АМКы, строение, классификация. Цвиттер –ионы

Свойства белков.

Белки, как и АМКы, амфотерны благодаря наличию свободных NH2- и СООН-групп. Для них характерны все свойства кислот и оснований. Физико-химические свойства белков: – кислотно-основными;– буферными;– осмотическими- Белки в клетке, межклеточной жидкости, в крови повышают осмотическое давление и вызывают явление осмоса, т.е. перемещение ионов Nа+ и воды через мембраны в раствор белка.   – оптическими - Растворы белков способны рассеивать лучи видимого света (эффект дифракции или явление Тиндаля). На этом основан метод количественного определения белка рефрактометрически (в чистых белковых растворах, напр, в сыворотке крови); – растворимостью;– осаждаемостью;– денатурацией.

Для обнаружения белка в растворе, для разделения белковых фракций, а также для получе­ния безбелковых фильтратов пользуются реакциями осаж­дения. Используют различные агенты, снижающие заряд белковой частицы. Процесс денатурации белка сводится к разрушению нативной вторичной и третичной структуры белка, при этом белковая молекула, как правило, теряет свои биологические свойства. 2. Осаждение белка при нагревании. Почти все белки денатурируют при нагревании (50—55° С и выше). Механизм тепловой денатурации связан с пере­стройкой структуры белковой молекулы, в результате которой белок теряет свои нативные свойства, уменьшает­ся его растворимость (уменьшение гидрофильных свойств ведет к нарушению гидратной оболочки). 3. Осаждение белка концентрированными минеральными к-тами. 5. Осаждение белка алкалоидными реактивами. 6. Осаждение белка солями тяжелых металлов. Белки, обладающие кислыми свойствами, осаждают в слабокислой среде, белки, обладающие щелочными свойствами,— в слабощелочной среде. 4. Осаждение белка органическими к-тами.

Свойства растворов белков.

Водные растворы белков являются устойчивыми и равновесными, они со временем не коагулируют и не требуют присутствия стабилизаторов. Поскольку белковые растворы гомогенны, то напоминают истинные растворы, однако высокая молекулярная масса белков придает их растворам свойства коллоидных систем:

1. Оптические свойства белков. Растворы белков способны рассеивать лучи видимого света (эффект дифракции или явление Тиндаля). На этом основан метод количественного определения белка рефрактометрически (в чистых белковых растворах, напр, в сыворотке крови).

2. Малая скорость диффузии – способствует равномерному распределению белков внутри клетки, между клеткой и кровью, а также препятствует скоплению белка в местах его биосинтеза.

3. Осмотические свойства белков. Белки в клетке, межклеточной жидкости, в крови повышают осмотическое давление и вызывают явление осмоса, т.е. перемещение ионов Nа+ и воды через мембраны в раствор белка. Неспособность белков проникать через полупроницаемые мембраны вследствие высокой молекулярной массы используется в практике для очистки белков от низкомолекулярных примесей (солей, биогенных аминов, мочевины и др.) – процесс диализа.

4. Высокая вязкость белковых растворов. С увеличением концентрации белка вязкость раствора повышается, поскольку повышаются силы сцепления между поверхностями белковых молекул. Иногда вязкость белкового раствора в присутствии Са2+ настолько увеличивается, что он теряет текучесть и превращается в гель.

5. Способность белков к образованию гелей

Для обнаружения белка в растворе, для разделения белковых фракций, а также для получе­ния безбелковых фильтратов пользуются реакциями осаж­дения. Используют различные агенты, снижающие заряд белковой частицы. Процесс денатурации белка сводится к разрушению нативной вторичной и третичной структуры белка, при этом белковая молекула, как правило, теряет свои биологические свойства. 2. Осаждение белка при нагревании. Почти все белки денатурируют при нагревании (50—55° С и выше). Механизм тепловой денатурации связан с пере­стройкой структуры белковой молекулы, в результате которой белок теряет свои нативные свойства, уменьшает­ся его растворимость (уменьшение гидрофильных свойств ведет к нарушению гидратной оболочки). 3. Осаждение белка концентрированными минеральными к-тами. 5. Осаждение белка алкалоидными реактивами. 6. Осаждение белка солями тяжелых металлов. Белки, обладающие кислыми свойствами, осаждают в слабокислой среде, белки, обладающие щелочными свойствами,— в слабощелочной среде. 4. Осаждение белка органическими к-тами.

8. Механизм и способ осаждения белков из их растворов.

9.Надмолекулярные структуры белков.

Хромопротеиды. Гемоглобин.

Хромопротеины (от греч. chroma – краска) состоят из простого белка и связанного с ним окрашенного небелкового компонента. Различают гемопротеины (простетическая группа- железо), магнийпорфирины и флавопротеины (содержат производные изоаллоксазина). Ф-ии хромопротеинов: они участвуют в таких фундаментальных процессах жизнедеятельности, как фотосинтез, дыхание клеток и целостного организма, транспорт кислорода и диоксида углерода, окислительно-восстановительные реакции, свето-и цветовосприятие и др. Хромопротеины являются участниками аккумулирования энергии, начиная от фиксации солнечной энергии в зеленых растениях и утилизации ее до превращений в организме животных и человека.

Гемоглобин - сложный белок, хромопротеид, дыхательный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Основная ф-я перенос О₂ от органов дыхания к тканям.

Его форма в р-ре близка к эллипсоиду.

Нb А1 имеет четвертичную структуру. Глобин - это белковая часть, состоящая из 4-х субъединиц, а каждая из субъединиц обозначается α, β. Всего 2 α-цепи, содержащие по 141 АМКному остатку и 2 β- по 146 АМК. Вторичные их структуры представлены в виде спиральных сегментов различной длины. Третичные структуры α- и β-цепей очень сходны. Внутри каждой субъединицы имеется гидрофобный "карман", в котором удерживается гем. Гем - это тетрапиррольное соединение с атомом Fе⁺², соединенного с азотами пирролов, 5-я связь с имидазольным кольцом гистидина глобина. Шестая координационная связь Fе⁺² свободна и используется для связывания кислорода и других лигандов.

Белковая часть молекулы Нb влияет на свойства гема. Очень высоко сродство Нb к оксиду углерода (II) - СО примерно в 300 раз больше, чем к О₂, что говорит о высокой токсичности угарного газа. Эта форма носит название карбоксигемоглобина.
Возможно образование еще одного производного Нb - карбгемоглобина, когда Нb связывается с СО₂, однако СО₂ присоединяется не к гему, а к NH₂- группам глобина (НbNH₂+СО₂→ НbNHCOO^-+Н⁺). Образование карбгемоглобина используется для выведения СО₂ из тканей к легким. Этим путем выводится 10-15% СО₂.
Общая группа заболеваний, связанная с Нb, носит название гемоглобинозов. Различают среди них гемоглобинопатии, напр серповидноклеточная анемия, когда происходит замена при синтезе β-цепи в 6-ом положение глутаминовой кислоты на валин в β-цепях молекулы гемоглобина S. Эритроциты приобретает форму серпа, понижается сродство к О₂. Болезнь протекает остро, и дети, гомозиготные по мутатному гену, часто умирают в детском возрасте. Талассемия - это заболевание, при котором полностью нарушается синтез либо цепи α или β (отсюда и название α-талассемия или β-талассемия). При β-талассемии в крови наряду с HbA1 появляется до 15% НЬА2 и резко повышается содержание HbF – до 15–60%. Болезнь характеризуется гиперплазией и разрушением костного мозга, поражением печени, селезенки, деформацией черепа и сопровождается тяжелой гемолитической анемией. Эритроциты при талассемии приобретают мишеневидную форму.К патогенезу осложнения диабета можно отнести тот факт, что у больных увеличивается количество Нb А1с (до 12-15%) по сравнению с допустимой концентрацией 4-6%. Так, при недостаточно компенсированном диабете общее соединение Нb А1с превышает 12%. Чем выше уровень гликозилированного гемоглобина, тем выше была гликемия за последние три месяца и, соответственно, больше риск развития осложнений сахарного диабета. Поражение сердечно-сосудистой системы является клиническим проявлением сахарного диабета. Микроангиопатия является причиной инвалидности и смерти больных. Коллаген составляет основу базальных мембран капилляров. Повышенное содержание гликозилированного коллагена ведет к уменьшению его эластичности, растворимости, к преждевременному старению, развитию контрактур. Гликозилированные липопротеины, накапливаясь в сосудистой стенке, приводят к атеросклерозу.

 

17.Методы фотоколориметрии, центрифугирования, хроматографии в биохимии. Калибровочный

график.

Водорастворимые витамины.

1. ВитB₁ (тиамин, аневрин). Его хим стр-ра хар-тся наличием аминной группы и атома серы. Наличие спиртовой группы в вите B₁ дает возможность образовывать с к-тами сложные эфиры. Соединяясь с двумя молекулами фосфорной кислоты, тиа­мин образует сложный эфир тиаминди­фосфат, который является коферментом декарбокси­лаз, катализирующих декарбоксилиро­вание a-кетокислот. При отсутствии или недостаточном поступлении в ор­ганизм вита B₁ становится невоз­можным осуществление углеводного обмена. 2. Вит В₂ (рибофлавин). В организме ри­бофлавин в виде сложного эфира с фосфорной кислотой входит в состав простетической группы флавиновых ферментов (ФМН, ФАД), катализи­рующих процессы биологического окисления, обеспечивая перенос водо­рода в дыхательной цепи, а также реак­ции синтеза и распада жирных кислот. 3. Вит В₃ (пантотеновая к-та). Пантотеновая к-та построена из b-аланина и диоксидиметилмасляной ки­слоты, соединенных пептидной связью. Биол значение: она входит в состав кофермента А, играющего ог­ромную роль в обмене углеводов, жи­ров и белков. 4. Вит B₆ (пиридок­син). Является производным пиридина. Фосфорилированное производное пи­ридоксина является коферментом фер­ментов, катализирующих реакции об­мена АМК. 5. Вит B₁₂ (ко­баламин). В его состав, входит, четыре пирроль­ных кольца. В центре находится атом кобальта, связанный с азотом пирроль­ных колец. Виту B₁₂ принадлежит большая роль в переносе метильных групп, а также синтезе нуклеиновых кислот. 6. Вит РР (никотиновая к-та и ее амид). Представляет собой производное пиридина. 7. Фолиевая к-та (Вит В_с). Выделена из листьев шпината (латинское folium -лист). В состав фо­лиевой кислоты входит парааминобен­зойная к-та и глютаминовая к-та. Ей принадлежит важная роль в обмене нуклеиновых ки­слот и синтезе белка. 8. Пара-аминобен­зойная к-та. Ей принадлежит боль­шая роль в синтезе фолиевой кислоты. 9. Биотин (вит Н). Входит в состав фермента, катализирующего процесс карбоксилирования (присоеди­нения CO₂ к углеродной цепи). Необходим для синтеза жирных кислот и пуринов. 10. Вит С (аскорбино­вая к-та). По хим структуре аскорбиновая к-та близка к гексо­зам. Особенностью является его способность к обратимому окислению с образованием дегидроа­скорбиновой кислоты. Аскорбиновая к-та принимает участие в окислительно-восстанови­тельных процессах организма, предо­храняет от окисления SH-группы фер­ментов, обладает способностью обез­воживать токсины.

20. Патологии: гипер-, гипо-, авитозы.

Активность ферментов.

Активный центр – это относительно небольшой участок, расположенный в узком гидрофобном углублении (щели) поверхности молекулы фермента, непосредственно участвующий в катализе. Активный центр – это точная пространственная организация больших ансамблей, построенных из АМКных остатков: серин – ОН группа; цистеин – SH группа; лизин – NH2 группа; гистидин – имидазольное кольцо; глутаминовая, аспарагиновая кислоты – СООН группа.Активный центр включает субстратсвязывающий участок, который отвечает за специфическое комплементарное связывание субстрата, и каталитический участок непосредственного химического взаимодействия.В активный центр сложных ферментов входит участок для связывания кофактора. Регуляторные (аллостерические) ферменты помимо активного центра имеют аллостерический центр. К аллостерическому центру могут присоединяться гормоны или продукты реакции. Это приводит к изменению структуры активного центра. Эти вещества называются аллостерическими эффекторами (модификаторами). Эффекторы могут быть положительными (усиливают действие фермента) и отрицательными (блокируют действие фермента).
На скорость химических реакций оказывают влияние различные вещества. По характеру влияния вещества подразделяются на активаторы, увеличивающие активность ферментов, и ингибиторы (парализаторы), подавляющие активность ферментов.
Активаторы: 1)Присутствие кофакторов – ионы металлов Fe²+, Mg²+, Mn²+, Cu²+, Zn²+, АТФ, липоевая к-та. 2)Частичный их протеолиз.
Ферменты желудочно-кишечного тракта вырабатываются в виде неактивных форм – зимогенов. Под влиянием различных факторов происходит отщепление пептида с формированием активного центра и зимоген превращается в активную форму фермента.
Пепсиноген+ НСl =пепсин + пептид
Трипсиноген+ энтерокиназа= трипсин + пептид
Этот вид активирования предохраняет клетки желудочно-кишечного тракта от самопереваривания.
Фосфорилирование и дефосфорилирование.
Напр:
неакт. липаза + АТФ → липаза-фосфат (акт.липаза);
липаза-фосфат+Н3РО4 → липаза (неакт. липаза)

28. Ферменты. Свойства ферментов.

Неконкурентное торможение.

Ингибитор – это вещество, вызывающее специфическое снижение активности фермента.

По прочности связывания ингибитора с ферментом ингибиторы делят на:

1)Необратимые ингибиторы прочно связаны и разрушают функциональные группы молекулы фермента, которые необходимы для проявления его каталитической активности. Хлорофос, зарин, зоман и др. фосфорорганические соединения связываются с активным центром холинэстеразы. В результате происходит фосфорилирование каталитических групп активного центра фермента. В следствии молекулы фермента, связанные с ингибитором, не могут связываться с субстратом и наступает тяжелое отравление.

2)Обратимые игнибиторы, напр, прозерин для холинэстеразы. Обратимое ингибирование зависит от концентрации субстрата и ингибитора и снимается избытком субстрата.

По механизму действия выделяют: 1) Конкурентное (изостерическое) ингибирование – это торможение ферментативной реакции, вызванное связыванием ингибитора с активным центром фермента. При этом ингибитор имеет сходство с субстратом. В процессе происходит конкуренция за активный центр: образуются фермент-субстратные и ингибитор-ферментные комплексы. Пр.: фермент холинэстераза катализирует превращение ацетилхолина в холин: (CH3)3-N-CH2-CH2-O-CO-CH3® (над стрелкой ХЭ, под – вода) CH3СOOH+(CH3)3-N-CH2-CH2-OH. Конкурентными ингибиторами явл прозерин, севин.

2) Неконкурентное ингибирование – торможение, связанное с влиянием ингибитора на каталитическое превращение, но не на связывание фермента с субстратом. В этом случае ингибитор может связываться и с активным центром (каталитический участок) и вне его. Присоединение ингибитора вне активного центра приводит к изменению конформации (третичной структуры) белка, вследствие чего изменяется конформация активного центра. К ним относят:- цианиды. Они связываются с атомом железа в цитохромоксидазе и в результате этого фермент теряет свою активность, а т.к. это фермент дыхательной цепи, то нарушается дыхание клеток и они гибнут.- ионы тяжёлых металлов и их органические соединения (Hg, Pb и др.). Соединяются с различными SH-группами. - ряд фармакологических средств, которые должны поражать ферменты злокачественных клеток. 3) Субстратное ингибирование(бесконкурентное) – торможение ферментативной реакции, вызванное избытком субстрата. Происходит в результате образования фермент-субстратного комплекса, неспособного подвергаться каталитическому превращению.

 

Переваривание, основные ферменты. Образование мочевой кислоты.

42. Клинико- диагностическое значение мочевой кислоты.

43. Обмен пуриновых и пиримидиновых оснований.

44. Углеводы. Биологическая роль в организме.

Моносахариды.

Моносахариды представляют собой альдегидные или кетоновые производные полигидроксиспиртов, содержащих как минимум три атома углерода.

Моносахариды различают по положению их функциональной карбонильной группы (альдегиды или кетоны) и по числу атомов углерода, которое они содержат. Если карбонильная группа в составе моносахарида связана с атомом C1, такой моносахарид называютальдозой. Если же карбонильная группа связана с атомом C2, то —кетозой. Примеры альдоз: эритроза, рибоза, глюкоза, манноза, галактоза. Примеры кетоз: рибулоза, ксилулоза, фруктоза.

Самые простые моносахариды — триозы (глицеральдегид — альдотриоза, дигидроксиацетон — кетотриоза).Четырёх-,пяти-,шести- и семиуглеродистые моносахариды называют тетрозами,пентозами,гексозами игептозами, соответственно.

Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов, содержащие карбонильную (альдегидную или кетонную) группу. Если карбонильная группа находится в конце цепи, то моносахарид представляет собой альдегид и называется альдозой; при любом другом положении этой группы моносахарид является кетоном и называется кетозой. Простейшие представители моносахаридов – триозы: глицеральдегид и диоксиацетон. При окислении первичной спиртовой группы трехатомного спирта – глицерола – образуется глицеральдегид (альдоза), а окисление вторичной спиртовой группы приводит к образованию диоксиацетона (кетоза).

Стереоизомерия моносахаридов. Все моносахариды содержат асимметричные атомы углерода: альдотриозы – один центр асимметрии, альдотетрозы – 2, альдопентозы – 3, альдогексозы – 4 и т.д. Кетозы содержат на один асимметричный атом меньше, чем альдозы с тем же числом углеродных атомов. Следовательно, кетотриоза диоксиацетон не содержит асимметричных атомов углерода. Все остальные моносахариды могут существовать в виде различных стереоизомеров. Общее число стереоизомеров для любого моносахарида выражается формулой N = 2n, где N – число стереоизомеров, а n – число асимметричных атомов углерода. Как отмечалось, глицеральдегид содержит только один асимметричный атом углерода и поэтому может существовать в виде двух различных стереоизомеров. Изомер глицеральдегида, у которого при проекции модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны, принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение – L-глицеральдегидом:

Альдогексозы содержат четыре асимметричных атома углерода и могут существовать в виде 16 стереоизомеров (24), представителем которых является, напр, глюкоза. Для альдопентоз и альдотетроз число стереоизомеров равно соответственно 23 = 8 и 22 = 4. Все изомеры моносахаридов подразделяются на D- и L-формы (Dи L-конфигурация) по сходству расположения групп атомов у последнего центра асимметрии с расположением групп у D- и L-глицеральдегида. Природные гексозы: глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза – принадлежат, как правило, по стереохимической конфигурации к соединениям D-ряда.

в растворе в основном существуют в полуацетальных формах. Полуацетальный гидроксил отличается большей реакционной способностью.

природные моносахариды обладают оптической активностью.

Дисахариды.

Дисахариды – сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов. По строению дисахариды – это гликозиды, в которых 2 молекулы моносахаридов соединены гликозидной связью. мальтоза, лактоза и сахароза. Мальтоза, являющаяся α-глюкопиранозил-(1–>4)-α-глюкопиранозой, образуется как промежуточный продукт при действии амилаз на крахмал (или гликоген), содержит 2 остатка α-D-глюкозы

В молекуле мальтозы у второго остатка глюкозы имеется свободный полуацетальный гидроксил. Такие дисахариды обладают восстанавливающими свойствами.

Одним из наиболее распространенных дисахаридов является сахароза – обычный пищевой сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка D-глюкозы и одного остатка D-фруктозы. Следовательно, это α-глюкопиранозил-(1–>2)-β-фруктофуранозид:

В отличие от большинства дисахаридов сахароза не имеет свободного полуацетального гидроксила и не обладает восстанавливающими свойствами. Гидролиз сахарозы приводит к образованию смеси, В этой смеси преобладает сильно левовращающая фруктоза, которая инвертирует (меняет на обратный) знак вращения правовращающего раствора исходной сахарозы. Дисахарид лактоза содержится только в молоке и состоит из D-галактозы и D-глюкозы.

 

Полисахариды.

Полисахариды — или гликаны — состоят из моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями. Полисахариды в отличие от белков и нуклеиовых кислот образуют разветвлённые и линейные полимерные структуры. Это связано с тем, что гликозидные связи могут образовываться между любыми гидроксильными группами моносахаридов.

Олигосахариды, содержащие три и более моносахаридных остатков, относительно редки и обнаруживаются чаще всего в клетках растений. Дисахариды — простейшие полисахариды — распространены гораздо больше. Многие из них образуются при расщеплении крупных полисахаридов.

Дисахарид лактоза содержится в молоке в концентрации0–7%.Самым распространённым дисахаридом является сахароза (столовый сахар).

Примерами структурных полисахаридов явл целлюлоза и хитин. Клеточная стенка клеток растений содержит в качестве основного компонента целлюлозу. Это позволяет растениям выдерживать значительную разницу в осмотическом давлении между внеклеточной и внутриклеточной средой вплоть до 20 атм. Целлюлоза представляет собой линейный полимер длиной до 15 000 остатковD-глюкозы,связанных между собой с помощью β(1→4)-гликозидныхсвязей.

48. Внешний обмен углеводов. Ферменты.

Гликолиз, 1,2 этапы.

 

БУравнения реакций

1.Глюкоза + АТФ Глюкозо-6-фосфат+ АДФ + H+

В первой реакции происходит перенос остатка фосфорной кислоты с АТФ на

 

молекулу глюкозы. Эту реакцию катализирует фермент гексокиназа. Помимо глюкозы гексокиназа фосфорилирует и другие моносахариды: маннозу, фруктозу. В печени присутствует изоферментглюкокиназа, который катализирует ту же реакцию, однако имеет более высокую константу Михаэлиса. Это значит, что его сродство к глюкозе ниже, чем у гексокиназы. Кофактором в реакции служатионы магния Mg2+. Они нейтрализуют отрицательный заряд двух остатков фосфорной кислоты в молекуле АТФ.

11.

Одиннадцатая реакция гликолиза протекает только в анаэробных условиях. В ходе неё пируват восстанавливается с помощью NADH до лактата. Образуется окисленная форма NAD+.

Смысл этой реакции заключается в восполнении клеточного пула NAD+. В отсутствии кислорода молекулы NADH, образующиеся в6-йреакции гликолиза, накапливаются. Но для того, чтобы гликолиз активно работал, необходимо, чтобы в клетке присутствовали окисленные молекулы NAD+, поскольку именно они служат коферментом в 6 реакции (NADH эту роль выполнять не способен). Т.е. отсутствие этой реакции попросту невыгодно для клетки и её энергетического баланса.

50. Гликоген, строение, биологическая роль.

Синтез гликогена.

Прежде всего глюкоза подвергается фосфорилированию при участии фермента гексокиназы, а в печени – и глюкокиназы. Далее глюкозо-6-фосфат под влиянием фермента фосфоглюкомутазы переходит в глюкозо-1-фосфат

Образовавшийся глюкозо-1-фосфат уже непосредственно вовлекается в синтез гликогена. На первой стадии синтеза глюкозо-1-фосфат вступает во взаимодействие с УТФ (уридинтрифосфат), образуя уридиндифосфатглюкозу (УДФ-глюкоза) и пирофосфат. Данная реакция катализируется ферментом глюкозо-1-фосфат-уридилилтрансферазой (УДФГ-пирофосфорилаза):

Глюкозо-1-фосфат + УТФ <=> УДФ-глюкоза + Пирофосфат.

Приводим структурную формулу УДФ-глюкозы:

На второй стадии – стадии образования гликогена – происходит перенос глюкозного остатка, входящего в состав УДФ-глюкозы, на глюкозидную цепь гликогена («затравочное» количество). При этом образуется α-(1–>4)связь между первым атомом углерода добавляемого остатка глюкозы и 4-гидроксильной группой остатка глюкозы цепи. Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтазой. Необходимо еще раз подчеркнуть, что реакция, катализируемая гликогенсинтазой, возможна только при условии, что полисахаридная цепь уже содержит более 4 остатков D-глюкозы.

Образующийся УДФ затем вновь фосфорилируется в УТФ за счет АТФ, и таким образом весь цикл превращений глюкозо-1-фосфата начинается сначала.

52. Патологии углеводного обмена. Сахарный диабет.

Цикл Кребса.

1. Конденсация Ацетил-Коэнзима А и Щавелево-Уксусной кислоты ➙ лимонная к-та.

Превращение Ацетил-Коэнзима А берут начало с конденсации со Щавелево-Уксусной кислотой, в результате образуется лимонная к-та.

Реакция не требует расхода АТФ, так как энергия для этого процесса обеспечивается в результате гидролиза тиоэфирной связи с Ацетил-Коэнзимом А, которая является макроэргической:

Глюконеогенез.

Глюконеогенез – синтез глюкозы из неуглеводных продуктов. Такими продуктами или метаболитами явл в первую очередь молочная и пировиноградная кислоты, так называемые гликогенные АМКы, глицерол и ряд других соединений. Иными словами, предшественниками глюкозы в глюконеогенезе может быть пируват или любое соединение, превращающееся в процессе катаболизма в пируват или один из промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот.

1.Пируват + АТФ + HCO3— + H2O Оксалоацетат + АДФ + Фн + 2H+ (× 2)

Образование фосфоенолпирувата из пирувата происходит в ходе двух реакций первая из которых протекает в митохондриях. Пируват, образующийся из лактата или из некоторых АМК, транспортируется в матрикс митохондрий и там карбоксилируется с образованием оксалоацетата.

2.Оксалоацетат + ГТФ Фосфоенолпируват + ГДФ + CO2 (× 2)

Затем оксалоацетат в результате декарбоксилирования и фосфорилирования под влиянием фермента фосфоенолпируваткарбоксилазы превращается в фосфоенолпируват. Донором фосфатного остатка в реакции служит гуанозинтрифосфат (ГТФ):

Образовавшийся малат затем проходит через митохондриальную мембрану с помощью специальных переносчиков. Кроме того, оксалоацетат способен транспортироваться из митохондрий в цитозоль в виде аспартата в ходе малат-аспартатного челночного механизма. В цитозоле малат вновь превращается в оксалоацетат в ходе реакции окисления с участием кофермента NAD+. Обе реакции: восстановление оксалоацетата и окисление малага катализируют малатдегидрогеназа, но в первом случае это митохондриальный фермент, а во втором - цитозольный. Образованный в цитозоле из ма-лата оксалоацетат затем превращается в фосфоенолпируват в ходе реакции, катализируемой фосфоенолпируваткарбоксикиназой - ГТФ-зависимым ферментом.

3.Фосфоенолпируват + H2O2-Фосфоглицерат       (× 2)

4.2-Фосфоглицерат3-Фосфоглицерат (× 2)

5.3-Фосфоглицерат+ АТФ1,3-Бисфосфоглицерат+ АДФ (× 2)

6.1,3-Бисфосфоглицерат+ NADH + H+ Глицеральдегид-3-фосфат+ NAD+ + Фн (× 2)

7.Глицеральдегид-3-фосфатДигидроксиацетонфосфат    (× 2)

8.Дигидроксиацетонфосфат + Глицеральдегид-3-фосфатФруктозо-1,6-бисфосфат

Эти реакции катализируются ферментами гликолиза, однако протекают не в прямом (для гликолиза), а в обратном направлении

9.Фруктозо-1,6-бисфосфат+ H2OФруктозо-6-фосфат+ Фн

10.Фруктозо-6-фосфатГлюкозо-6-фосфат

11.Глюкозо-6-фосфат+ H2O Глюкоза + Фн

Остаток фосфорной кислоты и глюкоза переносятся обратно в цитозоль с помощью белков T3 и T2, соответственно. Далее свободная глюкоза выносится наружу из клетки белками ГЛЮТ2.

Фермент этой реакции обнаружен лишь в печени, почках и тонком кишечнике, поэтому эти органы способны экспортировать глюкозу в кровь. Остальные клетки (не все) синтезируют глюкозу лишь для собственных нужд.

55.Пентозофосфатный путь распада глюкозы.

Патологи липидного обмена.

Нормальное содержание общих липидов в сыворотке крови составляет 4-8 г/л. Увеличение общих липидов называется гиперлипемией.
Высокое содержание липидов отмечается при сахарном диабете и голодании, когда гиперлипемия вызвана усиленной мобилизацией из жировых депо жира, необходимого для утоления «энергетического голода» клеток организма. Особенно высоких цифр достигают липиды сыворотки крови при липоидном нефрозе. При этом заболевании отмечается появление липидов в моче – липурия.
Уменьшение содержания липидов сыворотки крови – гиполипемия – отмечается при тяжелых поражениях печени (циррозах) и при гипертиреозе вследствие повышенного окисления жиров.
Триацилглицерины (нейтральные жиры) – нормальное содержание в сыворотке крови составляет 0,27-1,65 ммоль/л. Увеличение их содержания наблюдается при ожирении, нефрозе, диабете, атеросклерозе, гипофункции щитовидной железы параллельно с увеличением общих липидов.
Фосфолипиды – нормальное содержание в сыворотке крови составляет 1,9-4,9 ммоль/л. Повышенное содержание фосфолипидов отмечается при тех же заболеваниях, которые сопровождаются увеличением триацилглицеринов. Уменьшением уровня фосфолипидов сопровождаются тяжелые формы острого гепатита и жировая дистрофия печени, так как именно в печени происходит образование фосфолипидов.
Холестерин. Его содержание в сыворотке крови зависит от возраста. У детей составляет 3,6-3,9 ммоль/л, у пожилых людей – 3,9-6,5 ммоль/л. Увеличение содержания холестерина – гиперхолестеринемия – наблюдается при диабете, липоидном нефрозе, атеросклерозе, механической желтухе, гипофункции щитовидной железы. Особенно высокое содержание холестерина отмечается при наследственной гиперхолистеринемии, когда нарушены процессы регуляции синтеза и распада холестерина.
Снижение содержания холестерина – гипохолестеринемия сопровождает острый панкреатит, острые инфекционные заболевания, туберкулез легких, гиперфункцию щитовидной железы. Особую диагностическую ценность имеет определение холестерина при гепатитах. В начальной стадии заболевания содержание холестерина увеличивается, а затем падает ниже нормы.

Переваривание белков в ЖКТ.

В желудке имеются все условия для переваривания белков. Во-первых, в желудочном соке содержится активный фермент пепсин. Во-вторых, благодаря наличию в желудочном соке свободной соляной кислоты для действия пепсина создается оптимальная pH среды. Чистый желудочный сок имеет кислую среду (pH 0,9-1,6), а оптимум pH действия пепсина равен 1,5-2,5. Следует особо указать на существенную роль соляной кислоты в переваривании белков: она переводит неактивный пепсиноген в активный пепсин, создает оптимальную среду для действия пепсина, в присутствии свободной НС1 происходят набухание белков (увеличение поверхности соприкосновения фермента с субстратом), частичная денатурация и, возможно, гидролиз пищевых белков.

Пепсин гидролизует преимущественно пептидные связи, образованные аминогруппами ароматических АМК (фенилаланин, тирозин). Он расщепляет практически все природные белки. Исключение составляют некоторые кератины, протамины, гистоны и мукопротеиды. Дальнейшее превращение белков пищи осуществляется в тонком кишечнике, где на белки действуют ферменты панкреатического и кишечного соков. В поджелудочной железе вырабатываются три белковых фермента: трипсин, химотрипсин и карбоксипептидаза. Первые два фермента действуют на белки аналогично пепсину, но в отличие от него они разрывают другие внутренние пептидные связи. Кроме того, они активны в слабощелочной среде (оптимум pH действия их составляет 7,2-7,8). Благодаря гидролитическому действию всех трех эндопептидаз (пепсина, трипсина, химотрипсина) на белки образуются различной длины пептиды и некоторое количество свободных АМК. Дальнейший гидролиз пептидов до свободных АМК осуществляется под влиянием группы ферментов - пептидаз.

Продукты гидролиза белков всасываются в желудочно-кишечном тракте в основном в виде свободных АМК. Кинетика всасывания АМК в кишечнике в опытах in vivo и in vitro свидетельствует о том, что АМКы, подобно глюкозе, всасываются свободно с ионами натрия.

71.Превращение АМК в толстом кишечнике. Гниение!

Часть аминокислот не всасывается и подвергается процессам гниения с участием микрофлоры в толстом кишечнике. Продукты гниения аминокислот могут всасываться и попадают в печень, где подвергаются реакциям обезвреживания.

За счет деятельности микрофлоры толстого кишечника АМК подвергаются гниению с образованием ядовитых продуктов: при распаде серусодержащих АМК (цистина, цистеина и метионина) образуются H₂S и метилмеркаптан (CH₃SH). Диаминокислоты, в частности орнитин и лизин, подвергаются декарбоксилированию с образованием протеиногенных аминов (трупных ядов).

При разрушении фенилаланина, тирозина, триптофана, образуются соответствующие биогенные амины: фенилэтиламин, триптамин, серотонин. При разрушении этих же аминокислот могут образовываться крезол, фенол, скатол, индол, бензол.

Все эти вещества гидрофобны и обладают мембранотропным действием (поражают мембраны клеток печени, эритроцитов, легких). Продукты распада аминокислот поступают в печень, где подвергаются детоксикации. В печени эти продукты обезвреживаются путем конъюгации с серной или глюкуроновой кислотой с образованием нетоксичных парных кислот (фенолсерная, скатоксилсерная).

Происходит это