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
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы



1. Метаболизм, способы образования АТФ в организме. Метаболизм – это совокупность окислительных реакций и химических процессов, которые протекают в живых организмах. В ходе метаболизма образуется энергия, которая необходима любому живому существу. У детей: + баланс, протекает более интенсивно, характерно несовершенство систем. Метаболизм представлен катаболизмом и анаболизмом. Катаболизм – расщепление химических компонентов с выделением энергии – экзергонические реакции. Анаболизм – реакции синтеза с затратой энергии – эндергонические реакции. Этапы катаболизма: 1) специфическое превращение в мономеры – аминокислоты, моносахариды, глицерин, жирные кислоты. 2) образование унифицированных продуктов – ПВК и АцКоА (моносахариды через ПВК). 3) АцКоА в ЦТК образуется СО2, вода; 3НАДН, которые в дых цепи дают воду и 3 АТФ; ФАД Н2, который в дых цепи дает воду и 2 АТФ.

Образование АТФ в процессе метаболизма идет двумя путями – окислительного и субстратного фосфорилирования. (дых цепь ЦТК гликолиз). Возникновение макроэргической связи в момент окисления субстрата с дальнейшей активацией неорганического фосфата и его переносом на АДФ с образованием АТФ называют субстратным фосфорилированием (10% всей энергии). Реакцией субстратного фосфорилирования являются две реакции гликолиза – окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 1,3-дифосфоглицериновую кислоту, и окисление 2-фосфоглицериновой кислоты в 2-фосфоэнолпировиноградную кислоту; а также одна реакция ЦТК - окисление сукцинил-КоА в янтарную кислоту. Основная масса АТФ образуется путем окислительного фосфорилирования. В процессе окислительного фосфорилирования окисляемый субстрат участия не принимает, а активирование неорганического фосфата сопряжено с переносом электронов и протонов водорода с коферментов дегидрогеназ (принимающих участие в окислении субстрата) к молекулярному кислороду. Сопряжение окисления с фосфорилированием АДФ и последующим образованием АТФ называют окислительным фосфорилированием. Процессы сопряжения окисления и фосфорилирования идут в дых цепи.


2. Свойства белков, их биологическая роль. Методы очистки и разделения. Свойства белков: 1) кислото-основные и электролитические свойства. Белки – это амфотерные соединения. R-COOH+OH-R-COO-+H2O R-NH2+H+R-CH3+. Величина и знак заряда определяется соотношением а/к и рН раствора. То значение рН, при котором суммарный заряд белка равен 0 называется изоэлектрической точкой. В этом состоянии белок характеризуется: минимальной устойчивостью и вязкостью в растворе, отсутствует подвижность в электрическом поле, максимальная способность к осаждению. При сдвиге рН белок приобретает заряд, растворимость и подвижность в электрическом поле. Изоэлектрическая точка используется для разделения белков. 2) кислото-основные свойства используют для их разделения – электрофорез белков плазмы крови. Буферные свойства кислот – связаны с амфотерностью – кислые компоненты нейтрализуются основными, и наоборот. Т.О. поддерживается стабильное значение рН. 3) коллоидно-осмотические свойства. Белки – гидрофильные коллоиды, это придают полярные а/к-ты. При растворении белков в воде образуется гидратная оболочка. Гидрофильные коллоиды связывают большое количество воды и набухают. Образуются жидкости и золи, гели – форма и упругость тканей. Коллоидные свойства белков: а) способность к светорассеиванию – образуется конус Тиндаля б) высокая вязкость в) малая скорость диффузии г) диализ – белки не проходят через полупроницаемую мембрану, легко проходит вода и низкомолекулярные соединения, а белки задерживаются – т.к. действует почечный фильтр. Факторы устойчивости белков: заряд и гидратная оболочка. При их потере белок осаждается. Высаливание – обратимое осаждение белков – разрушение гидратной оболочки. В зависимости от гидрофильности белков они осаждаются при разных концентрациях солей – фракционное высаливание – глобулины при 50% насыщение (NH4)2SO4, альбумины при 100% насыщении. Функции белков: 1) структурная 2) каталитическая – ферменты 3) регуляторная – гормоны 4) двигательная – работа мышц, движение цитоплазмы 5) транспорт – белки плазмы крови – гемоглобин и миоглобин 6) защитная – иммуноглобулины, система комплиментов, система свертывания крови 7) опорная – сухожилия, сочленения 8) регуляторная – узнавание клеток – гликопротеины, содержат углеводный компонент 9) энергетическая.

Использование гидролиза для определения химических свойств белка, ренгеноструктурный анализ, электронная микроскопия.


3. Денатурация белка. Изменение конфигурации белковых молекул. Денатурация – нарушение нативной пространственной структуры белка, приводящее к потере или уменьшению растворимости, утрата специфической биологической активности, изменению ряда физико-химических свойств. Денатурация не сопровождается разрывом пептидных связей, т.е. не разрушается первичная структура, а связи оказываются снаружи и все изменяется. Свойства денатурированного белка: 1) повышается число реактивных групп, т.к. появляются ранее скрытные группы 2) понижается растворимость, белок может выпасть в осадок (при потере факторов устойчивости: заряд и гидратная оболочка) 3) изменяется конфигурация 4) изменяется биологическая активность 5) легко расщепляется протеолитическими ферментами. Факторы приводящие к денатурации белка: 1) физические – температура, УФ облучение, ультразвук, гаммаоблучение, стерилизация 2) химические реагенты: концентрированные кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов.


4. Амфотерные свойства белков, изоэлектрическая точка. Белки – это амфотерные соединения. R-COOH+OH-R-COO-+H2O R-NH2+H+R-CH3+. 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 (РI). Белки в изоэлектрическом состоянии характеризуется: минимальной устойчивостью и вязкостью в растворе, отсутствует подвижность в электрическом поле, максимальная способность к осаждению. При сдвиге рН белок приобретает заряд, растворимость и подвижность в электрическом поле. При сдвиге рН белок становится или катионом и движется к катоду, или анионом и движется к аноду.




5. Молекулярная масса белков, форма и размеры белковой молекулы. Методы их определения. Белки относятся к высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят множество а/к-ных остатков, объединенных в макромолекулярную структуру. Молекулярная масса белков колеблется от 6000 до 1000000 Да и выше. Поскольку а/к-ный состав и последовательность а/к выяснены для многих белков, стало возможным вычисление химическим путем их молекулярной массы с высокой точностью. Основными методами определения молекулярной массы являются физико-химические методы (гравиметрические, осмометрические, вискозиметрические, электрофоретические, оптические и другие). Из них практически наиболее часто используются методы седиментационного анализа, гель-хроматографии и электрофореза. Метод седиментационного анализа проводят в ультрацентрифугах, вычисляют молекулярную массу по скорости седиментации молекул белка или седиментационному равновесию. Метод гель-хроматографии, кроме простоты и быстроты, имеет еще то преимущество, что не требует выделения белка в чистом виде, т.к. примеси других белков не мешают определению молекулярной массы. При применении метода диск-электрофореза в полиакриламидном геле для определения молекулярной массы белков также строят график зависимости между логарифмом молекулярной массы калибровочных белков и подвижностью белковых частиц в полиакриламидном геле, а затем, определив подвижность исследуемого белка, по графику находят его массу. О величине и форме белковых молекул раньше судили по данным ультрацентрифугирования, двойного лучепреломления и диффузии. Эти данные указывали на существование в природе глобулярных (шарообразных) и фибриллярных (нитевидных) белков. В настоящее время общие представления о форме белковых молекул в основном подтвердились. Благодаря применению методов сканирующей микроскопии и рентгеноструктурного анализа удалось в деталях расшифровать не только полную пространственную структуру, соответственно форму, но и степень асимметрии белковых молекул во всех трех измерениях. Не только физико-химические, но и биологические свойства белков (в свободном или связанном друг с другом или с другими биополимерами состоянии) определяются их пространственной структурой.


6. Гидролиз белков. Гидролиз – расщепление пептидной связи при участии молекулы воды. Пептидная связь + ОН-Н  NH2 + COOH. Гидролиз идет постепенно и ступенчато: белок  полипептид  олигопептид  дипептиды  а/к. Гидролиз можно остановить на любой стадии, изменив одно из условий. Химический гидролиз бывает Н+ - кислотный, ОН- - щелочной. Условия химического гидролиза: 1) использование концентрированной кислоты и щелочи 25-30% (5-12 нормальностей) 2) высокая температура 100-1100С 3) 10-12 часов – 96 часов 4) объем кислоты и щелочи превышает в 5 раз объем гидролизуемого белка. Недостатки химического гидролиза: 1) разрушается ряд а/к – цистеин, триптофан 2) при щелочном гидролизе происходит рацимезация а/к из L в D ряд – не усваивается живыми организмами. Использование гидролизатов: 1) для установления структуры белка 2) в медицине используется аминолизин – кровезаменитель, который получается только кислотным гидролизом 3) питание больных после полостных операций. Ферментативный гидролиз – для этих целей чаще используется трипсин. Условия ферментативного гидролиза: поднятие температуры тела, несколько суток. Недостаток ферментативного гидролиза: 1) очень дорого 2) 36-370С 3) годен только для первичной структуры 4) стерильные 5) заселение вторичной микрофлоры. Качественные методы исследования глубины гидролиза, для этого используют цветные реакции. Биуретовая реакция + при наличии 2х и более пептидных связей – гидролиз пошел не до конца. Положительная Нингидриновая реакция (на свободные а/к) – гидролиз пошел до конца. Количественные методы исследования глубины гидролиза – Формольное титрование.

Наличие аминного азота в цельном белке 1-10% в неполном гидролизате 10-75%, в полном 70-90%, а в среднем 80%. Аминный азот входит в группу NH2 в альфа положение рядом с карбоксильной группой.


7. Аминокислоты являются структурной единицей белков. 20 а/к являются протеиногенными, они определяют разнообразие структуры белков, при строгой специфичность ее у каждого конкретного белка. Замена даже одной а/к может привести к развитию молекулярной болезни (замена глутаминовой кислоты на валин в структуре гемоглобина лежит в основе серповидно-клеточной анемии. Аминокислотный состав белка определяет заряд его молекулы и кислотно-основные свойства. Функциональные группы а/к формируют активный центр ферментов, играют важную роль в образовании фермент-субстратного комплекса и принимают участие в ферментативном катализе. Аминокислоты – производные карбоновых кислот, в которых атом водорода у альфа-углеродного атома замещен на аминогруппу (пропионовая кислотааланин). В структуру а/к входит радикальная группа, карбоксильная группа, альфа-углеродный атом и аминогруппа. Если аминогруппа расположена слева от хирального атома углерода, то эту а/к относят к L-ряду. Наиболее стабильной конформацией вторичной структуры белков является а-спираль (ее образует аланин, лейцин, тирозин, гистидин, валин, и не образуют серин, глутамат лизин, глицин). На основании особенностей строения радикальных групп все а/к делятся на три группы: 1)алифатические (нециклические а/к) а) моноаминомонокарбоновые а/к – глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин; оксиаминокислоты, содержащие ОН-группу – серин, треонин; а/к, содержащие амидную группу – аспарагин, глутамин; серусодержащие а/к – цистеин, митионин. в) моноаминдикарбоновые а/к – аспарагиновая и глутаминовая кислоты. с) диаминомонокарбоновые а/к – лизин, аргинин. 2) ароматические а/к, содержащие бензольное кольцо – фенилаланин, тирозин, триптофан. 3) гетероциклические а/к – гистидин, пролин.

На основе принципа 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 радикальными группами – аланин, валин, лейцин, фенилаланин, триптофан. 2) а/к с полярными, незаряженными радикальными группами – глицин, серин, треонин, цистеин, тирозин. 3) а/к с отрицательно заряженными радикальными группами – аспарагиновая и глутаминовая кислоты. 4) а/к с положительно заряженными радикальными группами – лизин, аргинин, гистидин.


8. Уровни структуры белка. Первичная структура белка: последовательность а/к в полипептидной цепи соединенные пептидной связью (ковалентная). Последовательность а/к, их количество, лежат в основе первичной структуры белка, в которой заложена информация о последующих уровнях структуры и биологических функциях белка. Вторичная структура белка: 1) а-спираль имеет жесткие параметры – правозакрученная спираль, шаг спирали между двумя витками 3,6 а/к, высота 0,54 нм, конформация повторяется через 5 витков или 18 а/к, многочисленные Н связи между группами NH и С-О от первой к четвертой а/к-те. 2) бета структура – слоисто-складчатая, удерживается водородными связями, пептидные цепи располагаются антипараллельно. 3) неупорядоченная нерегулярная структура – а+в структуры – 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 глобулярных белках – все три типа вторичных структур. Два типа связи в третичной структуре: 1) ковалентная – пептидная и дисульфидная 2) слабые связи – многочисленные водородные связи, ионные взаимодействия. Упаковка идет таким образом, что гидрофобные связи находятся ниже (по типу жирной капли) – легко разрываются при изменении рН, температуры, ионов. Четвертичная структура – это ассоциация 4х субъединиц, которые определенным образом ориентированны в пространстве относительно друг друга. Для того чтобы Нb удерживался в форме тетрамера возникают связи между одинаковыми полипептидными цепочками, а также между разными полипептидными цепочками. Субъединицы расположены в пространстве таким образом, что в центре Нb образуется центральная полость (впадина), в которой находятся 2,3-дифосфоглицириновая кислота. По мере присоединения кислорода к молекуле гемоглобина конформация четвертичной структуры меняется, при этом альфа цепи сближаются, бета расходятся, т.о. молекула Нb как бы дышит Присоединяется одна молекула кислорода к первой субъединице, что приводит к конформационным изменениям других субъединиц.


9. Классификация белков. По форме молекулы: 1) глобулярные – форма шара, хорошо растворимы в воде, имеет гидроксильную группу, окружена гидратной оболочкой (ферменты, гормоны, защитные 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 растворимы в воде, PI находится в щелочной среде) и гистоны (много лизина и аргинина, регулируют метаболическую активность генома) 3) проламины и глютелины – белки растительного происхождения – семена злаков, растворяются в водном растворе этанола, содержат 20% глутаминовой кислоты и 15% пролина 4) протеиноиды – белки костей, хрящей, волос, ногтей, не перевариваются под действием ферментов ЖКТ, имеют фибриллярную структуру, не растворяется в водных растворах, не пригодные для питания.

II – сложные – состоят из белковой (а/к) и небелковой части, они связаны ковалентно-гетерополярной или координационной связью 1) нуклеопротеиды – небелковой частью является нуклеиновая кислота, если это ДНК, дезоксирибонуклеиды, если РНК – рибонуклеины 2) фосфопротеиды – казеин, вителлин, вителлинин, фосвитин, овальбумин, ихтулин – осуществляют питание зародыша и новорожденного; фосфорная кислота связана сложной эфирной связью с белковой частью 3) гликопротеины – простерические группы представлены углеводами и их производными, которые прочно связаны с белковой частью, и гликозаминогликанами (гиалуроновая и хондроитинсерная кислоты); различают собственно гликопротеины (95% белка, 5% углеводный компонент – тиреотропный и фолликулостимулирующий гормон) и протеогликаны (5% белка, 95.5 гликозаминогликана) 4) Липопротеины – простерическая группа представлена липидом, входят в состав клеточной мембраны, митохондрий и микросом, а также присутствует в свободном состоянии в плазме крови; делятся на высокой плотности – ЛПВП (холестерин из тканей в печень), низкой – ЛПНП (холестерин в ткани), очень низкой – ЛПОНП и хилоникроны (транспортируют триглицериды). Связь между липидом и белком нековалентная. 5) металлопротеины – в активном центре нах-ся металл – ферритин, трансферрин, гемосидерин. 6) хромопротеины – состоят из белковой части и окрашенного небелкового компонента: а) флавопротеины – в качестве простерической группы – ФМН и ФАД б) ретинальпротеины – витамин А в) гемопротеины – небелковая часть – гем, различают ферментные (цитохромы, каталаза, пероксидаза) и неферментные (гемоглобин и миоглобин).


10. Нуклеопротеиды это сложные белки, которые состоят из белковой и небелковой части. Небелковая часть – простерическая группа, представленная нуклеиновой кислотой. В природе обнаружено два типа нуклеопротеидов, отличающихся друг от друга по составу, размерам, физико-химическим свойствам: дезоксирибонуклеопротеиды ДНП и рибонуклеопротеиды РНП. У РНП углевод представлен рибозой, у ДНП дезоксирибозой. ДНП локализованы преимущественно в ядре, а РНП в цитоплазме. Белковая часть ДНП представлена 5 классами гистонов, различающихся по размерам, а/к составу: Н1 – богатые лизином; Н2А – богатые аргинином и лизином; Н2В – умеренно богатые аргинином и лизином; Н3 – богатые аргинином; Н4 – богатые глицином и аргинином. В различных нуклеопротеидах количество нуклеиновой кислоты колеблется в пределах от 40 до 65%. В вирусных нуклеопротеидах 2-5% (вирус собачей мазайки РНК 2%). Выделение нуклеиновых кислот – фенольный метод – происходит денатурация белка, центрифугирование, водную среду осаждают на холоде, нуклеиновые кислоты выпадают в осадок.












11. Первичная, вторичная, третичная структура ДНК.

Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК – сложные высокомолекулярные соединения, которые состоят из нескольких компонентов более простого строения. В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содержат фосфорную кислоту, а также по два пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) оснований. ДНК: Н3РО4, Дезоксирибоза, Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин. Структурной единицей нуклеиновой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. Первичная структура нуклеиновых кислот – это последовательное 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 двух антипараллельных цепочек, закрученных вокруг одной и той же оси. Цепочки соединяются водородными связями которые образуются между азотистыми основаниями. Цепочки имеют противоположную полярность, т.е. у одной цепочки направление 5’ к 3’, а у другой 3’ к 5’. Спираль ДНК закручивается вправо, общий виток 3,4нм, расстояние между цепочками 2нм. Основой структурной организации ДНК составляет принцип комплементарности – аденин соединяется с Тимином, цитозин с гуанином. Третичная структура – двойная спираль ДНК на некоторых участках может подвергаться дальнейшей спирализации с образованием суперспирали или открытой кольцевой формы, что часто вызвано ковалентным соединением их открытых концов. Суперспиральная структура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме: вместо 8 см в вытянутой форме ДНК укладывается в 5 нм. Суперспирализация ДНК может быть нарушена разрывом в одной из цепей или обеих цепях двойной спирали под действием ДНКазы.

Биологическая роль ДНК: 1) хранение и передача генетической информации о структуре белка. 2) способна к репликации (самоудваению). 3) способна к репарации (восстановление поврежденной структуры). 4) Участвует в транскрипции (в синтезе мРНК). ДНК находится в ядре, в митохондриях.


12. Первичная, вторичная, третичная структура РНК. Типы РНК. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК – сложные высокомолекулярные соединения, которые состоят из нескольких компонентов более простого строения. В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содержат фосфорную кислоту, а также по два пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) оснований. РНК: Н3РО4, Рибоза, Аденин, Гуанин, Цитозин, Урацил. Структурной единицей нуклеиновой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компонентов: азотистого основания, углевода и фосфорной кислоты. Первичная структура нуклеиновых кислот – это последовательное расположение нуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК или РНК. Между нуклеотидами имеется 3’,5’-фосфодиэфирная связь.

РНК - это одинарная полинуклеотидная цепочка, содержится в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях. Три вида РНК: 1) Матричная или информационная – мРНК – 2-3%. Синтезируется в ядре на матрице ДНК, вступает в рибосому, на ней происходит синтез белка. 2) Рибосомальная – рРНК – 80-85%. Находится в двух субъединицах рибосом 50S и 30S у прокариот, и 60S и 40S у эукариот, выполняет структурную функцию. 3) Транспортная – тРНК – 16%. Переносит а/к к месту синтеза белка – рибосоме. Вторичная структура 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 нуклеотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплиментарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей включение в белковую молекулу определенной а/к-ты. Третичная структура – т-РНК отличается большой компактностью, образованной за счет складывания различных частей молекулы. м-РНК и т-РНК при физиологических значениях рН среды, ионной силы и t создаются условия для образования множества участков с двойной спиралью с дальнейшим формированием комплементарных участков, определяющих в известной степени жесткость их третичной структуры.


13. Гликопротеиды - простерические группы представлены углеводами и их производными, которые прочно связаны с белковой частью (через аспарагин, сери, треонин) и гликозаминогликанами (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 мономера либо гликозамина, либо галактозамина, а также D-глюкуроновая или L-идуроновая кислоты.

ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.

Различают 7 классов ГАГ: 1) гиалуроновая кислота – распространена в почках, стекловидном теле, синавиальной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против проникновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хондроэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соединенных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом количество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилированным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучных клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков серной кислоты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет липиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на гепарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз увеличивается на 1ну молекулу углевода.


14. Хромопротеиды – это сложные белки, которые состоят из белкой части и связанного с ней окрашенного небелкового компонента, откуда и произошло их название от греч chroma – краска. Хромопротеиды наделены рядом уникальных биологических функций: они участвуют в таких фундаментальных процессах жизнедеятельности, как дыхание клеток и целостного организма, транспорт кислорода и углекислого газа, ОВР, свето- и цветовосприятие. Хромопротеиды делятся на: а) флавопротеины – в качестве простерической группы – ФМН и ФАД б) ретинальпротеины – витамин А в) гемопротеины – небелковая часть – гем, различают ферментные (цитохромы, каталаза, пероксидаза) и неферментные (гемоглобин и миоглобин). Нb у мужчин 130-160, у женщин 115-140 гр/л. Функции Нb: 1) доставка кислорода к тканям. 2) Транспорт из тканей СО2 – реализуется белковым компонентом гемоглобина, в результате образуется карбаминогемоглобин. 3) поддержание постоянства рН, входит в состав гемоглобиновой буферной системы, работает в тесном контакте с бикарбонатной буферной системой. 4) антитоксическая функция – нейтрализация СО – реализуется небелковым компонентом и образуется карбоксигемоглобин. 5) гемоглобин в форме метгемоглобина нейтрализует цианиды с образованием цианометгемоглобина. первичная структура – последовательность а/к-т в полипептидной цепи. Нb состоит из 4 субъединиц, каждая из них состоит из гема который соединен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Т.О. Нb представляет собой 4 гема и 4 полипептидные цепочки, которые попарно одинаковые.


15. Заменимые и незаменимые а/к. Белковый минимум, азотистый баланс. Белки нужны не только растущему, но и сформировавшемуся организму. Белок – это составной компонент пищи. Белковое питание должно быть полноценным: 1) достаточное кол-во незаменимых а/к (аргинин и гистидин – условнонезаменимые, незаменимые - изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин, валин), их человек должен получать из вне с пищей. При недостатке незаменимых а/к наблюдается потеря в весе, склонность к заболеваниям; дефицит метионина, триптофана – анемия, потемнение роговицы. 2) белки должны усваиваться – например не все белки злаков усваиваются (полноценно – яйца, мясо). В сутки взрослому человеку необходимо 100-120 гр/сут, это где-то 1,5 гр на кг веса – это белковый оптимум. Коэффициент изнашивания – кол-во 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 (физиологический) минимум для азотистого равновесия это 2 коэффициента изнашивания = 50 гр/сут белка (в покое). 2 белковых минимума – суточная норма белка. Норма белка зависит от пола, возраста, профессии (130-150), климата, увеличивается при беременности, лактации, некоторых заболеваниях. У детей 3,5гр/сут, 1 год 2,5гр/сут. В нашем организме существует равновесие между скоростями синтеза и распада белка. В растущем организме скорость синтеза преобладает над скоростью распада.

Азотистый баланс – отношение между введенным с пищей азотом к азоту мочи и кала г/сут. АБ используют в клинической практике для оценки обеспеченности больного белковой пищей. Азотистое равновесие – количество азота, теряемое организмом равно количеству получаемого азота с пищей. NПИЩИ=NМОЧИ+NКАЛА – состояние здорового взрослого человека, который находится на полноценной диете. «+» АБ – NПИЩИ>NМОЧИ+NКАЛА – количество выводимого из организма азота меньше количества азота, введенного с пищей – молодой растущий организм, женщины во время беременности (синтез преобладает над распадом), при выздоровлении, нарушение мышечной массы. «-» АБ – NПИЩИМОЧИ+NКАЛА – количество выделяемого азота превышает количество азота, поступающего в течении суток – при голодании, тяжелых заболеваниях.


16. Переваривание белков в ЖКТ – сложный этапный процесс, где путем последовательного действия протеолитических ферментов белки распадаются до свободных а/к, 95% всасываются в кишечнике, а 5% подвергается гниению в толстом кишечнике под действием бактериальной флоры. Белки перевариваются под действием желудочного, панкреатического и кишечного соков. рН желудочного сока 1,5-2,5, это рН оптимум для пепсина, он гидролизует пептидные связи, образованные аминогруппами ароматических а/к. HCl: 1) набухание и денатурация белков – нативный денатурирующий агент. 2) оказывает бактерицидное действие. 3) создает оптимальное рН для ферментов. 4) активирует пепсиноген в пепсин в 2е стадии: а) частичный протеолиз б) аутокатализ. Ренин катализирует свертывание молока (у детей), т.е. превращение растворимого казеиногена в нерастворимый. Панкреатический сок – действует трипсин (укорочение полипептидной цепи, гидролиз связи между аргинином и лизином, активируется энтерокиназой), химотрипсин (активируется трипсином), эластаза и коллагеназа (разрыв между глицином и аланином). Кишечный сок – ди- и три-аминопептидазы (лейцинаминопептидаза, 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 влиянием гнилостных бактерий. Обезвреживание ядовитых продуктов.

5% свободных а/к подвергаются гниению в толстом кишечнике под действием бактериальной флоры. В кишечнике образуются ядовитые продукты распада а/к – фенол, индол, крезол, скатол, сероводород, метилмеркаптан, а также нетоксичные для организма соединений – спирты, амины, жиры, кетокислоты, оксикислоты. 1) при десульфировании серосодержащих а/к – цистеина и метионина, образуется Н2S и метилмеркаптан СН3SH – реакция 1. 2) при декарбоксилировании орнитина образуется амин-путресцин, при лизина – кодаверин – р2. 3) дезаминирование: а) окислительное, с образованием альфа-кетокислоты – р3 б) гидролитическое, с образованием оксикислоты р4. в) восстановительное, с образованием жирной кислоты – р5 г) внутримолекулярное, с образованием непредельной кислоты – р6 4) укорочение боковой цепи у аромтических а/к – р7 – триптофан  скатол  индол тирозин  крезол  фенол.

После всасывания ядовитых продуктов обмена (крезола, фенола, скатола, индола) они через воротную вену попадают в печень, где они подвергаются обезвреживанию путем связывания с серной или глюкуроновой кислотой с образованием нетоксичных парных кислот, которые выделяются с мочой. Катализируют реакции ФАФС – 3-фосфоаденозин-5-фосфосульфат и УДФГК – уридиндифосфоглюкуроновая кислота.

Индол  индоксил  индоксилсерная кислота  животный индикан.


18. Основные пути использования а/к после всасывания. Синтез креатина. Свободные а/к после всасывания в кишечнике участвуют в процессах анаболизма и катаболизма. Анаболизм направлен на синтез 1)тканевых белков, белков плазмы крови, на синтез защитных и транспортных белков, 2) пептидов, таких как глутатион, кот. участвует в ок.вос. реакциях, окситоцин, вазопрессин 3) заменимых а/к 4) азотсодержащих соединений небелковой природы – пурины и пиримидины- ФАД- кофактор ферментов оксидоредуктаз (НАД и НАДФ), креатинин, кот участвует в процессах мышечного сокращения, гем, биогенные амины ( адреналин, норадреналин, гистамин, ГАМК) 5) на синтез углеводов – глюкогенные а/к 6) липидов – кетогенные а/к. В процессах катоболизма а/к распадаются до конечных продуктов обмена CO2 H2O NH3, кот. превращается в мочевину и выводится с мочой. При реакциях катоболизма выделяется энергия, образование АТФ.

Биосинтез креатина протекает в две стадии в почках, в печени, в поджелудочной железе. Из печени с током крови креатин поступает в мышечную ткань, где фосфорилируясь превращается в креатинфосфат (который после дефосфорилирования превращается в креатинин, выделяющийся с мочой), участвует в химических процессах связанных с мышечным сокращением, источник энергии АТФ.


19. Биосинтез белков. Роль нуклеиновых кислот.

В молекуле ДНК углевод представлен дезоксирибозой, а в молекуле РНК рибозой. ДНК и РНК содержат фосфорную кислоту, а также по два пуриновых (аденин, гуанин) и пиримидиновых (цитозин, урацил, тимин) оснований. ДНК: Н3РО4, Дезоксирибоза, Аденин, Гуанин, Цитозин, Тимин. РНК: Н3РО4, Рибоза, Аденин, Гуанин, Цитозин, Урацил.

Структурной единицей нуклеиновой кислоты является нуклеотид. Они состоят из трех компонентов: 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 полярность, т.е. у одной цепочки направление 5’ к 3’, а у другой 3’ к 5’. Спираль ДНК закручивается вправо, общий виток 3,4нм, расстояние между цепочками 2нм. Основой структурной организации ДНК составляет принцип комплементарности – аденин соединяется с Тимином, цитозин с гуанином. Биологическая роль ДНК: 1) хранение и передача генетической информации о структуре белка. 2) способна к репликации (самоудваению). 3) способна к репарации (восстановление поврежденной структуры). 4) Участвует в транскрипции (в синтезе мРНК). ДНК находится в ядре, в митохондриях. РНК - это одинарная полинуклеотидная цепочка, содержится в ядре, цитоплазме, рибосомах, митохондриях. Три вида РНК: 1) Матричная или информационная – мРНК – 2-3%. Синтезируется в ядре на матрице ядра, вступает в рибосому, на ней происходит синтез белка. 2) Рибосомальная – рРНК – 80-85%. Находится в двух субъединицах рибосом 50S и 30S у прокариот, и 60S и 40S у эукариот, выполняет структурную функцию. 3) Транспортная – тРНК – 16%. Переносит а/к к месту синтеза белка – рибосоме. Вторичная структура 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 нуклеотидов (триплет), называемая антикодоном, которая оказывается комплиментарной тринуклеотидной последовательности мРНК (кодону), кодирующей включение в белковую молекулу определенной а/к-ты. Сначала происходит репликация ДНК - это процесс при котором информация, закодированная последовательностью нуклеотидов, родительской ДНК с абсолютной точностью передается дочерней ДНК;

Биосинтез РНК – транскрипция – процесс считывания генетической информации с ДНК, при котором нуклеотидная последовательность ДНК кодируется в виде нуклеотидной последовательности РНК. В основе лежит принцип комплиментарности – консервативный процесс – синтезируется новая одноцепочная РНК Процессинг – созревание РНК. образование КЭП на 5’-конце, участвует в присоединение к рибосоме. на 3’-конце образуется 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 последовательностью нуклеотидов, родительской ДНК с абсолютной точностью передается дочерней ДНК; процесс идет в направлении 5’-3’ в S-фазу клетки. Источником энергии служит нуклеозидтрифосфаты с дезоксирибозой. Отщепляется пирофосфорная кислота, которая разлагаясь пирофосфатазой дает дополнительную энергию. Репликация ДНК проходит по полуконсервативному механизму, при этом одна материнская нить дает новую дочернюю нить. Этапы репликации: 1) инициация. 2) элонгация. 3) терминация. Инициация – происходит образование репликативной вилки, формирование праймосомы, синтез праймера. Топоизомераза I и инициирующий белок DnаА обнаруживают места начала репликации по ориджинам (определенная последовательность нуклеотидов).Топоизомераза I и II (ДНКгераза у прокариот) снимают суперспирализацию. Репликативная вилка – это та часть молекулы ДНК, которая уже расплелась в данный момент и служит матрицей для синтеза дочерней ДНК. Репликативная вилка перемещается вдоль молекулы ДНК (у эукариот много РВ, это ускоряет этот процесс). В репликативной вилке на одной нити ДНК формируется праймосома – комплекс из 20 полипептидов (хеликаза, SSB белки, праймаза и др.). n’-белок передвигает праймосому по нити ДНК, используя энергию АТФ. Хеликазы Rep и DnaB – движутся в оду сторону, разрывая водородные связи, гидролизуя АТФ. SSB-белки распрямляют нити ДНК и не дают им снова переплестись и образовать петли. Праймаза (РНКДНК-полимераза) – синтезирует праймер – это РНК-затравка. На нити 3’-5’ праймер образуется только один раз – на лидирующей цепочке, на нити 5’-3’ он образуется многократно (на 3’-конце будет свободная ОН-группа). Роль праймера: 1) ДНК-полимераза нечуствительна к репликативной вилке, а праймаза чувствительна. 2) Для активации ДНК-полимеразы необходима затравка со свободной 3’ОН-группой, которую и предоставляет праймер. 3) Удаление праймера служит сигналом для проверки правильности включения нуклеотидов в дочернюю цепь ДНК-полимеразы. Элонгация – осуществляется синтез дочерней ДНК. Основной фермент ДНКполимеразаIII, который присоединяет нуклеозидтрифосфаты с дерибозой к 3’ОН-группе, при этом выделяется пирофосфорная кислота, которая пирофосфатазой расщепляется на две молекулы фосфорной кислоты, что делает процесс необратимым. Отборка нуклеотидов осуществляется 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. проявляет экзонуклеазную активность. Т.О. репликация осуществляется ДНК-полимеразой III – основной фермент синтеза на нити 5’-3’ (запаздывающая цепь) – фрагменты Оказаки – каждый фрагмент включает в себя праймер и участок вновь синтезированной ДНК. ДНК-полимераза III осуществляет синтез 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 праймер – вырезает нуклеотид с рибозой, а с дезоксирибозой. ДНК-лигаза сшивает короткие разрывы. ДНК-полимераза III работает в 60 раз быстрее чем ДНК-полимераза I. ДНК-полимераза II принимает участие в процессах репарации. Все виды ДНК-полимераз I II III встречаются у бактерий, у эукариот они обозначаются буквами греческого алфавита: ДНК-полимераза альфа – отвечает за синтез запаздывающей цепи фрагментами Оказаки, т.к. одна из субъединиц обладает праймазной активностью. ДНК-полимераза бета – участвует в процессе репарации ДНК и удаляет праймер. ДНК-полимераза гамма – синтез мДНК. ДНК-полимераза Б – синтез лидирующей цепи ДНК. ДНК-полимераза ипсилон – работает или с альфа, или с Б ДНК-полимеразой, участвует в репарации, заменяет участок на новый.

В процессе элонгации переписывается вся ДНК (экзоны и интроны), отделяются праймеры. Процесс заканчивается формированием дочерней цепи ДНК. Терминация наступает когда встречаются репликативные вилки и исчерпана ДНК матрицы. Клетка выходит из S-фазы и активность ферментов падает и остается на низком уровне до следующей репликации. Реплицированный хроматин метится с помощью метилаз (метилирование). Значение метилирования: 1) защита собственной ДНК от воздействия рестиктаз. 2)Метилированные участки служат для узнавания специфическими регуляторными белками – горячими точками мутогенеза: метилированный Ц – NH3  Т.

Типы повреждения ДНК:1) повреждение затрагивающее отдельные нуклеотиды: 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) спонтанное дезаминирование: аденин – NH3 в присутствии воды  гипосантин. Цитозин  урацил. Гуанин  сантин. В) делеция (вставка) нуклеотидов. Г) включение основания аналога. Д) алкинирование азотистого основания. 2) Повреждение затрагивает пары нуклеотидов, что приводит к образованию пиримидиновых димеров (сшивок). 3)Разрывы цепей под действием ионизирующей радиации.

Механизм фотореактивации под влиянием видимого света происходит активация фермента фотолиазы, которая действует на тиминовые димеры, связь между ними разрушается и образуется тимин. Эксцизионная репарация – осуществляется комплексом ферментов. В одну из двух нитей встроено не то азотистое основание, его обнаруживает фермент N-гликозилаза. Эндонуклеаза делает разрез, а экзонуклеаза вырезает десятки нуклеотидов. ДНК-полимераза I ресинтезирует участок разрушенной ДНК в направлении 5’-3’, подбирая правильные нуклеотиды по правилу комплиментарности. ДНК-лигаза сшивает оставшийся разрыв.

Процессы репарации: 1) пигментная ксеродерма – нарушена световая репарация, поэтому у людей повышена чувствительность к ультрафиолету, что приводит к раку кожи и к летальному исходу. 2) анемия Данкони (Фанкони) – наблюдается снижение образования всех форменных элементов крови  неустойчивые лейкоциты, гемолиз эритроцитов, трансформация скелета. Нарушена репарация повреждений от химических мутогенов. 3) Атаксия или ангиэктазия – повышенная чувствительность к гаммаизлучению, нет фермента гаммаэндонуклеазы, развиваются кожные пятна и мозжечковые расстройства. 4) прогерия – ребенок рождается как старичок, его кожа быстро стареет и сморщивается. Все случаи сопровождаются развитием опухолей.


21. Транскрипция, генетический код, процессинг РНК.

Биосинтез РНК – транскрипция – процесс считывания генетической информации с ДНК, при котором нуклеотидная последовательность ДНК кодируется в виде нуклеотидной последовательности РНК. Используется в качестве энергии и субстрата – нуклеозид-3-фосфат с рибозой. В основе лежит принцип комплиментарности – консервативный процесс – синтезируется новая одноцепочная РНК во время всей интерфазы, начинается в определенных участках – промоторах, заканчивается в терминаторах, а участок между ними – оперон (транскриптон) – содержит один или несколько функционально связанных генов, иногда содержит гены которые не кодируют белки. Отличия транскрипции: 1) транскрибируются отдельные гены. 2) не требуется праймера. 3) в РНК включается рибоза, а не дезоксирибоза.

Этапы транскрипции: 1) связывание 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 промотор (40 нуклеотидных пар) – имеет сайт узнавания, прикрепления, инициации. РНК-полимераза узнав промотора садится на него и образуется закрытый промоторный комплекс, в котором ДНК спирализовано и комплекс может легко диссоциировать и переходить в открытый промоторный комплекс – связи прочные, азотистое основание выворачивается наружу.

2 этап – инициация синтеза РНК заключается в образовании нескольких звеньев в цепи РНК, синтез начинается на одной цепи ДНК 3’-5’ и идет в направлении 5’-3’. Стадия заканчивается отделением б-субъединицы.

3 этап – элонгация – удлинение 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 цепочке ДНК, а после восстановление цепочки ДНК. У эукариот когда РНК достигает 30 нуклеотидов на 5’-конце образуется защитная структура КЭП.

4 стадия – терминация – происходит 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 пирофосфат ингибировал ро белок, т.к. фермент остановился (шпилька) прекратился синтез фосфорной кислоты. Ро белок активируется и проявляет нуклеозидфосфатазную активность, что приводит к высвобождению РНК, РНК-полимеразы, которая в дальнейшем объединяется с субчастицей.

Процессинг – созревание РНК. Включает в себя: 1) образование КЭП на 5’-конце, участвует в присоединение к рибосоме. 2) на 3’-конце происходит полиаденилирование и образуется хвост из ста-двухсот адениловых нуклеотидов, он защищает ‘-конец от действия нуклеаз и помогает проходить через ядерные поры и играет роль в присоединение к рибосоме. 3) сплайсинг – вырезается не кодирующие последовательности – интроны. Это происходит двумя путями: а) осуществляется сплайсосомой – это нуклеопротеид, содержащий ряд белков и малую ядерную РНК. В начале происходит выпетливание интронов, при этом остаются только кодирующие последовательности – экзоны. Ферменты эндонуклеазы разрезают, а лигазы сшивают оставшиеся экзоны. Т.О. интроны уходят. Альтернативный сплайсинг – на одной последовательности нуклеиновой кислоты РНК образуют несколько белков. Самосплайсинг – самостоятельное удаление интронов. Нарушение сплайсинга: 1) системная красная волчанка. 2) фенилкетонурия. 3) гемоглобинопатия. Матричная РНК прокариот не подвергается процессингу, т.к. у них не интронов. Процессинг тРНК. Предшественник тРНК расщепляется и отщепляется нуклеотид 5’-3’ Q P. К 3’-концу присоединяется последовательность ССА с ОН-группой, на 5’ конце фосфорилированое пуриновое основание. Дугидроуридиновая петля – АРСаза. Процессинг рРНК. Предшественник рРНК – прорибосомальная РНК 45S синтезируется в ядрышке и подвергается действию рибонуклеаз и образуется 5,8S 18S 28S. Они на 70% спирализуются. рРНК играет роль в формировании рибосомы и участвует в каталитических процессах. Субъединица формируется из рРНК в ядре. Малая субъединица 30S, большая субъединица 50S и образуется рибосома 70S у прокариот, у эукариот 40S + 60S = 80S. Формирование рибосом происходит в цитоплазме.

Участки рибосом для связывания РНК: 1) в малых субъединицах, у которых есть последовательность Шайна-Далгорна мРНК 5’ГГАГГ3’ 3’ЦЦУЦЦ5’. Матричная РНК крепится к малой субъединице. У эукариот КЭП-связывающий участок для мРНК. Участок для связывания с тРНК: а) Р-участок – пептидильный центр для связывания мРНК с растущей пептидной цепью – пептидил-тРНК-связывающий. б) А-участок – для связи тРНК с аминокислотой – аминоацильный участок 2) В большой субъединице Е-участок с пептидилтрансферазной активность.

Обратная транскрипция характерна для ретровирусов или вирусы содержащие РНК – вирус ВИЧ-инфекции, онковирусы.

На цепочке РНК происходит синтез ДНК под действием фермента обратной транскриптазы или ревертазы, или ДНКРНК-полимераза. Внедряясь в клетку хозяина происходит синтез ДНК, в которая встраивается в ДНК хозяина и начинается транскрипция своих РНК и синтез собственных белков.

Генетический код, его характеристика. Генетический код – это нуклеотидная последовательность молекулы рРНК в которой имеются кодовые слова для каждой аминокислоты. Он заключается в определенной последовательности расположения нуклеотидов в молекуле ДНК.

Характеристика. 1) генетический код триплетный – т.е. каждая а/к-та зашифрована тремя нуклеотидами. 2) генетический код для а/к является вырожденным или избыточным – подавляющее большинство а/к кодируется несколькими кодонами. Всего 64 триплета образуется, 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, выполняют функцию терминации синтеза. 3) Генетический код является непрерывным, отсутствуют знаки препинания, т.е. сигналы, указывающие на конец одного триплета и начала другого. Код является линейным, однонаправленным, непрерывным. Например - АЦГУЦГАЦЦ. 4) кодоном включения синтеза служит триплет АУГ. 5) Генетический код является универсальным.


22. Трансляция – биосинтез белка. Этапы трансляции: 1) инициация. 2) элонгация. 3) терминация. Инициация – происходит активация а/к.

Инициирующая аатРНК будет взаимодействовать с 1 а/к будущего белка только карбоксильной группой, а 1 а/к может давать на синтез только NH2 группу, т.о. синтез белка начинается с N-конца.

Сборка инициирующего комплекса на малой субчастице. Факторы: 30S мРНК фомилметионил тРНК IF 123 Mg2+ ГТФ – источник энергии

Нагруженная факторами инициации малая субъединица находит на мРНК старт кодон АУГ или ГУГ и по нему устанавливается рамка считывания, т.е. старт кодон помещается в Р-участок. К нему подходит формлметионил тРНК, что сопровождается высвобождением фактора IF 3, затем присоединяется большая субъединица и высвобождается IF 1 и IF2, происходит гидролиз 1ГТФ и образуется рибосома. Элонгация – рабочий цикл рибосомы. Включает в себя три шага: 1) связывание аатРНК с А-участком т.к. занят Р-участок– нужны факторы элонгации EF-TU, EF-TS и ГТФ.. 2) транспептидирование Е-участок перебрасывает а/к и образуется пептидная связь. Факторы элонгации у прокариот: EF-TU, EF-TS, EF-G. 3)Транслокация – сначала EF-G деацилированная тРНК Р-участка покидает рибосому, 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 из факторов терминации, который блокирует элонгацию, что сопровождается активацией эстеразной активности пептидилтрансферазы участка Е. Происходит гидролиз сложных эфирных связей между пептидом и тРНК, рибосома покидает пептид, тРНК и диссоциирует на субъединицы, которые потом могут быть использованы.

Формирование структуры происходит одновременно с помощью белков-шаперонов – белки теплового шока. На синтез одной пептидной связи расходуется 1АТФ на аминоацилирование тРНК (присоединение аминокислоты), 1ГТФ на связь аатРНК с А-участком и 1ГТФ на транслокацию. Затрата энергии около 4 макроэргических связей на синтез одной пептидной связи.


23. Лактозный оперон. Регуляция репликации осуществляется с помощью концентрации белка Dna и гуанозинтетрафосфата. Основная регуляция экспрессии генов осуществляется на уровне транскрипции (зависит от стадии развития клетки, всех факторов, действия гормонов и других регуляторных компонентов). В разных клетках тканей только 5% генов экспрессируется, 97% молчат – мусорные ДНК – регуляторы транскрипции это хрономеры и ряд регуляторных последовательностей. Если присоединение белка-регулятора к ДНК вызывает транскрипцию, то это позитивная (+) регуляция, если подавление транскрипции – негативная (-) регуляция. Позитивная регуляция – 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, идет синтез РНК, если присоединяется белковый фактор регуляции (ингибитор или репрессор синтеза белка)Д ген выключается. Многие гормоны и другие факторы влияют на присоединение белка регулятора. Лактозный оперон E. Coli – негативная регуляция. Основные элементы его работы: в молекуле ДНК – участок регулятор, промотор, про-оперон и три структурных гена: лаг 1, лаг 2, лаг 3 и терминатор. Лаг 1 – осуществляет синтез фермента лактазы или бета-галактозидазы. Лаг 2 – фермент пермиаза, участвует в транспорте лактозы через мембрану. Лаг 3 – фермент трансацилаза. Регулятор – синтез мРНК на рибосоме, ведет к образованию белка репрессора, он присоединяется к оператору (т.к. имеет сродство), садится на него, а т.к. участки промотора и оперона перекрываются – РНК-полимераза не может присоединиться к промотору и транскрипция выключается. Глюкоза и галактоза обеспечиваю 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 процесс – индукция – форма негативной регуляции, называемая так потому, что транскрипция прекращается из-за присоединения репрессора и его отщепление приводит к началу синтеза. Позитивная регуляция – ТАТА фактор – имеет сходство к участку ТАТА-бокс. ТАТА фактор садится на ТАТА-бокс – сигнал для РНК-полимеразы для узнавания своего промотора, села на него и начала транскрипцию рядом расположенных генов. У прокариот преоблалает негативная регуляция, для эукариот это не выгодно. Участки-энхансеры (усилители транскрипции) + белок-регулятор приводит к усилению транскрипции. Саинсеры + белок-регулятор  выключает транскрипцию и изменяет структуру хромосом.






























24. Дезаминирование, трансаминирование, декарбоксилирование.

В тканях происходит только окислительное дезаминирование а/к, при этом происходит отщепление аминогруппы и выделяется аммиак.

Прямое окислительное дезаминирование – под действием глутаматдегидрогеназы (кофермент НАД) глутаминовая кислота превращается в альфакетоглутарат 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 кислоту.

Оксидаза L а/к имеет оптимум активности при рН = 10, а в тканях около 7, поэтому она не активна. Оксидаза D а/к имеет оптимум активности при рН = 7, но ее субстратом являются D а/к, кот в тканях очень мало.

Трансаминирование а/к – обратимая реакция межмолекулярного переноса аминогруппы от а/к на альфа-кетокислоту без промежуточного образования аммиака, протекает при участии специфических ферментов трансаминаз. На первой стадии у аминокислоты отщепляется NH2 группа, которая передается на перидоксальфосфат, в результате чего образуется перидоксаминфосфат. На второй стадии перидоксаминфосфат реагирует с любой другой альфа-кетокислотой, что приводит к синтезу новой а/к-ты и освобождению перидоксальфосфата. Большое значение имеют две трансаминазы: аланин-аминотрансфераза (АлАТ) и аспартат-аминотрансфераза (АсАТ).

Декарбоксилирование аминокислот - процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2, эта реакция необратима, реакцию катализируют декарбоксилазы, у которых простерическая группа представлена пиридоксальфосфатом. В тканях происходит декарбоксилирование тирозина, триптофана, валина, серина, гистидина, цистеина, аргенина, орнитина, альфа-аминомалоновой кислоты, 5-окситриптофана, глутаминовой кислоты и др.

Известно четыре типа декарбоксилирования аминокислот: 1) альфа-декарбоксилирование – от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с альфа-углеродным атомом. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины 2) w-декарбоксилирование, свойственное микроорганизмам, из аспарагиновой кислоты образуется альфа-аланин 3)декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования - образуется альдегид и новая аминокислота, соответствующая исходной аминокислоте 4)декарбоксилирование, связанное с реакцией конденсации двух молекул. Эта реакция в тканях животных осуществляется при синтезе сигма-аминолевулиновой кислоты из глицина и сукцинил-КоА, и при синтезе сфигнолипидов, а также у растений при синтезе биотина.

В тканях с высокой скоростью протекает декарбоксилирование гистидина под действием специфической декарбоксилазы и образуется гистамин.

Гистамин обладает сосудорасширяющим действием на кровеносные сосуды. При декарбоксилировании 5-окситриптофана под действием ароматических а/к-т образуется серотонин и СО2. Из тирозина образуется 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА). При декарбоксилировании ДОФА под действием декарбоксилазы ароматических а/к образуется дофамин и СО2.


25. Связь трансаминирования и дезаминирования. Непрямое дезаминирование.

Непрямое окислительное дезаминирование в тканях.

Включает в себя 2 реакции в ходе которых участвуют 2 различных фермента. Любая а/к подвергается трансаминированию, она реагирует с альфакетоглутаровой кислотой под действием трансаминазы В6(пиридоксальфосфат который в процессе реакции обратимо превращается в перидоксаминфосфат) и образуется глутаминовая кислота и соот. кетокислота. Глутамат под действием глутаматдегидрогеназы превращается в альфакетоглутарат и выделяется аммиак.

26. Образование и обезвреживание аммиака в организме. Биосинтез мочевины. Аммиак образуется при распаде пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, окислительном дезаминировании аминокислот в тканях, дезаминирование биогенных аминов.

Орнитиновый цикл мочевинообразования – основной механизм обезвреживания аммиака в организме. Мочевина является главным конечным продуктом белкового обмена, она синтезируется в печени.

На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение – карбамоилфосфат. На втором этапе происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитрулина. Далее цитрулин взаимодействует с аспартатом и образуется аргининосукцинат, который под действием аргининосукцинат-лиазы распадается на фумарат и аргинин, который под действием аргиназы расщепляется на мочевину и орнитин.


27. Процессы образования конечных продуктов обмена простых белков.

Аминокислота R-CH-NH2-COOH окисляется до NH3 (обезвреживается и превращается в мочевину, которая выводится с мочой) и R-C=O-COOH  CO2 + R- COOH  бета окисление до АцКоА  ЦТК  АТФ + Н2О + СО2


28. Обмен тиоаминокислот.

Обмен метионина – незаменимая а/к, 1) синтез белков, синтез цистеина, 2) является донором SH группы, 3) активная форма метионина – S адгенозилметионин, участвует в реакциях метилирования: синтез креатина, фосфатидилхолина, карнетина, адреналина, ДНК.

Метионин+АТФS-аденозилметионин (активная форма метионина, донор СН3)  S-аденозилгомоцистеин + Н2О  (аденозин) гомоцистеин + серин  цистатионин + Н2О под действием цистатиониназы  (цистеин) + гомосерин  сукцинилКоА  ЦТК. Серин – источник углеродного скелета в синтезе цистеина. Цистатиониназа у новорожденных неактивна, по этому у них цистеин незаменимая а/к.

Обмен цистеина - заменимая а/к, 1)синтез белков. 2) участвует в формировании третичной структуры белков, формирует дисульфидные связи. 3) SH группа цистеина часто входит в состав активных центров ферментов. 4) из цистеина синтезируются тиоэтиламин, таурин, входят в состав глутатиона.




29. Обмен фенилаланина, тирозина и триптофана. Фенилкетонурия и алкаптонурия. Фенилаланин – незаменимая а/к, которая поступает с пищей, используется на синтез тканевых белков. Основной путь распада идет через тирозин, который в свою очередь распадается на фумарат и ацетоацетат  2АцКоА  ЦТК.

Распад фенилаланина и тирозина до конечных продуктов. Фенилаланин в реакции гидроксилирования под действием гидроксилазы, кофактор ВН4 – тетрагидробиотерин превращается в тирозин, из которого в дальнейшем образуется гомогентизиновая кислота, которая превращается в малеилацетоуксусную кислоту, а потом в фумарилацетоуксусную кислоту, которая распадается на фумаровую кислоту и ацетоуксусную кислоту.

Наследственное нарушение распада фенилаланина и тирозина: 1) ФКУ – фенилаланинкетонурия – 2 формы. А) классическая ФКУ. Б) ФКУ в результате дефицита кофактора ВН4 (встречается в 2%). Причина классической ФКУ – врожденная недостаточность фермента фенилаланингидроксилазы в печени, нарушается основной путь распада фенилаланина через тирозин. У большинства наблюдается повышенное содержание в крови и моче фенилаланина и его метаболитов. Фенил ПВК – оказывает токсическое действие, тормозит транспорт через мембрану внутрь клеток, это нарушает синтез белков и нейромедиаторов нервной ткани, у детей наблюдается умственная отсталость. Характерный признак ФКУ – специфический запах плесени (мышиный) от мочи и пота ребенка.

Диагностика ФКУ: 1) экспресс метод определяет фенил ПВК в моче с FeCl3, наблюдается образование продукта зеленого цвета (тест проводят на пеленке). 2) определение концентрации фенилаланина и его метаболитов в крови и моче. При заболевании фенилаланина в крови в 15 раз больше нормы. 3) тест на дефицит кофактора ВН4. Лечение ФКУ: 1)диетотерапия – используют смеси со сниженным содержанием фенилаланина.

2) Алкаптонурия причина – врожденная недостаточность фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты, накопление этой кислоты в организме, она выводится с мочой, которая на воздухе темнеет, т.к. образуется полимер черного цвета – алкаптон. С возрастом гомогентизиновая кислота накапливается в соединительной ткани, наблюдается охроноз – потемнение ушных раковин, носа, щек и других мест.

У 50% больных наблюдается артрит, т.к. гомогентизиновая кислота тормозит синтез коллагена.

Синтез катехоламинов из тирозина– дофамин, норадреналин, адреналин – синтезируются в нейронах и в мозговом веществе надпочечников. НА и дофамин являются нейромедиаторами. АД – гормон стресса – увеличивает ЧСС, АД, участвует в активном гликогенолизе и липолизе (с образованием энергии). Синтез меланина происходит в меланоцитах из тирозина. Наследственное нарушение синтеза меланина: 1)альбинизм – нарушение в меланоцитах. Причина – недостаточность фермента тирозиназы – наблюдается выраженная депигментация кожи, волос, глаз (кожа розовая, радужка светло-голубая, цвет волос белый, предрасположенность к раку кожи). 1:39000 детей. Синтез тиреоидных гормонов происходит в щитовидной железе в составе тиреоглобулина – это гликопротеид, с молекулярной массой 660кДа – в своем составе имеет 115 остатков тирозина. 1 стадия синтеза – концентрирование и активация иодидов в щитовидной железе. 2 стадия синтеза - йодирование остатков тирозина в составе тиреоглобулина. 3 стадия – происходит освобождение Т3 (трийодтирозин) и Т4 (тироксин) из тиреоглобулина, которые активируют тиреоидный гормон, они поступают в кровь и с помощью тироксин связывающих глобулинов транспортируются в ткани.

Обмен триптофана – незаменимая а/к, используется на синтез белков. 2 пути обмена: 1) основной – кинуриновый. 2) серотониновый (1%).

Синтез НАД из триптофана важен, т.к. на этом пути используется витамин В6, поэтому при недостатке этого витамина наблюдаются симптомы, сходные с пеллагрой.

Наследственные нарушения обмена триптофана: болезнь Хартнупа – недостаток белков-переносчиков триптофана в кишечной стенке. Избыток триптофана превращается в индикан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета – симптом голубых пеленок, признаки пеллагры. Биологическая роль серотонина: 1) является нейромедиатором. 2) активирует агрегацию и адгезию тромбоцитов. 3) стимулирует сужение сосудов, сокращение гладких мышц. 4) в эпифизе из серотонина образуется мелатонин, который участвует в регуляции сна.










































30 и 31. Переваривание нуклеопротеидов в ЖКТ. Распад пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Подагра.

Нуклеопротеиды – это сложные белки, кот состоят из белковой части и нуклеиновых кислот. В зависимости от содержания нуклеиновых кислот различают ДНП и РНП. Нуклеопротеиды состоят из мононуклеотидов.

Мононуклеотиды выполняют в свободном виде следующие функции:

1) АТФ – универсальный источник энергии 2) УТФ – участвует в синтезе глицерофосфолипидов 3) АМФ – входит в состав НАД и ФАД 4) цАМФ – вторичный посредник в передаче вторичного сигнала.

Распад экзогенных нуклеопротеидов в ЖКТ. Особенности: 1) распад идет гидролитическим способом 2) нуклеотиды и азот. основания, кот получаются в ходе распада практически не используются для синтеза нуклеиновых кислот и кофакторов тканей.

Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания всасываются в vena porte и поступают в печень, где происходит их распад (в энтероцитах и гепатоцитах) до конечных продуктов.

Пуриновые азотистые основания окисляются до мочевой кислоты: 1) плохо растворима в Н2О 2) рКм/к= 5,75 при рН меньше 5,75 мочевая кислота в основном находится в протонированной форме, при рН больше 5,75 мочевая кислота образует соли с Na – ураты, кот в 17 раз лучше растворимы в воде, чем мочевая кислота.3) растворимость мочевой кислоты резко снижается при низкой температуре. Роль мочевой кислоты: 1) является конечным продуктом распада 2) проявляет свойства антиоксиданта 3) по структуре похожа на кофеин, поэтому оказывает влияние на функцию цнс. Судьба мочевой кислоты. М/К поступает в кровь, связывается с глобулинами плазмы и это значительно повышает ее растворимость. М/К в крови в норме 0,15-0,42 ммоль/л. из организма м/к в основном 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 выведения с мочой В последствии развивается подагра, при кот наблюдается накопление уратов в тканях, наиболее чувствительны суставы, в кот накопление уратов вызывает воспалительную реакцию и сильные боли, наблюдается образование камней в мочевыводящих путях. Лечение подагры: 1) диета с исключением продуктов с высоким содержанием пуринов ( икра, печень, почки, мясо, красное вино) – болезнь аристократов 2) препарат аллопуринол – структурный аналог гипоксантина, действует как конкурентный ингибитор к , в результате образуется именьше м/к.

Особенности у новорожденных: на 2-3 день после рождения у детей наблюдается мочекислый инфаркт новорожденных – повышенное выведение м/к с мочой, кот приобретает ярко янтарно-коричневый цвет, связано это с повышенным распадом нуклеопротеидов - физиологическое состояние, кот проходит через 5-7 дней.

Распад пиримидиновых азотистых оснований.

Судьба бета-аланина: 1) трасаминирование и образуется альфа-аланин 2) путь полного окисления 3) идет на синтез карнозина и ансерина – это дипептиды, кот находятся в мышцах и увеличивают амплитуду сокращений в период утомления мышц. Бета-аминоизобутират окиляется до конечных продуктов или в небольшом количестве выводится с мочой, при лейкимии это количество увеличивается за счет повышенного распада клеток.


32. Биосинтез пуриновых нуклеотидов.

Источники пуринового кольца: С4 С5 С7 – глицин N3 N9 – глу – NH2 C6 – CO2 N1 – fcgfhnfn C2 C8 – ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота.

Сначала образуется активная форма рибозы – фосфорибозилпирофосфат ФРПФ, к которому достраивается пуриновое кольцо, то есть синтез пуринового кольца идет в составе нуклеотида.

Рибозо-5-фосфат ингибируется по типу обратной связи конечными продуктами синтеза АМФ и ГМФ.

ГМФ + АТФ под действием фосфокиназы  ГДФ ГТФ АДФ + TR-SH-SH  (dАДФ) + TR-S-S + НАДФН  TR-SH-SH


33. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов.

Источники пиримидинового кольца: аспартат, карбомоилфосфат.

Сначала синтезируется пиримидиновое кольцо, а потом достраивается рибоза и фосфорная кислота. При дефиците ферментов синтеза УМФ наблюдается оротатацидурия – повышенное выделение оротовой кислоты с мочой, у детей наблюдается умственная отсталость.







































34. Распад хромопротеидов. Старые эритроциты поступают в селезенку, где перекисным окислением высвобождается гемоглобин, который попадает в плазму крови и там он встречается с белком гаптоглобином. Образуется гемоглобин-гаптоглобиновый комплекс, он поступает в ретикулоэндотелиальную систему, гаптоглобин отсоединяется и гемоглобин поступает в клетку. Превращения гемоглобина протекает: 1) в клетках РЕС – купферовские клетки печени. 2) в гепатоцитах печени. 3) в ЖКТ – кишечник. 1) Под действием гемоксигеназной дециклизующей системы происходит разрыв метиленовых мостиков гемоглобина между первым и вторым пирольными кольцами и молекула разворачивается превращаясь в вердоглобин. Происходит отсоединение белка глобина, который под действием катепсинов расщепляется на а/к. Также отсоединяется эндогенный СО – угарный газ, который обладает большим сродством к гемоглобину и образуется карбоксигемоглобин HbCO. Отсоединяется железо (идет в депо в форме ферритина), оставшийся линейный тетраферон – биливердин – 1 желчный пигмент, нетоксичен, хорошо растворим в воде, зеленого цвета, он восстанавливается при участии НАДФ-зависимой редуктазы он превращается в билирубин – красно-коричневый пигмент, токсичен, 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 – билирубин не полностью адсорбируется на альбуминах и поражает ядра ЦНС. Непрямой (не дает прямую реакцию с диазореактивом Эрлиха, сначала надо адсорбировать альбумины с помощью спиртов) несвязанный (химически несвязан) неконъюгированный (не конъюгированный с кислотой) билирубин. 2) Превращение билирубина в гепатоцитах: транспорт билирубина из плазмы крови в ЭПС гепатоцитов – билирубин конъюгирует с активной формой глюкуроновой кислоты под действием фермента УДФ-глюкоронилтрансферазы, образуется билирубиндиглюкоронид (БДГ) – прямой билирубин, происходит конъюгация, изменяются свойства и соединение становится нетоксичным, хорошо растворимым в воде. БДГ – 75% идет в ЖКТ, это энергозависимый процесс. До 25% из гепатоцитов поступает в кровь – прямой конъюгированный связанный билирубин, он сразу реагирует с деазореактивом Эрлиха. 3) БДГ поступает в ЖКТ, в кишечник и при участии глюкоронидаз отсоединяется глюкуроновая кислота от БДГ и образуется мезобилирубин, который восстанавливается под действием редуктаз 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 поступает в кровь и выводится с мочой, оказывает токсическое действие на органы и ткани ЦНС). Малая часть уробилиногена выводится с мочой и в отдельных порциях не обнаруживается. Мезобилиноген восстанавливается в стеркобилиноген – пигмент кала, небольшая часть всасывается через вены и выводится с мочой – цвет мочи соломенно-желтый, основная часть выводится через кишечник. У новорожденных стул зеленый – миконий – потому, что билирубин не восстанавливается микрофлорой кишечника (т.к. ее еще нет) и он окисляется в биливердин. Общее содержание билирубина определяется суммой прямого и непрямого билирубина. Общий билирубин 8,5-20,5 ммоль/литр. Прямой билирубин меньше 5 ммоль/литр. Непрямой билирубин расчетная величина – общий билирубин минус прямой билирубин. У новорожденных общий билирубин 20,5-200 ммоль/литр.




























































35. Синтез гемоглобина. Обмен железа.

Нb является хромопротеидом и относится к подгруппе неэнзимных (неферментных) хромопротеидов. Гемоглобин состоит из белковой части – глобин и небелковой части – гем. Нb состоит из 4 субъединиц, каждая из них состоит из гема, который соединен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Глобин синтезируется из а/к на рибосомах. Связь гема и глобина. Железо имеет валентность +2, имеет 6 координационных связей, 2 из них идут к атомам азота пиррольных колец, 5ая к азоту имидозольного кольца гистидина. 6ая соединяется с кислородом и образуется оксигемоглобин, который отдает кислород и образуется связь с имидозольным кольцом гистидина. Часть а/к вблизи окружения гема называются инвариантными - они не изменяются, замена а/к невозможна, если этого не происходит развиваются аномалии.

Синтез гема. В 1948 году Давид Ротенберг и Паул Фишер изучали синтез гема, они выделили основные ферменты, которые участвуют в синтезе гема, их место расположение (костный мозг, печень, почки, слизистая кишечника).

Исходные продукты синтеза гема – сукцинилКоА, глицин. В начале синтез происходит в митохондриях и под действием фермента синтетазы дельта-аминолевуленовой кислоты кофермент - В1, В6, липолевая кислота, и образуется альфа-амино-бета-кетоадипиновая кислота, затем дельта-аминолевуленовая кислота, она из митохондрий выходит в цитоплазму клетки и там происходит конденсация 2х молекул дельта-аминолевуленовой кислоты под действием дегидротазы дельта-аминолевуленовой кислоты и образуется одно циклическое соединение – порфобилиноген.

Далее происходит конденсация четырех молекул порфобилиногена по принципу «голова к хвосту», под действием уропорфириногена-1-синтетазы и уропорфириногена-3-косинтазы образуется уропорфириноген 3. Затем уропорфириноген 3 под действием декарбоксилазы превращается в копропорфириноген 3, который возвращается в митохондрии и все оставшиеся реакции происходят там. Из копропорфириногена 3 под действием копропорфириногеноксидазы образуется пропорфириноген 9. Далее происходит восстановление пропорфириногена 9 в протопорфирин 9 и внедряется железо (гемоксидаза), в результате чего образуется гем.

Регуляция синтеза гема происходит по принципу обратной связи, т.е. гем ингибирует первый фермент синтеза (синтетазу дельта-аминолевуленовой кислоты), а также может ингибироваться и второй фермент (дегидротаза дельта-аминолевуленовой кислоты). Если отмечается снижение концентрации глобина в клетке, то происходит самопроизвольное окисление протопорфирина 9 в пропорфериноген 9, т.о. железо не внедряется и накапливается в клетке, концентрация железа увеличивается и происходит активация процесса синтеза глобина.

Обмен железа. В организме железо находится в 2х видах – клеточное железо и внеклеточное железо. Клеточное железо – входит в состав ферментных гемопротеидов (гемоглобин, миоглобин). Внеклеточное железо – это белки, которые связывают железо и транспортируют его (трансферин, лактоферин). Железо в организме совершает постоянный кругооборот. При распаде клеточных структур железо освобождается и 9/10 используется повторно, а 1/10 выводится из организма. Замена железа происходит с пищей, с продуктами 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 желудке, основная масса железа всасывается в 12перстной кишке. Способствуют всасыванию - белки, продукты содержащие аскорбиновую кислоту, чай и кофе ингибирует этот процесс; алкоголь улучшает всасывание железа.

Железо поступает в кровь, соединяется с трансферрином, 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 клетку.

Железо поступает в клетку и откладывается в форме ферритина – это не токсичное, хорошо растворимое в воде соединение, одна молекула феритина может соединять до 4,5 тысяч атомов железа. В феритине Fe3+.

Гемосидерин содержит гранулы железа – это белок, он является токсичным, т.к. содержит очень много железа и т.к. в организме человека нет путей экскреции железа из клетки развивается гемосидероз. Ему подвергается печень вследствие осложнения таких заболеваний, как гемолитическая и апластическая анемия. Лечение – переливание крови.


36. Производные моносахаридов – фосфорные эфиры, уроновые кислоты, аминосахара. Фосфорные эфиры: 1) глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, с нее начинается превращения углеводов. Глюкоза + АТФ под действием гексокиназы превращается в глюкозо6фосфат, глюкозо1фосфат. Глю6ф идет на синтез гликогена. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуется ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется рубозо5фосфат. 2) Рибозо5фосфат – образуется в пирофосфатном цикле, входит в структуру мононуклеотидов – НАД, ФАД, АТФ, ДНК, РНК. Рибозо5фосфат + АТФ образуется фосфорибозилпирофосфат, который идет на синтез пуриновых азотистых оснований. Уроновая кислоита – глюкуроновая кислота, в 6 положении СООН группа. Аминосахар – глюкоозамин, фруктозамин, галактозамин. Уроновые кислоты и аминосахара являются структурными компонентами ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.















37. Гомополисахариды. К ним относятся крахмал и гликоген. Общая формула [С6Н10О5]n. Гликоген – главный резервный полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы, запасается в тканях печени и мышцах. Представляет собой амилозную цепь, в которых остатки глюкозы связаны альфа-1,4-гликозидной связью. Цепь амилопектина имеет ветвления. В точках ветвления имеются альфа-1,6-гликозидные связи. Чем больше точек ветвления тем лучше растворяется гликоген. В ЖКТ гликоген под действием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза  (бета-галактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза  (мальтаза) 2 глюкозы.


38. Гетерополисахариды – ГАГ всегда связаны с белком. В их состав входят остатки мономера либо гликозамина, либо галактозамина, а также D-глюкуроновая или L-идуроновая кислоты.

ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.

Различают 7 классов ГАГ: 1) гиалуроновая кислота – распространена в почках, стекловидном теле, синавиальной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против проникновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хондроэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соединенных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом количество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилированным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучных клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков серной кислоты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет липиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на гепарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз увеличивается на 1ну молекулу углевода.


39. Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ на примере гликогена. Судьба всосавшихся моносахаридов. В ЖКТ гликоген под действием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза  (бета-галактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза  (мальтаза) 2 глюкозы, т.о. образуется смесь моносахаридов. Активная форма глюкозы – глюкоза6фосфат идет на: 1) синтез гликогена 2) происходит прямое окисление глюкозы 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) аэробные условия – окислительное декарбоксилирование ПВК до 2х АцКоА, ЦТК, в итоге образуется СО2, Н2О и 24 АТФ, т.о. на одну молекулу глюкозы приходится 38 АТФ. Возрастные особенности: 1) основной углевод пищи – лактоза 2) небольшая активность 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 активности фосфорилазы и гликогенсинтетазы. Синтез гликогена. Глюкоза под действием гексокиназы в глю6ф, под действием фосфоглюкомутазы в глю1ф. Глюкоза1фосфат +УТФ  УДФ-глюкоза + пирофосфат. Для синтеза гликогена необходима затравка (С6Н10О5) n = или > 4 + УДФ-глюкоза под действием гликогенсинтетазы до (С6Н10О5) n + 1 + УДФ. Активность гликогенсинтетазы регулируется гормонами: инсулином, глюкогоном, адреналином. Регуляция активности гликогенсинтетазы происходит путем ковалентной модификации (фосфорилирование/дефосфорилирование). Инсулин активирует гликогенсинтетазу, уровень глюкозы в крови снижается. Адреналин ингибирует гликогенсинтетазу, уровень глюкозы в крови увеличивается. Синтез гликогена 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 – фосфоролиз под действием фосфорилазы. (С6Н10О5)n + Н3РО4 под действием фосфорилазы образуется (С6Н10О5)n–1 + глюкоза1фосфат, которая под действием фосфоглюкомутазы в глюкоза6фосфат и под действием глюкоза6фосфатазы в глюкозу. Фосфорилаза активна в фосфорилированной форме (а- актавная форма – 4 субъединицы; В – неактивная форма – 2 субъединицы). 2фосфорилаза-В + 4АТФ под действием киназафосфорилаза образуется фосфорилаза-А + 4АДФ Адреналин активирует фосфорилазу путем присоединения Н3РО4, а инсулин оказывает противоположное действие


40. Анаэробный распад глюкозы – гликолиз это сложный ферментативный процесс превращения глюкозы до молочной кислоты без потребления кислорода. Гликолиз протекает в гиалоплазме клетки. Суммарное уравнение: С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн  2 CH3CH(OH)COOH + 2АТФ + 2Н2О.











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). Далее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны условиях происходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), который запускает ЦТК, в результате чего образуется СО2, Н2О и 24 АТФ. Судьба молочной кислоты – цикл кори – она образуется в мышцах, эритроцитах и в сетчатке глаза. Молочная кислота является тупиком метаболизма. Если молочной кислоты образуется много – это лактатный ацидоз. Цикл Кори – это соотношение содержания глюкозы и молочной кислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печени поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он распадается, образуется глюкоза, которая превращается в молочную кислоту. 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который участвует в глюконеогенезе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сначала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самообслуживания. 1/5 молочной кислоты превращается в ПВК, АцКоА, ЦТК, СО2, Н2О, 12 АТФ.


42. Схема аэробного окисления 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, при 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 транспортируется через челночные механизмы – глицеролфосфатный челночный механизм, Маолат-аспартатная челночная система.


43. Окислительное декарбоксилирование ПВК, связь с дых цепью. В реакции окислительного декарбоксилирования ПВК образуется 2 АцКоА, 2 СО2 и 2 НАДН, который является источником Н для дыхательной цепи, в результате чего образуется 2 воды и 6 АТФ. Реакцию катализирует мультиферментный комплекс, который включает 5 кофакторов и 3 фермента. Кофакторы: тиаминдифосфат, липоевая кислота, НS-КоА, ФАД, НАД. Ферменты: пируватдегидрогеназа декарбоксилирующая, липоацетилтрансфераза, липоамиддегидрогеназа.


44. ЦТК, связь с дых цепью. Цитратный цикл (цикл лимонной кислоты, цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса) открыт Кребсом в 1937 году. 1) Конденсация АцКоА и оксалоацетата, образуется цитрат. 2) превращение цитрата в изоцитрат через цис-аконитовую кислоту. 3) прямое декарбоксилирование изоцитрата, НАДН – источник Н, проступает в дых цепь  3АТФ + Н2О. 4) окислительное декарбоксилирование а-кетоглутората, сложный а-кетоглуторатдегидрогеназный комплекс, включающий 3 фермента и 5 кофакторов (ТДФ, НSКоА, НАД, ФАД, липоевая кислота). НАДН (3АТФ+вода). 5) реакция субстратного фосфорилирования сукцинилКоА, ГТФ (1АТФ). 6) реакция окисления сукцината в фумарат, образуется ФАДН2 (2АТФ и вода). 7) реакция гидратации фумарата с образованием малата. 8) Окисление малата путем дегидрирования, образуется оксалоацетат и НАДН (3АТФ и вода). Суммарное уравнение: АцКоА + 2H2O + Фн + ГДФ  3НАДН + ФАДН2 + ГТФ + НSКоА.


45. Строение коэнзима А, участие в обмене веществ. HS-КоА входит в мультиферментный комплекс окислительного декарбоксилирования ПВК. Участвует в образовании активных форм жирных кислот (бета-окисление). Строение – пантотеновая кислота, тиоэтанол амин, АМФ, в третьем положении дополнительный остаток фосфорной кислоты. Очень важен АцКоА – это промежуточный продукт окисления белков, жиров, углеводов. Образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, он запускает ЦТК. Из а-кетоглутората в ЦТК в процессе окислительного декарбоксилирования образуется сукцинилКоА, который идет на синтез гема.


46. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. ПФЦ: 1) окислительная стадия 2) неокислительная стадия: а) изомеризация пентоз б) структурная перестройка сахаров. Окислительная ветвь: 6 глюкоза6фосфат + НАДФ под действием глюкоза6фосфатдегидрогеназы образуется (6 НАДФН) и 6 глюнолактон + 6 Н2О под действием лактоназы образуется 6 фосфоглюконовая кислота под действием 6фосфоглюконатдегидрогеназы (декарбоксилирующая) образуется 6 СО2 и 6 рибулозо5фосфат. Дефицит глюкозо6фосфатдегидрогеназы приводит к нарушению целостности мембран эритроцитов, их гемолиз – наследственная гемолитическая анемия 2) а) 6 Рибулозо5фосфат идет на образование 4 ксилулоза5фосфат и 2 рибоза5фосфат (структура мононуклеотидов - ДНК, РНК, АТФ). б) Катализирует ферменты транскетолаза – переносит 2ой С фрагмент на альдозу и трансальдолаза – переносит С фрагмент на альдозу и образуются углеводы С3, С4, С6, С7. Значение ПФЦ: Является источником пентоз 2) является источником углеводов с различным числом углеродных атомов 3) является источником НАДФН, который не транспортирует Н в дых цепь, а используется в реакциях восстановительного биосинтеза (синтез жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов) 4) является местом переключения на 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, эритроцитах.


47. Роль печени в обмене углеводов. В печени происходит синтез гликогена, глюконеогенез, ПФЦ. Печеночный гликоген участвует в поддержании уровня глюкозы в крови, а гликоген мышц играет энергетическую роль. Глюкоза6фосфат идет на синтез гликогена.














48. Биосинтез глюкозы – глюконеогенез. Цикл кори – это соотношение содержания глюкозы и молочной кислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печени поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он распадается, образуется глюкоза, которая превращается в молочную кислоту. 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который участвует в глюконеогенезе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сначала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самообслуживания. 1/5 молочной кислоты превращается в ПВК, АцКоА, ЦТК, СО2, Н2О, 12 АТФ. Глюконеогенез – процесс образования глюкозы из продуктов неуглеводного происхождения из молочной кислоты, идет путем сочетания прямых (обратимых) реакций и идущих в обход (необратимых) реакций (ГК, ФФК, ПК).


49. Регуляция концентрации глюкозы в крови, пути поступления и расходования глюкозы, гипо- и гипергликемия. Уровень глюкозы в крови регулирует ряд гормонов. Инсулин понижает уровень сахара в крови, а все остальные повышают его – адреналин, глюкогон, глюкокортикоиды, соматотропный гормон. Глюкоза в организм человека поступает с пищей и образуется в результате протекания следующих процессов: распад гликогена, глюконеогенез. Глюкоза расходуется на: 1) синтез гликогена 2) ПФЦ (рибоза5фосфат + НАДФН) 3) гликолиз, в результате образуется 2 ПВК (высвобождается 8 АТФ). Далее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны условиях происходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), который запускает ЦТК, в результате чего образуется СО2, Н2О и 24 АТФ. Кортизол угнетает синтез белков в тканях и не использованные на синтез а/к идут на глюконеогенез, а в печени усиливается биосинтез ключевого фермента глюконеогенеза пируваткарбоксилазы. Возрастные показатели уровня сахара в крови. Норма взрослого человека – 3,5-5,5 ммоль/л, если больше 11 ммоль/л, то сахар появляется в моче – это пороговое вещество. Если меньше 3,3 ммоль/л – гипогликемия, больше 6 ммоль/л – гипергликемия. Гипергликемия – причины: физиологическая гипергликемия – алиментарная, эмоциональная; при сахарном диабете; при гипертиреозе, адренокортицизме, гиперпитуитаризме. Гипогликемия – причины: длительное голодание; нарушение всасывания (заболевания ЖКТ), хронические заболевания печени (нарушение синтеза гликогена); нарушение секреции контринсулярных гормонов – гипопитуитаризм, хроническая недостаточность коры надпочечников; гипотиреоз; заболевания ЦНС (инсульты); передозировка инсулина и пероральных диабетических средств; нарушение режима питания у больных с сахарным диабетом; заболевания поджелудочной железы (инсулинома).


50. Сахарный диабет. При недостаточности содержания инсулина возникает сахарный диабет: повышается концентрация глюкозы в крови, появляется глюкоза в моче и уменьшается содержание гликогена в печени. При введении инсулина больным диабетом происходит коррекция метаболических сдвигов. Инсулин контролирует эти процессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза: гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез гликогенсинтетазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза. Инсулин синтезируется в поджелудочной 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, которые находятся в цитозоле. При сахарном диабете может нарушаться передача трансмембранного сигнала, и в этом случае инсулин не помогает. Повышение 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 мостиков, инсулин теряет свою активность 2) замена ряда а/к в полипептидных цепях инсулина; если заменить фенилаланин на лейцин с С-конца бета цепи, происходит потеря гормональной активности в 10 раз 3) дефект 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 пептида. Биохимические нарушения при сахарном диабете: первый симптом - манифестный симптом – нарушается транспорт глюкозы через клеточную мембрану, глюкоза не транспортируется из крови в клетки, это приводит к превышению сахара в крови – гипергликемия. Мало инсулина – это приводит к повышению синтеза контринсулярных 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 глюкозы – 11 ммоль/л, при превышении порога сахар обнаруживается в моче – глюкозурия, это приводит к повышению осмоляльности, наблюдается приток жидкости из тканей – полиурия, появляется полидипсия – глубокое нарушение. Полиурия – с мочой выводится большое количество ионов Na, K, Ca, фосфатов, что вызывает увеличение концентрации контринсулярных гормонов. В результате этого происходит потеря ионов – изменяется буферная емкость крови, снижается концентрация 2,3дифосфоглицератов, это приводит к нарушению отдачи кислорода к тканям (гипоксия тканей).


51 и 52. Нарушение углеводного обмена. Наследственные заболевания, которые характеризуются нарушением активности ферментов принимающих участие в синтезе и распаде гликогена и в процессах переваривания. Например – непереносимость молока у ребенка может быть связана с дефицитом фермента лактазы, наблюдается вздутие живота. Нарушение синтеза гликогена – если нарушена активность ферментов, участвующих в распаде гликогена, то это приводит к болезням накопления гликогена – гликогенные заболевания – всего их 11 типов (мышечная, печеночная, сердечная и т.д.). При нарушении синтеза гликогена наблюдается отсутствие гликогена в печени – агликогеноз – нарушение активности ферментов синтеза; истощенность.






53. Взаимосвязь всех обменов.

Глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, которая идет на синтез гликогена. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуется ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется НАДФН (используется в реакциях восстановительного биосинтеза – синтез жирных кислот УиЛ) рубозо5фосфат и  фосфорибозилпирофосфат  синтез нуклеотидов (БиУ). ПВК – под действием лактатдегидрогеназы превращается в молочную кислоту. ПВК образуется при гликолизе, участвует в глюконеогенезе. ПВК превращается в оксалоацетат, который в реакции аминирования в аспартат (БиУ). Окислительное декарбоксилирование ПВК приводит к образованию АцКоА. АцКоА – образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, при бета-окислении жирных кислот (ЛиУ), из кетогенных а/к. АцКоА запускает ЦТК, идет на синтез жирных кислот, кетоновых тел и холестерина.



54. Роль ключевых метаболитов: глюкозо6фосфат, ПВК, АцКоА. Глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, которая идет на синтез гликогена. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуется ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется рубозо5фосфат  фосфорибозилпирофосфат  синтез нуклеотидов. ПВК – под действием лактатдегидрогеназы превращается в молочную кислоту. ПВК образуется при гликолизе, участвует в глюконеогенезе. Окислительное декарбоксилирование ПВК приводит к образованию АцКОА. АцКоА – образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, при бета-окислении жирных кислот, из кетогенных 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 – нейрон. Синапс – осуществляет связь между отдельными нейронами. Химический состав: 1) содержание липидов в сером веществе 25%, в белом 40%, в периферических нервах до 50%. Липидный состав меняется в онтогенезе, в раннем возрасте отсутствуют цереброзиды, далее увеличивается количество длинноцепочных жирных кислот с четырьмя и пятью двойными связями. 2) содержание белков 50% в сером веществе, 35% в белом. 3) малый запас гликогена и АТФ.

Нейроспецифические белки (НСБ) – обнаруживаются в нервной ткани и количественно в ней преобладающие. Открыто более 200 НСБ. В нервной ткани присутствуют простые и сложные белки. Простые – нейроальбумины, глобулины и опорные белки – нейросклеропротеиды, нейроколлаген и нейроэластин. Сложные – нуклеопротеиды, липопротеины, фосфопротеины, протеолипиды, и надмолекулярные липонуклеопротеиды, липогликопротеиды, липогликонуклеопротеиды. НСБ: 1) Са связывающий НСБ – белок S100 – 1965 г – находится в мозге в глии – кислый гликопротеид, т.к. 60% его состава глутаминовая и аспарагиновая кислоты, он не осаждается в 100% (NH4)SO4. Появляется на 10-15 неделе эмбрионального развития, количество увеличивается по мере обучения, тренировок формирования условных рефлексов, в памяти. Молекула S100 соединяет 2Са меняет конформацию, на поверхности появляются гидрофобные группы – изменение проницаемости мембран. В 50 – основной фосфорилируемый белок мембраны синапсов, это приводит к продолжительному изменению заряда постсинаптической мембраны. При старении интенсивность ф-я падает, это приводит к снижению пластичности мембран. 2) НСБ связанные с адгезией и межклеточным узнаванием - гликопротеины, участвующие в синаптической передаче, рецепторной реакции, формирование и хранение памяти. Болезнь Альцгеймера – белок бета-АРР. Потеря интеллектуальной способности, теряется координация, кратковременная память, не узнавание себя. В норме белок бета-АРР погружен на половину в мембрану, верхняя половина отщепляется. 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 веществе больших полушарий. 4) Секретируемые НСБ – транспортер и защита от разрушения пептидных регуляторов, вырабатываемых в ЦНС: нейрофизин – используется для транспорта окситоцина 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. Если аксон в течение 12-15 дней достиг мишени – они выжили, другие погибают. Путем эндоцитоза NGF поглощается клеткой, в клетке может произойти частичная гидротация (дегродация) NGF, т.о. он выполняет трофическую функцию. NGF индуцирует тироксиноксидазу – основной фермент синтеза катехоламинов. Стимулирует поглощение уридина, образование полисом, синтез белка, липидов, РНК, потребление глюкозы. Он способствует выживанию нервных клеток – активирует рост аксонов и денритов, осуществляет контроль за сборкой микротрубочек. Белок РсI (пиайси) – его наличие связывают с шизофренией.

Азотистый обмен. Метаболизм белков и а/к в головном мозге происходит интенсивнее, чем в других органах, в сером веществе выше чем в белом. Более интенсивнее идет синтез из глюкозы глутаминовой и аспарагиновой кислот, глицина, серина, аланина. Быстрый обмен между свободными а/к мозга и кровью. На долю глутаминовой и аспарагиновой кислот и их производных (глутамин, ГАМК, глутатион) приходится 75% от всех а/к мозга. Центральная роль принадлежит глутаминовой кислоте, она может использоваться как источник энергии - глутаматальфа-КГЦТК (АТФ, Н2О, СО2). Концентрация глутамата поддерживается на одном уровне. Источники глутамата – 1) восстановительное анимирование альфакетоглутарат + аммиак + НАД(Ф)Н2 под действием глутаматдегидрогеназы образуется глутамат + НАД(Ф) + вода 2) трансанимирование аспартат + альфаКГ под действием АсАТ об-ся ЩУК + глутамат 3) метаболизм ГАМК – образуется из глутаминовой кислоты в реакции декарбоксилирования и СО2 Т.К. ГАМК оказывает тормозящий эффект на синаптическую передачу в ЦНС , то судорожные явления при недостатке витамина В6 могут быть связаны с пониженным образованием ГАМК. Внутривенное введение ГАМК может привести к гибели определенных клеток. Образование аммиака – источниками являются а/к и ихпроизводные.А/к+альфа-КГальфа-кетокислоты+глутамат. Глутамат+ЩУКа-КГ+аспартат. В митохондриях – дезаминирование НАД. А/к  глутамат  аспартат + ДНАД  (НАДсукцинатсинтетаза, ГТФ) НАДсукцинат  ( ф лиаза) фумраровая кислота + НАД  (дезаминаза) NH3 + H2O + фор. В цитоплазме источник аммиака – АМФ. а/к  глутамат  аспартат + ИМФ  (аденозилсукцинатсинтетаза) аденозилсукцинат  (лиаза) фумарат + АМФ  (дезаминаза) H2O + NH3 + ИМФ. Высокая концентрация аммиака приводит к коматозам. Обезвреживание аммиака: NH3 + глутамат  (инсинтетаза) глутамин  с током крови в печень или почки. Удаление аммиака происходит за счет глутамина.

Липиды – нейтральных липидов почти нет, преобладают сложные липиды – фосфолипиды, сфинголипиды – галактоцеребразиды, галактосульфатиды, много холестерина – 25% от всех липидов мозга. Сфинголипиды входят в состав миелиновых оболочек. Нарушение их деградации из-за дефекта фермента приводит к сфинголипидозам и демиелинизации. Ганглиозиды – участвуют в связывании натрия, калия, кальция, процессе адгезии, обеспечивает иммунохимическую специфичность. Свободных жирных кислот мало, в состав входят около 40 жк. Мозг не использует жк и липиды в качестве источника энергии, но может использовать бета-гидроксибутират. Энергетический обмен головного мозга: глюкоза – основной энергетический субстрат. В головном мозге потребляется до 70% глюкозы образующейся в печени и 20-25% от всего поступающего в кровь кислорода. Глюкоза: 90% окисляется аэробно до ПВК  СО2, Н2О, АТФ (для поддержания электрических потенциалов), 5% анаэробно до молочной кислоты, а 5-7% идет на синтез гликопротеидов, в ПФЦ – образуется НАД(Ф)Н2, 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 уровня глюкозы с кровью.

Нуклеиновые кислоты – репликация ДНК в нейронах отсутствует, работает система репарации ДНК, в мозге экспрессируется несколько десятков тысяч уникальных генов, из которых не менее половины экспрессируется только в головном мозге – это говорит о высокой скорости транскрипции РНК, широко распространен альтернативный сплайсинг и интенсивное образование белка. Синтеза пиримидиновых нуклеотидов не происходит, т.к. нет карбамоилфосфатсинтетазы, для синтеза пуринов все есть. Содержание циклических нуклеотидов очень высокое, 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 гликогена, поэтому мозг зависит от поступления глюкозы с кровью 5) интенсивный дыхательный обмен 6) кислород используется постоянно и уровень не меняется 7) обменные процессы носят обособленный характер благодаря гематоэнцефалическому барьеру, высокая чувствительность к гипоксии и гипогликемии. Медиаторы: 1) возбуждения – ацетилхолин, адреналин, норадреналин (все они их тирозина), серотонин (из триптофана). 2) тормозные – ГАМК, глицин, ацетилхолин из АцКоА и холина. Основные возбуждающие медиаторы в мозге – глутамат и аспартат. При освобождении в синапс они через ионотропные рецепторы открывают Na-каналы, происходит быстрый вход Na в постсинаптическую мембрану. Происходит деполяризация мембраны, что приводит к возбуждению нейрона. Серотонин – играет роль в развитии патологических состояний – эффективное расстройство и шизофрения. При его недостатке наблюдаются нарушение сна, раздражение, агрессия. Адаптация к стрессу включает систему ГАМК, увеличивается 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 контроль движений. Болезнь Паркенсона – нарушение дофаминэргической передачи и концентрация дофамина падает и составляет 5-15% от нормы, вырабатывается в таламусе. При шизофрении концентрация увеличивается. Нейромедиаторы – нейропептиды, их несколько сотен, содержат от 2 до 50 а/к остатков и каждая имеет определенный комплекс биологической активности. Тиролиберин – активность эмоционального поведения, бодрствование, дых центра. Холицистокинин – мощный ингибитор пищедобывательного центра. Эндозепин 6 – вызывает беспокойство. Люлибирин – отвечает за половое поведение. Коннекторы – поведенческие пептиды – скотофобин. Аплоидные пептиды – обладает повышенной чувстваительностью к морфиновым рецепторам – эндоферины и бета-энкефалины. Они обладают значительным эффектом.




































127. Мышечная ткань.

Мышцы – гладкие (непроизвольные) и поперечно-полосатые (сердечная – непроизвольная, скелетные – медленные, самопроизвольно сокращающиеся, иннервируется вегетативной нервной системой – находятся в стенке трубчатых органов, кишечном тракте, мочеточнике, семявыводящих протоках, сосудах, мочевого пузыря). Сердечная мышца – самопроизвольная, иннервируется вегетативной НС, клетки не являются многоядерными, соединяются вставочными дисками. Скелетные мышцы – произвольные, иннервируется соматической нервной системой, обеспечивает передвижение, быстрое сокращение и утомление, многоядерные клетки. Гладкие мышцы – одноядерные клетки, веретенообразные соединяются в коллаген, миозин отличается от поперечно-полосатых мышц большей степенью укорочения. Поперечно-полосатые мышцы – мышечные волокна от 2 до 50 см, портняжная мышца самая длинная. Мышечная клетка несколько мм в длину, толщина 50 мкм. Многоядерные клетки, слияние происходит в онтогенезе, ядра нах-ся под плазматической мембранной. Основные элементы: мембрана – сарколемма; цитоплазма – саркоплазма, содержит большое число миофибрилл – специальные органеллы, которые отвечают за сокращение; саркоплазма содержит продольные цистерны ЭПР, гликоген, АТФ, креатинфосфат, гликолитические ферменты. Саркомер – его границы это линии Z. При большом увеличении наблюдается чередование белых полос – диск I (изотропные) и темных полос – диск А анизотропные диски. В диске А имеются менее темные участки – Н, и темная линия – М – в нее встроен фермент креатинфосфокиназа; белок миолизин – прикрепляет хвосты миозина. Миофиламенты 2х типов: 1) тонкие нити 7нм – содержат актин, тропомиозин, тропониновый комплекс 2) толстые нити 15 нм – миозин. К Z пластине присоединяются хвосты тропомиозина, белка тинина. Альфа-тинин связывает нити F-актина. Химический состав: 75-80% воды, 20-25% сухого остатка: 1) саркоплазматические белки – миоальбумины, миоглобулины, миоглобин, ферменты гликолиза и гликогемолиза 2) белки стромы – коллаген, эластин 3) сократительные белки – актин, миозин, тропомиозин, тропонин. 15% сухого остатка это: 1) азотсодержащие вещества – глутамин, карнозин, ансерин, креатин, креатинин, свободные а/к 2) фосфорсодержащие вещества – АТФ и другие нуклеопротеиды, креатинфосфат 3) липиды – фосфолипиды, фосфоглицериды 4) углеводы – гликоген 5) минеральные вещества. Миозин – миофибриллярный белок 520 кДа, на него приходится 50% всех белков мышц. Функция: 1) при физиологических значениях рН ионной силы, концентрации Mg, Ca, он образует пучки 2) он является АТФ-азой, т.е. АТФ в присутствии миозина дает АДФ и неорганический фосфор 3) миозин связывается с F-актином, это приводит к самопроизвольному сокращению. В основе миозина – длинный спиралевидный хвост, который заканчивается двумя глобулярными головками, около которых располагаются легкие цепи миозина. При действии трипсина миозин разрушается на легкий меромиозин (половина закрученной спирали) и тяжелый меромиозин (вторая половина закрученной спирали + две головки). Тяжелый меромиозин взаимодействуя с папаином распадается на 1фибриллярный компонент (S2), 2глобулярные головки (S1) – обладают АТФ-азной активностью. Там где действовал трипсин - шарнирное устройство – деспирализованные 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 тропомиозина (ТМ) – черный стержень в структуре тонкаго филамента. Есть еще дополнительные белки – тропонины – тропониновый комплекс (Тт) для связывания с тропомиозином, TI – ингибирует АТФ-азную активность миозина, ТС т- связывает ионы Са. Механизм взаимодействия нитей миозина и актина – химическая энергия АТФ преобразуется в механическую. 1) Головка миозина обладает АТФ-азной активностью. 2) Происходит гидролиз АТФ в АДФ + Н3РО4. 3) после прихода нервного импульса происходит поворот головки к нити актина, отщепляется остаток Н3РО4, образуется актин-миозин-АДФ, под углом 900. 4) головка поворачивается под углом 450 к миозину и выделяется молекула АДФ и актин с миозином отделяются. Все это происходит при наличии ионов магния.

1) гидролиз АТФ миозином идет быстро 2) АДФ и Фн освобождаются медленно и остаются связанными с головками миозина, они могут вращаться под большим углом 3) при поступлении сигнала миозиновые головки прочно связываются с актиновым филаментом под углом 900 и образуется актомиозин АДФ и высвобождается Фн. 4) т.к. актомиозиновый комплекс имеет наименьшую энергию при угле 900, происходит поворот головки на 450 что сопровождается выделением АДФ. Новая молекула АТФ отсоединяет актин от миозина. Миозиновые головки шагают вдоль актиновых нитей, т.о. происходит сближение Zлиний за счет перемещения толстых филаментов относительно тонких. В результате мышца сокращается до 1/3 своей иходной длинны. 1сек – 15 мкм – скольжение . Регуляция мышечной активности опосредован Са. 1) актиновая регуляция через освобождение у актина участка для связывания с миозином. Са концентрируется в саркоплазматическом ретикулуме при участии Са-связывающего белка – кальсеквестрин имеет 40 участков для связывания с ионами Са. При поступлении сигнала происходит деполяризация мембраны мышечных клеток и


























2) открываются Са каналы. В покое ионы кальция составляют 10-7-10-8, после открытия Са каналов концентрация становится 10-6-10-5 степени. При низкой концентрации Са 10-7-10-8 и тропонин и тропомиозин препятствует взаимодействию актина с миозином. После повышения концентрации Са, Са связывается с белком тропонином С – его боковая петля оказывает влияние на тропонин I и Тт а они располагались рядом с тропомиозином и он с тропониновым комплексом отходит от участка актина, который способен взаимодействовать с миозином. Начинается взаимодействие актина и миозина, начинается сокращение. Сердечная мышца полностью зависит от поставки Са из внеклеточной жидкости. Роль оксида азота и его влияние на организм. Под его действием на гладкие мышечные клетки увеличивается поток Са из клеток, уменьшается фосфорилирование легких цепей миозина – протеинкиназы С. Это нарушает взаимодействие актина и миозина, что приводит к мышечной релаксации. Роль Са: 1) оттягивает тропин-тропомиозиновый комплекс от актина 2) активирует миозиновую АТФ-азу 3) непрямой эффект – осуществляет фосфорилирование легкой цепи миозина, что может ускорить взаимодействие актина с миозином. Миозиновая регуляция – в миозине открываются участки для связывания с актином. 2 легкие цепи миозина у глобулярной головки закрывают участки для связывания с АТФ и актином. Особенности сокращения гладких мышц – пусковой момент – концентрация Са, но тропониновая система в гладких мышцах отсутствует, то Са связывается с кальмодулином и активирует протеинкиназу легких цепей, в результате протеинкиназа будет фосфорилировать легкие цепи миозина и они будут отъезжать с головки открывая участки связывания миозина, что приводит к мышечному сокращению. При понижении Концентраци Са до 10-7 Са отсоединяется от кальмодулина, протеинкиназа инактивируется  участки закрываются. Миоглобин (гемопротеид) – саркоплазматический белок, Fe2+, 1 гем, 1 бело, обладает большим 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) креатин+АТФ. При мышечном сокращении АТФ будет разлогаться на АДФ и Фн. 2) С помощью фермента аденилаткиназы (миокиназа) АДФ+АДФАТФ+АМФ – алостерический модулятор фосфофруктокиназа. 3) процессы гликолиза и гликогенолиза – анаэробный гликолиз для белых мышц, аэробный для простых мышц (глюПВКАцКоАЦТК). Исчезновение АТФ приводит к: 1) Са насос саркоплазматического ретикулума перестает поддерживать низкую концентрацию Са 2) не происходит зависимая от АТФ отделение миозиновых головок от F-актина – трупное окоченение.

  1. В покое основным источником энергии служат свободные жирные кислоты и кетоновые тела, при умеренной нагрузке еще и глюкоза, при максимальной – скорость доставки субстратов снижается и начинается расщепляться гликоген до лактата путем аэробного гликогенолиза. Накопление молочной кислоты и низкое рН, а также высокая t снижает эффективность энергетических процессов в мышцах. Источники аммиака: 1) процессы дезаминирования АМФ, т.е. АМФ  (аденилатдезаминаза) аммиак + инозинмонофосфат  аспарагиновая кислота  фумарат + ГТФ  АМФ. 2) система непрямого дезаминирования и участие а-кетоглутаровой кислоты. Возрастные особенности: 1) на долю мышечной ткани приходится 25%, у взрослых 45%. 2) характерен тонус сгибателей (новорожденный) 3) снижено содержание миофибриллярных белков, увеличено содержание белков стромы и саркоплазмы 4) миозин – миозин – фетальный – со сниженной АТФ-азной активностью. Заболевания мышечной системы: 1) первичные миопатии – прогрессирующая мышечная дистрофия – поражает лиц любого возраста. Мышечная слабость, отмечается увеличение проницаемости клеточной мембраны, поэтому мышечные ткани хуже задерживают креатин. Замена сократительных белков на саркоплазматические Причина: снижение образования белка дистрофина, поддерживающего структуру мембран. Дистрофия Дюшена – наиболее выражена, креатинфосфокиназа увеличена в крови в 10, 100 раз. 2) вторичные миопатии – связаны с травмами, нарушение проводимости нервного волокна. При ишемической болезни сердца снижается доля аэробных процессов, появляется молочная кислота, накапливаются жирные кислоты, это приводит к жировой инфильтрации сердечной мышцы и слабости. Нарушается мембранная проницаемость, из клеток выходит К, креатинфосфокиназа и изофермент МВ, ЛДГ1 и ЛДГ2. Снижается АТФ, креатинфосфат, концентрация цАМФ снижается, увеличивается фосфодиэстеразная активность, нарушается способность аденилатциклазной системы активироваться адреналином. Для оценки состояния мышечной системы и диагностики инфаркта миокарда используют органоспецифические изоферменты и белки. Маркеры (маркеры гибе5ли кардиомиоцита) – ТнС и ТнI. Появляется прежде всего миоглобин через 3-4 ч увеличенный в 120-20 раз, гликогенфосфорилаза (ВВ), гликогенфосфорилаза – 98% достоверности в постановке диагноза. АсАТ – 47%, ЛДГ1 – увеличивается через 12 ч., и остается в течении 11-12 дней. Тропонин Т увеличивается на 3 часу после инфаркта миокарда – остается с 3х часов до 3 недель.


























128. Соединительные ткани – межклеточный матрикс вместе с клетками различного типа (фибробласты, хондробласты, тучные клетки, макрофаги, остеобласты). 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 органов, входит в состав связок и сухожилий. Поражение этой ткани приводит к рахиту, ревматизму, атеросклеротизму сосудов, коллагенозам.

Собственно соединительная ткань определяет морфологическую и функциональную условность организма. Характеризуется универсальностью и тканевой специфичностью с другой стороны. Характеризуется многокомпонентностью, полиморфизмом, полифункциональностью, обладает высокой способностью к адаптации. Состоит из клеточных элементов, волокнистых структур и основного вещества. Фибробласты – синтез коллагена и эластина, протеогликанов, ферментов. Волокнистые структуры – коллагеновые и эластические волокна. Основное вещество представлено внеклеточными нерастворимыми нитями, которые погружены в матрикс. Функции основного вещества: 1) опорная или биомеханическая – из соединительной ткани состоит скелет – каркас для внутренних органов. 2) барьерная – соединительно тканные элементы образуют барьер между внешней и внутренней средой. 3) фагоцитарная активность и осуществление иммунной защиты (воспаление). 4) трофическая или метаболическая – входят в состав сосудов, транспорт питательных веществ и экскреция конечных продуктов; предотвращение выпотевания жидкой части плазмы крови. 5) депонирование – соединительная ткань является депо для воды, солей, гормонов, витаминов, пигментов и т.д. 6) пластическая. 7) репаративная – повреждение соединительной ткани сопровождается образованием молодой соединительной ткани (образуются рубцы). Все функции осуществляются благодаря уникальному строению.

Строение соединительной ткани. Коллаген – распространенный белок соединительной ткани, составляет 1/3-1/4 от всего белка соединительной ткани. Составляет 5-6% от массы тела. Химический состав уникален – каждая 3 а/к – глицин – маленькая а/к, которая не мешает соединению полипептидных цепей в волокно. 1/5 от всех а/к – пролин и оксипролин – это своеобразные замки, которые придают прочность коллагеновому волокну. Окси а/к-ты – оксилизин и оксипролин. Структурная единица коллагена – молекула тропоколлагена – содержит до 1000 а/к, спирализована, соединены по 3 и образуют структуру похожую на кабель – суперспирализация. Последовательность а/к в полипептидной цепи характеризуется высокой специфичностью – 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 образованиях (кости, фасции, дентин), для 1го типа характерно низкое содержание оксилизина, малое число сайтов для гликолизирования. 3ий тип присутствует в мягких образованиях (кожа, сосуды, матка), имеет большое число остатка оксилизина, большое число сайтов.

Синтез коллагена – особенности: 1) биосинтез коллагена не заканчивается сборкой полипептидных цепей, а заканчивается сборкой молекулы коллагена, характерны ко- и посттрансляционные модификации. Часть происходит в фибробластах, а часть в межклеточном матриксе.

На рибосоме синтезируется незрелая препроальфа-полипептидная цепь коллагена, который содержит сигнальный пептид, необходимый для того, чтобы молекула коллагена транспортировалась в ЭПС. Далее от нее отщепляют сигнальный пептид и образуется проальфа-полипептидная цепь коллагена, которая содержит N- и C-концевые домены – не образуется спираль, связаны дисульфидными мостиками. В ЭПС при дальнейшей котрнсляционной модификации происходит:

1) гидроксилирование а/к – введение дополнительной функциональной группы – ОН. Пролин по С4 и С5 (катализирует пролингидроксилаза), лизин по С5 (катализирует лизингидраза).

Пролин+О2+альфакетоглутаровая кислота  СО2++янтарная кислота + в пролине у четвертого атома С образуется НОНС.

Нарушение гидроксилирования приводит к нарушению следующей стадии котрансляционной модификации. Это приводит к образованию рыхлой соединительной ткани. При дефиците витамина С – синяки, рыхлые десна, кровоточивость, выпадают зубы – страдает иммунитет, т.к. витамин С участвует в синтезе Ig.

2) гликозилирование – присоединение углеводного компонента – катализируют гликозилтрансферазы. УДФ-глюкоза и УДФ-галактоза переносят углеводные компоненты к гидроксильным группам а/к оксипролина и оксилизина. Если имеется малое количество сайтов для гликозилирования, то синтезируется патологический компонент (синдром Элерса-Данлоса).

3) После этого в фибробласте происходит образование тройной спирали, этот процесс идет только тогда, когда коллагеновые волокна имеют не менее 90 остатков оксипролина. Вне клетки идет процесс отщепления N и C-концевых доменов N и С-проколлагеновой пептидазой. Снижение активности N-проколлагеновой пептидазы приводит к образованию коллагенового волокна с сохраненным N- концевым доменом – нарушение структуры коллагенового волокна лежит в основе синдрома Элерса-Данлоса.

4) Удаление N и С концов приводит к образованию тропоколлагена – не такой прочный как коллагеновое волокно. Образуются поперечные сшивки, они придают дополнительную прочность. Лизилоксидаза (внеклеточный медьсодержащий фермент) катализирует окисление эпсилонамминых групп лизина и оксилизина, в результате















образуются альдегидные группы и из лизина аллизин.

В образовании поперечных сшивок играет роль ортокремниевая кислота – образует со свободной ОН-группой эфирную связь. Зрелое коллагеновое волокно – [тропоколлаген+место минерализации (соли Са и Р)+тропоколлаген]n.

Нарушение прочности коллагенового волокна – при снижении активности аминооксидазы плазмы, лизиноксидазы костной и соединительной ткани. Наблюдается при употреблении зеленого горошка, т.к. содержит бета-аминопропионитрил – ингибитор амино- и лизин-оксидазы.

Катаболизм коллагена. Осуществляется тканевой и бактериальной коллагеназами, которые вырабатываются клетками соединительной ткани. Содержит в активном центре цинк. Она разрезает тройную спираль на части и расщепляет их. Бактериальная коллагеназа – 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 проколлагеновых пептидаз; 2) латиризм – ингибирование ферментов лизиноксидазы и аминооксидазы; 3) синдром Элерса-Данлоса (7 типов); 4) несовершенный остеогенез или врожденная ломкость костей, или болезнь Вролика, или врожденный рахит, или болезнь «стеклянного мужчины» - преобладает коллаген III типа, очень мало I типа  многочисленные переломы; 5) синдром Марфана – из-за нарушения активности лизиноксидазы нарушается образование поперечных сшивок; 6) врожденный атеросклероз – в сосудах преобладает коллаген I типа.

Эластин – основной белок соединительной ткани. А/к-ный состав: 1/3 - а/к – глицин, но мало оксилицина и оксипролина, много а/к имеющих неполярные группы. Десмозин и изодесмозин – состоят из 4х молекул лизина, из которых 3 окисляются в аллизин и конденсируются с образованием структуры десмозина. Если эластические волокна 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 В6.

Катаболизм – расщепление происходит под действием эластазы панкреатического сока (при поступлении 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 синтезируется в печени и защищает эластин от эластазы.

Основное вещество – гидротированный гель, образован высокомолекулярными и высокополимерными соединениями, которые представлены протеогликанами – сложные белки, в состав небелкового компонента входят углеводные компоненты. Собственно протеогликаны содержат 5% белкового компонента и 95% углеводного компонента – гликозаминогликаны – ГАГ (мукополисахариды). ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.

Различают 7 классов ГАГ: 1) гиалуроновая кислота – распространена в почках, стекловидном теле, синавиальной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против проникновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хондроэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соединенных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом количество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилированным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучных клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков серной кислоты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет липиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на гепарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз увеличивается на 1ну молекулу углевода. Степень сульфирования. Протеогликаны – поливалентные анионы, которые притягивают катионы натрия и калия, связывают их прочно, что их ионные свойства не проявляются. Имеют склонность к агрегации, которая ускоряется кальцием, при это гиалуроновая кислота образует петли, которые обозначают как домены. Внутри них вода, буфер – который защищает при травмах, механических повреждениях. Растворы гиалуроновой кислоты обладают высокой степенью вязкости, если возникает ревматизм – нарушается деполимеризация гиалуроновой кислоты, это ведет к деформации суставов. Для восстановления ГАГ используют стероидные гормоны. Протеогликаны функционируют как молекулярное сито, препятствует проникновению катионов и микроорганизмов, но некоторые микроорганизмы имеют фактор проницаемости – гиалуронидаза 70%. Ряд ПГ выполняют антикоагуляционную функцию. Нарушения – 1) мукополисахариды – накопление мукополисахаридов в тканях из-за уменьшения активности гидролаз – дисплазия скелета, деформация таза, темная роговица и т.д. 2) коллагеназы – диффузное заболевание соединительной ткани – включает ряд болезней, которые характеризуются воспалительными процессами – системная красная волчанка, дерматомиозиты, наследственная предрасположенность. Методы исследования метаболизма соединительной ткани: 1) определение количества ГАГ в плазме 2) степень сульфатирования ГАГ 3) активность гиалуронидазы 4) определение оксипролина в плазме и моче, объем распада в кишечнике 5) определение сиаловых кислот.
















133. рН мочи в зависимости от характера питания. Ацидо- и аммониогенез. На нормальном (смешанном) питании рН мочи составляет 5,5-6,5. Почка выдерживает колебания рН от 4,5 до 8,5. При белковом питании, а также при ацидозе повышается экскреция кислот. рН мочи становится менее 5,5 (кислая среда) за счет того, что кислые соли профильтровываются в мочу из крови, в почках образуются кислые соли. При питании растительной пищей, а также при алкалозе увеличивается содержание оснований, рН мочи сдвигается в основную сторону. Основания выводятся в виде бикарбонатов и двузамещенных фосфатов. Растительная пища богата органическими кислотами, Na, K. Бикарбонатный ион секретируется в просвет, а анионы полностью реабсорбируются. Т.О. выводятся бикарбонаты и рН мочи сдвигается в кислую сторону. Ацидонгенез – механизм направленный на удаление избытка кислых продуктов. Секретируется Н, который нейтрализуется фосфатами и сульфатами с образованием титруемых кислот. Мех-м: Na2HPO3 поступает в просвет канальца, где диссоциирует на 2Na и НРО4, 1 Na выделяется в кровь. В эпителии канальца образуется Н2СО3 под действием карбангидразы из Н2О и СО2, которая диссоциирует на НСО3- и Н+. Н+ секретируется в кровь, а НСО3- в кровь. В просвете образовывается титруемая кислота NaН2РО4. Аммониогенез – секреция аммиака в просвет канальцев из эпителия с последующим замещением ионов Na в солях на аммонийный ион. В просвет поступают Na+, Cl-, SO42-. Натрий выводится в кровь. Из Н2О и СО2 под действием карбангидразы образуется Н2СО3, которая диссоциирует на НСО3 и Н, водород в просвет, НСО3 в кровь. В эпителии образуется аммиак путем: глутамин  (глутаминаза) глутамат и выделяется аммиак, далее (глутаматдегидрогеназа) альфа-КГ выделяя аммиак. Аммиак связывается с Н образуется аммонийный ион NH4, далее обр-ся соли аммония NH4Cl, (NH4)SO4.


134. Содержание и формы билирубина. Билирубин образуется при распаде гемопротеидов (гемоглобин – вердоглобин – биливердин – билирубин). В крови содержится прямой и непрямой (связанный с альбуминами) билирубин. Общее содержание билирубина определяется суммой прямого и непрямого билирубина. Общий билирубин 8,5-20,5 ммоль/литр. Прямой билирубин меньше 5 ммоль/литр. Непрямой билирубин расчетная величина – общий билирубин минус прямой билирубин. У новорожденных общий билирубин 20,5-200 ммоль/литр. Повышение содержания билирубина наблюдается при гемолитических процессах, острых и хронических гепатитах, закупорке желчевыводящих путей. Для дифференцивальной диагностики желтух проводят качественную реакцию на определение форм билирубина по реакции с деазореактивом (реактив Эрлиха). При развитии окраски непосредственно после добавления реактива – реакция прямая (реакция Ван ден Берга). Прямой билирубин образуется путем конъюгации его с глюкуроновой кислотой в клетках печени. Непрямой билирубин адсорбирован на белках плазмы крови и дает цветную реакцию только после предварительной обработки (осаждение белка, например спиртом). У здорового человека на долю непрямого билирубина приходится 75%, на долю прямого 25% от общего билирубина. При паренхиматозной желтухе нарушается билирубиновыдилительная функция печени, а также превращение непрямого билирубина в прямой. В крови повышено содержание обеих форм, особенно непрямого. При механической желтухе наблюдается повышенное содержание прямого билирубина. После поражения паренхимы повышается и непрямой. При гемолитической желтухе повышено содержание непрямого билирубина, в незначительной степени и прямого билирубина, что свидетельствует о нарушении билирубиновыделительной функции печени. Также содержание непрямого билирубина повышается при: физиологической желтухе новорожденных, синдроме Криглера-Найяра, болезни Жильбера, токсических гепербилирубинэмиях (отравление хлороформом, тетрахлоридом углерода), вирусном гепатите.


146. Пигменты мочи и их происхождение.

Пигменты мочи: В норме стеркобилиноген и небольшое количество уробилиногена; при паренхиматозной желтухе в моче появляется ПБ и уробилин; при гемолитической желтухе повышается количество стеркобилиногена; при механической желтухе определяется ПБ. Уробилинурия (Уробилиноген) наблюдается при: паренхиматозной желтухе, гемолитических желтухах, отравлении свинцом. Билирубинурия наблюдается при: обтурационной желтухе, паренхиматозной желтухе (прямой). При нарушении синтеза гема в моче появляются промежуточные продукты синтеза порфиринового кольца и продукты распада гемоглобина: аминолевулиновая кислота (норма 2-3мг/сут), порфобилиноген (до 2мг/сут), уропорфирины (около 6мг/сут), копропорфирины (около 70мкг/сут), протопорфирины (около 12мг/сут). Повышение окраски мочи может быть при потере жидкости (отеки, понос, рвота). Красноватый цвет (мясных помоев) при гематурии, гемоглобинурии. Темно-желтый цвет с зеленоватым оттенком – желчные пигменты при желтухах. При механической – зеленовато-желтая, при паренхиматозной – зеленовато-бурая. Зеленовато-желтый цвет – содержание гноя в моче (пиурия). Грязно-коричневый – пиурия при щелочной реакции. Темный – гемоглобинурия при гемолитической желтухе. Беловатый – большое количество фосфатов и липидов.

























Дыхательная цепь.

I комплекс – НАДН-дегидрогеназа-коэнзим Q-редуктаза (F-цикл). НАДН под действием флавиновой НАДН-дегидрогеназы окисляется в НАД. Протоны от НАДН транспортируются на наружный листок внутренней мембраны, а электроны делают возвратную петлю с помощью (FeS)n переносятся на ФМН, для восстановления которого из матрикса перекачиваются два протона, в результате чего образуется ФМН-Н2. Перенос двух протонов из матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием градиента концентрации протонов водорода (дельта МюН). Именно в этом месте возникает пункт сопряжения окисления и фосфорилирования и образуется АТФ из АДФ и Фн (фосфорилирование АДФ с использованием энергии окисления водорода). Далее протоны ФМН-Н2 сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. II комплекс переносит электроны на коэнзим Q. III комплекс – коэнзим QH2-цитохром-С-редуктаза или Q цикл. Для восстановления 2КоQ из матрикса переносятся 4Н+ в результате чего образуется 2КоQH2. Перенос 4Н+ из матрикса в межмембранное пространство сопряжен с образованием градиента концентрации протонов водорода (дельта МюН) и образуется АТФ. 2Н+ сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. Электроны передаются на цитохром b, с. IV комплекс – цитохромоксидазный комплекс или цикл кислорода. Под действием цитохромоксидазы осуществляется перенос электронов Си А а, а3, СиВ. Из матрикса перекачиваются 4Н+ , в этом месте возникает пункт сопряжения окисления и фосфорилирования и образуется АТФ из АДФ и Фн (фосфорилирование АДФ с использованием энергии окисления водорода). Затем 2Н+ сбрасываются на наружную часть внутренней мембраны. Таким образом, 4е переносятся на кислород, в результате чего образуется вода.

1Авиация и космонавтика
2Архитектура и строительство
3Астрономия
 
4Безопасность жизнедеятельности
5Биология
 
6Военная кафедра, гражданская оборона
 
7География, экономическая география
8Геология и геодезия
9Государственное регулирование и налоги
 
10Естествознание
 
11Журналистика
 
12Законодательство и право
13Адвокатура
14Административное право
15Арбитражное процессуальное право
16Банковское право
17Государство и право
18Гражданское право и процесс
19Жилищное право
20Законодательство зарубежных стран
21Земельное право
22Конституционное право
23Конституционное право зарубежных стран
24Международное право
25Муниципальное право
26Налоговое право
27Римское право
28Семейное право
29Таможенное право
30Трудовое право
31Уголовное право и процесс
32Финансовое право
33Хозяйственное право
34Экологическое право
35Юриспруденция
36Иностранные языки
37Информатика, информационные технологии
38Базы данных
39Компьютерные сети
40Программирование
41Искусство и культура
42Краеведение
43Культурология
44Музыка
45История
46Биографии
47Историческая личность
 
48Литература
 
49Маркетинг и реклама
50Математика
51Медицина и здоровье
52Менеджмент
53Антикризисное управление
54Делопроизводство и документооборот
55Логистика
 
56Педагогика
57Политология
58Правоохранительные органы
59Криминалистика и криминология
60Прочее
61Психология
62Юридическая психология
 
63Радиоэлектроника
64Религия
 
65Сельское хозяйство и землепользование
66Социология
67Страхование
 
68Технологии
69Материаловедение
70Машиностроение
71Металлургия
72Транспорт
73Туризм
 
74Физика
75Физкультура и спорт
76Философия
 
77Химия
 
78Экология, охрана природы
79Экономика и финансы
80Анализ хозяйственной деятельности
81Банковское дело и кредитование
82Биржевое дело
83Бухгалтерский учет и аудит
84История экономических учений
85Международные отношения
86Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
87Финансы
88Ценные бумаги и фондовый рынок
89Экономика предприятия
90Экономико-математическое моделирование
91Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Ты у меня ЗАМЕЧАТЕЛЬНАЯ женщина...
Только за сегодняшний день от тебя 25 замечаний...
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 - 2017
Рейтинг@Mail.ru