Биосинтез заменимых аминокислот. Деградация нуклеиновых кислот. (Лекция 4)

Содержание

Слайд 2

План лекции Биосинтез заменимых аминокислот Катаболизм пуриновых нуклеотидов Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов Катаболизм углеродного скелета аминокислот

План лекции
Биосинтез заменимых аминокислот
Катаболизм пуриновых нуклеотидов
Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов


Катаболизм углеродного

скелета аминокислот
Слайд 3

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Растения и бактерии способны синтезировать

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Растения и бактерии способны синтезировать все

20 протеиногенных аминокислот. В организме человека не могут синтезироваться 9 из них. Это, так называемые, эссенциальные или незаменимые аминокислоты, которые обязательно должны поступать в организм с пищей. Незаменимыми аминокислотами являются: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.
Другие 11 аминокислот называются заменимыми. К ним относятся: аланин, аргинин, аспарагин, аспартат, цистеин, глутамат, глутамин, глицин, пролин, серин и тирозин.

Биосинтез аминокислот

Слайд 4

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Незаменимые и заменимые аминокислоты

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Незаменимые и заменимые аминокислоты

Слайд 5

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Все аминокислоты образуются из интермедиатов

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Все аминокислоты образуются из интермедиатов гликолиза,

ЦТК или ПФП. Атомы азота попадают в эти пути через глутамат или глутамин.
Заменимые аминокислоты синтезируются в достаточно простых реакциях.
Незаменимые аминокислоты синтезируются в сложных многоэтапных метаболических процессах.

Биосинтез аминокислот

Слайд 6

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Синтез заменимых аминокислот осуществляется путем:

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Синтез заменимых аминокислот осуществляется путем:
● Трансаминирования

с α-кетокислотами;
Пируват → Аланин
● Амидирования;
Аспарагиновая кислота → Аспарагин
● Синтеза из других аминокислот;
Фенилаланин → Тирозин

Биосинтез аминокислот

Слайд 7

Катаболизм и биосинтез аминокислот Биосинтез аминокислот Все заменимые аминокислоты (кроме тирозина),

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Биосинтез аминокислот

Все заменимые аминокислоты (кроме тирозина),

синтезируются из общих интермедиатов, образующихся а клетке:
пирувата,
оксалоацетата,
α –кетоглутарата,
3-фосфоглицерата.

Биосинтез заменимых аминокислот

Слайд 8

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Пути биосинтеза заменимых аминокислот

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Пути биосинтеза заменимых аминокислот

Слайд 9

Катаболизм и биосинтез аминокислот Биосинтез аминокислот Биосинтез Ала, Асп, Глу, Асн

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Биосинтез аминокислот

Биосинтез Ала, Асп, Глу, Асн

и Глн

Предшественниками пяти аминокислот - Ala, Asp, Asn, Glu, и Gln являются пируват, оксалоацетат и α-кетоглутарат.
Пируват – предшественник Ala
Оксалоацетат – предшественник Asp
α-Кетоглутарат – предшественник Glu
Asn и Gln синтезируются из Asp и Glu путем амидирования.

Слайд 10

Биосинтез аминокислот Метаболизм аммиака Биосинтез Ала, Асп, Глу, Асн и Глн

Биосинтез аминокислот

Метаболизм аммиака

Биосинтез Ала, Асп, Глу, Асн и Глн

Слайд 11

Биосинтез аминокислот Метаболизм аммиака Биосинтез тирозина

Биосинтез аминокислот

Метаболизм аммиака

Биосинтез тирозина

Слайд 12

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Биосинтез аспартата и аспарагина

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Биосинтез аспартата и аспарагина

Слайд 13

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Глутаминсинтетаза катализирует образование глутамина АТР-зависимым

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот
Глутаминсинтетаза катализирует образование глутамина АТР-зависимым путем

способом (ATP → ADP + Pi).
Образует промежуточный интермедиат –
γ-глутамилфосфат.
NH3 (NH4+ ) служит донором аминогруппы.
Аспарагинсинтетаза использует глутамин в качестве донора аминогруппы.
Аспарагинсинтетаза гидролизует АТР до АМР и PPi.
Глутамин- и аспарагинсинтетазы
Слайд 14

Биосинтез аминокислот Катаболизм и биосинтез аминокислот Биосинтез серина и глицина

Биосинтез аминокислот

Катаболизм и биосинтез аминокислот

Биосинтез серина и глицина

Слайд 15

Деградация нуклеиновых кислот Обмен нуклеиновых кислот и нуклеотидов Ферменты, участвующие в

Деградация нуклеиновых кислот

Обмен нуклеиновых кислот и нуклеотидов

Ферменты, участвующие в расщеплении

нуклеиновых кислот

Большая часть нуклеиновых кислот в клетке связана с белком в форме нуклеопротеинов. Поступающие с пищей нуклеопротеины разрушаются панкреатическими, а нуклеопротеины тканей – лизосомальными ферментами.
Ферменты, расщепляющие нуклеиновые кислоты, называются нуклеазами. Они относятся к классу гидролаз.
Нуклеазы подразделяются на эндо- и экзонуклеазы.
В зависимости от типа субстрата нуклеазы - на дезоксирибонуклеазы (ДНКазы) и рибонуклеазы (РНКазы).

Слайд 16

Расщепление нуклеиновых кислот Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Расщепление нуклеиновых кислот

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 17

Расщепление нуклеиновых кислот в ЖКТ Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Расщепление нуклеиновых кислот в ЖКТ

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 18

Расщепление нуклеиновых кислот в ЖКТ Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Расщепление нуклеиновых кислот в ЖКТ

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 19

Деградация нуклеиновых кислот Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Расщепление пищевых и тканевых нуклеиновых кислот

Деградация нуклеиновых кислот

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Расщепление пищевых и тканевых

нуклеиновых кислот
Слайд 20

Обмен пуриновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Катаболизм пуриновых нуклеотидов

Обмен пуриновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Катаболизм пуриновых нуклеотидов

Слайд 21

Обмен пуриновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Катаболизм пуриновых нуклеотидов Мочевая кислота

Обмен пуриновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Катаболизм пуриновых нуклеотидов

Мочевая кислота

Слайд 22

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых нуклеотидов Образование мочевой кислоты

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых нуклеотидов

Образование мочевой кислоты происходит

главным образом в печени и кишечнике. У человека и приматов мочевая кислота - конечный продукт обмена пуринов, выводится из организма с мочой и в небольших количествах через кишечник. В норме содержание мочевой кислоты в сыворотке крови составляет 0,15-0,47 ммоль/л.
При нарушении катаболизма пуринов возникает гиперурикемия, на фоне которой развивается подагра – заболевание, при котором мочевая кислота и ее соли (ураты) из-за плохой растворимости в виде кристаллов откладываются в суставных хрящах, связках и мягких тканях с образованием подагрических узлов (тофусов), вызывая воспаление суставов и почечнокаменную болезнь.
Слайд 23

Обмен пуриновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Реакции распада мочевой кислоты

Обмен пуриновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Реакции распада мочевой кислоты

Слайд 24

Обмен пуриновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Аллопуринол – суицидный ингибитор ксантиноксидазы

Обмен пуриновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Аллопуринол – суицидный ингибитор ксантиноксидазы

Слайд 25

Обмен пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Схема катаболизма пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Схема катаболизма пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 26

Обмен пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Схема катаболизма пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Схема катаболизма пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 27

Обмен пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 28

Обмен пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Конечные продукты катаболизма

Обмен пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Конечные продукты катаболизма пиримидиновых нуклеотидов:

СО2, NН3, мочевина, β-аланин, β-аминоизомасляная кислота. β-аланин используется для синтеза дипептидов мышц и мозговой ткани – карнозина и ансерина, для синтез СоА или выделяется с мочой.
β-аминоизобутират, образующийся из тимина, в основном выделяется почками. Незначительная часть β-аланина и β-аминоизобутирата после переаминирования может превращаться в сукцинил-СоА и использоваться в цикле лимонной кислоты.
Слайд 29

Обмен пиримидиновых нуклеотидов Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов При распаде пуриновых

Обмен пиримидиновых нуклеотидов

Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

При распаде пуриновых нуклеотидов пуриновое

кольцо не разрушается.
Конечный продукт: мочевая кислота.
Мочевая кислота выводится из организма.

При распаде пиримидиновых нуклеотидов раскрывается пиримидиновое кольцо.
Конечные продукты: NH3 и СО2,
β-аланин, β–аминоизомасляная кислота (при распаде тимина).
β–Аланин используется в синтезе карнозина , ансерина и СоА.
β–Аланин и β–аминоизомасляная кислота могут окисляться в ЦТК.