Биосинтез триглицеридов и фосфолипидов.

Синтез триглицеридов происходит из глицерина и жирных кислот (глав­ным образом стеариновой, пальмитино­вой и олеиновой). Путь биосинтеза триглицеридов в тканях протекает через образование α-глице-рофосфата (глице­рол-3-фосфата) как промежуточного соединения. В почках, а также в стенке кишечника, где активность фермента глицеролкиназы высока, глицерин фос­форилируется за счет АТФ с образова­нием глицерол-3-фосфата:

в процессе гликолитического распада глюкозы образуется дигидроксиацетон­фосфат. Последний в присутствии ци­топлазматической глицерол-3-фос-фат­дегидрогеназы способен превращаться в глицерол-3-фосфат:

Образовавшийся тем или иным путем глицерол-3-фосфат последовательно ацилируется двумя молекулами КоА-производного жирной кислоты (т.е. «ак­тивными» формами жирной кислоты – ацил-КоА). В результате образуется фосфатидная к-та (фосфатидат):

Далее фосфатидная к-та гидролизу­ется фосфатидат-фосфогидро-лазой до 1,2-диглицерида (1,2-диацилглицерола):

Затем 1,2-диглицерид ацилируется третьей молекулой ацил-КоА и превра­щается в триглицерид (триацилглице­рол). Эта реакция катализируется диа­цилглицерол-ацилтрансферазой:

 

Биосинтез триглицеридов (триацилгли­церолов).

67.Ферменты. Химическая природа и биологическое значение. Классификация и номенклатура.

Ферменты , или энзимы - это биоло­гические катализаторы, образую­щиеся и функционирующие во всех жи­вых организмах. Вещество, превраще­ние которого катализирует фермент, полу­чило название с у б с т р а т. Фер­менты явл важнейшими компо­нентами клетки, они тесным образом связаны с разнообразными процессами жизнедеятельности, их роль как биока­тализато­ров биохимических превраще­ний по­добна роли катализаторов в дру­гих химических реакциях. Все они представляют собой белки и обладают теми же свойствами Химическая природа и строение ферментов. Активный центр ферментов- та область фермента, в которой происхо­дит связывание и превращение суб­страта. В молекуле фермента может присутствовать аллостерический центр, представляющий собой уча­сток молекулы, присоединение к кото­рому определенных веществ приводит к изменению третичной структуры моле­кулы фермента. В результате этого про­исходит изменение конфигурации ак­тивного центра, сопровождающееся либо увеличением, либо снижением каталитической активности фермента. Это явление лежит в основе аллостерической регуляции ак­тивности ферментов. Ферменты, актив­ность которых регулируется вещест­вами, присоединяющимися к аллосте­рическому центру, получили название аллостерических ферментов. Вещество, превращение которого ката­лизирует фермент, получило название субстрат. Классификация фер­ментов на основании катализируемых реакций: 1) оксидоредуктазы, 2) трансферазы, 3) гидролазы, 4) лиазы, 5) изомеразы, 6) лигазы (синтетазы). Класс под­разделяется на подклассы, а каждый подкласс - на подподклассы. Индивиду­альный фермент имеет кодовое число (шифр) со стоящими перед ним буквами КФ (англ. ЕС). Шифр каждого фер­мента содержит четыре числа, разде­ленных точками. Первое число указы­вает к какому из шести классов принад­лежит данный фермент. Второе число обозначает подкласс. Третье число обо­значает подподкласс, а четвертое - по­рядковый номер фермента в данном подподклассе.

Известно более 2400 ферментов. Каждый фер­мент имеет две номенкла­туры: рабочая (тривиаль­ная) и систематическая. Рабочее наименование фермента состав­ляют путем прибавления к корню названия субстрата окончания “-аза”. Ферменты, действующие на крахмал (amylum), сахарозу, мочевину (urea), пептиды получили соответст­венно названия: амилаза, сахараза, уреаза, пептидаза; ферменты, катализи­рующие процессы гидролиза называют гидролазами, процессы окисления - оксидазами, перенос групп - трансфера­зами и т.д. Для некоторых ферментов сохранены названия, неподчиняющиеся этому правилу: пепсин, трипсин, хи­мотрипсин папин и др.

68.Применение ферментов в медицине.

Некоторые фер­менты, проферменты и их субстраты в норме циркулируют в крови. В крови присутствуют также нефункциональные ферменты, концентрация которых в плазме на несколько порядков ниже, чем в тканях и органах. Появление этих ферментов в плазме в повышенных концентрациях, как правило, связано с патологией. Обычно заболевание того или иного органа, сопровождающееся разрушением его клеток, приводит к выходу из них ферментов в плазму крови, в которой и тестируется увели­чение ферментативной активности. Так, повышение активности фруктозо-1,6-дифосфатальдолазы в сыворотке крови наблюдается при инфекционном гепа­тите, раке печени и инфаркте миокарда. Симптомом мышечной дистрофии яв­ляется повышение в плазме крови ак­тивности креатинкиназы-важнейшего фермента, обеспечивающего образова­ние необходимого для поддержания мышечной деятельности.Известно,что активность аспартатаминотрансферазы (АСТ) возрастает в сыворотке крови при болезнях сердца, а аланинами­нотрансферазы (АЛТ)-при болезнях печени. Нередко в энзимодиагностике используют анализ соотношения актив­ности нескольких ферментов. Так, при остром гепатите наблюдается повы­шенное соотношение активности ами­лаза/липаза; при злоупотреблении алко­голем и связанным с этим риском воз­никновения заболеваний сердца и пе­чени наблюдается соотношение актив­ности АСТ/АЛТ, превышаю­щее.Широко используется в энзимоди­агностике анализ множественных форм (изозимов) ферментов. Напр, при инфаркте миокарда в крови резко воз­растает активность быстромигрирую­ших при электрофорезе (анодных) форм лактатдегидрогеназы, а при инфекци­онном гепатите, напротив, возрастает активность катодных изозимов этого фермента. Кроме лактатдегидрогеназы, на практике используется анализ изо­ферментов кислой фосфатазы (при раке предстательной железы), щелочной фосфатазы (болезни костей, рахит и др.), креатинкиназы (болезни сердца). В тестировании раковых заболеваний ис­пользуются изоферменты гексокиназы (по их соотношению удается даже оп­ределить стадию развития ракового по­ражения при гепатомах Морриса), пи­руваткиназы (опухоли печени, мозга и рабдосаркома), альдолазы (опухоли мозга и печени), фосфофруктокиназы (гепатомы), енолазы (рак мозга), лак­татдегидрогеназы (опухоли желудка, щитовидной железы, почек, яичников, матки, молочной железы).Таким обра­зом, области применения ферментов в медицине действительно безграничны. Рассмотренные примеры ясно показы­вают, какие замечательные и много­обещающие перспективы уже сегодня открывает перед будущими врачами медицинская энзимология.

69.Механизм действия ферментов. Изоферменты, мультиферментные системы.

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 так: в печени содержатся специфические ферменты - арилсульфотрансфераза и УДФ-глюкуронилтрансфераза, которые катализируют перенос остатка серной кислоты из ее связанной формы-ФАФС (фосфоаденозин-фосфосульфат) и остатка глюкуроновой кислоты из ее связанной формы-УДФГК (уридиндифосфоглюкуроновой кислоты) на любой из указанных выше продуктов. Продукты реакции нетоксичные так называемые парные кислоты (например, фенолсерная кислота, скатоксилсерная), выделяются с мочой.

Диагностическое значение индикана: он характеризует содержимое кишечника. Содержание индикана увеличивается при запорах, непроходимости кишечника, при перитонитах и парезах кишечника. В этих случаях индикан появляется в крови и выделяется с мочой в повышенных количествах. Увеличение его концентрации в крови наблюдается на ранних стадиях почечной недостаточности.