БХ ЭКЗАМЕН. 1. Химический состав и природа белков
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Итак три липазы. Наименьшую активностью из этих липаз имеет первый фермент. Поэтому активностью именного этого фермента определяется скорость гидролиза триглицерида в целом. Данный фермент является регуляторным ферментом. Активность этого фермента изменяется под влиянием ряда гормонов, таких как норадреналин, адреналин, глюкагон. Фосфорилированная триглицероллипаза активна, дефосфорилированная -неактивна. 49. Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Механизм аккумуляции энергии выделяющейся в ходе функционирования цепи дыхательных ферментов в митохондриях окончательно не выяснен. Экспериментальным путем установлено, что при переносе пары электронов с восстановленного НАД на атом кислорода синтезируется максимум 3 молекулы АТФ. Принят во внимания, что при образовании 1 моля пирофосфатных связей АТФ 7 и 3 ккал энергии. Мы можем рассчитать, что из 52,6 ккал выделявшей свободной энергии в макроэргических связях аккумулируется только 22 ккал т.е. около 40%. Опытным путем доказано, что окисление дыхательной цепи 1 моля восстановленного НАД или 1 моля коэнзима Q сопровождается синтезом 2 молей АТФ, а окисления восстановленного цитохрома С образованием 1 моля АТФ. Эти соотношения логически объяснимы- больше выделяется энергии и соответственно меньше синтезируется АТФ. Мерой эффективности процесса окислительного фосфорилирование в цепи дыхательных ферментов служит коэффициент Р/О. Что он обозначает? Это количество атомов фосфора включенных из неорганического фосфата в состав АТФ в расчете на 1 связанный атом кислорода пошедшего на образования воды в ходе работы дыхательной цепи. При окисление восстановленного НАД коэффициент Р/О = 3, при окисление восстановленного ФАД коэффициент Р/О = 2, при окисление восстановленного цитохрома С коэффициент Р/О = 1. Существует несколько гипотез самого механизма аккумуляции энергии, выделяющейся при движение электронов по цепи дыхательных ферментов. Это химическая конформационная и химио осмотическая гипотезы. Наиболее обоснованной является химио осмотическая теория предложенная Митчелом. Суть химио осмотической гипотезы в следующем: свободная энергия выделяющаяся при движение электронов по цепи дыхательных ферментов используется для выброса протонов(Н+) из внутреннего пространства (матрикса митохондрии) через внутреннюю мембрану в межмембранное пространство. В результате в межмембранном пространстве накапливаются протоны, а в матриксе митохондрий накапливаются гидроксилы (ОН-). Встает вопрос, а как происходит выброс протонов? Перемещения протонов из внутреннего пространства митохондрий в межмембранное пространства осуществляется за счет векторного или анизотропного расположения в мембране митохондрий ферментных комплексов. На уровне каждого из трех комплексов при прохождении через него пары электронов из внутреннего пространства митохондрий в межмембранное пространство выбрасывается 2 протона. Сама внутренняя мембрана не проницаема для протонов. В результате откачки протонов из матрикса межмембранного пространства создается разность электрохимических потенциалов относительно внутренних мембран митохондрий. Н- разность электрохимических потенциалов. Разность электрохимических потенциалов складывается из градиента концентрации протонов и разности электрического заряда относительно внутренней мембраны. Н = Z (рН + ) Это мембрана. Анизатропно расположены три главных дыхательных комплекса, перемещения пары электронов на уровне каждого комплекса сопровождается выбросом двух протонов. Избыток протонов на наружной поверхности внутренней мембраны и избыток гидроксила на внутренней поверхности внутренней мембраны. Положительный заряд на наружной поверхности внутренней мембраны, а отрицательный заряд на на внутренней поверхности внутренней мембраны. Система имеющая в своей структуре градиент электрохимического потенциала является система, имеющая запас химической энергии. Эта химическая энергия используется в дальнейшем для синтеза АТФ. Трансформация энергии электрохимического градиента в энергию макроэргических связей АТФ обеспечивается работой над молекулярного белкового комплекса являющегося структурным компонентом внутренней митохондриальной мембраны. Этот комплекс состоит из двух белков: белок F0 и белок F1. Белок F0 образует тиммоль т.е. пронизывает внутреннюю мембрану, через этот тим моль протоны могут двигаться по градиенту концентрации из межмембранного пространства в матрикс митохондрий. Белок F1 прикрепляется к белку F0 с внутренней стороны мембраны и представляет собой фермент аденозинфосфотазу. Этот фермент катализирует обратную реакцию т.е. использую свободную энергию выделяющаяся при движении протонов по градиенту электрохимического потенциала для синтеза АТФ и ГДФ и неорганического фосфата. Сам механизм синтеза АТФ не известен, считают, что протоны направляются в активный центр АТФ синтетазы, где они открывают атом кислорода от остатка неорганического фосфата. Затем этот активированный остаток неорганического фосфата взаимодействует кольцевым остатком фосфорной кислоты АДФ с формированием макроэргических пирофосфатной связи АТФ. Чтобы было подытожим. По Митчелу аккумуляция свободной энергия, выделяющаяся в ходе работы цепи дыхательных ферментов, состоит из двух этапов: 1. На первом этапе свободная энергия, выделяющаяся при движении электронов по дыхательной цепи, трансформируется в энергию электрохимического градиента. 2. На втором этапе энергия электрохимического градиента, трансформируется в энергию макроэргических связей АТФ. 71. Эндогенный синтез высжих жирках кислот. В органах и тканях человека синтезируются почти все необходимые жирные кислоты за исключением полиеновых (вжк). Исходным соединением Для синтеза (вжк) является ацетилКоА, который в клетках может образовываться из различных соединений Преимущественно используется ацетилКоА, образующийся при окислении моносахаридов. Одновременно используется ацетилКоА, который образуется при распаде углеродных скелетов аминокислот. Синтез (вжк) может протекать в клетках, однако основная масса соединений этого класса синтезируется в печени и жировой ткани. Важнейшим субстратом, продукты метаболизма которого используются для синтеза липидов, является глюкоза. Наибольшей интенсивностью этот синтез идет в период всасывания глюкозы в желудочно-кишечном тракте, когда концентрация глюкозы в крови повышена, т.e. если мы съели много сладкого и еще легли на правый бочок, то жирных кислот и триглицеридов естественно добавляется. АцетилКоА используемый при липогенезе образуется в основном в матриксе митохондрий. Синтез высших жирных кислот идет в цитозоле.Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ацетилКоА поэтому существует система (челночная) транспорта ацетильных остатков из матрикса митозхондрий в цитозоль. Синтез пальметиновой кислоты. Синтез (вжк) идет путем последовательного присоединения и строящейся молекуле жирной кислоты 2-х углеродных остатков. Однако в самом процессе сборки используется лишь I молекула ацетилКоА. Источником остальных 2-х углеродных фрагментов выступает 3-х углеродный малонилКоА. МалонилКоА в свою очередь синтезируется путем энергозависимого карбоксилирования ацетилКоА. Катализирует эту реакцию биотин зависимая карбоксилаза (ацетилКоАкарбоксилаза) Промежуточные продукты синтеза в цитозоле в свободном виде не появляются, а конечным продуктом синтеза является пальмитиновая кислота, в связи с чем ферментная система обеспечивающая этот синтез получила название -пальмитоилсинтетазы. (ПС). В клетках микроорганизмов эта система состоит из 6 ферментов и одного дополнительного белка, выполняющего роль акцептора, т.е. в клетках микроорганизмов пальмитоилситетаза представляет собой типичный метаболон. Пальмитоилсинтетаза клеток животных и человека представляет собой белок состоящий из 2-х полипептидных цепей, а-цепь и B-цепь. Обе полипептидные цепи имеют доменную структуру, причем на каждом га доменов имеется свой функциональный центр, который способен катализировать ту или иную промежуточную реакцию синтеза (вжк), кроме того один из доменов имеет центр связывания синтезируемой жирной кислоты. В целом мы имеем дело с типичным полифункциональным ферментом. Каждый из обозначенными цифрами доменов, катализирует за счет наличия здесь активного центра определенную реакцию, выполняя ту или иную функцию 1-й домен - катализ кетоацилсинтетазной реакции. 2-Й домен - катализ трансацилазной реакции. 3-й - катализ еноилредуктазной реакции. . 4-домен - катализ дегидротазной реакции. 5-й домен - катализ кетоацияредуктазной реакции. 6-й домен - связывание синтезируемой жирной кислоты. 7-й домен- катализ отщепления пальмитиновой кислоты от пальмитоилсинтетаза. 54. ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНЫ (МУКОПОЛИСАХАРИДЫ) Гликозаминогликаны соединительной ткани — это линейные неразветвленные полимеры, построенные из повторяющихся дисахаридных единиц. В организме гли-козаминогликаны не встречаются в свободном состоянии, т. е. в виде «чистых» углеводов. Они всегда связаны с большим или меньшим количеством белка. В их состав обязательно входят остатки мономера либо глюкозамина, либо галактоза-мина. Второй главный мономер дисахаридных единиц также представлен двумя разновидностями: D-глюкуроновой или L-идуроновой кислотой. В настоящее время четко расшифрована структура шести основных классов гликозаминогликанов (табл. 20.2). Гиалуроновая кислота впервые была обнаружена в стекловидном теле глаза. Из всех гликозаминогликанов гиалуроновая кислота имеет наибольшую молекулярную массу (105—107 Да). Доля связанного с гиалуроновой кислотой белка в молекуле (частице) протеогликана составляет не более 1—2% от его общей массы. Считают, что основная функция гиалуроновой кислоты в соединительной ткани — связывание воды. В результате такого связывания межклеточное вещество приобретает характер желеобразного матрикса, способного «поддерживать» клетки. Важна также роль гиалуроновой кислоты в регуляции проницаемости тканей. Ниже приведена структура повторяющейся дисахаридной единицы в молекуле гиалуроновой кислоты: Хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат построены по одному плану. Отличие между ними заключается в локализации сульфатной группы. Несмотря на минимальные различия в химической структуре, физико-химцческие свойства хондроитин-4-сульфата и хондроитин-6-сульфата существенно отличные; последние различаются также распределением среди разных видов соединительной ткани. Гепарин известен прежде всего как антикоагулянт. Однако его следует относить к гликозаминогликанам, так как он синтезируется тучными клетками, которые являются разновидностью клеточных элементов соединительной ткани. Он может входить в состав протеогликанов; с гликозаминогликанами его объединяет и химическая структура. Гепаринсульфат в отличие от гепарина в дисахаридных единицах чаще содержит N-ацетильные группы, чем N-сульфатные. Кроме того, степень О-сульфати-рования гепаринсульфата ниже, чем гепарина. 113. Белок общий в плазме. Белок общий в плазме - 65 - 85гр/л Подразделяются на: альбумины 40-50гр/л глобулины 20-30гр/л Фибриноген 2-4гр/л анальбуминемия - отсутствие альбуминов в плазме крови. При этой патологии нарушается транспорт липидов, повышается уровень яолистерола, ЛП и фосфоглицеридов. Если концентрация альбуминов снижается ниже ЗОгр/л, то обычно развивается отеки. Причина изменения содержания. Повышение показателя имеет место при дегидратации, шоке, гемоконцентрации, внутривенном введении больших количеств концентрированных «растворов» альбумина. Снижение показателя имеет место при недоедании, симндроме малабсорбции, острой и хронической печеночной недостаточности, опухолях, лейкозах. Гамма-Глобулины. Причина изменения содержания. билиарном циррозе, гемохроматоэе, системной красной волчанке, плазмоклеточной миеломе, лимфопро лиферативных заболеваниях, саркоидозе, острых и хронических инфекциях, особенно при лимфогранулеме, обусловленной венерическим заболеванием, тифе, лейшманиозе, шистоматозе, малярии Снижение показателя имеет место при недостаточном питании, врожденной агаммаглобулинемии, лимфолейкозе. Фибриноген плазмы. Норма 2-6 г/л СИ (0,2-0,6 г* ) Повышение показателя имеет место при гломеру лонефрите, нефрозе (иногда), инфекциях Снижение показателя имеет место при диссеми-нированном внутрисосудистом свертывании крови (случаи беременности с отслойкой плаценты, эмболии околоплодными водами, стремительные роды), при менингококковом менингите, раке простаты с метастазами, лейкозах, при острой и хронической печеночной недостаточности, врож денной фибрино генопении Изменение белков при патологии. Гиперпротеинемии. Увеличенное содержание белков плазмы крови. Возникают при больших потерях воды вследствие ожогов, диарея у детей, рвота при непроходимости верхних отделов кишечника. Резкое увеличение у-глобулинов при миеломной болезни (интенсивно образуются миеломные белки). Содержание белка может достигать 150-160 гр/л, т.е. увеличиваться в 2 раза по сравнению с нормой. Гипопротеинемия. Снижения содержания общего белка в плазме крови. Развивается за счет снижения содержания альбуминов. Общий белок может снижаться до 3-4- гр/л. Причины. Голодание, тяжелое поражение печени, нефрозы, увеличение проницаемости стенок капилляров. Диспротеинемии. Нарушение % соотношения отдельных фракций. Часто оно характерно для тех или иных заболеваний. 81. Пути образования аммиака. В организме человека аммиак образуется, во-первых в результате дезаминирования аминокислот во-вторых в результате инактивации путем окисления биогенных аминов в-третьих в результате распада азотистых оснований некоторых нуклеотидов в-четвертых определенное количество аммиака постоянно образуется в кишечнике в качестве продукта жизнедеятельности микробной микрофлоры (при гниении белков в кишечнике). Ежесуточно в организме человека образуется от 15 до 17 грамм аммиака. Аммиак представляет собой высокотоксичное соединение. Его концентрация в крови составляет в среднем величину 0,1-0 Д мг/л. При повышении концентрации в крови выше 1 мг/л наблюдаются симптомы аммиачного отравления. Почему происходит отравление? Эш связано с блокировкой работы цикла КреОса. Дело в том, что аммиак идет на восстановительное аминироваиие а-кетоглютаровон кислоты и этот промежуточный продукт постоянно изымается из цикла Кребса. Симптомы аммиачного отравления. 1 Трема (дрожание) 2 Повышенная раздражительность 3 Нечленораздельная речь 4 Затуманивание зрения 5 В тяжелых случаях кома 6 Смерть . Основным органом где тгроисходит обезвреживание аммиака является несомненно печень. В ее гепатоцитах до 90% образовавшегося аммиака превращается в мочевину, которая с током крови поступает из печени в почки и затем выводиться с мочой. В норме в сутки с мочой выводиться 20-35 гр мочевины. Небольшая часть образующегося в организме аммиака (примерно 1гр в сутки) выводится почками с мочой в виде аммонийных солей. Аммиак образуется везде. Аммиак, образующийся в клетках различных органов и тканей в свободном состоянии не может переносится кровью к печени или к почкам в виду его высокой токсичности Он транспортируется в эти органы в связанной форме в виде нескольких соединений, но преимущественно в виде аминов дикарбоновых кислот, а именно глютамина и аспаргина. Наибольшую роль в системе безопасного транспорта аммиака играет глютамин. Он образуется в клетках периферических органов и тканей из аммиака и глутомата в энергозависимой реакции катализируемой . ферментом глутаминсинтетазой. В виде глутамина аммиак переносится в печень или в почки где расщепляется до аммиака и глутомата в реакции катализируемой глутаминазой. Требуется энергия АТФ. Концентрация глутомнна в крови га несколько порядков выше чем других аминокислот. Вторая реакция Ферменты мочевннообразованиа в полном объеме имеются то-ько в печени. Меньшее значение имеет аналогичная система безопасного транспорта с участием аспаргина. Фермент аспарагинсинтетаза. Энергозавнсямая реакция с участем АТФ (тратится 2 макроргических соединения АТФ и АДФ) Аммиак связывается в виде аспаргина. Доставляется в печень или в почки где с участием аспарокнназы происходит выделение свободного аммиака. Есть еще один путь безопасного транспорта. Аммиак из мышц в печень транспортируется с участием аданина, который образуется в мышечной ткани из аммиака к пнрувата. В гепатоцитах аланин в результате трансдезшинирования вновь расщепляется на аммиак и пнрувзг. Четвертый. Некоторую роль в транспорте аммиака играет глутаминовая кислота, которая образуется в клетках периферических тканей из аммиака и а-кетоглутаровой кислоты в ходе реакции восстановительного аминирования. Нарушение процессов обезвреживания аммиака. Приводит к его накоплению в крови. Развивается состояние - гипераммониемия. Токсичность аммиака объясняется его способностью связывать в клетках а-кетоглуторат за счет обратимости действия фермента глутоматдегидрогеназы. в митохондриях резко падает концентрация а-кетоглутората, что приводит к нарушению работы цикла Кребса и развитию тяжелейшего гипоэнергетического состояния вплоть до летального исхода. Гипераммонеикия может быть:Первичной. В этом случае ее развитие обуславливается врожденной недостаточностью одного из ферментов мочевинообразования. В крови может повышаться содержание или одного аммиака (данный эффект наблюдается пру врожденной недостаточности 2-х первых , ферментов участвующих в мочевинообразовании: карбомоилфосфатсинтетазы или орнитинкарбомоилтрансферазы) или же увеличиваться содержание аммиака вместе с повышением содержания одного из продуктов - неполного синтеза мочевины. Для облегчения состояния таких больных им необходимо уменьшать содержание белка в пищевом рационе. Вторичной. Встречается при тяжелых поражениях печенихотя необходимо отметить, что печень обладает большими резервными возможностями в обезвреживании аммиака. Сохранение всего 1/6 части неповрежденной печеночной ткани может полностью обеспечивать обезвреживание аммиака. |