Зачем врачу нужна биологическая химия

• Название: Зачем врачу нужна биологическая химия
• Анкор: Lektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
• Дата: 21.12.2017
• Размер: 6.47 Mb.
• Имя файла: Lektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
• Тип: Документы; #12377
• страница: 57 из 139

Новосинтезированным белкам надо "созреть"

После того как пептидная цепь отходит от рибосомы она должна принять свою биологически активную форму, т.е. свернуться определенным образом, связать какие-либо группы и т.п. Реакции превращения полипептида в активный белок называются процессингили посттрансляционная модификация белков.

Посттрансляционная модификация белков

К основным реакциям процессинга относятся:

1. Удалениес N-конца метионина или даже нескольких аминокислот специфичными аминопептидазами.

2. Образование дисульфидных мостиков между остатками цистеина.

3. Частичный протеолиз – удаление части пептидной цепи, как в случае с инсулином или протеолитическими ферментами ЖКТ.

4. Присоединение химической группы к аминокислотным остаткам белковой цепи:

• 
  фосфорнойкислоты – например, фосфорилирование по аминокислотам Серину, Треонину, Тирозину используется при регуляции активности ферментов или для связывания ионов кальция,
  
• 
  карбоксильнойгруппы – например, при участии витамина К происходит γ-карбоксилирование глутаматав составе протромбина, проконвертина, фактора Стюарта, Кристмаса, что позволяет связывать ионы кальция при инициации свертывания крови,
  
• 
  метильнойгруппы – например, метилирование аргинина и лизина в составе гистонов используется для регуляции активности генома,
  
• 
  гидроксильнойгруппы – например, образование гидроксипролина и гидроксилизина необходимо для созревания молекул коллагена при участии витамина С,
  
• 
  йода– например, в тиреоглобулине присоединение йода необходимо для образования предшественников тиреоидных гормонов йодтиронинов,
  

5. Включение простетическойгруппы:

• 
  углеводныхостатков – например, гликирование требуется при синтезе гликопротеинов.
  
• 
  гема– например, при синтезе гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы,
  
• 
  витаминныхкоферментов – биотина, ФАД, пиридоксальфосфата и т.п.
  

6. Объединение протомеров в единый олигомерный белок, например, гемоглобин, коллаген, лактатдегидрогеназа, креатинкиназа.

Фолдинг белков

Фолдинг – это процесс укладки вытянутой полипептидной цепи в правильную трехмерную пространственную структуру. Для обеспечения фолдинга используется группа вспомогательных белков под названиемшапероны(chaperon, франц. – спутник, нянька). Они предотвращают взаимодействие новосинтезированных белков друг с другом, изолируют гидрофобные участки белков от цитоплазмы и "убирают" их внутрь молекулы, правильно располагают белковые домены.

В целом шапероны способствуют переходу структуры белков от первичного уровня до третичного и четвертичного.

При нарушении функции шаперонов и отсутствии фолдинга в клетке формируются белковые отложения – развивается амилоидоз. Насчитывают около 15 вариантов амилоидоза.

Трансляция является хорошей мишенью для лекарств

Многие вещества обладают способностью связываться с элементами рибосом или другими факторами трансляции. Некоторые из этих веществ используются в качестве лекарственных средств, которые в состоянии действовать на разных уровнях трансляции, например:

1. Инактивация факторов инициации

• 
  интерферонактивирует внутриклеточные протеинкиназы, которые, в свою очередь, фосфорилируют белковый фактор инициации ИФ-2 и подавляют его активность.
  

2. Нарушение кодон-антикодонового взаимодействия

• 
  стрептомицинприсоединяется к малой субъединице и вызывает ошибку считывания первого основания кодона.
  

3. Блокада стадии элонгации

• 
  тетрациклиныблокируют А-центр рибосомы и лишают ее способности связываться с аминоацил-тРНК,
  
• 
  левомицетинсвязывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует пептидил-трансферазу,
  
• 
  эритромицинсвязывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует транслоказу,
  
• 
  пуромицинпо структуре схож с тирозил-тРНК, входит в А-центр рибосомы и участвует в пептидил-трансферазной реакции, образуя связь с имеющимся пептидом. После этого комплекс пуромицин-пептид отделяется от рибосомы, что останавливает синтез белка.
  

Строение и обмен углеводов

Углеводы дают энергию и строят органы

Углеводы являются наиболее распространенным классом органических соединений природы и, благодаря их функции, углеводы можно рассматривать как основу существования растительных и животных организмов. Необходимость изучения углеводов заключается в широком спектре их функций.

Функции

• 
  Энергетическая– преимущество углеводов состоит в их способности окисляться как в аэробных, так и в анаэробных условиях (глюкоза),
  
• 
  Защитно-механическая– основное вещество трущихся поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках (гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны),
  
• 
  Опорно-структурная– целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов, например, хондроитинсульфат в соединительной ткани,
  
• 
  Гидроосмотическаяи ионрегулирующая– гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и, таким образом, удерживают Н₂О, ионы Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,
  
• 
  Кофакторная– гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свертывания крови (инактивирует тромбокиназу).