Г. Укажите биологическое значение этой реакции в организме.

А. Глутаминовой кислоты, СО₂, g - аминомасляной кислоты.

Б. С участием пиридоксальфосфата. В его состав входит витамин В₆ (пиридоксин), который преобразуется в пиридоксаль и соединяется с остатком фосфорной кислоты. Коферменты являются активаторами ферментов, то есть участвуют в формировании активного центра фермента и в акте катализа. Пиридоксальфосфат в данной реакции участвует в декарбоксилировании глутаминовой кислоты с образованием биологически активного амина (гамма-аминомасляной кислоты). Коферменты витамина B6, основной из них - фосфопи-ридоксаль (ПАЛФ), имеют отношение к ферментативным реакциям превращения аминокислот в тканях организма, их переаминированию и декарбоксилированию.

В. Необходимо увеличить концентрацию субстрата – глутаминовой кислоты, количество энзима и кофермента пиридоксальфосфата. При увеличении концентрации субстрата скорость ферментативной реакции возрастает сначала прямо пропорционально(В этом случае говорят о полунасыщении фермента субстратом, когда половина молекул фермента находится в форме фермент-субстратного комплекса), затем прирост скорости замедляется и далее прекращается т.к. при высоких значениях концентрации субстрата скорость реакции почти не зависит отсубстрата: при дальнейшем увеличении субстрата скорость реакции растет все медленнее и в итоге становится постоянной (максимальной). При этом достигается полное насыщение фермента субстратом, когда все молекулы фермента находятся в форме фермент-субстратного комплекса (кривая Михаэлиса). Прекращение прироста объема объясняется тем, что весь фермент насыщен субстратом и находится в виде ES-комплекса(Фермент Е соединяется с субстратом S, образуя ЕS-комплекс). Судьба ЕS-комплекса складывается двояко: он может либо диссоциировать на фермент Е и субстрат S с константой скорости k2, либо подвергнуться дальнейшему превращению, образуя продукт Р и свободный фермент Е, с константой скорости k3. При этом постулируется, что продукт реакции не превращается в исходный субстрат. Это условие соблюдается на начальной стадии реакции, пока концентрация продукта невелика.

Г. g - Аминомасляная кислота регулирует процессы возбуждения в ЦНС. Глутаматдекарбоксилаза играет важную роль в деятельности центральной нервной системы. Ее субстрат, глутаминовая кислота, является медиатором процесса возбуждения, а продукт, γ-аминомасляная кислота, важнейшим медиатором процесса торможения в нейронах головного мозга. Глутаматдекарбоксилаза является скорость-лимитирующим ферментом, определяющим равновесные уровни γ-амино-

масляной кислоты в нервной системе позвоночных и беспозвоночных

животных. С помощью моноклональных антител фермент был обнаружен в мозжечке, сетчатке глаза, спинном мозге.Содержание ГАМК в головном мозге значительно выше других нейромедиаторов. ГАМК увеличивает проницаемость постсинаптических мембран для ионов К⁺, что вызывает торможение нервного импульса. физиологическая роль этого фермента связана с проблемами инсулин-зависимого диабета. В результате аутоиммунной деструкции β-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, продуцирующих инсулин, происходит образование аутоантител. Глутаматдекарбоксилаза является основным аутоантигеном, связывающим

антитела у больных этой формой диабета, это свойство используется для ранней диагностики заболевания.

22

Рассмотрите по метаболической карте схему последовательного окисления глюкозы до СО₂ и Н₂О:

  Е1    Е2          Е3     Е4    Е5                     

Глк    А          В      С       D       F... Q                   С O ₂, H ₂ O

АТФ                  АТФ

 Основное значение этого процесса - синтез АТФ, универсального поставщика энергии в клетке. Однако при избытке АТФ окисление глюкозы не происходит.