны. Протеогликаны фун кционируют как молекулярное сито, препятствует проникновению катионов и микроорганизмов, но некоторые микроорганизмы имеют фактор проницаем ости – гиалуронидаза 70%. Ряд ПГ выполняют антикоагуляционную функцию. На рушения – 1) мукополисахариды – накопление мукополисахаридов в тканях из-за уменьшения активности гидролаз – дисплазия скелета, деформация т аза, темная роговица и т.д. 2) коллагеназы – диффузное заболевание соедини тельной ткани – включает ряд болезней, которые характеризуются воспал ительными процессами – системная красная волчанка, дерматомиозиты, на следственная предрасположенность. Методы иссле дования метаболизма соединительной ткани: 1) опред еление количества ГАГ в плазме 2) степень сульфатирования ГАГ 3) активност ь гиалуронидазы 4) определение оксипролина в плазме и моче, объем распада в кишечнике 5) определение сиаловых кислот. 133. рН мочи в зависимости от характера питания. Ацид о- и аммониогенез. На нормальном (смешанном) питании рН мочи составляет 5,5-6,5. Почка выдерживает колебания рН от 4,5 до 8,5. При белков ом питании, а также при ацидозе повышается экскреция кислот. рН мочи стан овится менее 5,5 (кислая среда) за счет того, что кислые соли про фильтровываются в мочу из крови , в почка х образуются кислые соли. При питании растительно й пищей , а также при алкалозе у величивается содержание оснований, рН мочи сдвигается в основную сторо ну. Основания выводятся в виде бикарбонатов и двузамещенных фосфатов. Растительная пища богата органическими кислотами , Na , K . Бикарбонатный ион секретируе тся в просвет, а анионы полностью реабсорбируются. Т.О. выводятся бикарбо наты и рН мочи сдвигается в кислую сторону. Ацидон генез – механизм направленный на удаление избытк а кислых продуктов. Секретируется Н, который нейтрализуется фосфатами и сульфатами с образованием титруемых кислот. Мех-м: Na 2 HPO 3 поступ ает в просвет канальца, где диссоциирует на 2 Na и НРО 4 , 1 Na выделяется в кровь. В эпителии канальца образуется Н 2 СО 3 под действием карбангидразы из Н 2 О и СО 2 , которая диссоциирует на НСО 3 - и Н + . Н + секр етируется в кровь, а НСО 3 - в кровь. В просвете образовывается титруемая кисло та Na Н 2 РО 4 . Аммониогенез – секреция аммиака в просвет канальцев из эпителия с последующим замещен ием ионов Na в солях на аммонийный ион. В просвет поступают Na + , Cl - , SO 4 2- . Натрий выводится в кровь. Из Н 2 О и СО 2 по д действием карбангидразы образуется Н 2 СО 3 , которая ди ссоциирует на НСО 3 и Н, водоро д в просвет, НСО 3 в кровь. В эпи телии образуется аммиак путем: глутамин (глутаминаза ) глутамат и выделяется аммиак, далее (глутаматдегидрогеназа) альфа-КГ выделяя аммиак. Аммиак связывается с Н образуется аммонийный ио н NH 4 , далее обр-ся соли аммония NH 4 Cl , ( NH 4 ) SO 4 . 134. Содержание и формы билирубина. Билирубин образуется при распаде гемопротеидов (гемоглобин – вердоглобин – биливердин – билирубин). В крови содержится прямой и непрямой (связанный с альбу минами) билирубин. Общее содержание билирубина определяется суммой пря мого и непрямого билирубина. Общий билирубин 8,5-20,5 ммоль/литр. Прямой билир убин меньше 5 ммоль/литр. Непрямой билирубин расчетная величина – общий билирубин минус прямой билирубин. У новорожденных общий билирубин 20,5-200 мм оль/литр. Повышение содержания билирубина наблюд ается при гемолитических процессах, острых и хрони ческих гепатитах, закупорке желчевыводящих путей. Для дифференцивальн ой диагностики желтух проводят качественную реакцию на определение фо рм билирубина по реакции с деазореактивом (реактив Эрлиха). При развитии окраски непосредственно после добавления реактива – реакция прямая (р еакция Ван ден Берга). Прямой билирубин образуется путем конъюгации его с глюкуроновой кислотой в клетках печени. Непрямой билирубин адсорбиро ван на белках плазмы крови и дает цветную реакцию только после предварит ельной обработки (осаждение белка, например спиртом). У здорового челове ка на долю непрямого билирубина приходится 75%, на долю прямого 25% от общего билирубина . При паренхимат озной желтухе нарушается билирубиновыдилительна я функция печени, а также превращение непрямого билирубина в прямой. В кр ови повышено содержание обеих форм, особенно непрямого. При механической желтухе наблюдается пов ышенное содержание прямого билирубина. После поражения паренхимы повы шается и непрямой. При гемолитической желтухе повышено содержание непрямого билирубина, в незна чительной степени и прямого билирубина, что свидетельствует о нарушени и билирубиновыделительной функции печени. Также содержание непрямого билирубина повышается при: физиологической желтухе новорожденных, син дроме Криглера-Найяра, болезни Жильбера, токсических гепербилирубинэм иях (отравление хлороформом, тетрахлоридом углерода), вирусном гепатите . 146. Пигменты мочи и их происхождение. Пигменты мочи : В норме стеркобилиноген и небольшое количество уробилино гена; при паренхиматозной желтухе в моче появляетс я ПБ и уробилин; при гемолитической желтухе повышается количество стерк обилиногена; при механической желтухе определяется ПБ. Уробилинурия (Уробилиноген) наблюдается при: паренхиматозно й желтухе, гемолитических желтухах, отравлении свинцом. Билирубинурия н аблюдается при: обтурационной желтухе, паренхиматозной желтухе (прямой ). При нарушении синтеза гема в моче появляются промежуточные продукты с интеза порфиринового кольца и продукты распада гемоглобина: аминолеву линовая кислота (норма 2-3мг/сут), порфобилиноген (до 2мг/сут), уропорфирины (о коло 6мг/сут), копропорфирины (около 70мкг/сут), протопорфирины (около 12мг/сут). Повышение окраски мочи может быть при потере жидко сти (отеки, понос, рвота). Красноватый цвет (мясных помоев) при гематурии, ге моглобинурии. Темно-желтый цвет с зеленоватым оттенком – желчные пигме нты при желтухах. При механической – зеленовато-желтая, при паренхимато зной – зеленовато-бурая. Зеленовато-желтый цвет – содержание гноя в мо че (пиурия). Грязно-коричневый – пиурия при щелочной реакции. Темный – ге моглобинурия при гемолитической желтухе. Беловатый – большое количес тво фосфатов и липидов. Дыхательная цепь. I комплекс – НАДН- дегидрогеназа-коэнзим Q -редуктаза ( F -цикл). НАДН под действием флавиновой НАД Н-дегидрогеназы окисляется в НАД. Протоны от НАДН транспортируются на на ружный листок внутренней мембраны, а электроны делают возвратную петлю с помощью ( FeS ) n переносятся на ФМН, для вос становления которого из матрикса перекачиваются два протона, в результ ате чего образуется ФМН-Н 2 . Перенос двух протонов из матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием градиента концентрации протонов водорода (дельта МюН). Именно в этом месте возникает пункт сопряжения оки сления и фосфорилирования и образуется АТФ из АДФ и Ф н (фосфорилирование АДФ с использовани ем энергии окисления водорода). Далее протоны ФМН-Н 2 сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. II комплекс переносит электроны на коэнзим Q . III комплек с – коэнзим QH 2 -цитохром-С-редуктаза или Q цикл. Для в осстановления 2Ко Q из матрикса переносятся 4Н + в результате чего образуется 2Ко QH 2. Перенос 4 Н + из матрикса в межмембранно е пространство сопряжен с образованием градиента концентрации протоно в водорода (дельта МюН) и образуется АТФ. 2Н + сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. Элек троны передаются на цитохром b , с. IV компле кс – цитохромоксидазный комплекс или цикл кислорода. Под действием цит охромоксидазы осуществляется перенос электронов Си А а, а3, СиВ. Из матрикса перекачиваются 4Н + , в этом месте возникает пункт сопряже ния окисления и фосфорилирования и образуется АТФ из АДФ и Ф н (фосфорилирование АДФ с использовани ем энергии окисления водорода). Затем 2Н + сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. Таким об разом, 4е переносятся на кислород, в результате чего обра зуется вода .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Не верь клятве наркомана, слезам шлюхи и улыбке прокурора.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по биологии "Биохимия - Белки", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru