Биохимия Динамика

Содержание

Слайд 2

Содержание: ЧАСТЬ 2. ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ Переваривание углеводов в пищеварительном тракте. Гликолиз.

Содержание:

ЧАСТЬ 2. ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ
Переваривание углеводов в пищеварительном тракте. Гликолиз. Окислительное

декарбоксилирование пирувата
Аэробный метаболизм углеводов
Липидный обмен
Белковый обмен
Интеграция клеточного обмена

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

3

Слайд 3

Обмен веществ = метаболизм 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ 4 Диссимиляция = катаболизм

Обмен веществ = метаболизм

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

4

Диссимиляция
=
катаболизм

Ассимиляция
=
анаболизм

В обмене веществ выделяют внешний обмен

и промежуточный
Внешний обмен – внеклеточное переваривание веществ на путях их поступления и выделения из организма
Промежуточный обмен – совокупность всех ферментативных реакций в клетке
Слайд 4

Обмен энергии 3 4 Освобождение энергии идёт при распаде веществ; Потребность

Обмен энергии

3

4

Освобождение энергии идёт при распаде веществ;
Потребность в энергии зависит

от пола, возраста, профессии и др., например при физ нагрузке потребность составляет 3400-4000 ккал, а при умеренной нагрузке 2400-2700ккал;
Вся энергия растительной и животной пищи – энергия солнца;
Растения накапливают энергию в процессе фотосинтеза;
Основным носителем энергии является электрон. Энергия выделяется при возбуждении и переходе электрона с одного электронного уровня на другой;
Слайд 5

3 4 крупные пищевые молекулы расщепляются в ЖКТ на составляющие их

3

4

крупные пищевые молекулы расщепляются в ЖКТ на составляющие их строительные блоки

(аминокислоты, моносахариды, жирные кислоты и др.)
продукты, образовавшиеся на 1 стадии, превращаются в клетках в более простые молекулы, число которых невелико - ацетил-КоА и др.
ацетил-КоА – главный промежуточный продукт распада
эти продукты (ацетил-КоА и др.) поступают в цикл Кребса и окисляются до СО2 и воды

Этапы освобождения энергии:

Слайд 6

Стадии катаболических превращений Три стадии катаболических превращений основных питательных веществ клетки.

Стадии катаболических превращений

Три стадии катаболических превращений основных питательных веществ клетки. На

стадии I сотни белков и многие виды полисахаридов и липидов расщепляются на составляющие их строительные блоки. На cтадии II эти строительные блоки превращаются в один общий продукт - ацетильную группу ацетил-СоА. На стадии III различные катаболические пути сливаются в один общий путь - цикл лимонной кислоты; в результате всех этих превращений образуются только три конечных продукта.
Слайд 7

Цикл Кребса = Цикл трикарбоновых кислот = Цикл лимонной кислоты 3 4 Ацетил-СоА

Цикл Кребса = Цикл трикарбоновых кислот = Цикл лимонной кислоты

3

4

Ацетил-СоА

Слайд 8

3 Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) 34

3

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

34

Слайд 9

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса) 34

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

34

Слайд 10

АТФ – стандартная единица, в виде которой запасается высвобождающаяся при дыхании энергия 3 13

АТФ – стандартная единица, в виде которой запасается высвобождающаяся при дыхании

энергия

3

13

Слайд 11

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 35 Тканевое дыхание = биологическое окисление Распад

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

35
Тканевое дыхание = биологическое окисление
Распад органических соединений в

живых тканях, сопровождающийся потреблением молекулярного кислорода и приводящий к выделению углекислого газа и воды и образованию биологических видов энергии, называется тканевым дыханием. Тканевое дыхание представляют как конечный этап пути превращений моносахаров (в основном глюкозы) до конечных продуктов, а также промежуточные продукты распада липидов (жирные кислоты), белков (аминокислоты) и нуклеиновых оснований. Итоговая реакция тканевого дыхания будет выглядеть следующим образом:
С6Н12О6 + 6O2 = 6СO2+ 6Н2O + 2780 кДж/моль.
Впервые сущность дыхания объяснил А.-Л. Лавуазье (1743-1794), обративший внимание на сходство между горением органических веществ вне организма и дыханием животных. Постепенно становились ясными принципиальные различия между этими двумя процессами: в организме окисление протекает при относительно низкой температуре в присутствии воды, и его скорость регулируется обменом веществ. В настоящее время биологическое окисление определяется как совокупность реакций окисления субстратов в живых клетках, основная функция которых - энергетическое обеспечение метаболизма.
Потребление кислорода тканями зависит от интенсивности реакций тканевого дыхания. Наибольшей скоростью тканевого дыхания характеризуются почки, мозг, печень, наименьшей – кожа, мышечная ткань (в покое).
Слайд 12

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ Химио-осмотическая гипотеза Митчелла Дыхательная цепь митохондрий 45

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

Химио-осмотическая гипотеза Митчелла

Дыхательная цепь митохондрий

45

Слайд 13

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 35

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

35

Слайд 14

Слайд 15

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ Общая схема дыхания 33

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

Общая схема дыхания

33

Слайд 16

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 35 Рис. 9.7. Взаимное расположение компонентов дыхательной

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

35

Рис. 9.7. Взаимное расположение компонентов дыхательной цепиРис. 9.7. Взаимное

расположение компонентов дыхательной цепи с указанием мест фосфорилированияРис. 9.7. Взаимное расположение компонентов дыхательной цепи с указанием мест фосфорилирования и специфических ингибиторов.
Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 35

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

35

Слайд 20

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ РИСУНОК 42

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

РИСУНОК

42

Слайд 21

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ Суммарное уравнение процесса фосфорилирования в

АЭРОБНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

Суммарное уравнение процесса фосфорилирования
в дыхательной цепи:
НАДН + 2Н+

+ 3 АДФ + Фн + 1/2 О2 → НАД+ + 4 Н2О + 3 АТФ
Экзергонический компонент:
НАДН + 2Н+ + 1/2 О2 → НАД+ + Н2О ΔG′ = – 52,7 ккал
Эндергонический компонент:
3 АДФ + 3 Фн → 3 АТФ +3 Н2О ΔG′ = + 21,9 ккал

43

Слайд 22

3 35 Регуляция обмена веществ и энергии: На уровне всего организма

3

35

Регуляция обмена веществ и энергии:

На уровне всего организма
На уровне клетки
Молекулярный уровень
Общий

контроль осуществляется ЦНС
Слайд 23

Переваривание и всасывание в ЖКТ Обмен углеводов

Переваривание и всасывание в ЖКТ

Обмен углеводов

Слайд 24

Структура гомополисахаридов

Структура гомополисахаридов

Слайд 25

дисахарид САХАРОЗА

дисахарид САХАРОЗА

Слайд 26

дисахарид ЛАКТОЗА

дисахарид ЛАКТОЗА

Слайд 27

Действие лактазы Действие β-Гликозидазного комплекса (лактазы).

Действие лактазы

Действие β-Гликозидазного комплекса (лактазы).

Слайд 28

дисахарид МАЛЬТОЗА

дисахарид МАЛЬТОЗА

Слайд 29

3 35 Роль печени в обмене углеводов Синтез гликогена; Гликогенолиз –

3

35

Роль печени в обмене углеводов

Синтез гликогена;
Гликогенолиз – распад гликогена;
Глюконеогенез – синтез

углеводов из неуглеводистых продуктов;
Взаимопревращение гексоз – образование глюкозы из фруктозы и галактозы;
Гликолиз – окисление глюкозы с выделением энергии;
Пентозофосфатный цикл окисления углеводов или прямой путь
Из печени глюкоза с током крови разносится к клеткам других органов и тканей
Слайд 30

Обмен веществ = метаболизм 3 ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ 4 Диссимиляция = катаболизм

Обмен веществ = метаболизм

3

ДИНАМИЧЕСКАЯ БИОХИМИЯ

4

Диссимиляция
=
катаболизм

Ассимиляция
=
анаболизм

В обмене веществ выделяют внешний обмен

и промежуточный
Внешний обмен – внеклеточное переваривание веществ на путях их поступления и выделения из организма
Промежуточный обмен – совокупность всех ферментативных реакций в клетке
Слайд 31

3 35 Анаэробный путь превращений в тканях плохо снабжённых кислородом Промежуточный

3

35

Анаэробный путь превращений
в тканях плохо снабжённых кислородом

Промежуточный обмен

Аэробный путь превращений
в тканях

хорошо снабжённых кислородом
Слайд 32

Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы в животных, растительных клетках и

Гликолиз – центральный путь катаболизма глюкозы в животных, растительных клетках и

микроорганизмах. Это наиболее древний путь, в результате которого глюкоза подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты. В процессе гликолиза образуется также АТФ.
Гликолиз может протекать в клетке в аэробных и анаэробных условиях.

3

Гликолиз

12

Анаэробный и аэробный пути распада углеводов

Слайд 33

3 Суммарное уравнение гликолиза (в анаэробных условиях) С6Н12О6 + 2 Фн

3

Суммарное уравнение гликолиза
(в анаэробных условиях)

С6Н12О6 + 2 Фн + 2

АДФ → 2 СН3СНОНСООН + 2 АТФ + 2 Н2О
Глюкоза Молочная кислота

Суммарный выход энергии
Глюкоза → 2 Лактат ΔG1` = – 47,0 ккал
2Фн + 2 АДФ → 2 АТФ + 2 Н2О G2` = +2∙7,30 = +14,6 ккал
Суммарная реакция:
Глюкоза + 2 Фн + 2 АДФ → 2 Лактат + 2 АТФ + 2 Н2О
ΔGs` = ΔG1` + ΔG2` = – 47,0 + 14,6 = – 32,4 ккал

16

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 34

3 Гликолиз - последовательное превращение глюкозы в 11-ти ферментативных реакциях 18 Анаэробный путь распада углеводов

3

Гликолиз -
последовательное превращение глюкозы в 11-ти ферментативных реакциях

18

Анаэробный путь распада

углеводов
Слайд 35

3 Ферментативные реакции первой стадии гликолиза AТФ + D-глюкоза → АДФ

3

Ферментативные реакции первой
стадии гликолиза

AТФ + D-глюкоза → АДФ + D-глюкозо-6-фосфат,
Δ

G′ = – 4 ккал

17

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 36

3 Превращение глюкозо-6-фосфат во фруктозо-6-фосфат D-глюкозо-6-фосфат ↔ D-фруктозо-6-фосфат, ΔG′ = +

3

Превращение глюкозо-6-фосфат во фруктозо-6-фосфат

D-глюкозо-6-фосфат ↔ D-фруктозо-6-фосфат, ΔG′ = + 0,4ккал

19

Анаэробный путь

распада углеводов
Слайд 37

3 Образование фруктозо-1,6-дифосфата АТФ + фруктозо-6-фосфат→АДФ + фруктозо-1,6-дифосфат, ΔG′= – 3,4

3

Образование фруктозо-1,6-дифосфата

АТФ + фруктозо-6-фосфат→АДФ + фруктозо-1,6-дифосфат, ΔG′= – 3,4 ккал

20

Анаэробный путь

распада углеводов
Слайд 38

3 Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата Фруктозо-1,6-дифосфат → Диоксиацетонфосфат + D-глицеральдегид-3-фосфат, ΔG′ = +5,73

3

Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата

Фруктозо-1,6-дифосфат → Диоксиацетонфосфат + D-глицеральдегид-3-фосфат,
ΔG′ = +5,73 ккал

21

Анаэробный

путь распада углеводов
Слайд 39

3 Взаимопревращение триозофосфатов Диоксиацетонфосфат ↔ D–глицеральдегид–3–фосфат 22 Анаэробный путь распада углеводов

3

Взаимопревращение триозофосфатов

Диоксиацетонфосфат ↔ D–глицеральдегид–3–фосфат

22

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 40

3 Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата Глицеральдегид-3-фосфат+ НАД++ Фн →1,3-дифосфоглицерат + НАД*Н

3

Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата

Глицеральдегид-3-фосфат+ НАД++ Фн →1,3-дифосфоглицерат + НАД*Н + Н+

ΔG′ = +1,5 ккал

23

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 41

3 Перенос фосфатной группы от 1,3-дифосфоглицерата на АДФ 1,3-фосфоглицерат + АДФ

3

Перенос фосфатной группы от 1,3-дифосфоглицерата на АДФ

1,3-фосфоглицерат + АДФ → 3-фосфоглицерат

+ АТФ, ΔG′ = - 4,5 ккал

24

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 42

3 Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат 3–фосфоглицерат ↔ 2–фосфоглицерат 25 Анаэробный путь распада углеводов

3

Превращение 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат

3–фосфоглицерат ↔ 2–фосфоглицерат

25

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 43

3 Дегидратация 2-фосфоглицерата с образованием фосфоенолпирувата 2-фосфоглицерат → Фосфоенолпируват + Н2О

3

Дегидратация 2-фосфоглицерата с образованием фосфоенолпирувата

2-фосфоглицерат → Фосфоенолпируват + Н2О
ΔG′ = +

0,44 ккал

26

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 44

3 Перенос фосфатной группы от фосфоенолпирувата на АДФ Фосфоенолпируват + АДФ

3

Перенос фосфатной группы от фосфоенолпирувата на АДФ

Фосфоенолпируват + АДФ → Пируват

+ АТФ,
ΔG′ = - 7,5 ккал

27

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 45

3 Восстановление пирувата до лактата Пируват + НАД*Н + Н ↔

3

Восстановление пирувата до лактата

Пируват + НАД*Н + Н ↔ Лактат +

НАД+,
ΔG′ = - 6,0 ккал

28

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 46

3 Полный баланс гликолиза Глюкоза + 2 АТФ + 2 НАД+

3

Полный баланс гликолиза

Глюкоза + 2 АТФ + 2 НАД+ + 2

Фн + 4 АДФ + 2 НАДН +2Н+
2 Лактат+2 АДФ+2 НАДH + 2H+ + 2 НАД + + 4 АТФ + 2 Н2О
Вычеркнув одни и те же члены получим:
Глюкоза + 2 Фн + 2 АДФ → 2 Лактат + 2 АТФ + 2 Н2О

29

Анаэробный путь распада углеводов

Слайд 47

Аэробный путь распада углеводов Аэробный путь распада углеводов – основной путь

Аэробный путь распада углеводов

Аэробный путь распада углеводов – основной путь образования

энергии в клетке

Аэробный путь распада углеводов

Дихотомический
(непрямой)

Апотомический
(прямой):
пентозофосфатный путь окисления углеводов

Слайд 48

3 Гликолиз - последовательное превращение глюкозы в 10-ти ферментативных реакциях 18

3

Гликолиз -
последовательное превращение глюкозы в 10-ти ферментативных реакциях

18

Аэробный путь распада

углеводов

Дихотомический (непрямой)

Слайд 49

Обратимая реакция превращения пирувата в лактат, катализируемая ЛДГ

Обратимая реакция превращения пирувата в лактат,
катализируемая ЛДГ

Слайд 50

Окислительное декарбоксилирование пирувата. Строение мультиферментного пируватдегидрогеназного комплекса Механизм действия пируватдегидрогеназного комплекса

Окислительное декарбоксилирование пирувата. Строение мультиферментного пируватдегидрогеназного комплекса

Механизм действия пируватдегидрогеназного комплекса

Суммарное

уравнение окислительного декарбоксилирования пирувата
Пируват + НАД+ + HS-KoA –> Ацетил-КоА + НАДН + Н+ + СO2

Аэробный путь распада углеводов

Слайд 51

Аэробный путь распада углеводов Цикл трикарбоновых кислотЦикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Аэробный путь распада углеводов

Цикл трикарбоновых кислотЦикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Суммарное уравнение

цикла трикарбоновых кислот:
 СН3СО~SСоА + 3НАД+ + ФАД + ГДФ + Н3РО4 + 2Н2О
2СО2­ + 3НАДН + 2Н+ + ФАДН2 + ГТФ + НSСоА.
Слайд 52

Отдельные реакции цикла трикарбоновых кислот Реакции лимонного цикла 1 реакция цикла

Отдельные реакции цикла трикарбоновых кислот

Реакции лимонного цикла

1 реакция цикла

2 реакция

цикла

3 реакция цикла

Аэробный путь распада углеводов

Слайд 53

Отдельные реакции цикла трикарбоновых кислот Реакции лимонного цикла 4 реакция цикла

Отдельные реакции цикла трикарбоновых кислот

Реакции лимонного цикла

4 реакция цикла

5 реакция

цикла

6 реакция цикла

Аэробный путь распада углеводов

Слайд 54

7 реакция цикла 8 реакция цикла Аэробный путь распада углеводов Отдельные

7 реакция цикла

8 реакция цикла

Аэробный путь распада углеводов

Отдельные реакции цикла

трикарбоновых кислот

Реакции лимонного цикла

Слайд 55

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ (прямой) ПУТЬ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОВ Аэробный путь распада углеводов

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ (прямой) ПУТЬ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОВ

Аэробный путь распада углеводов

Слайд 56

3 35 Регуляция обмена углеводов: В норме глюкоза в крови –

3

35

Регуляция обмена углеводов:
В норме глюкоза в крови – 3,3 – 5,5

ммоль\литр

Нервный механизм
Гормональный уровень
Органный уровень
Общий контроль осуществляется ЦНС

Слайд 57

Обмен простых белков

Обмен простых белков

Слайд 58

Слайд 59

Общая формула аминокислот Или в диссоциированном виде:

Общая формула аминокислот

Или в диссоциированном виде:

Слайд 60

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин,

Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треони́н, триптофан и фенилалани́н; Для детей незаменимыми

также являются аргинин и гистидин.
Слайд 61

Азотистый баланс — это соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей и выделенного.

Азотистый баланс — это соотношение количества азота, поступившего в организм с пищей

и выделенного.
Слайд 62

Переваривание и всасывание в ЖКТ Обмен белков

Переваривание и всасывание в ЖКТ

Обмен белков

Слайд 63

Промежуточный обмен аминокислот = Пути превращения аминокислот в клетках Единые пути

Промежуточный обмен аминокислот
=
Пути превращения аминокислот в клетках

Единые пути превращения
Дезаминирование
Переаминирование
декарбоксилирование
2. Индивидуальные

пути превращения
Слайд 64

Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщепление аминогруппы). Выделены соответствующие ферментные

Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщепление аминогруппы). Выделены соответствующие ферментные

системы, катализирующие эти реакции, и идентифицированы продукты реакции. Во всех случаях NH2-группа аминокислоты освобождается в виде аммиака.
Слайд 65

Под трансаминированием (переаминирование) подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2—) от аминокислоты

Под трансаминированием (переаминирование) подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2—) от аминокислоты

на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака.

Реакции трансаминирования являются обратимыми и, как выяснилось позже, универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участии специфических ферментов, названных А.Е. Браун-штейном аминоферазами (по современной классификации, аминотранс-феразы, или трансаминазы).

Слайд 66

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования.

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования.

Несмотря на ограниченный круг аминокислот и их производных, подвергающихся декарбоксилированию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины – оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных. В животных тканях установлено декарбоксилирование следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глу-таминовой и γ-оксиглутаминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цис-теина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α-аминомалоновой кислоты. Помимо этого, у микроорганизмов и растений открыто де-карбоксилирование ряда других аминокислот.
В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот:
1. α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с α-углеродным атомом. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины:
Слайд 67

Конечные продукты распада аминокислот: Углекислый газ (СО2) Вода (Н2О) Аммиак (NH3)

Конечные продукты распада аминокислот:
Углекислый газ (СО2)
Вода (Н2О)
Аммиак (NH3)

Аммиак

– конечный продукт превращений аминокислот в клетках, образуется при реакциях дезаминирования.
– источник азота в организме;
– высокотоксическое вещество;
– ингибирует многие ферменты, особенно чувствительна к NH3 ЦНС;
Слайд 68

Пути обезвреживания аммиака: 1. Аммиак в клетках связывается с глюкуроновой или

Пути обезвреживания аммиака:
1. Аммиак в клетках связывается с глюкуроновой или аспарагиновой

кислотами с образованием безвредных амидов в виде глютамина и аспарагина;
2. Образование аммонийных солей, которые выводятся через почки с мочой;
3. Основной путь обезвреживания аммиака – синтез мочевины, которая выводится через почки.
Слайд 69

Небелковые азотистые компоненты крови: Мочевина; Аминокислоты; Креатин Креатинин Мочевая кислота Полипептиды, нуклеотиды, билирубин,глутатион и др.

Небелковые азотистые компоненты крови:
Мочевина;
Аминокислоты;
Креатин
Креатинин
Мочевая кислота
Полипептиды,

нуклеотиды, билирубин,глутатион и др.
Слайд 70

…биосинтеза креатина, в котором принимают участие три аминокислоты: аргинин, глицин и

…биосинтеза креатина, в котором принимают участие три аминокислоты: аргинин, глицин и

метионин. Реакция синтеза протекает в две стадии. Первая стадия – биосинтез гуани-динацетата – осуществляется в почках при участии глицин-амидинотранс-феразы (КФ 2.1.4.1):

Вторая стадия синтеза креатина протекает в печени при участии гуанидинацетатметилтрансферазы (КФ 2.1.1.2):

Креатин подвергается фосфорилированию с образованием креатин-фосфата, который после дефосфорилирования (необратимая реакция) превращается в креатинин, выделяющийся с мочой.

Слайд 71

креатинин

креатинин

Слайд 72

Слайд 73

Белки и другие заряженные макромолекулы можно разделять методами электрофореза. Среди различных

Белки и другие заряженные макромолекулы можно разделять методами электрофореза. Среди различных

электрофоретических методов наиболее простым является электрофорез на носителе, особенно на ацетилцеллюлозной пленке. При этом сывороточные белки, которые из-за наличия избыточного отрицательного заряда движутся к аноду, разделяются на пять вышеупомянутых фракций. После разделения белки можно окрашивать с помощью красителей и денситометрически оценивать количества белков в полученных окрашенных полосах.
Слайд 74

Белки плазмы крови

Белки плазмы крови

Слайд 75

Белки плазмы крови выполняют следующие функции: 1. поддерживают онкотическое давление и

Белки плазмы крови выполняют следующие функции:
1. поддерживают онкотическое давление и тем

самым постоянный объём крови, т.е. связывают воду, задерживают её и не позволяют выходить из кровяного русла;
2. определяют вязкость крови;
3. входят в состав белковой буферной системы, тем самым участвуя в регуляции рН крови;
4. связывают и транспортируют гормоны, липиды, витамины, лекарственные вещества, ионы (Ca2+, Fe2+, Cu2+) и др.
5. служат резервом заменимых и незаменимых аминокислот;

Белки плазмы крови

Слайд 76

Нормальное содержание общего белка крови 65-85г/л. Нормопротеинемия – нормальное содержание белка;

Нормальное содержание общего белка крови 65-85г/л.

Нормопротеинемия – нормальное содержание белка;
Гипопротеинемия –

пониженное содержание белка;
Гиперпротеинемия – повышенное содержание белка;

Изменение концентрации общего белка

Относительное:
1.Относительная гипопротеинемия;
2. Относительная гиперпротеинемия;

Абсолютное:
1. Абсолютная гипопротеинемия;
2. Абсолютная гиперпротеинемия;

Белки плазмы крови

Слайд 77

Диспротеинемия – нарушение соотношения белковых фракций. Парапротеинемия – состояние, характеризующиеся появлением

Диспротеинемия – нарушение соотношения белковых фракций.
Парапротеинемия – состояние, характеризующиеся появлением

в сыворотке крови белков, неопределяющихся в норме.

Белки плазмы крови

Слайд 78

Нуклеиновые кислоты играют основную роль в хранении и передаче генетической информации

Нуклеиновые кислоты играют основную роль в хранении и передаче генетической

информации

Дезоксирибонуклеиновые кислоты - обеспечивают хранение генетической информации

Рибонуклеиновые кислоты – принимают участие в реализации генетической информации
(различные виды РНК)

ДНК у прокариот (одна молекула - хромосома) формирует нуклеоид – компактная структура
ДНК эукариот (много молекул) неравномерно распределена по хромосомам в комплексе с белками

Вирусы в качестве генетического материала могут содержать ДНК или РНК (одно и двух-цепочечную)

Обмен сложных белков - нуклеопротеинов

Слайд 79

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) относятся к сложным высокомолекулярным соединениям, состоят

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) относятся к сложным высокомолекулярным соединениям, состоят

из небольшого числа индивидуальных химических компонентов более простого строения.
Так, при полном гидролизе нуклеиновых кислот (нагревание в присутствии хлорной кислоты) в гидролизате обнаруживают пуриновые и пиримидиновые основания, углеводы (рибоза и дезоксирибоза) и фосфорную кислоту :
Слайд 80

Нуклеотид - мономерное звено ДНК и РНК; Нуклеотиды – фосфорные эфиры

Нуклеотид - мономерное звено ДНК и РНК;
Нуклеотиды – фосфорные

эфиры нуклеозидов (пентоза + гетероциклическое основание);
N- гликозидная связь - связь между углеводным остатком и гетероциклическим основанием в нуклеотиде;
Слайд 81

Нуклеотиды, входящие в состав ДНК

Нуклеотиды, входящие в состав ДНК

Слайд 82

Нуклеотиды, входящие в состав РНК

Нуклеотиды, входящие в состав РНК

Слайд 83

3, 5 - фосфодиэфирные связи связывают между собой мономерные остатки в

3, 5 - фосфодиэфирные связи связывают между собой мономерные остатки

в НК;
В этой связи участвует 3 – ОН группа одного нуклеотида и 5 –ОН группа другого нуклеотида

Цепи ДНК и РНК обладают определённой полярностью (направленностью);
Т.о. каждая цепь имеет 3 и 5 конец
Рост цепи может проходить только от 5 -конца к 3 -концу

Слайд 84

ДНК и РНК Рибоза Дезоксирибоза Сахаро-фосфатный остов НК

ДНК и РНК

Рибоза

Дезоксирибоза

Сахаро-фосфатный остов НК

Слайд 85

Три модели молекулы ДНК В-форма двойной спирали ДНК

Три модели молекулы ДНК В-форма двойной спирали ДНК

Слайд 86

Линейные молекулы ДНК Схема строения бактериальной клетки Кольцевые молекулы ДНК Разнообразие форм ДНК

Линейные молекулы ДНК

Схема строения бактериальной клетки

Кольцевые молекулы ДНК

Разнообразие форм ДНК

Слайд 87

Структура и функции РНК Содержание РНК в любых клетках в 5

Структура и функции РНК

Содержание РНК в любых клетках в 5

– 10 раз превышает содержание ДНК.
Основная роль РНК:
- трансляция генетической информации с образованием белков;
осуществление некоторых специализированных эндонуклеазных функций, возможно регулирующих различные этапы экспрессии генов.
Геномы некоторых вирусов (ретровирусов и множества вирусов животных, растений и насекомых) представлены одно- и двуцепочечной молекулой РНК.
Слайд 88

--- гетерогенная ядерная РНК (гяРНК); --- малые ядерные РНК (мяРНК =

--- гетерогенная ядерная РНК (гяРНК);
--- малые ядерные РНК (мяРНК = snRNA),

участвующие в процессинге предшественников мРНК эукариот;
--- рибосомные РНК (р-РНК); --- транспортные РНК (т-РНК); --- РНК, входящие в состав ферментов (теломерная РНК); --- малые цитоплазматические РНК (мц-РНК);
--- микро-РНК (или природные антисмысловые РНК);
---ми-РНК (малые интерферирующие РНК);

Виды РНК

На первом этапе экспрессии генов происходит переписывание генетической информации, заключенной в генах, на матричные (информационные) РНК (мРНК – messenger RNA, mRNA), которые являются местом промежуточного хранения этой информации при ее реализации. В некоторых случаях уже сами РНК являются конечным результатом экспрессии генов, и после ряда ферментативных модификаций они непосредственно используются в клеточных процессах:

Слайд 89

Распределение РНК в клетке: 80 – 85 % массы клеточных РНК

Распределение РНК в клетке:
80 – 85 % массы клеточных РНК составляют

три (прокариоты) или четыре (эукариоты) вида рРНК;
около 10 % - тРНК;
5% клеточной РНК – несколько тысяч различных матричных РНК;
менее 2% от общего количества РНК – малые ядерные и цитоплазматические РНК, число видов которых пока неизвестно.
Слайд 90

--- матричные (информационные) РНК (мРНК – messenger RNA, mRNA);

--- матричные (информационные) РНК (мРНК – messenger RNA, mRNA);

Слайд 91

Принципиальная схема реализации генетической информации у про- и эукариот. ПРОКАРИОТЫ. У

Принципиальная схема реализации генетической информации у про- и эукариот. ПРОКАРИОТЫ. У прокариот

синтез белка рибосомой (трансляция) пространственно не отделен от транскрипции и может происходить еще до завершения синтеза мРНК РНК-полимеразой. Прокариотические мРНК часто полицистронные, то есть содержат несколько независимых генов. ЭУКАРИОТЫ. мРНК эукариот синтезируется в виде предшественника, пре-мРНК, претерпевающего затем сложное стадийное созревание — процессинг, включающий присоединение кэп-структуры к 5'-концу молекулы, присоединение нескольких десятков остатков аденина к ее 3'-концу (полиаденилирование), выщепление незначащих участков — интронов и соединение друг с другом значащих участков — экзонов (сплайсинг). При этом соединение экзонов одной и той же пре-мРНК может проходить разными способами, приводя к образованию разных зрелых мРНК, и в конечном итоге разных вариантов белка (альтернативный сплайсинг). Только мРНК, успешно прошедшая процессинг, экспортируется из ядра в цитоплазму и вовлекается в трансляцию.
Слайд 92

--- транспортные РНК; Главной функцией транспортных РНК (тРНК) является ак­цептирование аминокислот

--- транспортные РНК;

Главной функцией транспортных РНК (тРНК) является ак­цептирование аминокислот и

перенос их в белоксинтезирующий аппарат клетки.
Слайд 93

р-РНК Атомарная структура бактериальной рибосомы. Молекулы рибосомных РНК окрашены в оранжевый

р-РНК

Атомарная структура бактериальной рибосомы. Молекулы рибосомных РНК окрашены в оранжевый цвет,

белки малой субчастицы — в голубой, белки большой субчастицы — в зелёный. Молекула антибиотика (красная) химически взаимодействует с малой субчастицей. Изучение таких сложных структур помогает разрабатывать новые эффективные антибиотики.

--- рибосомные РНК;

Высокомолекулярные рибосомные РНК (рРНК) являются структурной основой для формирования рибонуклепротеиново тяжа который, складываясь в пространстве, дает начало 30-40 S и 50-60 S-субчастицам рибосомы;
рРНК взаимодействуют с м-РНК и аминоацил-тРНК в процессе трансляции.
Низкомолекулярная 5SpPHK в комплексе с рибосомными белками формирует комплекс, который называют третьей субчастицей рибосомы, где 5SpPHK выступает в роли посредника между пептидилтрансферазным центром и EF-G-связывающими доменами

Слайд 94

ОБМЕН ЛИПИДОВ

ОБМЕН ЛИПИДОВ

Слайд 95

Слайд 96

Переваривание и всасывание в ЖКТ Обмен липидов

Переваривание и всасывание в ЖКТ

Обмен липидов

Слайд 97

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/Peristalsis.gif Периста́льтика (др.-греч. περισταλτικός — обхватывающий и сжимающий) — волнообразное сокращение

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/Peristalsis.gif

Периста́льтика (др.-греч. περισταλτικός — обхватывающий и сжимающий) — волнообразное сокращение стенок

полых трубчатых органов (пищевода, желудка, кишечника, мочеточников и др.), способствующее продвижению их содержимого к выходным отверстиям.
Слайд 98

В живых организмах происходит ферментативный гидролиз жиров. В кишечнике под влиянием

В живых организмах происходит ферментативный гидролиз жиров. В кишечнике под влиянием

фермента липазы жиры пищи гидрализуются на глицерин и органические кислоты, которые всасываются стенками кишечника, и в организме синтезируются новые жиры, свойственные данному организму. Они по лимфатической системе поступают в кровь, а затем в жировую ткань. Отсюда жиры поступают в другие органы и ткани организма, где в процессе обмена веществ в клетках опять гидролиэуются и затем постепенно окисляются до оксида углерода и воды с выделеиием энергии, необходимой для жизнедеятельности.

Омыляемые липиды

Слайд 99

Общее строение фосфолипидов Заместители R1 и R² — остатки жирных кислот,

Общее строение фосфолипидов Заместители R1 и R² — остатки жирных кислот, X –

азотсодержащее основание, зависит от типа фосфолипида (например холин, этаноламин, серин и др.)

Сложные липиды: Фосфолипиды

Слайд 100

Строение гликолипида (галактозилцерамида) (в основе спирт сфингозин) Сложные липиды: Гликолипиды

Строение гликолипида (галактозилцерамида)
(в основе спирт сфингозин)

Сложные липиды: Гликолипиды

Слайд 101

Структура липопротеина Сложные липиды: Липопротеины

Структура липопротеина

Сложные липиды: Липопротеины

Слайд 102

Структура липопротеинов Сложные липиды: Липопротеины

Структура липопротеинов

Сложные липиды: Липопротеины

Слайд 103

Нормальное содержание различных липидов в крови человека Определение уровня (концентрации) липидов

Нормальное содержание различных липидов в крови человека Определение уровня (концентрации) липидов крови

является важным моментом в определении риска развития атеросклероза и других сердечно-сосудистых заболеваний. В таблице представлены нормальные концентрации различных липидов крови:

Запомните: нарушение липидного обмена может играть важнейшую роль в развитии атеросклероза. К атерогенным факторам относятся:
Повышение общего уровня холестерина крови;
Повышение уровня липопротеинов низкой плотности (ЛНП);
Снижение уровня липопротеинов высокой плотности (ЛВП);
Курение, диабет, ожирение, избыточное потребление в пищу жиров и углеводов.

Слайд 104

Слайд 105

Активация жирных кислот. Свободная жирная кислота независимо от длины углеводородной цепи

Активация жирных кислот.
Свободная жирная кислота независимо от длины углеводородной цепи

является метаболически инертной и не может подвергаться никаким биохимическим превращениям, в том числе окислению, пока не будет активирована. Активация жирной кислоты протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима A (HS-KoA) и ионов Mg2+. Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-синтетазой:
В результате реакции образуется ацил-КоА, являющийся активной формой жирной кислоты.
Слайд 106