Патология нуклеопротеидного обмена

· Нуклеопротеиды – носители генетической информации

· из белков (протамины и гистоны) и нуклеиновых кислот

· В состав НП входят азотистые основания: пурины (гуанин и аденин) и пиримидины (У, Т, Ц).

Виды нарушений нуклеопротеидного обмена

Мегалобластная анемия

Подагра

Наследственная б-нь Леша-Нихана

Подагра

обр-е кристаллов МК в:

суставных хрящах,

синовиальной оболочке,

п/к,

почках

 

МК (в норме – 0,12-0,24 мМ/л)

 

м: ж = 20:1

 

Причины подагры

↑ поступление мочевой кислоты (мясо, печень, чай, кофе, теобромин и др.)

2. ↑ образование в результате ↑ распада белка:

облучение

опухоли,

использование цитостатиков,

голодание

 

3. ацидоз

Лечение подагры

Исключение продуктов с повышенным содержанием нуклеопротеидов

Щелочное питье, введение бикарбонатов

Аллопуринол (напоминает гипоксантин)

Кортикостероиды и эстрогены (увеличивают стабильность лизосом)

Болезнь Леша-Нихана
(причины)

Д-т ферментов, отвечающих за сборку пуриновых нуклеопротеидов

↑ мочевой кислоты, перепроизводство нуклеозидов

Болезнь Леша-Нихана
(симптомы)
Умственная отсталость,

нарушение координации движений,

подагра

 

Порфирины состоят из четырех пиррольных колец, соединенных метиновыми группами. Производные
порфиринов присутствуют в различных гемопротеидах (гемоглобин, миоглобин), гемсодержащих ферментах
(цитохромы, пероксидаза, каталаза) и в хлорофилле зеленых растений. Порфирины подразделяются и обозна-
чаются в соответствии с заместителями в боковых цепях, связанных с пиррольными кольцами; наибольшее
распространение имеют протопорфирины. Молекула порфирина содержит систему сопряженных двойных
связей, определяющую характерные свойства этого соединения. Растворы порфирина избирательно погло-
щают свет определенной длины волны в видимой области и имеют очень четкий и характерный максимум по-
глощения, который может служить для идентификации индивидуальных производных. Все производные пор-
фиринов имеют один общий максимум поглощения при длине волны в области 400 нм.

Флуоресценция растворов является другим свойством, вызванным наличием сопряженных двойных связей;
молекула порфирина может поглощать квант света и, таким образом, переносить электроны на более высо-
кий энергетический уровень. При возвращении электронов на исходный уровень часть энергии излучается
в виде фотонов, длина волны которых больше длины волны возбуждающего света.

Высокая температурная устойчивость молекул порфирина также вытекает из их структурных особенно-
стей. Порфирин может образовывать хелаты с ионами металлов. Протопорфирин образует четырехвалентные
комплексы с Fe²⁺, Fe³⁺, Mg²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Со²⁺ и Сu²⁺. Хелатный комплекс протопорфирина с Fe²⁺
называется протогемом (или гемом), подобный комплекс с Fe³⁺ называется гемином или гематином.
Порфирин в составе гема имеет плоское строение, две координационные связи железа перпендикулярны
плоскости порфиринового кольца. Когда появляются группы в пятом и шестом координационных по-
ложениях комплекса железа, происходит образование гемохрома или гемохромогена.

Молекулы порфирина синтезируются конденсацией четырех молекул порфобилиногена, который образует-
ся из двух молекул δ-аминолевулиновой кислоты, возникающей при конденсации сукцинил-СоА с глицином
при одновременном декарбоксилировании. Боковые цепи пиррольных колец получаются в серии последова-
тельных реакций декарбоксилирования и окисления, зависящих от структуры порфирина.

В гемопротеидах (гемоглобин, миоглобин) пятое координационное положение Fe²⁺занято имидазольной
группой остатка гистидина белка. В гемах шестое положение либо не занято (восстановленная форма), либо
занято кислородом (окисленная форма) или другими соединениями, способными к такому же взаимодей-
ствию (СО, CN^-). Практически во всех цитохромах пятая и шестая связи Fe²⁺и Fe³⁺заняты аминокис-
дотными остатками белка, поэтому цитохромы не могут связывать кислород.

В гемоглобине и миоглобине Fe²⁺не изменяет валентность в процессе связывания или отдачи кислорода.
Оно всегда остается двухвалентным. Однако оно может быть окислено до Fe³⁺ действием окислителей, что
приводит к образованию гемина. Полученные таким образом соединения из гемоглобина и миоглобина на-
зываются метгемоглобином и метмиоглобином. Эти соединения не могут функционировать в качестве пере-
носчиков кислорода. В процессе переноса электронов железо цитохромов переходит из двухвалентного со-
стояния в трехвалентное — процесс, лежащий в основе функционирования цитохромов.

Гемоглобин — соединение глобина с гемом. Порфириновое кольцо ковалентно связано с белком по пятому
координационному положению Fe²⁺. Гем может быть выделен экстракцией некоторыми растворителями
подкисленного раствора гемоглобина. Молекулярная масса гемоглобина 67000, он состоит из четырех субъе-
диниц, попарно идентичных. В организме гемоглобин находится в эритроцитах.

Миоглобин — красный пигмент мышц, сходный по составу с гемоглобином. Миоглобин состоит из одной
полипептидной цепи, эквивалентной субъединице гемоглобина.

Цитохромы — прочно связаны с митохондриальной мембраной. За исключением цитохрома с, они не могут
быть получены в гомогенном виде. Цитохромы переносят электроны.

В цитохроме с протопорфириновая группа ковалентно связана с белком через две винильные группы пир-
польных колец с двумя SH-группами цистеина пептидной цепи. Пятое и шестое положение Fe²⁺заняты
пстатками гистидина и метионина.

Деградация и превращения порфиринового кольца происходят в процессе распада гемоглобина, который
вначале распадается до белка и гема. Дальнейшие превращения обоих компонентов протекают независимо.
Разрушение гема начинается с распада тетрапиррольного кольца при окислении метиновой группы до альде-
гидной, с образованием линейного тетрапиррола, из которого получаются желчные пигменты.

Обмен гемоглобина

Гемоглобин освобождается (около 8-9г в день)
при разрушении эритроцитов (время их жизни
около 4 мес.). Оба компонента гемоглобина (белок
и гем) превращаются далее независимо друг от
друга. Глобин протолитически гидролизуется до
аминокислот, а гем превращается в пигменты жел-
чи. Другие гемсодержащие белки (миоглобин, ци-
тохромы, пероксидазы, каталазы и т. д.) разру-
шаются аналогичным образом.

Гемоглобин, освобождаемый из эритроцитов,
сразу же связывается с гаптоглобином, белком
плазмы крови (α2 - глобулин), одна молекула кото-
рого может связывать две молекулы Нb. Образую-
щийся комплекс адсорбируется ретикулоэндоте-
лиальной системой из циркулирующей в печени
и других органах крови.

В комплексе гаптоглобин—гемоглобин железо гема окисляется до Fe³⁺ (с образованием метгемоглобина), окисление α₂ - метинового мостика гема до

формила происходит после того, как отщепляется гаптоглобин. При открытии порфиринового цикла
сродство Fe³⁺ и глобина к тетрапиррольному производному понижается и молекула распадается на линейное производное тетрапиррола биливердин,а также глобин и железо.

Биливердин восстанавливается NADPH по цен
тральному метиновому мостику, давая билирубин.

Билирубин образует гликозидную связь с UDP- глюкуроновой кислотой через два остатка пропио-
новои кислоты центральных пиррольных колец.

Этот процесс протекает в эндоплазматическом ре-
тикулуме и катализируется UDP-билирубин-глюку-
ронидтрансферазой. Образуется водорастворимый
глюкуронид билирубина. Будучи объемистым, он
не может проходить обратно через мембрану клет-
ки печени. Часть билирубина связывается с серной
кислотой под действием PAPS, а также с глюкозой
или ксилозой. Таким образом, его молекула стано-
вится водорастворимой, и в этой форме она пере-
носится в желчные протоки печени. Вместе
с желчью она попадает в кишечник, где превра-
щается далее.

 

 

 

Тестовые вопросы