Шпоры химия. 1. Метаболизм, способы образования атф в организме. Метаболизм

• Название: 1. Метаболизм, способы образования атф в организме. Метаболизм
• Анкор: Шпоры химия.rtf
• Дата: 20.04.2018
• Размер: 0.62 Mb.
• Имя файла: Шпоры химия.rtf
• Тип: Документы; #18273
• страница: 4 из 7

28. Обмен тиоаминокислот.

Обмен метионина – незаменимая а/к, 1) синтез белков, синтез цистеина, 2) является донором SH группы, 3) активная форма метионина – S адгенозилметионин, участвует в реакциях метилирования: синтез креатина, фосфатидилхолина, карнетина, адреналина, ДНК.

Метионин+АТФS-аденозилметионин (активная форма метионина, донор СН₃) S-аденозилгомоцистеин + Н₂О (аденозин) гомоцистеин + серин цистатионин + Н₂О под действием цистатиониназы (цистеин) + гомосерин сукцинилКоА ЦТК. Серин – источник углеродного скелета в синтезе цистеина. Цистатиониназа у новорожденных неактивна, по этому у них цистеин незаменимая а/к.

Обмен цистеина - заменимая а/к, 1)синтез белков. 2) участвует в формировании третичной структуры белков, формирует дисульфидные связи. 3) SH группа цистеина часто входит в состав активных центров ферментов. 4) из цистеина синтезируются тиоэтиламин, таурин, входят в состав глутатиона.


29. Обмен фенилаланина, тирозина и триптофана. Фенилкетонурия и алкаптонурия. Фенилаланин – незаменимая а/к, которая поступает с пищей, используется на синтез тканевых белков. Основной путь распада идет через тирозин, который в свою очередь распадается на фумарат и ацетоацетат 2АцКоА ЦТК.

Распад фенилаланина и тирозина до конечных продуктов. Фенилаланин в реакции гидроксилирования под действием гидроксилазы, кофактор ВН₄ – тетрагидробиотерин превращается в тирозин, из которого в дальнейшем образуется гомогентизиновая кислота, которая превращается в малеилацетоуксусную кислоту, а потом в фумарилацетоуксусную кислоту, которая распадается на фумаровую кислоту и ацетоуксусную кислоту.

Наследственное нарушение распада фенилаланина и тирозина: 1) ФКУ – фенилаланинкетонурия – 2 формы. А) классическая ФКУ. Б) ФКУ в результате дефицита кофактора ВН₄ (встречается в 2%). Причина классической ФКУ – врожденная недостаточность фермента фенилаланингидроксилазы в печени, нарушается основной путь распада фенилаланина через тирозин. У большинства наблюдается повышенное содержание в крови и моче фенилаланина и его метаболитов. Фенил ПВК – оказывает токсическое действие, тормозит транспорт через мембрану внутрь клеток, это нарушает синтез белков и нейромедиаторов нервной ткани, у детей наблюдается умственная отсталость. Характерный признак ФКУ – специфический запах плесени (мышиный) от мочи и пота ребенка.

Диагностика ФКУ: 1) экспресс метод определяет фенил ПВК в моче с FeCl₃, наблюдается образование продукта зеленого цвета (тест проводят на пеленке). 2) определение концентрации фенилаланина и его метаболитов в крови и моче. При заболевании фенилаланина в крови в 15 раз больше нормы. 3) тест на дефицит кофактора ВН₄. Лечение ФКУ: 1)диетотерапия – используют смеси со сниженным содержанием фенилаланина.

2) Алкаптонурия причина – врожденная недостаточность фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты, накопление этой кислоты в организме, она выводится с мочой, которая на воздухе темнеет, т.к. образуется полимер черного цвета – алкаптон. С возрастом гомогентизиновая кислота накапливается в соединительной ткани, наблюдается охроноз – потемнение ушных раковин, носа, щек и других мест.

У 50% больных наблюдается артрит, т.к. гомогентизиновая кислота тормозит синтез коллагена.

Синтез катехоламинов из тирозина– дофамин, норадреналин, адреналин – синтезируются в нейронах и в мозговом веществе надпочечников. НА и дофамин являются нейромедиаторами. АД – гормон стресса – увеличивает ЧСС, АД, участвует в активном гликогенолизе и липолизе (с образованием энергии). Синтез меланина происходит в меланоцитах из тирозина. Наследственное нарушение синтеза меланина: 1)альбинизм – нарушение в меланоцитах. Причина – недостаточность фермента тирозиназы – наблюдается выраженная депигментация кожи, волос, глаз (кожа розовая, радужка светло-голубая, цвет волос белый, предрасположенность к раку кожи). 1:39000 детей. Синтез тиреоидных гормонов происходит в щитовидной железе в составе тиреоглобулина – это гликопротеид, с молекулярной массой 660кДа – в своем составе имеет 115 остатков тирозина. 1 стадия синтеза – концентрирование и активация иодидов в щитовидной железе. 2 стадия синтеза - йодирование остатков тирозина в составе тиреоглобулина. 3 стадия – происходит освобождение Т₃ (трийодтирозин) и Т₄ (тироксин) из тиреоглобулина, которые активируют тиреоидный гормон, они поступают в кровь и с помощью тироксин связывающих глобулинов транспортируются в ткани.

Обмен триптофана – незаменимая а/к, используется на синтез белков. 2 пути обмена: 1) основной – кинуриновый. 2) серотониновый (1%).

Синтез НАД из триптофана важен, т.к. на этом пути используется витамин В₆, поэтому при недостатке этого витамина наблюдаются симптомы, сходные с пеллагрой.

Наследственные нарушения обмена триптофана: болезнь Хартнупа – недостаток белков-переносчиков триптофана в кишечной стенке. Избыток триптофана превращается в индикан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета – симптом голубых пеленок, признаки пеллагры. Биологическая роль серотонина: 1) является нейромедиатором. 2) активирует агрегацию и адгезию тромбоцитов. 3) стимулирует сужение сосудов, сокращение гладких мышц. 4) в эпифизе из серотонина образуется мелатонин, который участвует в регуляции сна.

30 и 31. Переваривание нуклеопротеидов в ЖКТ. Распад пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Подагра.

Нуклеопротеиды – это сложные белки, кот состоят из белковой части и нуклеиновых кислот. В зависимости от содержания нуклеиновых кислот различают ДНП и РНП. Нуклеопротеиды состоят из мононуклеотидов.

Мононуклеотиды выполняют в свободном виде следующие функции:

1) АТФ – универсальный источник энергии 2) УТФ – участвует в синтезе глицерофосфолипидов 3) АМФ – входит в состав НАД и ФАД 4) цАМФ – вторичный посредник в передаче вторичного сигнала.

Распад экзогенных нуклеопротеидов в ЖКТ. Особенности: 1) распад идет гидролитическим способом 2) нуклеотиды и азот. основания, кот получаются в ходе распада практически не используются для синтеза нуклеиновых кислот и кофакторов тканей.

Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания всасываются в vena porte и поступают в печень, где происходит их распад (в энтероцитах и гепатоцитах) до конечных продуктов.

Пуриновые азотистые основания окисляются до мочевой кислоты: 1) плохо растворима в Н₂О 2) рК_м/к= 5,75 при рН меньше 5,75 мочевая кислота в основном находится в протонированной форме, при рН больше 5,75 мочевая кислота образует соли с Na – ураты, кот в 17 раз лучше растворимы в воде, чем мочевая кислота.3) растворимость мочевой кислоты резко снижается при низкой температуре. Роль мочевой кислоты: 1) является конечным продуктом распада 2) проявляет свойства антиоксиданта 3) по структуре похожа на кофеин, поэтому оказывает влияние на функцию цнс. Судьба мочевой кислоты. М/К поступает в кровь, связывается с глобулинами плазмы и это значительно повышает ее растворимость. М/К в крови в норме 0,15-0,42 ммоль/л. из организма м/к в основном выводится с мочой 250-270 миллиграмм в сутки. Повышение концентрации м/к в крови называется гиперурикемия, кот бывает 2 видов: 1) продукционная – образуется в результате повышенного образования м/к 2) ретенционная – в результате снижения выведения с мочой В последствии развивается подагра, при кот наблюдается накопление уратов в тканях, наиболее чувствительны суставы, в кот накопление уратов вызывает воспалительную реакцию и сильные боли, наблюдается образование камней в мочевыводящих путях. Лечение подагры: 1) диета с исключением продуктов с высоким содержанием пуринов ( икра, печень, почки, мясо, красное вино) – болезнь аристократов 2) препарат аллопуринол – структурный аналог гипоксантина, действует как конкурентный ингибитор к , в результате образуется именьше м/к.

Особенности у новорожденных: на 2-3 день после рождения у детей наблюдается мочекислый инфаркт новорожденных – повышенное выведение м/к с мочой, кот приобретает ярко янтарно-коричневый цвет, связано это с повышенным распадом нуклеопротеидов - физиологическое состояние, кот проходит через 5-7 дней.

Распад пиримидиновых азотистых оснований.

Судьба бета-аланина: 1) трасаминирование и образуется альфа-аланин 2) путь полного окисления 3) идет на синтез карнозина и ансерина – это дипептиды, кот находятся в мышцах и увеличивают амплитуду сокращений в период утомления мышц. Бета-аминоизобутират окиляется до конечных продуктов или в небольшом количестве выводится с мочой, при лейкимии это количество увеличивается за счет повышенного распада клеток.
32. Биосинтез пуриновых нуклеотидов.

Источники пуринового кольца: С₄ С₅ С₇ – глицин N₃ N₉ – глу – NH₂ C₆ – CO₂ N₁ – fcgfhnfn C₂ C₈ – ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота.

Сначала образуется активная форма рибозы – фосфорибозилпирофосфат ФРПФ, к которому достраивается пуриновое кольцо, то есть синтез пуринового кольца идет в составе нуклеотида.

Рибозо-5-фосфат ингибируется по типу обратной связи конечными продуктами синтеза АМФ и ГМФ.

ГМФ + АТФ под действием фосфокиназы ГДФ ГТФ АДФ + TR-SH-SH (dАДФ) + TR-S-S + НАДФН TR-SH-SH
33. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов.

Источники пиримидинового кольца: аспартат, карбомоилфосфат.

Сначала синтезируется пиримидиновое кольцо, а потом достраивается рибоза и фосфорная кислота. При дефиците ферментов синтеза УМФ наблюдается оротатацидурия – повышенное выделение оротовой кислоты с мочой, у детей наблюдается умственная отсталость.

34. Распад хромопротеидов. Старые эритроциты поступают в селезенку, где перекисным окислением высвобождается гемоглобин, который попадает в плазму крови и там он встречается с белком гаптоглобином. Образуется гемоглобин-гаптоглобиновый комплекс, он поступает в ретикулоэндотелиальную систему, гаптоглобин отсоединяется и гемоглобин поступает в клетку. Превращения гемоглобина протекает: 1) в клетках РЕС – купферовские клетки печени. 2) в гепатоцитах печени. 3) в ЖКТ – кишечник. 1) Под действием гемоксигеназной дециклизующей системы происходит разрыв метиленовых мостиков гемоглобина между первым и вторым пирольными кольцами и молекула разворачивается превращаясь в вердоглобин. Происходит отсоединение белка глобина, который под действием катепсинов расщепляется на а/к. Также отсоединяется эндогенный СО – угарный газ, который обладает большим сродством к гемоглобину и образуется карбоксигемоглобин HbCO. Отсоединяется железо (идет в депо в форме ферритина), оставшийся линейный тетраферон – биливердин – 1 желчный пигмент, нетоксичен, хорошо растворим в воде, зеленого цвета, он восстанавливается при участии НАДФ-зависимой редуктазы он превращается в билирубин – красно-коричневый пигмент, токсичен, плохо растворим в воде. Из клеток РЕС билирубин поступает в кровь и взаимодействует с альбуминами, образуя альбумин-билирубиновый комплекс (непрямой). Если концентрация билирубина в крови очень высока, тогда он поступает в ткани и они приобретают желтое окрашивание. Ядерная желтуха – билирубин не полностью адсорбируется на альбуминах и поражает ядра ЦНС. Непрямой (не дает прямую реакцию с диазореактивом Эрлиха, сначала надо адсорбировать альбумины с помощью спиртов) несвязанный (химически несвязан) неконъюгированный (не конъюгированный с кислотой) билирубин. 2) Превращение билирубина в гепатоцитах: транспорт билирубина из плазмы крови в ЭПС гепатоцитов – билирубин конъюгирует с активной формой глюкуроновой кислоты под действием фермента УДФ-глюкоронилтрансферазы, образуется билирубиндиглюкоронид (БДГ) – прямой билирубин, происходит конъюгация, изменяются свойства и соединение становится нетоксичным, хорошо растворимым в воде. БДГ – 75% идет в ЖКТ, это энергозависимый процесс. До 25% из гепатоцитов поступает в кровь – прямой конъюгированный связанный билирубин, он сразу реагирует с деазореактивом Эрлиха. 3) БДГ поступает в ЖКТ, в кишечник и при участии глюкоронидаз отсоединяется глюкуроновая кислота от БДГ и образуется мезобилирубин, который восстанавливается под действием редуктаз в уробилиноген (мезобилиноген) – большая часть всасывается в вену портэ и поступает в печень, там он разрушается до моно и дипироллов (поступают в желчь; при патологии мезобилиноген не разрушается, он поступает в кровь и выводится с мочой, оказывает токсическое действие на органы и ткани ЦНС). Малая часть уробилиногена выводится с мочой и в отдельных порциях не обнаруживается. Мезобилиноген восстанавливается в стеркобилиноген – пигмент кала, небольшая часть всасывается через вены и выводится с мочой – цвет мочи соломенно-желтый, основная часть выводится через кишечник. У новорожденных стул зеленый – миконий – потому, что билирубин не восстанавливается микрофлорой кишечника (т.к. ее еще нет) и он окисляется в биливердин. Общее содержание билирубина определяется суммой прямого и непрямого билирубина. Общий билирубин 8,5-20,5 ммоль/литр. Прямой билирубин меньше 5 ммоль/литр. Непрямой билирубин расчетная величина – общий билирубин минус прямой билирубин. У новорожденных общий билирубин 20,5-200 ммоль/литр.

35. Синтез гемоглобина. Обмен железа.

Нb является хромопротеидом и относится к подгруппе неэнзимных (неферментных) хромопротеидов. Гемоглобин состоит из белковой части – глобин и небелковой части – гем. Нb состоит из 4 субъединиц, каждая из них состоит из гема, который соединен с глобином (состоит из 2х альфа и 2х бета цепей). Глобин синтезируется из а/к на рибосомах. Связь гема и глобина. Железо имеет валентность +2, имеет 6 координационных связей, 2 из них идут к атомам азота пиррольных колец, 5ая к азоту имидозольного кольца гистидина. 6ая соединяется с кислородом и образуется оксигемоглобин, который отдает кислород и образуется связь с имидозольным кольцом гистидина. Часть а/к вблизи окружения гема называются инвариантными - они не изменяются, замена а/к невозможна, если этого не происходит развиваются аномалии.

Синтез гема. В 1948 году Давид Ротенберг и Паул Фишер изучали синтез гема, они выделили основные ферменты, которые участвуют в синтезе гема, их место расположение (костный мозг, печень, почки, слизистая кишечника).

Исходные продукты синтеза гема – сукцинилКоА, глицин. В начале синтез происходит в митохондриях и под действием фермента синтетазы дельта-аминолевуленовой кислоты кофермент - В₁, В₆, липолевая кислота, и образуется альфа-амино-бета-кетоадипиновая кислота, затем дельта-аминолевуленовая кислота, она из митохондрий выходит в цитоплазму клетки и там происходит конденсация 2х молекул дельта-аминолевуленовой кислоты под действием дегидротазы дельта-аминолевуленовой кислоты и образуется одно циклическое соединение – порфобилиноген.

Далее происходит конденсация четырех молекул порфобилиногена по принципу «голова к хвосту», под действием уропорфириногена-1-синтетазы и уропорфириногена-3-косинтазы образуется уропорфириноген 3. Затем уропорфириноген 3 под действием декарбоксилазы превращается в копропорфириноген 3, который возвращается в митохондрии и все оставшиеся реакции происходят там. Из копропорфириногена 3 под действием копропорфириногеноксидазы образуется пропорфириноген 9. Далее происходит восстановление пропорфириногена 9 в протопорфирин 9 и внедряется железо (гемоксидаза), в результате чего образуется гем.

Регуляция синтеза гема происходит по принципу обратной связи, т.е. гем ингибирует первый фермент синтеза (синтетазу дельта-аминолевуленовой кислоты), а также может ингибироваться и второй фермент (дегидротаза дельта-аминолевуленовой кислоты). Если отмечается снижение концентрации глобина в клетке, то происходит самопроизвольное окисление протопорфирина 9 в пропорфериноген 9, т.о. железо не внедряется и накапливается в клетке, концентрация железа увеличивается и происходит активация процесса синтеза глобина.

Обмен железа. В организме железо находится в 2х видах – клеточное железо и внеклеточное железо. Клеточное железо – входит в состав ферментных гемопротеидов (гемоглобин, миоглобин). Внеклеточное железо – это белки, которые связывают железо и транспортируют его (трансферин, лактоферин). Железо в организме совершает постоянный кругооборот. При распаде клеточных структур железо освобождается и 9/10 используется повторно, а 1/10 выводится из организма. Замена железа происходит с пищей, с продуктами содержащими железо (мясо, печень, почки, салат, сухофрукты, абрикос, укроп). 25 мг железа в сутки поступает в желудок, где железо высвобождается и только 1 мг подвергается всасыванию с помощью аскорбиновой кислоты в желудке, основная масса железа всасывается в 12перстной кишке. Способствуют всасыванию - белки, продукты содержащие аскорбиновую кислоту, чай и кофе ингибирует этот процесс; алкоголь улучшает всасывание железа.

Железо поступает в кровь, соединяется с трансферрином, который относится к бета-глобулиновой фракции, и в результате образуется комплекс и железо транспортируется к органам депо – печень, костный мозг, селезенка, плацента. Т.О. трансферин (15 типов – С) транспортирует железо в депо, где оно высвобождается и поступает в клетку.

Железо поступает в клетку и откладывается в форме ферритина – это не токсичное, хорошо растворимое в воде соединение, одна молекула феритина может соединять до 4,5 тысяч атомов железа. В феритине Fe³⁺.

Гемосидерин содержит гранулы железа – это белок, он является токсичным, т.к. содержит очень много железа и т.к. в организме человека нет путей экскреции железа из клетки развивается гемосидероз. Ему подвергается печень вследствие осложнения таких заболеваний, как гемолитическая и апластическая анемия. Лечение – переливание крови.