Белки. Биологическая роль, строение, обмен белков в организме

Содержание

Слайд 2

БЕЛКИ = биополимеры, состоящие из остатков α-аминокислот, связанных пептидной связью

БЕЛКИ

= биополимеры, состоящие из остатков α-аминокислот, связанных пептидной связью

Слайд 3

Молекулярная масса и число аминокислотных остатков в молекулах белков

Молекулярная масса и число аминокислотных остатков в молекулах белков

Слайд 4

Структурная: участие в построении тканей, клеток, субклеточных структур и биомембран. Сократительная

Структурная: участие в построении тканей, клеток, субклеточных структур и биомембран.
Сократительная –

обеспечение движения на всех уровнях (актин и миозин в мышечной и других тканях).
Энергетическая – 4,1 ккал / г.
Рецепторно-лигандная – способность к специфическому связыва-нию:
защитная – антитела, интерфероны, белки гемостаза…
каталитическая – белки-ферменты, ускоряют и регулируют реакции метаболизма.
транспортная – связывание различных веществ и их хранение / перенос в клетках, крови и др. (газы, гормоны, минералы, ЖК, …)
гормональная / рецепторная – регуляция метаболизма и функций клеток.

Основные ФУНКЦИИ БЕЛКОВ в организме

Слайд 5

Жизнь есть способ существования белковых тел, заключающийся в постоянном самообновлении химических

Жизнь есть способ существования белковых тел, заключающийся в постоянном самообновлении химических

составных частей этих тел.
Ф. Энгельс
Слайд 6

Структура белковых молекул Уровни структурной организации: первичная вторичная третичная для некоторых белков – четвертичная структура.

Структура белковых молекул

Уровни структурной
организации:
первичная
вторичная
третичная
для некоторых белков – четвертичная структура.

Слайд 7

Первичная структура белка = цепь из остатков α-АК, связанных между собой

Первичная структура белка

= цепь из остатков α-АК, связанных между собой пептидной

связью в строго определенной последовательности
(пептиды – полипептиды – белки).
Функциональные свойства белков в основном определяются первичной структурой.

Серповидноклеточная анемия: замена глу6 -> вал6 в β-цепи Hb => изменение растворимости Hb => изменение формы / структуры ЭР.

Слайд 8

Вторичная структура белка α-спираль или β-складчатая структура

Вторичная структура белка

α-спираль или β-складчатая структура

Слайд 9

Третичная структура белка Пространственная укладка α-спирали или β-складчатой структуры Фибриллярные белки

Третичная структура белка

Пространственная укладка α-спирали или β-складчатой структуры

Фибриллярные белки
(коллаген, эластин,
актин, миозин…)

Глобулярные

белки
(ЦП белки, белки
плазмы крови…)

Белки с многослойной
складчатой структурой
(кератин и др.)

Слайд 10

Четвертичная структура белка Состоит из двух, трех, четырех и более субъединиц

Четвертичная структура белка

Состоит из двух, трех, четырех и более субъединиц с третичной

структурой. Определяет функциональную полноцен- ность и свойства белка.
Третичная + четвертичная структура = конформация белковой молекулы.
Слайд 11

Классификация белков Простые белки в составе – только АК Сложные белки

Классификация белков

Простые белки
в составе – только АК

Сложные белки
АК + небелковая часть (простетическая

группа)

(альбумин, пепсин, инсулин, соматотропин…)

Гликопротеиды
Нуклеопротеиды
Липопротеиды
Хромопротеиды
Фосфопротеиды
Витаминопротеиды

Слайд 12

Обмен белков и аминокислот 1. Переваривание и всасывание в ЖКТ 2.

Обмен белков и аминокислот

1. Переваривание и всасывание в ЖКТ
2. Межуточный обмен
тканевой

синтез аминокислот и белков
превращения аминокислот
распад белков и аминокислот
3. Образование, обезвреживание и выведение конечных продуктов аминокислотного обмена.
Слайд 13

Азотистый баланс = соотношение поступающего и выделяющегося из организма азота (основной

Азотистый баланс

= соотношение поступающего и выделяющегося из организма азота
(основной источник азота

– белки)

Азотистое равновесие – у взрослого здорового человека (синтез и распад белков уравновешены).
Положительный азотистый баланс – поступает больше азота, чем выводится (преобладает синтез белка)
детский возраст, беременность, спортивные тренировки, прием анаболиков, выздоровление после тяжелых заболеваний...
Отрицательный азотистый баланс – выводится больше азота, чем поступает (преобладает распад белка).
пожилой и старческий возраст, тяжелые истощающие заболевания, острый период многих заболеваний, белковое голодание, неполноценная белковая диета…

Слайд 14

Белковое питание Норма белка в питании =? По потреблению среднеобеспеченной семьей

Белковое питание

Норма белка в питании =?
По потреблению среднеобеспеченной семьей расчетная норма

белка ≈ 118 г/сут (Фойт).
По данным из США, человеку требуется 60 - 80 г белка / сут.
Лица с недостаточным доходом или живущие на грани нищеты получают с пищей мало белка даже при достаточной ее калорийности.
Богатая белком пища стоит дорого => проблема белковой недостаточности имеет социальный характер.
Слайд 15

Биологическая ценность белков Заменимые аминокислоты Аланин Аспарагин Аспарагиновая к-та Глицин Глутамин

Биологическая ценность белков

Заменимые аминокислоты
Аланин
Аспарагин
Аспарагиновая к-та
Глицин
Глутамин
Глутаминовая к-та
Серин
Тирозин
Цистеин
Пролин

Незаменимые аминокислоты
Аргинин 1
Триптофан 1
Гистидин 2
Треонин 2,5
Изолейцин

2,5
Метионин 3
Валин 3,5
Фенилаланин 3,5
Лейцин 4
Лизин 5

Полноценность пищевых белков зависит от количества
незаменимых аминокислот в их составе.

Слайд 16

Переваривание и всасывание белков БЕЛКИ пищи Ротовая полость Тонкий кишечник аминопептидаза,

Переваривание и всасывание белков

БЕЛКИ пищи

Ротовая
полость

Тонкий кишечник аминопептидаза,
карбоксипептидаза,
иминопептидаза,
дипептидазы

Желудок
Белки

пептиды

12-перстная кишка
Белки, полипептиды

олигопептиды

Тонкий кишечник
Олигопептиды,
дипептиды

аминокислоты

Тонкий

киш-к
Всасывание
аминокислот

Переваривания нет

В кровь
(на пов-ти ЭР)

В печень

Все ли переваривается?

Слайд 17

Гниение белков в кишечнике Детоксикация в печени 1. Окисление (cyt P450),

Гниение белков в кишечнике

Детоксикация в печени
1. Окисление (cyt P450), метилирование, ацетилирование,

сульфатирование
2. Конъюгация (с ГУК, глицином, таурином)

Толстый кишечник
Белки, пептиды, АМК

продукты гниения
N2, СО2, NH3, H2S, своб. АМК, амины, фенол, крезолы, индол, скатол…

кишечная
микрофлора

Непереварив-
шиеся белки
и пептиды,
часть АМК

в кровь
(растворимые
нетоксичные
продукты)

в кровь воротной вены

Выведение с калом

из тонкого
кишечника

Выведение с мочой

в общий кровоток

в желчь

Слайд 18

Тканевой обмен аминокислот Метаболический пул аминокислот Всасывание АМК из тонкого кишечника

Тканевой обмен аминокислот

Метаболический пул аминокислот

Всасывание АМК из тонкого кишечника (~ 100 г/сут)

Распад белка

в тканях
(~ 300-400 г/сут)

Синтез тканевых белков
(~ 50% АМК)

ОБЩИЕ ПУТИ ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ

Трансами-
нирование

Дезамини-
рование

Декарбокси-
лирование

биогенные
амины
(адреналин,
серотонин,
гистамин…)

α-Кето-
кислоты

NH3

новые АМК

нуклеотиды, порфирины,
нейромедиаторы, креатин…

обезвреживание
аммиака

Специф.
пути
обмена
АМК

Глюкоза, гликоген

Липиды
(ЖК, ХС, кетоны…)

окисление в ЦТК

Слайд 19

Трансаминирование Аминок-та Кеток-та глутамат α-кетоглутарат транс аминазы + пиридок сальфосфат

Трансаминирование

Аминок-та

Кеток-та

глутамат

α-кетоглутарат

транс аминазы
+ пиридок сальфосфат

Слайд 20

Дезаминирование (прямое) Аминокислота Кетокислота дегидрогеназа NH3 ЦТК Синтезы НАД / НАДН2

Дезаминирование (прямое)

Аминокислота

Кетокислота

дегидрогеназа

NH3

ЦТК

Синтезы

НАД /
НАДН2

Слайд 21

Дезаминирование (непрямое) + синтез АМК Амино к-та Кето к-та глутаминовая кислота

Дезаминирование (непрямое) + синтез АМК

Амино
к-та

Кето
к-та

глутаминовая
кислота

α-кетоглутаровая
кислота

транс

аминазы

ГлДГ

NH3

НАДН2

1 этап

2 этап

Слайд 22

Слайд 23

Декарбоксилирование Аминокислота Амин декарбоксилаза СО2 Образование биогенных аминов - важнейших регуляторных

Декарбоксилирование

Аминокислота

Амин

декарбоксилаза

СО2

Образование биогенных аминов - важнейших регуляторных
веществ в организме человека:
Гистидин ->

гистамин
Триптофан -> триптамин -> серотонин
Тирозин ->…-> адреналин, норадреналин
Глутамат -> ГАМК
Слайд 24

ЛАБОРАТОРНАЯ ОЦЕНКА ОБМЕНА БЕЛКОВ Общий белок плазмы / сыворотки крови

ЛАБОРАТОРНАЯ ОЦЕНКА ОБМЕНА БЕЛКОВ

Общий белок плазмы / сыворотки крови

Слайд 25

Общий белок плазмы крови БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ (~7% плазмы) Синтез в

Общий белок плазмы крови

БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ
(~7% плазмы)

Синтез в печени

В ткани

В почки
(фильтрация)

Эндотелий,
фагоциты

Иммунные
органы

В

мочу

Реабсорбция и катаболизм в канальцах

Нормопротеинемия – 66 – 81 г/л.
Гипопротеинемия - ↓ уровня общего белка.
Гиперпротеинемия - ↑ уровня общего белка.
Диспротеинемия – нарушение соотношения отдельных белков плазмы / сыворотки.
Парапротеинемия – появление патологи-ческих белков.

Слайд 26

Биуретовый метод определения белка Принцип: в щелочной среде ионы меди образуют

Биуретовый метод определения белка

Принцип: в щелочной среде ионы меди образуют с

белками комплексы фиолетового цвета.
Биуретовый реактив: CuSO4, NaOH, сегнетова соль (Na-K-тартрат), KJ.
Белок + биуретовый реактив ---> (10-15 мин) ---> продукт фиолет. цвета

Измерить экстинкцию раствора при 540-580 нм (зеленый СФ) против холостой пробы, определить концентрацию белка по калибровочному графику или рассчитать по фактору с калибровочным раствором белка.

Проба – сыворотка крови (свежая или хранившаяся в закрытой пробирке <72 ч).
Не допускаются липемия или гемолиз.
Неполное размешивание оттаявших образцов ведет к отклонению результа-тов от от 10 до 200%.

Слайд 27

Особенности исследования

Особенности исследования

Слайд 28

Изменения уровня общего белка Относительные содержание белка обычное, изменен объем плазмы

Изменения уровня общего белка

Относительные
содержание белка обычное, изменен объем плазмы (гипо- или гипергидратация).
Наблюдаются часто.

Абсолютные

(истинные)
сдвиги количества белка в плазме (изменение скорости синтеза и элиминации белка).
Наблюдаются реже.

Концентрация общего белка в сыворотке в основном зависит от двух основных фракций - альбумина и глобулинов.
Гипопротеинемия (абсолютная) почти всегда связана с гипо-альбуминемией.
Гиперпротеинемия (абсолютная) почти всегда вызвана гипер-глобулинемией.
Определение только общего белка сыворотки не позволяет однозначно выявить причину наблюдаемых сдвигов.

Слайд 29

Гипопротеинемия 1. Относительная – вследствие гипергидратации (в/в инфузии…) 2. Абсолютная физиологическая:

Гипопротеинемия

1. Относительная – вследствие гипергидратации (в/в инфузии…)
2. Абсолютная
физиологическая:
возрастная (у детей

и в старческом возрасте),
позиционная (лежа – ↓ на 4-6 г/л),
при беременности (рост ОЦК => ↓ общ. белка до 60-62 г/л).
Слайд 30

Гипопротеинемия 2. Абсолютная – ↓ уровень альбумина; глобулины – в норме

Гипопротеинемия

2. Абсолютная – ↓ уровень альбумина; глобулины – в норме или

снижены.
патологическая:
снижение поступления белка (голодание, малобелковая диета; нарушение переваривания-всасывания при энтеритах, мальабсорбции и патологии ПЖЖ) -> отеки;
уменьшение синтеза белка в организме:
врожденное – анальбуминемия, SR Брутона (↓ γ-глобулинов);
вторичное – печеночная недостаточность (цирроз), хронические интоксикации, неполноценное белковое питание;
ускорение распада белка (тиреотоксикоз, длит. лихорадка, травмы, чрезмерная физ. нагрузка, злокач. опухоли, лечение глюкокортикоидами…);
потери белка:
«внешние потери» – через почки (нефротический синдром, ОГН); через кожу (ожоги, SR Лаэлла), через кишечник (экссудативная энтеропатия); при кровопотере;
«внутренние потери» - депонирование белка (гнойные экссудаты, затеки, абсцессы; асцит; повышенная проницаемость сосудистой стенки - шок, васкулиты, инсульты…).
Слайд 31

Гиперпротеинемия 1. Относительная – при дегидратации (недостаточное питье, рвота, понос, обильный

Гиперпротеинемия

1. Относительная – при дегидратации (недостаточное питье, рвота, понос, обильный пот,

сахарный и несахарный диабет, болезнь Аддисона…) «Сгущение крови» = ↑ уровень как альбумина, так и глобулинов.
2. Абсолютная – следствие избытка иммуноглобулинов (уровень альбумина – в норме или снижен)
хроническое воспаление:
хронический активный гепатит, начальная стадия цирроза печени
коллагенозы (аутоиммунные заболевания – РА, дерматомиозит),
хроническая бактериальная инфекция, бронхоэктазы…
парапротеинемические гемобластозы:
миеломная болезнь (плазмоцитома)
болезнь тяжелых цепей, макроглобулинемия Вальденстрема
лимфогрануломатоз, лимфомы, другие лейкозы

При уровне общего белка > 100-120 г/л обязательно электрофоретическое исследование белков сыворотки крови.

Слайд 32

Парапротеинемия Появление в крови патологических белков - иммуноглобулинов или их фрагментов

Парапротеинемия

Появление в крови патологических белков - иммуноглобулинов или их фрагментов (синтез

мутантными клонами плазмоцитов). + М-градиент в сыворотке крови, белок Бенс-Джонса в моче.
Доброкачественная – при хроническом воспалении:
хронический активный гепатит, начальная стадия цирроза печени
коллагенозы (РА, дерматомиозит),
хроническая бактериальная инфекция, бронхоэктазы…
Злокачественная – при гемобластозах:
миеломная болезнь, лимфогрануломатоз, лимфомы, плазмоцитомы, болезнь тяжелых цепей, другие лейкозы
макроглобулинемия Вальденстрема.