Биохимия Реферат. 1. цтк внутриклеточная локализация
 Скачать 7.37 Mb.
|
|
1  . ЦТК Внутриклеточная локализация: все ферменты ЦТК находятся в матриксе митохондрий, однако сукцинат ДГ погружена во внутреннюю мембрану митохондрий, формируя II комплекс ЭТЦ. Биологическая роль: 1. Энергетическая (1 оборот цикла = 12 АТФ). 2. Пластическая — биосинтезы с участием интермедиатов ЦТК (αКГ→ГЛУ, ОА→АСП, Сукцинил-КoA → Гем). 3. Регуляторная (ЦТК регулирует активность цикл синтеза мочевины (ЦСМ), синтеза гема и др.). Суммарное уравнение ЦТК: Ацетил-КоА + 3NAD+ + FAD+ + ГДФ + Фн + 2Н2О →2СО2 + HS-KoA + 3NADН+3Н + FADН2 + ГТФ. Скорость лимитирующий фермент цикла (катализирует самую медленную реакцию): изоцитрат ДГ. Регуляция цикла происходит по механизму отрицательной обратной связи с участием аллостерических ферментов  2. Метаболизм гликогена (синтез и распад) Внутриклеточная локализация: цитозоль. Ключевые ферменты: гликогенсинтаза, гликогенфосфорилаза. Биологическая роль: 1. Гликоген — основная форма депо углеводов у животных, запасается в печени и в мышцах. 2. Гликоген печени используется для поддержания физиологического уровня глюкозы в крови во время стресса и между приемами пищи. 3. Гликоген мышц является легкодоступным источником глюкозы, используемой в гликолизе только в мышце. регуляция инсулин и глюкоза стимулируют гликогенез, адреналин и глюкагон — тормозят. Распад гликогена в мышцах происходит при мышечных сокращениях, а в печени — при голодании и в перерывах между приёмами пищи.    Вопрос 3. Анаэробный гликолиз (молочнокислое брожение) Внутриклеточная локализация: цитозоль. Регуляторные ферменты: аллостерические ферменты–киназы– гексокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа. Гликолитическая оксидоредукция — сопряжение реакций между окислением 3ФГА и восстановлением ПВК до лактата. Энергетический выход анаэробного гликолиза–2 АТФ. Биологическая роль: в эритроцитах единственный способ энергопродукции, а в других тканях — в анаэробных условиях; в эмбриональных, регенерирующих и раковых тканях поставляет не только энергию, но и субстраты для биосинтеза ЖК, ТГ, ФЛ, аминокислот и др. Молочнокислого брожения: Глюкоза + 2 АДФ + 2 Рн → 2 Лактата + 2 АТФ + 2 Н2О.   В  опрос 4.пвкдг комплекс Внутриклеточная локализация: цитозоль. Регуляторные ферменты: аллостерические ферменты–киназы– гексокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа. Гликолитическая оксидоредукция — сопряжение реакций между окислением 3ФГА и восстановлением ПВК до лактата. Энергетический выход анаэробного гликолиза–2 АТФ. Биологическая роль: в эритроцитах единственный способ энергопродукции, а в других тканях — в анаэробных условиях; в эмбриональных, регенерирующих и раковых тканях поставляет не только энергию, но и субстраты для биосинтеза ЖК, ТГ, ФЛ, аминокислот и др. Аэробного гликолиза до ПВК: Глюкоза + 2 АДФ + 2 Рн + 2NAD+ → 2 ПВК + 2 АТФ + 2NADН+Н + 2 Н2О. ПВК-дегидрогеназный комплекс Внутриклеточная локализация: матрикс митохондрий.  Вопрос 5. Глюконеогенез (ГНГ) синтез глюкозы из неуглеводных предшественников (гликогенные аминокислоты, глицерол, лактат). Это энергозатратный процесс — для синтеза 1 молекулы глюкозы необходимо затратить 4 молекулы АТФ и 2 ГТФ.. Внутриклеточная локализация — цитозоль клеток печени и почек. Пируваткарбоксилазная реакция протекает в митохондриях. Суммарное уравнение: 2 ПВК + 4 АТФ + 2 ГТФ + 2NADН+Н + 4 Н2О → глюкоза + 2NAD+ 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 Рн. Ключевые ферменты: Пируваткарбоксилаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, фруктозо-1,6-дифосфатаза, глюкозо-6-фосфатаза. Биологическая роль: 1. Поддержание уровня глюкозы в крови. При длительном голодании (голодание более суток) глюконеогенез является единственным процессом, поставляющим глюкозу в кровь. 2. Возвращение лактата в метаболический фонд углеводов. 3. Предотвращение лактатного ацидоза, то есть в ходе глюконеогенеза лактат крови превращается в глюкозу  В  опрос 6. Пентозофосфатный путь (ПФП) Внутриклеточная локализация: цитозоль. Органная локализация: жировая ткань, печень, кора надпочечников, эритроциты, молочная железа в период лактации, семенники, активно пролиферирующие, эмбриональные и опухолевые ткани. Суммарное уравнение: 6 Глюкозо-6-Ф + 12 NADP+ → 5 Глюкозо-6Ф + 12 NADPH+Н+ + 6 СO2. Биологическая роль: 1. ПФП производит 50 % всего NADРH+Н+ , который необходим для: синтеза ЖК, ТГ, ФЛ, ХС, стероидов, аминокислот, биогенных аминов; синтеза биологически активных веществ и детоксикации ксенобиотиков в реакциях микросомального окисления; фагоцитоза; реакций восстановления metHb в эритроцитах; АОЗ (регенерация GSH). 2. ПФП поставляет пентозы для синтеза: мононуклеотидов- (FMN, АМФ, АДФ, АТФ), динуклеотидов – (NAD(P) + , FAD) и полинуклеотидов (ДНК и РНК), синтеза ГАГ. 3. ПФП поставляет а так же углекислый газ (СО2) для: биосинтеза ЖК, ГНГ; регуляции КОС и поддержание резерва оснований (НСО3 – ). 4. Утилизация пищевых пентоз и их превращение в глюкозу. Регуляция, Инсулин индуцирует синтез глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы. Жирные кислоты — аллостерические ингибиторы глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Увеличение уровня НАДФН.Н + в клетке тормозит окисление глюкозы по ПФП.Вопрос 7. Превращение галактозы и фруктозы в глюкозу Значение фосфорилирования глюкозы: 1. При фосфорилировании глюкоза приобретает заряд, облегчающий ее взаимодействие с активными центрами ферментов, катализирующих последующие реакции. 2. Отрицательный заряд Г6ф препятствует ее выходу из клетки, т. е. срабатывает эффект «запирания». 3. Фосфат Г6ф в последующих реакциях субстратного фосфорилирования гликолиза становится макроэргическим и депонируется в форме АТФ.  8. ТАГ синтезируются во многих органах и тканях, но наиболее важную роль играют: печень, стенка кишечника, жировая ткань, лактирующая молочная железа. Биол. Роль: 1) наличие источника дешевой энергии (диета богатая простыми углеводами или наличие этанола, высокоэнергетичное соединение, при условии норм питания), 2) повышение концентрации жк в крови, 3) высокие концентрации инсулина и низкие глюкагона – после приема пищи. Механизм активации липолиза в адипоцитах При стрессе – адреналин При длит. голодании – глюкагон. Через аденилатциклазную систему активируется протеинкиназа А, которая фосфорилирует и активирует ТАГ-липазу.   9  . б/с фл Фосфолипиды — сложные эфиры многоатомных спиртов глицерина или сфингозина и высших жирных кислот и фосфорной кислоты. В их состав входят также азотсодержащие вещества — холин, этаноламин и серин. Биол. Роль: играют важную роль в структуре и функционировании клеточных мембран, активации мембранных и лизосомальных ферментов, в проведении нервных импульсов, свертывании крови, иммунологических реакциях, процессах клеточной пролиферации и регенерации тканей, в переносе электронов в ЦПЭ.В   опрос 10. В-окисление ЖК (насыщенные и нечетным числом) β-окисление ЖК протекает в митохондриях многих органах и клетках, кроме эритроцитов (где нет митохондрий) и нервной системы (ЖК не проникают через гематоэнцефалический барьер). Роль карнитина: Ацил-КоА, имеющий средней длины или короткую углеводородную цепь (<10) может проходить через митохондриальную мембрану путем диффузии. Перенос длинноцепочечного ацил-КоА происходит с помощью карнитин-ацил- трансфераз (КАТ), локализованных соответственно на наружной и внутренней мембранах митоходрий, и транслоказы (Т). малонил-КоА, является аллостерическим ингибитором активности КАТ. Энергетический выход -окисления на примере пальмитиновой кислоты. Образование АТФ (1,5 АТФ/ФАДН2; 2,5 АТФ/НАДН.H + ; 10 АТФ/ацетил-КоА; таким образом, для пальмитоил-КоА (жирная кислота с 16 С): 7 ФАДН2, 7 НАДН.H + и 8 ацетил-КоА = 108 АТФ). Расход АТФ на активацию — 2 АТФ (используется энергия гидролиза двух макроэргических связей), в ходе которой пальмитат превращается в пальмитоил-КоА. Чистый энергетический выход для окисления пальмитата — 106 АТФ. 11 Биосинтез холестерола Биосинтез ХС протекает интенсивно во многих органах и тканях, довольно медленно в соединительной ткань. Внутриклеточная локализация: митохондрия, цитозоль, эндоплазматический ретикулум. Для синтеза 1 молекулы ХС необходимо 18 молекул ацетил-КоА, 18 АТФ, 18 NADPH. Ключевой фермент: -ГМГ-КоА-редуктаза. Биологическая роль ХС: Компонент мембран ( 50 % липидного состава). Предшественник БАВ (стероидные гормоны, витамин D, желчные кислоты). Структурный компонент липопротеидов.   1  2. б/с ненас и насыщ жк Внутриклеточная локализация: цитозоль, где много малонил-КоА, NADFH2 и достаточное количество АПБ. Пальмитат является основой для синтеза более длинных ЖК и ненасыщенных ЖК в эндоплазматическом ретикулуме. Введение двойной связи происходит под действием микросомального комплекса ферментов, состоящих из цитохрома b5, b5-редуктазы и десатуразы. в качестве субстрата используются NADPH+Н+ и молекулярный кислород. Суммарное уравнение образования пальмитиновой кислоты: Ацетил-КоА + 7 малонил-КоА + 14 NADPH+Н+ → пальмитат + 7 СО2 + 14 NADP+ + 8 НS-КоА + 7Н2О. Биологическая роль ННЖК: • Обязательные компоненты ФЛ мембран, ТАГ. • Обязательные компоненты ЭХС (метаболически менее активный ХС). • БАВ — эйкозаноиды – производные С 20:4 (PG, LT, TXA). • АО — ловушки АФК.Вопрос 13. Кетоновые тела (синтез и распад) Кетоновые тела: ацетоацетат, β-гидроксибутират и ацетон Локализация: синтез протекает только в митохондриях печени. Кетоновые тела используются как источник энергии всеми тканями, за исключением эритроцитов из-за отсутствия митохондрий и гепатоцитов, не имеющих активного фермента сукцинил-КоА-трансферазы. Биологическая роль: являются эффективным источником энергии при экстремальных или патологических ситуациях. При катаболизме βгидроксибутирата образуется 26 АТФ  1  4. цсм Локализация: цитозоль гепатоцитов. Первая и вторая реакции протекают в митохондриях, образуется цитруллин, который выходит в цитоплазму . Суммарное уравнение: АСП + NH3 + CO2 + 3АТФ + 3Н2О → Мочевина + Фумарат + 2АДФ + АМФ + 2Фн + Пирофосфат. Биологическая роль: 1. Механизм детоксикации аммиака. 2. Механизм регуляции КОС (т.к. потребляет СО2 из ЦТК). 3. ЦСМ поставляет орнитин (непротеиногенная АМК). 4. Поставляет фумарат в ЦТК. 5. ЦСМ обеспечивает дополнительный синтез АМК АРГ. 6. Имея митохондриальную локализацию, ЦСМ регулирует потоки АМК по различным направлениям — ГНГ, биосинтез белка, липогенез.1  5. б/с пиримид нк Биологическая роль УТФ: 1. Структурный предшественник для синтеза РНК 2. Общий исходный субстрат для всех остальных пиримидиновых нуклеотидов. ЦТФ образуется только в реакции аминирования УТФ: . 3. Переносчик различных соединений в других видах метаболизма, например глюкозы при синтезе гликогена, глюкуроновой кислоты в реакциях конъюгации (детоксикации).16. распад пиримид нк Ферменты реутилизации пиримидиновых оснований не обнаружены. Продукты катаболизма пиримидинов выводятся из организма, или реутилизируются в других метаболических процессах. Так, βаланин используется при биосинтезе пантотеновой кислоты, которая в свою очередь необходима для синтез коэнзима А и ацилпереносящего белка — компонента, участвующего в синтезе ЖК.  1  7. с/з пурин нк  Ключевой и лимитирующий скорость фермент: фосфорибозилпирофосфатамидотрансфераза (ФРПФ-амидотрансфераза), катализирует реакцию: 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФРПФ) + Глн → 5-фосфорибозиламин + Глу + ФФн.1  8. распад пуринов В организме из азотистой кислоты и соединений структуры образуются нитрозамины, которые являются достаточно сильными мутагенами. Нитрозамины превращают остаток цитозина в цепи ДНК в урацил, и пара GC превращается в UC. В ходе репликации мутантной ДНК против U в комплементарной цепи будет присоединен А с образованием комплементарной пары UA, которая в ходе второй репликации преобразуется в пару AT. Если мутация произошла в протоонкогене, например ответственном за регуляцию клеточного цикла, то это может привести к нарушению структуры этого белка, неконтролируемому делению клеток, т.е. к развитию опухоли.1   9. Гем Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина, в гепатоцитах — для образования цитохрома Р450. Регуляция синтеза гема20. распад гема Старые поврежденные эритроциты фагоцитируются клетками ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) и перевариваются в лизосомах. При распаде гемоглобина образуется жёлчный пигмент билирубин. Дальнейший катаболизм билирубина в печени, кишечнике и почках приводит к образованию уробилиногенов и уробилина, которые выводятся с калом и мочой. Железо, освобождающееся при распаде гема, снова используется для синтеза железосодержащих белков. Билирубин — желчный пигмент, продукт восстановления биливердина: 1. Непрямой (неконъюгированный, несвязанный) билирубин — фракция сывороточного билирубина, не соединяющаяся в клетках печени с глюкуроновой кислотой. 2. Прямой (связанный, конъюгированный) билирубин — фракция сывороточного билирубина, соединяющаяся в клетках печени с глюкуроновой кислотой с образованием диглюкуронида билирубина.  |