У них повышена активность ферментов микросомальной системы, в связи с этим, при приёме ряда препаратов нет ожидаемого эффекта, Т. К. Они быстро окисляются и выводятся из организма.

 

 

Зав. кафедрой, профессор __________________________ Микашинович З.И.

 

«___» ___________________ 2016 г.

 

ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России

Кафедра общей и клинической биохимии №1

Дисциплина: биохимия

 

Экзаменационный билет №6

1. Субстратное фосфорилирование: сущность, биологическое значение процесса, примеры.

2. Механизмы трансмембранной передачи гормонального сигнала в клетку.

Важное свойство мембран - способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. "Узнавание" сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов, встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке. Клетку-мишень определяют по способности избирательно связывать данную сигнальную молекулу с помощью рецептора.

Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами, то схему передачи информации можно представить так:

взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой (первичным посредником);

активация мембранного фермента, ответственного за образование вторичного посредника;

образование вторичного посредника цАМФ, цГМФ, ИФ3, ДАТ или Са²⁺;

активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ, которые, в свою очередь, фосфорилируя ферменты, оказьюают влияние на активность внутриклеточных процессов.

Несмотря на огромное разнообразие сигнальных молекул, рецепторов и процессов, которые они регулируют, существует всего несколько механизмов трансмембранной передачи информации: с использованием аденилатциклазной системы, инозитолфосфатной системы, каталитических рецепторов, цитоплазматических или ядерных рецепторов.

 

 

Задача.

Результат анализа мочи: суточный объём – 3,5 л, плотность – 1050 кг/м³, глюкоза (+), кетоновые тела (+). Сравнить данные с нормальными показателями и сделайте предположение о состоянии пациента.

Сахарный диабет I типа

 

Зав. кафедрой, профессор__________________________ Микашинович З.И.

 

«___» ___________________ 2016 г.

 

ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России

Кафедра общей и клинической биохимии №1

Дисциплина: биохимия

 

Экзаменационный билет №7

1. Цепь переноса электронов (ЦПЭ), сопряжение дыхания и синтеза АТФ в митохондриях, коэффициент окислительного фосфорилирования. Ингибиторы и разобщители ЦПЭ.

Всего цепь переноса электронов включает в себя около 40 разнообразных белков. Все они организованы в 4 больших мембраносвязанных мульферментных комплекса.

I КОМПЛЕКС, НАДН-KOQ-ОКСИДОРЕДУКТАЗА I комплекс носит общее название НАДН-дегидрогеназа, содержит ФМН, 22 белковых молекулы, из них 5 железосерных белков, с общей молекулярной массой до 900 кДа. Функция 1. Принимает электроны от НАДН и передает их на коэнзим Q (убихинон). 2. Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мембраны. I

I КОМПЛЕКС II комплекс – как таковой не существует, его выделение условно, включает в себя ФАД-зависимые ферменты, расположенные на внутренней мембране – например, ацил- SКоА-дегидрогеназа (окисление жирных кислот), сукцинатдегидрогеназа (цикл трикарбоно- вых кислот), митохондриальная глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа (челночный механизм пе- реноса НАДН в митохондрию). Функция 1. Восстановление ФАД в окислительно-восстановительных реакциях. 2. Обеспечение передачи электронов от ФАДН2 на железосерные белки внутренней мембраны митохондрий. Далее эти электроны попадают на коэнзим Q.

III КОМПЛЕКС. КОQ-ЦИТОХРОМ С – ОКСИДОРЕДУКТАЗА III комплекс – комплекс цитохромов b-c1, кроме цитохромов в нем имеются 2 железо- серных белка. Всего насчитывается 11 полипептидных цепей общей молекулярной массой около 250 кDа. Функция 1. Принимает электроны от коэнзима Q и передает их на цитохром с. 2. Переносит 2 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мем- браны.

IV КОМПЛЕКС, ЦИТОХРОМ С – КИСЛОРОД-ОКСИДОРЕДУКТАЗА IV комплекс – цитохромы аа3 или цитохромоксидаза, всего содержит 6 полипептид- ных цепей. В комплексе также имеется 2 иона меди. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 85 Функция 1. Принимает электроны от цитохрома с и передает их на кислород с образованием во- ды. 2. Переносит 4 иона Н+ на наружную поверхность внутренней митохондриальной мем- браны.

V КОМПЛЕКС V комплекс – это фермент АТФ-синтаза, состоящий из множества белковых цепей, подразделенных на две большие группы: Одна группа формирует субъединицу Fо (произно- сится со звуком "о", а не "ноль" т.к олигомицин-чувствительная) – ее функция каналообра- зующая, по ней выкачанные наружу протоны водорода устремляются в матрикс. Другая группа образует субъединицу F1 – ее функция каталитическая, именно она, используя энер- гию протонов, синтезирует АТФ. Для синтеза 1 молекулы АТФ необходимо прохождение приблизительно 3-х протонов Н+.

Работа дыхательных ферментов регулируется с помощью эффекта, который получил название дыхательный контроль. Дыхательный контроль – это прямое влияние электрохимического градиента на ско- рость движения электронов по дыхательной цепи (величину дыхания). В свою очередь, ве- личина градиента напрямую зависит от соотношения АТФ и АДФ, количественная сумма которых в клетке постоянна ([АТФ] + [АДФ] = const). Возрастание протонного градиента возникает при исчерпании запасов АДФ и накоп- лении АТФ, т.е. когда АТФ-синтаза лишена своего субстрата и ионы Н+ не проникают в мат- рикс митохондрии. При этом ингибирующее влияние градиента усиливается и продвижение электронов по цепи замедляется. Ферментные комплексы остаются в восстановленном со- стоянии. Следствием является уменьшение окисления НАДН и ФАДН2 на I и II комплексах и замедление катаболизма в клетке. Снижение протонного градиента возникает при активной работе АТФ-синтазы (т.е. прохождении ионов Н+ в матрикс). В этом случае градиент снижается, поток электронов воз- растает, в результате повышается выкачивание ионов Н+ в межмембранное пространство. Ферментные комплексы I и II усиливают окисление НАДН и ФАДН2 (как источников элек- тронов) и снимается ингибирующее влияние НАДН на цикл лимонной кислоты и пируватде- www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 87 гидрогеназный комплекс – активируются реакции катаболизма углеводов и жиров, как источника энергии. Таким образом, величина электрохимического градиента остается на некотором сред- нем уровне.

РАЗОБЩИТЕЛИ Разобщители – это вещества, которые снижают величину электрохимического гради- ента, что приводит к увеличению скорости движения электронов по ферментам дыхательной цепи. В результате этого уменьшается синтез АТФ и возрастает катаболизм. Так как электрохимический градиент состоит из двух ком- понентов (электрического и химического), то существуют два принципиальных способа его уменьшить – нивелировать раз- ность зарядов или разность концентрации ионов водорода. К разобщителям в первую очередь относят "протонофо- ры" – вещества переносящие ионы водорода. При этом умень- шаются оба компонента электрохимического градиента. Класси- ческим протонофором является динитрофенол, жирораствори- мое соединение, присоединяющие ионы водорода на внешней поверхности внутренней митохондриальной мембраны и от- дающие их на внутренней поверхности. Протонофоры одновременно снижают электриче- скую и химическую составляющую протонного градиента, энергия которого рассеивается в виде тепла. Физиологическим протонофором является белок "термогенин", в изобилии имею- щийся в клетках бурой жировой ткани (до 15% от всех белков митохондрий). Существенным отличием бурой жировой ткани от белой является большое количество митохондрий, кото- рые придают клеткам буро-красный цвет. При охлаждении организма эти клетки получают сигналы по симпатическим нервам, и в них активируется расщепление жира – липолиз. Окисление жиров приводит к получению НАДН и ФАДН2, активизации работы дыхательной цепи и возрастанию электрохимического градиента. Однако АТФ-синтазы в мембранах ми- тохондрий этих клеток мало, зато много термогенина. Благодаря ему, большая часть энер- гии ионов водорода рассеивается в виде тепла, обеспечивая поддержание температуры тела при охлаждении. Общие пути биологического окисления 88 Кроме динитрофенола и термогенина протонофорами, к примеру, являются салицила- ты, жирные кислоты и трийодтиронин.

ИНГИБИТОРЫ ФЕРМЕНТОВ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ Ряд веществ может ингибировать ферменты дыхательной цепи и блокировать движение электронов от НАДН и ФАДН2 на кислород. Выделяют три основных группы ингибиторов: o действующие на I комплекс, например, амитал, ротенон, прогестерон, o действующие на III комплекс, например, антимицин А, o действующие на IV комплекс, например, сероводород (H2S), угарный газ (СО), циа- ниды (-CN).

КОЭФФИЦИЕНТ Р/О Энергетическую ценность и выгодность окисления вещества можно подсчитать. Коли- чество запасенной энергии при окислении того или иного соединения характеризует количе- ство АТФ, а эффективность использования энергии вещества и ее захвата – коэффициент P/O. www.biokhimija.ru Тимин О.А. Лекции по биологической химии 89 Коэффициент Р/О – это отношение количества неорганического фосфата, включенно- го в молекулу АТФ АТФ-синтазой к количеству атомов кислорода, включенного в молеку- лу Н2О, при переносе одной пары электронов по дыхательной цепи. Экспериментально установлено, что при окислении веществ с участием НАД- зависимых дегидрогеназ, соотношение количества включенного в АТФ фосфата относится к количеству использованных атомов кислорода как 3 к 1, т.е. коэффициент P/O равен трем. Аналогично для ФАД-зависимых дегидрогеназ коэффициент P/O равен двум. Для расчета Р/О при окислении какой-либо молекулы необходимо знать: o восстановленный эквивалент (молекула НАДН или ФАДН2) передает в цепь перено- са электронов по 2 электрона. o для восстановления кислорода в воду необходима 1 пара электронов. o при прохождении пары электронов через всю дыхательную цепь (т.е. через I, III, IV комплексы) выкачивается столько ионов Н+, сколько необходимо для синтеза 3 моле- кул АТФ, или по-другому, в состав АТФ включается три атома неорганического фос- фата. o при прохождении пары электронов через III и IV комплексы дыхательных ферментов ионов Н+ выкачивается столько, сколько необходимо для синтеза 2 молекул АТФ, или, по-другому, в состав АТФ включается два атома неорганического фосфата. Таким образом, коэффициент Р/О для НАДН равен 3, коэффициент Р/О для ФАДН2 ра- вен 2.

2. Гормоны. Классификации гормонов. Иерархический принцип управления в эндокринной системе.

Гормоны – органические соединения, вырабатываемые определенными клетками и предназначенные для управления обменом веществ и функциями организма, их регуляции и координации.

 

Таблица 11-1. Классификация гормонов по химическому строению

Пептидные гормоны	Стероиды	Производные аминокислот
Адренокортикотропный гормон (кортикотропин, АКТГ)	Альдостерон	Адреналин
Г ормон роста (соматотропин, ГР, СТГ)	Кортизол	Норадреналин
Тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ)	Кальцитриол	Трийодтиронин (Т3)
Лактогенный гормон (пролактин, ЛТГ)	Тестостерон	Тироксин (Т4)
Лютеинизирующий гормон (лютропин, ЛГ)	Эстрадиол
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) Хорионический гонадотропин (ХГ) Антидиуретический гормон (вазопрессин, АДГ) Окситоцин Паратиреоидный гормон (паратгормон, ПТГ) Кальцитонин Инсулин Глюкагон	Прогестерон

 

Регулируемые процессы	Г ормоны
Обмен углеводов, липидов, аминокислот Водно-солевой обмен Обмен кальция и фосфатов Репродуктивная функция Синтез и секреция гормонов эндокринных желёз Изменение метаболизма в клетках, синтезирующих гормон	Инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол, тироксин, соматотропин Альдостерон, антидиуретический гормон Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол Эстрадиол, тестостерон, прогестерон, гонадотропные гормоны Тропные гормоны гипофиза, либерины и статины гипоталамуса Эйкозаноиды, гистамин, секретин, гастрин, соматостатин, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), цитокины

 

Для эндокринной системы организма человека характерен иерархический принцип управления:

 

Первый уровень – с помощью гормонов аутокринной системы, простогландинов и др. в-в, принимающих участие в процессах саморегуляции отдельных клеток.

Второй уровень – с помощью гормонов периферических эндокр.желез.

Третий уровень – при помощи гормонов гипофиза.

Четвертый уровень – влияния гипоталамуса.

Пятый уровень – влияния ЦНС (коррекция деятельности гипоталамуса).

 

Задача.

Результат анализа мочи: суточный объём – 3,5 л, плотность – 1050 кг/м³, глюкоза (+), кетоновые тела (+). Сравнить данные с нормальными показателями и сделайте предположение о состоянии пациента.

Сахарный диабет I типа

 

Зав. кафедрой, профессор __________________________ Микашинович З.И.

 

«___» ___________________ 2016 г.