Биохимия и ее задачи
 Скачать 1.3 Mb.
|
Образование конечных азотистых продуктовВ сутки распадается около 1-2% всех белков организма, что составляет в среднем 500 г. Из них 80% (400 г) идут на ресинтез организм-специфичных белков, а 20% (100 г) подвергаются непрямому дезаминированию с образованием конечных продуктов – кетокислот и аммиака (они содержат 10-16 г азота). Временное обезвреживание аммиакаАммиак токсичен (50 мг аммиака убивает кролика, при этом [NH3]=0,4-0,7 мг/л). Поэтому в тканях аммиак обезвреживается временными путями: 1) в основном – образованием амидов дикарбоновых кислот. Напр., ГЛУ + NH3 → ГЛН (над стрелочкой "глутаминсинтетаза", под стрелочкой – АТФ → АДФ + Фн). Аналогично АСП → АСН.  →   →  2) восстановительное аминирование кетокислот. Этот путь и дает токсичность аммиака (из-за уменьшения кол-ва кетокислот). Такой азот (в виде конъюгатов аммиака) посупает в печень, где происходит окончательное обезвреживание аммиака – образование мочевины. Небольшое количество аминов отдают аммиак в почках, где он сразу синтезируется в мочу, где соединяется с протонами, образуя ионы аммония, которые выводятся с мочой. (В крови NH4+ нет!) Орнитиновый цикл мочевинообразованияМочевина содержит 80-90% всего азота мочи. В сутки образуется 25-30 г мочевины NH2-CO-NH2. 1. NH3 + CO2 + 2АТФ + Н2О → H2N-CO-OPO3H2 + 2АДФ + Н3РО4 (над стрелочкой карбамоилфосфатсинтетаза). Образуется карамоилфосфат. 2. NH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это орнитин) + H2N-CO-OPO3H2 (это карбамоилфосфат) (орнитинкарбамоил-ТФ, – Н3РО4) NH2-CO-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это цитруллин) Далее: NH2-CO-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это цитруллин) +COOH-CH(NH2)-CH2-COOH (это АСП) аргининосукцинатсинтетаза, АТФ→АМФ+ФФн) СООН-СН2-СН(СООН)-NH-C(=NH)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это аргининосукцинат) (аргининосукцинатлиаза) СООН-СН=СН-СООН (это фумарат, который идете в ЦТК)) +NH2-C(=NH)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это аргинин). Затем: NH2-C(=NH)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это аргинин) (аргиназа, +Н2О) NH2-C(=O)-NH2 (это мочевина) + NH2-(CH2)3-CH(NH2)-COOH (это орнитин) Т.о., для синтеза мочевины необходимо два азота – один из АСП и один из ГЛУ, ГЛН, АЛА; а также 3 АТФ и 1 СО2. Синтез и распад нуклеотидовОсобенности обмена нуклеотидов: 1. Ни сами нуклеотиды, ни азотистые основания, поступающие с пищей, не включаются в синтез нуклеиновых кислот и нуклеотидов организма. Т.е., нуклеотиды пищи всегда распадаются до конечных продуктов. 2. Нуклеотиды синтезируются клетками организма заново, при этом не используются нуклеотиды пищи. Биосинтез пуриновых оснований – из аминокислот: ГЛИ, АСП, ГЛН, два атома углерода – из производного фолиевой к-ты, один – из углекислоты. Пиримидиновые основания также образуются из АК. Распад нуклеотидов аналогичен в тканях и в ЖКТ: нуклеопротеины нуклеиновые к-ты + АК (над стрелкой – протеазы); ДНК / РНК (ДНК-аза / РНК-аза, +вода) полинуклеотиды (полинуклеотидазы) мононуклеотиды (нуклеотидазы, -Фн) нуклеозиды Распад нуклеозидов сходен в тканях и в ЖКТ, но имеются различия в окислении пуриновых и пиримидиновых нуклеозидов. А. Окисление пуриновых нуклеозидовАденозин (аденозиндезаминаза, +Н2О, –NH4+) инозин (пуриннуклеозидфосфорилаза, +Фн –рибозил-1-Ф) гипоксантин (6-оксопурин) (ксантиноксидаза, +О2, +Н2О → Н2О2) ксантин (или 2,6-диоксопурин) (ксантиноксидаза, +О2, +Н2О → Н2О2) мочевая к-та (или 2,6,8-триоксопурин)Мочевая к-та – конечный продукт распада пуриновых оснований. Б. Распад пиримидиновых нуклеозидов Они распадаются до бета-аланина, который окисляется до СО2 и NH3. А также до бета-амилоизобутирата. Аммиак, образующийся при распаде, обезвреживается с образованием мочевины. Повышение содержания мочевой к-ты в крови (гиперурикемия) наблюдается при повышенном распаде пуриновых нуклеотидов (как поступающих с пищей, так, возможно, и собственных). Однако, мочевая к-та плохо растворима в кислой среде, поэтому может кристаллизоваться и осаждаться в суставах (подагра), в мочевыводящих путях (мочекаменная болезнь). Лечение – растворение с помощью содового питья (образуются хорошо растворимые ураты). Образование креатинина Креатинин образуется из креатина – азотистого соединения мышечной ткани. Креатин синтезируется в печени из АК: АРГ, МЕТ, ГЛИ. Затем креатин поступает в мышцу, где связывает фосфат с образованием креатинфосфата. Иногда креатинфосфат "теряет" фосфат, тогда образуется креатинин – конечный продукт распада креатина (в креатинине образуется связь между азотом аминогруппы и углеродом карбокси-группы).  Количество креатинина в моче определяется как показатель клубочковой фильтрации почек (он не реабсорбируется). Также определяют клиренс креатинина – сравнение содержания его в крови и в моче. Все конечные продукты, содержащиеся в крови, составляют остаточный азот крови – это азот, остающийся в растворе после осаждения белков. В норме остаточный азот 14-28 ммоль/л. Он состоит из азота промежуточных продуктов (пептиды, АК, билирубин, нуклеотиды, креатин, индол) и азота конечных продуктов (мочевина, мочевая кислота, креатинин, индикан). Образование конечных безазотистых продуктов I. Превращение ПВК В результате непрямого дезаминирования из АК образуются аммиак и кетокислоты. ЛЕЙ кетокислоты жиры. ИЛЕ, ЛИЗ, ФЕН, ТРИ, ТИР углеводы и жиры. АЛА, ЦИС, СЕР, ГЛИ, ТРЕ ПВК. ГЛУ альфа-КГ. АСП оксалоацетат (ЩУК). Пировиноградная к-та (ПВК) подвергается окислительному декарбоксилированию (Ох-ДК), протекающему в четыре реакции. При этом молекула ПВК [СН3-СО-СООН] превращается в ацетил-КоА [СH3-CO-S-KoA] и углекислоту [СО2]. Пируват-дегидрогеназный комплекс ферментов: пируватДК, ацетилТФ, ДГ липоевой к-ты. Коферменты: НАД, ФАД, ТДФ, HSKoA, липоевая к-та. НАД переходит в восстановленную форму НАД·Н2, который поступает в дыхательную цепь митохондрий, где дает 3 АТФ. Ацетил-КоА вступает в ЦТК (цикл трикарбоновых кислот, или цикл Кребса, или цикл лимонной кислоты). II. Цикл Кребса:  [НАД·Н2 поступает в дыхательную цепь митохондрий, где каждая молекула дает три АТФ; ФАД·Н2 – аналогично, но дает две АТФ] Суммарно ЦТК выглядит так: СН3-СО-SКoA + 2H2O + Фн + АДФ 2СО2 + 3НАД·Н2 + ФАД·Н2 + АТФ + HSКоА |