Использование ферментов в медицине

Энзимопатии: В основе многих заболеваний лежат наруше­ния функционирования ферментов в клетке — энзимопатии. Различают первичные(наслед­ственные) и вторичные (приобретённые) энзи­мопатии. Приобретённые энзимопатии, как и вообще протеинопатии, по-видимому, наблю­дают при всех болезнях. При первичных энзимопатиях дефектные ферменты наследуются, в основном, по аутосомно-рецессивному типу. Первичные энзимопатии обычно относят к ме­таболическим болезням, так как происходит нарушение определённых метаболических пу­тей. Клинические проявления. При альби­низме нарушен синтез в меланоцитах пиг­ментов — меланинов. При альбинизме наблюдают слабую пигментацию кожи, светлые волосы, крас­новатый цвет радужки глаза из-за просве­чивающих капилляров. Проявление альби­низма связано с недостаточностью фермента тирозингидроксилазы — од­ного из ферментов, катализирующего мета­болический путь образования меланинов. Накопление субстратов—предшественников.

Алкаптонурия, при котором нарушено окис­ление гомогентизиновой кислоты в тканях. У таких больных наблюдают недостаточность фермен­та окисления гомогентизиновой кислот. В ре­зультате увеличиваются концентрация го­могентизиновой кислоты и выведение её с мочой. В присутствии кислорода гомогентизиновая кислота превращается в соединение чёрного цвета — алкаптон. Поэтому моча та­ких больных на воздухе окрашивается в чёр­ный цвет.

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ, врожденное, передающееся по наследству нарушение обмена веществ. Его причиной служит недостаточность определенного фермента, а именно фенилаланингидроксилазы, необходимой для нормального метаболизма аминокислот, из которых состоят белки. В отсутствие этого фермента не происходит превращения аминокислоты фенилаланина в другую аминокислоту — тирозин. В результате резко возрастают уровни фенилаланина в крови и фенилкетона в моче. Симптомы фенилкетонурии проявляются в раннем детстве и включают рвоту, шелушащуюся кожную сыпь, раздражительность и затхлый ("мышиный") запах тела, обусловленный аномальным составом мочи и пота

8.Понятие о катаболизме и анаболизме и их взаимосвязи. Эндергонические и экзергонические реакции в метаболизме. Способы передачи электронов. Особенности протекания окислительных реакций в организме. Этапы расщепления веществ и освобождения энергии (этапы катаболизма).

Катаболизм - это расщепле­ние сложных органических веществ до более простых. Анаболизм - это синтез сложных веществ из простых веществ с ис­пользованием энергии. Этапы катаболизма: 1-й этап. На этом этапе макромолекулы расщепляются до своих мономеров (или строительных блоков). Так, поли­сахариды распадаются до моносахаридов; жиры - до глицерина и жирных кислот; белки - до ами­нокислот. Этот этап является специфическим, так как каждая макромолекула своим набором ферментов расщепляется до моно­меров. 1-й этап катализируется ферментами класса гидролаз. Он локализо­ван в пищеваритель­ном тракте для пищевых макромолекул, а для эндогенных - лизосо­мах. Этот этап энергетической ценности не имеет. В нем выделяется менее 1% энергии, которая рассеивается в виде тепла. 2-й этап. Является специфическим путем катаболизма. На этом этапе каждый из мономеров своим собственным путем превращается в одну из карбоновых кислот. Моносахариды, глицерин и некоторые аминокис­лоты превра­щаются в пируват. Жирные кислоты и часть аминокислот - в ацетил-КоА. Некоторые аминокислоты превращаются в оксалоацетат или 2-оксоглутарат. 2-й этап происходит в митохондриях и цито­золе клеток. Образую­щаяся при этом энергия выделяется в виде тепла и используется на синтез АТФ. 3-этап. Являетсяобщим для разных классов веществ. На этом этапе пируват в процессе окислительного декарбок­силирования превра­щается в ацетил-КоА.Ацетил-КоА, оксалоацетат и 2-оксоглутарат окисляются в цикле Кребса. За один оборот цикла Кребса образуются 2 молекулы СО₂,. Водород, полученный в дегидрогеназных реакциях, присоединяется к НАД⁺ и ФАД. с образованием НАДН и ФАДН₂, которые окисляются в дыхательной цепи. Приэтом образуется вода, а выделившаяся энергия используется частично на синтез АТФ и частично рассеивается в виде тепла. Все реак­ции этого этапа локализованы в митохондриях. Эндергонические и экзергонические реакции: Направление химической реакции определя­ется значением АО. Если эта величина отрица­тельна, то реакция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии. Такие реакции называют экзергони-ческими. Если при этом абсолютное значение АО велико, то реакция идёт практически до конца, и её можно рассматривать как необра­тимую. Если АС положительно, то реакция будет про­текать только при поступлении свободной энер­гии извне; такие реакции называют эндергоническими. Если абсолютное значение АО велико, то система устойчива, и реакция в таком случае практически не осуществляется. При АО, рав­ном нулю, система находится в равновесии. Способы передачи электронов: 1) прямой перенос электронов Fe²+ Cu²= Fe³+ Cu; 2) перенос электронов в составе гидрид иона (НАД и НАДФ), зависимые дегидрогеназы. 3) перенос электронов в составе атомов водорода (флавинзависимые дегидрогеназы); 4) перенос путем прямого взаимодействия ограничения восстановления СО2, приводящий к образованию продукта, в котором содержится ковалентно-связанный кислород. Самым главным с энергетической точки зрения является процесс отщепления водорода от субстрата с последующим его на кислород и воду.

 

9. Оксидоредуктазы. Классификация. Характеристика подклассов. НАД-зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм. Важнейшие субстраты НАД-зависимых дегидрогеназ. ФАД-зависимые де­гидрогеназы: сукцинатдегидрогеназа и ацилКоА-дегидрогеназа.

Оксидоредуктазы – катализируют ОВр-ии. А)Дегидрогеназы – отщепяют Н от субстратана кофактор; б) редуктазы – переносят Н с кофактора на субстрат.в) оксидазы – отщепл-ют электрон от субстрата и переносят на кислород; г) оксигеназы – внедряют кислород в мол-лы субстрата (моно и ди); Д) каталазы, Е) пероксидазы. НАД заисимые дигидрогеназы содержат коферменты произ-е витамина РР. Которые входят в сотав активного центра ДГ. Субстрата НАД зав ДГ явл-ся никотин амид. Окисленная фотма присоед протоны электр-в от различ-х субстратов, служит главным коллекторм энергии окисляемых в-в и главным источником электронов. Востоновленная форма не явл-ся непоредственным донором электронов, а испол-ся почти искл-но в восстановительных биосинтезах. ФАД зависимые ДГ растворимые белки расворенные в матриксе митохондрий, сод-т коферменты которые обр-ся из витамина В2.