Билет 1 Принципы классификации протеиногенных аминокислот
 Скачать 168.69 Kb.
|
|
2) Амины – это продукты декарбоксилирования, они обладают высокой биологической активностью. С этим и связано их название – биогенные амины. К этой группе соединений принадлежат многие медиаторы. Важнейшие из них: Гамма-аминомасляная кислота образуется в результате декарбоксилирования глутаминовой кислоты, катализируемого глутаминдекарбоксилазой, кофермент которой фосфоперидоксаль. Основное место образования – ткань головного мозга, главный тормозной медиатор в НС. Гистамин – продукт декарбоксилирования гистамина, катализируемого специфической декарбоксилазой, которая, распространена в тучных клетках (главное место образования гистамина). В слизистой желудка гистамин действует активирующее на секрецию пепсиногена соляной кислоты. В больших количествах высвобождается из депо при травматическом шоке, а также в зоне воспаления. Это сильный сосудорасширяющий агент, способный вызвать гистаминовый шок, и медиатор аллергических реакций. Серотонин – образуется в результате гидроксилирования триптофана. Образуется нейронами гипоталамуса и ствола мозга. Это сильный сосудосуживающий агент и фактор, повышающий свертываемость крови. Дофамин – производное тирозина. Под действием тирозиназы тирозин гидроксилируется в положении С-3, превращаясь в ДОФА. Он карбоксилируется декарбоксилазой ароматических аминокислот, превращаясь в дофамин. Дофамин – это медиатор ингибирующего типа одного из крупных проводящих систем путей. Таурин – амин, образующийся из цистина. Синтезируется во многих органах и тканях. Выполняет медиаторную функцию на уровне синапсов. Норадреналин образуется из дофамина. Он выполняет роль медиатора в постганглионарных волокнах симпатической нервной системы, активирует связанную с мембраной аденилатциклазу. Это приводит к накоплению цАМФ и активации киназы, изменяет активность ферментов. Адреналин – продукт N-метилирования норадреналина фенилэтаноламин-N-метилтрансферазой. Адреналин запускает механизм расщепления гликогена и липолиз. Адреналин и норадреналин – гормоны надпочечников. 3) Витами Д – кальциферол, антирахитический фактор. С пищей (печень, сливочное масло, молоко, рыбий жир) поступает в виде предшественников. Основной из них – 7-дегидрохолестерол, который после воздействия УФ в коже превращается в холекальциферол (витамин Д3). Витамин Д3 транспортируется в печень, где происходит его гидроксилирование в позиции 25 – образуется 25-гидрооксихолекальциферол. Этот продукт транспортируется в почки и там гидроксилируется в активную форму. Появление активной формы холекальциферола в почке контролируется паратгормоном околощитовидных желез. Поступая в слизистую кишечника с током крови активная форма витамина обуславливает превращение белка-предшественника в кальцийсвязывающий белок, который ускоряет всасывание ионов кальция из просвета кишечника. Сходным образом ускоряется реабсорбция кальция в почечных канальцах. Недостаточность может наблюдаться при дефиците витамина Д в пище, недостаточном солнечном облучении, заболеваниях почек и недостаточной продукции паратгормона. При дефиците витамина Д снижается содержание кальция и фосфора в костной ткани. В итоге – деформация скелета – рахитические четки, Х-образные голени, птичья грудная клетка. Заболевание у детей – рахит. 4) Активный транспорт – транспорт веществ против градиента концентрации – сопряжен с расходом энергии. Если источник энергии АТФ – это первично-активный транспорт. Пример – натриевый насос, локализованный в плазматической мембране. Он переносит ионы натрия и калия через мембрану против градиента концентрации за счет энергии АТФ. Билет 49 1. Основные положения биоэнергетики. Сходство и различие в получении и использовании энергии ауто- и гетеротрофными организмами, связь между ними. Роль АТФ в клетке. 2. Регуляция обмена липидов. Роль гормонов, ВЖК, метаболитов. Метаболизм липидов при стресс-воздействиях, зависимость от длительности стрессорного сдвига (увеличение продукции адреналина и глюкокортикоидов соответственно). 3. Фолиевая кислота: альтернативные названия, основные источники, коферментная форма, биохимические процессы, в которых она участвует; возможные причины гиповитаминоза; Биохимические сдвиги при гиповитаминозе. 4.Определите понятие «кофермент». Ответ: 1) 1. Первая фаза тканевого дыхания, сопровождающаяся образованием CO2, не требует участия кислорода воздуха и осуществляется анаэробно 2. Важнейшая роль в осуществлении начальной анаэробной фазы дыхания играет не соединения, активирующие кислород, а специфические дегидрогеназы, катализирующие отщепление водорода от окисляемых субстратов. 3. Первичным акцептором атомов водорода, отщепляемых от окисляемых субстратов дегидрогеназами, являются особые термостабильные вещества – хромогены 4. Поглощаемый при тканевом дыхании кислород воздуха играет лишь роль конечного акцептора водорода. Кроме того важной особенностью биологического окисления является то, что оно протекает постепенно, через многочисленные промежуточные ферментативные стадии, происходит многочисленные промежуточные ферментативные реакции. Всё многообразие живых организмов на Земле по превращению энергии можно разделить на аутотрофов и гетеротрофов. Аутотрофы – способны непосредственно использовать энергию солнца, в процессе фотосинтеза создавать органические соединения из неорганических. Гетеротрофы ассимилируют уже готовые органические соединения, используя их как источник энергии или пластического материала для построения своего тела. 2) При физиологических условиях депонирование липидов и их мобилизация, а следовательно, синтез и распад жирных кислот протекают с примерно одинаковыми скоростями, уравновешивая друг друга, что сопровождается периодическим преобладанием противоположно направленных процессов. При ограниченном потреблении углеводов с пищей или нарушении Их использования (дефицит инсулина) усиливаются мобилизация жирных кислот и их транспорт кровью в печень. В этом случае снижается скорость потребления ацетил-КоА по двум путям: вовлечение в ЦТК и для синтеза жирных кислот в печени. В итоге больше ацетил-КоА направляется на синтез ацето-ацетил-КоА, который используется для образования кетоновых тел и синтеза холестерола. Кетоновые тела — это ацетоуксусная, (β-оксимасляная кислоты и ацетон. Количество их в условиях нормы невелико. При углеводном голодании их содержание может существенно повышаться, вплоть до появления запаха ацетона в выдыхаемом воздухе. Это состояние носит название кетоз. Причины кетоза — любые состояния, затрудняющие использование углеводов: ограничение в питании, нарушения всасывания углеводов, сахарный диабет, интенсивная мышечная нагрузка При достаточном поступлении углеводов с пищей и нормальном поступлении глюкозы в клетки, обеспечиваемом инсулином, увеличивается содержание метаболитов ЦТК. Два из них (цитрат и изоцитрат) стимулируют ацетил-КоА-карбоксилазу, которая катализирует образование малонил-КоА — первого продукта на пути синтеза жирных кислот. Следовательно, ускорится и синтез последних. Накопление ацетил-КоА тормозит декарбоксилирование пирувата. В связи с этим повышается использование глюкозо-6-фосфата по пентозофосфатному пути, а это ведет к накоплению НАДФН2 необходимого для синтеза липидов. В норме пополнение и расходование липидов изменяются таким образом, что периодически один из процессов преобладает над другим и это обеспечивает гомеостаз липидов. В итоге можно сделать вывод о том, что избыточное поступление углеводов с пищей, не компенсируемое энерготратами, может сопровождаться чрезмерным накоплением липидов. Недостаточное поступление углеводов с пищей или не компенсируемые углеводами энерготраты, а также нарушения потребления глюкозы клетками (диабет сахарный) сопровождаются мобилизцией липидов и появлением кетоза. 3) Фолиевая кислота – витамин В9. Содержится в продуктах растительного (салаты, капуста) и животного происхождения. Коферментные формы представлены формилпроизводными и метенилпроизводными тетрагидрофолиевой кислоты. Они способны к взаимопревращениям и передаче метила от одной коферментной формы к др., включая его в реакции синтеза пуринов и пиримидинов. Недостаточность фолиевой кислоты – результат нарушения всасывания. Сопровождается развитием мегалобластической анемии, обусловленной нарушением биосинтеза пуриновых и пиримидиновых оснований, что вызывает угнетение синтеза ДНК и пролиферации кроветворных клеток. 4) Кофермент - небелковая часть молекулы фермента Билет 50 1. Цикл трикарбоновых кислот. Альтернативные названия. Химизм. Связь с тканевым дыханием. Аллостерические механизмы регуляции цикла. Энергетическимй эффект. Механизм интеграции с обменом белков, жиров и углеводов. Значение. 2. Метаболизм гликогена: химизм, локализация, регуляция, биологическое значение. 3. Витамин К: источники, коферментная форма (если известна); процессы в которых он участвует, возможные причины гиповитаминоза; биохимические сдвиги при гиповитаминозе. 4. Назовите представителей соединений, относящихся к липидам, и их роль в организме. Ответ: 1) 79 2) Гликоген — депонированная форма глюкозы, высвобождает эту гексозу при участии гликогенфосфорилазы. Фермент катализирует фосфоролиз (расщеп ление с присоединением компонентов фосфорной кислоты) 1,4-гликозидной связи, с высвобождением остатков глюкозы в виде глюкозо-1-фосфата (Г-1-Ф), который под действием фосфоглюкомутазы превращается в Г-6-Ф. Его воз можные пути превращения" 1) в мышцах, где нет глюкозо-6-фосфатазы, по основному пути (аэробному или анаэробному); 2) в жировой ткани и других, где идут интенсивные восстановительные синтезы, по пентозофосфатному пути (для накопления НАДФ • Нд); 3) в печени, где много глюкозо-6-фосфатазы, расщепляется на глюкозу и фосфат, глюкоза поступает в кровь. Таким образом, гликоген выполняет функцию источника глюкозы крови или источника субстрата ПФП и аэробного превращения. Синтезируется гликоген за счет глюкозо-1-фосфата, который, взаимодейст вуя с УТФ, образует УДФ-глюкозу (см. стр.87). УДФ-глюкоза выполняет роль донатора остатков глюкозы, акцептором которых являются олигосахариды" УДФ-глюкоза + (Глюкоза)п ———>> УДФ + (Глюкоза)п+1. Катализирует эту реакцию гликогенеинтетаза — фермент обеспечивает образование линейных участков гликогена. Образование ветвлений обеспечивает фермент — амило-1,4-1,6-гликозилтрансфераза. Метаболизм галактозы и фруктозы Галактоза и фруктоза вступают на путь гликолиза, преобразуясь в метабо литы этого процесса Галактоза + АТФ ———'• Галактозо-1-фосфат + АДФ (катализатор — галактокиназа) Затем следует обменная реакция, катализируемая галактозо-1-фосфат-уридилтрансфераэой' Галактозо-1-фосфат + УДФ ———- УДФ-галактоза + фосфат Далее галактоза в составе УДФ под действием эпимеразы (УДФ-галактозо-4-эпимераза) меняет конфигурацию ОН-группы при С-4, инвертируется в глюкозо-1-фосфат, освобождаясь одновременно от УДФ' эпимераза Галактозо-1-УДФ ————————> Глюкозо-1 -фосфат + УДФ Фруктоза в печени превращается по фруктозо-1-фосфатному пути: (реакция двустадийная, катализирует ее фрукто-1-фосфатальдолаза и триозокиназа). В жировой ткани фруктоза может метаболизировать непосредственно в фруктозо-6-фосфат — промежуточный продукт основного пути окисления глюкозы 3) Витамин К – антигеморрагический фактор. Поступает в организм с растительной (капуста, фрукты) и животной (печень) пищей, а также стимулируется микрофлорой кишечника. Существует 2 ряда витамина К – филлохиноны К1-ряда и менахиноны – витамины К2-ряда. Первые содержатся в растениях, вторые синтезируются кишечными бактериями. Функционирует в качестве кофактора карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в некоторых белках свертывания крови. Витамин К участвует в активации факторов свертывания крови. Причина недостаточности вызвана нарушением образования его в кишечнике, или нарушением всасывания. Признаки авитаминоза – нарушение свертывающей системы крови, а значит сильные кровотечения. 4) Билет 51 1. Коллаген. Особенности аминокислотного состава и структурной организации молекулы. Предшественник и его трансформация в коллаген. Значение витамина С. Особенности метаболизма. Основные функции. 2. Кетоновые тела: определение понятия, представители, механизм их образования в норме. Значение. Причины кетонемии (кетонурии): условия, механизмы активации образования кетоновых тел, возможные последствия. 3. Альдостерон, вазопрессин: место и регуляция секреции. Органы - мишени. Биохимические эффекты. 4. Назовите основные пищевые углеводы. Ответ: 1) Коллаген – фибриллярный белок межклеточного матрикса. Молекула коллагена включает 3 пептидные цепи аминокислотных остатков: больше всего приходится на глицин, меньше на пролин и гидроксипролин, и меньше всего на аланин. Кроме того в составе коллагена имеется оксилизин. Пептидные цепи коллагена образованы последовательностью триплетов Гли-X-Y, где X и Y аминокислоты, чаще пролин и оксилизин. Каждая из 3х полипептидных цепей молекулы коллагена спиралевидна. Из этих 3х спиралей образуется плотная спираль второго порядка, в которой цепи расположены параллельно. За счет пептидных групп между спиралями возникают водородные связи. В Состав коллагена входят моносахариды и дисахариды, связанные через гидроксильные группы остатков оксилизина. Трехцепочные молекулы коллагена, соединяясь, образуют микрофибриллы. Из них происходят более толстые фибриллы, а из них – волокна, а затем пучки волокон. За счет взаимодействия остатков оксилизина между молекулами коллагена в фибриллах возникают ковалентные связи. Основные продуценты коллагена – фибриллы. Синтез коллагена включает наряду со стадией трансляции этап протрансляционной модификации, ведущей к образованию проколлагена (предшественник) из полипептидных цепей и образование коллагеновых волокон. Гидроксилирование пролиновых и лизиновых остатков в полипептидных цепях проколлагена происходит одновременно со сборкой цепей. В этом процессе участвует молекулярный кислород и альфа-кетоглуторат, а в качестве кофактора – двувалентное железо и аскорбиновая кислота в роли восстановителя, обеспечивающего сохранение железа в 2валентном состоянии. Гидроксилирование – это обязательный этап трансформации проколлагена, обеспечивающий образование трехспиральной структуры коллагена. Дефицит аскорбиновой кислоты проявляется главным образом за счет нарушения этого процесса и его следствие – разрыхленная соединительная ткань. 2) Кетоновые тела — группа органических соединений, являющихся промежуточными продуктами жирового, углеводного и белкового обменов. К кетоновым телам относят b-оксимасляную и ацетоуксусную кислоты и ацетон. Количество их в условиях нормы невелико. Появление повышенных количеств К. т. в крови и моче является важным диагностическим признаком, свидетельствующим о нарушении углеводного и жирового обменов. Главным путем синтеза К. т., происходящего в основном в печени, считается реакция конденсации между двумя молекулами ацетил-КоА, образовавшегося при b-окислении жирных кислот или при окислительном декарбоксилировании пирувата (пировиноградной кислоты) в процессе обмена глюкозы и ряда аминокислот. Этот путь синтеза К. т. более других зависит от характера питания и в большей степени страдает при патологических нарушениях обмена веществ. Из печени К. т. поступают в кровь и с нею во все остальные органы и ткани, где они включаются в цикл трикарбоновых кислот, в котором окисляются до углекислоты и воды. К. т. используются также для синтеза холестерина, высших жирных кислот, фосфолипидов изаменимых аминокислот. Кетонемия (кетоновые тела в крови) может наступить в результате усиленного, но недостаточно полного окисления жирных кислот, что в большинстве случаев связано с уменьшением в организме запасов углеводов. Обнаружение кетоновых тел в общем анализе мочи называют - кетонурия. В норме кетоновые тела в моче не обнаруживаются, так как ежедневно выводятся из организма органами выделения. К причинам накапливания в моче кетоновых тел относятся многие причины, некоторые из них несут угрозу нормальной жизнедеятельности организма. Вот одни из причин:
При голодании в крови падает концентрация глюкозы, а при диабете глюкоза не поступает в клетку с необходимой скоростью. В результате начинается усиленный липолиз для высвобождения необходимой энергии. Мобилизованные жировые кислоты направляются из жировых депо в печень, где и образуются кетоновые тела. Пока их количество в пределах нормы, периферические ткани успевают произвести их окисление и получить, таким образом, недостающую энергию. При превышении нормы скорости окисления не хватает, и кетоны накапливаются в кровотоке. При голодании, однообразном безуглеводистом питании и при недостаточной секреции инсулина использование ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот подавляется, т.к. все метаболически доступные ресурсы организма превращаются в глюкозу крови. В этих условиях увеличивается синтез К. т. Введение с пищей углеводов тормозит образование К. т. Инсулин стимулирует синтез жирных кислот из ацетил-КоА и активирует использование последнего в цикле трикарбоновых кислот, в результате чего снижается интенсивность синтеза К. т. При обнаружении кетоновых тел в моче при сахарном диабете, медики говорят о переходе заболевания в более тяжелую стадию. Очень большое содержание в моче ацетона и уксусной кислоты при сахарном диабете, свидетельствует о приближении состояния гипергликемической комы у больного. |