Биологический эффект. Нарушения функций организма, связанные с недостатком выработки этих гормонов.

Гормоны вазопрессин и окситоцин синтезируются рибосомальным путем. Оба гормонапредставляют

собой нонапептиды следующего строения: Вазопрессин отличается от окситоцина двумя аминокислотами: он

содержит в положении 3 от N-конца фенилаланин вместо изолейцинаи в положении 8 – аргинин вместо лейцина.

Основной биологический эффект окситоцина у млекопитающих связан со стимуляцией сокращения гладких

мышц матки при родах и мышечных волокон вокруг альвеол молочных желез, что вызывает секрецию молока.

Вазопрессин стимулирует сокращение гладких мышечных волокон сосудов, оказывая сильное вазопрессорное

действие, однако основная роль его в организме сводится к регуляции водного обмена, откуда его второе

название антидиуретического гормона. В небольших концентрациях (0,2 нг на 1 кг массы тела) вазопрессин

оказывает мощное антидиуретическое действие – стимулирует обратный ток воды через мембраны почечных

канальцев. В норме он контролирует осмотическое давление плазмы крови и водный баланс организма человека.

При патологии, в частности атрофии задней доли гипофиза, развивается несахарный диабет – заболевание,

характеризующееся выделением чрезвычайно больших количеств жидкости с мочой. При этом нарушен

обратный процесс всасывания воды в канальцах почек.

 

Биосинтез РНК (транскрипция): РНК-полимераза, стехиометрия реакции, ДНК как матрица. Регуляция

Транскрипции. Посттранскрипционная достройка РНК. Молекулярные мутации. Наследственные болезни.

Субстратами реакции служат трифосфаты рибонуклеозидов. Реакция идет только в присутствии ДНК,

выполняющей роль матрицы. Матрицей служит одна из цепей ДНК, называемая матричной (а также

кодирующей, значащей) цепью. Все синтезированные молекулы РНК имеют структуру, комплементарную

матрице, т. е. одной из цепей ДНК. Поскольку РНК

представляет собой одноцепочечную молекулу

(спирализованные участки составляют лишь часть молекулы),

стехиомет-рические коэффициенты для всех четырех

субстратов различны. Транскрипцию катализируют РНК-

полимеразы I, II и III. Первый из этих ферментов участвует в

синтезе рибосомных РНК, второй — матричных и третий —

транспортных РНК. В процессе транскрипции различают

стадии инициации, элонгации и терминации. В результате

транскрипции образуются предшественники тРНК, рРНК и

мРНК — первичные транскрипты. Затем в ядре и в цитоплазме

происходит посттранскрипционная доработка (созревание) этих

предшественников, и получаются функционально активные

рибонуклеиновые кислоты. Промотор содержит

последовательность, обогащенную нуклеотидами Т и А (ТАТА-последовательность), узнаваемую белком ТАТА-

фактором. РНК-полимера-за присоединяется к промотору, если ТАТА-последовательность связана с ТАТА-

фактором. Матрицей для синтеза РНК служит одна из цепей ДНК; промотор с ТАТА-фактором обеспечивают

узнавание РНК-полимеразой транскрибируемой цепи ДНК и первого нуклеотида транскрибируемого гена.

Связывание РНК-поли-меразы с промотором и вызванные этим конформационные изменения повышают

сродство РНК-полимеразы к факторам инициации. Присоединение этих факторов приводит к локальному

расхождению нуклеотидных цепей ДНК; расхождение включает около 10 нуклеотидных пар, т. е. примерно

один виток спирали.

Элонгация. Наращивание молекулы РНК происходит путем присоединения очередного рибонуклеотида,

комплементарного тому дезоксирибонуклеотиду ДНК, который в данный момент находится в области активного

центра РНК-полимеразы. В активном центре фермента находится З'-конец растущей цепи РНК, и к нему

присоединяется очередной нуклеотид.__

Количественное определение кальция в сыворотке крови.

Метод основан на взаимодействии Са^2+ сыворотки крови с мурексидом, который в свободном состоянии окрашен в синий цвет, а в комплексе с Са^2+ в розовый. Титрование раствором трилона «Б» (Na соль ЭДТА) вытесняет катионы Са^2+ до образования свободного мурексида. По количеству трилона «Б» судят о количетсве Са в крови.

9-11 мг%

Гиперкальциемия при: гиперпаратиреоз, нефропатия гиперкальцемическая, алкалоз респираторный, с. Иценко-Кушинга, феохромоцитома, тиреотоксикоз, гипернефрома, болезнь Бехтерева, акромегалия, пневмония плазмоклеточная. Гипокальциемия при: гипопаратиреоз, хроническая почечная недостаточность, атрезия желчных протоков, нефронофтиз, панкреатиты, рахит, кишечный токсикоз.

 

 

Ферменты, история открытия и изучения ферментов, особенности ферментативного катализа. Специфичность

Действия ферментов. Зависимость скорости ферментативных реакций от температуры, рН, концентрации

Фермента и субстрата.

Ферменты – биологические катализаторы белковой природы, образуемые живой клеткой, действующие

с высокой активностью и специфичностью. Сходство ферментов с небиологическими катализаторами

заключается в том, что:

ферменты катализируют энергетически возможные реакции;

энергия химической системы остаѐтся постоянной;

в ходе катализа направление реакции не изменяется;

ферменты не расходуются в процессе реакции.

Отличия ферментов от небиологических катализаторов заключаются в том, что:

скорость ферментативных реакций выше, чем реакций, катализируемых небелковыми катализаторами;

ферменты обладают высокой специфичностью;

ферментативная реакция проходит в клетке, т.е. при температуре 37 °С, постоянном атмосферном

давлении и физиологическом значении рН;

скорость ферментативной реакции может регулироваться.

Современная классификация ферментов основана на природе катализируемых ими химических

превращений. В основу классификации берется тип реакции, катализируемой ферментом. Ферменты разделяют

на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы - катализируют окислительно-восстановительные реакции

2. Трансферазы – перенос групп

3. Гидролазы – гидролиз

4. Лиазы – негидролитическое расщепление субстрата

5. Изомеразы – изомеризация

6. Лигазы (синтетазы)- синтез с использованием энергии (АТФ)

Номенклатура ферментов.

1. Тривиальное название (пепсин, трипсин).

2. Название фермента может складываться из названия субстрата с прибавлением окончания «аза»

(аргиназа гидролизует аминокислоту аргинин).

3. Добавление окончания «аза» к названию катализируемой реакции (гидролаза катализирует

гидролиз, дегидрогеназа – дегидрирование органической молекулы, т.е. отнятие протонов и электронов от

субстрата).

4. Рациональное название – название субстратов и характер катализируемых реакций (АТФ + гексоза

гексозо-6-фосфат + АДФ. Фермент: АТФ: D-гексоза-6-фосфотрансфераза).

5. Индексирование ферментов (каждому ферменту присваиваются 4 индекса или порядковых

номера): 1.1.1.1 – АДГ, 1.1.1.27 – ЛДГ.

Зависимость скорости ферментативной реакции от рН среды Для каждого фермента существует значение

рН, при котором наблюдается его максимальная активность. Отклонение от оптимального значения рН приводит

к понижению ферментативной активности. Влияние рН на активность ферментов связано с ионизацией

функциональных групп аминокислотных остатков данного белка, обеспечивающих оптимальную конформацию

активного центра фермента. При изменении рН от оптимальных значений происходит изменение ионизации

функциональных групп молекулы белка. Например, при закислении среды происходит протонирование

свободных аминогрупп (NH3

+), а при защелачивании происходит отщепление протона от карбоксильных групп

(СОО-). Это приводит к изменению конформации молекулы фермента и конформации активного центра;

следовательно, нарушается присоединение субстрата, кофакторов и коферментов к активному центру.

Ферменты, работающие в кислых условиях среды (например, пепсин в желудке или лизосомальные ферменты),

эволюционно приобретают конформацию, обеспечивающую работу фермента при кислых значениях рН. Однако

большая часть ферментов организма человека имеет оптимум рН, близкий к нейтральному, совпадающий с

физиологическим значением рН.

Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры среды Повышение температуры до

определѐнных пределов оказывает влияние на скорость ферментативной реакции, подобно влиянию

температуры на любую химическую реакцию. С повышением температуры ускоряется движение молекул, что

приводит к повышению вероятности взаимодействия реагирующих веществ. Кроме того, температура может

повышать энергию реагирующих молекул, что также приводит к ускорению реакции. Однако скорость

химической реакции, катализируемая ферментами, имеет свой температурный оптимум, превышение которого

сопровождается понижением ферментативной активности, возникающим из-за термической денатурации

белковой молекулы. Для большинства ферментов человека оптимальна температура 37-38 °С. Специфичность –

очень высокая избирательность ферментов по отношению к субстрату. Специфичность фермента объясняется

совпадением пространственной конфигурации субстрата и субстратного центра (стерическое совпадение). За

специфичность фермента ответственен как активный центр фермента, так и вся его белковая молекула.

Активный центр фермента определяет тип реакции, который может осуществить данный фермент. Различают

три вида специфичности:

Абсолютная специфичность. Такой специфичностью обладают ферменты, которые действуют только на один

субстрат. Например, сахараза гидролизует только сахарозу, лактаза – лактозу, мальтаза – мальтозу, уреаза –

мочевину, аргиназа – аргинин и т.д. Относительная специфичность – это способность фермента действовать на

группу субстратов с общим типом связи, т.е. относительная специфичность проявляется только по отношению к

определенному типу связи в группе субстратов. Пример: липаза расщепляют сложноэфирную связь в жирах

животного и растительного происхождения. Амилаза гидролизует α-гликозидную связь в крахмале, декстринах

и гликогене. Алкогольдегидрогеназа окисляет спирты (метанол, этанол и др.). Стереохимическая

специфичность – это способность фермента действовать только на один стереоизомер. Например: 1) α, β-

изомерия: α – амилаза слюны и сока поджелудочной железы расщепляет только α-глюкозидные связи в

крахмале и не расщепляет β-глюкозидные связи клетчатки. М еждународной единицей (МЕ) активности

ферментов является количество фермента, способного превратить 1 мкмоль субстрата в продукты реакции за 1

мин при 25 °С и оптимуме рН. Катал соответствует количеству катализатора, способного превращать 1 моль

субстрата в продукт за 1 сек при 25 °С и оптимуме рН. Удельная активность фермента – число единиц

ферментативной активности фермента в расчете на 1 мг белка. Молярная активность – это отношение числа

единиц ферментативной активности каталов или МЕ к числу молей фермента.