Д. каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза

 

91.Недостаток витамина никотиновая кислота сопровождается развитием алиментарного заболевания:

а. пеллагра г. рахит

б. бери-бери д. «куриная слепота»

в. цинга

92. Недостаток какого витамина- кофермента класса оксидоредуктазы сопровождается развитием воспалительных процессов слизистой оболочки языка (глоссит), углов губ (заеды):

а. РР б. В₂ в. аскорбата г. липоевой кислоты д. гема

93. Предшественником витамина РР, частично синтезируемого в тканях человека, является аминокислота:

а. триптофан б. гистидин в. пролин

г. тирозин д. фенилаланин

Недостаток какого витамина - кофермента класса оксидоредуктазы сопровождается развитием поражением языка (отпечатки зубов, отек), жжением слизистых оболочек щек, языка.

а. аскорбиновой кислоты б. В₂ в. РР г. липоевой кислоты д. гема.

95. Какие коферменты оксидоредуктаз нашли широкое применение в производстве косметических средств:

а. НАД, ФАД г. коэнзим Q, аскорбиновая кислота

б. ФАД, аскорбиновая кислота д. НАД, аскорбиновая кислота

в. НАД, коэнзим Q

 

Попробуйте самостоятельно ответить на вопросы повышенной сложности

1. Гипертиреоз (усиленная продукция щитовидной железой тиреоидных гормонов)

Может сопровождаться повышением температуры тела. Какой механизм развития гипертермии характерен для этой ситуации?

Гипертиреоз сопровождается повышением аппетита и снижением массы тела. Какой механизм усиления катаболических процессов можно предложить, применив известную Вам информацию из раздела «биологическое окисление».

Составьте последовательность переносчиков электронов в митохондриальной электронтранспортной цепи. Укажите «точки фосфорилирования».

В составе лекарственного препарата содержится лимонная кислота. Укажите значение коэффициента (Р: О) для этого метаболита.

Какой из трех электронтранспортных комплексов, расположенных на внутренней мембране митохондрии, больше других чувствителен к гипоксии?

Природный метаболит - янтарная кислота - является эффективным профилактическим и лечебным препаратом, поддерживающим энергетический обмен при недостаточном поступлении кислорода в организм (сердечно-сосудистая патология, пожилой возраст).

Объясните роль сукцината, основываясь на знании процессов биологического окисления.

Отравление цианистым калием практически всегда сопровождается летальным исходом вследствие нарушения функции дыхательного центра. Объясните механизм действия иона цианида на электронтранспортную систему митохондрий.

При высокой концентрации этанола в организме фермент каталаза включается в процесс его метаболизма, выступая в роли пероксидазы, используя перекись водорода. Особенно этот путь характерен для печени и сердца и является одной из причин развития патологических процессов в этих органах.

Составьте уравнение реакции:

этанол + Н₂О₂à

9.К факторам ферментативной и неферментативной защиты относится трипептид глутатион: γ -глутамил – цистеинил - глицин. Запишите его формулу и уравнение реакции окисления глутатиона перекисью водорода.

10. Аскорбиновая кислота является важнейшим представителем неферментативной защиты в клетке. Запишите уравнения реакций:

А. аскорбиновая кислота + Н₂ О₂à

Б. аскорбиновая кислота + супероксид-анион à

11. Составьте последовательность переносчиков электронов в электронтранспортной цепи ЭПС (система МСО). Сравните с митохондриальной электронтранспортной цепью. Выделите отличия в отношении:

Функций

Состава

Окислительно - восстановительного процесса

Перенос электронов по дыхательной цепи сопровождается выделением

Ккал/ моль (220 кДж/ моль).

Какую массу воды может нагреть на 1^о С это количество тепла?

Как увеличится температура 1 г воды при нагревании этим количеством тепла

(начальная – 36^о С)?

Достаточно ли разности потенциалов величиной 0,17V в цепи тканевого

Дыхания для синтеза макроэргической связи АТФ?

Приложение: Ферменты цикла Кребса (указаны в последовательности

прохождения реакций)

 

№№	Рабочее название	Шифр	Систематическое название	Реакция
	Цитратсинтаза	4.1.3.7	Цитрат-оксалоацетат-лиаза	Цитрат + КоА=ацетилКоА + оксалоацетат + Н2 О
	Аконитаза	4.2.1.3.	Цитрат(изоцитрат) гидролиаза	Цитрат-цис-аконитат=изоцитрат
3.	ИзоцитратДГ	1.1.1.41	Изоцитрат: НАД^+-оксидоредуктаза	Изоцитрат= кетоглутарат + СО2
4.	КетоглутаратДГ-комплекс		Сложный мультиферментный комплекс (ТПФ, липоевая кислота, КоА, ФАД, НАД –> НАДН + Н^+	Α-Кетоглутарат =сукцинилКоА + СО2
5.	Сукцинат-тиокиназа	6.2.1.4.	Сукцинат: КоА лигаза (образующая ГДФ)	СукцКоА + ГДФ + Ф = Сукцинат + ГТФ
6.	СукцинатДГ	1.3.99.1.	Сукцинат: ФАД-оксидоредуктаза	Сукцинат+ ФАД= фумарат + ФАДН2
7.	Фумараза	4.2.1.2	L-малат-гидро-лиаза	Фумарат + Н2 О = малат
8.	МалатДГ	1.1.1.37	L-малат: НАД оксидоредуктаза	L-малат + НАД^+= ШУК + НАДН + Н^+

 

 

 

Л ИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ:

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.-3-е изд.-М.: Медицина. 2004.- 704 с. С. 298 – 318.
2. Биохимия. Учебник/ Под ред. Е.С.Северина.-М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004.-

С. С 264 -296, 618 -621

1. Лекции по курсу биохимии. Тема: Энергетический обмен. Биологическое

Окисление. Общие пути метаболизма

 

Составитель тестов доцент кафедры биохимии, к.х.н. Каминская Л. А.

Обсуждено на заседании кафедры

25. 02. 2007.

 

 

ОТВЕТЫ

 

1 б	20 в	39 а	58 а	77 в
2 в	21 г	40 б	59 б	78 в
3 б	22 б	41 г	60 г	79 А-г Б - в
4 г	23 б	42 д	61 в	80 б
5 а	24 в	43 в	62 д	81 а
6 б	25 в	44 г	63 г	82 д
7 б	26 а	45 а	64 а	83 а
8 в	27 г	46 б	65 б	84 г
9 б	28 а	47 в	66 б	85 в
10 б	29 д	48 д	67 б	86 д
11 д	30 д	49 г	68 г	87 г
12 б	31 а	50 б	69 д	88 б
13 в	32 г	51 а	70 в	89 б
14 в	33 г	52 г	71 г	90 д
15 а	34 д	53 в	72 а	91 а
16 г	35 б	54 д	73 б	92 б
17 д	36 г	55 б	74 д	93 а
18 в	37 в	56 а, г	75 в, г, б	94 в
19 б	38 б	57 в	76 г	95 г

 

Конспект лекции

 

Биологическое окисление. Пути использования кислорода в клетке.

Свободно-радикальное окисление в клетке – образование активных форм кислорода.

 

 

Живые организмы представляют собой термодинамически открытые системы, которые могут существовать только при условии непрерывного обмена энергией с окружающей средой.

В зависимости от вида потребляемой энергии все организмы разделяют на две группы: автотрофы и гетеротрофы. Гетеротрофы используыт для поддержания жизнедеятельности энергию химических связей органических соединений, которые синтезируются другими организмами.

Различают три этапа обмена веществ:

- поступление веществ в организм

- метаболизм (трансформация и усвоение)

- выделение конечных продуктов обмена

Внутриклеточный метаболизм – промежуточный обмен - включает в себя два направления: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма происходит непрерывное выделение энергии на клеточном уровне, органические молекулы превращаются в конечные продукты обмена.

В результате анаболизма химически чуждые организму вещества превращаются в специфические для организма человека. Для процессов синтеза и других направлений жизнедеятельности используется энергия, выделившаяся в процессе катаболизма.

Наибольшее изменение свободной энергии дают реакции окисления.

Биологические реакции окисления субстратов могут осуществляться анаэробным и аэробным путями.

Перенос электронов осуществляется с участием специфических дегидрогеназ, в составе которых присутствуют коферменты НАД ⁺или ФАД.

 

Восстановленный Окисленный

субстрат + НАД ⁺(ФАД) су бстрат + НАДН + Н⁺ (ФАДН₂)

В случае анаэробных процессов окисление восстановленных форм пиридиннуклеотидов

для регенерации окисленной формы осуществляется без участия кислорода, при помощи окислителя иной природы, который после своего восстановления удаляется из клетки.

Полностью анаэробный тип обмена характерен для небольшого вида клеток или структур организма человека, к ним следует отнести эритроцит, белые мышцы, водитель сердца. Учитывая их физиологические функции, становится ясным, почему процессы катаболизма в них не должны зависеть от присутствия кислорода.

Окислителем НАДН служит пировиноградная кислота.

 

НАДН + Н⁺ + пируват НАД⁺ + лактат

 

В случае аэробного типа обмена конечным акцептором протонов и электронов является кислород. Восстановленный пиридиннуклеотид не окисляется кислородом, передача

электронов происходит с участием переносчиков, которые расположены во внутренней мембране митохондрии. Переносчики располагаются в соответствии с изменением их редокс-потенциала и носят название «дыхательная цепь» (митохондриальная электронтранспортная цепь) Заключительным этапом является восстановление кислорода и образование воды.

 

½ О₂ + 2Н⁺ + 2е = Н ₂О

В сутки образуется 300 – 500 г метаболической воды.

Только аэробный тип обмена присущ нейронам, поэтому мозг чрезвычайно чувствителен

к гипоксии и гибель нейронов наступает через 5-7 мин после прекращения поступления кислорода. В большинстве тканей возможны оба пути обмена.

Запасание энергии химических связей происходит путем образования особых высокоэнергетических соединений (макроэргических соединений, МЭС).

В организме человека встречаются МЭС: фосфаты и тиоэфиры.

 

Фосфаты	- G Ккал/ моль	Тиоэфиры	- G Ккал/моль
Фосффоенолпируват	14,8	СукцинилКоА	8,7
1,3-дифосфоглицерат	11,8	АцетилКоА	3,7
АТФ	7,0

 

АТФ – самое распространенное МЭС в организме. В физиологических условиях клетки изменение свободной энергии при гидролизе макроэргической связи составляет -7,3 ккал/моль(- 30 кДж/моль), максимальное значение - 12 ккал/ моль.

Пионером в изучении процессов биологического окисления в 18 веке был французский ученый А. Лавуазье, который указал на участие кислорода, сравнив процесс окисления с горением. Позднее российский ученый А.Н.Бах предположил перекисную теорию окисления и образование перекисных соединений.

Другой российский ученый ботаник и биохимик В.И.Палладин доказал, что существуют особые переносчики водорода – дегидрогеназы и что в составе СО₂ атомы кислорода

не имеют происхождение от кислорода вдыхаемого воздуха.

 

Пути использования кислорода в клетке:

 

• энергетический путь обмена - восстановление кислорода в электронтранспортной цепи митохондрий (митохондриальное биологическое окисление, БО, используется примерно 90% поступающего кислорода). Процесс сопровождается образованием АТФ и выделением воды.. Ферменты, передающие электроны непосредственно кислороду, называются оксидазы (например, в митохондрии - цитохромоксидаза а/а₃)
• пластический путь обмена -восстановление кислорода в электронтранспортной цепи, расположенной в мембранах ЭПР (микросомальное БО). Процесс связан с синтезом гормонов, нейромедиаторов, метаболизмом ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов, и образованием активных форм кислорода. Оксидоредуктазы, участвующие в этих реакциях, имеют рабочее название оксигеназы. Монооксигеназы или гидроксилазы включают в состав субстрата один атом, диоксигеназы - два атома кислорода.
• образование активных форм кислорода-свободно-радикальное окисление ( используется примерно 5% кислорода) - важный фактор в процессе адаптации клетки, процессах клеточной защиты (фагоцитоз). Возможны каталитические и некаталитические пути возникновения активных форм: супероксид – аниона, пероксида водорода, гидроксид-радикала.

Питание – представляет собой составную часть обмена веществ и создает условия для организации промежуточного обмена. Из продуктов питания образуются затем конечные продукты катаболизма - вода, углекислый газ и мочевина, которая содержит азот поступающих белков, аминокислот.

При сбалансированном питании соотношение белки: жиры: углеводы равно 1:1:4.

Продукты питания перевариваются в ЖКТ и превращаются в более простые вещества. Несколько упрощая, можно сказать:

углеводы(крахмал, сахароза, лактоза) превратятся в глюкозу, белки – в свободные аминокислоты, жиры- в глицерин и высшие жирные кислоты.