12. Строение и биологические функции мононуклеотидов

• Название: 12. Строение и биологические функции мононуклеотидов
• Анкор: ,bj[bvbz
• Дата: 29.08.2021
• Размер: 258 Kb.
• Имя файла: BKh_12_28_44_60.docx
• Тип: Документы; #228251

12.Строение и биологические функции мононуклеотидов.

Нуклеотиды состоят из нуклеозидов. Нуклеозид – это фрагмент нуклеотида, который состоит из азотистого основания и моносахаридного остатка, соединенные N-гликозидной связью. Азотистые основания в зависимости от строения разделяются на пуриновые (аденин, гуанин, два цикла, производные пурина) и пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин, один цикл, производные пиримидина). Мононуклеотид состоит из одного азотистого основания — пуринового (аденин — А, гуанин — Г) или пиримидинового (цитозин — Ц, тимин — Т, урацил — У), сахара-пентозы (рибоза или дезоксирибоза) и 1—3 остатков фосфорной кислоты .

По своему строению нуклеиновые кислоты являются полинуклеотидами, состоящими из мононуклеотидовили нуклеотидов.

Нуклеотид сложное органическое соединение, состоящее из трех частей: азотистого основания, углевода и остатков фосфорной кислоты.

Азотистые основания - это гетероциклические органические соединения, относящиеся к двум классам – пурины и пиримидины. Из пуринов в состав нуклеиновых кислот входят аденин и гуанин



А из пиримидинов цитозин, тимин(ДНК) и урацил(РНК) .



Углеводом, входящим в состав нуклеотидов может быть рибоза (РНК) и дезоксирибоза (ДНК)



Азотистое основание, связанное с углеводом называется нуклеозидом.Фосфорная кислота присоединяется эфирной связью к пятому атому углерода рибозы или дезоксирибозы. Нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот имеют один остаток фосфорной кислоты и называются мононуклеотидами. Однако в клетке встречаются ди- и тринуклеотиды.



Например, нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и одного остатка фосфорной кислоты называется аденозинмонофосфат или АМФ, а из цитозина и одного остатка фосфорной кислоты цитозинмонофосфат или ЦМФ.

Функции мононуклеотидов:

1) структурная -- построение нуклеиновых кислот, некоторых коферментов и простетических групп ферментов;

2) энергетическая -- аккумуляторы энергии за счет имеющихся макроэргических связей. АТ Ф -- универсальный аккумулятор энергии, энергия УТ Ф используется для синтеза гликогена, ЦТ Ф -- для синтеза липидов, ГТФ -- для движения рибосом в ходе трансляции (биосинтез белка) и передачи гормонального сигнала (G-белок);

3) регуляторная: мононуклеотиды -- аллостерические эффекторы многих ключевых ферментов, цАМФ и цГМФ -- посредники в передаче гормонального сигнала при действии многих гормонов на клетку (аденилатциклазная система), активируют протеинкиназы.

28. Витамин «P», химическое строение, биологическая роль, явление недостаточности, значение и суточная потребность.

Витамин Р (рутин, биофлавоноиды) относится к веществам, которые организм человека не способен вырабатывать сам. Поэтому он представляет для него особую ценность.

Регулярное применение витамина Р нормализует состояние стенок капилляров, повышая их прочность и эластичность, снижает артериальное давление, замедляет сердечный ритм. Считается, что ежедневное применение рутина в количестве 60 мг может снизить внутриглазное давление. Правда, при этом профилактический курс должен составлять не менее четырёх недель.

Витамин P, также, участвует в желчеобразовании, помогает регулировать суточную норму выделения мочи и деликатно стимулирует функцию коры надпочечников.

Он сдерживает выработку гистамина и серотонина, обладает противооттечным и обезболивающим действием. Тем самым, витамин Р облегчает и ускоряет течение аллергических реакций, в частности бронхиальной астмы.
Строение

Витамин Р, строго говоря, является не витамином, а группой витаминоподобных веществ (до 600 представителей) разнообразного строения, содержащих в своей основе бензапироновое кольцо, соединенное с гидроксилированным фенолом, также имеются метильные группы, производные различных остатков сахаров (рамноза, глюкоза и др.).



Суточная потребность в витамине P: в зависимости от образа жизни, 35-50 мг в день. Растущему организму, а также лицам занятым тяжелой работой (физической или умственной, не имеет значения), спортсменам, при различных заболеваниях и стрессах потребность организма в витамине Р увеличивается.

Недостаток витамина P: недостаток флавоноидов в первую очередь приводит к слабости капилляров, что в дальнейшем может привести к развитию тяжёлых заболеваний, опасных для жизни.

Симптомы недостатка рутина: кровоизлияния на слизистых оболочках, общая слабость и вялость, быстрая утомляемость, боли в ногах и руках, кровоточивость дёсен, мозговые кровотечения и отёк мозга, заболевание сердца, лёгких и других органов.

Гиповитаминоз витамина P приводит к развитию угревой сыпи и синюшного оттенка кожи, также выпадение волос может стать сигналом о недостатке биофлавоноидов в организме.
Биологическая роль:Функции витамина Р в организме во многом повторяют функции, выполняемые витамином С. В ряде процессов они участвуют вместе, усиливая полезные эффекты друг друга. Итак, роль витамина Р:

1.Укрепляет капилляры, уменьшает их ломкость, улучшает качество микроциркуляции. Это помогает добиться уменьшения кровоточивости и склонности к появлению синяков, повысить качество питания органов и тканей, добиться положительных косметических эффектов. Последние заключаются в улучшении микроциркуляции в дерме и волосяных луковицах, что положительно сказывается на состоянии кожи и волос.

2.Улучшает обмен веществ в тканях, их дыхание. Это обеспечивает витамину универсальное оздоровительное воздействие.

3.Антиоксидантный эффект рутина приводит к омоложению. Это может быть заметно не только внешне; во внутренних органах тоже происходят процессы, замедляющие старение. В частности, замедляется развитие атеросклероза в сосудах.

4.Способствует нормализации артериального давления.

5.Укрепляет иммунитет, усиливает его противодействие агрессивным инфекционным возбудителям.

44.Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты.

Окисление пирувата до ацетил-КоА происходит при участии ряда ферментов  и коферментов, объединенных структурно в мультиферментную систему, получившую название «пируватдегидрогеназный комплекс».

На I стадии этого процесса пируват (рис. 10.8) теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента  пируватдегидрогеназы (E₁). На II стадии оксиэтильная группа комплекса E₁–ТПФ–СНОН–СН₃ окисляется с образованием ацетильной  группы, которая одновременно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидроли-поилацетилтрансферазой (Е₂). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной  группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением.

На IV стадии регенерируется окисленная форма липоамида из восстановленного комплекса дигидролипоамид–Е₂. При участии фермента дигидролипоилдегидрогеназы (Е₃) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет роль простетической группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН₂ дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент  НАД с образованием НАДН + Н⁺.

Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата происходит в матриксе митохондрий. В нем принимают участие (в составе сложного мультиферментного комплекса) 3 фермента (пируватдегидрогеназа, ди-гидролипоилацетилтрансфераза, дигидролипоилдегидрогеназа) и 5 кофер-ментов (ТПФ, амид липоевой кислоты, коэнзим А, ФАД и НАД), из которых три относительно прочно связаны с ферментами (ТПФ-E₁, ли-поамид-Е₂ и ФАД-Е₃), а два – легко диссоциируют (HS-KoA и НАД).



Рис. 10.8. Механизм действия пируватдегидрогеназного комплекса.
60.Дезаминирование аминокислот :окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты.Обезвреживание аммиака в организме.

Дезаминирование – процесс удаления аминогруппы из аминокислот и выделение ее в виде аммиака. Углеродный скелет аминокислоты превращается в кетокислоту. Трансаминирование и дезаминирование протекает в клетке одновременно и часто ключевой молекулой является глутамат.

В природе известны четыре основных типа дезаминирования.

Восстановительное дезаминирование:



Гидролитическое дезаминирование:



Внутримолекулярное дезаминирование:



Окислительное дезаминирование:



Окислительное дезаминирование глутамата -обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в обратном направлении, как восстановительное шинирование α-кетоглутарата.

Глутаматдегидрогеназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов, кроме мышц. Глутаматдегидрогеназа играет важную роль, так как является регуляторным ферментом аминокислотного обмена. Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы (АТФ, ГТФ, NADH) вызывают диссоциацию фермента и потерю глутаматдегидрогеназной активности. Высокие концентрации АДф активируют фермент. Таким образом, низкий энергетический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образованиеα-кетоглутарата, поступающего в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом).


Обезвреживание аммиака в организме.Для удаления аммиака из организма используется включение его в состав мочевины в печени и выведение ее с мочой, и удаление почками в виде аммонийных солей.

Однако, так как аммиак является чрезвычайно токсичным соединением, то предварительно в тканях (!) происходят реакции его обезвреживания (временного связывания) для переноса в печень и почки. – синтез глутаминовой кислоты и глутамина, синтез аспарагина:

1.Синтез глутаминовой кислоты (восстановительное аминирование) – взаимодействие α-кетоглутарата с аммиаком. Реакция по сути обратна реакции окислительного дезаминирования, однако в качестве кофермента используется НАДФН. Происходит практически во всех тканях, кроме мышечной, но имеет небольшое значение, т.к. для глутаматдегидрогеназы предпочтительным субстратом является глутаминовая кислота и равновесие реакции сдвинуто в сторону α-кетоглутарата,

Реакция синтеза глутаминовой кислоты

2. Синтез глутамина. – взаимодействие глутамата с аммиаком. Является главным способом уборки аммиака, наиболее активно происходит в нервной и мышечной тканях, в почках, сетчатке глаза, печени. Реакция протекает в митохондриях.

Реакция синтеза глутамина

Образование большого количества глутамина обеспечивает высокие концентрации его в крови (0,5-0,7 ммоль/л).

Так как глутамин проникает через клеточные мембраны путем облегченной диффузии, то он легко попадает не только в гепатоциты, но и в другие клетки, где есть потребность в аминогруппах. Азот, переносимый глутамином, используется клетками для синтеза пуринового кольца и гуанозинмонофосфата (ГМФ), синтеза цитидинтрифосфата (ЦТФ), аспарагина, глюкозамино-6-фосфата (предшественник всех остальных аминосахаров).

3.Синтез аспарагина – взаимодействие аспартата с аммиаком. Является второстепенным способом уборки аммиака, энергетически невыгоден, т.к. при этом тратятся 2 макроэргические связи,

Реакция синтеза аспарагина