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%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

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

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Кот, живущий на мясокомбинате, постоянно боится, что его кастрируют.
Потому что ну не может быть всё так хорошо.
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