Ответы на экзаменационные вопросы. 1. Биологичие катализаторы белковой природы Специфичностьспособность катализировать определенные реакции. Биологическая фия фермента обусловлена наличием в его стрре активного центра

• Название: 1. Биологичие катализаторы белковой природы Специфичностьспособность катализировать определенные реакции. Биологическая фия фермента обусловлена наличием в его стрре активного центра
• Анкор: Ответы на экзаменационные вопросы.doc
• Дата: 06.03.2017
• Размер: 369 Kb.
• Имя файла: Ответы на экзаменационные вопросы.doc
• Тип: Документы; #3449
• Категория: Биология. Ветеринария. Сельское хозяйство
• страница: 1 из 6

Вопрос 4

1.Биологич-ие катализаторы белковой природы.2.Специфичность-способность катализировать определенные реакции. Биологическая ф-ия фермента обусловлена наличием в его стр-ре активного центра.Леганд взаимодействующий с активным центром фермента на-ют субстратом. Активный центр представляет собой аминокислотные остатки, функциональные группа которых обеспечивают связывание с субстратом и аминокислотные остатки функциональные группы которых обеспечивают химическое превращение субстрата. При абсолютной спецефичности действуют на 1 субстрат, а при относительной спецефичности действуют на определенный тип связи. Спцифичность фермента обусловлена его конформацией. Н/р фермент уреаза катализирующая р-ию расщепления мочевины до аммиака и диоксида углерода.2. Кофактор бывает органический и неорганический. Если кофактор присоединен к апоферменту прочно это простетическая группа. Если присоединен не прочно то коферментом. 3. а)При низких концентрация субстрата вероятность сталкновения с молекулой фермента мала и образование продукта будет происходить очень медленно. С увеличением конц субстрата вероятность сталкновения возр скорость р-ии ув. Когда активн центры всех молекул ферментов заполняются субстратом скор р-ии становиться постоянной (мах). Концентрация субстрата при которой достигается мах скорость на-ся насыщающей. Концентрация субстрата при которой скорость р-ии равно половине мах наз-ся константой махаэлиса – она хар-ет сродство фермента к субстрату. чем меньше константа мих тем выше стродство. Б) при насыщающих концентрациях субстрата зависимость прямая. в) при низких температурах активность фермента низкая из-за небольшой скорости молекул, при пов темп активногсть фермента возр. Оптимальн значение темпер для ферментов в пределах 20-40 С. При темп 40С происх денатурация ферментов. Г) для какждого фермента сущестует рН оптимум при которой он проявл мах активность. В этой зоне рН конформация фермента мах соотв субстрату. при сниж или ув рН от оптимума разр-ся связи построены на кислотно основном взаимод-ии, происх разр активн центра и сниж активности ферментов. Для большинства фермент оптим рН нах-ся при рН 7,4. 4. 5. За единицу активности любого фермента принимают такое его кол-во которое катализирует превращ-е 1мкм вещ-ва в 1 минуту. Активность ферментов опр-ют: пог скорости убыв субстрата; по скороти обр-я продукта. Удельная активность=мкм/мин.мг белка.

Вопрос 5

1. Активный центр представляет собой аминокислотные остатки, функциональные группа которых обеспечивают связывание с субстратом и аминокислотные остатки функциональные группы которых обеспечивают химическое превращение субстрата.2. В начале фермент взаимод-ет с субстратом с обр-ем фермент субстратного комплекса. Энергия активации этой стадии невелика и комплекс об-ся быстро. На 2 стадии происх обр-е продукта, энергия активации невелика и переходное состояние фермент субстратного комплекса достигается быстро.Этот мех-м обеспечивается след факторами: сближение и ориентация реакционного центра субстрата от каталитической группы фермента; напряжение и деформация как субстрата так и фермента приводящая к ув энергии фермент субст компл, что делает невыгодно его существование. Кислотно основной и ковалетный катализ. 3.Вещ-ва которые изменяют активность ферментов наз-ся регуляторами 2 типа: активаторы, ингибиторы. Необр-ые ингиботоры прочно связ-ся с ферментами при этом свозываются или разр-ся функциональные группы необх для прояв каталитич активности. Необ ингибиторы явл-ся ферментными ядами. Обратимые инг действуют не долго. Обратим делятся на конкурентные и неконкурентные: конкурентный (похож на субстрат по стр-ре и форме поэтому может конкурировать с ним за место в активном центре, степень ингибирования зависит от концентр субстрата и ингибитора, чем больше конц ингибитора тем сильн игибирование), неконкурентые (стр-но не похожи на субстрат поэтому действ вне активн центра, св-ся с фермент субстратн комплексом обр-я не активные комплекс в следствии чего происх изменение конформация молекулы фермента, нар-ся взаимод-е субстрата с акт центром что привод к снижению активности фермента) 4. многие лекарств преператы оказ свое терапевтическое действия по мех-му конкурентного ингибирования Н/р четвертичние амминивые основания ингибируют ацетилхолинэстеразу, катализирующую реак-ию гидролиза ацетил холина на холин и уксусную кислоту вследствии ув конц ацетилхолина в следствии чего усилив проведение нервного импульса.
Вопрос 6

1. Вещ-ва которые изменяют активность ферментов наз-ся регуляторами 2 типа: активаторы, ингибиторы. Регулятор действую на алостерический центр. Алостерический центр это участок фермента пространственно не совпадающий с активным центром. Присоедин регулятора к алостерич центру приводит к изменению конформации фермента и активного центра. Сродство фермента к субстрату при этом изм-ся. Алостерические регуляторы вызывают активацию или ингибирование фермента. Алостерическими регуляторами явл-ся метаболиты, макроэрги, коферменты, катионы Ме, цАМФ, субстраты. Химическая модификазия заключается в изменении хим стр-ры фермента путем присоединения или отщепления за счет ковалетных связей каких либо хим групп в любом месте фермента. Хим изменение фермента вызывает изменение конформации, а следовательно активности. Хим модифик может осуществляться путем: фосфорилирования, дефосфорилирования; метилирования, демитилирования; аденилирования, деаденилирования. Частным случаем хим модификация явл-ся ограниченный протеолиз. Это процесс отщепления какой либо части фермента в виде олиго или полипептида в рез-те формируется акт центр. 2. это мех-м регуляции хар-н только для ферментов с четвертичн структурой. Диссоциация или ассоциация этих субединиц привод к изменениюк5онформации активного центра. Для одних ферментов ассоциация приводит к активации фермента, а диссоциация к ингибированию, для др наоборот. Изменение взаимод-я м/у субединицами возник в рез-те присое-я алостерического регулятора или в рез-те хим модиф фермента.
Вопрос 7.

оксидоредуктазы – катализируоют ОВР: а) дегидрогеназы- отщепляют Н от субстрата на кофактор; б) редуктазы – перносят Н с кофактора на субстрат; в)оксидазы – отщ-т электр-н от субстрата и переносят на кислород; г) оксигеназы – внедряют кислород в молекулы субстратад) каталазы, е) пероксидазы. 2. трансферазы – катализ-т р-ии переноса хим групп. 3. гидролазы – катализируют расщепление связей с перисоедщинением воды по месту разрыва. 4. лиазы – катализ расщ-е связи без помощи воды, с расщ-ем и обр-ет двойных связей. 5. изомеразы – ката-т изомерные превращения. 6. лигазы – актал-т р-ии синеза с затратой энергии. 1. Фенилкетонурия или пировиноградная олигофрения (сла­боумие). Причины: отсутствует ген, отвечающий за синтез фе-нилаланингидроксилазы. В отсутствие этого фермента фенила­ланин переаминируется с образованием фенилпирувата и далее фениллактата. При этом не хватает тирозина, из которого обра­зуются катехоламины и йодтиронины, а также пигмент меланин. У больных снижается устойчивость к стрессу, падает артериаль­ное давление, появляются признаки умственной отсталости. В крови накапливаются фенилаланин, фениллактат и фенилпиру­ват, которые в больших концентрациях являются токсичными, особенно для головного мозга ребенка, необратимо повреждая его. Поэтому требуется ранняя диагностика этого заболевания, которая проводится следующим образом: к моче ребенка добав­ляют хлорное железо; зеленое окрашивание свидетельствует о наличии патологии. В этом случае больного ребенка переводят на диету, обедненную фенилаланином, но богатую тирозином. Алкаптонурия возникает при отсутствии гомогентизинатоксидазы. В этом случае нарушается окисление гомогентизиновой кислоты в тканях, повышается ее содержание в жидкостях орга­низма и моче. В присутствии кислорода гомогентизиновая кис­лота полимеризуется с образованием алкаптона (пигмента чер­ного цвета). Поэтому моча таких больных на воздухе темнеет.Алкаптон может откладываться в коже, сухожилиях, хрящах носа, ушей и суставов. При значительных отложениях пигмента в сус­тавах нарушается их подвижность. Альбинизм возникает при отсутствии тирозиназы, которая участвует в превращении ДОФА в ДОФА-хинон и далее в мела­нин. В результате у людей возникает слабая пигментация кожи, волос, красноватый цвет радужной оболочки глаз. Использование вмедицине:1 энзимопатологии – из-ют значение нарушений активности ферментов в раз-тии заболеваний, 2энзимодиагностика:А) прменение ферментов для определения разл-ых вещ-в в биологических жидкостях, Б) измерение активности ферментов или изоферментов в крови и в моче для диагн-ки болезней сопровожд-ихся разр-ем клеток. 3 энзимотерапия: при нарушении пищеварения, для чистки гнойных ран, для лечения вирусных заболеваний.
Вопрос 8.

Катаболизми- расщ-е слож вещ=вдо простых с выделением энергии и обр-ем СО2 Н2О. Анаболизм синтезслож вещ-в до прост с затратой энергии. Метаболизм обмен вещ-в в орг-ме. Источниками энергии в орг-ме явл-ся ОВпроцессы. Способы передачи электронов: изменение валентности, передача электронов в составе атомов Н, передача элекр-в в сост-ве гидридионов, присое-е кислорода. Отличия реакции окисле6ния: 1. в лабораторных условия Н и О взаимод-ет сразу со взрывом, 2. в живой природе мягкие условия, 3. в орг-ме энергия АТФ (в лаболаторных условиях тепло), 4. вода способствует окислению в орг-ме и препятствует в неживой природе. Этапы катаболизма: 1-й этап. макромолекулы расщепляются до своих мономеров, полисахариды распадаются до моносахаридов (гексоз и пентоз); жиры — до глицерина и жирных кислот; белки — до аминокислот. Этот этап является специфическим, катализируется ферментами класса гидролаз. Он локали­зован в пищеварительном тракте для пищевых мак­ромолекул, а для эндогенных— в основном в лизосомах. Этот этап энергетической ценности не имеет. выделяется менее 1% энергии-тепло. 2-й этап. специфическим путь катаболизма. Каждый из мономеров пре­вращается в одну из карбоновых кислот. Моносахариды, глице­рин и некоторые аминокислоты превращаются в пируват. Жир­ные кислоты и часть аминокислот — в ацетил-КоА 2-й этап происходит в митохонд­риях и цитозоле клеток. энергия выде­ляется в виде тепла и используется на синтез АТФ. 3-этап. Общий, неспецифический. На этом этапе пируват в процессе окислительного екарбоксилирования превращается в ацетил-КоА. Ацетил-КоА, оксалоацетат и 2-ок­соглутарат окисляются в цикле Кребса. За один оборот цикла Кребса образуются 2 молекулы СО₂,. Водород, полученный в де-гидрогеназных реакциях, присоединяется к НАД⁺ и ФАД. с обра­зованием НАДН и ФАДН₂, которые окисляются в дыхательной цепи. При этом образуется вода, а в энергия ис­пользуется АТФ, тепло, р-ии локализованы в митохонд­риях. Экзергонические – р-ии протекающие самопроизвольно и сопровождающиеся ум-ем своб-й энергии если ∆G отриц. Эндегонические – если ∆G+, р-ия будет протекать только при поступлении свободной энергии извне.

Вопрос 9

Оксидоредуктазы – катализируют ОВр-ии. А)Дегидрогеназы – отщепяют Н от субстратана кофактор; б) редуктазы – переносят Н с кофактора на субстрат.в) оксидазы – отщепл-ют электрон от субстрата и переносят на кислород; г) оксигеназы – внедряют кислород в мол-лы субстрата (моно и ди); Д) каталазы, Е) пероксидазы. НАД заисимые дигидрогеназы содержат коферменты произ-е витамина РР. Которые входят в сотав активного центра ДГ. Субстрата НАД зав ДГ явл-ся никотин амид. Окисленная фотма присоед протоны электр-в от различ-х субстратов, служит главным коллекторм энергии окисляемых в-в и главным источником электронов. Востоновленная форма не явл-ся непоредственным донором электронов, а испол-ся почти искл-но в восстановительных биосинтезах. ФАД зависимые ДГ растворимые белки расворенные в матриксе митохондрий, сод-т коферменты которые обр-ся из витамина В2.

Вопрос 10.

Окислительное декарбоксилирование пирувата катализируется пируватдегидрогеназой (ПДГ). ПДГ — это комплекс из трех ферментов, для работы которого требуются следующие витамины: В₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин), РР (никотинамид), пантотеновая и липоевая кислоты. ПДГ осу­ществляет декарбоксилирование (отщепление карбоксильной группы) и окисление (отщепление водорода) молекулы пирувата.

• 
  НАДН Окисляется в дыхательной цепи. Регуляция ПДГ: ПДГ может быть в двух формах: фосфорили-рованной (неактивной) и дефосфорилированной (активной). АТФ, НАДН, ацетил-КоА, жирные кислоты ингибируют ПДГ, инсулин активирует. Поставляет ацетил КоА в дых цепь. Цикл Кребса: НАДН и ФАДН₂ окисляются в дыхательной цепи. Регуляция осуществляется путем влияния на ключевые ферменты: цит-ратсинтазу (начинает процесс), изоцитратдегидрогеназу (лими­тирующий фермент), 2-оксоглутаратдегидрогеназу (фермент, сто­ящий на развилке).Цитратсинтазу активируют оксалоацетат и ацетил-КоА, инги-бируют АТФ, НАДН, длинноцепочные ацилы-КоА, сукцинил-КоА. Изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим фермен­том. Ее активируют АДФ, Са²⁺, цАМФ. Ингибируют изоцитратде­гидрогеназу АТФ, НАДН, НАДФН. 2-оксоглутаратдегидрогеназу активируют Са²⁺ и цАМФ, ин-гибирует сукцинил-КоА. Цикл Кребса активируется под влиянием катехоламинов, глю-кагона и йодтиронинов. Значение:катаболическое и энергетическое (цикл Кребса является
  общим конечным путем распада для метаболитов всех классов соединений; в нем образуется АТФ в результате субстратного фосфорилирования; он является главным поставщиком водоро­да для дыхательной цепи);анаболическое или биосинтетическое Промежуточные ме­таболиты цикла Кребса используются на синтез других соедине­
  ний. Например, из оксалоацетата, 2-оксоглутарата и сукцината образуются аминокислоты; из оксалоацетата — глюкоза и другие углеводы; сукцинил-КоА используется на синтез гема;регуляторное. Метаболиты — цитрат и АТФ являются регу­
  ляторами других процессов. Они активируют синтез жирных кис­лот и ингибируют гликолиз.
  

Вопрос 11

Дыхательная цепь-это цепь сопряженных окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых водород, отщепленный от субстратов, переносится на кислород с образованием воды и выделением энергии. Назначе­ние дыхательной цепи — генерирование энергии.Компоненты дыхательной цепи называются дыхательными переносчиками. Большинство из них (кроме убихинона) являют­ся сложными белками. Характеристика дыхательных переносчиков: НАДН-дегидрогеназа (НАДН-Др) (в схеме — ФП) — это фла-винзависимый фермент, небелковой частью которого является ФМН и железо-серные центры. НАДН-ДГ встроена во внутрен­нюю мембрану митохондрий. Она осуществляет перенос водоро­да с НАДН вначале на ФМН с образованием ФМНН₂, затем пере­носит водород с ФМНН₂ на железо-серные центры и только по­том на KoQ, при этом последний восстанавливается до KoQH₂. KoQ (убихинон) — это небелковый переносчик, раствори­мый в липидах. Восстановленная форма убихинона (KoQH₂) на­зывается убихинол. Убихинон может перемещаться в липидной фазе внутренней мембраны митохондрий, представляя, таким образом, лабильный субстрат для ферментов встроенных в мем­брану. Цитохромы (b, c_v с, а, a^ — это сложные белки, небелковой частью которых является гем, содержащий Fe³⁺. Принимая элек­трон, железо трехвалентное переходит в железо двухвалентное, отдавая электрон — переходит опять в трехвалентное. Комплекс цитохромов Ь-с₁является ферментом (KoQH₂ -де-гидрогеназой). Он переносит электроны с KoQH₂ на цитохром с, при этом железо цитохрома восстанавливается до двухвалент­ного. Протоны атомов водорода выбрасываются в межмембран­ное пространство. Комплекс цитохромов а-а₃является оксидазой. Он перено­сит электроны с цитохрома с на кислород, превращая последний в ион (О²"). Таким образом, окисление 1 молекулы НАДН приводит к син­тезу 3 молекул АТФ, окисление 1 молекулы ФАДН₂ — к образова­нию 2 молекул АТФ. Назначение дых цепи генерирование энергии. Перенос электронов по дыхательной цепи происходит по гра­диенту окислительно-восстановительного потенциала (Е_о). Окис­лительно-восстановительный потенциал характеризует способ­ность сопряженной окислительно-восстановительной пары обра­тимо отдавать электроны. Чем более отрицательна величина Ео, тем выше способность данной пары отдавать электроны, чем более положительна — тем выше способность принимать элект­роны. Величина Ео у пары НАДН/НАД⁺ -0,32в, Е_о у пары Н₂О/О²" +0,82в, при этом разность между этими величинами составляет 0,82-(-0,32)=1,14в. Этому соответствует разность свободной энер--гии — 220 кдж на пару переносимых электронов. Этого количе­ства энергии достаточно для синтеза 4 молекул АТФ. Однако в дыхательной цепи синтезируется только 3 АТФ. Синтез АТФ про­исходит в тех участках дыхательной цепи, где наибольший пере­пад окислительно-восстановительного потенциала. В этих участках энергии выделяется столько, что ее достаточно для проведе­ния реакции фосфорилирования АДФ.
Вопрос 12

Механизм окислительного фосфорилирования Компоненты электрон-транспортной цепи находятся во внутренней мембране. Они расположены так, что, передавая электроны по цепи, одновременно выталкивают протоны водорода на наружную сторону мембраны в межмемб­ранное пространство. В результате, на наружной стороне мемб­раны создается избыток протонов водорода, а с внутренней стороны — недостаток (отрицательный за­ряд). Это проявляется в возникновении мембранного электрохи­мического потенциала, который складывается из разности зарядов на мембране и разности рН (снаружи более кислое, внутри — более щелочное). Протоны водорода могут возвращаться в матрикс по протонным каналам, с которыми связана специфи­ческая Н⁺-АТФаза (АТФ-синтетаза). Обратный ток протонов по каналам в матрикс активирует этот фермент, и он катализирует синтез АТФ из АДФ и Н₃РО₄. Таким образом, энергия мембран- ного поценциала преобразуется в энергию макроэргической связи АТФ. АТФ с помощью фермента транслоказы переносится из ми­тохондрий в цитозоль, где и используется. Сопряжение в дыхательной цепи — это такое состояние, ког­да окисление (перенос электронов) сопровождается фосфори-лированием, то есть синтезом АТФ. Разобщение — это такое состояние дыхательной цепи, когда окисление идет, а фосфорилирование не происходит, то есть пункты фосфорилирования выключены полностью или частично. В этом случае вся или какая-то часть образующейся энергии выделяется в виде тепла. Сопряженность дыхательной цепи можно оценить по коэффициенту Р/С Коэффициент Р/О равен числу молей АТФ, образующихся из АДФ и Н₃РО₄, на 1 грамм-атом по­глощенного кислорода. Разобщение в дыхательной цепи могут вызывать липофиль-ные вещества, которые способны переносить протоны водорода с внешней стороны внутренней мембраны митохондрий на внут­реннюю, минуя АТФ-синтетазу. В результате вся энергия мемб­ранного потенциала будет рассеиваться в виде тепла. Разобщение вызывают: 2,4-ДНФ (динитрофенол), многие яды промышленных производств, бактериальные токсины, набухание митохондрий, жирные кислоты, ионофоры (вещества, перенося­щие ионы через мембрану). Разобщители повышают скорость переноса электронов по дыхательной цепи и выводят ее из под контроля АТФ. Регуляция дыхательной цепи: 1 АДФ стимулирует работу дыхательной цепи. Это явление называется дыхательным контролем. 2.АТФ тормозит работу дыхательной цепи и потребление кислорода.3.Адреналин и глюкагон активируют работу дыхательной цепи. Блокаторы дыхательной цепи1. Ротенон блокирует дыхательную цепь на участке НАДН — KoQ. 2.Амитал, антимицин — на участке между цитохромами bис_г 3.Цианиды и окись углерода блокируют цитохромоксидазу, при этом вся дыхательная цепь не работает.

Вопрос13

Субстратное фосфорилирование образ-е энергии в виде АТФ за счет разрыва макроэргической связи. Отличия разные источники энергии, для окислительного необходимы движение электронов в дых цепи, для субстратного необ-ма энергия макроэргической связи. АТФ исп-ся 1. мех-ая работа(сокр мышц, дв-е сперматозоидов, лейкоцитов); 2 осматич-я работа или активный транспорт,т.е. движение против градиента концентрации ; 3. хим работа, энергия АТФ исп-ся в биосинтет-х процессах и на активацию Субстрата; 4 электрическая (генерация биотопов); 5. при передачи гормонального сигнала (для работы аденилатциклазы и протеинкиназы). АТФ-АДФ – основной мех-м обмена энергии в биологических системах. Использование АТФ как источника энергии возможно только при условии непрерывного синтеза АТФ из АДФ за счет энергии орг соединений. Нефосфорилирующее (свободное) окисление-окисление без образования АТФ. Ферменты свободного окисления: оксидазы, оксигеназы, не­которые дегидрогеназы. Значение свободного окисления:1терморегуляция;2 образование биологически важных соединений (катехоламинов, люкокортикостероидов, коллагена, активация ви­тамина Д и т.д);3.обезвреживание ксенобиотиков (ядов, токсинов, ле­карств, веществ бытовой химии).Тканевые и возрастные особенности окислительных процессов. Анаэробные ткани могут получать энергию без кислорода. Такими тканями являются: скелетные мышцы, эритроциты, пери­ферические нервы, мозговое вещество почек, кость, хрящ, со­единительная ткань. Аэробные ткани получают энергию с использованием кисло­рода и полностью зависят от кровотока. К таким тканям относят­ся: головной мозг, сетчатка глаза, сердце, кора почек, печень, слизистая тонкого кишечника.Потребление кислорода, а значит, и интенсивность окисли­тельных процессов с возрастом падают.
Вопрос 14

Углеводы-это оксопроизводные многоатомных спиртов и продукты их конденсации. В организме человека выполняют важ­ные функции:1.обеспечивают значительную часть энергетических потреб­ностей (около 57% суточного калоригенеза);2.являются составными частями более сложных соедине­ний;3.из них могут синтезироваться соединения других классов,в частности, липиды и заменимые аминокислоты;4.выполняют структурообразовательную функцию, то есть входят в состав клеточных и межклеточных структур;5. выполняют специфические функции. Переваривание: Нач-ся в ротовой полости. На углеводы действует альфа амилаза слюны. В ротовой полости соединяется фермент мальтаза. В желудке рН 1,5-2, а амилаза слюны 7,4, расщепляет углеводы внутри пищевого комка. Т.о. углеводы в ЖКТ расщ-ся до моносахаридов глюкоза, фруктоза и галактоза которые всас-ся путем активного транспорта или диффузно и попадают в кровь а затем в печень. Кишечные ферменты: Лактаза рас-ет лактозу до галактозы и глюкозы. Мальтаза – мальтозу и 2 мол-лы глюкозы. Сахараза – сахарозу до глюкозы и фруктозы и.т.д Нарушение переваривания: патология 2 типа: 1 дефекты ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике. 2. нарушение всасывания продуктов переваривания углеводов в клетке слизистой оболочке кишечника, из-за дефекта белков переносчиков глюкозы. Унификация: Роль печени в обмене углеводов. Печень в обмене углеводов выполняет важные функции:1Унификация моносахаридов сведение всех мономеров к одному. Фруктоза и галактоза переходит глюкозу. Превращение галактозы и фруктозы в глюкозу или метаболиты ее обмена. 2.Гликогенная функция. При избытке глюкозы в крови в пе­чени происходит синтез гликогена, при ее снижении в крови гли­коген печени расщепляется до глюкозы и, таким образом, ее кон­центрация в крови восстанавливается до нормального уровня. 3.Синтез углеводов из метаболитов неуглеводного характе­ра (глюконеогенез). 4.Синтез гликопротеинов крови.Образование глюкуроновой кислоты, которая участвует в обезвреживании экзогенных и эндогенных токсинов (например, билирубина), а также в инактивации гормонов.

Вопрос 15

Синтез гликогена происходит с участием нескольких фер­ментов: гексокиназы, фосфоглюкомутазы (переводит глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1 -фосфат), уридилтрансферазы (образует УДФ-глюкозу), гликогенсинтетазы (переносит глюкозу с УДФ-глюкозы на имеющуюся молекулу гликогена и присоединяет ее 1,4-глико-зидной связью). Таким образом, чтобы удлинить молекулу глико­гена на одно звено глюкозы необходимо затратить 2 макроэрга (АТФ и УТФ). Ветвление гликогена происходит под влиянием вет-вящего фермента. Распад гликогена происходит двумя путями: Гидролитический путь идет в лизосомах клеток под дей­ствием у-амилазы при участии воды без образования промежу­точных продуктов.Фосфоролитический путь (фосфоролиз) идет в цитоплаз­ме под действием фосфорной кислоты с образованием проме­жуточных продуктов, катализируется несколькими ферментами.Оба способа расщепления гликогена приводят к образова­нию глюкозы. В мышцах фосфоролиз заканчивается на глюкозо-6-фосфате, так как в них нет глюкозо-6-фосфатазы. Таким обра­зом, только печень является источником глюкозы для крови.Ключевыми ферментами синтеза гликогена являются: гексо­киназа и гликогенсинтетаза, распада гликогена — фосфорилаза и глюкозо-6-фосфатаза. Синтез гликогена усиливается инсули­ном, распад стимулируется катехоламинами, глюкагоном, глюко-кортикостероидами, цАМФ и Са²⁺. Печень запасает глюкозу в виде гликогена для поддержания постоянной концентрации глюкозы в крови. Ф-ия мышечного гликогена заключ-ся в освобождении глюкозо 6 фосфата, потребляемого в самой мышце для окисления и использования энергии. Гликогенозы. В этом случае нарушен распад гликогена. Гли­коген накапливается в клетках в больших количествах, что может привести к их разрушению. Клинические симптомы: увеличение размеров печени, мышечная слабость, гипогликемия натощак. Известно несколько типов гликогенозов. Они могут быть вызва­ны недостаточностью глюкозо-6-фосфатазы, фосфорилазы или у-амилазы.Агликогенозы вызываются недостаточностью ферментов, уча­ствующих в синтезе гликогена. В результате нарушается синтез гликогена и снижается его содержание в клетках. Симптомы: рез­кая гипогликемия натощак, особенно после ночного перерыва в кормлении. Гипогликемия приводит к отставанию в умственном развитии. Больные погибают в детском возрасте.
Вопрос16. Гликолиз — это расщепление глюкозы до молочной кислоты в анаэробных условиях. Гликолиз состоит из двух стадий: подготовительной и глав­ной. В подготовительной стадии глюкоза расщепляется с образо­ванием диоксиацетонфосфата (ДОАФ) и 3-фосфоглицеринового альдегида, при этом расходуются 2 молекулы АТФ; В главной стадии фосфотриозы превращаются в лактат (мо­лочную кислоту), при этом образуются 4 молекулы АТФ. Синтез АТФ в гликолизе происходит путем субстратного фосфорилиро-вания. Таким образом, анаэробное окисление глюкозы приводит к образованию 2 молекул лактата и 2 молекул АТФ. Ключевыми ферментами гликолиза являются: гексокиназа (начальный фермент), фосфофруктокиназа (лимитирующий фер­мент), пируваткиназа. АТФ и цитрат ингибируют фосфофрукто-киназу, АДФ — активирует. Преимущества гликолиза:быстрый процесс; анаэробный, универсальный процесс. Недостатки гликолиза: малоэффективный процесс; —продуктом гликолиза является лактат, накопление кото­рого в клетках и в крови вызывает метаболический аци­доз. Тормозит тканевое дыхание (эффект пастера). Гликогенолиз — это анаэробное окисление гликогена с об­разованием молочной кислоты. Окисление каждой отщепленной от гликогена молекулы глюкозы приводит к образованию 3 моле­кул АТФ. Ключевыми ферментами гликогенолиза являются: фос-форилаза, фосфофруктокиназа и пируваткиназа. Гликогенолиз усиливается катехоламинами, глюкагоном, цАМФ, Са²⁺. Молочная кислота в печени превращается в пируват (способ утилизации лактата).
Вопр 17.

Аэробный гликолиз – процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты в присутствии кислорода. 2 этапа: подготовительный (глюкоза фосфорилируется и расщ-ся на 2 молекулы фосфотриоз (-2 АТФ) )и сопряженный с синтезом АТФ (фосфотриозы превращаются в пируват (+10 АТФ)). Клетки мозга расходуют до 100г глюклзы в сутки, окисляя ее аэробным путем, поэтому недостаточное снабжение мозга глюкозой или гипоксия проявляются симптомами, свидетельств-ми о нарушении ф-ии мозга. Аэробный гликолиз способствует метаболизму клеток опухолей.
Вопр 18

Глюконеогенез — это синтез глюкозы из неуглеводных пред­шественников (лактата, пирувата, оксалоацетата, глицерина, ами­нокислот). На образование 1 молекулы глюкозы расходуется 6 макроэр­гов (4 АТФ и 2 ГТФ). ГНГ локализован в цитоплазме гепатоцитов печени, в клетках коры почек и тонкого кишечника. Около 90% лактата, используемого в глюконеогенезе, поступает в печень, 10% — в почки и тонкий кишечник. Значение глюконеогенеза1.Является важным источником глюкозы в организме;2.Удаляет большую часть лактата из клеток и тканей, рабо­тающих в анаэробных условиях, что предохраняет их от метабо­лического ацидоза. ГНГ особенно важен после интенсивной мы­шечной работы, когда накапливается лактат. 20-30% лактата мо­жет окисляться до СО₂ и Н₂О в самой мышце, 70-80% использу­ется в ГНГ на образование глюкозы. Так как в мышце нет ГНГ, лактат из нее поступает в кровь, затем в печень, где превраща­ется в глюкозу, которая кровью разносится всем органам и тка­ням, в том числе и мышцам. Таким образом, между печенью и мыщцей существует взаимосвязь, так называемый цикл Кори (глю-козо-лактатный цикл).Регуляция глюконеогенеза Ключевыми ферментами ГНГ являются: пируваткарбоксила-за, ФЕПКК, фруктозо-1,6-дифосфатаза, глюкозо-6-фосфатаза.ГНГ усиливают: глюкагон, катехоламины, глюкокортикосте-роиды, ацетил-КоА, АТФ, цАМФ, Са²⁺. Тормозят глюконеогенез: инсулин, АДФ, этанол. Источники глюкозо-6-фосфата: 1) во всех клетках образует­ся из глюкозы в ходе гексокиназной реакции; 2) в печени и мыш­цах образуется в ходе фосфоролиза из гликогена; 3) в печени, мышцах, тонком кишечнике — в результате ГНГ; 4) в печени — в результате унификации моносахаридов. Пути использования глюкозо-6-фосфата: 1) синтез гликоге­на; 2) окисление до лактата в анаэробных условиях и до СО₂ и Н₂0 в аэробных; 3) окисление в пентозофосфатном пути; ^пре­вращение в глюкозу (в печени, тонком кишечнике и коре почек). Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори) утилизация лактата, предотвр накопление лактата(лактоацидоз). Глюкозо-аланиновый цикл глюкоза в мышцах→пируват в мышцах→аланин в мыш→аланин в печени→глюкоза в печени→глюкоза в мыш. Решает проблемы транспорта аминного азота из мышц в печень и предотвращает лактоацидоз.

Вопр. 19

Пентозофосфатный путь (ПФП) Это прямое окисление глюкозо-6-фосфата. Состоит из двух частей: окислительной (необратимой) и неокислительной (обра­тимой). В ходе окислительной части-ПФП при участии глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы глюко-зо-6-фосфат окисляется с образованием рибозо-5-фосфата, СО₂, 2 молекул НАДФН. В неокислительной части ПФП из каждых трех молекул рибозо-5-фосфата образуются 1 молекула фосфоглице-ринового альдегида и 2 молекулы фруктозо-6-фосфата. Дальней­шая судьба этих метаболитов известна: они могут либо окис­ляться в гликолизе и, в зависимости от условий, превращаться в лактат или пируват, либо использоваться в ГНГ на образование глюкозы. Если метаболиты окислительной части ПФП будут ис­пользоваться в ГНГ, тогда будет иметь место замыкание процес­са, то есть ПФП примет вид цикла. Для протекания неокисли­тельной части ПФП необходим витамин В_г Значение ПФП: 1) энергетическое — образующиеся метабо­литы окислительной части могут использоваться в гликолизе; 2) синтетическое — связано с использованием рибозо-5-фосфата и НАДФН. Рибозо-5-фосфат используется на синтез нуклеотидов, которые необходимы для образования коферментов, макроэр­гов, нуклеиновых кислот. НАДФН необходим для восстановитель­ных биосинтезов (для работы редуктаз в синтезе холестерина и жирных кислот; в образовании дезоксирибозы из рибозы; для восстановления глутатиона, в бразовании глутамата из 2-оксог-лутарата); для работы гидроксилаз, участвующих в синтезе кате-холаминов, серотонина, стероидных гормонов, желчных кислот, активной формы витамина Д, синтезе коллагена, обезврежива­нии ксенобиотиков; используется в трансгидрогеназной реакции.ПФП локализован в цитозоле клеток. Он особенно активен в тканях эмбриона и плода, лимфоидной и миелоидной тканях, сли­зистой тонкого кишечника, жировой ткани, эндокринных железах (надпочечники, половые), молочных железах (в период лактации), печени, эритроцитах, пульпе зуба, зачатках эмали зуба, при ги­пертрофии органов. ПФП мало активен в нервной, мышечной и соединительной тканях. ПФП способствует прозрачности хрус­талика глаза; предупреждает гемолиз эритроцитов; входит в си­стему защиты от свободных радикалов и активных форм кисло­рода. Регуляция ПФП: ключевыми ферментами являются — глюко-зо-6-фосфатдегидрогеназа, 6-фосфоглюконатдегидрогеназа, транскетолаза. Активность ПФП увеличивается при повышении отношения НАДФ⁺/ НАДФН, а также под влиянием инсулина и йодтиронинов. ПФП ингибируют глюкокортикостероиды.

Вопр 20

Концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоян­ном уровне 3,3 — 5,5 ммоль/л. Он обеспечивается двумя проти­воположно направленными процессами: 1. поставляющими глю­козу в кровь (переваривание углеводов в ЖКТ, ГНГ, распад гли­когена печени) и 2. использующими глюкозу в тканях (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира). При очень высокой кон­центрации глюкозы в крови (> 9 — 10 ммоль/л), она может быть снижена за счет выведения ее с мочой. Такое явление называют глюкозурией. В норме концентрация глюкозы в моче составляет 0,2 — 1,2 ммоль/л.Регуляция глюкозы крови гормонами. Гормоны, повышающие концентрацию глюкозы в крови, на­зываются гипергликемическими, к ним относятся: глюкагон, ка-техоламины, глюкокортикостероиды и соматотропин (соматотроп-ный гормон). Гормоны, снижающие концентрацию глюкозы в кро­ви, называются гипогликемическими. Гипогликемическим гормо­ном является инсулин. Гипергликемические гормоны повышают глюкозу крови за счет усиления распада гликогена печени и сти­муляции ГНГ. Инсулин снижает глюкозу крови благодаря: 1) уве­личению проницаемости клеточных мембран для глюкозы; 2) ин-гибированию процессов, поставляющих глюкозу (ГНГ, распад гли­когена печени); 3) усилению процессов, использующих глюкозу (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира). Гипергликемия — это повышение концентрации глюкозы в крови. Причины гипергликемииА) алиментарная (пищевая); 2) сахарный диабет (возникает при недостатке инсулина); 3) пато­логия ЦНС (менингит, энцефалит); 4) стресс; 5) избыток гиперг-ликемических гормонов; 6) повреждение островков поджелудоч­ной железы (панкреатит, кровоизлияния). Невысокая и кратковременная гипергликемия не опасна. Длительная гипергликемия приводит к истощению запасов инсулина (что является одной из причин сахарного диабета), потере воды тканями, поступлению ее в кровь, увеличению кровяного давления, увеличению диуре­за. Гипергликемия в 50-60 ммоль/л может привести к гиперос-молярной коме. Гипогликемия — это снижение концентрации глюкозы в крови. Причины гипогликемии: 1) пищевая; 2) усиленное использо­вание глюкозы (при тяжелой мышечной работе); 3) патология ЖКТ (воспалительные процессы); 4) патология печени; 5) патология ЦНС; 6) недостаток гипергликемических гормонов; 7) избыток инсулина (опухоль поджелудочной железы, передозировка инсу­лина). Гипогликемия очень опасна, так как приводит к гипогли-кемической коме.