Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Реферат'
Дожив до своего возраста, я понимаю, что нахожусь в самой лучшей поре моей жизни. Для меня не так притягательна была юность, время сомнений, когда я ...полностью>>
'Рабочая программа'
получение практической подготовки в области выбора и применения операционных систем для задач автоматизации обработки информации и управления, а такж...полностью>>
'Пояснительная записка'
Рабочая учебная программа по литературе составлена на основе программы для 5-11 классов татарской средней общеобразовательной школы под редакцией М.Г...полностью>>
'Документ'
Планирование развития БН (внедрение ИСУП с окт 2004, продажи и маркетинг с мая 2005), организация работы, контроль за выполнением, анализ и корректиро...полностью>>

Белки составляют основу жизнедеятельности всех организмов, известных на нашей планете

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Схема синтеза мочевины

СО2 + NH3 + 2АТФ  карбамоилфосфат + 2АДФ + Фн

1

NH2–CО–NH2

(мочевина) Орнитин

Фн

5 2

Аргинин Цитруллин

4 3 АТФ

Фумарат АМФ

Аргининосукцинат ФФн

Ферменты:

1 - карбамоилфосфатсинтаза;

2 - орнитинкарбамоилтрансфераза;

3 - аргининосукцинатсинтаза;

4 - аргининосукцинатлиаза;

5 - аргиназа (сильными ингибиторами фермента являются орнитин и лизин, конкурирующие с аргинином, активаторы - Са2+ и Мn2+).

Орнитин, который восстанавливается в ходе цикла, может запускать новый цикл мочевинообразования. По своей роли орнитин аналогичен оксалоацетату в ЦЛК. Для прохождения одного цикла необходимо 3 АТФ, которые используются в 1–й и 3–й реакциях.

Орнитиновый цикл тесно взаимосвязан с ЦЛК.

Схематически взаимосвязь можно представить так:

2 АТФ

Орнити- СО2

новый ЦЛК

цикл

ОА

Фумарат АТФ

Аспартат

Это «двухколесный велосипед» Кребса – ни одно колесо не способно «вращаться» без исправного функционирования второго.

Экскреция синтезированной мочевины обеспечивается почками. За сутки выделяется 20-35 г мочевины. При изменении количества белка в пище с целью поддержания азотистого равновесия скорость синтеза мочевины в организме изменяется:

белка с пищей  синтез ферментов цикла  синтез мочевины,

если  катаболизм белков синтез мочевины количество

выводимого азота.

Усиление катаболизма белков и, следовательно, повыше–ние экскреции мочевины наблюдаются при голодании и сахарном диабете.

При заболеваниях печени, которые сопровождаются нарушением синтеза мочевины, увеличивается концентра–ция аммиака в крови (гипераммониемия) и, как следствие, развивается печеночная кома.

Генетические дефекты ферментов синтеза мочевины

Известны врожденные метаболические нарушения, обусловленные недостатком каждого из пяти ферментов цикла.

При нарушении синтеза мочевины наблюдается повышение концентрации аммиака в крови - гипераммониемия, которая наиболее выражена при дефекте 1–го и 2–го ферментов.

Клинические симптомы - общие для всех нарушений орнитинового цикла: рвота (у детей), отвращение к богатым белками продуктам, нарушение координации движений, раздражительность, сонливость, умственная отсталость. В некоторых случаях может наступить смерть в течение первых месяцев жизни.

Диагностирование нарушений проводят:

1) путем определения концентрации аммиака и промежуточных продуктов орнитинового цикла в крови и моче;

2) путем определения активности ферментов в биоптатах печени.

К наследственным энзимопатиям орнитинового цикла относятся:

  • гипераммониемия І типанедостаток карбамоил–фосфат–синтазы І (немногочисленные случаи, тяжелая гипераммониемия);

  • гипераммониемия ІІ типанедостаток орнитин–карбамоилтрансферазы (многочисленные случаи). В крови, спинномозговой жидкости и моче повышается концентрация аммиака и глутамина, Увеличение концентрации аммиака приводит к повышению активности глутаминсинтазы;

  • цитруллинемия – дефект аргининосукцинатсинтазы (редкое заболевание). С мочой экскретируется большое количество цитруллина, повышается концентрация цитруллина в плазме и спинномозковой жидкости;

  • аргининосукцинатная ацидурия дефект аргинино–сукцинатлиазы (редкое заболевание). Повышается концентрация аргининосукцината в крови, спинномозговой жидкости и моче. Болезнь, как правило, развивается рано и приводит к фатальному исходу в раннем возрасте. Для диагностики этого заболевания используют определение наличия аргининосукцината в моче (хроматография на бумаге) и эритроцитах (дополнительно). Раннюю диагностику проводят путем амниоцентеза;

  • аргининемия - дефект аргиназы. Наблюдается повышение концентрации аргинина в крови и спинномозговой жидкости (в эритроцитах низкая активность аргиназы). Если больного перевести на малобелковую диету, то концентрация аммиака в крови снижается.

Лекция 2

Тема. Специализированные пути метаболизма

аминокислот и циклических аминокислот.

Наследственные энзимопатии

аминокислотного обмена

План

1 Пути метаболизма безазотистого скелета аминокис–лот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты.

2 Метаболизм глицина и серина.

3 Метаболизм серусодержащих аминокислот. Синтез креатина.

4 Метаболизм аминокислот с разветвленной цепью.

5 Метаболизм циклических аминокислот (фенилала–нина, тирозина, триптофана и гистидина).

6 Наследственные нарушения обмена аминокислот.

1 Пути метаболизма безазотистого скелета аминокис–лот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты

Безазотистые скелеты аминокислот (–кетокисло–ты) образуются в результате реакций трансаминирования и дезаминирования.

Углеродные скелеты протеиногенных аминокислот после отщепления NH2–группы превращаются в конечном итоге в 5 продуктов, которые вовлекаются в ЦЛК: ацетил–КоА, фумарат, сукцинил–КоА, –кетоглутарат, оксало–ацетат.

В ЦЛК происходит полное окисление углеродных скелетов аминокислот с высвобождением значительного количества энергии, которое соизмеримо количеством энергии, высвобождающимся при аэробном окислении 1 молекулы глюкозы.

Схематически пути вхождения -кетокислот в ЦЛК показаны ниже:

Ала, Цис, Тре

Гли, Сер,

Лей, Иле,

Трп


ПВК

Ацетил–КоА


ацетоацетил-КоА

Асн, Асп

ОА

Лей, Лиз,

Тир, Фен, Трп

ЦЛК

Фумарат

–КГ


Фен, Тир

Глн, Глу, Арг, Гис, Про



Иле, Вал, Мет


Гликогенные и кетогенные аминокислоты

Гликогенные аминокислоты – это аминокислоты, которые могут быть субстратами для синтеза глюкозы, т.к. мо–гут превращаться в пируват, оксалоацетат, фосфоенол–пируват - это соединения–предшественники глюкозы при глюконеогенезе. К таким аминокислотам относятся все протеиногенные аминокислоты за исключением Лей, Лиз.

Кетогенные аминокислоты – это субстрат для кетогенеза и синтеза липидов. К ним относятся Лей, Лиз, Иле, Тир, Трп, Фен. Лей и Лиз - это истинно кетогенные аминокислоты, т.к. Иле, Трп, Фен могут быть одновременно и гликогенными.

2 Метаболизм глицина и серина

Глицин - это заменимая аминокислота, которая в организме человека может образовываться из серина, треонина, холина и др. веществ. Глицин входит в совтав многих биологически важных пептидов и белков (инсулина, тиреоглобулина, альбуминов, глобулинов, коллагена и др.) В организме человека эта аминокислота используется для синтеза ряда метаболитов. Схематически эти процессы изображены ниже:

Белки Глутатион

Треонин

Гиппуровая кислота

Глицин Порфирины Гемоглобин

Желчные кислоты

Пуриновые основания

Серин Креатин Пируват


Холин Глюкоза

Серин - это также заменимая аминокислота, общая схема метаболизма которой приводится ниже:

Триптофан


Глицин

Ацетилхолин

Холин Сфингомиелин

Фосфотидилхолин

Серин

Пируват

Глюкоза

Аминокислоты

Белки

Серин в организме образуется из глюкозы, глицина и аланина.

Глицин превращается в серин с участием коферментной формы фолиевой кислоты (Вс) - тетрагидрофолиевая кислота, или ТГФК (Н4–фолат).

3 Метаболизм серусодержащих аминокислот. Синтез креатина

Метионин – это незаменимая аминокислота, которая является основным донором метильных групп в реакциях метилирования.

Активная форма – S-аденозилметионин (SAM), реакция образования которого показана ниже:

Мет + АТФ S-Аденозилметионин + ФФн + Фн.

Фермент - метионинаденозилтрансфераза.

SAM участвует в реакциях метилирования при синтезе: холина, креатина, адреналина, меланина, нуклеотидов, растительных алкалоидов. После переноса СН3 -группы SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин, который в результате последовательности реакций восстанавливается до метионина:

S-аденозилметионин S-аденозилгомоцистеин

аденозин

метионин пищи

метионин гомоцистеин.


сукцинил–КоА

Этот циклический процесс не может функционировать без постоянного поступления Мет, т.к. Мет расходуется в реакциях катаболизма.

Мет как донор метильных груп принимает участие в синтезе креатина.

Синтез креатина

Креатин – основной субстрат для образования креатинфосфата в мышцах и нервной ткани. Синтез креатина происходит последовательно в почках и печени (некоторая часть его может синтезироваться в поджелудочной железе).

Выделяют две стадии синтеза:

1 Происходит в почках:

Арг + Глн Орнитин + Гликоциамин.

(Гуанидинацетат)

Фермент - глицинамидинотрансфераза (трансами–наза).

2 Происходит в печени после транспорта из почек гликоциамина:

S–Аденозилметионин S–Аденозилгомоцистеин

Гликоциамин Креатин

Фермент - гуанидинацетатметилтрансфераза.

Далее креатин фосфорилируется с образованием макроэргического фосфата - креатинфосфата, который является формой депонирования энергии в мышцах и нервной системе. Фермент, катализирующий эту реак–цию, - креатинфосфокиназа (КФК):

КФК

Креатин + АТФ Креатин–ф + АДФ

неферментативно

креатинин с мочой.

Цис - это заменимая аминокислота, основная роль которой состоит в следующем:

1) принимает участие в стабилизации структуры белков и пептидов - образует дисульфидные связи;

  1. является структурным компонентом трипептида глутатиона (глу-цис-гли), который в качестве кофермента и принимает участие в функционировании антиоксидантной системы организма, транспорте некоторых аминокислот через мембраны, восстановле–нии аскорбиновой кислоты из дегидроаскорбиновой и т.д.

Глутатион – это кофермент такой оксидоредуктазы, как глутатионпероксидаза. Этот селенсодержащий фермент катализирует реакцию детоксикации органических пероксидов. Это важный механизм предотвращения перекисного окисления липидов, которое может быть стимулировано под действием радиации или ксенобиотиков. Т.о. глутатион является внутриклеточным антиоксидантом;

3) при катаболизме цис образуется пируват, который используется как субстрат для глюконеогенеза, т.е. цис - гликогенная аминокислота;

  1. принимает участие в синтезе таурина - физиоло–гически важного соединения, которое необходимо для образования парных желчных кислот, может выполнять функцию медиатора в ЦНС и важен в функционировании миокарда.

Таурин образуется в реакции:

-СО2

Цис Цистеиновая кислота Таурин

СН2 – СН – СООН СН2 – СН2

HO3S NH2 SH NH2

Таурин способствует снижению уровня холестерина при атеросклерозе, т.к. участвует в синтезе желчных кислот.

Его рекомендуют при заболеваниях сердца, печени, алкогольной интоксикации, химических отравлениях, оказывает противолучевое действие.

4 Метаболизм аминокислоты с разветвленной цепью

Аминокислоты с разветвленной цепью (АКРЦ) -валин, лейцин, изолейцин - при катаболизме превращаются в –кетокислоты (оксикислоты с разветвленной цепью - ОКРЦ). -NH3

АКРЦОКРЦ

Этапы окисления АКРЦ:

1) трансаминирование:

АКРЦ + –КГ ОКРЦ + Глу.

Фермент - АКРЦ–аминотрансфераза.

Наибольшая активность этого фермента наблюдается в сердце, почках, меньше – в скелетных мышцах, самая низкая – в печени;

2) дегидратация ОКРЦ до промежуточных продуктов ЦЛК. Фермент - дегидрогеназа ОКРЦ – локализован во внутренней мембране митохондрий и катализирует реакцию окислительного декарбоксилирования, в результате которой образуются промежуточные продукты ЦЛК:

Лей ацетил–КоА и ацетоацетат.

Вал, Иле сукцинил–КоА.

Катаболизм Вал и Иле (как и Мет) до сукцинил–КоА сопровождается образованием пропионил–КоА и метилмалонил–КоА:

Вал, Иле, Мет

СО2 , вит. Н

Пропионил–КоА Метилмалонил–КоА

1

вит. В12

2

Сукцинил–КоА.

Ферменты, которые катализируют указанные реакции:

1) пропионил КоА–карбоксилаза (кофермент - биотин);

2) матилмалонил КоА–мутаза (кофермент -дезоксиаденозилкобаламин).

При дефиците В12 нарушается превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА, следствием которого является выведение большого количества метилмалоновой кислоты с мочей - метилмалоновая ацидурия. Метилмалоновая кислота токсична для нервной ткани и при отсутствии лечения вызывает дегенерацию заднебоковых столбов спинного мозга.

5 Метаболизм циклических аминокислот - фенилала–нина, тирозина, триптофана и гистидина

Фен, Тир – ароматические аминокислоты.

Трп, Гис – гетероциклические аминокислоты.

Фен - это незаменимая кислота, которая под действием фенилаланин-4-гидроксилазы необратимо превращается в Тир. Метаболизм Фен и Тир схематически показан ниже:

Тир

Фен

Тироксин

NH3 ДОФА Тирамин

фенил ПВК меланин адреналин

фенилацетат Гомогентизиновая

кислота

фенилацетил-глутамин

(выводится с мочей) фумарат ацетоацетат

ЦЛК СО2, Н2О, АТФ

Трп – незаменимая аминокислота, основными продуктами метаболизма которой в организме человека являются серотонин и никотиновая кислота (вит РР):

5-гидрокситриптофан серотонин

к

Трп

инуренин антраниловая кислота

кинурениновая и никотиновая

ксантуреновая кислота (РР)

кислоты

(выводятся с мочой)

индол

индикан

образуются (в печени)

в кишечнике под

действием микрофлоры

«гниение белков в

кишечнике»

скатол

Гис – незаменимая аминокислота, входит в состав многих белков: гемоглобина, миоглобина, цитохромов, белков печени и почек. Метаболизм этой аминокислоты схематически показан ниже:

гистамин



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Каждый человек хоть раз задавался вопросом о происхождении жизни на нашей планете

    Документ
    Каждый человек хоть раз задавался вопросом о происхождении жизни на нашей планете. Вопрос чрезвычайно интересный и загадочный, существует множество теории, каждая из которых имеет своих приверженцев и противников.
  2. И. В. Вишев на пути к практическому бессмертию москва 2002 Человек может и должен стать практически бессмертным. Вашему вниманию предлагается необычная книга

    Книга
    Вашему вниманию предлагается необычная книга. В ней обосновывается принципиально новый, нетрадиционный взгляд на реальную возможность осуществления заветной мечты людей о неограниченно долгой и достойной жизни.
  3. Задачи урока: обобщить имеющиеся у учащихся знания и сформировать понятие о биологии как о комплексной науке, обо всех аспектах живого. Ход урока

    Урок
    Беседа учителя с учащимися о биологии как науке о жизни, о разнообразии живых организмов, их строении, развитии и происхождении, взаимоотношениях со средой обитания и с другими организмами.
  4. Нет ничего прекрасней на этой планете, чем цветок, за исключением, пожалуй, самой Афродиты. Инет ничего важнее на Земле, чем растение (1)

    Документ
    Нет ничего прекрасней на этой планете, чем цветок, за исключением, пожалуй, самой Афродиты. И нет ничего важнее на Земле, чем растение. Настоящая среда обитания человека - это зеленый ковер из трав, устилающий землю-матушку.
  5. Нет ничего прекрасней на этой планете, чем цветок, за исключением, пожалуй, самой Афродиты. Инет ничего важнее на Земле, чем растение (2)

    Документ
    Нет ничего прекрасней на этой планете, чем цветок, за исключением, пожалуй, самой Афродиты. И нет ничего важнее на Земле, чем растение. Настоящая среда обитания человека - это зеленый ковер из трав, устилающий землю-матушку.

Другие похожие документы..