БХ. Ответы к экзамену.. Предмет биохимии. Важн этапы развития. Обмен веществ и энергии. Гетеро и аутотрофы(различия по питанию,истм энергии). Катаболизм,анаболизм. Осне разделы и направления в биохимии
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Глюкозо-6-фосфат +Н2О → Глюкоза + Н3РО4 Образовавшаяся свободная глюкоза способно диффундирует из этих органов в кровь. В зависимости от физиологического состояния организма и типа ткани глюкозо-6-фосфат может использоваться в клетке в различных превращениях, основными из которых являются: синтез гликогена, катаболизм с образованием СО2 и Н2О, синтез пентоз. Распад глюкозы до конечных продуктов служит источником энергии для организма. Вместе с тем в процессе метаболизма глюкозо-6-фосфата образуются промежуточные продукты, используемые в дальнейшем для синтеза аминокислот, нуклеотидов, глицерина и жирных кислот. Таким образом, глюкозо-6-фосфат - не только субстрат для окисления, но и строительный материал для синтеза новых соединений. .Биосинтез и мобилизация гликогена. Активная и неактивная формы гликогенфосфорилазы и гликогенсинтетазы,мех-м их взаимодействия,физиологическое значение резервирования и мобилизации гликогена. Гликогенозы и агликогенозы. Многие ткани синтезируют в качестве резервной формы глюкозы гликоген. Резервная роль гликогена обусловлена двумя важными свойствами: он осмотически неактивен и сильно ветвится, благодаря чему глюкоза быстро присоединяется к полимеру при биосинтезе и отщепляется при мобилизации. Синтез и распад гликогена обеспечивают постоянство концентрации глюкозы в крови и создают депо для её использования тканями по мере необходимости. Гликоген - разветвлённый полисахарид, в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1,4-гликозидной связью. В точках ветвления мономеры соединены α-1,6-гликозидными связями. Гликоген хранится в цитозоле клетки в форме гранул. Гликоген депонируется главным образом в печени и скелетных мышцах. Распад гликогена печени служит в основном для поддержания уровня глюкозы в крови. Синтез гликогена (гликогеногенез). Гликоген синтезируется в период пищеварения (через 1-2 ч после приёма углеводной пищи). Следует отметить, что синтез гликогена из глюкозы требует затрат энергии.Глюкоза активно поступает из крови в ткани и фосфорилируется, превращаясь в глюкозо-6-фосфат. Затем глюкозо-6-фосфат превращается фосфоглюкомутазой в глюкозо-1-фосфат, из которой под действием (УДФ)-глюкопирофосфорилазы и при участии (УТФ) образуется УДФ-глюкоза. Чтобы синтез гликогена был термодинамически необратимым, необходима дополнительная стадия образования уридиндифосфатглюкозы из УТФ и глюкозо-1-фосфата. Фермент, катализирующий эту реакцию, назван по обратной реакции: УДФ-глюкопирофосфорилаза. Однако в клетке обратная реакция не протекает, потому что образовавшийся в ходе прямой реакции пирофосфат очень быстро расщепляется пирофосфатазой на 2 молекулы фосфата. Образованная УДФ-глюкоза далее используется как донор остатка глюкозы при синтезе гликогена. Эту реакцию катализирует фермент гликогенсинтаза (глюкозилтрансфераза). Фермент переносит остаток глюкозы на олигосахарид,представляющий собой праймер (затравку), присоединяя молекулы глюкозы, α-1,4-гликозидными связями. Распад гликогена или его мобилизация происходят в ответ на повышение потребности организма в глюкозе. Гликоген печени распадается в основном в интервалах между приёмами пищи, кроме того, этот процесс в печени и мышцах ускоряется во время физической работы. Сначала фермент гликогенфосфорилаза расщепляет только α-1,4-гликозидные связи при участии фосфорной кислоты последовательно отщепляет остатки глюкозы от нередуцирующих концов молекулы гликогена и фосфорилирует их с образованием глюкозо-1-фосфата. Это приводит к укорочению ветвей.Когда количество остатков глюкозы ветвях гликогена достигает 4, то фермент олигосахаридтрансфераза расщепляет α-1,4-гликозидную связь и переносит фрагмент, состоящий из 3 мономеров, к концу более длинной цепи. Фермент α-1,6-гликозидаза гидролизует α-1,6-гликозидную связь в точке ветвления и отщепляет молекулу глюкозы. Мобилизация гликогена в печени и мышцах идет одинаково до образования глюкозо-6-фосфата. В печени под действием глюкозо-6-фосфатазы глюкозо-6-фосфат превращается в свободную глюкозу, которая поступает в кровь. Гликогеноз (гликогеновая болезнь) - группа наследственных дефектов обмена веществ (см.), характеризующаяся избыточным накоплением гликогена в различных органах и тканях с нарушением процессов его распада и синтеза. Гликогенозы - заболевания, обусловленные дефектом ферментов, участвующих в распаде гликогена. Они проявляются или необычной структурой гликогена, или его избыточным накоплением в печени, сердечной или скелетных мышцах, почках, лёгких и других органах.Агликогеноз-наследственное заболевание, связанное с отсутствием фермента, ответственного за синтез гликогена, — уридин-дифосфат-глюкозо-гликогентрансферазы (гликогенсинтетазы). .Аэробное окисление углеводов. Катаболизм глюкозы - основной поставщик энергии для процессов жизнедеятельности организма. Окисление глюкозы до СО2 и Н2О (аэробный распад) можно выразить суммарным уравнением: С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + Н2О + 2820 кДж/моль. Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки. В аэробном гликолизе можно выделить 2 этапа: 1)подготовительный этап, в ходе которого глюкоза фосфорилируется и расщепляется на две молекулы фосфотриоз. Эта серия реакций протекает с использованием 2 молекул АТФ. 2)этап, сопряжённый с синтезом АТФ. В результате этой серии реакций фосфотриозы превращаются в пируват. Энергия, высвобождающаяся на этом этапе, используется для синтеза 10 моль АТФ. Реакции аэробного гликолиза: на первом этапе из молекулы глюкозы образуются две триозы – глицеральдегид-3-фосфат (ГАФ) и дигидроксиацетонфосфат (ДАФ). Этот этап требует затраты энергии и включает 5 реакций: 1)фосфорилирование глюкозы гексокиназой или глюкокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, которое идет с затратой молекулы АТФ;2)изомеризацию глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат при участии фосфоглюкоизомеразы;3)фосфорилирование фруктозо-6-фосфат фосфофруктокиназой с использованием молекулы АТФ и с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата;4) альдольное расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата, катализируемое альдолазой, с образованием двух триоз - глицеральдегид-3-фосфата (ГАФ) и дигидроксиацетонфосфата (ДАФ);5) изомеризацию ДАФ и ГАФ под действием триозофосфатизомеразы. Первый этап гликолиза требует затраты 2 молекул АТФ и приводит к образованию 2 молекул ГАФ. Второй этап этого метаболического пути обеспечивает синтез АТФ. В него вступают 2 молекулы ГАФ, поэтому стехиометрический коэффициент для всех последующих реакций гликолиза равен 2. на этом этапе аэробного гликолиза происходит:1)окисление ГАФ NAD+-зависимой глицеральдегидфосфатдегидрогеназой при участии Н3РО4, которое приводит к образованию 1,3-бисфосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь;2)превращение 1,3-бисфосфоглицерата в 3-фосфоглицерат под действием фосфоглицераткиназы, сопровождающееся субстратным фосфорилированием АДФ;3)изомеризация 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат, катализируемая фосфоглицеромутазой;4) дегидратация 2-фосфоглицерата ферментом енолазой с образованием фосфоенолпирувата, содержащего макроэргическую связь;5) образование пирувата из фосфоенолпирувата под действием пируваткиназы, сопряженное с субстратным фосфорилированием АДФ; В аэробном гликолизе есть 3 необратимые реакции, котолрые катализируют ферменты гексокиназа (глюкокиназа), фосфофруктокиназа, пируваткиназа. .Анаэробное расщепление глюкозы.Гликолиз и гликогенолиз. Анаэробный гликолиз позволяет синтезировать АТФ при недостатке кислорода в тканях, например, в мышцах в первые минуты мышечных сокращений, в эритроцитах.В анаэробном гликолизе при снижении поступления кислорода в митохондрии NADH, образующийся в результате дегидрирования ГАФ, не может использоваться в ЦПЭ. Он окисляется в цитоплазме в реакции, которую катализирует лактатдегидрогеназа (ЛДГ). Акцептором водорода в этой реакции является пируват, восстанавливающийся в лактат. Следовательно, последняя реакция анаэробного гликолиза, катализируемая ЛДГ, обеспечивает регенерацию NAD+, который необходим для работы глицеральдегидфосфатдегидрогеназы. АТФ при анаэробном распаде глюкозы образуется только в двух реакциях субстратного фосфорилирования. Образующийся в мышцах и эритроцитах лактат поступает в кровь и транспортируется в печень, где может превращаться в глюкозу или окисляться в пируват, который далее включается в ОПК. Лактат всегда присутствует в крови, но его концентрация может повышаться при снижении поступления кислорода в клетки. Стадии: 1)фосфорилирование глюкозы гексокиназой или глюкокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, которое идет с затратой молекулы АТФ;2)изомеризацию глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат при участии фосфоглюкоизомеразы;3)фосфорилирование фруктозо-6-фосфат фосфофруктокиназой с использованием молекулы АТФ и с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата;4) альдольное расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата, катализируемое альдолазой, с образованием двух триоз - глицеральдегид-3-фосфата (ГАФ) и дигидроксиацетонфосфата (ДАФ);5) изомеризацию ДАФ и ГАФ под действием триозофосфатизомеразы; 6)окисление ГАФ NAD+-зависимой глицеральдегидфосфатдегидрогеназой при участии Н3РО4, которое приводит к образованию 1,3-бисфосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь;7)превращение 1,3-бисфосфоглицерата в 3-фосфоглицерат под действием фосфоглицераткиназы, сопровождающееся субстратным фосфорилированием АДФ;8)изомеризация 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат, катализируемая фосфоглицеромутазой;9) дегидратация 2-фосфоглицерата ферментом енолазой с образованием фосфоенолпирувата, содержащего макроэргическую связь;10) образование пирувата из фосфоенолпирувата под действием пируваткиназы, сопряженное с субстратным фосфорилированием АДФ; Первые 10 реакций анаэробного и аэробного гликолиза одинаковы, но в отличие от аэробного гликолиза, в анаэробном гликолизе при снижении поступления кислорода в митохондрии NADH, образующийся в результате дегидрирования ГАФ, не может использоваться в ЦПЭ. Он окисляется в цитоплазме в реакции, которую катализирует лактатдегидрогеназа (ЛДГ). Глико́лиз-ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ. Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты (пирувата), гликолиз в анаэробных условиях ведёт к образованию молочной кислоты (лактата). Гликолиз является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных. Гликогенолиз-биохимическая реакция, протекающая главным образом в печени и мышцах, во время которой гликоген расщепляется до глюкозы и глюкозо-6-фосфата.Гликогенолиз стимулируется гормонами глюкагоном и адреналином. .Глюконеогенез.Взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза(цикл Кори). Глюконеогенез — процесс образования в печени молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина,т.е. из субстратов неуглеводной природы. Процесс протекает в основном в печени (90 % глюкозы) и менее интенсивно в корковом веществе почек, а также в слизистой оболочке кишечника (10% глюкозы). Часть реакций глюконеогенеза происходит в митохондриях. Стадии глюконеогенеза повторяют стадии гликолиза в обратном направлении и катализируются теми же ферментами за исключением 4 реакций:превращение пирувата в оксалоацетат (фермент пируваткарбоксилаза);превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват (фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа);превращение фруктозо-1,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат (фермент фруктозо-1,6-дифосфатаза);превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу (фермент глюкозо-6-фосфатаза). Первичные субстраты глюконеогенеза - лактат, аминокислоты и глицерол. Включение этих субстратов в глюконеогенез зависит от физиологического состояния организма. Лактат - продукт анаэробного гликолиза. Он образуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах. Таким образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно. Глицерол высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в период голодания или при длительной физической нагрузке. Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе. Стадии гликолиза: 1)фосфорилирование глюкозы гексокиназой или глюкокиназой с образованием глюкозо-6-фосфата, которое идет с затратой молекулы АТФ;2)изомеризацию глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат при участии фосфоглюкоизомеразы;3)фосфорилирование фруктозо-6-фосфат фосфофруктокиназой с использованием молекулы АТФ и с образованием фруктозо-1,6-бисфосфата;4) альдольное расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата, катализируемое альдолазой, с образованием двух триоз - глицеральдегид-3-фосфата (ГАФ) и дигидроксиацетонфосфата (ДАФ);5) изомеризацию ДАФ и ГАФ под действием триозофосфатизомеразы; 6)окисление ГАФ NAD+-зависимой глицеральдегидфосфатдегидрогеназой при участии Н3РО4, которое приводит к образованию 1,3-бисфосфоглицерата, содержащего макроэргическую связь;7)превращение 1,3-бисфосфоглицерата в 3-фосфоглицерат под действием фосфоглицераткиназы, сопровождающееся субстратным фосфорилированием АДФ;8)изомеризация 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат, катализируемая фосфоглицеромутазой;9) дегидратация 2-фосфоглицерата ферментом енолазой с образованием фосфоенолпирувата, содержащего макроэргическую связь;10) образование пирувата из фосфоенолпирувата под действием пируваткиназы, сопряженное с субстратным фосфорилированием АДФ; Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза. С током крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза (синтез глюкозы из неуглеводных соеднений), и лактат идет на синтез глюкозы. .Апотонический распад углеводов.Биологическое значение пентозофосфатного цикла. Глюкозо-6-фосфат может включаться в реакции пентозофосфатного пути. В этом процессе образуется рибозо-5-фосфат, необходимый для синтеза нуклеотидов, и восстанавливается кофермент NADP+. NADPН является донором водорода в реакциях восстановления при синтезе жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, инактивации чужеродных веществ и обезвреживании активных форм кислорода. Реакции этого метаболического пути идут в большинстве тканей, но наиболее активно в печени, жировой ткани, эритроцитах. Все реакции этого метаболического пути идут в цитоплазме клеток и их можно разделить на два этапа: окислительный и неокислительный. Окислительный этап включает три реакции, две из которых являются ОВР: 1)превращение глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконолактон, катализируется NADP+-зависимой глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода и образованием NADPН; 2)превращение 6-фосфоглюконолактона в 6-фосфоглюконат под действием фермента глюконолактонгидратазы; 3)окислительное декарбоксилирование 6-фосфоглюконата с образованием пентозы рибулозо-5-фосфата. Реакцию катализирует NADP+-зависимая 6-фосфоглюконат дегидрогеназа. Неокислительный этап пентозофосфатного пути включает серию обратимых реакций, в результате которых рибулозо-5-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат. Оба этапа этого метаболического пути образуют циклический процесс, суммарное уравнение которого можно представить так: 6 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADP+ + 2 Н2О →5 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADPH +Н+ + 6 СO2. .Энергетический выход окисления одной молекулы глюкозы при гликолизе,аэробном и прямом окислении.Регуляция углеводного обмена. Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением: С6Н12О6 + 6 О2 → 6 СО2 + Н2О + 2820 кДж/моль. Этот процесс включает несколько стадий: -аэробный гликолиз - процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата; -общий путь катаболизма, включающий превращение пирувата в ацетил-КоА и его дальнейшее окисление в цитратом цикле; -ЦПЭ на кислород, сопряжённая с реакциями дегидрирования, происходящими в процессе распада глюкозы. Анаэробным гликолизом называют процесс расщепления глюкозы с образованием в качестве конечного продукта лактата. Этот процесс протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счёт реакций субстратного фосфорилирования. Суммарное уравнение процесса: С6Н1206 + 2 Н3Р04 + 2 АДФ = 2 С3Н6О3 + 2 АТФ + 2 Н2O. Уравнение гликолиза имеет следующий вид: Глюкоза + 2НАД+ + 2АДФ + 2Фн = 2НАД∙Н + 2ПВК + 2АТФ + 2H2O + 2Н+. У высших организмов обмен углеводов подвержен сложным механизмам регуляции, в которых участвуют гормоны, метаболиты и коферменты.Печень занимает центральное место в углеводном метаболизме. Одной из важнейших функций клеток печени является накопление избыточной глюкозы в виде гликогена и ее быстрое высвобождение по мере метаболической необходимости (буферная функция). После полной мобилизации запасов гликогена печень может поставлять глюкозу за счет синтеза de novo (глюконеогенез). Кроме того, как и все ткани, она потребляет глюкозу путем гликолиза. Гормон поджелудочной железы инсулин переводит глюкозу в гликоген и тем самым уменьшает количество сахара в крови.Адреналин и глюкагон увеличивают расщепление гликогена в печени, в мышцах, вследствие чего увеличивается содержание сахара в крови. .Переваривание и всасывание белков в жкт.Механизм действия протеолитических ферментов.Гниение белков в кишечнике под влиянием микроорганизмов.Обезвреживание продуктов гниения. В пищевых продуктах содержание свободных аминокислот очень мало. Подавляющее их количество входит в состав белков, которые гидролизуются в ЖКТ под действием ферментов протеаз. Субстратная специфичность этих ферментов заключается в том, что каждый из них с наибольшей скоростью расщепляет пептидные связи, образованные определёнными аминокислотами. Протеазы, гидролизующие пептидные связи внутри белковой молекулы, относят к группе эндопептидаз. Ферменты, относящиеся к группе экзопептидаз, гидролизуют пептидную связь, образованную концевыми аминокислотами. Под действием всех протеаз ЖКТ белки пищи распадаются на отдельные аминокислоты, которые затем поступают в клетки тканей. В ротовой полости переваривания и всасывания белков не происходит.Желудочный сок - продукт нескольких типов клеток. Обкладочные (париетальные) клетки стенок желудка образуют соляную кислоту, главные клетки секретируют пепсиноген. Добавочные и другие клетки эпителия желудка выделяют муцинсодержащую слизь. Париетальные клетки секретируют в полость желудка также гликопротеин, который называют "внутренним фактором" (фактором Касла). Этот белок связывает "внешний фактор" - витамин В12, предотвращает его разрушение и способствует всасыванию. В тонком кишечнике полипептиды подвергаются дальнейшему расщеплению проте- азами, имеющимися в соке поджелудочной железы и на поверхности микроворсинок энтероцитов. Различные панкреатические ферменты атакуют белковую молекулу в разных участках. Ферменты, гидролизирующие белки, подразделяют на эндопептидазы (трипсин, химотрипсин, эластаза) и экзопептидазы (карбопептидазы А и В). Эндопептидазы гидролизуют внутренние связи пептидов, а экзопептидазы отщепляют только концевые группы преимущественно нейтральных и основных аминокислот. В тонком отделе кишечника происходит дальнейший гидролиз пептидов до аминокислот. Туда поступает панкреатический сок,который содержит неактивные предшественники протеаз: трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазу, проэластазу. Слизистой кишечника вырабатывается фермент энтеропептидаза, который активирует трипсиноген до трипсина, а последний уже все остальные ферменты. Протеолитические ферменты содержатся также в клетках слизистой кишечника, поэтому гидролиз небольших пептидов происходит после их всасывания. Конечный результат действия ферментов желудка и кишечника – расщепление почти всей массы пищевых белков до свободных аминокислот. Протеолиз — процесс ферментативного гидролиза белков, катализирующийся протеолитическими ферментами (протеазами). Действие протеолитических ферментов может быть разделено на две различные категории: -ограниченный протеолиз, в котором протеаза специфически расщепляет одну или несколько пептидных связей в белке-мишени, что обычно приводит к изменению функционального состояния последнего: ферменты, например, при этом становятся активными, а прогормоны превращаются в гормоны; -неограниченный или тотальный протеолиз, при котором белки распадаются до своих аминокислот. Образование токсичных продуктов из аминокислот под действием микроорганизмов кишечника называют гниением белков в кишечнике. Ферменты бактерий расщепляют аминокислоты и превращают их в амины, фенолы, индол, скатол, сероводород и другие ядовитые для организма соединения. Под действием ферментов бактерий из аминокислоты тирозина могут образовываться фенол и крезол путём разрушения боковых цепей аминокислот микробами. Эти вещества всасываются клетками кишечника, транспортируются кровью по воротной вене в печень, где обезвреживание фенола и крезола может происходить путём конъюгации с остатком серной или с глюкуроновой кислотой в составе УДФ-глюкуроната. Конъюгация глюкуроновых кислот с фенолом и крезолом происходит при участии фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы. Продукты конъюгации хорошо растворимы в воде и выводятся с мочой через почки. В кишечнике из аминокислоты триптофана микроорганизмы образуют индол и скатол. Бактерии разрушают боковую цепь триптофана, оставляя нетронутой кольцевую структуру.Индол образуется в результате отщепления бактериями боковой цепи, в виде серина или аланина. Скатол и индол обезвреживаются в печени в 2 этапа. Сначала в результате микросомального окисления они приобретают гидроксильную группу. Так, индол переходит в индоксил, а затем вступает в реакцию конъюгации с ФАФС, образуя индоксилсерную кислоту, калиевая соль которой получила название животного индикана. Синтез гиппуровой кислоты из бензойной кислоты и глицина протекает у человека и большинства животных преимущественно в печени. .Значение белков в питании.Баланс азота,азотистое равновесие,заменимые и незаменимые аминокислоты. Белки выполняют функцию основного строительного материала для роста и обновления клеток. Они входят в состав гормонов, ферментов и антител. Важнейшей функцией пищевых белков является обеспечение организма пластическим материалом. Основным источником, восполняющим фонд аминокислот организма, являются белки пищи. Аминокислоты (свободные и в составе белков) содержат почти 95% всего азота, поэтому баланс азота в организме является показателем состояния белкового и аминокислотного обмена. Азотистый баланс определяют как разницу между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота (преимущественно в виде мочевины и аммонийных солей). Азотистый баланс может быть равным нулю (азотистое равновесие)- у здорового человека при сбалансированном питании количество поступающего азота в сутки равно количеству выделяемого.Незмаменимые аминокислоты- те аминокислоты, синтез которых сложен и неэкономичен для организма, которые выгоднее получать с пищей. К ним относят фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин. Две аминокислоты - аргинин и гистидин - у взрослых образуются в достаточных количествах, однако детям для нормального роста организма необходимо дополнительное поступление этих аминокислот с пищей. Поэтому их называют частично заменимыми. Две другие аминокислоты - тирозин и цистеин - условно заменимые, так как для их синтеза необходимы незаменимые аминокислоты. Тирозин синтезируется из фенилаланина, а для образования цистеина необходим атом серы метионина. Остальные аминокислоты легко синтезируются в клетках и называются заменимыми. К ним относят глицин, аспарагиновую кислоту, аспарагин, глутаминовую кислоту, глутамин, серии, пролин, аланин. Если белок содержит все незаменимые аминокислоты в необходимых пропорциях и легко подвергается действию протеаз, то биологическая ценность такого белка условно принимается за 100, и он считается полноценным. К таким относят белки яиц и молока. .Трансаминирование,переаминирование.Аминотрансферазы.Роль пиридоксальфосфата.Определние активности трансаминаз при диагностике. В клетках аминокислоты используются для синтеза белков и различных биологически активных соединений или вступают в реакции катаболизма. Многие превращения аминокислот начинаются с отщепления α-аминогруппы от аминокислоты. Это происходит с помощью реакций трансаминирования и дезаминирования. Трансаминирование - реакция переноса α-аминогруппы с аминокислоты (донор) на α-кетокислоту (акцептор) с образованием новой кетокислоты и новой аминокислоты. Эта реакция обратима. Реакции трансаминирования протекают с участием ферментов аминотрансфераз, которые локализованы в цитозоле и митохондриях клеток. В реакции участвует кофермент пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В6 (пиридоксина). Пиридоксальфосфат является простетической группой аминотрансфераз, так как связан с лизином в активном центре фермента прочной альдиминной связью. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты, за исключением лизина, треонина и пролина. Наиболее активно идут реакции с участием аминокислот, содержание которых в тканях значительно выше остальных – глутамата, аланина, аспартата и соответствующих им кетокислот - α-кетоглутарата, пирувата и оксалоацетата, причем основным донором аминогруппы является глутамат, а в качестве основного акцептора аминогруппы выступает α-кетоглутарат (α-КГ). Акцептором аминогруппы любой аминокислоты, подвергающейся трансаминированию, служит α-кетоглутарат. Принимая аминогруппу, он превращается в глутамат, который способен передавать эту группу любой α-кетокислоте с образованием другой аминокислоты. Наиболее важны с медицинской точки зрения ферменты аспартатаминотрансфераза (ACT) и аланинаминотрансфераза (АЛТ). Фермент аспартатаминотрансфераза (ACT) катализирует реакцию трансаминирования между аспартатом и α-кетоглутаратом. Так как реакция трансаминирования обратима, по субстратам обратной реакции этот же фермент называется глутамат-оксалоацетатаминотрансферазы (ГОТ). Реакцию трансаминирования между аланином и α-кетоглутаратом катализирует фермент аланинаминотрансфераза (АЛТ), причем по субстратам обратной реакции ему можно дать название глутамат-пируватаминотрансферазы (ГПТ). Реакции трансаминирования выполняют важные физиологические функции, так как и их помощью:из α-кетокислот синтезируются аминокислоты, необходимые для существования клеток; происходит перераспределение аминного азота в тканях и органах; начинается катаболизм большинства аминокислот – первая стадия непрямого дезаминирования. Образующиеся α-кетокислоты вступают в общий путь катаболизма и используются в глюконеогенезе. Аминотрансферазы АЛТ и ACT присутствуют во многих тканях, но наиболее активны в клетках печени и миокарда. АЛТ локализована в цитозоле клеток, а АСТ – в цитозоле и митохондриях. Оба фермента практически отсутствуют в крови здорового человека. Высокая активность ферментов в крови человека свидетельствует о воспалительных процессах, что дает возможность использовать определение активности АСТ и АЛТ для дифференциальной диагностики заболеваний печени и сердца. Обычно определяют соотношение ACT/АЛТ в сыворотке крови (коэффициент де Ритиса). В норме этот коэффициент равен 1,33±0,42.При инфаркте миокарда значение коэффициента де Ритиса резко возрастает. При гепатитах активность АЛТ в сыворотке крови увеличивается в 8-10 раз по сравнению с нормой, a ACT - в 2-4 раза. Коэффициент де Ритиса снижается до 0,6. Однако при циррозе печени этот коэффициент увеличивается, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходят обе формы ACT. .Дезаминирование аминокислот. |