Ферменты. Строение, структура. Понятие апоферментов, кофакторов, коферментов. Механизм ферментативного катализа. Основные пути регуляции активности ферментов.

Ферменты. Строение, структура. Понятие апоферментов, кофакторов, коферментов. Механизм ферментативного катализа. Основные пути регуляции активности ферментов.

Ферменты (энзимы) – высокоспециализированный класс веществ белковой природы, используемых живыми организмами для осуществления многих тысяч взаимосвязанных хим. реакций, включая синтез, распад и взаимопревращение огромного множества и разнообразия хим. соединений.

Строение: ферменты – простые и сложные белки. Простые: полипептидные цепи (при гидролизе распадаются только на АК). Сложные: полипептидные цепи (апофермент для связывания) - небелковый комп-нт (каталитическая часть – витамин и перех-ме). Активный центр – уникальная комбинация аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающая непосредственное взаимодействие с молекулой субстрата и прямое участие в акте катализа (каталитический участок и «контактная площадка»).Апоферменты: полипептидная часть фермента.

Кофермент: дополнительная группа, легко отделяемая от апофермента (в соединениях небелковой природы). Кофактор: (в ионах Ме стабилизаторы молекулы субстрата).

Механизм ферментативного катализа: ферменты эффективны и проявляют высокую каталитическую активность в условиях умеренной t (тела), норм. давления и в области близких к нейтральным значениям РН среды.

Каждый фермент катализирует одну реакцию. Каждому ферменту характерны специфичная последовательность расположения аминокислотных остатков и пространственная конфигурация. Ферментная активность в клетках строго контролируется на генетическом уровне.

Основные пути регуляции активности ферментов. Активность ферментов в клетке зависит от количества молекул субстрата, продукта, наличия кофакторов и коферментов. Действие ферментов в клетке, как правило, строго упорядочено: продукт одной ферментативной реакции является субстратом другой, образуя т. о. «метаболические пути». Различают ферменты: ключевые (регуляторные) – в начале или в месте разветвления метаболического пути.

 

2.Общая схема метаболизма глюкозы. Глюкоза крови. Неэнзиматич-я гликация. Цикл Кори Печень Кровь Мышцы Гликоген Глюкоза ГЛЮ ГЛЮ гликоген

Неэнзимотич-я гликация и ее значение – связывание глюкозы с лизином белков и тканей, нарушается структура и функции белков.

 

Стадия катаболизма органических в-в. Центральная роль ацетил КоА в метаболизме орг-их в-в.

Катаболизм – пр-сс расщепления органич. мол-л до конечных прод-в. Конечные пр-ты превращений орг-их в-в у жив-ых и чел-ка – СО₂, Н₂О и мочевина. В пр-сы катаболизма включаютсяся метаболиты, образ-ся как при пищеварении, так и при распаде структурно-функциональных компонентов Кл-к.Р-и катаболизма сопровождаются выд-м Е (экзергонические р-ции).Метаболизм включает 2 пр-са: катаболизм и анаболизм (биосинтетические пр-сы, в кот-х строительные белки соед-ся в сложн. макромолекулы необходимые д\ орг-зма, использ-ся Е).КоА – из вит. В₃ ->пантотеновая кислота ->переносит из нее КоА и актив-т кислотн. остатки (ацилы), в рез-те образ-ся ацил КоА происх-т активация карбоновой кислоты. Стр-ие: реакционный центр – SH – группа (SH – КоА). Непосредственное участие в основных биохим. проц-ах.Ацетил КоА образ-ся в специфич. р-ях катаболизма ЖК и нек-х АК. Однако главный источник – пировироградная к-та, образующаяся в р-ях катаболизма глюкозы и нек-х АК.

Превращение пируват->ацетил КоА при участии набора ферментов, структурно объединенных в пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК). Ацетильный остаток – ацетил КоА окисляется в цикле лимонной к-ты до СО₂ и Н₂О. В этих реакциях окисления принимают уч-ие НАД и ФАД – зависимые дегидрогеназы перед. Е и протоны в ЦПZ-> О₂.

 

Белки плазмы крови

Плазма крови состоит на 90-92% из воды, а 8-10% приходится на сухой остаток.

Общее количество белка составляет 7-8%, остальное приходится на долю других органических соединений и минеральных солей. Белки плазмы крови/65-85 г/л/:

а) альбумины - 4,5% синтез-ся в печени,прод-сть жизни 19 сут.норма 37-55г\л 1.Поддерживают онкотическое давление2.Источнтк аминокислот/питательная функция/3.Обеспечивает коллоидное состояние крови4.Адсорбция и транспорт экзо и эндогенных веществ/участие в защитной, питательной и экскреторной функции/ Альб.повышен присост-х с гипогидратацией(рвота,ожоги,диарея) б) глобулин - 2-3% альфа-глобулины в их состав входят: альфа-липопротеид-тр-рт липидов и жирораств.витаминов;протромбин –фактор свёртывания;тиреоид –связ-т глобулин, тр-рт гормонов щитовидн.ж-зы;альфа 1-антитрипсин-нейтр-т протелитич.ферменнты(трипсин,плазмин),лейкоцитарные протеазы(освоб-е при лизисе лейкоц.);кислый альфа 1-гликопротеин:тр-рт прогестерона и тестостерона альфа2-глобулины:альфа2-макроглоб.:нейтр-т протеолитич.ферм-ты,тр-ет ф-ты и гормоны; эритропоэтин:эритропоэз;гаптоглобин:связ-т своб.Нв(при лизисе эритроц.) и тр-ет в РЭС;

Бета-глобулины - в основном представлены: Трансферин- тр-рт Fe2+ и Fe3+(1 мол-ла-2иона), В-липопротеиды(ЛПНП)-тр-рт липид,гармонов и жирораств.вит-в. липопротеидами Гамма-глобулины - это иммуноглобулины/антитела/ сост-т из тяжелых и легих цепей:Jg G,A,M,D,E.

в) фибриноген - 0,2-0,4%

 

63. Низкомолекул-е вещ-ва плазмы крови:

азотсодержащие:1 аминокислоты- продукты распада белков. 2 мочевина, синтез печени(при отс-ии повышенного содерж-я в крови и тканях аммиака и аминокислот, цинкл Кребса-Гензелейта. 3Мочевая к-та –основные прод-ты катабализма пуриновых нуклеотидов.
В сыворотке крови 0.15-0.4 м\моль на литр ежесут-о из орган-а вывод-я 0.4-0.6 гр. При повыш-и концентрауии – подагра(отложение мочевых камней в хрящах и подкожной клетчатке)

 

64. Лейкоциты - самый малочисленный отряд среди форменных элементов крови. Их количество не превышает в норме 4-9 тыс./мм³. Основная функция, которую они выполняют в организме - защитная. С помощью лейкоцитов обеспечивается мощный тканевой и кровяной барьеры против микробной, вирусной и паразитарной инфекции. Морфологической особенностью лейкоцитов, отличающей их от других форменных элементов крови, является наличие ядра, различного по размерам и степени дифференцировки у разных видов.

В зависимости от наличия или отсутствия специфической зернистости в цитоплазме, лейкоциты делятся на 2 группы: гранулоциты и агранулоциты.

Гранулоциты в свою очередь подразделяются на виды в зависимости от чувствительности гранул к кислым либо основным красителям:а) базофилы б) эозинофилы в) нейтрофилы.

В зависимости от зрелости последние подразделяются на:а) метамиелоциты, или юные нейтрофилы, б) палочкоядерные

в) сегментоядерные (по степени дифференцировки ядра).

Агранулоциты: а) лимфоциты б) моноциты Время жизни большинства лейкоцитов невелико: от нескольких часов до нескольких суток. Исключение составляют клетки иммунной памяти, которые могут сохраняться в организме без митоза до 10 и более лет (этим определяется продолжительность специфического иммунитета). Все зрелые лейкоциты в организме могут находиться в следующих состояниях:

1. Лейкоциты циркулирующей крови.

2. Секвестрированные лейкоциты (находятся в кровеносном русле, но не переносятся с кровотоком; располагаются у стенки сосудов или в закрытых сосудах - переходная форма).

3. Тканевые (за пределами сосудистого русла), основное состояние лейкоцитов

 

65. Эритроциты - красные кровяные тельца. Имеют форму двояковогнутого диска.

Функции эритроцитов: 1. Дыхательная - транспорт кислорода и участие в транспорте углекислого газа.2. Адсорбция и транспорт питательных веществ.3. Адсорбция и транспорт токсинов.4. Регуляция ионного состава плазмы крови.5. Формирует реологические характеристики крови/вязкость и т.д./ Эритрон - часть системы крови, обеспечивающая поддержание постоянства количества эритроцитов. В эритрон входят:а) эритороидный ряд красного косного мозга

б) ретикулоциты и эритроциты в) органы разрушения эритроцитовг) продукты распадаэритроцитовд)Эритропоэтины/вырабатываются почками, печенью, а также продукты распада эритроцитов/ Эритрокинетика - это процессы, направленные на образование и разрушение эритроцитов. Продолжительность жизни эритроцитов - 120 дней.Регуляция эритрокинетики осуществляется преимущественно гуморальным путем. Стимуляторы образования и созревания эритроцитов (эритропоэза) - эритропоэтины (специфический стимулятор), глюкокортикоиды. Противоположным действием на эритропоэз влияют женские половые гормоны - эстрогены. Количество эритроцитов: у мужчин 4,5-5,0 млн. в 1 мм³, 4,5-5,0*10¹²/л; у женщин 4,0-4,5 млн. в 1 мм³,4,0-4,5*10¹²/л. Эритроцитоз - увеличение содержания эритроцитов. Эритропения –снижение содержания эритроцитов, это состояние может еще обозначатся термином "анемия". Возможны истинные и ложные изменения количества эритроцитов. Истинные - изменения во всем организме. Ложные - изменения за счет изменения объема плазмы крови.

Размеры эритроцитов: 6-8 микрон - нормоцит; менее 6 микрон - микроцит; 8-10 микрон - макроцит; более 10 микрон - мегалоцит. Тромбоциты Как лейкоциты выполняют в основном защитную функцию, так тромбоци­ты прежде всего участвуют в свертывании крови. Тромбоциты - "кровяные пластинки", безъядерные клетки крови, имеют двояковыпуклую форму.

Размер - 0,5 - 4 мкм (самые мелкие клетки крови).В норме в 1 мм³ крови - 200.000 - 400.000 штук тромбоцитов.

­ - тромбоцитоз. ¯ - тромбоцитопения,

М.б. и при нормальном содержании тромбоцитов в крови наблюдаться патология со стороны функций тромбоцитов - при тромбоцитопатиях.

Продолжительность жизни - 8-12 дней.

Образуются в красном костном мозге из мегакариоцитов (тромбоцитопоэз). Функции тромбоцитов: 1. Ангиотрофическая - ежедневно поглощается 35.000 тромбоцитов из 1 мм³ крови за сутки (» 15 % всех циркулирующих тромбоцитов).

После глубокой тромбоцитопении через 30 минут 85-90% всех тромбоци­тов оказывается в эндотелии. Т.о. сам эндотелий не может поглощать вещества из плазмы (тромбоциты смыкаются с эндотелием и изливают в них свое содержимое).Исходя из этого, при тромбоцитопениях наблюдается дистрофия эндоте­лия (пропускает эритроциты (диапедез), петехии (синяки, точечные кровоизлияния).2. Участие в регенерации сосудистой стенки (стимулируют размножение эндотелиальных и гладкомышечных клеток, синтез волокон коллагена).3. Способность поддерживать спазм поврежденных сосудов (высвобождают серотонин, катехоламины, тромбомодулин, тромбоксан).4. Участие тромбоцитарных факторов в процессах свертывания крови и фибринолиза. 5. Адгезивно-агрегационная функция (образование первичной тромбоци­тарной пробки).1. Адгезия (прилипание активированых тромбоцитов к чужеродной поверхности). Наиболее важные стимуляторы адгезии - волокна коллагена ("+" заряженные группировки), а также кофактор адгезии - ф. Виллебранда.

2. Агрегация - слияние тромбоцитов в однородную массу, формирование гомогенного тромбоцитарного тромба за счет переплетения псевдоподий.

3. Реакция высвобождения (дегрануляция индукторов агрегации и веществ, поддерживающих спазм сосудов (АДФ, сератонин, тромбин, адреналин, тромбо­ксан А₂ (мощный стимулятор агрегации и ангиоспазма)), а также тромбоцитар­ных факторов свертывания (их 16, обозначаются арабскими цифрами).

4. Ретракция сгустка - (т.к. тромбоцит в псевдоподиях содержит белки, подобные актину и миозину. При взаимодействии с Са⁺² - происходит сокраще­ние, в результате чего сгусток уменьшается в объеме, уплотняется. При этом ближе стягиваются и поврежденные ткани, что способствует скорейшей регенерации тканей).

 

66.Гемостаз- система останавливающ. Кровотечение и сохран. Жидкое сост. Крови. Факторы:1.Фибриноген-синтезируется в печени содерж. В плазме крови. Из него образ. Фибрин. В его нитя запут. Ферментативные элем. Крови, образ. Тромб. 2.Тканевой-образ. При поврежд. Ткани запускает внешний путь сверт. Крови. 3. Протрамбин- из него образ. Трамбин. Он вызывает наслаивание тромбоцитов. Участ. В пролиферации клеток и их репорации. 4. Фактор7-соедиинение внешнего и внутр. Пути сверт. Крови.

Роль печени в углеводном обмене. 1) уникальная ф-ция печени – гликогенная, синтез гликогена, а при гипогликемии поступ-ие Глю в кровь 2) печень превращает поступивш.моносахариды (фруктозу и галактозу) в Глю 3) Глюконеогез-синтез Глю из неуглевод.компонентов

В печени обмен гликогена отличается рядом особенностей. Здесь главное значение регуляции б- синтеза и распада гликогена заключается в поддержании постоянной концентрации глюкозы в крови 3,5-5,5 Ммоль/л.Во время пищеварения концентрация может повышаться. Основной источник глюкозы в крови явл. –ся во время пищеварения служит глюкозе пищей, в постабсорбтивном состоянии – гликоген печени и глюконеогелез в печени и почках. В печень поступает кровь воротной вены, содерж. Продукты переваривания пищи, в т.ч. глюкозу. Существенная часть глюкозы задерживается в печени. Это обеспечивается, во-первых тем, что глюкоза при такой концентрации (10 ММоль/л) непосредственно дефосфалирует гликоин в фосффилазы и гликогеносинтетазы печени. В результате усиливается синтез и одновременно подавляется распад гликогенов.Обеспеч. Постоян. Канц. Глюкозы в крови. Регуляция синтеза и распада гликогена депонируемого в печени из глюкозы. Синтез гликогена и глюкозы (времен. Резерв Углев. Для поддеж. Канц. В крови). Глюкокиназа, катализирует фосфорилирование глюкозы(обр.-ся глюкоза – 6 –фосфат). – утилизация гл. после приема пищи глюкоза в воротн. Вене резко везрастает. Увеличение акт.-ти глюкокиназы и увелич. Поглащения печенью. Глюкоза-6-фосфат. Либо на синтез гликогена, либо расщепл.-ся. Расщепл. глюкозы – запасом метаболитов – прешеств. для биосинтеза ЖК и глицерина. Ок.-е до СО2 и Н2О (мало). Триглицириды выдел.-ся в кровь в составе липопротеидов и транспорт.-ся в жиров. Ткань для хранения.Пентозофосфатный путь: обр. НАДФ Н2 (для восст. р-й в процессе синтеза Ж.К.) и для синтеза нуклеиновых кислот.Обр.-е глюкозы; распад гликогена; гликоногенез. Соотнош. м/д утилиз. и образ. глюкозы регулир. нейрогуморальной внут. секр иглюкозо-6-фосфат расщепл. и с током крови поступает в органы и ткани Фруктоза в печени- фруктоза-6-фосфат.

 

76. Роль печени в липидном и белковом обмене Системы печени способны катализировать все или подавляющее большинство реакций метаболизма липидов. Совокупность этих реакций лежит в основе процесса: синтез ЖК, триглициридов, фосфалипидов, холестирина и его эфиров, а также липолиз триглециридов, ок.-е ЖК, обр-е ацетоновых (кетоновых) тел и т.д.

Фермент-е р-я синтеза триглициридов в печени и жир. ткани сходны.

КоА – производ ж.к. взаимод. с глицерол 3 фосфатом с образ. фосфатидн. к-ты, к-я гидролиз.-ся до диглицирида + еще КоА обр.-ся триглицерин к-й либо остается в печени, либо в кровь в форме липопротеидов. ЛПНП (β-минаполипрот.) обр. в плорме из АПОНП. При высоком содерж ЖК в плазме их поглащ печенью возрастает, усиливается синтез триглицеридов, а также ок-е ЖК, что может привести к новым обр-ю кетоновых тел. Из печени нет. тела – ткани, органы, где они быстро ок.-ся при ферментах. В сомой ткани не ок.-ся.В печени происходит интенсивный распад и синтез фосфолипидов.При недостатке холина в печени, синтез фосфолипидов становтися либо невозможным либо снижается и нейтр. жир отлагается в печени (жиров инфильтрация).

Холестирин (стероид) часть поступает из пищи, но большая часть синтезир-ся в печени из ацетил КоА.

Биосинтез холестирина рег-ся по принципу отрицания обратной связи.

 

77.Роль печени в белковом обене. 1)синтез белков из АК поступ-х из воротной вены(собств.бел,бел.плазмы крови)Только в печени синтз-ся фибриноген,протромбин,проконвертин,проакцелирин. 2)Кл.Куфера синт-ся гамма-глобулины,в Кл. печени синт-ся все альбумины плазмы крови 3)катаболизм белков-мочевинообразование.

Ф.и.: синтез специфич белков плазмы, обр.-е мочевины и мочевой к-та; синтез холина и креатина;переаминиров-е и дезаминиров-е ам. к.-т. ежедневно 13-18 т альбуминов синт.-ся 75-90% α-глобул., 50% β-глобул. Синт.-ся гепотоцитами, γ-глоб синтез.-ся ретикулоендателиальной системой (купферовские клетки печени) рет. В основании γ-глоб.-шит вне печени. Только в печени синтез протрометин, фибриноген, проконвертин и ппроскулерин. При повреждении печени нарушается процесс дезаминиров.-я ам.-т, приводит к их увеличению в крови и моче.

В ПЕЧЕНИ ОБР.-Е мочевины связан с затратой Е (1 моль – 3 моль). При забол.-и печени АТФ снижается и синтез мочевины нарушен.

Азот мочевины к аминоазатц- 2:1; при поражении печени 1:1.

Ф.-ции:1. синтез специфических белков плазмы (альбумин, глобулин), d-альбуминов – 75-90%, β-глобулинов-50%; протромбин, фибриноген, проконвертин.

2. дезаминирование и трансоминирование AЕ

3. обр.-е мочевой к.-т.

Кипоксантин и ксантин – мочевая кислота (ксантиноксисаза)

1.синтез креатин – мышечная ткань – креатинфосфат – креатинин.

2.обр.-е котиновых тел (энергетич. Баланс, топливо для мышц, почек; печень их не использует в качестве энергоматериалов.

3.образование мочевины орнитиновый цикл гепатоцитов

 

78.Роль печени в обмене гормонов,вит-в и комп-в желчи. В обм.вит.1)в печени осущ-ся актив-ция вит.(обр-ся коферментн.формы) 2)в печени нах-ся многие жирораствор.вит.(А,Д,К) Желчь-Н2О,соли,желч.к-ты,фосфолипиды,ХЛ,билир-н.

 

79. Роль печени в детоксикации чужеродных соединений

Печень участвует в различных видах обмена веществ: углеводном, липидном, белковом. Но самой важной и главной функцией является детоксикация.

Детоксикации подвергаются все чужеродные вещества, поступающие из ЖКТ и образующиеся в организме, а также некоторые сигнальные молекулы (гормоны, гистамин, пептиды).

Детоксикация ксенобиотоков (чужеродные вещества, поступающие извне) осуществляется с помощбю процессов свободно-радикального окисления.

В первой фазе чаще всего вещество подвергается гидроксилированию.

Во второй фазе – стадия коньюгирования (присоединение определенного вещества).

Процесс гидроксилирования протекает следующим образом: необходимо, чтобы образовалась ОН - группа, для этого необходимо разорвать СН-СН-связь, это осуществляется за счет супероксида О2.

Обезвреживание веществ заключается в их химич модификации, к.-я обычно включает 2 фазы. В 1-й фазе: ок-е восст.-е или гидролиз, в рез-те образ-ся группы-ОН-НООН-SH-NH2 и некоторые др. во 2-й фазе присоед-ся в-во: гмокуроновая к-та. Серная к-та, глицин, ацетильный остаток (р-я коньюгации).В 1-й фазе обезвреж-е микросом-е гидроксилаза (монооксигеназы). Основн. Компонент цитохром Р 450.- хар-ся субстратной специфичьностью.Наиболее распростр.-я р.-я коньюгации – присоед. гмонуроновой к-ты с обр.-ем гмонуронида.

При р.-и ок-я и коньюгации на мол.-х обезвреживаемых в-в обр-ся гидрофильные группы, в-во в целомстанов-ся более растворимым в воде, что облегчает его выведение из орг.-ма. Кроме того, хим модификация токсичных в-в, как правило снижает их токсичность.

 

80. Механизм детоксикации ксенобиотиков в печени. Реакции коньюгации. Обезвреживание веществ заключается в их хим. Модификации, проходящей в 2 фазы: 1. Окисление, восстановление или гидролиз (в результате чего образуются группы ОН, СООН,

SH, NH2. 2. К этим группам присоед. К-либо вещ-во (глюкуроновая кислота, серная кислота, глицин, глуиамин, ацитильный остаток) Это реакция коньюгации. Наиб. распростран. Реакц. Коньюгации – присоединение глюкуроновой кислоты с образованием глюкоронида.

При реакциях окисления и коньюгации на молекулах обезвреживаемых вещ-в образуются гидрофильные группы и вещ-во становится б. растворимым в воде, что облегчает его выведение из организма, также снижается их токсичность.

 

Ферменты. Строение, структура. Понятие апоферментов, кофакторов, коферментов. Механизм ферментативного катализа. Основные пути регуляции активности ферментов.

Ферменты (энзимы) – высокоспециализированный класс веществ белковой природы, используемых живыми организмами для осуществления многих тысяч взаимосвязанных хим. реакций, включая синтез, распад и взаимопревращение огромного множества и разнообразия хим. соединений.

Строение: ферменты – простые и сложные белки. Простые: полипептидные цепи (при гидролизе распадаются только на АК). Сложные: полипептидные цепи (апофермент для связывания) - небелковый комп-нт (каталитическая часть – витамин и перех-ме). Активный центр – уникальная комбинация аминокислотных остатков в молекуле фермента, обеспечивающая непосредственное взаимодействие с молекулой субстрата и прямое участие в акте катализа (каталитический участок и «контактная площадка»).Апоферменты: полипептидная часть фермента.

Кофермент: дополнительная группа, легко отделяемая от апофермента (в соединениях небелковой природы). Кофактор: (в ионах Ме стабилизаторы молекулы субстрата).

Механизм ферментативного катализа: ферменты эффективны и проявляют высокую каталитическую активность в условиях умеренной t (тела), норм. давления и в области близких к нейтральным значениям РН среды.

Каждый фермент катализирует одну реакцию. Каждому ферменту характерны специфичная последовательность расположения аминокислотных остатков и пространственная конфигурация. Ферментная активность в клетках строго контролируется на генетическом уровне.

Основные пути регуляции активности ферментов. Активность ферментов в клетке зависит от количества молекул субстрата, продукта, наличия кофакторов и коферментов. Действие ферментов в клетке, как правило, строго упорядочено: продукт одной ферментативной реакции является субстратом другой, образуя т. о. «метаболические пути». Различают ферменты: ключевые (регуляторные) – в начале или в месте разветвления метаболического пути.

 

2.Общая схема метаболизма глюкозы. Глюкоза крови. Неэнзиматич-я гликация. Цикл Кори Печень Кровь Мышцы Гликоген Глюкоза ГЛЮ ГЛЮ гликоген

Неэнзимотич-я гликация и ее значение – связывание глюкозы с лизином белков и тканей, нарушается структура и функции белков.