Зачет аминокислоты. ЗАЧЕТ АМИНОКИСЛОТЫ. Вариант 1 Реакции утилизации аммиака
 Скачать 72.26 Kb.
|
|
Вариант 7 1.Реакция дезаминирования аминокислот. Обязательным этапом катаболизма аминокислот является удаление аминогруппы, т.е. их дезаминирование. Азот аминогруппы выводится у человека в виде мочевины и аммонийных солей. Эти вещества являются конечными продуктами азотистого обмена. Частично аммиак, образующийся при дезаминировании аминокислот, реутилизируется в ходе восстановительного аминирования кетокислот. Углеродные скелеты аминокислот в конечном итоге поступают в ЦТК, где они расщепляются до углекислого газа и воды. Например, при дезаминировании глутамата образуется 2-кетоглутарат, аспартата – оксалоацетат, они являются интермедиатами ЦТК. Катаболизм аланина связан с образованием пирувата, который подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетил-КоА, вовлекаемый в ЦТК. Окислительному дезаминированию подвергается только глутамат. Для этой аминокислоты существует специфичный и высокоактивный фермент глутаматдегидрогеназа, который катализирует реакцию окислительного дезаминирования глутамата. Окислительное дезаминирование проходит в две стадии: На первой стадии под действием глутаматдегидрогеназы происходит ферментативное дегидрирование аминокислоты с образованием иминокислоты. Акцептором атомов водорода является НАД(Ф). На второй стадии иминокислота спонтанно, с участием воды распадается на аммиак и 2-кетоглутарат. Реакция имеет значение для катаболизма таких аминокислот как пролин, аргинин, глутамин, гистидин, т.к. их метаболизм происходит через стадию образования глутамата. Непрямое дезаминирование происходит в две стадии: 1) Реакция трансаминирования, использующая 2-кетоглутарат в качестве акцептора аминогруппы 2) Образовавшийся глутамат вступает в реакцию окислительного дезаминирования 2.В состав белков пищи, которую скармливали животным ,входили пептиды следующего состава АЛА-СЕР-ГЛИ-ТИР-ГИС-ФЕН-ЛИЗ-ТРИ-ВАЛ-ЛЕЙ-ГИС-ВАЛ-ТРИ-ТРЕ-ФЕН-СЕР-АСП-АСН-МЕТ-ТРИ А.Назовите ферменты ,которые расщепляют эти пептиды: а) в желудке: пепсин б) в просвете тонкого кишечника: трипсин, химотрипсин, карбоксипептидазы в) в слизистой тонкого кишечника(кишечной кайме): аминопептидазы 3. Почему аргинин и гистидин относят к частично заменимым аминокислотам? Аргинин и гистидин, являются частично заменимыми, поскольку они синтезируются в организме, однако со скоростью, не достаточной для того, чтобы обеспечить рост организма в детском возрасте. 4. О патологии какого органа свидетельствует увеличение концентрации мочевины в крови? Почек 5. Почему при осуществлении коллатерального кровообращения в обход печени возможно развитие гипераммониемии? Будет накапливаться аммиак, т.к. именно в печени происходит обезвреживание аммиака с помощью орнитинового цикла. 6. Возможно ли образование мочевины в орнитиновом цикле в случае если не функционирует ЦТК? Нет, т.к. между орнитиновым циклом мочеобразования и ЦТК существует тесная функциональная зависимость. ЦТК поставляет в орнитиновый цикл СО2 и АТФ. При участии ферментов ЦТК происходит превращение фумарата в аспартат, необходимый для образования аргининосукцината. А также не будет достаточно оксалоацетата. 7.Составные части, химические свойства и кислотность желудочного сока. Диагностическое значение. В состав нормального желудочного сока входят: вода, белки, пепсин, гастриксин, липаза, муцин, соляная кислота, хлорид натрия, кислые фосфаты, гликопротеин – так называемый внутренний фактор Кастла и другие вещества. Кислотность желудочного сока формируется за счет следующих компонентов: свободная соляная кислота, связанная соляная кислота, кислореагирующие фосфаты, органические кислоты. Соляную кислоту, находящуюся в солеобразном соединении с белками и продуктами их гидролиза, называют связанной соляной кислотой. Несвязанную с белками кислоту называют свободной соляной кислотой. У здорового взрослого человека содержание свободной соляной кислоты составляет 20–40 ммоль/л. Сумма всех кислореагирующих веществ желудочного сока составляет общую кислотность желудочного сока, которая у здорового взрослого человека составляет 40–60 ммоль/л. Одним из основных методов исследования желудочной секреции является зондовый, с его помощью производится отбор проб желудочного сока с последующим исследованием его компонентов и состояния кислотности. Этот метод является нефизиологичным и травматичным, в связи с чем противопоказан некоторым людям (сужение пищевода, нарушения психики). Существуют и беззондовые методы, основанные на использовании ионообменных смол, способных обменивать ионы в кислой среде. При применении этого метода кислотность желудочного сока оценивается по изменению цвета мочи. Кроме того, используется десмоидная проба, которая основана на использовании резинового мешочка с метиленовым синим, перевязанного кетгутовой нитью № 3. Этот мешочек заглатывается. Если кислотность желудочного сока нормальная, кетгутовая нить переваривается под действием пепсина, метиленовый синий всасывается. Этот факт устанавливается по изменению цвета мочи. Если моча сохраняет обычный цвет, кислотность желудочного сока понижена или в нем отсутствует соляная кислота. Определение кислотности желудочного сока важно для диагностики различных заболеваний желудка. Повышенная кислотность желудочного сока сопровождается изжогой, диареей и может быть симптомом язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также гиперацидного гастрита. Пониженная кислотность или полное отсутствие соляной кислоты наблюдается при атрофических гастритах и часто сопровождается анемией вследствие недостаточной выработки фактора Кастла. Анацидность, или ахлоргидрия, свидетельствует о значительной потере слизистой оболочкой обкладочных клеток, что может быть при раке желудка. Желудочный сок ребенка до года характеризуется невысокой кислотностью (рН 3,0–4,0, в единицах кислотности). Причем до 4–5-месячного возраста кислотность обусловлена присутствием молочной кислоты, а позже и соляной. Интенсивность секреции желудочного сока возрастает примерно в два раза при смешанном вскармливании. Первые 2 месяца жизни главную роль в переваривании белков играет ренин, а затем гастриксин и пепсин. Однако первые два года активность протеиназ остается низкой и достигает максимального уровня к 3-м годам. Ферментативная активность слизистой кишечника высокая, преобладает мембранное пищеварение. Женское молоко в желудке находится 2–3 часа, питательная смесь с коровьим молоком – 3–4 часа. Белки женского молока перевариваются и всасываются лучше, чем коровьего, и усваиваются на 90–95%, а коровьего – на 60–70%. 8.Распад пуриновых нуклеотидов. Подагра. Диагностическое значение определения мочевой кислоты в сыворотке крови. Основной продукт распада пуриновых нуклеотидов у человека – мочевая кислота. Ее образование идет путем предварительного гидролитического отщепления фосфатного остатка от нуклеотидов с помощью фосфатаз, расщепления нуклеозидов и последующего дезаминирования и окисления азотистых оснований (рис. 3) с образованием мочевой кислоты. При физиологических значениях рН мочевая кислота слабо диссоциирует и образует натриевую соль. При избыточном образовании мочевой кислоты может развиваться подагра – заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и ее солей откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболочке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов. Причины подагры: а. Избыточный синтез пуриновых нуклеотидов. б. Нарушение синтеза ИМФ. (ИМФ - пуриновые нуклеотиды - мочевая кислота) в. Избыточное поступление нуклеиновых кислот с пищей. г. Снижение скорости реутилизации пуриновых оснований. д. Ускорение синтеза нуклеиновых кислот. Диагностическое значение определения мочевой кислоты в сыворотке крови. Определение мочевины в сыворотке крови необходимо для диагностики и контроля за лечением ряда заболеваний почек, печени и др. Повышение содержания мочевины в крови свидетельствует о почечной недостаточности. Повышение уровня мочевины в сыворотке крови наблюдается также при других патологических состояниях – усиленном распаде белков, непроходимости кишечника. Поскольку мочевина синтезируется главным образом в печени, вполне понятно, что при ее заболеваниях в первую очередь страдает мочевинообразовательная функция. При этом уровень мочевины в крови уменьшается. Вариант8 1.Реакции трансметилирования и утилизации гомоцистеина. Трансметилирование – это процесс переноса метильной группы (СН3) от метионина, который содержит лабильную метильную группу. Метионин участвует в этом процессе в своей активной форме – в виде S-аденозилметионина, образующегося в реакции с АТФ. S-аденозилметионин под влиянием метилтрансферазы передает свою СН3-группу на вещество, подлежащее метилированию, т.е. акцептору. Сам он при этом превращается в S-аденозилгомоцистеин, а акцептор становится метилированным. Далее S-аденозилгомоцистеин расщепляется на аденозин и гомоцистеин. Наиболее энергично процесс трансметилирования протекает в митохондриях клеток печени. Биороль трансметилирования Трансметилирование используется в процессе синтеза адреналина из норадреналина, образования креатина, фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина, холина из этаноламина, посттрансляционной модификации полипептидных цепей белка, процессинга рибонуклеиновых кислот (расстановка метильных меток в РНК обеспечивает их защиту от собственных эндо- и экзонуклеаз). Трансметилирование является важнейшим механизмом обезвреживания ксенобиотиков путем конъюгации аминов, фенолов и тиоловых соединений с образованием метилпроизводных. Образовавшийся в реакции трансметилирования гомоцистеин может повреждать эндотелий сосудов, в связи с чем повышенная концентрация рассматривается как этиологический фактор развития атеросклероза. Путями утилизации гомоцистеина в организме являются Вс- и В12-зависимое метилирование с образованием метионина и В6-зависимое образование цистеина. Донором метильной группы в первом случае выступает метил-ТГФК. Для успешного протекания реакции требуется присутствие кобаламина, который является коферментом метилтрансферазы. Метильная группа вначале переносится на кобаламин, а уже с метилкобаламина на гомоцистеин. Таким образом, в регенерации метионина задействованы два витамина. Функция фолиевой кислоты шире, чем участие только в реакциях трансметилирования. Она обеспечивает обмен и других одноуглеродных фрагментов – формильных, формимино, метинильных, оксиметильных и метиленовых. Основным источником одноуглеродных фрагментов является серин, который, взаимодействуя с активной формой фолиевой кислоты – тетрагидрофолиевой кислотой (FН4), передает ей метиленовую группу. Метилен в составе FH4 либо восстанавливается до метил-FH4, который затем переносится на гомоцистеин с образованием метионина, либо используется в реакциях синтеза тимина. Другой возможный путь – превращение метилен-FH4 в метинил-FH4 или в формил-FH4, которые используются в реакциях синтеза пуриновых нуклеотидов. 2.В состав белков пищи, которую вскармливали животным входили пептиды следующего состава: Ала-Вал-Мет-Лей-Фен-Сер-Иле-Три-Лиз-Тре-Глу-Про-Три-Лиз-Мет-Вал-Лей-Гли-Асп-Глн А.при действии каких ферментов кишечника при переваривании данного фрагмента появятся пептиды С-концевыми аминокислотами которых будут Арг и Фен? Аргинина в этом пептиде вообще нет, а Фен будет с-концевой аминокислотой этого пептида при действии химотрипсина 3.Почему тирозин относят к условно заменимым аминокислотам? Тирозин является условно заменимой аминокислотой, т.к. он образуется в организме из незаменимой аминокислоты фенилаланина, т.е. его синтез возможен при условии наличия фенилаланина. 4. Покажите путь азота аспартата до азота мочевины. Аспартат превращается в аргинино-сукцинат, аргинино-сукцинат в свою очередь превращается в аргинин, далее аргинин превращается в орнитин и образуется мочевина. 5.Выберите из предложенных процессы обмена, которые будут нарушены при недостатке фолиевой кислоты а)образование S-аденозилметионина б)синтез метионина из гомоцистеина в)синтез пуриновых нуклеотидов г)образование глицина из серина д)превращение серина в цистеин 6. В какую аминокислоту превращается оксалоацетат в реакции трансаминирования? Аспартат 7. Общая характеристика источников и путей расходования аминокислот в тканях. Совокупность свободных аминокислот в живых организмах образует так называемый аминокислотный фонд. У взрослого человека этот фонд составляет примерно 35 г. Обычно процессы расходования и пополнения аминокислотного фонда уравновешены, то есть он находится в состоянии динамического равновесия. Пополнение аминокислотного фонда осуществляется за счет эндогенных и экзогенных источников. За счет эндогенных источников пополняется 2/3, а за счет экзогенных – 1/3 аминокислотного фонда. Одним из эндогенных источников аминокислот в организме является синтез заменимых аминокислот. Из 20-ти входящих в состав белков аминокислот у человека могут синтезироваться 10 (табл.1). Остальные 10 аминокислот должны поступать с пищевым белком. Следует отметить, что такие аминокислоты, как аргинин и гистидин, являются частично заменимыми, поскольку они синтезируются в организме, однако со скоростью, не достаточной для того, чтобы обеспечить рост организма в детском возрасте. Тирозин является условно заменимой аминокислотой так как он образуется в организме из незаменимой аминокислоты фенилаланина, т.е. его синтез возможен при условии наличия фенилаланина. Вторым эндогенным источником пополнения аминокислотного фонда является распад белков организма. У здорового человека обновление белков составляет 1–2% от общего количества белков тела, или 30–40 г в сутки. При этом примерно 75–80% высвободившихся аминокислот снова используется в синтезе белков. Оставшаяся часть подвергается катаболизму до конечных продуктов азотистого обмена, превращается в глюкозу, кетоновые тела или жирные кислоты. Поступление аминокислот в составе пищевого белка является экзогенным источником пополнения аминокислотного фонда. Для поддержания стационарного состояния аминокислотного фонда взрослый организм нуждается в потреблении примерно 60 г белка. При этом важным является биологическая ценность пищевого белка, которая оценивается по наличию незаменимых аминокислот в пищевом белке и соответствию их соотношения в синтезируемых организмом белках. С учетом аминокислотного скора (соотношения незаменимых аминокислот), а также перевариваемости и усвояемости, пищевые белки можно расположить по ценности в следующем порядке: яичный белок, альбумин молока, белки рыбы, мяса, белки растительных продуктов. Недостаточное содержание в рационе полноценных белков приводит к развитию кахексии и квашиоркора (детская дистрофия). Расходование аминокислотного фонда связано со следующими процессами: 1. Синтез белков и пептидов. 2. Синтез соединений других классов: а) пуриновых и пиримидиновых оснований (Гли, Глн, Асп); б) катехоламинов и йодтиронинов (Тир); в) биогенных аминов (Глу, Гис, 5-гидрокситриптофан); г) порфиринов (Гли); д) глицерофосфолипидов (Сер, Мет); е) креатина (Арг, Мет); ж) меланинов (Тир, Цис); з) витамина РР (Три). 3. Распад ради энергии. Около 10% от общего количества АТФ при смешанной диете образуется за счет окисления аминокислот. 4. Образование глюкозы (все аминокислоты, за исключением Лиз и Лей). 5. Образование кетоновых тел и жирных кислот (Лей, Йле, Лиз, Тир, Фен). 8. Трансаминирование, роль витаминов В6,АлАТ и АсАТ и их диагностическое значение. Трансаминирование – обратимый перенос аминогруппы с аминокислоты на a-кетокислоту без промежуточного выделения аммиака, в результате чего образуется новая аминокислота и новая кето-кислота. Трансаминирование осуществляется пиридоксальзависимыми ферментами – трансаминазами, локализованными как в митохондриях, так и в цитозоле клеток различных органов и тканей. Наиболее активно процесс трансаминирования идет в печени и мышцах. Трансаминированию подвергаются все аминокислоты за исключением пролина, треонина и лизина. В качестве кетокислот, акцептирующих аминогруппу, могут выступать 2-кетоглутарат, оксалоацетат и пируват. Трансаминазы проявляют спе-цифичность по отношению к своей аминокислоте и своей кетокислоте. Ферменты относятся ко второму классу. Наибольшую активность проявляют аланинаминотрансфераза и аспартатаминотрансфераза. Трансаминирование происходит в две стадии. На первой стадии аминокислота взаимодейству-ет с пиридоксальфосфатом в составе фермента, образуя с ним Шиффово основание, отдает ему свою аминогруппу и в результате аминокислота превращается в соответствующую кетокислоту, а пиридок-сальфосфат в пиридоксаминофосфат. На второй стадии пиридоксаминофосфат взаимодействует с одной из трех a-кетокислот и передает ей аминогруппу, в результате кетокислота превращается в аминокисло-ту (2-кетоглутарат в глутамат, оксалоацетат в аспартат, пируват в аланин), пиридоксаминофосфат в пи-ридоксальфосфат. Процесс является обратимым. Значение трансаминирования: 1.Трансаминирование является первой фазой непрямого дезаминирования. При этом в роли ак-цептора аминогруппы выступает 2-кетоглутарат, который по ходу реакции превращается в глутамат. Глутамат является единственной аминокислотой, которая может вступать в реакцию окислительного дезаминирования. Таким образом, реакция трансаминирования выполняет функцию своеобразного кол-лектора, с помощью которого аминогруппы со всех аминокислот собираются на 2-кетоглутарат с образо-ванием глутамата. Поскольку удаление аминогруппы является обязательным условием катаболизма аминокислот эта реакция обеспечивает вовлечение практически всех аминокислот на путь распада. 2.Трансаминирование - один из путей синтеза заменимых аминокислот. 3.Трансаминирование является важнейшим механизмом взаимосвязи обмена различных классов соединений (например, пируват – продукт обмена углеводов в реакции трансаминирования В медицине с диагностической целью исследуют активность в крови двух трансаминаз: 1) АлАТ ( катализирует реакцию переноса аминогруппы с аланина на 2-кетоглутарат) 2) АсАТ ( катализирует реакцию переноса аминогруппы с аспартата на 2-кетоглутарат) При заболеваниях в кровь поступают оба фермента, поэтому требуется исследование активности обоих ферментов. |