Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1.Структура и функции мембран.Виды трансмембранного переноса.Механизм работыNa-K-Атф-азы. Строение:биол.мембраны представляют собой ансамбли липидных и белковых молекул,удерживаемых вместе нековал.взаимодействиями.Основа-двойной липидный слой,в форм. Которого учасвуют фосфолипиды и гликолипиды.Липидный бислой образован 2-мя рядами липидов,гидрофобный радикал кот. Спрятан внутрь, а гидрофильные группы обращены наружу и контактируют с водной средой.Белковые молекулы растворены в липидном бислое. Каждая мембрана клетки замкнута,т.е. имеет внутр. И внешнюю поверхности,разл.по липидному и белковому составам-эту особенность называют трансмембранной(поперечной)ассиметрией.Фосфатидилхолины и сфингомиелины локализованы преимущественно в наружном монослое,а фосфатидилэтаноламины и фосфатидилсерины-во внутр. Для мембран характерно текучесть-спос.липидов и белков к латер.диффузии.Скорость перемещения молекул зависит от микровязкости мембраны,которая зависит от относит.содержания насыщенных и ненасыщенных ЖК в составе липидоа.Если ненасыщенных больше-микровязкость меньше,если насыщенных больше-микровязкость выше. Функции:-Отделение клетки от окруж.среды и формирование внутриклеточных отсеков. -Контроль и регулирование транспорта огромного разнообразия в-в через мембраны.-Участие в обеспечении межклеточных взаимодействии,передаче внутрь клетки сигналов.-преобразование энергиипищевых орг.веществ в энергию хим.связей молекул АТФ. Виды трансмембранного переноса. 1)пассивный транспорт а)Простая диффузия-переход веществ из области с большей конц. В область с меньшей-для малых неполярных молекул-О2,стероиды,тиреоидные гормоны,ЖК)для малых полярных-СО2,NH3,H2O,этанол,мочевина.Только для незаряженных молекул. б)Облегченная диффузия-транспорт заряженных молекул возможен благодаря наличию в мембране белков,формирующих в липидном слое каналы,заполненные водой,либо с пом. Специфических белков-переносчиков(белки-транслоказы), |
5.) Физико-химические свойства аминокислот. 1.Оптическая активность -обязательно имеют хотя бы один хиральный центр (кроме гли) H | C=O COOH COOH | | | H-C-OH H-C-NH2 NH2-C-H | | | CH2OH n R D-глицеральдегид D-АК α-АК (стереоизомеры) -в природных белках в основном α-форма -D-форма в основном в микромире: клеточных стенках бактерий, пептидных антибиотиков, очень редко у растенийю. 2.Растворимость -чем больше угловой R, тем меньше растворимость в воде и тем больше растворимость в спирте. 3.Амфотерность и диссоциация Амфи-ион или Цвиттер-ион(заряженный, но нейтральный) +H3N-CH-COO¯ | R -обеспечивают высокий дипольный момент Биполярность: хорошая растворимость в воде, низкая в спиртах. Большой дипольный момент-высокое значение диэлектрических постоянных и температуры плавления. Существует константа диссоциации: Для COOH - К1 Для NH2 – K2 рН=-lg[H+] pK1=-lgK1 [основ] [COO¯] [NH2] pH=pK+lg _______ _______ или _______ [к-ти] [COOH] [NH3+] |
|
10.Классификация белков. Простые и сложные белки. 1.Простые(протеины)-Ак. Нет небелковых добавок 2.Сложные(+небелковые компоненты) Простые: По растворимости Альбумины -растворенные в воде. -частично осаждающиеся при 65% насыщ.сульфатом аммония. -полное понижение при 100 Глобулины -Раствроимы в слаб.растворах нейтр.молей. -при 50% насыщении-высаливаются -В чистой воде-не очень хорошо. Проламины (много ак пролин,растворяется хорошо в спирте,харкатерны для семян злаков.) Глютелины( - простые белки,много диаминомонокарбоновых кислот,в составе клековины злаков,очень мощные аллергены) Гистоны(Щел.белки,до 30% аргенина и везина,форм.хроматин в ядрах) Протмаины (оч мал.(12.000),много в сперматоз.борятся с передозировкой гипарина,80%аргинина и лизина,pJ=12.) Сложные белки(обязат.имеют небелковые компоненты,он и дпет название,раньше протеид,теперь пишем добавку хрома….ин) Хромопротеиды.(имеют хроматофорн. группу(2%), может поглащать свет,окрашивается,гемоглобин. Флвинадениннуклеотид-желтый. Нуклеопротеины(небелковая добавка Днк или Рнк,белка меньше чем небелковой массы) Фосфопротеины(молоко,яйца,в икре рыб-ихтуллин,фосфатн.гр.от 2-3 до 10%) Линопротенины(добавка:холестерин,его эфиры,полярные липиды,много в мембранах,русле крови) Протеолипиды(много белка с липидами,но липидн. Еомпонент преобладает в миелиновых оболочках.) Гликопротеины(белки,в составе кот. углев.( Добавки до 15-20 моносахаридов), много из белков плазмы крови, антитела, в компонентах слизи) Гемааглютинины- взаимод. с гр. специф. в-в. И склеивают друг с другом гликопротеины. Фитогемаглютинины-вырабатывается из природных ве-в. Лектины-специфически связывают полтисахариды и углеводосодерж.биополимеры. Конканавалин-лектин, растительный,легко связывающий их особо специфич гликопротеины,ис. В хроматографии. Протеогликаны-преобладают белки. |
17Структура ферментов.Виды специфичности фетментов(Ф). Структура Ф:Mr=от15000-до нескл мил. Бывают простые(однокомпонентный белок), сложные(двухкомпонентная белковая часть-апофермент+не белковая часть-коофермент)Коофермент+Апофермент=Холофермент.Коофермент-это орган вещ-ва, не аминокислотной природы, участвуют в катализе в составе Ф.Многие коФ являются производными витаминов.Функция коФ: 1 осуществляют контакт между Ф и Субстратом.2 Участие в катализе,как акцепторы атомов и функциональных групп. 3Стабилизация апофермента.Апофермент усиливает акт-ость небелковой части,и определяет специфичное действе Ф. например:НАД(Окисляемое вещ-во служит донором Н,а НАД акцептор).У Ф есть активный центр-,область Ф-ой моле-лы в которой происходит связывание и превращение субстрата.Активный центр формируется из АК остатков находящихся в определённых участках,если смотреть по номерному остатку. В активном центре можно выделить субстрат-связывающий участок и каталитически активные группы Ф. К последним, напр., в подподклассе сериновых протеаз относятся функц. группы остатков серина-195, гистидина-57 и аспарагиновой к-ты-102. Кроме того, в качестве каталитически активных групп Ф. выступают группа SH цистеина, группа COOH глутаминовой к-ты, и др., а также функц. группы коферментов - никотинамидное кольцо никотинамидных коферментов , пиридоксальфосфата, тиазолиновое кольцо тиаминпирофосфата, ионы металлов ( Zn2+, Co2+, Mn2+) и др. Индивидуальные особенности активного центра Ф обуславливают специфичность действия Ф на субстрат.Виды спецф-сти: 1Субстратная спец-ть.Структура активного центра Ф комплементарна структуре его субстрата,данный Ф может присоединять только свой лиганд. АТФцАМФ (Ф Аденилатциклаза)2Специфичность пути превращений.Часть функциональных групп активного центра ф имеет строение и реакционную способность,что обеспечивается хим превращение субстрата в новые вещ-ва. Каждый Ф катализирует не любое из всех возможных хим превращений субстрата,а какое-либо одно.(напр гистидаза и гистидиндекарбоксилаза имеют одинаковую субстратную специфичность,но катализируют разные превращения гистидина)3Групповая или абсолютная специфичность.Ф катализирует превращение одного субстрата,как правило однотипные превращения сходных по строению веществ(напр липаза ускоряет гидролиз жиров на глицерин и ЖК);4Стереоспецифичность.Активный центр Ф, комплементарный одному стереоизомеру,не обязательно будет комплементарен и другим стереоизомрам(напр малеиновая к-та,явл цис-изомером фумаровой кислоты ,не может быть субстратом фумаразы) |
|
pK=Ph при [осн]=[к-та] рК1 численно=рН при которых 50% АК находятся в катионе, а 50% в виде диполя. +H3N-CH-COOH и +H3N-CH-COO¯ | | R R рК2=рН, при которых 50% в форме аниона, и 50% в виде диполя H2N-CH-COO¯ и +H3N-CH-COO¯ | | R R 4.Спектр поглощения АК Ни одна Ак не поглощает свет из видимой области. λ=28нм у ароматических. Цис | S | λ=240 нм(поглощает) S | Цис Химические свойства: 1.чтобы обнаружить АК и количество – нужен нингидрин -характерная реакция для α-аминогруппы -λ=580нм (для поглощения) -подходят и к свободным аммиаком, сбелками, пептидами. -что характерно для АК- выделение СО2 -АК пролин даёт жёлтую, а не сине-фиолетовую окраску (т.к АК) 2.Реакции с HNO2 – раньше так определяли R-CH-COOH + HNO2R-CH-COOH + N2 + H2O | | NH2 OH 3.Реакция формольного образования R-CH-COOH + 2H-C=OR-CH-COO¯ + H+ | | | NH2 H N-(CH2OH)2 4.Реакция Сенджера 5.Реакция Эндера -индефикация N-концевой АК |
кот. Избирательно взаимодействуют с опред.лигандами,обеспечивая их диффузию через мембрану. Транслоказы в процессе взаимодействия с лигандами претерпевают конформационные изменения. Скорость транспорта в-в облегч.диффузией зависит не только от градиента конц.переносимого лиганда,но и от кол-ва белков-переносчиков в мембране. Пассивный унипорт-если транслоказа переносит только одно растворимое в воде вещество с одной стороны мембраны на другую. Пассивный симпорт-если транслоказа переносит 2 разных в-ва по град.конц. в одном направлении. Пассивный антипорт-в разных направлениях. 2)Активный транспорт-перенос против градиента конц.с затратой энергии. а)Первично-активный транспорт-перенос лигандов через мембрану,связанный с затратой энергии АТФ(Na-K-Атф-аза,Ca-Атф-аза,Н-К-Атф-аза слизистой оболочки желудка) б)Вторично-акт.транспорт-перенос нек.растворимых веществ против градиента конц,зависящий от одновременного или послед.переноса другого в-ва по град.конц в том же направлении(акт.симпорт) или в противоположном(акт.антипорт) 3)Эндоцитоз-перенос в-в из среды в клетку вместе с частью плазм.мембраны. Пиноцитоз-погл.жидкости Экзоцитоз-содержимое секр.пузырьков выдел во внеклет.пространство,когда они слив. с плазм. Мембраной. Механизм работы Na-K-АТФазы. Этот фермент переносчик катализирует Атф-зависимый транспорт ионов Na и К через плазм. мембрану. Состоит и альфа и бета субъединиц.Альфа-каталитическая большая субъединица.Бетта-малая(гликопротеин)Активная форма транслоказы-тетрамер(Альфа,бетта)2. Отвечает за поддержание высокой конц. К в клетке и низкой конц.Na.Т.к. Na-K-Атфаза выкачивает 3 положительно заряженных иона, а закачивает 2,то на мембране возникает электр. Потенциал с отриц.значением на внутр.части клетки по отношению к ее наружной поверхности. |
|
2.Функции и свойства белковых и липидных компонентов мембран.Белки-рецепторы.Транспортная передача сигналов в клетку. Функции и своиства белковых и липидных компонентов мембран. Липидные компоненты мембран.Мембранные липиды амфифильны-т.е. имеют как гидрофильные группы(полярные головки),так и алифатические радикалы-гидрофобные хвосты.В мембранах присутствуют липиды 2 главных типов-фосфолипиды,гликолипиды и холестерол(холестерин). Фосфолипиды можно разделить на 2 группы-глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.Глицерофосфолипиды-производные фосфатидной кислоты.Наиболее распространенные-фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины. Каждый глицерофосфолипид представлен несколькими десятками фосфатидилхолинов,отличающихся друг от друга строением жирно-кислотных остатков.В плазм. Мембранах клеток в значит. Кол-вах содержатся сфингомиелины. Гликолипиды.В гликолипидах гидрофобная чсать представлена церамидом.Гидрофильная группа-углеродный остаток,присоединенный гликозидной связью к гидроксильной группе у первого углер. атома церамида.В зависимости от длины и строения углеводной части различают цереброзиды,содерж. Моно- и олигосахаридный остаток, и ганглиозиды, к ОН-группе которых присоединен сложный,разветвленный олигосахарид. Холестерол.Присутствует во всех мембранах животных клеток.Его молекула состоит из жесткого гадрофобного ядра и гибкой углеводородной цепи.Наличие холестерола в мембранах уменьшает подвижность ЖК,снижает латеральную диффузию липидов и белков и поэтому может влиять на функции мембранных белков. Функции:Участие в формировании липидного бислоя,формируют среду для функционирования мембранных белков.Ферменты,лишенные липидного бислоя не проявляют каталитической активности.Якорная функция-напр. Через олигосахарид к фосфатидилинозитолам могут присоединяться спец. Белки наружной поверхности клетки.Могут быть аллостерическими активаторами мембранных ферментов. Белковые компоненты мембран.Белки отвечают за функциональную активность мембран.на долю белков приходится от 30 до 70% массы мембран..Мембранные белки,контактирующие с гидрофобной частью липидного бислоя должны быть амфифильными.Те участки белка,кот. Взаимодействуют с углеводородными цепями ЖК,содержат преимущественно неполярные аминокислоты.Участки белка,находящиеся в области полярных головок,обогащены гидрофильными аминокислотными остатками. Различаютинтегральные белки-пронизывающие или глубоко проникающие в липидный бислой, и поверхностные белки-прикрепляющиеся разными способами к мембране. Поверхностные белки часто прикрепляются к мембране,взаимодействую с интегральными белками или поверхностными участками липидного слоя. Ряд пищеварительных ферментов,участвующих в гидролизе крахмала и белков,прикрепляется к интегральным белкам микроворсинок кишечника. Полярные или заряженные домены белковой молекулы могут взаимодействовать с полярными головками липидов,образуя ионные и водородные связи. Иногда связывание белка-необходимое условие проявления ферментативной активности. |
4.) Структура аминокислот. Заменимые и незаменимые аминокислоты, кетогенные и гликогенные. Мономерами белков служат α-аминокислоты, общим признаком которых являются наличие карбоксильной группы и аминогруппы у второго углеродного атома (α-углеродный атом) Строение α-аминокислот: R | H2N-CH-COOH Обычно в белках обнаруживают 20 различных аминокислот. Все земные организмы используют эти 20 аминокислот для построения своих белков. Заменимые АК(11): Аланин CH3-CH-COOH | NH2 Аспарагиновая кислота ˉˉOOC-CH2-CH-COOˉ | NH3+ Аспарагин O=C-CH2-CH-COOH | | NH2 NH2 Глутаминовая кислота ˉOOC-CH2-CH2-CH-COOH | NH2 Глутамин O=C-CH2-CH2-CH-COOH | | H2N NH2 Глицин H-CH-COOH | NH2 Пролин NH__CH-COOH | | CH2 \/ CH2 CH2 Серин CH2-CH-COOH | | OH NH2 Цистеин CH2-CH-COOH | | SH NH2 Тирозин CH /\ |O| \/ CH2-CH-COOH | NH2 |
|
6.)Структура и функции белков. Белки – высокомолекулярные гидрофильные неветвящиеся полимерные соединения, мономер которых аминокислота. -низкомолекулярные – 10-30000 (10-30 кДа) -среднемолекулярные – до 80000 -высокомолекулярные – выше 100000 Число и сочетание АК в природных белках закодировано геномом. -20 основных АК -Есть модифицированные -40-50% сухой массы организма-белки Функции белков: 1.Структурная (строительная) -образуют ЦП (цитозоль) -с липидами в структуре мембран -органелы клетки -первое место по количеству 2.Двигательная и опорная -работа мышц -передвижение в ЦП -сухожилия, скелет 3.Катаболитическая -рибозимы (работают в ядре и ЦП) -не все ферменты – белки, но в основном |
7. Структура белка. Связи характерные для первичной и вторичной структуры Структурная организация белков.
Первичная структура Представляет собой линейную цепь аминокислот (полипептид), расположенных в определенной последовательности с четким генетически обусловленным порядком чередования и соединенных между собой пептидными связями. Пептидная связь образуется за счет -карбоксильной группы одной аминокислоты и -аминной группы другой Соответствующие участки полипептидной цепи называют N-концом (аминным концом) и С-концом (карбоксильным концом), а аминокислотные остатки — соответственно N-концевым и С-концевым остатками |
|
Аргинин NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH | | NH2-C=NH NH2 Незаменимые АК(9): Лизин CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOˉ | | NH3+ NH3+ Гистидин HC == C-CH2-CH-COOH | | | N \\/ NH NH2 CH Валин CH3-CH-CH-COOH | | CH3 NH2 Лейцин CH3-CH-CH2-CH-COOH | | CH3 NH2 Изолейцин CH3-CH2-CH-CH-COOH | | CH3 NH2 Треонин CH3-CH-CH-COOH | | OH NH2
Триптофан //\ __CH2-CH-COOH | || | | | \\/ \/ NH2 NH Метионин CH-CH2-CH-COOH | | CH3-S NH2 Фенилаланин /\\ || | \// CH2-CH-COOH | NH2 Кетогенные и гликогенные АК: Кетогенные АК дают кетоновые тела в ходе катаболизма: лейцин, лизин. Гликогенные АК в ходе катаболизма дают структуры из которых можно получить глюкозу (типа пировиноградной кислоты) 14АК Смешанные:фенилаланин, изолейцин, тирозин, триптофан. |
Якорная функция-якорем может быть неполярный домен белка,построенный из аминокислот с гидрофобным радикалами. Каналы в мембране формируются интегральными белками,которые прерывают липидный бислой,образуя пору,заполненную водой.Стенки канала выстилаются радикалами аминокислот этих белков. Белки-рецепторы.В плазматической мембране эукариот. Клеток содержится множество специал. Рецепторов,которые,взаимодействуя с лигандами,вызывают специф. Клеточные ответы.В многочисленном семействе рецепторов клет. Адгезии наиболее изучены интегрины,селектины и кадгерины. Интегрины-суперсемейство гомол. Рецепторов клеточной поверхности для молекул межклеточного матрикса,таких как коллаген,фибронектин,ламинин и др. Являются трансмембранными белками,они взаимодействуют как с внеклеточными молекулами,так и с внутриклеточными белками цитоскелета.Примеры интегринов:-рецепторы для белков внеклеточного матрикса,связываются с гликопротеиновыми компонентами внеклеточного матрикса..-Интегрины тромбоцитов,участвуют в агрегации тромбоцитов,происходящей при свертывании крови.-лейкоцитарные белки адгезии. Индивидуальные интегрины строго специфичны. Кадгерины и селектины-семейство трансмембранных Ca –зависимых гликопротеинов,участвующих в межклеточной адгезии. Кадгерины разных тканей оч. Схожи,гомологичные аминокислотные последовательности составляют 50-60%.Каждый рецептор имеет один трансмембранный домен.Е-кадгерины находятся на поверхности многих клетов эпителиальных и эмбриональных тканей.N-кадгерин локализован на поверхности нервных клеток,клетовк сердца и хрусталика. Р-кадгерин расположен на клетках плаценты и эпидермиса.Кадгерины играют важную роль при начальной межклеточной адгезии,на стадиях морфо- и органогенеза.Они обеспечивают структурную целостность полярных тканей,особенно эпителилального монослоя. В семействе селектиновых рецепторов наиболее хорошо изучены 3 белка-L-селектин,Р-селектин и Е-селектин.Внеклеточная часть селектинов состоит из 3 доменов. Транспортная передача сигналов в клетку.Важное свойство мембран-способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды.Узнавание сигнальных молекул осуществляется с помощью белков-рецепторов,встроенных в клеточную мембрану клеток-мишеней или находящихся в клетке.Если сигнал воспринимается мембранными рецепторами,то схему передачи информации можно представить так: 1-взаимодействие рецептора с сигнальной молекулой-первичным посредником 2-активация мембранного фермента,ответственного за образование вторичного посредника. 3-образование вторичного посредника цАМФ,цГМФ,ИФ3,ДАГ или Са. 4-активация посредниками специфических белков, в основном протеинкиназ,которые, в свою очередь,фосфорилирую ферменты,оказывают влияние на активность внутриклеточных процессов. Существует всего несколько механизмов трансмембранной передачи информации: с использованием аденилатциклазной системы,инозитолфосфатной системы,каталитических рецепторов,цитоплазматических или ядерных рецепторов. |
|
Вторичная структура Вторичной структурой называют конформацию, которую образует полипептидная цепь. Для высокомолекулярных белков характерна структура спирали. Спиральные структуры белка. Для полипептидных цепей известно несколько различных типов спиралей. В природных белках существуют лишь правозакрученные -спиральные конформации полипептидных цепей, что сопряжено с наличием в белковых телах аминокислот только L-ряда При растяжении -кератина образуется вещество с другими свойствами - -кератин. При растяжении спираль макромолекулы белка превращается в другую структуру , напоминающую линейную. Отдельные полипептидные цепи здесь связаны межмолекулярными водородными связями. Эта структура называется -структурой Складчатые структуры белка. Одним из распространенных примеров складчатой периодической структуры белка являются так называемые -складки, состоящие из двух фрагментов, каждый из которых представлен полипептидом. -складки также стабилизируются водородными связями между атомом водорода аминной группы одного фрагмента и атомом кислорода карбоксильной группы другого фрагмента. При этом фрагменты могут иметь как параллельную, так и антипараллельную ориентацию относительно друг друга. Возникновение - и -структур в белковой молекуле является следствием того, что аминокислоты и в составе полипептидных цепей сохраняют присущую им способность к образованию водородных связей. Таким образом, крайне важное свойство аминокислот — соединяться друг с другом водородными связями в процессе образования кристаллических препаратов — реализуется в виде -спиральной конформации или -структуры в белковой молекуле. |
4.Транспортная -гемоглобин -есть для некоторых гормогов, витаминов, липидов -альбумин плазмы крови -билирубин -транслаказы (что то куда то) 5.Защитная -антитела -белки системы комплемента (избирательно дополняет что то) – защита от чужеродных компонентов -белки системы свёртывания, противосвёртывания и фибринолиза -белки кожи (коллаген, кератин – волосы, ногти, рога, копыта – обвалакивают эпителий слизистых) 6.Запасные и питательные -белки в семенах растений, яйцах(овальбумин), в икринках рыб(ахтумин), расщепление которых даёт много энергии 7.Рецепторная -гликопрортеины 8.Регуляторная -белковые гормоны(инсулин гликагон, белки регуляторы активности генома, белковые ингибиторы ферментов) 9.Способность к сохранению онколитического давления (доля осмотического давлениякрови обуславливается белками) 10.Буферная способность -может быть и кислотами и основаниями |
|
11.Методы выделения и очистки белков. 1ый этап-разрушение кл.,если раст. или микроорг.,то кл.стенки разрушают сдавливанием,форфор. ступки и кварцевый песок,для животных кл.:гомогенизация в буферной среде. м.б. ножевой (похож на блендер,плохо что разрезает все субклеточные структуры организма) м.б. Гомогенатор\ультразвуковыедезинтеграторы\осмотич.шок.(поместить в дистилиров. воду кл у кот внутри ph меньше.)\замораживание-оттаивание. Адсорбция(концентрация белка(на ступке) .Очень чувствительны к хим.реагентам и тяж. мет. 1.Хелатирующий компонент ЭДТА(буфер,кот наливаем) Этилендиаминтетраацетат. COC-H2C CH2-COO N-CH2-CH2-N COO-H2C CH2-COO Работать нужно в холодной комнате(+2.+4) ,чтобы не было перегрева(отведение тепла от денатурации) 2.Денатурирующий реагент. -денатурирующий белок Дедацил сульфат натрия(SDS) СH2-CH2-OH SH Берет удар на себя от окислителя. И предотвращает ок-ие сульфгидрильных групп. 4.Образование пены нужно избежать,следовательно добавка ПАВ -Таблица –монограмма -измерять ротаторы в g(ускор.свободного падения) Солюбелизация белка-высвобождение из ассоциированного состояния.Потом экстранировать,вынуть. Для нее примениют детергенты: -неионные(тритон х-100 и дезоксихалат Na)Они ослабляют,расшатывают гидрофобные взаимод. -ионные(додецил сульфат Na) Элюирование-вымывание(примениют буферн.можно добавить соль) Очисткабелков. -сначала разделение,для этого нужно опираться на разницу в рвзмере,заряде,Mr,способности связываеться,растворимости. 1ый подход к очистке.(Базируется на растворимости,высаливание,солевое растворение,широко используют) 2ой подход.(на основе размера,формы и Mr молекулы)(Диализ,гель-фильтрация,ультрацентрифугируется,SDS-ПААг ЭФ) Диализ(кАк целофановый пакет или воронка) Гель-фильтрация(большие мол. Выходят первыми) 3ий подход.(разделение на основе заряда белка. 1.)-ион-обменная ХГ(хроматография).1ым буфером вымываем раствор,расшатываем 1 связь.уходит №1.Берем более сильный и уходит №2.Еще сильнее и №3. 2)высокоэффективная жидкостная ХГ 3)ЭФ(гель-ЭФ,изоэлектрич.(ЭФ) фокусирование,капиллярный ЭФ) 4ый подход.(разделение с помощью специф.связывания.) 1.афинная ХГ-по сродствку.2.осождение антителами.антигены реагир.и уходят в осадок) Очистка от низкомолекул.примесей(гель фильтрация,ультрацентрифугиров(4подхода-диализ-крестализация-обессаливание,ультрафильтрация) |
Вопрос 22. Типы ферментативных реакций. Механизмы 2-хсубстратаых реакций. Механизм ферментативного действия пиридоксаль-зависимого фермента аланинаминотрансферазы.
AB= A + B односубстратные 2-хпродуктные A→B односубстратные однопродуктные (изомеризация)
AB↔CD В зависимости от последовательности По механизму протекания
Механизмы ферментативного действия аланиламинотрансфеназы |
|
18.Коферменты нуклеотидного типа строения.Кофермент-это органические вещ-ва не АК природы,участвующие в катализе в составе Ф.КоФ-ам нуклеотидноготипа строения относятся:1Никотинамидные коФ НАД и НАДФ,НАД+2Н-НАДН+Н. обНикотинамидные К. входят в состав ряда дегидрогеназ — катализаторов ключевых окислительно-восстановительных реакций энергетического и пластического обмена. Молекула НАД представляет собой динуклеотид, построенный из аденинрибонуклеотида и никотинамидрибонуклеотида (последний отвечает за проявление каталитической активности НАД), связанных фосфоангидридным мостиком, а НАДФ имеет третий остаток фосфорной кислоты в положении 2' рибозы аденилового нуклеотида. Способность НАД и НАДФ переносить электроны и протоны от окисляемого субстрата к другому акцептору обеспечивает выполнение этими К. важной биологической функции в процессе клеточного дыханияВ организме НАД и НАДФ синтезируются из никотиновой кислоты (ниацина, или витамина РР) или никотинамида, поэтому недостаточность ниацина ведет к нарушению биосинтеза никотинамидных коферментов 2Флавиновые КоФ. Флавиновые нуклеотиды, или флавиновые К. (флавинмононуклеотид, ФМН, ; флавинадениндинуклеотид, ФАД, ), являются К. так называемых флавопротеинов — ферментов, широко распространенных в живых клетках, принимающих участие в обмене основных классов органических соединений и играющих важную роль в процессе биологического окисления. К флавиновым К. относится рибофлавин (витамин В2), недостаточность которого приводит к нарушению нормального функционирования флавинзависимых ферментов.3КоФ Ацилирования Кофермент А (КоА, восстановлен-ная форма KoASH; синоним коэнзим А) — соединение аденозин-3',5'-фосфорной кислоты и b-меркаптоэтиламида пантотеновой кислоты, образующее с остатками органических кислот (R) тиоэфиры типа R—СО—SKoA. Играет роль К. в переносе и активировании кислотных остатков в реакциях ацилирования, конденсации, оксидоредукции или гидратации органических кислот. КоА участвует в клеточном дыхании, биосинтезе и окислении жирных кислот, синтезе стероидов. Для нормального синтеза КоА необходимо адекватное поступление в организм пантотеновой кислоты, входящей в состав КоА. |
12.Оценка степени очистки и Определение Mr. Опред Mr. -Ультрацентрифугирование.Svedberg.S=v\w2 × r.(S-константа седементации(осождение) v –ск.перемещ.границы между растворителем и белком w-углова скорость ротора(рад\с) r-радиус ротора(см).)S-единица измерения(Сведберг) Характеристика эукаротических рибосом 80 Sи прокариотич 70S Дедоцил превращает белок в палочку и переориентирует его и создает – заряд. Когда помещаем разн.белки и ток,то все движутся к аноду. Мелкие движутся бустро, большие медленно. Деление главным образом по Mr,размеру и форме. Оценка степени очистки белка. Прверяют на гомогенность.Чтобы на хроматографии была одна полоса,на электрофорезе тоже1.Проверять как мин. На 2ух препаратах,лучше на 3-4-подходами. 1.Метод седиментационного анализа(осаждение;сущ.спец табл.:скор.ротора,ск.движения.Определяют очень точно.) 2.Электрофорез в ПААГ с SDS . 3.Гель-фильтрация. Берем серию колебрующих белков,пропусти через сифодекс белок. K=Ve-Vo\Vs. Ve-объем элюирования,чтобы вымыть белок из колонки.Vo-очень мало V.Vs-V внутр.растворитель внутри гранулы.K-константа. |
|
Общие черты активного центра:
В ходе присоединения субстрата и в ходе катализа происходят конформационные изменения молекулы фермента и субстрата. До взаимодействия пространственная структура структура субстрата и а.ц. лишь приблизительно соответствовали друг другу; строгая комплементарность возникает в процессе взаимодействия в результате изменений конформации (индуцированное соответствие). Конформационные изменения могут способствовать растягиванию разрываемой связи или, наоборот,сближению молекул при реакциях синтеза и тем самым вносят вклад в ускорение реакции. |
|
|
Вопрос 23. Кинетика ферментативных реакций. Единицы активности. Измерения скорости реакции. Порядок реакции. Кинетика- учение о скоростях. Скорость ферментативных реакций определяется посредством введения прореагировавших веществ за определенное время при определенных условиях. Измеряют по убыли субстрата S или приросту продукта P за единицу времени. Зависит от активности фермента. Активность фермента выражается в ед. ферментативной активности. Каталитическая активность фермента катализирует 1 моль субстрата за 1 сек. Моль/сек (кат). Хмкмоль/сек*л – Х мкмлоь субстрата, преобразованные в 1 л. За 1 сек. E=ME+мкмоль/мин. Активность ЛДГ. 120 U/L 1мкат/л=60 U/L Xмкат/л= 120 U/L Удельная активность фермента Молекулярная активность фермента. В образце содержится 0,0014 мкмоль ацетилхолинэсткразы, активность 420 мкмоль/сек. Мол акт = (420 МКМОЛЬ/МИН)/ 0,0014мкмоль= 300000мин-1. Указывает сколько молекул субстрата превращается 1 молекулой фермента за 1 мин. Измерение скорости ферм. Акт по убыли субстрата |
28.Регуляция активности ферментов. Ключевые ферменты-ферменты, запускающие метаболический путь, а также ферменты, лимитирующие скорость его протекания. Лимитирующая реакция – реакция с самой высокой энергией активации. Факторы регуляции скорости протекания метаболического пути:1)общие условия регулируют активность Ф. – концентрация Ф. и субстрата (S), значение рН,t0,времени;2)Аллостерическая регуляция - специальные, специфические активаторы и ингибиторы являются эффекторами (фактор активации – работа АЦ и S;фактор ингибирования – несоответствие АЦ и S). Эффектор может взаимодействовать непосредственно с каталитической субъединицей, и с регуляторной субъединицей, которая дает команду к формированию каталитической субъединице. Объединение субъединиц в олигомерный комплекс усиливает чувствительность Ф в ответ на малое колебание концентрации эффекторов. Олигомерность приводит к явлению кооперативности. Присоединение облегчает последующее взаимодействие субъед. и S. Олигомерность ускоряет или тормозит активность Ф в ответ на незначительные колебания концентрации S. 3)Активация предшественников (форактивация): 1 метаболит активирует Ф, катализирующий последующую стадию (необязательно ближайшую).4)ретроингибирование – торможение по принципу обратной связи, адекватная быстрая регуляция прямого метаболического пути.5)хим.модификация белков – Ф: к белку-Ф ковалентно присоединятся хим.функц.группа, что активирует или ингибирует деятельность Ф. Ф находится в активном состоянии несколько минут, а затем модифицированная группа удаляется с помощью лиаз.6)Хроническая регуляция – подавление синтеза ненужного в данный момент Ф, активация синтеза нужного; контроль на уровне генома: транскрипция/трансляция.7)регуляция активности Ф через гормоны: гормон-первичный сигнализатор→ рецептор→ регуляция активности.8) компартментализация: в клетке Ф и S могут быть разделены мембраной. Любой фактор, оказывающий влияние на проницаемость мембраны, будет являться регулятором активности ФК. Удаление продукта реакции (пространственное разообщение) также влияет на скорость. В случае разделения мембраной продукта и Ф, реакция протекает под ингибирование др. влияний.9)активация Ф путем протеолиза – для формирования АЦ |
|
30. Мультиферментные системы. Локализация Ф: мультиФ системы – надмолекулярный комплекс из нескольких Ф, которые работают сообща. Продукт 1 Ф→S для 2продукты 2 ФS для 3. 1 тип: Ф свободно расположены в цитоплазме – все Ф гликолиза, Ф фосфоглюконатного пути. 2 тип: Ф объединены в комплекс с определ.пространственной организацией. S, попав в комплекс, не покидает его пока не образуется конечный продукт: синтетазный комплекс жирных кислот, пируватдегидрогеназный комплекс.3 тип: отдельные Ф мультиФ комплекса присоединены к опр.клеточным структурам: отд. Ф дых.цепи связаны с внутр. Мембраной МХ, а др. Ф – нет; отдельные Ф синтеза белка – в рибосомах, а др. – где-то рядом. Локализация Ф: внутри клетки - в составе цитоплазмы в опр.органеллах, встроены в мембрану. Могут быть отдельные отсеки, различающиеся по метаболитическим процессам. Все Ф гликолиза – в цитоплазме, Ф ЦТК, β-окисления жирных кислот – в матриксе МХ. Органоспецифические Ф – в одном или нескольких органах. 31. Применение ферментов в медицине. Способы определения активности ферментов в сыворотке крови. Ферменты в медицине используются в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) целей. Кроме того ферменты используются в качестве специфических реактивов для определения ряда в-в. При лечении желудочных заболеваний , сопровождающихся снижением содержания пепсина в желудочном соке, для улучшения пищеварения назначают препараты пепсина (заместительная терапия). Протеолитические ферменты применяют при первичной обработке ран: гидролизуя белки разрушенных кл-к, ферменты способствуют очищению ран и уменьшении воспалительных явлений. Нуклеазы (катализ разрушения нуклеиновых кислот) используются при лечении вирусных заболеваний. Некоторые протеолитические ферменты применяют для предотвращения или лечения тромбов, закупорки кр. сосудов сгустками крови. Аспарагиназу применяют для лечения некоторых форм лейкозов. Аспарагин в лейкозных к-ах не синтезируется, и к-ки получают его из плазмы крови. Если ввести в кровь больного аспарагиназу, то аспарагин в плазме крови разрушается и синтез белков в лейкозных к-ах прекращается – к-ки гибнут. С помощью фермента можно определить его субстрат в смеси, содержащей множество др. в-в. Этим методом измеряют содержание глюкозы, мочевины, моч. к-ты, мол. к-ты, креатинина, холестерина и др. Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания на основе определения активности ферментов в биол. жидкостях человека. При повреждении к-к в крови увеличивается концентрация внутрикл. ферментов поврежденной к-ки. |
32 Строение и функции нуклеотидов в живых организмах. Функции нуклеотидов:
Нуклеотид: азотистое основание + пентоза + остаток фосфатной группы. |
|
Порядок реакции определяется характером ее зависимости от концентарции субстрата. ПОРЯДОК РЕАКЦИИ по данному в-ву, показатель степени при концентрации этого в-ва в кинетич.. ур-нии р-ции. Согласно действующих масс закону, скорость у простой (одностадийной) р-ции между в-вами А и В. |
|
|
Вопрос 24. Зависимость скорости ферментативной реакции от рН, температуры, концентрации фермента, субстрата. Линейная зависимость Vmax – активные центры всех молекул Увеличение [S] накапливающегося в рез-те реакции ↓ V реакции При небольших конц. [S] – реакции 1-го порядка.(v не зависит от конц [S]) Математическое описание зависимости V и S. Бриттс Холдейн Для односубстратных реакций в условиях стационарной кинетики
Кm представляет собой константу Михаэлиса, являющуюся экспериментально определяемой величиной. Она может быть представлена следующим уравнением: k-1 – скорость распада по константе михаэлиса судят о степени сродства субстрата и фермента. Чем ниже Km значит тем быстрее идёт ферм.р-ция. Графический способ опр. Графический способ определения Km. |
38.. Строение и функции РНК. 38. Строение и функции РНК. Рибонуклеи́новые кисло́ты (РНК) — нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят остаток ортофосфорной кислоты, рибоза (в отличие от ДНК, содержащей дезоксирибозу) и азотистые основания — аденин, цитозин, гуанин и урацил (в отличие от ДНК, содержащей вместо урацила тимин). Эти молекулы содержатся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах. Клеточные РНК образуются в ходе процесса, называемого транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК, осуществляемого специальными ферментами — РНК-полимеразами. Затем матричные РНК (мРНК), принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Трансляция — это синтез белка на матрице мРНК при участии рибосом. Другие РНК после транскрипции подвергаются химическим модификациям, и после образования вторичной и третичной структур выполняют функции, зависящие от типа РНК. Для одноцепочечных РНК характерны разнообразные пространственные структуры, в которых часть нуклеотидов одной и той же цепи спарены между собой. Некоторые высокоструктурированные РНК принимают участие в синтезе белка клетки, например, транспортные РНК служат для узнавания кодонов и доставки соответствующих аминокислот к месту синтеза белка, а рибосомные РНК служат структурной и каталитической основой рибосом. Однако функции РНК в современных клетках не ограничиваются их ролью в трансляции. Так малые ядерные РНК принимают участие в сплайсинге эукариотических матричных РНК и т. д. Помимо того, что молекулы РНК входят в состав некоторых ферментов (напр., теломеразы) у некоторых РНК обнаружена собственная энзиматическая активность, например способность вносить разрывы в другие молекулы РНК или, наоборот, «склеивать» два РНК-фрагмента. Такие РНК называются рибозимами. Геномы некоторых вирусов состоят из РНК, то есть у них она выполняет роль, которую у высших организмов выполняет ДНК. На основании разнообразия функций РНК в клетке была выдвинута гипотеза, согласно которой РНК — первая молекула, которая была способна к самовоспроизведению в добиологических системах. Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой в положении 1' присоединено одно из оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа соединяет рибозы в цепочку, образуя связи с 3' атомом углерода одной рибозы и в 5' положении другой. Фосфатные группы при физиологическом рН отрицательно заряжены, поэтому РНК — полианион. РНК транскрибируется как полимер четырёх оснований (аденина (A), гуанина (G), урацила (U) и цитозина (C)), но в «зрелой» РНК есть много модифицированных оснований и сахаров. Всего в РНК насчитывается около 100 разных видов модифицированных нуклеозидов, из которых 2'-О-метилрибоза наиболее частая модификация сахара, а псевдоуридин — наиболее часто встречающееся модифицированное основание [12]. У псевдоуридина (Ψ) связь между урацилом и рибозой не C — N, а C — C, этот нуклеотид встречается в разных положениях в молекулах РНК. В частности, псевдоуридин важен для функционирования тРНК. Другое заслуживающее внимания модифицированное основание — гипоксантин, деаминированный гуанин, нуклеозид которого носит название инозина. Инозин играет важную роль в обеспечении вырожденности генетического кода. Роль многих других модификаций не до конца изучена, но в рибосомальной РНК многие пост-транскрипционные модификации находятся в важных для функционирования рибосомы участках. Например, на одном из рибонуклеотидов, участвующим в образования пептидной связи Азотистые основания в составе РНК могут образовывать водородные связи между цитозином и гуанином, аденином и урацилом, а также между гуанином и урацилом. Однако возможны и другие взаимодействия, например, несколько аденинов могут образовывать петлю, или петля, состоящая из четырёх нуклеотидов, в которой есть пара оснований аденин — гуанин. Важная структурная особенность РНК, отличающая её от ДНК — наличие гидроксильной группы в 2' положении рибозы, которая позволяет молекуле РНК существовать в А, а не В-конформации, наиболее часто наблюдаемой у ДНК. У А-формы глубокая и узкая большая бороздка и неглубокая и широкая малая бороздка. Второе последствие наличия 2' гидроксильной группы состоит в том, что конформационно пластичные, то есть не принимающие участие в образовании двойной спирали, участки молекулы РНК могут химически атаковать другие фосфатные связи и их расщеплять. «Рабочая» форма одноцепочечной молекулы РНК, как и у белков, часто обладает третичной структурой. Основа этой структуры образуется на основе элементов вторичной структуры, образуемой с помощью водородных связей внутри одной молекулы. Различают несколько типов элементов вторичной структуры — стебель-петли, петли и псевдоузлы. Предсказание вторичной структуры РНК — гораздо более сложная задача, чем предсказание вторичной структуры белков, но в настоящее время есть эффективные программы, например, mfold. |
|
Примером зависимости функции молекул РНК от их вторичной структуры являются участки внутренней посадки рибосомы (IRES). Это структура на 5' конце РНК, которая обеспечивает присоединение рибосомы в обход обычного механизма инициации трансляции, требующего кэп и белковые факторы инициации. Первоначально были обнаружены в вирусных РНК, но сейчас накапливается всё больше данных о том, что клеточные мРНК также используют IRES-зависимый механизм инициации в условиях стресса. Многие типы РНК, например, рРНК и мяРНК в клетке функционируют в виде комплексов с белками, которые ассоцииируют с молекулами РНК после их синтеза или (у эукариот) экспорта из ядра в цитоплазму. Такие РНК-белковые комплексы называются рибонуклеопротеиновыми комплексами или рибонуклеопротеидами. 1) РНК, участвующие в трансляции. Информация о последовательности аминокислот белка содержится в мРНК. Три последовательных нуклеотида (кодон) соответствуют одной аминокислоте. В эукариотических клетках транскирибированный предшественник мРНК или пре-мРНК процессируется с образованием зрелой мРНК. Процессинг включает удаление некодирующих белок последовательностей (интронов). После этого мРНК экспортируется из ядра в цитоплазму, где к ней присоединяются рибосомы, транслирующие мРНК с помощью соединённых с аминокислотами тРНК. В безъядерных клетках (бактерии и археи) рибосомы могут присоединяться к мРНК сразу после транскрипции участка РНК. И у эукариот, и у прокариот цикл жизни мРНК завершается её контролируемым разрушением ферментами рибонуклеазами. Транспортные (тРНК) — малые, состоящие из приблизительно 80 нуклеотидов, молекулы с консервативной третичной структурой. Они переносят специфические аминокислоты в место синтеза пептидной связи в рибосоме. Каждая тРНК содержит участок для присоединения аминокислоты и антикодон для узнавания и присоединения к кодонам мРНК. Антикодон образует водородные связи с кодоном, что помещает тРНК в положение, способствующее образованию пептидной связи между последней аминокислотой образованного пептида и аминокислотой, присоединённой к тРНК. Рибосомальные РНК (рРНК) — каталитическая составляющая рибосом. Эукариотические рибосомы содержат четыре типа молекул рРНК: 18S, 5.8S, 28S и 5S. Три из четырёх типов рРНК синтезируются в ядрышке. В цитоплазме рибосомальные РНК соединяются с рибосомальными белками и формируют нуклеопротеин, называемый рибосомой. Рибосома присоединяется к мРНК и синтезирует белок. рРНК составляет до 80 % РНК, обнаруживаемой в цитоплазме эукариотической клетки. Необычный тип РНК, который действует в качестве тРНК и мРНК (тмРНК) обнаружен во многих бактериях и пластидах. При остановке рибосомы на дефектных мРНК без стоп-кодонов тмРНК присоединяет небольшой пептид, направляющий белок на деградацию 2)РНК, участвующие в процессинге генов Многие РНК принимают участие в модификации других РНК. Интроны вырезаются из пре-мРНК сплайсосомами, которые, кроме белков, содержат несколько малых ядерных РНК (мяРНК). Кроме того, интроны могут катализировать собственное вырезание.. Синтезированая в результате транскрипции РНК также может быть химически модифицирована. У эукариот химические модификации нуклеотидов РНК, например, их метилирование, выполняется малыми ядерными РНК (мяРНК, 60-300 нуклеотидов). Этот тип РНК локализуется в ядрышко и тельцах Кахаля. После ассоциации мяРНК с ферментами, мяРНК связываются с РНК-мишенью путём образования пар между основаниями двух молекул, а ферменты модифицируют нуклеотиды РНК-мишени. Рибосомальные и транспортные РНК содержат много подобных модификаций, конкретное положение которых часто сохраняется в процессе эволюции. Также могут быть модифицированы мяРНК и сами мяРНК Гидовые РНК осуществляют процесс редактирования РНК в кинетопласте - особом участке митохондрии протистов-кинетопластид (например, трипаносом). |
ph-оптимум- значение ph при котором реакция протекает наиболее быстро. Для большинства E он лежит в пределах от 6 до 8 |
|
33. Биосинтез и катаболизм пиримидиновых нуклеотидав. Регуляция биосинтеза. Образование пиримидиновых нуклеотидов de novo. Пиримидиновое кольцо синтезируется из простых предшественников: глутамина, СО2, аспарагиновой к-ты, затем связывается с рибозо-5-фосфатом, полученным от ФРДФ. Процесс протекает в цитозоле к-ки. Карбомоилфосфат есть в цитоплазме почти всех к-к. Карбомоилфосфатсинтетаза 2 есть во всех тканях, карбомоилфосфат синтетаза 1работает с аммиаком, есть только в митохондриях печени. Синтез ключевого пиримидинового нуклеотида – УМФ идет с участием 3 ферментов. |
29. Изоферменты и целесообразность определения изоферментного спектра в медицине. Изоферм – разные молекуляр формы одного и того же ферм, кодирующиеся родственными генами. Отличаются рядом структурных, катализирующих и метаболич св-в: разные ферм имеют разные рН-оптимум, отличаются степенью сродства к субстрату и кофакторам, чувствит к активаторам и ингибиторам, скоростью синтеза и распада. Благодаря набору изоферм клетка обладает способностью к тонкой адаптации. Тканевые изоферм отвечают за приспосабливание ткани и оптимальное протекание р-ии при имеющихся условиях. 1) Изоферм могут быть гибридами двух видов полипепт цепей: креатинкиназа, ЛДГ, изоферм имеющие более 2-х полипепт цепочек. 2) аллелозины – генетич вариант одного и того же ферм, встречается у организмов – глюкозо-6-фосфат-ДГ. 3) генетич независимые изоферм, кодируются разными генами, может быть разная внутриклеточная организация (малатДГ,аминотрансфераза). |
|
37. Строение и физико-химические свойства ДНК. Методы исследования структуры ДНК Направление 5’(слева) ---3’(справа) Особая, двойная, комплементарная, антипараллельная Первичная структура – последовательность чередования нуклеотида в полинуклеотидной цепи. Правила Чаргаффа: кол-во пуриновых осн=кол-ву пиримидиновых.(А-Т; Г-Ц) Сама спирализуется в пространстве Вторичная структура – двойная суперспираль( водородная связь; между парами нуклеотидов гидрофобные) В-ДНК – готовится к моменту репликации (диаметр 2 нм, длина несколько см(нитевидные самые длинные), Mr=107-109). Шаг(смещение вдоль оси на повтор. в пространстве)=3,4 ангстрем. На виток 10 пар нуклеотидов, 0.34 ангстрем между нуклеотидами Сахарофосфатный скелет; наиболее удобна для репликации А-ДНК – шаг 2,8 А, 11 пар нуклеотидов на виток, в этой форме к транскрипции готовится С-ДНК – 9 пар на виток, в интерфазном ядре, ни к чему не готовится. Z-ДНК-готовится к кроссинговеру,двуцепочечная,палочная ДНК У бактерий, вирусов, фагов 2-цепочечная замкнутая в кольцо; у ДНК-сод. вирусов –линейные 2цепочеч. формы с «липкими»концами , у фагов – одноцепоч. ДНК. Плазмиды – доп.маленькие кольцевые молекулы ДНК,нужны бактериям для устойчивости(против антибиотиков тоже) Нуклеосома – в них надо сворачивать ДНК,для компактизации. Гистоновый остов – в виде молекулярного цилиндра, на него накручивается двуцепоч. ДНК, 1.75 витка на 1 нуклеосому. Между нуклеосомами линкерное ДНК. Третичная структура ДНК – «ожерелье», бусинки нуклеосомы. Суперспирализована в пространстве. Наматывается на гистоновый кор. Итого: 2-нитевая ДНК—> укладка в нуклеосому 11НМ—> в соленоид 30НМ—> даёт петли в хроматиды—> метафазные хромасомы. |
39.Репликация ДНК у прокариот. Свойства ДНК-полимераз прокариот. Лекарственные препараты, тормозящие репликацию. Для передачи дочерним клеткам генетической информации в процессе репликации ДНК (DNA) должна быть создана копия генома. Репликация ДНК осуществляется ДНК-зависимыми ДНК-полимеразами. Эти ферменты используют в качестве шаблона одну из цепей двойной спирали ДНК, так называемую матрицу. На матрице, начиная с короткой стартовой последовательности (праймера), ферменты синтезируют комплементарную цепь и воспроизводят в итоге исходную двухтяжевую ДНК. Субстратами ДНК-полимераз являются четыре дезоксирибонуклеотидтрифосфата: аденозин-, гуанозин-, тимидин- и цитозинтрифосфаты. При каждом шаге синтеза ДНК происходит спаривание нуклеотида с соответствующим азотистым основанием матричной цепи. Затем α-фосфатная группа связанного нуклеотида подвергается нуклеофильной атаке со стороны 3'-ОН-группы предыдущего нуклеотида. За этим следует удаление дифосфата и образование новой фосфодиэфирной связи. Эти этапы повторяются снова и снова по мере движения ДНК-полимеразы от одного основания к следующему вдоль матрицы. В соответствии с этим механизмом матричная цепь ДНК считывается в направлении 3'→5'. В большинстве клеток имеется несколько ДНК-полимераз. Наряду с ферментами, которые осуществляют собственно репликацию, существуют полимеразы, которые включены в процессы репарации ДНК или реплицируют митохондриальную ДНК эукариот. Большинство ДНК-полимераз построены из множества субъединиц, роль которых до конца не выяснена. В настоящее время процесс репликации у прокариот достаточно изучен, в то время как многие аспекты эукариотической репликации остаются неясными. Однако с большой долей вероятности можно утверждать, что в большинстве клеток этот процесс протекает в основном одинаково. На схеме показана простейшая схема репликации у бактерии Escherichia coli. В бактериях репликация начинается со специфической точки в кольцевой ДНК (область начала репликации) и продолжается в обоих направлениях. В результате образуются две репликативные вилки, которые продвигаются в противоположных направлениях, т. е. обе цепи реплицируются одновременно. В функционировании каждой вилки принимают участие множество различных белков, из которых здесь указаны наиболее важные. |
|
1-3 катализируются одним ферментом, который является полифункциональным. Имеет 3 субъединицы с 3 специфическими активными центрами: карбомоилфосфатсинтетаза2, карбомоиласпартат трансфераза, дегидрооротаза. 4 отдельный фермент 5-6 катализирются одним ферментом. УМФ+АТФ→УДФ+АДФ (киназа) УДФ+АТФ→УТФ+АДФ УТФ+глутамин→ЦТФ+глутамат(цитидинтрифосфат) Путь спасения., «запасной» путь синтеза из прежних оснований. Урацил+рибозо-1-фосфат→уридин +Н3РО4 (нуклеозидфосфорилаза) Уридин+АТФ→УМФ+АДФ (уридинкиназа) Катаболизм. |
|
|
Каждая репликативная вилка (2) включает по крайней мере две молекулы ДНК-полимеразы III, ассоциированные с несколькими вспомогательными белками. К последним относятся ДНК-топоизомеразы (гиразы), которые раскручивают плотно свернутую двойную спираль ДНК, и хеликазы, которые расплетают двухтяжевую ДНК на две цепи. Поскольку матричная цепь всегда читается в направлении 3'→5' (см. выше), только одна из цепей может считываться непрерывно. Другая цепь считывается в направлении, противоположном движению репликативной вилки. В результате на матрице вначале синтезируются короткие фрагменты новой цепи ДНК, так называемые фрагменты Оказаки (OF), названные так по имени их первооткрывателя. Каждый фрагмент начинается с короткой РНК-затравки, необходимой для функционирования ДНК-полимеразы. Праймер синтезируется специальной РНК-полимеразой ДНК-полимераза III достраивает этот праймер до фрагмента ДНК длиной 1000-2000 дезоксинуклеотидных звеньев. Синтез этого фрагмента далее прерывается, и новый синтез начинается со следующего РНК-праймера. Индивидуальные фрагменты Оказаки первоначально не связаны друг с другом и все еще имеют РНК на 5'-концах (3). На некотором расстоянии от репликативной вилки ДНК-полимераза I начинает замещать РНК-праймер последовательностью ДНК. В завершение остающиеся одноцепочечные разрывы репарируются ДНК-лигазой. В образованной таким образом двойной спирали ДНК только одна из цепей синтезирована заново. Поэтому говорят, что репликация ДНК происходит по полуконсервативному механизму |
Физико-хим свойства: *Mr=107-109 , структура нитевидная, при увелич концентрации –достаточно вязкие р-ры. *Нативная плотность ДНК(1.69-1.73) *Плавучая плотность(определяется при оседании в стакане высокоскоростн. центрифуги) чем больше ГЦА, тем больше плавуч. пл-ть. *Денатурация – изменеие пространственного расположения цепей без разрыва ковал.связей. Может быть локальной. Хим агенты для денатурации: мочевина, формамид, изменение рН под действием хим препарата, изменение ионной силы. Ренативация – восстановление *Кооперативный эффект – чем больше разорвалось, тем легче дальше рвать. *tплавл ДНК – t при которой ДНК денатурирует на 50%. Tплавл ДНК человека=81,5 С Методы исследования структуры ДНК -Гибридизация ДНК – образование двунитчатой структуры ДНК из однонитчатых за счет возникновения водородных связей между комплементарными нуклеотидами. ДНК-зонд – небольшой фрагмент однонитчатой ДНК, используемый для поиска комплем.посл-тей в молекулах большего размера или среди набора разнообр. мол.ДНК. -70ые годы – открытие рестриктаз – нуклеазы бакт.происхождения, разрушающие 2нит. Молекулы ДНК по специфич.посл-тям нуклеотидов(сайтам рестрикиции). Развитие электрофореза полиакриламидным гелем позволяет отделять фрагменты др от др. Блоттинг – перенос рестрикцированных фрагм. ДНК с полиакриламидного геля на фильтр. Блот-гибридизация – метод идентификации участков ДНК, содержащих ДНК-зонды, среди электрофоретически разделенных фрагментов ДНК, фиксированных на твердом матриксе. Блоттинг и блот-гибридизация необходимы чтобы расшифровать и в первичн.структурах разобраться. Секвенирование ДНК – установление первичной структуры ДНК фрагментов |
|
40. Репликация ДНК у эукариот. Свойства ДНК-полимераз эукариот. Репликация ДНК и клеточный цикл. Особенности репликации ДНК у эукариот. Репликация ДНК у эукариот, по существу аналогичная репликации ДНК у прокариот, имеет ряд особенностей. Например, вместо одной точки репликации в ДНК эукариот имеются специфические точки «начала», так называемые автономно реплицирующие последовательности (около 300 нуклеотидных пар); в дрожжевой клетке таких элементов около 400. Кроме того, скорость движения репликационной вилки у эукариот (примерно 50 нуклеотидов в секунду) почти в 10 раз ниже, чем у E. coli. Для репликации ДНК генома человека из одной-единственной точки с подобной скоростью потребовалось бы более 500 ч; вместо этого репликация генома человека происходит в обоих направлениях и одновременно из множества точек (множество «начал» репликации), вовлекая от 30000 до 330000 пар оснований. Репликация продолжается до тех пор, пока не будут синтезированы две дочерние молекулы ДНК, в каждой из которых содержится одна родительская цепь (см. рис. 13.4). Таким образом, множественность точек «начала» репликации ДНК, вероятнее всего, является общим правилом для всех клеток эукариот. Рис. 13.2. Полуконсервативная репликация ДНК in vitro. Каждая из двух цепей родительской ДНК служит матрицей для синтеза дочерних молекул ДНК. 1 - родительская молекула; 2 -дочерние молекулы (первая генерация); 3 - дочерние молекулы (вторая генерация). Рис. 13.3. Основные этапы репликации ДНК (схема). Рис. 13.4. Схематическое изображение непрерывного и прерывистого синтеза цепей ДНК при репликации. Как было указано, инициация биосинтеза дочерних цепей ДНК требует предварительного синтеза на матрице ДНК необычного затравочного олигорибонуклеотида, названного праймером, со свободной гидроксильной группой у С-3' рибозы. Этот короткий олигорибонуклеотид синтезируется комплементарно на матрице ДНК при участии особого фермента – прай-мазы, наделенной РНК-полимеразной активностью. Предполагают, что именно с этой точки концевого 3'-гидроксила рибозы праймера начинается истинный синтез лидирующей дочерней цепи ДНК, комплементарной родительской. Синтез начинается с реакции между 3'-ОН-группой концевого рибонуклеотида праймера и α-фосфатной группой первого дезоксирибонуклеотидтрифосфата в строгом соответствии с комплементарностью родительской цепи ДНК, при этом освобождается пирофосфат. В дальнейшем этот фрагмент РНК, комплементарно присоединенный к новообразованной цепи ДНК, разрушается под действием ДНК-полимеразы I, и возникшая брешь застраивается олигодезоксирибо-нуклеотидом при помощи той же ДНК-полимеразы I. Вполне допустимо предположение, что синтез праймера из олигорибонуклеотида имеет глубокий биологический смысл, поскольку в этом случае могут устраняться ошибки, неизбежно возникающие при инициации репликации ДНК. Этапы биосинтеза ДНК. Предложен ряд моделей механизма биосинтеза ДНК с участием указанных ранее ферментов и белковых факторов, однако детали некоторых этапов этого синтеза еще не выяснены. Основываясь главным образом на данных, полученных в опытах in vitro, предполагают, что условно механизм синтеза ДНК у Е. coli может быть подразделен на три этапа; инициацию, т.е. начало, элонгацию, т.е. продолжение, и терми-нацию, т.е. завершение (прекращение) синтеза. Каждый из этих этапов требует участия специфических ферментов и белковых факторов. |
41.Этапы процесса транскрипции. ДНК-зависимые РНК-полимеразы эукариот и прокариот. Для того чтобы хранящаяся в ДНК информация могла быть использована, ее необходимо переписать (транскрибировать) в последовательность РНК. При этом ДНК служит только матрицей, т. е. она не меняется в процессе транскрипции. Транскрибируемые последовательности ДНК, т. е. участки ДНК, которые кодируют определенные белки, называются генами. Установлено, что геном млекопитающих содержит по крайней мере 50000 индивидуальных генов, которые вместе составляют менее 20% суммарной ДНК генома. Функция «избыточных» последовательностей ДНК до конца не установлена. Транскрипция и созревание РНК: общие сведения Транскрипция осуществляется ДНК-зависимыми РНК-полимеразами. Они действуют подобно ДНК-полимеразам за исключением того, что включают во вновь синтезируемую цепь РНК (RNA) рибонуклеотиды вместо дезоксирибонуклеотидов и не нуждаются в праймерах. Эукариотические клетки обычно содержат по крайней мере три различных типа РНК-полимераз, РНК-полимераза I катализирует синтез РНК с коэффициентом седиментации 45S, которая служит предшественником трех различных рибосомных РНК. РНК-полимеразы II синтезируют гяРНК (hnRNA), которые служат предшественниками мРНК (mRNA) и мяРНК (snRNA) (подробнее см. с. 242). Наконец, РНК-полимераза III транскрибирует гены, которые кодируют тРНК (tRNA), 5S- рРНК (rRNA) и некоторые мяРНК. Эти РНК служат предшественниками функциональных РНК, которые образуются в процессе созревания РНК (см. с. 242). РНК-полимераза II ингибируется α-аманитином (ядом бледной поганки). В качестве примера организации небольшого эукариотического гена представлена схема гена, кодирующего β-цепь гемоглобина (146 аминокислот). Этот ген состоит из более чем 2000 п.о. (2 тыс. п.о.). Однако из них только около 450 п.о. из них несут информацию об аминокислотной последовательности β-глобина. Кроме трех кодирующих участков (экзонов), ген включает два некодирующих (интроны, I1 и I2). На 5'-конце гена располагается промоторный участок (розовый цвет) длиной приблизительно 200 п.о., который имеет регуляторную функцию (см. с. 242). Транскрипция начинается с 3'-конца промоторного участка и продолжается, пока не достигнет сайта полиаденилирования (см. ниже). Образующийся первичный транскрипт (гяРНК) β-глобинового гена состоит из ~1600 п.о. Во время созревания РНК некодирующие последовательности, соответствующие интронам, удаляются и, кроме того, оба конца гяРНК модифицируются. Зрелая β-глобиновая мРНК включает в себе ~40% гяРНК и дополнительно 3'-концевую последовательность из 100-200 АМФ (AMP) («поли-А-сегмент»; фрагмент см. рис. 243). У многих генов разделение на экзоны и интроны еще более выражено. Так, общая длина гена дигидрофолатредуктазы (см. с. 388) составляет выше 30 тыс.п.о. Информация об аминокислотной последовательности распределена по 6 экзонам, которые в сумме составляют только ~6 тыс.п.о. |
|
Процесс транскрипции Как уже упоминалось, РНК-полимераза II связывается с 3'-концом промоторного участка. Последовательность, обеспечивающая это связывание, так называемый ТАТА-бокс, короткий А- и Т-обогащенный участок, последовательность которого слегка варьирует у разных генов. Типичная последовательность (каноническая) — ...ТАТААА... . Для взаимодействия полимеразы с этим участком необходимы несколько белков, основных факторов транскрипции. Дополнительные факторы могут либо стимулировать, либо ингибировать этот процесс (контроль транскрипции) (см. с. 242). После инициации синтеза (2), РНК-полимераза движется в направлении 3'→5' матричной цепи. В процессе инициации фермент разделяет короткий участок двойной спирали ДНК на две отдельные цепочки. Нуклеозидтрифосфаты связываются комплементарно на кодирующей цепочке ДНК водородными связями и шаг за шагом присоединяются к растущей молекуле РНК (3). Вскоре после начала элонгации 5'-конец транскрипта защищается «кэпом» (от англ. cap) (см. с. 242). Как только транскрипция доходит до сайта полиаденилирования (обычно это последовательность ...ААТААА...), транскрипт отщепляется (4). После этого полимераза прекращает транскрипцию и диссоциирует от ДНК. ДНК-зависимая РНК-полимераза (DNA-dependent RNA polymerase) - Фермент, осуществляющий ДНК-зависимый синтез РНК. У прокариот существует 2 типа ДНК-зависимой РНК-полимеразы: ДНК-праймаза катализирует синтез РНК-затравки для фрагментов Оказаки при репликации ДНК, в то время как РНК-полимераза синтезирует все остальные клеточные РНК. У эукариот все типы клеточных РНК – мРНК (mRNA), тРНК (tRNA), рРНК (rRNA) – синтезируются разными ДНК-зависимыми РНК-полимеразами. ДНК-зависимая РНК-полимераза была открыта у нескольких эу- и прокариотических организмов (в частности, у E.coli) |
Этап I – инициация биосинтеза ДНК – является началом синтеза дочерних нуклеотидных цепей; в инициации участвует минимум восемь хорошо изученных и разных ферментов и белков. Первая фаза – это, как указано ранее, ферментативный биосинтез на матрице ДНК необычного затравочного олигорибонуклеотида (праймера) со свободной гидроксиль-ной группой у С-3' рибозы. При инициации к цепям ДНК последовательно присоединяются ДНК-раскручивающие и ДНК-связывающие белки, а затем комплексы ДНК-полимераз и праймаз (см. рис. 13.3). Инициация представляется единственной стадией репликации ДНК, которая весьма тонко и точно регулируется, однако детальные механизмы ее до сих пор не раскрыты и в настоящее время интенсивно исследуются. Этап II – элонгация синтеза ДНК – включает два кажущихся одинаковыми, но резко различающихся по механизму синтеза лидирующей и отстающей цепей на обеих материнских цепях ДНК. Синтез лидирующей цепи начинается с синтеза праймера (при участии праймазы) у точки начала репликации, затем к праймеру присоединяются дезоксирибонуклеотиды под действием ДНК-полимеразы III; далее синтез протекает непрерывно, следуя шагу репликационной вилки. Синтез отстающей цепи, напротив, протекает в направлении, обратном движению репликационной вилки и начинается фрагментарно. Фрагменты всякий раз синтезируются раздельно, начиная с синтеза праймера, который может переноситься с готового фрагмента при помощи одного из белковых факторов репликации в точку старта биосинтеза последующего фрагмента противоположно направлению синтеза фрагментов. Элонгация завершается отделением олигорибонуклеотидных праймеров, объединением отдельных фрагментов ДНК при помощи ДНК-лигаз и формированием дочерней цепи ДНК. Нельзя исключить, однако, возможности сопряженного и согласованного механизма синтеза лидирующей и отстающей цепей ДНК при участии полимераз и всего комплекса праймасом. Этап III – терминация синтеза ДНК – наступает, скорее всего, когда исчерпана ДНК-матрица и трансферазные реакции прекращаются. Точность репликации ДНК чрезвычайно высока, возможна одна ошибка на 1010 трансферазных реакций, однако подобная ошибка обычно легко исправляется за счет процессов репарации. Синтез ДНК на матрице РНК. Выдающимся достижением биохимии нуклеиновых кислот является открытие в составе онковирусов (вирус Раушера и саркомы Рауса) фермента обратной транскриптазы, или ревертазы (РНК-зависимая ДНК-полимераза), катализирующего биосинтез молекулы ДНК на матрице РНК. Накоплены данные о том, что многие РНК-содержащие онкогенные вирусы, получившие наименование онкорнавирусов, содержат ревертазу в составе покровных белков. Фермент открыт также во многих клетках прокариотов и эукариотов, в частности в лейкозных клетках, пролиферирующих тканях, включая эмбриональные ткани. Ревертаза онкорнавирусов содержит ионы Zn2+и активируется катионами Мn2+ и Mg2+ . Предполагают, что синтез ДНК на матрице РНК происходит в 3 этапа. На I этапе фермент ревертаза синтезирует на матрице вирусной РНК комплементарную цепь ДНК, что приводит к формированию гибридной молекулы. Второй этап – разрушение исходной вирусной РНК из комплекса гибридной молекулы под действием РНКазы. Наконец, на III этапе на матрице цепи ДНК комплементарно синтезируются новые цепи ДНК. Ревертазной активностью обладают и ДНК-полимеразы: например, фермент из Е. coli способен катализировать синтез ДНК на матрице рРНК. Открытие обратной транскриптазы имеет большое значение не только для выяснения закономерностей процесса малигнизации, но и для всей науки о живом, поскольку указывает на возможность передачи наследственной информации от РНК на ДНК, не подчиняясь основному постулату (поток информации идет только в одном направлении): ДНК –> РНК –> Белок. В настоящее время можно дополнить эту основную схему передачи генетической информации в живой клетке и представить ее в более полной форме: На схеме стрелки вокруг ДНК и РНК указывают на возможность молекул копировать самих себя в живых системах при участии соответствующих ферментов. Как знать, не станем ли мы свидетелями открытия принципиальной возможности поворота стрелки и на следующей стадии – от белка на РНК, что могло происходить на Земле при зарождении первичных живых существ? |
|
42.Инициация элонгации и терминация транскрипции у эу и про: Инициирующие факторы про: Сигма субъединица РНК полимеразы: функция: узнать определенную последовательность промотера, связаться с ними, привлечь cor enzyme и содействовать началу элонгации. Сигма-ф способствует расплавлению двуцепочечной ДНК и катализирует основания примерно до 10 нуклеотидов. Сигма субъединица может уйти и работать будет только cor enzyme. Инициирующие факторы эу: TF II D, TF II A, TF II B, TF II E (транскрибирующий факор необходимый для начала) D – узнает и связывается с ТАТА-боксом. А- подсоединяется к TF II D и привлекает к себе TF II B В – связывается с полимеразой II, имеющей мощную АТФазную активность(=> добывается энергия) Е- для чего-то нужен. Завершает образование комплекса и начинается транскрипция РНК-полимеразы I и III тоже нужны. Определенный факторы узнают enhancerы. Терминация транскрипции: Про: 1 способ: ро-зависимая(фактор-зависимая). Определенная терминирующая последовательность служит сигналом терминации ро-фактора. Ро-фактор требует энергию АТФ(имеется АТФазная активность). 2 способ: ро-независимая терминация Существует особая терминирующая последовательность коэнзим (2альфа, бета, бета штрих), и когда до нее доползает , заставляет транскрипции прекратить. РНК-полимераза доходит до полиндрома, где много Г-Ц-пар. Эу: существует небольшое кол-во терминирующих последовательностей. Для большинства генов эу транскрипция продолжается и после полиаденилатного хвоста |
43. Процессинг у прокариот Процессинг - посттрансляционное дозревание РНК Процессинг м-РНК: нет процессинга в м-РНК – она готова сразу,нет интронов До завершения процесса транскрипции может развиваться трансляция(благо нет ядра). Процессинг р-РНК: существует 7 участков, отвечающих за кодирование В р-РНК метилируются некоторые азотистые основания 30S предшественник, кот. будет в р-РНК превращаться впоследствии 5S, 16S, 23S, т-РНК. Эндонуклеазы внутри транскрипта фосфодиэфирн.связи разрушают. Процессинг т –РНК: существуют длинноцепочечные предшественники 2-7 генов разных т-РНК(друг за другом идут) Первичный длинный транскрипт с помощью РНКаз разрушается, и к 3’-концу добавляется послед-ть ССА – то кресло для АМФ, кот. будет акцептировать АК. Многие основания в т-РНК модифицируются для поддержания уникальной конформации (метилирование и т.д.) |
|
44. Процессинг у эу: Этапы м-РНК и эу:
Capping – Cap 0, 1, 2 модели 0: 7-метилгуанилат(связ. С 5’-концом hn-РНК особой 5’-5’-трифостфатной связью) 1: 7-метилгуанилат + первое азот. основание. Метилируется крайнее азот. основание рибозы hn-РНК 2: 7-метилгуанилат Cap – защита от РНК-аз, м-РНК с Сap транслируется гораздо более эффективно.
ААУААА downstream 11-30 нуклеотидов Функции хвоста: Стабилизация структуры м-РНК, учет и контроль прошедших транскрипций (после очередного считывания уходит аденилатфостат). м-РНК деградирует, когда слишком много раз читается.
Механизм: сплайсиосома-комплекс. Состоящий из 5 SNURPS(в ядре). В составе имеют 5 sn-РНК(5S и 7S),которые катализируют сплайсинг. 5 sn-РНК узнают определенную последовательность экзон-интронный стык с 5”-конца,где есть: …GU…A…AG… и делают насечку. Сначала интрон выпадает с 5”-стороны. Функции интронов:точно не знаем,возможно соответствуют определенным доменам,чтобы четче вырезать, возможно они-ловушки для мутаций, или возможность перестановок крупных экзонных блоков при вырезании.
Это процессинг,похож на прокариот. Отличия: некоторые т-РНК содержат интронные вставки и имеют другой сплайсинг(точно не знаем какой). |
46.Процесс трансляции и прокариот мРНК (инициирующий кодон АУГ, редко ГЦГ) рибосомные субъединицы 30S и 50S, энергия ГТФ, Mg2+, факторы инициации IF-1;IF-2;IF-3
Формирование 30S инициирующего комплекса IF-3 фактор антиассоциаций, объединенный в комплекс с малой субъединицей и препятствующий «схлопыванию» малой и большой субъединицам. IF-2 –фактор, подводящий энергию, связанную с ГТФ IF-1 – ускоряет все превращения 30S со специфическим сайтом на мРНК в присутствии IF-1 и IF-2 и начинает движение вдоль мРНК. Доходит до последовательности (АГГАГГЦ) богат пурином. Как только это происходит , это означает, что ниже по течению находится стартовый инициирующий кодон (АУГ) ГУГ. Скорее мРНК, имеющая данную последовательность, установлен. временное соответствие с малой субъединицей на мРНК и Р-сайте. На Р сайт встает АУГ. К нему подходит формилметианин –РНК, чтобы произошло узнавание с антикодоновой петлей + ГТФ. 16S рибос. РНК + белки = 30S Процесс инициации заканчивается тем, что от субъединицы 30S отходит IF-3 и диссоциирует. Возникает 70S инициирующий комплекс. 30S+50S=70S (общая субъединица)
Вырожденность – возможность кодирования АК несколькими кодонами. (иногда даже шестью) Существует гипотеза качаний (колебаний), основание тРНК антикодон петли вступают в отношение комплементарн. соответствия с кодонами матричной цепи анти параллельным образом. Некоторые тРНК образую пары более, чем с одним кодоном. Антикодоны спариваются по правилу Г-Ц, А-У. V = 20 АК/сек. |
|
45. Активирование аминокислот и необходимые компоненты этапов трансляции Трансляция («перевод») – перевод информации, заложенной в последовательности нуклеотидов мРНК в последовательность аминокислотных остатков в полипептидные (ПП) цепи. Последовательность аминокислот (АК) в белке коллинеарна последовательности кодонов в кодирующей РНК (последовательность нуклеотидов однозначно определяет расположение АК остатков в ПП цепи)
Формирование шапочки ( защита от РНКаз) происходит во время трансляции или сразу после окончания Полиаденилирование 3/ - конца 200-300 аденилатных остатков Функции полиА-го хвоста:
Сплайсинг – процесс удаления интронов. Процесс катализирует сплайсносома. Маленькие RNA узнают определенные последовательности в интроне, а затем сводят последовательности экзонов в ряд для РНК. Интроны – ловушки мутаций. Активированние АК Идет в цитоплазме. Необходим. АК, тРНК, амино-ацил – тРНК-синтетазы, АТФ и Mg2+ Активирование происходит за счет энергии АТФ Энергетическая связь ост. в АК ( на оборот. пептид. связи ) Затем с помощью тРНК-синтетазы идет процесс рекогнации («узнавание») определенной АК своей тРНК, после идет присоединение. Трансляция имеет три стадии: Инициация, элонгация, терминация. |
53. Цикл синтеза мочевины. Болезни, вызванные генетическими дефектами ферментов ЦНС. Методы определения концентрации мочевины в крови и моче. Болезни, связ с паталогиями в синтезе мочеывины:
1и2 самые тяжелые. Методы опроеделения конц белка в крови и моче
|
|
46.Процесс трансляции и прокариот мРНК (инициирующий кодон АУГ, редко ГЦГ) рибосомные субъединицы 30S и 50S, энергия ГТФ, Mg2+, факторы инициации IF-1;IF-2;IF-3
Формирование 30S инициирующего комплекса IF-3 фактор антиассоциаций, объединенный в комплекс с малой субъединицей и препятствующий «схлопыванию» малой и большой субъединицам. IF-2 –фактор, подводящий энергию, связанную с ГТФ IF-1 – ускоряет все превращения 30S со специфическим сайтом на мРНК в присутствии IF-1 и IF-2 и начинает движение вдоль мРНК. Доходит до последовательности (АГГАГГЦ) богат пурином. Как только это происходит , это означает, что ниже по течению находится стартовый инициирующий кодон (АУГ) ГУГ. Скорее мРНК, имеющая данную последовательность, установлен. временное соответствие с малой субъединицей на мРНК и Р-сайте. На Р сайт встает АУГ. К нему подходит формилметианин –РНК, чтобы произошло узнавание с антикодоновой петлей + ГТФ. 16S рибос. РНК + белки = 30S Процесс инициации заканчивается тем, что от субъединицы 30S отходит IF-3 и диссоциирует. Возникает 70S инициирующий комплекс. 30S+50S=70S (общая субъединица)
Вырожденность – возможность кодирования АК несколькими кодонами. (иногда даже шестью) Существует гипотеза качаний (колебаний), основание тРНК антикодон петли вступают в отношение комплементарн. соответствия с кодонами матричной цепи анти параллельным образом. Некоторые тРНК образую пары более, чем с одним кодоном. Антикодоны спариваются по правилу Г-Ц, А-У. V = 20 АК/сек. |
9. Физико-химические свойства белковНаиболее характерными физико-химическими свойствами белков являются высокая вязкость растворов, незначительная диффузия, способность к набуханию в больших пределах, оптическая активность, подвижность в электрическом поле, низкое осмотическое давление и высокое онкотическое давление, способность к поглощению УФ-лучей при 280 нм (это свойство, обусловленное наличием в белках ароматических аминокислот, используется для количественного определения белков). Белки, как и аминокислоты, амфотерны благодаря наличию свободных NH2- и СООН-групп. Для них характерны все свойства кислот и оснований. В зависимости от реакции среды и соотношения кислых и основных аминокислот белки в растворе несут или отрицательный, или положительный заряд, перемещаясь к аноду или катоду. Это свойство используется при очистке белков методом электрофореза. Белки обладают явно выраженными гидрофильными свойствами. Растворы белков имеют очень низкое осмотическое давление, высокую вязкость и незначительную способность к диффузии. Белки способны к набуханию в очень больших пределах. С коллоидным состоянием белков связан ряд характерных свойств, в частности явление светорассеяния, лежащее в основе количественного определения белков методом нефелометрии. Этот эффект используется, кроме того, в современных методах микроскопии биологических объектов. Молекулы белка не способны проникать через полупроницаемые искусственные мембраны (целлофан, пергамент, коллодий), а также биомембраны растительных и животных тканей. Осаждение белков. У белков есть гидратная оболочка, заряд, препятствующий склеиванию. Для осаждения необходимо снять гидратную оболочку и заряд. |
Малая субъединица начинает движение с 5/ до 3/ конца, находя норм. правильное место, может разместить только 2 кодона (2 сайта) Левый называется пептидный кодон ( стартовый ), это АУГ (редко ГУГ) код-ый нуклеотид – метионин. Правый называется – аминоацильный центр А. Завершение инициации – присоединение с помощью интикодоновой петли тРНК, на конце у которой метионин,подсоед. своей бывшей карбоксильной группы.
А-Ц:Г-Ц, затем «схлопывание» рибосом.
К кодону 2 подходит петля. Между АК должна возникнуть пептидная связь. Пептидин-трансфераза – фермент большой субъединицы. Происходит присоединение субъединицы. Рибосома скользит от одного кодона к другому; необходимо ГТФ и транслоказа. Процесс повторяется до тех пор, пока на АК сайт не придет стоп-кодон (УАА,УГА) так белковые факторы узнают терминирующие кодоны и блокируют дальнейшую элонгацию цепи – этап терминации. Необходимые компоненты Трансляции (факторы)
|
|||||||||||||
|
47.Процесс трансляции у эукариот Общая схема трансляции. Синтез белка является основой жизнедеятельности клетки. Для осуществления этого процесса в клетках всех без исключения организмов имеются специальные органеллы — рибосомы. Рибосомы представляют собой рибонуклеопротеидные комплексы, построенные из 2 субъединиц: большой и малой. Функция рибосом заключается в узнавании трёхбуквенных (трехнуклеотидных) кодонов мРНК, сопоставлении им соответствующих аминокислот и присоединении этих аминокислот к растущей белковой цепи. Двигаясь вдоль молекулы мРНК рибосома распознает кодон за кодоном и синтезирует белок в соответствии с информацией, заложенной в молекуле мРНК. Для узнавания аминокислот в клетке имеются специальные «адаптеры», молекулы транспортной РНК (тРНК). Эти молекулы, имеющие форму клеверного листа, имеют участок (антикодон), комплементарный кодону мРНК, а также другой участок, к которому присоединяется аминокислота, соответствующая этому кодону. Присоединение аминокислот к тРНК осуществляется в энегро-зависимой реакции ферментами аминоацил-тРНК-синтетазами, а получившаяся молекула называется аминоацил-тРНК. Таким образом, специфичность трансляции определяется взаимодействием между кодоном мРНК и антикодоном тРНК, а также специфичностью аминоацил-тРНК-синтетаз, присоединяющих аминокислоты строго к соответствующим им тРНК (например, кодону GGU будет соответствовать тРНК, содержащая антикодон ACC, а к этой тРНК будет присоединяться только аминокислота глицин). Механизмы трансляции прокариот и эукариот существенно отличаются, поэтому многие вещества, подавляющие прокариотическую трансляцию в значительно меньшей степени действуют на трансляцию высших организмов, что позволяет использовать их в медицинской практике как антибактериальные средства безопасные для организма млекопитающих. Процесс трансляции разделяют на
--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 51. Источники и пути расходования АК в организме. Азотистый баланс. Общая схема потока азота при катаболизме АК. Азотистый баланс-разница между кол-м N, поступающего с пищей, и кол-м выделяемого N (главным образом в составе мочевины). Азотистое равновесие-выделяемый азот=поглощаемому. Положительный азотистый баланс-в период роста и в период выздоровления после истощающих заболеваниях выводится азота меньше. При старении, голодании и в течение истощающих заболеваний N выводится больше, чем, поступает, -отрицательный азотистый баланс. При обычном питании энергетическая роль а.к. Невелика, однако может быть существенной при преимущественно белковом питании, а также при голодании; используются а.к. Получаемые при распаде собственных белков. Фонд свободных а.к. Организма составляет около 30г. Содержание а.к. В крови равно 35-65мг/дл. Подавляющая часть а.к. Организма входит в состав белков. Источниками свободных а.к. служат пищевые белки, белки собственных тканей, а также синтез а.к. из углеводов. Общие пути распада а.к. 1.Переаминирование(двусубстратная реакция, идет по системе пинг-понг) 2.Дезаминирование. 3.Декарбоксилирование. |
Инициация трансляцииСинтез белка в большинстве случаев начинается с AUG-кодона, кодирующего метионин. Этот кодон обычно называют стартовым или инициаторным. Инициация трансляции предусматривает узнавание рибосомой этого кодона и привлечение инициаторной аминоацил-тРНК. Для инициации трансляции необходимо также наличие определённых нуклеотидных последовательностей в районе стартового кодона. Существование последовательности, отличающей стартовый AUG от внутренних совершенно необходимо, так как в противном случае инициация синтеза белка происходила бы хаотично на всех AUG-кодонах. Процесс инициации обеспечивается специальными белками — факторами инициации (англ. initiation factors, сокращённо IF; эукариотические инициаторные факторы обозначают eIF, от англ. eukaryotes). Механизмы инициации трансляции у про- и эукариот существенно отличаются: прокариотические рибосомы потенциально способны находить стартовый AUG и инициировать синтез на на любых участках мРНК. У эукариот существуют два механизма нахождения рибосомой стартового AUG. Наиболее распространён, так называемый сканирующий механизм, при котором рибосома, двигаясь вдоль молекулы мРНК от её 5'-конца «сканирует» один кодон за другим, пока не наткнётся на инициаторный AUG. Для привлечения рибосомы к 5'-концу мРНК требуется специальная структура, кэп — 7-метилгуанин, прикреплённый к 5'-концевому нуклеотиду мРНК.[источник не указан 34 дня]Второй механизм эукариотической инициации трансляции не требует наличия кэп-структуры и позволяет инициировать трансляцию с внутреннего участка мРНК, называется IRES-зависимым механизмом. IRES (от англ. Internal Ribosomal Entry Site, участок внутренней посадки рибосомы) — участок мРНК, обладающий выраженной вторичной стуктурой, позволяющей ему направлять рибосомы на стартовый AUG. По IRES-зависимому механизму инициируется синтез лишь на небольшой части клеточных мРНК, а также на РНК некоторых вирусов. Схема инициации трансляции у прокариот. |
|
Механизм инициации трансляции у прокариот Малая рибосомная субъединица (30S) прокариот, если она не вовлечена в данный момент в трансляцию, существует в комплексе с инициаторными факторами IF1, IF3, и, в некоторых случаях, IF2. Рассмотрим основные функции этих белков:
Комплекс 30S субчастицы с инициаторными факторами способен узнавать специальные последовательности мРНК, так называемые участки связывания рибосомы (англ. RBS — ribosomt-binding site). Эти участки содержат, во-первых, инициаторный AUG, и, во-вторых, специальную последовательность Шайн-Дальгарно с которой комплементарно связывается рибосомная 16S РНК. Последовательность Шайн-Дальгарно служит для того, чтобы отличать инициаторный AUG от внутренних кодонов, кодирующих метионин. После того, как 30S-субъединица связалась с мРНК к ней привлекается инициаторная аминоацил-тРНК и IF2, если они еще не были включены в комплекс. Затем присоединяется 50S-субчастица, происходит гидролиз ГТФ и диссоциация инициаторных факторов. Собранная рибосома начинает синтезировать полипептидную цепь. Кэп-зависимый механизм инициации трансляции у эукариотПри помощи этого механизма транслируется подавляющее число эукариотических мРНК. Белки, принимающие участие в процессах инициации трансляции у эукариот называют eIF’s (англ. eukaryotic Initiation Factors, эукариотические факторы инициации). Помимо инициаторных факторов eIF1, eIF2 и eIF3, связывающихся с малой рибосомной субъединицей (40S), и по своим функциям приблизительно аналогичным соответствующим белкам прокариот, у эукариот появляется еще две группы факторов инициации: семейство факторов, связывающих мРНК — eIF4, и семейство факторов, связывающихся с большой (60S) субъединицей рибосомы, eIF5. Перечислим эти основные инициаторные факторы:
|
На первом этапе инициации трансляции малая субъединица рибосомы в комплексе с инициаторными факторами eIF4G, eIF4B, eIF4E и инициаторной тРНК присоединяется к 5'-концу мРНК за счёт способности eIF4E связывать кэп-структуру и белка eIF3 — мРНК. Затем белок eIF4B привлекает хеликазу eIF4A, и та начинает расплетать мРНК по направлению к 3'-концу, что сопровождается затратами энергии в форме молекул АТФ. За счёт работы этого белка, 40S субчастица освобождается от белков eIF4G и eIF4E, и в комплексе с оставшимися факторами инициации двигается по мРНК до инициаторного AUG-кодона, где происходит диссоциация оставшихся факторов инициации и привлечение 60S-субъединицы рибосомы при помощи eIF5, после чего начинается синтез полипептидной цепи.[источник не указан 34 дня] ЭлонгацияСхема РНК-связывающих участков рибосомы. Буквами обозначены участки связывания тРНК. А — аминоацил-тРНК-связывающий участок, Р — пептидил-тРНК-связывающий участок, Е — участок отсоединения тРНК от рибосомы (англ. exit). В процессе наращивания полипептидной цепи принимают участие два белковых фактора элонгации. Первый (EF1a у эукариот, EF-Tu — у прокариот) переносит заряженную тРНК в А (аминоацил)-сайт рибосомы. После формирования пептидной связи, что катализируется рРНК, и переноса связанной с тРНК пептида в из Р-сайта в А-сайт второй белок (EF2 у эукариот, EF-G — у прокариот) катализирует перемещение рибосомы на один триплет. Таким образом петидил-тРНК оказывается вновь в Р-сайте, а «пустая» тРНК в Р-сайте — в Е-сайте. Цикл элонгации завершается, когда новая тРНК с антикодоном, подходящим к кодону в А-сайте доставлена EF1a (или EF-Tu). |
|
Вопрос 60 Общие и специфические пути катаболизма белков, жиров, углеводов. Схема трех основных стадий катаболизма ( по Кребсу ). Стадия1(специфический путь катаболизма) Стадия2 и 3(неспецифические пути катаболизма) |
Вопрос 61 Окислительное декарбоксилирование пирувата. Пируватдегидрогеназный ферментативный комплекс. Окисление пирувата до ацетил-КоА происходит при участии ряда ферментов и коферментов, объединенных структурно в мультиферментную систему, получившую название «пируватдегидрогеназный комплекс». На I стадии этого процесса пируват теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватдегидрогеназы (E1). На II стадии оксиэтильная группа комплекса E1–ТПФ–СНОН–СН3 окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновременно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидроли-поилацетилтрансферазой (Е2). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением. На IV стадии регенерируется окисленная форма липоамида из восстановленного комплекса дигидролипоамид–Е2. При участии фермента дигидролипоилдегидрогеназы (Е3) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет роль простетической группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН2 дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образованием НАДН + Н+. Процесс окислительного декарбоксилирования пирувата происходит в матриксе митохондрий. В нем принимают участие (в составе сложного мультиферментного комплекса) 3 фермента (пируватдегидрогеназа, ди-гидролипоилацетилтрансфераза, дигидролипоилдегидрогеназа) и 5 кофер-ментов (ТПФ, амид липоевой кислоты, коэнзим А, ФАД и НАД), из которых три относительно прочно связаны с ферментами (ТПФ-E1, ли-поамид-Е2 и ФАД-Е3), а два – легко диссоциируют (HS-KoA и НАД). |
|
65.Основной энергетический обмен и теплопродукция. Потоки важнейших метаболитов, поступающих в митохондрии и выходящих из них. НАДН+Н+ + 1\2 О2 НАД+ + Н2О 320 кДж выделяется, 120 кДж запасается в виде АТФ, остальное рассеивается в виде тепла. Сократительный термогенез – непроизвольное сокращение мышц (дрожание). Основные источники теплоты – энергетич насосы, работающие в живой клетке; АТФ. Основной обмен – состояние организма, когда теплопродукция является главным путем расходования энергии организма. До 10-12% Е приходится на синтетические процессы, 15% работа транспортных насосов, остальное – теплопродукция. 350 кДж\ч – интенсивность основного обмена. Потоки важнейших метаболитов, поступающих в митохондрии и выходящих из них. |
66.Токсичность активных форм кислорода (АФК). Свободные радикалы. Перекисное окисление. Окислительный стресс. Механизмы антиоксидантной защиты. АФК могут убить жив клетку, если их слишком много. Супероксид – свободный R (мол вещ-ва, содержащая делокализованный, одиночный, непарный ē и вызывающая перекисное окисление). АФК токсичны, формируются в МХ. О2 + ē О2- - супероксидный анион О2 + 2ē О22- - пероксидный анион О2 + 4ē + 4Н+ 2Н2О О2 + ē + 2Н+ Н2О2 О2- - ē О2 Реакция дисмутации: 2О2- + 2Н+ Н2О2. Фермент – супероксиддисмутаза (СОД; входит как компонент антиоксидантной системы). 2Н2О2 2Н2О + О2 (ферм каталаза, расщепляет Н2О2). Hb(Fe2+) + О2 МетHb(Fe3+) + О2- Н2О2 + 2G-SH 2Н2О + GS-SG (ферм глутатионпероксидаза; 2 мол глутатиона обр дисульфидный мостик). Н2О2 + О2- ОН• + ОН+ + О2. (ОН• - свободный гидроксильный R). ОН• + О2- •О2 + ОН-. (•О2 – синглетный кислород). АФК: О2-, Н2О2, ОН•, •О2. 2NO + 2О2 2ON – О – О• (пероксинитрит) АФК вызывают реакции перекисного окисления (липиды, белки), в ходе возникновения пероксидов усиливается гидрофильность нек-ых молекул. Перекисное ок-ие липидов: АФК способны отнимать Н2 от СН2 жир к-ты свободный R в составе жир к-ты: |
|
Регуляция ПВДГ комплекса. |
|
|
Цепная реакция перекисного окисления чревата созданием более гидрофобных структур Окислит стресс – повышенное воздействие на свободные R на фоне недостаточности антиоксидантного потенциала. Антиоксиданты препятствуют аутоокислению липидов, белков, нуклеиновых кисл, прерывая цепную р-ию перекис ок-ия или удаляя свободный R и АФК. 1) гидрофильные – глутатион, аскорб к-та, карнозин. 2) гидрофобные – вит А, Е, билирубин, каротиноиды, ураты. Усиливающее действие антиоксидантов: производные ГАМК, карнитин, нек-ые меланины, мелатонины, прополис, мумиой, биофлавоноиды. Фагоцитирующие лейкоциты содержат ферм, не вырабатывают АФК – «дых взрыв». |
Челночные механизмы: α-глицерофосфатный; малатаспартатный. Для окислительного метаболизма запасается дополнительное кол-во субстрата (гликогенов в печени и мышцах, липидов в жир ткани). |
|
Вопрос 62 Цикл лимонной кислоты; локализация, регуляция, функции. Цикл лимонной кислоты
|
64. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Как энергия(Е) электрон-дых цепи переходит в Е фосфатных связей АТФ? Существует несколько гипотез: 1) химич концепция – концеп промежут факторов фосрилирования – существуют промежуточные переносчики фосфорильных групп, сохранятся Е на обазование вязей. 2) конформационная – во время транспортировки ē энергия сохраняется внутри мемб митохондрии(МХ), к-ая «выбрасывает» эту Е при возвращении своей собственной конформации («пружина»). 3) хемоосмотическая (Митчелл, Скулачев, Овчинников, Уокер, Бойер) – внутр мемб МХ обладает высоким электрич сопротивлением и низкой проницаемостью для протонов и гидроксилов; окислительно-востановительные ē дых цепи располагаются поперек внутр мемб, по всей видимости изгибаясь и трижды ее прошнуровывая; предполагают, что в этой цепи имеются протонные транскиназы (протонные помпы); используя Е, выделяющуюся при переносе ē, эти помпы выкачивают протоны из матрикса в межмемб пространство; Е, к-ую отдают ē, частично рассеивается в виде тепла, запасается виде АТФ. Внутр мемб МХ уподобляется конденсатору: наруж сторона сопрягающей мемб получает «+» заряд, внутр сторона «-». На сопрягающей мемб одновременно с градиентом концентрации протонов возникает градиент электр потенциала. ΔµН+ - электро-хим градиент потенциала - конвентируемая форма Е, которая копится на внутр мемб МХ, хим Е окисляемых субстратов транспортир в электр Е и накапливается в форме электрич гадиента потенциала. Обратный поток протонов по градиенту их концентрации во внутрь матрикса осуществляется через спец канал АТФ-синтазы. Поток протонов и высвобождающаяся при этом Е служат движущей силой для синтеза АТФ. |
|
Протоны от НАДН+Н+ идут на наружный листок внутр мемб МХ, а ē делают возвратную петлю с помощью FeS и переносится на ФМН. Для восстановления ФМН из матрикса потупают Н+. Окончательный механизм транспорта Н+ не выяснен. Транслокация Н+ осуществляется 1,2,3 комплексами дых цепи (протонные транслоказы). АТФ-синтаза катализирует фосфорилир АДФ до АТФ. Весь процесс окисления НАДН кислородом связан с переносом 10Н+ в межмемб пространство и прохождением через АТФсинтазный канал кажд 3Н+ обратно в матрикс, синтезируется 1мол АТФ. Положения хемоосмотич теории: 1) создание электрон хим градиента Н+ на внутр мемб МХ является способом сопряжения потока Е, выделяющийся при транпортировке ē с запасанием ее в форме АТФ. 2) в то время как ē движутся вдоль дых цепи Н+ перемещаются из матрикса в межмемб пространство. 3) Н+ из межмемб пространства могут вернутся обратно в матрис только через спец канал, предоставленный АТФ-синтазой. Е, высвобождающаяся тогда, когда Н возвращаются по градиенту их концтр в матрикс обеспечивает фосфорилирование АДФ в АТФ. |
Цикл Кребса сложный цикл реакций, где в качестве катализаторов выступают ферменты; эти реакции проходят в клетках всех животных и заключаются в разложении ацетата в присутствии кислорода с выделением энергии в виде АТФ (по цепи передачи электронов) и углекислого газа. Этот цикл является заключительным этапом окисления углеводов, жиров и белков; некоторые промежуточные продукты этого цикла используются в процессе синтеза аминокислот в организме.цикл лимонно-кислый Регуляция и функция цикла лимонной кислоты Лимонная кислота, являясь главным промежуточным продуктом метаболического цикла трикарбоновых кислот, играет важную роль в системе биохимических реакций клеточного дыхания множества организмов. Едва ли можно сомневаться в том, что в большинстве тканей, в которых основная функция цикла лимонной кислоты - обеспечение энергией, дыхательный контроль, осуществляемый при функционировании дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования , является определяющим фактором при регуляции активности рассматриваемого цикла. Активность этого цикла непосредственно связана с поступлением окисленных кофакторов дегидрогеназ (например, NAD ), которое в свою очередь зависит от доступности ADP и, в конечном счете, от скорости потребления ATP . Свойства ряда ферментов этого цикла указывают на то, что кроме общей регуляции существует также регуляция на уровне самого цикла. В клетках головного мозга , в которых ацетил-CoA образуется в основном из углеводов , регуляция цикла лимонной кислоты может происходить на стадии, катализируемой пируватдегидрогеназой . В самом цикле регуляция может осуществляться путем аллостерического ингибирования цитратсинтазы при действии ATP или ацил-CoA-производных длинноцепочечных жирных кислот . Митохондриальная NAD-зависимая изоцитратдегидрогеназа аллостерически активируется ADP и ингибируется ATP и NADH . Альфа-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс регулируется, по-видимому, аналогично пируватдегидрогеназе. Сукцинатдегидрогеназа ингибируется оксалоацетат ом, а образование оксалоацетата в малатдегидрогеназной реакции зависит от соотношения [NADH]/[NAD+] . Поскольку величина Km цитратсинтазы для оксалоацетата такого же порядка, что и величина внутримитохондриальной концентрации оксалоацетата, концентрация последнего, по-видимому, играет определенную роль в регуляции скорости образования цитрат а. Какие из вышеперечисленных механизмов регуляции в самом цикле функционируют in vivo, пока еще не ясно. |
|
70. Катаболизм глюкозы в условиях недостатка кислорода (анаэробный) Осн.путь катаболизма-гликолиз(у аэробных). Специфичный путь-гликолиз,кот.заканчивается образованием 2 молекул пирувата или молочной к-ты. Первые 10 р-ций одинаковые у аэробов и анаэробов. Если нет О²,то глюкоза распадается и образуется молочн.к-та. Если есть,то обр-ся пируват ->в матрикс митохондрий ->общий катаболизм. 10 осн. Реакций: все в ЦП клетки и ферменты цитоплазматические. 1-5 стадия—подготовительная,обр-ся 2 молекулы глицеральдегида-3-Ф. 6-10 —окислительная, обр-ся 2 ПВК,2 НАДН,2 Н,энергия в АТФ 1.Пусковая реакция гликолиза. Гексокиназная р-ция.Гексокиназа тормозится продуктом р-ций,локализована в разных тканях 2.Р-ция изомеризации. Изомераза: глю-6-Р-изомераза 3.Ключевая р-ция. Фосфорилирование Самая медленная,актив-ся АМФ и АДФ, ингибир-ся АТФ и лимонной к-той 4.Альдольное расширение 5.Изомеризация ДГАФ 6.Центральный этап гликолиза. Теперь перед каждой реакцией х2. |
71. Катаболизм глюкозы в условиях недостатка кислорода (аэробный) Осн.путь катаболизма-гликолиз(у аэробных). Специфичный путь-гликолиз,кот.заканчивается образованием 2 молекул пирувата или молочной к-ты. Первые 10 р-ций одинаковые у аэробов и анаэробов. Если нет О²,то глюкоза распадается и образуется молочн.к-та. Если есть,то обр-ся пируват ->в матрикс митохондрий ->общий катаболизм. 10 осн. Реакций: все в ЦП клетки и ферменты цитоплазматические. 1-5 стадия—подготовительная,обр-ся 2 молекулы глицеральдегида-3-Ф. 6-10 —окислительная, обр-ся 2 ПВК,2 НАДН,2 Н,энергия в АТФ 1.Пусковая реакция гликолиза. Гексокиназная р-ция. Гексокиназа тормозится продуктом р-ций,локализована в разных тканях 2.Р-ция изомеризации. Изомераза: глю-6-Р-изомераза 3.Ключевая р-ция. Фосфорилирование Самая медленная,актив-ся АМФ и АДФ, ингибир-ся АТФ и лимонной к-той 4.Альдольное расширение |
|
5.Изомеризация ДГАФ 6.Центральный этап гликолиза. Теперь перед каждой реакцией х2 7. Р-ция субстратного фосфорилирования. 8. 9. 10. Субстратное фосфорилирование 1,3,10 – НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ!!! |
7. Р-ция субстратного фосфорилирования. 8. 9.
10. Субстратное фосфорилирование
1,3,10 – НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ!!! ЛДГ-катализирует превращение пирувата в молочн.к-ту => возможна 11 р-ция. НАД+ выделяется и нужен для р-ции 6.! => она идет без затрат энергии. Суммарное уравнение: В 7 и 10 р-ции по 2 АТФ=>всего 4; потеряли 2 АТФ в 1 и 3 р-циях => 2 АТФ осталось!!! Роль анаэробного гликолиза: Извлечение из углеводов свободной энергии в отсутствии кислорода,и аккумуляция этой энергии в АТФ Значение: Особенно в тканях и органах,которые часто попадают в бескислородные условия(гипоксия) и где возможно внезапное и резкое возрастание необходимости АТФ(мышцы) Гипоксия возникает при: Ослаблении тока крови,шоках,заболевании органов дыхания,тяжелой анемии Гипоксия: Уменьшается кол-во АТФ—>тормозится скорость ЦТК—> активируется фосфофруктокиназа—> увеличение лактата |
|
772.Глюконеогенез: локализация, функции, регуляция глюконеогенеза. Глюконеогенез-биосинтез новых молекул глюкозы. Синтез углевода из неуглеводных предшественников(лактат,глицерин,гликогенные АК). Проходят стадию пирувата. Локализация:
В сутки синтез 80 г глю. Большинство стадий – обращение реакций гликолиза,за исключением трех необратимых р-ций(1,3,10). Их обходят с помощью других ферментов. |
|
|
8.Структура белков. Связи характерные для третичной и четвертичной структуры Структурная организация белков.
Третичная структура Под третичной структурой понимают — общее расположение в пространстве составляющих молекул одной или нескольких полипептидных цепей, соединенных ковалентными связями. Третичная структура формируется в результате нековалентных взаимодействий (электростатические, ионные, силы Ван-дер-Ваальса и др.) боковых радикалов, обрамляющих -спирали и -складки, и непериодических фрагментов полипептидной цепи. Среди связей, удерживающих третичную структуру, следует отметить: а) дисульфидный мостик (–S–S–) между двумя остатками цистеина; б) сложноэфирный мостик (между карбоксильной группой и гидроксильной группой); в) солевой мостик (между карбоксильной группой и аминогруппой); г) водородные связи между группами -СО - и -NH-; Третичной структурой объясняется специфичность белковой молекулы, ее биологическая активность. |
16.Общие и специфические свойства ферментов как катализаторов. Структура ферментовФермент(Ф)(от лат.закваска)-катализа-торы реакции синтеза и катаболизма, метаболических превращений в-в. Катализатор ускоряет р-цию не просто своим присутствием, а взаимодействуя с в-вом, подвергающимся превращению. Общие: Катализаторы бывают белковые и не белковые.Фер-ты:1Не входят в состав конечных продуктов р-ции,не расходуются в процессе катализа.2Ускоряют только р-ции которые могут протекать и без них,против законов термодинамики.3Не смещают положение равновесия р-ции. Специфические сво-ва отличие Ф от катализаторов:1Ф обладают избирательной деятельностью на субстрат(узкая субстратная специфичность). 2Скорость протекания р-ции выше чем при участии хим катализаторов.3Ф-белки,есть РНК. 4Для Ф р-ций характерен100%выход продукта. 5Биокатализаторы способны регулироваться, либо ускорять,либо замедлять работу Ф. Структура Ф:Mr=от15000-до нескл мил. Бывают простые(однокомпонентный белок), сложные(двухкомпонентная белковая часть-апофермент+не белковая часть-коофермент)Коофермент+Апофермент=Холофермент.Коофермент-это не органич и органич вещ-ва, не аминокислотной природы, участвуют в катализе в составе Ф.Многие коФ являются производными витаминов.Функция коФ: 1 осуществляют контакт между Ф и Субстратом.2 Участие в катализе,как акцепторы атомов и функциональных групп. 3Стабилизация апофермента.Апофермент усиливает акт-ость небелковой части,и определяет специфичное действе Ф. например:НАД(Окисляемое вещ-во служит донором Н,а НАД акцептор).У Ф есть активный центр-область Ф-ой моле-лы в которой происходит связывание и превращение субстрата.Активный центр формируется из АК остатков находящихся в определённых участках,если смотреть по номерному остатку. |
|
I стадия: ПВК—> ФЭП (а,б- в митохондриях; в,г- в ЦП) А) Б) В) Г) Суммарное уравнение: |
|
|
Четвертичная структура У большинства белков пространственная организация заканчивается третичной структурой, но для некоторых белков с молекулярной массой больше 50-100 тысяч, построенных из несколько полипептидных цепей характерна четвертичная. Сущность такой структуры в объединении несколько полимерных цепей были в единый комплекс. Такой комплекс также рассматривается как белок, состоящий из нескольких субъединиц. Белки, состоящие из нескольких субъединиц, широко распространены в природе (гемоглобин, вирус табачной мозаики, фосфорилаза, РНК-полимераза). Субъединицы принято обозначать греческими буквами (так у гемоглобина имеется по две и субъединицы). Наличие нескольких субъединиц важно в функциональном отношении — оно увеличивает степень насыщения кислородом. Четвертичная структура ( клубок белков) Четвертичная структура стабилизируется в основном силами слабых воздействий: а) водородная; б) гидрофобная; в) ионные; г) ковалентные (дисульфидные, пептидные). |
|
57. Биологически активные производные тирозина. Локализация синтеза и их роль в организме. 1.Тирозин-мозговой слой надпочечников—дофамин---адреналин Дофамин и норадреналин выполняют функции нейромедиаторов в синаптической передаче нервного импульса, адреналин-гормон мозгового вещества надпочечника, который стимулирует мобилизацию и депонирование углеводов и жиров. Дофамин ингибирует также синтез альдостерона в коре надпочечников, понижает секрецию ренина почками, повышает секрецию простагландинов тканью почек. Также дофамин увеличивает силу сердечных сокращений в результате стимуляции альфа -адренорецепторов. Увеличивается сердечный выброс. Частота сердечных сокращений увеличивается, но не так сильно, как под влиянием адреналина. Адреналин секретируется мозговым слоем надпочечников в ответ на стрессорные стимулы (страх, сильное волнение, кровотечение, кислородная недостаточность, гипогликемия и т. д.). Стимулируя фосфорилазу , он вызывает гликогенолиз в печени и мышцах. В мышцах из-за отсутствия глюкозо-6-фосфатазы гликогенолиз доходит до стадии лактат а, в то время как в печени основным продуктом превращения гликоген а является глюкоза , которая поступает в кровь , где уровень ее повышается. Физиологические эффекты катехоламинов обусловлены различиями в адренорецепторах (альфа и бета) клеточных мембран, при этом адреналин обладает большим сродством к бета-адренорецепторам, а норадреналин — к альфа. Чувствительность адренорецепторов к адреналину увеличивают гормоны щитовидной железы и глюкокортикоиды. Основные функциональные эффекты адреналина проявляются в виде: 1) учащения и усиления сердечных сокращений, 2) сужения сосудов кожи и органов брюшной полости, 3) повышения теплообразования в тканях, 4) ослабления сокращений желудка и кишечника, 5) расслабления бронхиальной мускулатуры, 6) стимуляции секреции ренина почкой, 7) уменьшения образования мочи, 8) повышения возбудимости нервной системы, скорости рефлекторных процессов и эффективности приспособительных реакций. Адреналин вызывает мощные метаболические эффекты в виде усиленного расщепления гликогена в печени и мышцах из-за активации фосфорилазы, а также подавление синтеза гликогена, угнетение потребления глюкозы тканями, что в целом ведет к гипергликемии. Действие норадреналина связано с преимущественным влиянием на α-адренорецепторы. Норадреналин отличается от адреналина гораздо более сильным сосудосуживающим и прессорным действием, значительно меньшим стимулирующим влиянием на сокращения сердца, слабым действием на гладкую мускулатуру бронхов и кишечника, слабым влиянием на обмен веществ (отсутствием выраженного гипергликемического, липолитического и общего катаболического эффекта). Норадреналин в меньшей степени повышает потребность миокарда и других тканей в кислороде, чем адреналин.Норадреналин принимает участие в регуляции артериального давления и периферического сосудистого сопротивления. Например, при переходе из лежачего положения в стоячее или сидячее уровень норадреналина в плазме крови в норме уже через минуту возрастает в несколько раз |
58. Биосинтез креатина, креатинфосфата и креатинина в организме. Карнитин, карнозин, ансерин. Их роль в организме
Креатин. Запасённый в ваших мышцах креатин, является очень важным поставщиком фосфатных групп, используемых при синтезе АТФ (Аденозинтрифосфорной кислоты). АТФ обеспечивает клетки мышц энергией, необходимой для мускульных сокращений. Кроме этого, креатин позволяет увеличивать объем клетки, выступая ускорителем синтеза белков, из которых, собственно, и состоят мускулы. Креатинфосфат - продукт обратимого метаболического N-фосфорилирования креатина, являющийся, подобно АТФ, высокоэнергетическим соединением. Однако, в отличие от АТФ, гидролизуемой по пирофосфатной связи O-P, креатин гидролизуется по фосфамидной связи N-P, что обуславливает значительно больший энергетический эффект реакции. Так, при гидролизе изменение свободной энергии для креатина ~ -43 кДж/моль, в то время как при гидролизе АТФ до АДФ ~ -30 кДж/моль. |
|
Креатинфосфат содержится преимущественно в возбудимых тканях (мышечная и нервная ткани) и его биологической функцией является поддержание постоянной концентрации АТФ за счёт обратимой реакции перефосфорилирования: креатинфосфат + АДФ ⇔ креатин + АТФ Эта реакция катализируется цитоплазматическими и митохондриальными ферментами-креатинкиназами; при расходе (и, соответственно, падении концентрации) АТФ, например, при сокращении клеток мышечной ткани, равновесие реакции сдвигается в вправо, что ведёт к восстанавлению нормальной концентрации АТФ.Концентрация креатинфосфата в покоящейся мышечной ткани в 3-8 раз превышает концентрацию АТФ, что позволяет компенсировать расход АТФ во время кратких периодов мышечной активности, в период покоя при отсутствии мышечной активности в ткани идёт гликолиз и окислительное фосфорилирование в результате чего равновесие реакции смещается влево и концентрация креатинфосфата восстанавливается.В тканях креатинфосфат подвергается самопроизвольноми неферментативному гидролизу с циклизацией в креатинин, выводящийся с мочой, уровень выделения креатинина зависит от состояния организма, меняясь при патологических состояниях, и является диагностическим признаком.Креатинфосфат является одним из фосфагенов - N-фосфорилированных производных гуанидина, являющихся энергетическим депо, обеспечивающим быстрый синтез АТФ. Так, у многих беспозвоночных (например, насекомых) роль фосфагена играет аргининфосфорная кислота, у некоторых кольчатых червей - N-фосфоломбрицин.АДФ в АТФ, Креатинин – конечный продукт обмена белков. Креатинин образуется в печени и затем выделяется в кровь. Креатинин участвует в энергетическом обмене мышечной и других тканей. Из организма креатинин выводится почками с мочой, поэтому креатинин – важный показатель деятельности почек. Содержание креатинина в крови зависит от объема мышечной массы, поэтому, для мужчин норма креатинина, как правило, выше, чем у женщин. Так как объем мышечной ткани быстро не меняется, уровень креатинина в крови — величина достаточно постоянная. Карнитин -органическая азотсодержащая кислота. Находится главным образом в мышцах животных. Участвует в процессе окисления жирных кислот, перенося их остатки через внутреннюю мембрану митохондрий. Фактор роста (витамин) некоторых насекомых. Карнитин- 7-триметиламино-5-оксимасляная кислота. Присутствует в животных тканях, в значит, кол-вах — в мышцах, а также в бактериях и растениях. Стимулирует окисление жирных к-т в митохондриях: в присутствии специфич. цитоплазматич. фермента К. переносит остатки жирных к-т (ацилы) из цитоплазмы клеток в митохондрии (через митохондриальные мембраны), где в результате обратного переноса ацилов на кофермент А образуются ацилы ко-фермента А, подвергающиеся в митохондриях окислению. В организме млекопитающих К. синтезируется в достаточном кол-ве из лизина. Для нек-рых насекомых (напр., мучного червя Тепеbrio molitor) К.— фактор роста, т. к. они не синтезируют его; на этом основании К. относят к витаминам (витамин В2). Ансерин- природный дипептид, обеспечивающий сопряженность процессов окисления и фосфорилирования в мышечной ткани. |
Инактивация катехоламинов происходит 2путями:1)метилирование по гидроксильной группе в 3положении.2)связан с дезаминированием атехоламинов при действии моноаминоксидазы:в результате дезаминирования катехоламин превращается в катехоламн, который спонтанно гидролизуется с образованием альдегида и аммиака. 2.Меланины Меланины-полмерные соединения с неупорядоченной стркутурой.Цвет кожи зависит от количества и распределения меланоцитов и содержания меланина в них. Миланины есть в сетчатке глаза. Меланины поглащают свет видимой и особенно ультрофиолетовой области.Поглащенная энергия рассеивается в виде теплоты, в частности, за счет использования в обратимых окислительных реакциях хинон-гидрохиновых структур. Врожденное осутствие тирозиназы в меланоцитах или отсутсвие меланоцитов-альбинизм. Отсутствие пигментации кожи, волос, сниженная острота зрения. 3.Тироксин Т4 Т3 Тироциты образуют фолликулы, заполненные коллоидной массой тирео-глобулина. Базальная мембрана тироцитов тесно прилежит к кровеносным капиллярам, и из кровzи эти клетки получают не только необходимые для энергетики и синтеза белка субстраты, но и активно захватывают соединения йода — йодиды. В тироцитах происходит синтез тиреоглобулина, окисление иодидов до образования атомарного йода. Тиреоглобулин содержит на поверхности молекулы значительное количество остатков аминокислоты тирозина (тиронины), которые и подвергаются йодированию. Через апикальную мембрану тироцита тиреоглобулин выделяется в просвет фолликула. При секреции гормонов в кровь ворсинки апикальной мембраны окружают и поглощают путем эндоцитоза капельки коллоида, которые в цитоплазме подвергаются гидролизу лизосомальными ферментами, и два продукта гидролиза — трийодтиронин (Т3) и тетрайодтиронин (тироксин, Т4) секретируются через базальную мембрану в кровь и лимфу. Все описанные процессы регулируются тиреотропином аденогипофиза. Наличие столь многочисленных процессов, регулируемых одним тиреотропином, обеспечивается за счет включения многих внутриклеточных вторичных посредников. Существует и прямая нервная регуляция щитовидной железы вегетативными нервами, хотя для активации секреции гормонов она играет меньшую роль, чем эффекты тиреотропина. Механизм отрицательной обратной связи в регуляции функции щитовидной железы реализуется уровнем тиреоидных гормонов в крови, что подавляет секрецию тиреолиберина гипоталамусом и тиреотропина гипофизом. Интенсивность секреции тиреоидных гормонов влияет на объем их синтеза в железе (механизм местной положительная обратная связь). Основные физиологические эффекты тиреоидных гормонов, обусловленные перечисленными выше сдвигами обмена веществ, проявляются в следующем: 1) обеспечении нормальных процессов роста, развития и дифференцировки тканей и органов, особенно центральной нервной системы, а также процессов физиологической регенерации тканей, 2) активации симпатических эффектов (тахикардия, потливость, сужение сосудов и т. п.), как за счет повышения чувствительности адренорецепторов, так и в результате подавления ферментов (моноаминоксидаза), разрушающих норадреналин, 3) повышении энергообразования в митохондриях и сократимости миокарда, 4) повышении теплообразования и температуры тела, 5) повышении возбудимости центральной нервной системы и активации психических процессов, 6) предотвращении стрессорных повреждений миокарда и язвообразования в желудке, 7) увеличении почечного кровотока, клубочковой фильтрации и диуреза при угнетении канальцевой реабсорбции в почках, 8) поддержании репродуктивной функции |
|
59. Синтез и катаболизм гема. Значение конъюгирования продуктов метаболизма гема в печени. Гем, железосодержащее тетрагидропиррольное красящее вещество, является составной частью О2-связывающих белков и различных коферментов оксидоредуктаз .Почти на 85% биосинтез гема происходит в костном мозге и лишь небольшая часть — в печени. В синтезе гема участвуют митохондрии и цитоплазма. Синтез тетрагидропиррольных колец начинается в митохондриях. Из сукцинил-КоА (на схеме наверху), промежуточного продукта цитратного цикла, конденсацией с глицином получается продукт, декарбоксилирование которого приводит к 5-аминолевулинату (ALA). Отвечающая за эту стадию 5-аминолевулинат-синтаза (ALA-синтаза)] является ключевым ферментом всего пути. Экспрессия синтеза ALA-синтазы тормозится гемом, т. е. конечным продуктом, и имеющимся ферментом. Это типичный случай торможения конечным продуктом, или ингибирования по типу обратной связи. После синтеза 5-аминолевулинат переходит из митохондрий в цитоплазму, где две молекулы конденсируются в порфобилиноген, который уже содержит пиррольное кольцо.
|
етрапиррольная структура уропорфиринoгена III все еще существенно отличается от гема. Так, отсутствует центральный атом железа, а кольцо содержит только 8 вместо 11 двойных связей. Кроме того, кольца несут только заряженные боковые цепи R (4 ацетатных и 4 пропионатных остатков). Так как группы гема в белках функционируют в неполярном окружении, необходимо, чтобы полярные боковые цепи превратились в менее полярные. Вначале четыре ацетатных остатка (R1) декарбоксилируются с образованием метильных групп .Образующийся копропорфириноген III снова возвращается в митохондрии. Дальнейшие стадии катализируются ферментами, которые локализованы на/или внутри митохондриальной мембраны. Прежде всего под действием оксидазы две пропионатные группы (R2) превращаются в винильные Модификация боковых цепей заканчивается образованием протопорфириногена IX. На следующей стадии за счет окисления в молекуле создается сопряженная π-электронная система, которая придает гему характерную красную окраску. При этом расходуется 6 восстановительных эквивалентов .В заключение с помощью специального фермента, феррохелатазы, в молекулу включается атом двухвалентного железа .Образованный таким образом гем или Fe-протопорфирин IX включается, например, в гемоглобин и миоглобин, где он связан нековалентно, или в цитохром С, с которым связывается ковалентно . КАТАБОЛИЗМ ГЕМА: ОБРАЗОВАНИЕ ЖЕЛЧНЫХ ПИГМЕНТОВ При физиологических условиях в организме взрослого человека разрушается 1--2108 эритроцитов в час. Таким образом, в течение суток у человека массой 70 кг обновляется приблизительно 6 г гемоглобина. При разрушении гемоглобина его белковая часть (глобин) может быть использована как таковая или после гидролиза в форме составляющих ее аминокислот; железо гема включается в общий пул железа и также снова используется. Вместе с тем свободная от железа порфириновая часть гема обязательно деградирует; это в основном происходит в ретикулоэндотелиальных клетках печени, селезенки и костного мозга. Катаболизм гема, освобожденного из любых гемовых белков, осуществляется в микросомальной фракции ретикулоэндотелиальных клеток сложной ферментной системой - гем-оксигеназой. К моменту поступления гема из гемовых белков в гем-оксигеназную систему железо обычно окисляется в ферри-форму (гем превращается в гемин); гемин может легко связываться с альбумином с образованием метгемальбумина. Гем-оксигеназная система индуцируется субстратом. Она локализована около микросомальной системы транспорта электронов. Гемин восстанавливается в ферро-форму с помощью NADPH; далее при участии NADPH кислород присоединяется к а-метенильному мостику между пиррольными кольцами I и II. Ферро-форма железа снова окисляется в ферри-форму. При последующем присоединении кислорода происходит освобождение ферри-иона, выделение молекулы оксида углерода (II) и образование в результате раскрытия тетрапиррольного кольца эквимолярного количества биливердина IX - . В этой реакции сам гем участвует в роли катализатора. Дальнейшей метаболизм билирубина в основном происходит в печени. Он складывается из трех процессов: 1) поглощение билирубина паренхимальными клетками печени; 2) конъюгация билирубина в гладком эндоплазматическом ретикулуме и 3) секреция билирубина из эндоплазматического ретикулума в желчь. Рассмотрим каждый из процессов в отдельности. |
|
75.Классификация и функции липидов. Хорошо растворимые в неполярных растворителях и плохо растворимые в воде вещества.Функции:1) Резервный энергетический материал(1г-39 КДж) 2)Структурный компонент мембран(способны образовывать билипидные слои) 3)Защитная.Амортизация и термоизоляция 4)Регуляторная(стероиды,эйказаноиды) 5)Липопротеины.Это транспортная форма липидов и белков. Классификация:1.Жирные кислоты и кетоновые тела.В организме служат главным образом промежуточными продуктами при распаде или синтезе других липидов. Жирные кислоты-длинные алифатические монокарбоновые кислоты.Есть насыщенные и ненасыщенные(с двойными связями).Больше всего пальмитиновой(насыщ.)-16:0; Олеиновая-18:1(С16);Линолевая-18:2(С9,2) 2.Триглицерины(спирт глицерин и остатки жирн.кты).Гидрофобны.Используются в качестве топлива. 3.Фосфолипиды(глицеро- и сфингофосфолипиды).Важнейшие компоненты клеточных мембран. Глицерофосфолипиды(фосфотидилэтаноламин-кефалин;фосфатидилсерин;фосфатидилхолин-лецетин).Жидкости.Амфифильные соединения.Основа-фосфатидная кта. Сфингофосфолипиды.Основа-сфингозин(аминоспирт).Сфингомиелин-фосфохолиновое производное церамида. 4.Гликолипиды.1.Гликозилдиацилглицерины(растительные).2. Глюкосфинголипиды(у животных) Глюкоцереброзиды-содержат моносахариды;Ганглиозиды-сод.олигосахара Поглощение билирубина печенью Билирубин слаборастворим в плазме и воде; в плазме он специфически связывается с альбумином. Каждая молекула альбумина имеет, по-видимому, два центра связывания билирубина -- высоко- и низкоаффинный. В 100 мл плазмы может содержаться 25 мг билирубина, прочно связанного с альбумином по его высокоаффинному центру. «Избыточный» билирубин связывается с альбумином менее прочно; он легко отделяется от альбумина, диффундируя в ткани. Ряд соединений -- антибиотики и некоторые другие лекарственные вещества -- конкурируют с билирубином за высокоаффинный центр альбумина. Эти соединения могут вытеснять билирубин из комплекса с альбумином и проявляют значительное клиническое действие. В печени происходит переход билирубина от альбумина на синусоидальную поверхность гепатоцитов при участии насыщаемой системы переноса, в функционировании которой участвует некий переносчик. Эта система облегченного транспорта имеет очень большую емкость и даже при патологических условиях не лимитирует скорость метаболизма билирубина. Поскольку система облегченного транспорта обеспечивает установление равновесия билирубина по обе стороны синусоидальной мембраны гепатоцита, поглощение билирубина зависит от его потребления в последующих метаболических процессах. Конъюгация билирубина В печени к билирубину присоединяются полярные группы и он переходит в водорастворимую форму, которая секретируется в желчь. Процесс, обеспечивающий повышение растворимости в воде (т. е. повышение полярности) билирубина, называется конъюгацией. Этот процесс, по крайней мере на начальных стадиях, протекает в гладком эндоплазматическом ретикулуме и осуществляется специальным набором ферментов. У млекопитающих билирубин секретируется в желчь преимущественно в форме билирубиндиглюкуронида |
76.Окисление жирных кислот.Реакции пути В-окисления. Расход. ЖК на:1) Включаются в состав триглицеридов 2)Окисляются до СО2 и воды. 3) Включаются в состав других глико-,фосфолипидов. Основной путь это В-окисление.Идет процесс в матриксе митохондрий.Завершается превращением 1 молекулы ЖК в неск молекул ацетил-КоА.Суть процесса-ряд повторов,при этом каждый повтор приводит к укорочению цепи ЖК-ты на 2 атома углерода. В-окисление Секреция билирубина в желчь Секреция конъюгированного билирубина в желчь идет против весьма высокого градиента концентрации и должна осуществляться с помощью механизма активного транспорта. Активный транспорт является, вероятно, скорость-лимитирующей стадией всего процесса метаболизма билирубина в печени. Транспорт конъюгированного билирубина из печени в желчь индуцируется теми же лекарствами, которые способны индуцировать конъюгацию билирубина. Таким образом, системы конъюгации билирубина и его вывода из гепатоцитов работают как единый функционально координируемый механизм. При физиологических условиях практически весь секретируемый в желчь билирубин (свыше 97%) находится в конъюгированной форме. Только после светотерапии заметные количества неконъюгированного билирубина могут быть обнаружены в желчи. В печени имеются многочисленные системы секреции в желчь природных и синтетических лекарственных соединений после их метаболизма. Некоторые из этих систем используются также билиру-биндиглюкуронидами. МЕТАБОЛИЗМ БИЛИРУБИНА В КИШЕЧНИКЕ После того как билирубин достигает области подвздошной и толстой кишок, глюкурониды гидролизуются специфическими бактериальными ферментами (р-глюкуронидазами); далее кишечная микрофлора восстанавливает пигмент с образованием группы бесцветных тетрапиррольных соединений, называемых уробилиногенами. В подвздошной и толстой кишках небольшая часть уробилиногенов снова всасывается и попадает в печень, т.е. осуществляется внутрипеченочный уробилиногеновый цикл. При патологических состояниях, например при накоплении избыточных количеств желчных пигментов или при заболеваниях печени, нарушающих работу внутрипеченочного цикла, уробилиноген может экскретироваться с мочой. В норме большая часть бесцветных уробилиногенов, образующихся в толстой кишке под действием кишечной микрофлоры, окисляется в уробилины (окрашенные соединения) и удаляется с фекалиями Наблюдаемое потемнение последних на воздухе является следствием окисления оставшихся уробилиногенов в уробилины. |
|
Из ЖК-т с нечетным числом углеродных атомов ,на завершающейся стадии В-окисления образуется пропионил-КоА. |
Сфинголипидозы: 4.Стероиды.Холестерин,например. 5.Экозаноиды.Производные арахидоновой кты.Регуляторные функции. 7.Воска.Эфиры,сост. из высшей жирной кты и одноатомного спирта.Они образуют защитную смазку,напр.,пчелиный воск,ланолин. 8.Терпены(от англ.-скипидар) В основе-изопрен.Примеры:эфирное масло,смоляные кты,каучук,убихинон,вит К,Е. |
|
78.Образование триацилглицеринов из углеводов.Метаболизм триацилглицеринов. Переваривание пищевых жиров. Депонирование и мобилизация жиров.
|
79.Стероиды.Роль и биосинтез холестерина в организме. Примерами являются эстан-С18, андростан-С19, прегнан-С21, холестан-С27. По строению бок. Цепи и ф-ям стероиды делят на 4-е группы: 1.Боковые цепи при С17 нет: эстрогены и андрогены. 2.Двухуглеродная цепочка боковая у С17: кортикостероиды и прогестерон. 3.Боковая группа имеет 5 атомов С: желчные к.-ты: 4..Боковая группа-8 атомов: стерины. Холестерин: жесткость мембран, входит в состав верхних слоев липопротеинов из-за гидрофильной ОН-группы; в состав плазмы крови в норме 8,2ммоль/л, общая масса в теле 150 гр.- основная масса из гормонов. На 2-ом месте желчные к.-ты. Очень много в нервной ткани (миелиновые оболочки) и в коре надпочечников (синтез кортикостероидов), запасы здесь в виде эфиров холестерина- это депонированная или транспортная форма холестерина. В русле крови холестерин может диффундировать из одной части в другую(ЛПВП).ЛПВП имеют много лецитина и фермент ЛХАТ-лецитин-холестерин-ацильрансфераза.
|
|
77.Синтез и использование кетоновых тел.Изменения метаболизма при голодании. В печени часть ЖК-т превращается в кетоновые-ацетоуксусную и β-гидроксимасляную кты.Потом эти вещества поступают в кровь и используются как источники энергии в других органах и тканях. Голодание.Выделяют 3 фазы:1.На сутки.Исчезают запасы гликогена,инсулин падает в 10-15 раз,концентрация глюкозы на низшем уровне.В печени-глюконеогенез,субстратом для которого является глицерин и аминокислоты. 2.Певая неделя голодания.Нарастает концентрация ЖК-т в крови,включается синтез кетоновых тел.В конце недели появляется ацетон.Энергетические затраты будут удовлетворяться распадом ЖК-т и кетоновых тел.Падает уровень кислорода. 3.Распадаются белки(20гр/сут).Глюкоза так снижается,что мозг тоже начинает потреблять кетоновые тела.Это приводит к атрофированию всех органов.А мозг и сердце не сильно уменьшатся в весе.Когда 50% белков человека израсходовано,наступает смерть. |
Вопрос 74. Биосинтез и мобилизация гликогена. Схема регуляции активности гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы. Гликоген-высоковетвистый полимер с большой мол. массой. Это основное хранилище глюкозы в крови. Не создает осмотических проблем. Образуется, практически во всех тканях. Больше всего в гепатоците-4.8%. В печени хранится 50-100гр. Биосинтез происходит в несколько стадий: После удлинения цепи на 11-12 звеньев, 7 учясток переносится на внутренний учясток гликогена образуя связь (альфа)-1-6-появляется ветка. Катализирует фермент ветвления. |
|
Биосинтез холестерина. Фонд создается за счет пищи. Обновляется за сутки 1,3гр.,с пищей-0,3гр, синтез организмом-1гр. Ферменты для синтеза его есть во всех клетках: 80%-СИНТЕЗИРУЕТСЯ В ПЕЧЕНИ, 10%-в тонком кишечнике, 5%-в коже, надпочечниках- гонадах- нервной ткани.
Холестерин ингибирует ГМГ-КоА редуктазу и подавляет его синтез.При питании растительной пищей много ГМГ- редуктазы. Если съесть 2-3 гр холестерина, то синтез собственный не идет. Статины- их задача ингибировать синтез холестерина. Выведение ХС из организма:
|
Активаторы липолиза: адреналин(быстрая р.-ия) и глюкагон(более медленная),также норадреналин, АКТГ, вазопрессин, тиреоидный стимулирующий гормон. Ингибиторы: инсулин действует 2-мя способами : 1.снижением активности аденилатциклазы- уменьшает синтез ц.АМФ. Ускоряет липогенез. Усиление входа глюкозы в адипоциты- активация синтеза триглицеридов- притормаживание липолиза. Простогландин Е и никотиновая к.-та снижает уровень ц.-АМФ. Лептин- регулирует массу тела, увеличивая липолиз и снижая аппетит.Близок к интерлейкинам- 6. В крови 0,4- 4 мг/л.Лептин ускоряет распад триглицеридов. Нехватка лептина-ожирение. |
|
Гликгенолиз. В результате фосфоролирования происходит разрыв гликозидных связей. Гликогенфосфорилаза - димерная молекула. |
|
76.Окисление жирных кислот.Реакции пути В-окисления. Расход. ЖК на:1) Включаются в состав триглицеридов 2)Окисляются до СО2 и воды. 3) Включаются в состав других глико-,фосфолипидов. Основной путь это В-окисление.Идет процесс в матриксе митохондрий.Завершается превращением 1 молекулы ЖК в неск молекул ацетил-КоА.Суть процесса-ряд повторов,при этом каждый повтор приводит к укорочению цепи ЖК-ты на 2 атома углерода. В-окисление Из ЖК-т с нечетным числом углеродных атомов ,на завершающейся стадии В-окисления образуется пропионил-КоА. |
80.Механизмы формирования атеросклеротического повреждения сосудов. Нехолестериновая теория. Развитие атеросклероза в результате ступенчатого поражения клеток рыхлой соединительной ткани, из-за нарушения транспорта в русле крови полиненасыщенных жирных кислот. Причина:недостаточное насыщение клеток аллокислотами, как транспортная форма ненасыщенных липопротеинов: в составе жиров холестериновые полиеновые жирные кислоты в виде ЛПНП, транспортируется в ткани. Транспорт ЛП-рецепторный эндоцитоз. Полиненасыщенные ЖК необходимы для синтеза вит., и синтеза фосфолипидов(компонентов мембран)Все клетки способны синтезировать холестерин, т.к. он им необходим. Важность полиеновых ЖК: эйкозоноиды, витамины,ФЛ. ЖК не могут находится в свободном состоянии- они связаня с переносчиком(им помогает ТГ. ФЛ могут транспортировать, но их очень мало Эфиры ЖК- самык многочисленные переносчики полиненасыщенных ЖК. Из ЛП: основные переносчики ЛПНП. Атеросклероз –заболевание, сопровождающееся сахарным диабетом. При атеросклерозе в артериях образуются бляшки, нарушающие кровоток или полностью закрывающие сосуд. Бляшки содержат гладкомышечные клетки, соединительную ткань, липиды( в основном эфиры холестерина), остатки разрушенных клеток. |
|
81.Происхождение и функции желчных кислот. Энтерогепатическая циркуляция, экскреция. Образование «холестериновых камней» при желчнокаменной болезни. Выделение холестерина избыточного путем окисления его в желчные кислоты. ХС синтез.+ ХС пищи = ХС экск. + желчн. К-ты. Экскр.+ ХС использ. Для синтеза витамина Д3, стероидных гормонов, ЛП мембран. Желчные кислоты-эмульгаторы жиров, в гепатоцитах холестерин в первичные желч. к-ты их образование включает введение гидроксильных групп ( гидроксилазы+ НАДФН+Н). Далее идет частичное окисление боковой цепи холестерина. Из кишечника в печень, затем с желчью опять в кишечник. Желчь в мицелах- форма всасывания липидов. В составе желчи: билирубин, вода, мин. Соли. 90-95 % ЖК из полости кишечника всасывается в энтероциты (с кровью) в печень( снова для образования желчи)за сутки происходит 5-15 циклов за сутки. В составе кала выделяется до 0,5 г/сутки. Эта убыль компенсируется заново синтезом. За 10 дней происходит полное обновление желчи. Холестаз- застой желчи( воспалительное заболевание протоков и желчного пузыря. Гиперхолестеринемия – способствует формированию камней в печени и пузыре. ХЛ в желчи в 3-х фазах. 1. в составе мицелл 2. жидкостно-кристаллическая форма 3. твердая. Могут быть достаточно ЖК, но много ХС или малый синтез ЖК( избыток ХС переходит в твердую фазу. Желчнокаменная болезнь(биллирубиновые, холестериновые, смешанные камни). |
82. Классификация, метаболизм, функции ЛП. Дислипопротеинемии. Классификация и функции липидов. Комплексы белков и липидов, связанных нековалентными связями( транстпорт.ф-я). Класификация: -по элетрофаретической активности В основе классификации лежит разделение 1.Ультрацетрифугирование (по плотности) 2. Электрофарез (по элетрофаретической активности: альфа-ЛП, бета-ЛП, пре бета –ЛП, первые-высокой, вторые-низкой, третьи- очень низкой плостности).Такие названия идут вместе с фракцией глобулинов крови. Апо – это белки, которые формируют белково-липидный комплекс из одно вида липидов. Определяют функциональные свойства БЛК и вызывают гиперлипидемию при генетическом дефекте или отсутствием синтеза. |
|
Гиперхолестеринемия- одна из причин отложения отложения холестерина в артериях. Повреждения эндотелия могут возникать вследствие действия модифицированных липопротеинов,а также при гипертонии, восп. Процессах.нарушениях свертывания крови. Поврежденная поверхность артерии привлекает из крови моноцитов,которые превращаются в макрофагов. Макрофаги поглощают модифицированные липопротеины, остатки разрушенных клеток, накапливают липиды холестерина и превращаются в пенистные клетки. «Пинистые клетки»содержат большое количество холестерола, проходят под слой эндотелия, повреждения эндотелия происходит не всегда.Затем может образоватся фиброзная бляшка( клетки секретируют коллаген и другие белки, которые формируют фиброзную оболочку, внутри которой происходит некроз клеток. В бляшке накапливаются омертвевшие ткани, пропитанные холестеролом. Происходит кальцификация бляшки. Риск атеросклероза увеличивается при: |
|
|
Функции ЛП: Хиломикроны- транспортная форма экзогенных ТГ. В кишечнике, переносят ТГ во все ткани. Они синтезируются в печени, значит это основная транспортная форма эндогенных ТГ. ЛПОНП превращаются в плазме (отдавая свои ТГ тканям) в ЛППП, которые затем в ЛПНП. Повышение ЛПНП свидетельствует об атеросклерозах. ЛПВП- забирают отработанный холестерин их тканей и доставляют его в печень на синтез желчных кислот ( это основной путь выделения ХС из организма) |
|
83. Биологические активные вещества. Витамины. В. Делятся на: Жирорастворимые(А,D,E.K) и Водорастворимые.
|
|||||||||||||||||
|
|
67.Строение функции углеводов(ув) Ув- альдегиды и кетоны многоатомных спиртов(моносахаридные компоненты) Моносахариды не способны расщепляться без потери основных ув свойств Олигосахариды гидролизуются с образованием от2-10 моносахаридных единиц Полисахариды (гликаны) гидролизуются от 10-до нескольких тысяч моносах. остатков Ф-ии ув:
Окиление альдоз при1,6 атоме углерода, альоновые к-ты при1 атоме углерода альдаровые к-ты альдуроновые к-ты(при 6 атоме углерода с-гидроксил)
Гаг----полисахаридная ч-ть протеогликанов(оч мало белка) состоит из повтор-ся дисахаридных единиц в кот всегда присутств. Д-глюкозамин, Д-галактозамин(м.б. свободным или ацетилированным по Nгруппе) |
69. Глюкоза как важнейший метаболит углеводного обмена. Источники и пути использования глюкозы в организме. Транспорт глюкозы из крови в клетку зависит от инсулина. Кроме инсулинонезависимых тканей – мозг и печень. Скорость поступления зависит от концентрации глюкозы в плазме крови. ГЛЮТ – глюкозные транспортеры. Первичное химическое превращение глюкозы в клетках - фосфорилирование – результат взаимодействия с АТФ → глюкоза-6-фосфат (активированная форма моносахаридов). Г-6-Ф не может свободно выйти из клетки. В результате фосфорилирования глюкоза «запирается» в клетке. В паренхиматозных клетках печени есть 2 фермента, катализирующих эту р-ю (из глюк. – глю.-6-фосф.) – гексокиназа и глюкокиназа (в др. органах –только гексокиназа). 1 фермент – гексокиназа Km<0,1 ммоль/л (сродство к глюкозе очень высоко), следовательно, max скорости реакции достигается при низк. конц. глюк. Глюкоза-6-фосфат ингибирует гексокиназу. 2 фермент - глюкокиназа – фермент в печени. Высокое значения Km ~ 10 ммоль/л. |
||||||||
|
Вопрос№25 Константа Михаэлиса. Михаэлиса константа, один из важнейших параметров кинетики ферментативных реакций, введенный немецкими учеными Л. Михаэлисом (L. Michaelis) и М. Ментен в 1913; характеризует зависимость скорости ферментативного процесса от концентрации субстрата. Согласно теории Михаэлиса — Ментен, первым этапом любого ферментативного процесса является обратимая реакция между ферментом (Е) и субстратом (), приводящая к образованию промежуточного фермент-субстратного комплекса (ES), который затем подвергается практически необратимому расщеплению на продукт реакции (Р) и исходный фермент: |
31. Применение ферментов в медицине. Способы определения активности ферментов в сыворотке крови. Ферменты в медицине используются в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) целей. Кроме того ферменты используются в качестве специфических реактивов для определения ряда в-в. При лечении желудочных заболеваний , сопровождающихся снижением содержания пепсина в желудочном соке, для улучшения пищеварения назначают препараты пепсина (заместительная терапия). Протеолитические ферменты применяют при первичной обработке ран: гидролизуя белки разрушенных кл-к, ферменты способствуют очищению ран и уменьшении воспалительных явлений. Нуклеазы (катализ разрушения нуклеиновых кислот) используются при лечении вирусных заболеваний. Некоторые протеолитические ферменты применяют для предотвращения или лечения тромбов, закупорки кр. сосудов сгустками крови. Аспарагиназу применяют для лечения некоторых форм лейкозов. Аспарагин в лейкозных к-ах не синтезируется, и к-ки получают его из плазмы крови. Если ввести в кровь больного аспарагиназу, то аспарагин в плазме крови разрушается и синтез белков в лейкозных к-ах прекращается – к-ки гибнут. С помощью фермента можно определить его субстрат в смеси, содержащей множество др. в-в. Этим методом измеряют содержание глюкозы, мочевины, моч. к-ты, мол. к-ты, креатинина, холестерина и др. Энзимодиагностика заключается в постановке диагноза заболевания на основе определения активности ферментов в биол. жидкостях человека. При повреждении к-к в крови увеличивается концентрация внутрикл. ферментов поврежденной к-ки. |
||||||||
Выполнение ув специфических ф-ий: *Формир гликопротеиновых структур(связь ч/з аминогруппу аспарагина к белковой стр или он группе серина-трионина) *Орпед антигенную специфичность,различие групп крови,гликопротеин явл комп иммунолог реакций(Ig,компоненты комплимента,интерфероны,гормрны-hcg---челов хорион тропный гормон) *Важная роль в составе секретов(слизь) *Гликокаликс *Играют роль рецептора *Служат маркером места клет контактов *Важный стр-ый компонент мембран (в мембр нервной ткани N-ацетилнейраминовая к-та(пвк+ацетилированный Дманнозоамин),сиаловые к-ты. Сиаловые к-ты явл компон оч многих гликопротениновых белков плазмы крови,особо белков осторой фазы(боф) боф в наше время определяет количественно. Сиалосодержащие гликолипиды выполняют механические и иммунологич ф-ии,восстан электровозбудимость мозговой ткани, специф связываются и инактивируют бактериальные токсины. N-ацетил нейраминовая к-та Общая схема метаболизма глюкоз |
|||||||||
|
|
|
68. ф-ии гликозоаминогликанов в организме,заболевания связ с дефицитом их метаболизма Опорная,защитная: целлюлоза( основная клет. Стенка раст.) полисах. Защитная капсула у микроорганизмов, в составе котной и хрящевой ткани(хондроитин сульфат –гликозоамногликан(гаг) явл. Мукополисахаридом) Гаг----полисахаридная ч-ть протеогликанов(оч мало белка) состоит из повтор-ся дисахаридных единиц в кот всегда присутств. Д-глюкозамин, Д-галактозамин(м.б. свободным или ацетилированным по Nгруппе)
Болезни связанные с нарушением гаг(гликозидозы)
|
Вопрос 73. Соотношение превращений субстратов и процессов, происходящих в печени, мышцах и жировой ткани. Физиологическая роль глюконеогенеза из лактата существенно иная. Молочная кислота не является конечным продуктом обмена, но ее образование — это тупиковый путь метаболизма: единственный способ использования молочной кислоты связан с ее превращением вновь в пируват при участии той же лактатдегидрогеназы: СН3—СНОН—СООН + НАД+ -> СН3-СО-СООН + НАДН + Н*. Из клеток, в которых происходит гликолиз, образующаяся молочная кислота поступает в кровь и улавливается в основном печенью, где и превращается в пируват. Пируват в печени частично окисляется, частично превращается в глюкозу — цикл Кори, или глюкозо-лактатпый цикл. Часть пирувата в мышцах путем трансаминирования превращается в аланин, который транспортируется в печень, и здесь снова образует пируват — глюкозоаланиповый цикл. На каждую молекулу лактата при глюконеогенезе расходуется три молекулы АТФ (точнее, две — АТФ и одна — ГТФ) поскольку для образования глюкозы необходимо две молекулы лактата, суммарный процесс глюконеогенеза описывается так: 2Лактат + 6АТФ + 6Н20 -> Глюкоза + 6АДФ + 6Н3Р04, Образовавшаяся глюкоза может вновь поступать в мышцы и там превращатется в молочную кислоту. |
||||||||||||||||||||||||||
|
Билет 91. Роль гистамина,серотонина, протеиназ , простагландинов и кининов в генерации воспаления. 2 стадии воспаления: - немедленная(на любые повреждения выброс тучными клетками биогенных аминов (серотонина, гистамина), которые повышают и активируют протеолитические ферменты=> образуется протеолитический пожар. -повышенное содержание кининов в очаге приводит к усилению местного кровотока, ноцицептивные реакции, развитие отёка(жар=>краснота=>отёк=>боль)..всё это вызывают кинины. Роль гистамина: -медиатор в ЦНС -регулирует крово- и лимфоток -уменьшает АД -сужает бронхи -принимает участие в аллергических и воспалительных реакциях -стимулирует секрецию соляной кислоты. Роль серотонина: -мощный вазоконстриктор -активирует агрегацию тромбоцитов -сокращает гладкую мускулатуру -участвует в формировании чувства боли -увеличивает чувствительность к токсинам |
Вопрос№27Ингибиторы в медицине. Ингибиторы- яды ферментов. Ингибиторы моноаминоксидазы (ИМАО, MAOI) — биологически активные вещества, способные ингибировать фермент моноаминоксидазу, т. е. замедлять или полностью блокировать его работу. К таковым относятся некоторые антидепрессанты, а также ряд природных веществ. Ингиби́торы прото́нного насо́са (синонимы: Ингиби́торы прото́нной по́мпы, Ингиби́торы прото́нового насо́са, Ингиби́торы прото́новой по́мпы; часто употребляется аббревиатура ИПП, реже — ИПН) — лекарственные препараты, предназначенные для лечения кислотозависимых заболеваний желудочно-кишечного тракта за счёт снижения продукции соляной кислоты посредством блокирования в париетальных клетках слизистой оболочки желудка протонного насоса — Н+/К+-АТФазы. Относятся к антисекреторным препаратам. Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) Фармакологическое действие ингибиторов АПФ обусловлено их влиянием на функциональное состояние ренин-ангиотензин-альдостероновой системы. При этом ингибиторы АПФ обладают необходимой структурой, позволяющей им взаимодействовать с атомом цинка в молекуле ангиотензин-превращающего фермента. Это сопровождается его инактивацией [14] и подавлением активности циркулирующей (плазменной) и тканевой (локальной) ангиотензиновых систем. Препараты группы отличаются по выраженности и продолжительности ингибирующего влияния на ангиотензин I-превращающий фермент: в частности, рамиприл в организме превращается в активный метаболит - рамиприлат, сродство которого к ангиотензин I-превращающему ферменту в 42 раза выше, а комплекс рамиприл-фермент в 72 раза стабильнее, чем каптоприл-фермен Ферментные яды, вещества различной химической природы, специфически подавляющие активность определённого фермента или группы родственных ферментов. По существу Ф. я. представляют собой ингибиторы ферментов, которые даже в очень низких концентрациях угнетают жизненно важные физиологические функции организма. Многие ядовитые вещества, т. н. "нервные яды" (люизит), "дыхательные яды" (цианиды, H2S), пестициды (ядохимикаты) оказывают отравляющее действие в результате ингибирования отдельных ферментов (например, холинэстеразы у членистоногих). Изучение влияния Ф. я. на изолированные ферменты или ферментные системы позволяет целенаправленно |
||||||||||||||||||||||||||
|
Регуляция гликолиза и глюконеогенеза. Высокие концентрации АТФ и восстановленного НАДФ ингибируют гликолиз и увеличивают скорость глюконеогенеза. Выысокие концентрации АДФ и АМФ стимулируют гликолиз и подавляют глюконеогенез. Общей чертой является интенсивнось от энергетического статуса клетки. В мышцах при усиленной работе усиливается гликолиз, печень занимается процессами глюконеогенеза. Глюконеогенез в мышцах не идет. В печени и почках происходит глюконеогенез. |
Мукополисахаридозы-наслед.тяжел.заболевания,проявляющиеся значит. нарушениями в умственном развитии детей,поражениями сосудов,помутнением рогавицы,деформацией скелета,уменьшением продолжительности жизни. В основе заболевания лежат наследств.дефекты каких либо гидролаз,участвующих в катаболизме гаг. Эти заболевания характеризуются избыточным накоплением гаг в тканях,привод.к деформации скелета и увеличению органов,содержащих большие количества внеклеточного матрикса. Обычно поражаются ткани,в кот.в норме синтезируются наибольшее количество гаг. В лизосомах при этом накапливаются неполностью разрушенные гаг,а с мочой выделяются их олигосахаридные фрагменты. Для постановки диагноза конкретного заболевания определяют активность лизосомальных гидролаз. Так как эти болезни в настоящее время не поддаются лечению,необходимо проводить пренатальную диагностику при подозрении на носительство дефектных генов. |
||||||||||||||||||||||||||
|
искать эффективные противоядия к определённым отравляющим веществам или новые пестициды для борьбы с вредными насекомыми, клещами и т.д. и сорняками. Иногда термин "Ф. я." применяют для обозначения ферментов, входящих в состав ядов змей, пчёл, скорпионов и др. и разрушающих клетки крови или др. тканей человека и животных. |
в ЦНС проявляет седативную(успокаивающую) роль Роль простагландинов: -угнетает синтез ТГ(триглицеридов) -участвует в регуляции глюкозы и инсулина -регулирует воспалительные процессы, водно-солевой обмен, язвы, ишемические болезни сердца и опухоли. ПГ-F-сокращает мышцы -является бронхоконстриктором -сокращает сосуды(сосудоконстриктор) ПГ-Е-расслабляет мышцы -расширяет сосуды -бронходилятатор |
|
Вопрос№26Обратимые и необратимые ингибиторы ферментов. Характерные черты конкурентного, неконкурентного и бесконкурентного ингибирования. Ферментативный ингибитор — вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции. Различают обратимые и необратимые ингибиторы. Обратимые делятся на конкурентные, неконкурентные, бесконкурентные. Обратимое ингибирование В этом случае ингибитор связывается в активном центре фермента и конкурирует за него с субстратом. Таким образом, конкурентный ингибитор не связывается с фермент-субстратным комплексом (ES на рис.1), то есть константа диссоциации Ki' >> 1. Конкурентный ингибитор обычно структурно схож с субстратом, однако фермент не способен катализировать реакцию в присутствии ингибитора из-за отсутствия у последнего необходимых функциональных групп.Схема конкурентного ингибирования и уравнение Михаэлиса-Ментен для него выглядят следующим образом:
Видно, что при конкурентном ингибировании максимальная скорость реакции Vmax не меняется, а кажущаяся константа Михаэлиса увеличивается в (1 + [I]/Ki) раз. Поэтому в двойных обратных координатах Лайнуивера-Берка (зависимость 1/v0 от 1/[S]) при разных концентрациях ингибитора получают семейство прямых с различным наклоном, пересекающихся в одной точке на оси ординат.Константу ингибирования Ki обычно определяют так: проводят ряд измерений кажущейся константы Михаэлиса при различных концентрациях ингибитора, затем строят зависимость этой величины от концентрации ингибитора. Тангенс угла наклона полученной прямой равен Km/Ki. Неконкурентное ингибирование Неконкурентный ингибитор не мешает связыванию субстрата с ферментом. Он способен присоединяться как к свободному ферменту, так и к фермент-субстратному комплексу с одинаковой эффективностью. Ингибитор вызывает такие конформационные изменения, которые не позволяют ферменту превращать субстрат в продукт, но не влияют на сродство фермента к субстрату. Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае неконкурентного ингибирования:
|
БИЛЕТ 63. ОРГАНИЗАЦИЯ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ е-ТРАНСПОРТНОЙ ЦЕПИ. Принцип ядерной оболочки, имеют редокс-цепи. Участки редокс-цепи имеют выпячивания плазмолеммы. По Грину имеется 4 комплекса е-транспортной цепи. *Перечерченными оранжевыми стрелками указаны ингибиторы цепи. КОМПЛЕКС 1: Комплекс 1-это точка входа протонов и электронов с HAДН+Н в е-транспортную цепь. |
||||
|
У человека убихинона-10, а у животных больше. Семихинон-это когда убихинон на себя принимает 1 электрон и 1 протон.-восстанавливается наполовину. Гидрохинон-восстановленная форма-убихинон принимает 2 электрона и 2 протона. КОМПЛЕКС 2-это точка входа электронов и протонов с ФАДН2 в дыхательную цепь. Цитохромопротеины-это хромопротеины, простетической группой которых является Fe, порфирины, гемоглобин. У человека 5 цитохромов. Цитохром С-очень хорошо растворим в воде.Перенос электронов от комплекса 3 на комплекс 4. Цитохромоксидаза- ферментативные свойстава, каталитические свойства. |
При неконкурентном ингибировании константа Михаэлиса не изменяется, а максимальная скорость реакции уменьшается в (1 + [I]/Ki) раз. Поэтому в двойных обратных координатах семейство прямых, отвечающих разным концентрациям ингибитора, пересекается в одной точке на оси абсцисс. Бесконкурентное ингибирование При бесконкурентном ингибировании ингибитор связывается только с фермент-субстратным комплексом, но не со свободным ферментом. Субстрат, связываясь с ферментом, изменяет его конформацию, что делает возможным связывание с ингибитором. Ингибитор, в свою очередь, так меняет конформацию фермента, что катализ становится невозможным. Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае бесконкурентного ингибирования:
Максимальная скорость реакции и кажущаяся константа Михаэлиса уменьшаются в одинаковое число раз. Поэтому в двойных обратных координатах для разных концентраций субстрата получаем семейство параллельных прямых. Ингибирование субстратом Ингибирование субстратом — частный случай бесконкурентного ингибирования, когда две молекулы субстрата связываются с ферментом, что препятствует образованию продукта. Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае ингибирования субстратом: Необратимое ингибирование Формирование стабильного комплекса ингибитора с ферментом, ведущее к его необратимой инактивации. Случай необратимого ингибирования можно обнаружить по тому признаку, что при разбавлении раствора не происходит повышения удельной активности фермента, как в случае обратимого ингибирования. |
||
|
90. Регуляторные полипептиды. Калликреин-кининовая и ренин-ангиотензиновая системы организма. Вазоактивные пептиды-это физиологически активные пептиды, участвующие в тонусе сосудов. Ещё в этой регуляции участвуют гистамин, серотонин, вазопрессин, простагландины, окситоцин.
Калликреин –кининовая система!!! Неактивные кинины находятся в межклеточной жидкости тканей и в кровяном русле. Время полужизни у них секунды, и за это короткое время вызывают много эффектов. Спектр действия кининов: 1.расширяют просвет артерий и артериол, периферических и коронарных сосудов 2.снижают просвет венозных 3.повышают проницаемость капилляров =>происходит СНИЖЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ 4.увеличивают частоту сердечных сокращений 5.вызывают сокращение гладкой мускулатуры, ряда тканей-бронхи, тонкий кишечник, матка, а мускулатура толстого-расслабляется. 6.вызывают болевые(ноцицептивные) ощущения Физиологическая роль кининов: -участвуют в регуляции АД -стимуляция сердечно-сосудистой деятельности -стимуляция моторики кишечника -участвует в согласовании регуляции целого ряда нейрогормональных систем. Кинины действуют через рецепторы (мембранно-опосредованное действие). Кининов очень много в крови. |
Кинины –очень активные вещества. КИНИНОГЕН-(синтезируется в печени)- гликопротеин, относится к альфа-2-глобулиновой фракции. 200 мг/литр-его содержание в крови. Присутствует в 2х видах: 1.высокомолекулярный кининоген(200000) 2 низкомолекулярный(50 тыс) Кининоген расщепляется кининогеназами. КАЛЛИКРЕИН- самая главная кининогеназа.Разрывает связь между Арг и Лиз. Имеет много изоферментов(основные-калликреин плазмы и тканей) КАлликреин выделили из поджелудочной железы, а ещё его получают из слюнных желез крупного скота. Калликреин очень специфичен для кининогена. КОНТРОЛЬ ДЕЙСТВИЯ КАЛЛИКРЕИНА: -присутствие ингибитора …(но если ингибитора недостаточно)=> -калликреин синтезируется в виде предшественника – Калликреиногена КАЛЛИКРЕИНОГЕН-(синтезируется в печени)-это гликопротеин альфа-2-глобулиновая фракция. Молекулярная масса-80 тыс., содержание-20 мг/литре. |
|
ИКОЛ-ингибитор калликреина, богащённый лизином. РАБОТА КИНИНАЗ: Кининазы-ферменты, разрушающие кинины. Их очень много в лёгких, поджелудочной железе, печени,мозге и т.д. 1.Кининаза -1..отщепляет Арг с С-конца у брадикинина. 2.карбоксипептидаза В…отщепляет Арг с С-конца у каллидина. 3.Кининаза -2-это ангиотензин превращающий фермент(АПФ).Он содержится в эндотелии сосудов(особенно в лёгких),..это мембранно-связанные ферменты , Zn-содержащие. СВЯЗЬ КАЛЛИКРЕИН-КИНИНОВОЙ С ДРУГИМИ СИСТЕМАМИ: -связь с системой свёртывания и фибринолиза. Определяет реологические свойства крови: А).роль активатора F12 Б).Обе системы имеют одни и те же ингибиторы. -связь с гормональной системой: Брадикинин вызывает нейрорефлекторное возбуждение синаптических структур надпочечников, при этом выделяются катехоламины. -связь с ренин-ангиотензиновой системой. РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНОВАЯ СИСТЕМА: Ангиотензиноген-гликопротеин, синтезируется в печени, молекулярная масса 38 тыс., постоянно присутствует в крови. Ангиотензин-1-это неактивное вещество. Под действием АПФ(ангиотензин превращающего фактора) из Ангиотензина-1 получаем Ангиотензин-2. |
Ангиотензин-повышает АД,….Кинин-снижает АД. СТРОЕНИЕ АНГИОТЕНЗИНОВ 1 И 2: 10 АК : Ангиотензин-1 H2N-Асп-Арг-Вал-Тир-Вал-Гис-Про-Фен-Гис-Лей-COOH 8 АК:Ангиотензин-2 H2N-Асп-Арг-Вал-Тир-Вал-Гис-Про-Фен-COOH Ангиотензин-2-мощный вазоконстриктор, ещё он выделяет альдостерон=>происходит задержка воды и натрия в организме=>повышении АД. Ангиотензина больше всего в лёгких. Ангиотензин-2 подвергается расщеплению при помощи ангиотензиназы до конечных продуктов. Если мы блокируем превращение ангиотензина-1 в ангиотензин-2, то находятся «обходные пути» при помощи: -химазы -катетина G -танина Последние два могут сразу расщеплять Ангиотензин-2 из ангиотензиногена. РОЛЬ АПФ: 1.регуляция АД 2.участвует в обмене нейропептидов 3.регулирует репродуктивные процессы 4.защитные и иммунные реакции 5.оказывает влияние на пролиферацию клеток(гипертрофию миокарда) Для активации АПФ требуются ионы цинка(Zn). |
|
92.Интеграция и регуляция метаболизма. Направление потоков ключевых метаболитов между различными метаболическими путями. Белки, липиды, у\в могут переходить друг в друга. 2 этапа интеграции обмена в-в. 1 – Направление потоков ключевых метаболитов между различн метабол путями на клеточном ур-не. 2 – Взаимозав-ть различных органов и тканей в поддерж соотв метабол сост. 1 – Направление потоков ключевых метаболитов между различн метабол путями на клеточном ур-не. I Взаимозав-ть углеводного и белкового обмена -ЦТК 1. из белков в у\в -гидролиз белков до а\к -дезаминир а\к -углеродн скелеты катаболизир и пополняют интермедиаты ЦТК -ч\з переход оксалоацетата в фосфоэнолпируват, включая р-ю глюконеогенеза. 2.у\в в белки Продукты гликолиза - в пируват – в ацетил КОА (окислит декарбоксилир) -в ЦТК- в α-кетоглутаоат и оксалоацетат, которые после переаминирования дают гллутаминовую и аспаргиновую к-ты. Другие продукты гликолиза ФЭП при вз-ии с эритрофосфатом (из ПФП) обр предшественник для синтеза аромат а\к II У\в и липиды. 1.У\в в липиды -глицерин появ при восстановлении продуктов гликолиза – глицеральд-3-Ф- в глицерофосфат - в сложн липдов 2.Липиды в у\в -глицерин- в глицеральд фосфат – в глюконео. Гликоксилатн путь превращения ацКОА в у\в. |
84.Механизмы передачи гормонального сигнала. Гормоны –в-ва,пердающие инфонрацию от чувствит.клеток,ощущающих изменения в окружающей среде, к клеткам-мишеням,отвечающим на эти изменения.
-Вызывают ответ быстро,не проникая в клетку, образуют гормон-рецепторный комплекс, 1 гормон может вызвать разные ответы в зависимости от типа рецептора. -рецептор – крупные мембрановстроенные молекулы с оч высокой степенью чувствительности к гормонам,чаще всего серпантинного типа(7 раз извиваются и заякореваются), С-конец в цитозоле, N-конец отвечает за присоединение гормона,часто связан с G-белками. Gs-стимулируют аденилациклазу. Gi- ингибирует ее. Gpls- акт-ет фосфолипазу С. Адреналин+В-рецептор – то опосредует Gs. Адреналин+Ф-рецептор – то Gi и Gpls. G-белок из 3 субъединиц, спсобен ГДФ -> ГТФ(аллостерически акт-ет). Уровень ц-АМФ зависит от выработки и его разрушения. Акт-ть ФосфоДиЭстеразы (ц-АМФ в АМФ) при Са и Mg с кальмодулином. ФДЭ ингибир-ся повышенной концентрацией кофеина,шоколада,чая. При высоких конц.возбуждают ЦНС,тревога,бессонница,тахикардия. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Вопрос87.Синтез и секреция гормонов щитов.железы Т4 в крови больше,чем Т3.но Т4 менее акт.Катаболизм в печени:переаминирование,иодтиронин в кетопроизводное, далее своб.или связанный.Иодтиронины:рост и регуляция клеток обмен.гипер-повыш обмен,гипо-наоборот. Кальцитонин.При повыш.Ca секреция кальцитонина растет.Гиперкальциемия фор-ие мочевых камней.Пониж-ся нервно-мыш.возбудимость.Гипокальциемия повыш.нервно-мыш возбуд-ть. Соматостатин тормозит синтез тиреотропного гормона.Иодтиронины акт.секр.соматостатина. |
448.Лекарства и другие ингибиторы трансляции. -это перевод м-РНК в последовательность аминокислотных остатков полипептидной цепи.
-уничтожают прокариот,но не действуют на эу 1)стрептомицин – предотвращают инициацию формил-метионин-т-РНК с Р-сайтом. Белок s12 малой субъединицы. Тормозится инициация. 2)Тетрациклин – широкого спектра. Связывается с 30s. Препятствует связыванию амин-ацил-т-РНК 3)Левомецитин – связ-ся с 50s большой суъединицы прокариот. Блокирует пептидил-трансферазную активность 4)Эритромицин – блокирует пептидил-трансферазную и транслоказную активность.
1)Дифтерийный токсин – его бактериофаг продуцирует токсин,состоящий из 2 фрагментов: фрагмент А- АДФ-рибозилтрансфераза; Фрагмент В- способствует проникновению фр.А в клетку 2)Ricin – бактерии в касторовых бобах. Это токсин,кот.является ферментом и расщипляет связь между рибозой и аденином. Идет единичная депуринизация (р-РНК и 28s РНК страдают =>запретили касторку,как слабительное) 3)Специфичные нуклеазы(РНКазы) – кот.расщипляют р-РНК. Для людей есть токсин грибов – Сарцин,кот.расщипляет 28s у эу. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Причины накопления ц-АМФ: 1. снижение акт-ти ФЭД 2. снижение инактивации Gs A-субъединицы -холерный токсин блокирует гидролиз АМФ - Гормоны и в-ва,опосредующие действие G-белка: глюкагон, адреналин, Вазопрессин, катехоламины, гистамин, ЛДГ и др. - Рецепторы,связывающиеся с Gi: - белок ингибир-ся ациклазой и снижается синтез ц-АМФ. Так простогландины Е1 и Е2 действуют в жировой ткани,вызывая антилиполитическое действие. 3. токсин коклюша -Ф-субъединица видоизменина => не может фосфорилир-ся => нет активации => слишком много ц-АМФ -Рецепторы,связывающиеся с Gpls: -в норме А акт-ет фосфолипазы С,у кот.изменяется аллостерич.центр, действует на мембрану и освобождает вторичн.мессенжеры: иназитол-3-фосфат (ИТФ,кот.быстро инактивируется,отщипляется и появляется в ЦП) и диацилглицерон (кот.липидорастворим, акт-ет протеинкиназу С,кот.явл-ся Са-зависимой и может дальше индуцировать пролиферацию.) - Рецепторы,кот.явл-ся трансмембранными ферментами (тирозинкиназами или гуанилатациклазами) -заякорены в мембране, 2 части: 1- с гормоном; 2- с тирозинкиназной активностью. После обр-я инсулин-рецепторного комплекса рецептор сам фосфорилир-ся (протеинкиназа). -Эпидермальный фактор роста -работает со структурой,кот.самофосфорилир-ся и даже других. -Протеоонкоген erb В -кодирует рецептор к эпидермальному фактору, всегда работающий тирозин-киназный рецептор => неконтролируемый рост. -Гуанилатциклазный рецептор Предсердный Na-уретический пептид действует, катализирует ГТФ => в ц-ГМФ (вторичн.посредник)
-не могут двигаться сами, входят в клетку путем диффузии через клеточн.мембрану, внутри клетки взаимодействует со своим внутриклеточным рец.,кот.особо устроен: при связывании изменяет конформацию и весь комплекс движется в ядро. Спец.домен присоед-ет гормон-рец-комплекс к HRE (гормон-рецепторный элемент). -1 гормон на клетки действует по-разному,т.к. у них разные факторы. |
III Липиды и белки 1.Белки в липиды -до а\к Гликогенные а\к – в обр-ют пируват- в ац КоА – в кетогенные а\к Из ац коа – в ЖК или кетон тела или стероиды 2.Липиды в белки Продукт окисления ЖК включ в ЦТК , образует α-кетоглуторат и аксалоацетат (промежут продукты), аминир-е или переаминир-е а\к. -Глицерин - в глицеральдфосфат ------в ароматич а\к (ДАЛЕЕ ОБЩАЯ СХЕМА, СУММИПРУЮЩАЯ ВСЕ ВЫШЕНАПИСАННОЕ, ПРОПУСКАЮ) 1.Негормональная рег метабол путей 1) Аллостерич активация 2)Дыхат контроль 3) Ковалентн модификация аминокислотности ф-та. 4) Доступность субстрата для прохожд пути.
2. Гормональная рег-я -инсулин, глюкагон, глюкокортикоиды -ф роста |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.Антибиотики не являющиеся лекарствами,но используемые в лабораториях 1)Циклогексимид (у эу) – связ-ся с 60s. Ингибирует пептидилтрансферазу. 2)Пуромицин (у про и эу) – конкурирует с А-сайтом вместо т-РНК => прерывает трансляцию. |
|
Вопрос 86.Синтез и секреция кортикостер.г.Их роль Все акт.кортикостероиды-С21-стероиды,производные прегнана с ненасыщенным кольцом А,кето-группой в 3ем положении. Регуляция биосинтеза глюкокортикоидных гормонов. АКТГ-влияет в 5 основн.направлениях. -резкое увел.кровотока в коре надпочечников -ускорение липолиза ТГ(появл.ЖК-источник энергии) -акт-ет аленилатциклазу(цАМФ стимул.метаболизм глюкозо-6-фосфата по пентозо фосфатному пути)(для наработки НАДН) -акт-ет гидроксилазу -десмолазная реакция превр-ние ХС в прегненолон.
Регуляция биосинтеза минералкортикоидных гормонов. -АКТГ влияет на уск-ие синтеза альдостерона. -Повыш.конц.ренина и ангиотензина 2 уск-ет секрецию альдостерона.-снижение натрия и повыш.калия стимул.секрецию альдостерона.-уменьш объема внеклеточной жидкости. Органы мишени-почки,потовые железы,жел-зы ЖКТ. Глюкокортикоиды-ускоряют катаболизм белков,жировой катаболизм.Фер-ты глюконеогенеза акт-ся глюкокортикоидами. Глюкорт.обладают антивоспалительным,антиаллергеным, антиммунным.Тормозят продукцию АТ,торм.лимфопоэз. Антивоспалительное действие:геномный эффект.Сниж.продукция белков уч-щий в воспалении.Подавл продукцию интерлейкина 1.2.6.8.Сниж-ся эксп-сия генов молекул адгезии.Уск-ся экс-сия генов-липокортин1.,лейкоцитарная протеиназа,ингибир.ИЛ 1. Катаболизм.Печень,почки,киш-к,и легкие.Выведение метаб-тов с калом,мочой,желчью.Связ.метаболиты-связ.с серной или глюкуроновой к-той.Возд-е на А-кольцо.Далее гидроксил в разных местах.17-КС-кортикостероиды мочи.17-ОКС- оксикортикостер.мочи.По 17-ОКС в моче можно судить о глюкортик.ф. коры надпочечников. |
Вопрос 89.Простагландины и их роль. открыты в 1930.вездесущи но их оч мало.1,5 микрограмм в литре. Хим.структура и биосинтез ПГ(простагландины)ПГ-циклич. полиненасыщ.ЖК.мол масса 360.Сод-т С,Н,О.Их назыв. эйказаноиды.-производние простоноивой кис-ты.(в норме не сущ. но можно предст-ть в этом виде) Кис-ты предшественники:1)дигомо-линоленовая к-та-ПГ Е1,F1,B1 2)арахидоновая к-та-ПГ Е1,F2,B2.3)эйкозалениноевая-E3.F3.B3. Биол.акт-ть связана с 2мя группами-1)ОН при С15. 2)=при С13-С14. Биосинтез.ПГ-не депонируется,обр-ся при физиолог необход-ти. живут мин 2.появились,сделали,все. Фосфолипаза----арахидоновая к-та. ТХ а2 индуктор адгезии и агрегации.ЦОГ-1-конститутивная- синтез постоянный.2-индуцибельн.(нужен индуктор) Нестероидные противовоспалит.средства ингиб.ЦОГ2 аспирин действ.на ЦОГ1 и ЦОГ2.Разруш-ся ПГ во всех тканях. |
|
Вопрос 88.Синтез и секреция половых гормонов. эстрадиол и прогестерон-женские.тестостерон-мужск. гонады регул-ют гаметогенез и втор.полов.признаки. В русле крови стероид.гор-ны перен-ся с помощью спец. переносчиков.Поступают в кл-ку:встреч.с рецепт,дейст на гены.Катаболизируют дост-но инт-но в печени,почках. |
|
Инактивация ПГ. Механизм действия-через рецепторы.пара и аутокринное возд-вие. Для каждого класса рец.разные. Влияние на липолиз.ПГ Е обладает антилиполитическ.действием -угнетает синтез цАМФ,инсулиноподобное действие. ПГ F влияют на распро-ние глютатиона и аскорбин кис-ты. Дых.сис-ма-ПГ F-сильные бронхоконстрикторы,особенно при аллерг.отеке.ПГ Е расширяет бронхи(купирование приступов-аэрозоли) Матка.Е и F сократ.эффект.родостимуляция. Сосуды-Е-расслаб-ет гл.мускулатуру.F-сокращает. ЖКТ-Е и А-тормозят секр.жел.сока и пепсина.-антиязвенный агент. стим.секр поджел сока.выход воды в киш-к.стимул моторику кишки.недостаток ПГ-поражение слиз-той,язвооб-ие. |
|
|
Экспрес. с мочой.Главн.продукт катаб-ма тестостерона-андростерон. Эстрадиол-эстрон и эстриол.Прогестерон-в прегнандиол.
ЛГ-акт.выраб.фоллик-желтое тело.ФСГ-акт.секр.эстрадиола. |
|
448.Лекарства и другие ингибиторы трансляции. -это перевод м-РНК в последовательность аминокислотных остатков полипептидной цепи.
-уничтожают прокариот,но не действуют на эу 1)стрептомицин – предотвращают инициацию формил-метионин-т-РНК с Р-сайтом. Белок s12 малой субъединицы. Тормозится инициация. 2)Тетрациклин – широкого спектра. Связывается с 30s. Препятствует связыванию амин-ацил-т-РНК 3)Левомецитин – связ-ся с 50s большой суъединицы прокариот. Блокирует пептидил-трансферазную активность 4)Эритромицин – блокирует пептидил-трансферазную и транслоказную активность.
1)Дифтерийный токсин – его бактериофаг продуцирует токсин,состоящий из 2 фрагментов: фрагмент А- АДФ-рибозилтрансфераза; Фрагмент В- способствует проникновению фр.А в клетку 2)Ricin – бактерии в касторовых бобах. Это токсин,кот.является ферментом и расщипляет связь между рибозой и аденином. Идет единичная депуринизация (р-РНК и 28s РНК страдают =>запретили касторку,как слабительное) 3)Специфичные нуклеазы(РНКазы) – кот.расщипляют р-РНК. Для людей есть токсин грибов – Сарцин,кот.расщипляет 28s у эу. 3.Антибиотики не являющиеся лекарствами,но используемые в лабораториях 1)Циклогексимид (у эу) – связ-ся с 60s. Ингибирует пептидилтрансферазу. 2)Пуромицин (у про и эу) – конкурирует с А-сайтом вместо т-РНК => прерывает трансляцию. |
15. Способы количественного определения белка. Методы определения общего белка сыворотки крови и мочи.
|
|
94.Интеграция метаболизма основных специализированных тканей организма человека. Метаболизм специализированных тканей всегда связан с их функцией. Главная функции ПЕЧЕНИ:
Главная функции СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ:
Главная функции СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ:
Главная функции ЖИРОВОЙ ТКАНИ:
Главная функции МОЗГА:
|
50. Молекулярные механизмы канцерогенеза. Пути активации протоонкогенов. В основе лежит дефект генов, ответственных за деление, репарацию или апоптоз. Канцерогенез- молекулярно-генетическая патология, заболевания генетического аппарата. Как и от чего образуются опухоли? Пока точно не известно. Молекулярная онкология –наука, изучающая данную проблему. Дифференциация, рост, наследование признаков описаны не до конца. Злокачественная опухоль - нерегулируемый, автономный, местный тканевой рост. Опухоль- клон или несколько клонов клеток, в которых генетически закреплено свойство неконтролируемого роста. 1)Теория химического канцерогенеза 2)Теория физического канцерогенеза 3)Теория Вирусного канцерогенеза 4) Теория Онтогена Химический канцерогенез 1775 год – профессиональный рак у трубояистов – опухоль мошонки в результате воздействия хим. веществ. В настоящее время известно около 5 млн. химических канцерогенезов, около 70 тыс. встречаются в течении жизни, около 8 тыс. изучены, около 1,5 тыс. обладают способностью мутагена. Печень способна некоторые вещества переводить в канцерогены. Физические вещества
Вирусный канцерогенез
( почти в 100% вызывают опухоль) Трансдукция – захват клеточных последовательностей ДНК хозяина вирусной фагой. Src –саркома. |
|
Способы количественного определения белка в сыворотке крови и моче.
|
|
|
Все позвоночные обладают консервативным геном Src, который родств. к вирусному Src и обладает онкогеном. Src возник в результате трансдукции клеточной Src. Протоонкогены – определенные участки ДНК, способные в результате трансдукции вирусного гена превращаться в вирусные анкогены или после активации в клеточные трансформирующие анкогены. Классификация анкогена:
Пути активации протоокогенеза:
Гены супрессоры опухолей – гены, производящие продукты, удерживающие опух. рост. |
|
49.Регуляция экспрессии генов. Конститутивные гены- экспрессия кот. Идет с постоянной небольшой скоростью и производит конститутивные белки,кот.всегда необходимы клетке. Индуцибельные гены- транскрибируются,когда в клетку поступает сигнал(индуктор) Оперон- группа координировано регулируемых генов,продукты кот.обычно катализируютмультиферментный метаболический путь(путь катаболизма или синтеза) Регуляция у про:
-у эшерихии констит.гены по катаболизму глю. Если лишить ее глю,то может перейти на другое питание => производит В-галактозидазы очень быстро,кот.расщипляют лактозу и в норме у эшерихии их нет. Регуляторные гены кодируют продукты,кодирующие уровень экспрессии структурных генов. Репрессор всегда активен,подходит к лактозному оперону и не дает работать. Как только попадает сюда лактоза,то она меняет конформацию репрессора и он уже не может связываться с опероном => он транскрибируется (дерепрессия- возможность считывания) П-промоутер, А,В,С-структурные гены.
-репрессируемый оперон – продукты или метаболиты,возникающие из гена оперона, ингибируют дальнейшую экспрессию оперона, действуя как корепрессоры. У эшерихии – репрессированный триптофановый оперон. Если клетка перепроизвела триптофан,то он подсоед-ся к репрессору,образуется активная форма => репрессор активный => нет считывания. -у индуцир.генов свободный репрессор активен. Инактивир-ся под действием индуктора. У репрессир.генов неактивен,акт-ся в присутствии корепрессора. Прямая субстратная реакция – очень характерна прокариотам. Продукты(их метаболиты) –корепрессоры, переводят репрессор а активное состояние.
-катаболиты глю интенсивно репрессируют лактозный оперон. Катаболиты снижают уровень внутриклеточной ц-АМФ,а как только нет глю => увелич-ся уровень ц-АМФ. -ц-АМФ присоед-ся к белку репрессору ц-АМФ и подходит к определенной зоне промоутера,вызывая повышение экспрессию. Отсутствие глю очень сильно усиливает. |
13. Последовательность и методы изучения первичной и вторичной структуры белка Последовательность изучения структуры белка
- S-S разрушение помощью муравьиной кислоты - Селективный гидролиз – гидролитическое расщепление полипептидных связей по определенным положениям последов-ти АК в протомере Селективные протомеры
Для селективного гидролиза исп. не менее двух агентов Установление порядка чередования С N- конца: Реакция Сенджера с 2,4 - динитрофторбензолом + свободные АК Реакция с дансилхлоридом |
|
14. Использование фотометрического анализа в биохимии. Этапы подбора оптимальных условий для проведения фотометрического анализа. Фотометрический анализ
Исследуемое соединение переводят в окрашенное или бесцветное, но поглощающее свет состояние, после чего кол-во продукта реакции определяют по поглощению света. Окраска раствора обусл. неравномерным поглощением отдельных участков |
|
|
Реакция Эдмана с фенилизотиоцианатом (для короткого полипептида) Метод Акабори (расщепление связей с помощью гидразина при 100 ͦ в безводной среде) Аминопептидазы отщепляют крайнюю концевую АК с N-конца Карбоксипептидаза - идентификация с С-конца Цветные реакции на АК
Определение проядка следования фрагментов в ПП цепи
Анализ конформации белков
|
а) число и активность рибосомной сборки б) акт-ть т-РНК,кот.может регулироваться метаболизмами. в) т-РНК (или р-РНК) могут быть повреждены РНКазами г) может быть изменина акт-ть аминоацетил т-РНК синтетаз (кадазы отвечают за правильность) Регуляция у эукариот: -более сложная,т.к.клетки дифференцированы. Гены домашнего хозяйства = конститутивные (оч.часто транскрибируются, отвечают за катаболизм,синтез,энергетич.обеспечение клеток). Гены роскоши – отвечают за дифференцировку. 1. изменение в позиции гена или в количестве -высокопластичные гены А) амплификация – выборочное множественное копирование, (пример гистоны перед делением), р-РНК,если нужно много транслировать. Б) сокращение – удаление генов из генома, очень редко, у эритроцитов потеря генов и ядра В) перестановка генов – играет большую роль в генерации антител Г) абберации – передвижение генов в новое окружение => активация или ингибирование этого гена, зависит так же от акт-ти промоутера. - регуляция на уровне транскрипции у Эу – упаковка и хим.состав хроматина (для поддержания специфики клетки требуется гетерохроматизация части хроосомы, имеет гетеро- и эухроматин(активный). Хим состав: метилирование – защита от транскрипции (азотистые основания), может привести к репликации гена; фосфорилирование негистон.белков – акт-ет транскрипцию. 2. индивидуальная регуляция гена А) действие регуляторных факторов -это белки,каждый из которых имеет домены: ДНК-связывающий (узнает опред.послед-ть ДНК) + домен,активирующий транскрипцию+ антирепрессор (взаимод-ет с гистонами нуклеосомы,расшатывает их,т.к.они сдерживают транскрипцию) + домен-связывающий лиганд (гормон,простогландин+лигандный домен) -факторов много, некоторые действуют в комбинациях. Б) регуляция на уровне enhancer (усилитель) – особая послед-ть,кот акт-ет транскрипцию гена. Воспринимают сигнал и акт-ют. Короткие, в 10-20 нуклеотидов. Могут быть в разных местах: до промоутера – up stream, а ниже – down stream. 3. Регуляция на уровне посттранскрипционного дозревания А)альтернативный сплайсинг Б)выбор альтернативных промоутеров (5`-UTR зона сказывается на считывании быстрое или медленное) В) стабильность м-РНК (живут разное кол-во времени) 4. регуляция на уровне трансляции (в начале тоже,что и у про) А) число и акт-ть рибосом Б) кол-во РНКаз и т.д. В) акт-ть аминоацил-т-РНК синтетаз Протеом – у каждого типа клеток уникален, это небольшая часть потенциально активированного генома,транскрибированного и транслированного клеткой в опред. момент. |
|
спектра видимого света. При столкновении световой волны с молекулой, волна может рассеиваться (уходить в сторону) или поглощаться (её энергия передается молекуле) Фотометр – прибор, предназначенный для измерения прозрачности веществ для световых волн определенной длины. Фотоэлектроколориметр – измеряет только окрашенные растворы. Спектрометр – измеряет и окрашенные и неокраш. растворы. Определяет меньшие концентрации с большой точностью. Этапы подбора оптимальных условий для проведения фотометр. анализа
|
|
20.Классификация и номенклатура ферментов. 1898г.-Эмиль Дюкло – фермент носит название по названию субстрата,который он преобразует,с добавлением окончания –аза.Пример:уреаза(расщепление мочевины),амилаза(расщеплание крахмала).1961г.-номенклатура и классификация:все ферменты разделяются на 6 классов(по типу катализируемых ферментами реакций),каждый класс разделен на подклассы и так далее по тому же принципу,т.е.по типу реакций.таким образом каждый фермент имеет свой шифр(Пример:1.1.3.4.(класс,подкласс,подподкласс,порядковый номер ферменты)-глкокиназа.Ферменту присваивается рациональное(систематическое название)-название субстрата и катализируемых им реакций(названия логичны,но слишком длинные) и рабочие(тривиальные)названия(1.1.3.4.-глюкокиназа).Классификация длинные) и рабочие(тривиальные)названия(1.1.3.4.-глюкокиназа).Классификация:
|
21. Механизмы ферментативного катализа. Энергия активации. Образование фермент-субстратного комплекса. Катализ-ускорение химической реакции,вызванное добавлением малых,нестехиометрических количеств определенного вещества – катализатора.После завершения реакции катализатор обнаруживается в смеси в том же количестве, в каком был добавлен.Катализатор ускоряет реакцию не просто своим присутствием,а взаимодействуя с веществом,подвергающимся превращению.Суть каталитических реакций не столько в том,что скорость их велика(она может быть небольшой),сколько в том, что они заключают в себе циклический процесс,в котором один из реагентов(катализатор)претерпевает попеременные превращения из одной формы в другую,затем снова в первую и т.д.,перерабатывая в каждом цикле по одной молекуле исходного вещества в продукт(пример: SO2+NO2=SO3+NO,NO+1/2O2=NO2и снова NO2 вступает во взаимодействие с SO2 окисляя его.Таким образом NO2-катализатор,окисляет SO2,превращаясь в NO,сам окисляется O2,становясь NO2 и снова может окислять SO2).Подвиды катализа:а) кислотно-основный катализ: многие группы в активном центре фермента могут действовать как кислоты,так и основания. Дает ускорение от 10 до 100 раз (на 1-2 порядка).б)электрофильно-нуклеофильный катализ: электрофильная группа-акцептор электр. связи (ионы металлов), нуклеофильная группа-донор электр.пары(имидазольная группа гистидина,ОН группа сирина,SH группа цистеина).в)ковалентный катализ:нуклеофильная группа вступает в реакции замещения-образование ковалентных промежуточных соединений.Ускоряет реакцию от 100 до 1000 раз(2-3 порядка). Энергия активации реакций.Скорость реакции определяется ее энергией активации,т.е. той энергией,которую нужно сообщить молекулам, чтобы началось химическое превращение.Чем больше энергия активации,тем меньше скорость реакции.Энергия активации зависит от природы реагирующих молекул,от их внутреннего строения.Источником энергии активации обычно служит тепловое движение молекул(поэтому при повышении температуры скорость реакции увеличивается).Энергия активации быстро протекающих катализируемых реакций ниже,чем энергия активации соответствующих некатализируемых реакций |
|||||||||||||||||||||||||
|
22.Типы ферментативных реакций.Механизмы 2-х субстратных реакций.Механизм ферментативного действия пиридоксаль-зависимого фермента аланинаминотрансферазы. (E – фермент, AB –субстраты, CD – продукты) Типы:1)односубстратные:а)односубстратная-двухпродуктная:АВ (1 молекула) А+В(2 продукта),б)односубстратная – однопродуктная(как пример,реакции изомеризации):А В. 2)двухсубстратные(до 70% всех реакций): А+В С+D (могут быть обратимыми (->) или необратимыми ( <=>,участвует другой фермент или этот же при накоплении продукта). Механизмы 2-х субстратных реакций: делятся в зависимости от последовательности присоединения субстрата в ходе протекания реакции на: 1)механизм двойного замещения(пинг-понг механизм):E+A(входит) <=>(EA<=>E’C)(C выходит)->E’+B(B входит) <=>(E’B<=>ED)(D выходит) ->E. По типу механизма двойного замещения идут реакции периминирования – открыты Браунштейном – 1927г. 2)последовательный механизм:E+A(A входит)<=>EA+B(B входит) <=>(EAB<=>ECD)->ED(C выходит) ->E(D выходит).Таким образом оба субстрата должны соединиться и образовать тройной комплекс. По типу последовательного механизма работают надзависимые дегидрогеназы,гликозилтрансферазы,креатинкиназа. Реакция периминирования на примере пиридоксаль-зависимого фермента аланинаминотрансферазы (L-аланин:2-оксоглутарат аминотрансфераза,АЛТ,ALT,АлАТ): Аланинаминотрансфераза катализирует перенос аминогруппы с аланина на 2-оксоглутарат: |
54 Катаболизм углеродного скелета АК. Кетогенные и гликогенные аминокислоты. I Кетогенные а\к Лейцин, лизин – только кетогенные, остальные смешанные. Лейцин, изолейцин, триптофан -> ацетил коа -> ацетоацетил коа -> Кетоновые тела Лизин, триптофан, тирозин, фенилаланин напрямую образуют ацетоацетил Коа-> Кетоновые тела
Оксалоацетат, фумарт, СукцинилКоА и α-кетоглуторат интермедиаты цикла Кребса |
|||||||||||||||||||||||||
|
На этом основании часто говорят,что катализатор снижает энергию активации реакции(в присутствии катализатора реакцию с высокой энергией активации заменяет реакция с низкой энергией активации). Образование фермент-субстратного комплекса.(ESкомплекса)Ферментативная реакция начинается с образования промежуточного комплекса фермент-субстрат.Субстрат связан с определенным участком фермента(активным центром-зоной молекулы фермента,которая специфически взаимодействует с субстратом.В активном центре различают участок,ответственный за присоединение субстрата(центр связывания),и каталитический центр,отвечающий за химические превращения субстрата).Связывание субстрата с активным центром происходит в нескольких точках(чем выше специфичность фермента,тем больше точек узнавания),это приводит к деформации субстрата,и,следовательно,к его активации(снижению стабильности).В результате субстрат преобразуется в новый продукт,который утрачивает сродство к активному центру фермента.Снижение или утрата сродства приводит к высвобождению фермента и продуктов реакции. 1)E+S E-S (образование энзим субстратного комплекса),2)E-S E-P (образование комплекса энзим-продукты,возникшее вследствие дестабилизации или активации субстрата).3)E-P E+P (высвобождение продукта реакции и энзима). В образовании ES комплекса принимают участие ионные-гидрофобные взаимодействия.Между субстратом и ферментов,как правило,слабые связи. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Коферментом аминотрансфераз служит пиридоксальфосфат – производное пиридоксина(витамина В6).Кофермент присоединяется ковалентной связью к группе лизина.Между белком и перидоксальфосфатом есть ионные взаимодействия. Реакции периминирования проходят в две стадии(полуреакции).Если к раствору фермента добавить только один из двух субстратов – аланин,то произойдет первая полуреакция.Аминогруппа аланина присоединяется к углероду альдаминной группы фермента: альдиминная связь между коферментом и белком заменяется на альдаминную связь между коферментом и аланином.В целом в результате этой полуреакции пиридоксальдиминфосфат превращается в пиридоксамин,а аланин – в пировиноградную кислоту: Пиридоксальдиминфосфат-фермент (E) + аланин (А) + H2O <=> пиридоксамин фосфат-фермент + пируват (С) При наличии второго субстрата – 2-оксоглутаровой кислоты – произойдет вторая полуреакция: Пиридоксоаминфосфат-фермент (E’) + 2-оксоглутарат (В) <=> Пиридоксальдиминфосфат-фермент (E) + Глутамат (D)+ H2O. В этой полуреакции фермент переходит в начальную форму (альдиминную) и образуется второй продукт реакции – глутамат. Таким образом, суммарный результат двух полуреакций – перенос аминогруппы с аланина на 2-оксоглутарат. |
||||||||||||||||||||||||||
|
15. Способы количественного определения белка. Методы определения общего белка сыворотки крови и мочи.
|
55 Биогенные амины:гистамины, серотонин, катехоламины. Происхождение и функции в организме. Образуются путем отщепления карбоксильной группы от аминокислот ферментром декарбоксилазой. Гистамин
Фермент гистидиндекарбоксилаза. Гистамин накапливается в коже, легких, печени, жел.-киш. тракте, тучных клетках и базофилах. Функция – в нервной системе как медиатор; регулятор капиллярного кровообращения (расширение сосудов); повышает проницаемость тканей; участвует воспалении, формировании чувства боли, бронхоконстриктор, стимулятор синтеза HCL. Распад аминов. R-Ch2-Nh2 + h2o + 02 RCOH (альдегид) + h2o2 Фермент – МАО (моноаминооксидаза) Частный случай с гистамином Серотонин Ферменты триптофангидроксилаза(1 реакция); декарбоксилаза(2 реакция) |
|||||||||||||||||||||||||
|
93 Интеграция и регуляция метаболизма. Стратегии регуляции потока метаболитов. Стратегии регуляции потока метаболитов
- действие на ключевые ферменты путей 1. аллостерическая регуляция 2. дыхательный контроль (поток метаболитов через клетку подчиняется потребности клетки в АТФ) 3. ковалентная модификация активности фермента 4.доступность субстрата для прохождения того или иного пути
|
|
Функции: медиатор, седативное средство, повышает свертываемость, суживает сосуды, участвует в воспалении. Мелатонин (функции) вырабатывается в шишковидной железе, проявляет антиоксидантные свойства, антигонадотропный эффект, ухудшает настроение, больше вырабатывается ночью. Катехоламины Нейромедиаторы, мощные вазоконстрикторы, адреналин повышает уровень глюкозы в крови. Ферменты: 1) тирозингидроксилаза (лимитирующая стадия) кофактор – H4фолат 2)декарбоксилаза, кофактор – пиридоксальфосфат 3)дофамингидроксилаза 4)метилтрансфераза Катаболизм адреналина 1) С МАО (см выше)
|
Способы количественного определения белка в сыворотке крови и моче.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
56 Обмен фенилаланина и тирозина. Болезни, вызванные генетическими дефектами ферментов обмена этих аминокислот. Фенилкетонурия – умственная отсталость, психозы Тирозинемия 2 типа – умственная отсталость, проблемы с кожей и глазами Тирозинемия 1 типа – задержка умственного развития, понос, смерть через 6-7 месяцев Катехоламины Нейромедиаторы, мощные вазоконстрикторы, адреналин повышает уровень глюкозы в крови. |
|
|
Ферменты: 1) тирозингидроксилаза (лимитирующая стадия) кофактор – H4фолат 2)декарбоксилаза, кофактор – пиридоксальфосфат 3)дофамингидроксилаза 4)метилтрансфераза Катаболизм адреналина 1) С МАО (см выше) 2) метилирование –> метанферин -> винилилминдальная кислота(в почке) Синтез меланинов Тирозиназа работает в меланоцитах, при отсутсвтвии – болезнь альбинизм. Синтез трийодтиронина и тироксина Синтезируются в щитовидной железе, представляют собой иодированные производные тирозина. Т3 более активен, Т4 является его предшественником. |
|