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: 5 из 7

36. Производные моносахаридов – фосфорные эфиры, уроновые кислоты, аминосахара. Фосфорные эфиры: 1) глюкозо6фосфат – активная форма глюкозы, с нее начинается превращения углеводов. Глюкоза + АТФ под действием гексокиназы превращается в глюкозо6фосфат, глюкозо1фосфат. Глю6ф идет на синтез гликогена. При распаде гликогена образуется глюкозо1фосфат и из нее глкозо6фосфат. Глюкозо6фосфат участвует в гликолизе, в результате чего образуется ПВК. С глюкозо6фосфата начинается ПФЦ, в результате чего образуется рубозо5фосфат. 2) Рибозо5фосфат – образуется в пирофосфатном цикле, входит в структуру мононуклеотидов – НАД, ФАД, АТФ, ДНК, РНК. Рибозо5фосфат + АТФ образуется фосфорибозилпирофосфат, который идет на синтез пуриновых азотистых оснований. Уроновая кислоита – глюкуроновая кислота, в 6 положении СООН группа. Аминосахар – глюкоозамин, фруктозамин, галактозамин. Уроновые кислоты и аминосахара являются структурными компонентами ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.

37. Гомополисахариды. К ним относятся крахмал и гликоген. Общая формула [С₆Н₁₀О₅]_n. Гликоген – главный резервный полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы, запасается в тканях печени и мышцах. Представляет собой амилозную цепь, в которых остатки глюкозы связаны альфа-1,4-гликозидной связью. Цепь амилопектина имеет ветвления. В точках ветвления имеются альфа-1,6-гликозидные связи. Чем больше точек ветвления тем лучше растворяется гликоген. В ЖКТ гликоген под действием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза (бета-галактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза (мальтаза) 2 глюкозы.
38. Гетерополисахариды – ГАГ всегда связаны с белком. В их состав входят остатки мономера либо гликозамина, либо галактозамина, а также D-глюкуроновая или L-идуроновая кислоты.

ГАГ – высокомолекулярные соединения, мономером является дисахаридная единица, которая представлена уроновой кислотой, которая соединена альфа-1,3 гликозидной связью с аминосахаром.

Различают 7 классов ГАГ: 1) гиалуроновая кислота – распространена в почках, стекловидном теле, синавиальной жидкости, пупочном канатике, смазка в суставах, барьер против проникновения микроорганизмов; с возрастом количество уменьшается; 2, 3) хондроэтин4сульфат и хондроэтин6сульфаты - состоят из уроновых кислот, соединенных с галактозамином; они находятся в костной ткани, с возрастом количество уменьшается; 4) дерматансульфаты – состоят из итуроновой кислоты и аминосахара ацетилированного и сульфированного; 5) керотансульфаты – не содержат уроновых кислот, в состав входит Д-галактоза с ацетилированным и сульфированным сахаром, сиаловые кислоты, обуславливают прозрачность роговицы; 6) гепарин – находятся на поверхности многих клеток, в тучных клетках внутренний элемент, содержит несколько остатков серной кислоты; выполняет роль антикоагулянта в комплексе с липопротеидами плазмы, соединяются с липопротеинлипазой, становится активнои и расщепляет липиды в составе хилоникронов; 7) гепарансульфаты – по структуре похож на гепарин, но содержит меньше сульфатных групп, синтезируется при участии гликозилтрансфераз – переносят ост Углев с активных форм. Каждый раз увеличивается на 1ну молекулу углевода.
39. Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ на примере гликогена. Судьба всосавшихся моносахаридов. В ЖКТ гликоген под действием амилолитических ферментов, а в тканях фосфорилазы распадается на декстрины. Они под действием альфа-амилазы в 12-перстной кишке распадаются на олигосахариды, в толстом кишечнике под действием специфических олигосахаридаз расщепляются до мальтодекстринов, лактоза под действием бета-галактозидазы распадается на глюкозу и галактозу. Лактоза (бета-галактозидаза) глюкоза + галактоза, сахароза (сахараза) глюкоза + фруктоза, мальтоза (мальтаза) 2 глюкозы, т.о. образуется смесь моносахаридов. Активная форма глюкозы – глюкоза6фосфат идет на: 1) синтез гликогена 2) происходит прямое окисление глюкозы в ПФЦ, в итоге образуется рибоза5фосфат + НАДФН 3) гликолиз до 2 ПВК (8 АТФ): а) в анаэробных условиях образуется 2 молекулы молочной кислоты и 2 АТФ б) аэробные условия – окислительное декарбоксилирование ПВК до 2х АцКоА, ЦТК, в итоге образуется СО₂, Н₂О и 24 АТФ, т.о. на одну молекулу глюкозы приходится 38 АТФ. Возрастные особенности: 1) основной углевод пищи – лактоза 2) небольшая активность альфа-амилазы 3) низкая амилолитическая активность панкреатического сока 4) высокая активность лактазы 5) в ЖКТ наблюдается брожение углеводов.
39 а) Синтез и распад гликогена, регуляция активности фосфорилазы и гликогенсинтетазы. Синтез гликогена. Глюкоза под действием гексокиназы в глю6ф, под действием фосфоглюкомутазы в глю1ф. Глюкоза1фосфат +УТФ УДФ-глюкоза + пирофосфат. Для синтеза гликогена необходима затравка (С₆Н₁₀О₅) _{n = или > 4} + УДФ-глюкоза под действием гликогенсинтетазы до (С₆Н₁₀О₅) _{n + 1} + УДФ. Активность гликогенсинтетазы регулируется гормонами: инсулином, глюкогоном, адреналином. Регуляция активности гликогенсинтетазы происходит путем ковалентной модификации (фосфорилирование/дефосфорилирование). Инсулин активирует гликогенсинтетазу, уровень глюкозы в крови снижается. Адреналин ингибирует гликогенсинтетазу, уровень глюкозы в крови увеличивается. Синтез гликогена происходит в печени, в лимфе, лейкоцитах. Синтез амилопектина происходит под действием гликозилтрансферазы. Она берет участок линейной цепи амилазы, переносит его с образованием ветвления. Распад гликогена – фосфоролиз под действием фосфорилазы. (С₆Н₁₀О₅)_n + Н₃РО₄ под действием фосфорилазы образуется (С₆Н₁₀О₅)_n–1 + глюкоза1фосфат, которая под действием фосфоглюкомутазы в глюкоза6фосфат и под действием глюкоза6фосфатазы в глюкозу. Фосфорилаза активна в фосфорилированной форме (а- актавная форма – 4 субъединицы; В – неактивная форма – 2 субъединицы). 2фосфорилаза-В + 4АТФ под действием киназафосфорилаза образуется фосфорилаза-А + 4АДФ Адреналин активирует фосфорилазу путем присоединения Н₃РО₄, а инсулин оказывает противоположное действие
40. Анаэробный распад глюкозы – гликолиз это сложный ферментативный процесс превращения глюкозы до молочной кислоты без потребления кислорода. Гликолиз протекает в гиалоплазме клетки. Суммарное уравнение: С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Фн 2 CH₃CH(OH)COOH + 2АТФ + 2Н₂О.

41. Роль анаэробного и аэробного распада глюкозы в мышцах. Судьба молочной кислоты. Глюкоза вступает в процесс гликолиза и в результате образуется 2 ПВК (высвобождается 8 АТФ). Далее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны условиях происходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), который запускает ЦТК, в результате чего образуется СО₂, Н₂О и 24 АТФ. Судьба молочной кислоты – цикл кори – она образуется в мышцах, эритроцитах и в сетчатке глаза. Молочная кислота является тупиком метаболизма. Если молочной кислоты образуется много – это лактатный ацидоз. Цикл Кори – это соотношение содержания глюкозы и молочной кислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печени поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он распадается, образуется глюкоза, которая превращается в молочную кислоту. 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который участвует в глюконеогенезе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сначала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самообслуживания. 1/5 молочной кислоты превращается в ПВК, АцКоА, ЦТК, СО₂, Н₂О, 12 АТФ.
42. Схема аэробного окисления углеводов, образование ПВК, челночные механизмы транспорта водорода. Три этапа аэробного распада углеводов: 1) гликолиз до ПВК, при этом образуется 8 АТФ 2) окислительное декарбоксилирование ПВК, при этом образуется 6 АТФ 3) АцКоА запускает ЦТК, в итоге образуется 24 АТФ, т.о. на одну молекулу глюкозы приходится 38 молекул АТФ.

Митохондриальная мембрана не проницаема для Н, он транспортируется через челночные механизмы – глицеролфосфатный челночный механизм, Маолат-аспартатная челночная система.
43. Окислительное декарбоксилирование ПВК, связь с дых цепью. В реакции окислительного декарбоксилирования ПВК образуется 2 АцКоА, 2 СО₂ и 2 НАДН, который является источником Н для дыхательной цепи, в результате чего образуется 2 воды и 6 АТФ. Реакцию катализирует мультиферментный комплекс, который включает 5 кофакторов и 3 фермента. Кофакторы: тиаминдифосфат, липоевая кислота, НS-КоА, ФАД, НАД. Ферменты: пируватдегидрогеназа декарбоксилирующая, липоацетилтрансфераза, липоамиддегидрогеназа.
44. ЦТК, связь с дых цепью. Цитратный цикл (цикл лимонной кислоты, цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса) открыт Кребсом в 1937 году. 1) Конденсация АцКоА и оксалоацетата, образуется цитрат. 2) превращение цитрата в изоцитрат через цис-аконитовую кислоту. 3) прямое декарбоксилирование изоцитрата, НАДН – источник Н, проступает в дых цепь 3АТФ + Н₂О. 4) окислительное декарбоксилирование а-кетоглутората, сложный а-кетоглуторатдегидрогеназный комплекс, включающий 3 фермента и 5 кофакторов (ТДФ, НSКоА, НАД, ФАД, липоевая кислота). НАДН (3АТФ+вода). 5) реакция субстратного фосфорилирования сукцинилКоА, ГТФ (1АТФ). 6) реакция окисления сукцината в фумарат, образуется ФАДН₂ (2АТФ и вода). 7) реакция гидратации фумарата с образованием малата. 8) Окисление малата путем дегидрирования, образуется оксалоацетат и НАДН (3АТФ и вода). Суммарное уравнение: АцКоА + 2H₂O + Фн + ГДФ 3НАДН + ФАДН₂ + ГТФ + НSКоА.
45. Строение коэнзима А, участие в обмене веществ. HS-КоА входит в мультиферментный комплекс окислительного декарбоксилирования ПВК. Участвует в образовании активных форм жирных кислот (бета-окисление). Строение – пантотеновая кислота, тиоэтанол амин, АМФ, в третьем положении дополнительный остаток фосфорной кислоты. Очень важен АцКоА – это промежуточный продукт окисления белков, жиров, углеводов. Образуется при окислительном декарбоксилировании ПВК, он запускает ЦТК. Из а-кетоглутората в ЦТК в процессе окислительного декарбоксилирования образуется сукцинилКоА, который идет на синтез гема.
46. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. ПФЦ: 1) окислительная стадия 2) неокислительная стадия: а) изомеризация пентоз б) структурная перестройка сахаров. Окислительная ветвь: 6 глюкоза6фосфат + НАДФ под действием глюкоза6фосфатдегидрогеназы образуется (6 НАДФН) и 6 глюнолактон + 6 Н₂О под действием лактоназы образуется 6 фосфоглюконовая кислота под действием 6фосфоглюконатдегидрогеназы (декарбоксилирующая) образуется 6 СО₂ и 6 рибулозо5фосфат. Дефицит глюкозо6фосфатдегидрогеназы приводит к нарушению целостности мембран эритроцитов, их гемолиз – наследственная гемолитическая анемия 2) а) 6 Рибулозо5фосфат идет на образование 4 ксилулоза5фосфат и 2 рибоза5фосфат (структура мононуклеотидов - ДНК, РНК, АТФ). б) Катализирует ферменты транскетолаза – переносит 2ой С фрагмент на альдозу и трансальдолаза – переносит С фрагмент на альдозу и образуются углеводы С₃, С₄, С₆, С₇. Значение ПФЦ: Является источником пентоз 2) является источником углеводов с различным числом углеродных атомов 3) является источником НАДФН, который не транспортирует Н в дых цепь, а используется в реакциях восстановительного биосинтеза (синтез жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов) 4) является местом переключения на гликолиз – образуются продукты, сходные с промежуточными продуктами гликолиза. 5) является фондом возвращения пентоз и гексоз, локализуется в лактирующей железе, в коре надпочечников, печени, жировой ткани, эритроцитах.
47. Роль печени в обмене углеводов. В печени происходит синтез гликогена, глюконеогенез, ПФЦ. Печеночный гликоген участвует в поддержании уровня глюкозы в крови, а гликоген мышц играет энергетическую роль. Глюкоза6фосфат идет на синтез гликогена.

48. Биосинтез глюкозы – глюконеогенез. Цикл кори – это соотношение содержания глюкозы и молочной кислоты в различных органах и тканях. Глюкоза из печени поступает в кровь, затем в мышцы, где синтезируется гликоген. Потом он распадается, образуется глюкоза, которая превращается в молочную кислоту. 4/5 молочной кислоты идут в кровь, в печень, превращается в ПВК, который участвует в глюконеогенезе в печени, в результате чего образуется глюкоза и все начинается сначала. Одна молекула глюкозы дает 6 АТФ – процесс самообслуживания. 1/5 молочной кислоты превращается в ПВК, АцКоА, ЦТК, СО₂, Н₂О, 12 АТФ. Глюконеогенез – процесс образования глюкозы из продуктов неуглеводного происхождения из молочной кислоты, идет путем сочетания прямых (обратимых) реакций и идущих в обход (необратимых) реакций (ГК, ФФК, ПК).
49. Регуляция концентрации глюкозы в крови, пути поступления и расходования глюкозы, гипо- и гипергликемия. Уровень глюкозы в крови регулирует ряд гормонов. Инсулин понижает уровень сахара в крови, а все остальные повышают его – адреналин, глюкогон, глюкокортикоиды, соматотропный гормон. Глюкоза в организм человека поступает с пищей и образуется в результате протекания следующих процессов: распад гликогена, глюконеогенез. Глюкоза расходуется на: 1) синтез гликогена 2) ПФЦ (рибоза5фосфат + НАДФН) 3) гликолиз, в результате образуется 2 ПВК (высвобождается 8 АТФ). Далее ПВК в анаэробных условиях превращается в 2 МК и 2 АТФ. В аэробны условиях происходит окислительное декарбоксилирование ПВК до 2 АцКоА (6 АТФ), который запускает ЦТК, в результате чего образуется СО₂, Н₂О и 24 АТФ. Кортизол угнетает синтез белков в тканях и не использованные на синтез а/к идут на глюконеогенез, а в печени усиливается биосинтез ключевого фермента глюконеогенеза пируваткарбоксилазы. Возрастные показатели уровня сахара в крови. Норма взрослого человека – 3,5-5,5 ммоль/л, если больше 11 ммоль/л, то сахар появляется в моче – это пороговое вещество. Если меньше 3,3 ммоль/л – гипогликемия, больше 6 ммоль/л – гипергликемия. Гипергликемия – причины: физиологическая гипергликемия – алиментарная, эмоциональная; при сахарном диабете; при гипертиреозе, адренокортицизме, гиперпитуитаризме. Гипогликемия – причины: длительное голодание; нарушение всасывания (заболевания ЖКТ), хронические заболевания печени (нарушение синтеза гликогена); нарушение секреции контринсулярных гормонов – гипопитуитаризм, хроническая недостаточность коры надпочечников; гипотиреоз; заболевания ЦНС (инсульты); передозировка инсулина и пероральных диабетических средств; нарушение режима питания у больных с сахарным диабетом; заболевания поджелудочной железы (инсулинома).
50. Сахарный диабет. При недостаточности содержания инсулина возникает сахарный диабет: повышается концентрация глюкозы в крови, появляется глюкоза в моче и уменьшается содержание гликогена в печени. При введении инсулина больным диабетом происходит коррекция метаболических сдвигов. Инсулин контролирует эти процессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза: гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез гликогенсинтетазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза. Инсулин синтезируется в поджелудочной железе в виде препроинсулина, состоит из альфа цепи – 20 а/к и бета цепи – 31 а/к. Рецепторы инсулина имеют сложное строение. Состоят из 2х альфа субъединиц, которые не проникают через клеточную мембрану и 2х бета субъединиц, которые находятся в цитозоле. При сахарном диабете может нарушаться передача трансмембранного сигнала, и в этом случае инсулин не помогает. Повышение сахара в крови в течении 2-3х минут вызывает секрецию инсулина, 40мин-1час пока не станет содержание сахара в крои в норме. Причины развития сахарного диабета с биохимической позиции: 1) повышение активности тканевого фермента инсулиназы - происходит восстановление или окисление дисульфидных мостиков, инсулин теряет свою активность 2) замена ряда а/к в полипептидных цепях инсулина; если заменить фенилаланин на лейцин с С-конца бета цепи, происходит потеря гормональной активности в 10 раз 3) дефект рецепторов инсулина – нарушается связь инсулина с рецепторами или связь происходит, но передача с альфа на бета субъединицы не происходит 4) нарушено превращение проинсулина в инсулин – нарушение отщепления С пептида. Биохимические нарушения при сахарном диабете: первый симптом - манифестный симптом – нарушается транспорт глюкозы через клеточную мембрану, глюкоза не транспортируется из крови в клетки, это приводит к превышению сахара в крови – гипергликемия. Мало инсулина – это приводит к повышению синтеза контринсулярных гормонов и повышение синтеза кортизола – усиливаются процессы глюконеогенеза – наблюдается много сахара в крови. Норма сахара в крови – 3,3-5,5 ммоль/л, порог почечной проницаемости для глюкозы – 11 ммоль/л, при превышении порога сахар обнаруживается в моче – глюкозурия, это приводит к повышению осмоляльности, наблюдается приток жидкости из тканей – полиурия, появляется полидипсия – глубокое нарушение. Полиурия – с мочой выводится большое количество ионов Na, K, Ca, фосфатов, что вызывает увеличение концентрации контринсулярных гормонов. В результате этого происходит потеря ионов – изменяется буферная емкость крови, снижается концентрация 2,3дифосфоглицератов, это приводит к нарушению отдачи кислорода к тканям (гипоксия тканей).