Обмен белков

Август 12, 2022

Главная
Биология
Обмен белков

Содержание

2. Вопросы лекции: Пути распада аминокислот в тканях и использование продуктов распада в организме. Виды дезаминирования: прямое,
3. Судьба всосавшихся аминокислот Синтез белка и белковых соединений Синтез ферментов Синтез гормонов Декарбоксилирование аминокислот и оборазование
5. Внутриклеточный протеолиз Тотальный протеолиз: Распад собственных белков происходит в лизосомах под действием катепсинов. Основной распад белков
6. Метаболические превращения АК (катаболизм) Аминокислота теряет α-аминогруппу в результате двух типов реакций: дезаминирования и трансаминирования. Существует
7. Реакции прямого дезаминирования Дезаминирование: реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый
9. Дезаминирование (продолжение) 2. Неокислительное дезаминирование: (АК серин, треонин, цистеин → пируват – гликогенные кислоты – синтез
10. Непрямое дезаминирование Непрямое дезаминирование проходит в 2 стадии: 1. Реакция трансаминирования (интенсивно протекают в печени и
11. Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий
12. Ферменты трансаминирования По названию субстрата: Аланин – аланинаминотрансфераза (АЛТ) + 2-оксоглутарат → глутамат + пируват. Ала
13. Коэффициент де Ритиса Соотношение активностей ACT/АЛТ называют "коэффициент де Ритиса". В норме этот коэффициент равен 1,33±0,42.
14. Примеры реакций трансаминирования:
15. Кислоты, катаболиз которых приводит к образованию пирувата называются гликогенными (синтез глюкозы через процесс глюконеогенеза): серин, аланин,
16. Ферменты аминотрансферазы функционируют в процессах катаболизма. При участии трансаминаз из α-кетокислот синтезируются необходимые организму заменимые аминокислоты,
17. Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий
18. Непрямое дезаминирования цикла ИМФ-АМФ В мозге и мышцах фермента глутаматдегидрогеназы недостаточно, и процесс идет через аспартат
20. В результате работы аминотрансфераз аминный азот многих аминокислот переходит в состав глутамата. Накопление аминогрупп в форме
21. Образование аммиака Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на пищевые белки (гниение белков
22. Основные источники образования аммиака: Дезаминирование аминокислот Распад биогенных аминов Распад азотистых оснований.
23. Источники аммиака в организме
24. Пути обезвреживания аммиака Синтез мочевины: в печени в матриксе митохондрий (1-я и 2-я реакции), затем процесс
25. Синтез карбамоилфосфата
26. орнитиновый цикл мочевинообразования
27. Адольф Кребс Ханс английский биохимик немецкого происхождения, удостоенный в 1953 (совместно с Ф.Липманом) Нобелевской премии по
28. Орнитиновый цикл в печени выполняет следующие функции: Большая часть образовавшегося аммиака обезвреживается в орнитиновом цикле в
29. (Продолжение) Образованный фумарат возвращается в матрикс митохондрий и включается в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), где превращается
30. Регуляция синтеза мочевины В качестве главного регулятора синтеза выступает количество аммиака. При избыточном белковом питании количество
31. (Продолжение регуляции синтеза мочевины) Увеличение скорости распада белка, избыток белкового питания и увеличение аммиака сопровождается индукцией
32. Обезвреживание аммиака 2. Одной из основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является синтез глутамина из глутамата
34. Из центральной нервной системы аммиак выводится не только в составе глутамина, но и аспарагина, синтезируемого при
35. Свободный аммиак, связывая протоны превращается в ион аммония (NH4+), что делает невозможным его обратное поступление в
36. Обезвреживание аммиака (продолжение) Повышение концентрации аммиака м.б. за счет избытка белковых продуктов, протеолиз (распад собственных белков),
37. Нарушение синтеза мочевины Связано с недостаточностью количества или активности ферментов синтеза. Это может быть при гепатите
38. Гипераммониемия Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает алкалоз). Это, в свою
39. Обезвреживание аммиака
41. Скачать презентацию

Слайд 2

Вопросы лекции:
Пути распада аминокислот в тканях и использование продуктов распада в

организме.
Виды дезаминирования:
прямое, непрямое, окислительное.
Реакции трансаминирования.
Образование аммиака.
Синтез мочевины. Регуляция синтеза.
Другие пути обезвреживания аммиака.

Слайд 3

Судьба всосавшихся аминокислот
Синтез белка и белковых соединений
Синтез ферментов
Синтез гормонов
Декарбоксилирование аминокислот и

оборазование биогенных аминов
Дезаминирование аминокислот и образование
α-кето кислот для общего пути катаболизма
Синтез незаменимых аминокислот
Метаболизм отдельных аминокислот для синтеза других биологических соединений

Слайд 4

Слайд 5

Внутриклеточный протеолиз
Тотальный протеолиз:
Распад собственных белков происходит в лизосомах под действием катепсинов.

Основной распад белков происходит в печени.
«Состарившиеся» белки и дефектные белки распадаются в цитоплазме в протеосомах с помощью белка убикритина. Распадаются такие белки до аминокислот.
Белки межклеточного матрикса распадаются под действием матричных металлопротеинов (ММП).
Ограниченный протеолиз: затрагивает процессы свертывания крови, синтез комплимента и синтез фибринолиза.

Слайд 6

Метаболические превращения АК (катаболизм)
Аминокислота теряет α-аминогруппу в результате двух типов реакций:

дезаминирования и трансаминирования.
Существует несколько способов дезаминирования аминокислот:
1. Прямое:
• окислительное;
неокислительное;
внутримолекулярное.
2. Непрямое (трансдезаминирование);
•
•

Слайд 7

Реакции прямого дезаминирования
Дезаминирование: реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего

образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака.
Прямое дезаминирование – отщепление аммиака в одну реакцию (проходит в печени в матриксе митохондрий).
3 вида: Окислительное:
(а) дегидрирование с получением иминокислоты, которая при
(б) добавлении воды распадается на аммиак и α-кетокислоту
(напр. глутаминовая к-та = аммиак и 2-оксоглутарат → ЦТК).
Реакция идет в обратном направлении – это один из путей обезвреживания NH3.
Процесс идет в матриксе митохондрий гепатоцитов при участии фермента глутаматдегидрогеназы и НАД+. Аллостерич. регул-ы:
Ингибиторы этого фермента - АТФ, ГТФ и НАДН+Н+.
Активаторы: АДФ, ГДФ и НАД+, м.б.кортизол

Слайд 8

Слайд 9

Дезаминирование (продолжение)
2. Неокислительное дезаминирование:
(АК серин, треонин, цистеин → пируват –

гликогенные кислоты – синтез глюкозы)
3. Внутримолекулярное:
Например, гистидин (гистидаза) → аммиак и образуется уроканиновая к-та (в клетках кожи и защищает кожный покров от УФ).

Слайд 10

Непрямое дезаминирование
Непрямое дезаминирование проходит в
2 стадии:
1. Реакция трансаминирования (интенсивно протекают

в печени и мышцах):
У АК аланин, аспарагин и др. происходит перенос аминогруппы на 2-оксоглутарат глутаминовая кислота.
2. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты.

Слайд 11

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий

Слайд 12

Ферменты трансаминирования
По названию субстрата:
Аланин – аланинаминотрансфераза (АЛТ) +
2-оксоглутарат → глутамат

+ пируват.
Ала синтезируется в мышцах из ПВК (из глюкозы).
Ала поступает в кровь и → в печень, где снова → в ПВК. Таким обр. Ала явл. главной транспортной формой азота в мышцах.
В печени эта АК – ключевой предшественник глюкозы.
2. Аспартат – аспартатаминотрансфераза (АСТ) + 2-оксоглутарат → глутамат + оксалоацетат (идет на синтез жирных кислот через ЦТК из лей, лиз, фен, тир).
Далее глутамат под действием фермента глутаматдегидрогеназа по прямому дезаминируется и → в аммиак и 2-оксоглутарат.
Коферментом служит пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В6,
Пиридоксальфосфат в данном случае служит переносчиком аминогрупп

Слайд 13

Коэффициент де Ритиса
Соотношение активностей ACT/АЛТ называют "коэффициент де Ритиса".
В

норме этот коэффициент равен 1,33±0,42.
При инфаркте миокарда активность ACT в крови увеличивается в 8-10 раз, а АЛТ - в 1,5-2,0 раза. Наиболее резко активность ACT увеличивается при некрозе ткани, так как выходит в кровь и цитоплазматическая и митохондриальная формы фермента.
При инфаркте миокарда значение коэффициента де Ритиса резко возрастает.

Слайд 14

Примеры реакций трансаминирования:

Слайд 15

Кислоты, катаболиз которых приводит к образованию пирувата называются гликогенными (синтез глюкозы

через процесс глюконеогенеза): серин, аланин, глицин, аргинин, валин и другие.
Кислоты, катаболиз которых приводит к образованию ацетоацетата или
ацетил-КоА называются кетогенными (синтез ацетил-КоА → синтез кетоновых тел и синтез жирных кислот): триптофан, тирозин, лизин, лейцин, фениналанин и другие.

Слайд 16

Ферменты аминотрансферазы функционируют в процессах катаболизма. При участии трансаминаз из α-кетокислот

синтезируются необходимые организму заменимые аминокислоты, а также происходит перераспределение аминного азота в органах и тканях. Чаще всего в реакциях трансаминирования участвуют аминокислоты глутамат, аланин, аспартат и соответствующие им кетокислоты – α-кетоглутарат, пируват и оксалоацетат. Основным донором аминогруппы служит глутамат.

Слайд 17

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий

Слайд 18

Непрямое дезаминирования цикла ИМФ-АМФ
В мозге и мышцах фермента глутаматдегидрогеназы недостаточно, и

процесс идет через аспартат (фермент аспартатаминотрансфераза), к которому присоединяется инозинмонофосфат (ИМФ) с образованием аммиака и фумарата, который затем → в ЦТК с образованием малата → оксалоацетата.

Слайд 19

Слайд 20

В результате работы аминотрансфераз аминный азот многих аминокислот переходит в состав

глутамата. Накопление аминогрупп в форме глутаминовой кислоты происходит в цитозоле. Затем глутамат с помощью транслоказ попадает в митохондрии, где активна специфическая АСТ. В результате действия этого фермента глутамат снова превращается в α-кетоглутарат.
Низкий энергетический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образование
α-кетоглутарата, поступающего в ЦТК как энергетический субстрат.
α-кетоглутарат используется для непрямого дезаминирования аминокислот, содержащихся в митохондриях. Это очень важно, так как только глутамат в тканях млекопитающих наиболее быстро может подвергаться окислительному дезаминированию

Слайд 21

Образование аммиака
Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на

пищевые белки (гниение белков в кишечнике) и затем поступает в кровь воротной вены. Концентрация аммиака в крови воротной вены существенно больше, чем в общем кровотоке.
В печени задерживается большое количество аммиака, что поддерживает низкое содержание его в крови. Концентрация аммиака в крови в норме редко превышает 0,4-0,7 мг/л (или 25-40 мкмоль/л).

Слайд 22

Основные источники образования аммиака:
Дезаминирование аминокислот
Распад биогенных аминов
Распад азотистых оснований.

Слайд 23

Источники аммиака в организме

Слайд 24

Пути обезвреживания аммиака
Синтез мочевины: в печени в матриксе митохондрий
(1-я и

2-я реакции), затем процесс продолжается в цитозоле.
NH3 + CO2 + АТФ = карбомаил фосфат (КФ) – фермент карбомаилсинтетаза. КФ + орнитин цитрулин → в цитозоль, где соединяется с аспартатом с образованием аргининосукцината (фермент аргининосукцинатсинтаза), который под действием фермента аргининосукцинатлиазы образует аргинин + фумарат (в ЦТК). Аргинин под действием аргиназы распадается на орнитин, (который возвращается в митохондрию) и мочевину NH2-CО-NH2.
Регуляция карбамоилсинтетазы: аллостерический активатор –
N-ацетилглутамат и увеличение аргинина в гепатоцитах.
Ингибитор – орнитин и лизин ингибируют активность аргиназы.
Аргиназа обнаружена только в печени, поэтому синтез мочевины в других органах не возможен.

Слайд 25

Синтез карбамоилфосфата

Слайд 26

орнитиновый цикл мочевинообразования

Слайд 27

Адольф Кребс Ханс английский биохимик немецкого происхождения, удостоенный в 1953 (совместно

с Ф.Липманом) Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие цикла трикарбоновых кислот.

Слайд 28

Орнитиновый цикл в печени выполняет следующие функции:
Большая часть образовавшегося аммиака

обезвреживается в орнитиновом цикле в печени и выделяется в виде мочевины.
Мочевина по градиенту концентрации поступает в кровь, а затем в почки и выделяется с мочой при участии белков - транспортеров аквапоринов.
Таким образом, происходит превращение азота аминокислот в мочевину, которая экскретируясь предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака;
• синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

Слайд 29

(Продолжение)
Образованный фумарат возвращается в матрикс митохондрий и включается в цикл трикарбоновых

кислот (ЦТК), где превращается в малат, а затем в оксалоацетат с образованием в этой реакции восстановленного кофермента НАДН + Н+. Образованные протоны и электроны поступают в процесс окислительного фосфорилирования в цепи тканевого дыхания с образованием 3-х молекул АТФ.
Оксалоацетат по глюконеогенезу идет на синтез глюкозы.
При избыточном белковом питании количество ферментов орнитинового цикла в печени увеличивается, что приводит к интенсификации синтеза мочевины.

Слайд 30

Регуляция синтеза мочевины
В качестве главного регулятора синтеза выступает количество аммиака. При

избыточном белковом питании количество ферментов орнитинового цикла в печени увеличивается, это приводит к интенсификации синтеза мочевины.
Увеличение скорости синтеза мочевины происходит при длительной физической работе или при длительном голодании. При этом распадаются тканевые белки.
Регуляторные стадии процесса – синтез карбамоилфосфата, синтез цитрулина и реакция, катализируемая аргиназой.

Слайд 31

(Продолжение регуляции синтеза мочевины)
Увеличение скорости распада белка, избыток белкового питания и

увеличение аммиака сопровождается индукцией синтеза карбамоилфосфат синтетазы I. Аллостерические активаторы этого фермента являются молекулы N-ацетилглутамата, образующиеся в митохондриях гепатоцитов из глутамата и ацетил-КоА.
Содержание N-ацетилглутамата и карбамоилфосфата также увеличиваются при повышении количества аргинина в гепатоцитах.
Высокие концентрации орнитина и лизина (структурный аналог аргинина), ингибируют активность аргиназы.
Врожденное отсутствие карбамоилфосфатсинтетазы I приводит к гибели новорождённых в течение первых 24 – 48 часов после рождения.

Слайд 32

Обезвреживание аммиака
2. Одной из основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является

синтез глутамина из глутамата (при участии глутаматсинтетазы), который затем используется в анаболических процессах и для обезвреживания веществ в печени. Ферменты глутаматдегидрогеназа и глутаминсинтетаза являются регуляторными и обусловливают скорость процессов образования и обезвреживания аммиака.

Слайд 33

Слайд 34

Из центральной нервной системы аммиак выводится не только в составе глутамина,

но и аспарагина, синтезируемого при участии аспарагинсинтетазы из аспартата.

Слайд 35

Свободный аммиак, связывая протоны превращается в ион аммония (NH4+), что делает

невозможным его обратное поступление в клетку.
В почках аммиак нейтрализует органические кислоты, что способствует удержанию Na+ и К+ в организме. Это поддерживает кислотно-щелочное равновесие.
Аммиак удаляется с мочой в виде ионов (NH4 +), образующихся с анионами щавелевой, фосфорной и мочевой кислот с образование аммонийных солей – оксалатов, фосфатов, уратов и т.п.

Слайд 36

Обезвреживание аммиака (продолжение)
Повышение концентрации аммиака м.б. за счет избытка белковых продуктов,

протеолиз (распад собственных белков), шок, ожоги, физические нагрузки, болезни почек.
Понижение – безбелковая диета, функциональная недостаточность печени.
В нервной ткани в присутствии АТФ идет синтез глутамина (глютаминсинтетаза) и аспарагина (аспарагинсинтетаза).
3. В почках идет образование аммонийных солей из катиона аммония + анионы щавелевой, фосфорной и мочевой к-т, т.е. их солей оксалатов, фосфатов и уратов.

Примеры реакций трансаминирования:

Слайд 37

Нарушение синтеза мочевины
Связано с недостаточностью количества или активности ферментов синтеза. Это

может быть при гепатите или циррозе печени. При этом аммиак накапливается в тканях и плазме крови (N=2,5-8,3 mmol/l).
Для уменьшения аммиака рекомендуется уменьшение потребления белка или добавлять в пищу аргинин, фенилацетат, бензойную кислоту, которые в составе гиппуровой кислоты выводятся с мочой.

Слайд 38

Гипераммониемия
Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает

алкалоз). Это, в свою очередь, увеличивает сродство гемоглобина к кислороду, что приводит к гипоксии тканей, накоплению СО2 и гипоэнергетическому состоянию, от которого главным образом страдает головной мозг.
Гипераммониемия сопровождается появлением следующих симптомов:
• тошнота, повторяющаяся рвота;
• головокружение, судороги;
• потеря сознания, отёк мозга (в тяжёлых случаях);
• отставание умственного развития (при хронической врождённой форме).

Слайд 39

Обмен белков

Содержание

Вопросы лекции:Пути распада аминокислот в тканях и использование продуктов распада в

Судьба всосавшихся аминокислотСинтез белка и белковых соединенийСинтез ферментовСинтез гормоновДекарбоксилирование аминокислот и

Внутриклеточный протеолизТотальный протеолиз:Распад собственных белков происходит в лизосомах под действием катепсинов.

Метаболические превращения АК (катаболизм)Аминокислота теряет α-аминогруппу в результате двух типов реакций:

Реакции прямого дезаминированияДезаминирование: реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего

Дезаминирование (продолжение)2. Неокислительное дезаминирование: (АК серин, треонин, цистеин → пируват –

Непрямое дезаминированиеНепрямое дезаминирование проходит в 2 стадии:1. Реакция трансаминирования (интенсивно протекают

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий

Ферменты трансаминированияПо названию субстрата:Аланин – аланинаминотрансфераза (АЛТ) + 2-оксоглутарат → глутамат

Коэффициент де Ритиса Соотношение активностей ACT/АЛТ называют "коэффициент де Ритиса". В

Примеры реакций трансаминирования:

Кислоты, катаболиз которых приводит к образованию пирувата называются гликогенными (синтез глюкозы

Ферменты аминотрансферазы функционируют в процессах катаболизма. При участии трансаминаз из α-кетокислот

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит в печени в матриксе митохондрий

Непрямое дезаминирования цикла ИМФ-АМФВ мозге и мышцах фермента глутаматдегидрогеназы недостаточно, и

В результате работы аминотрансфераз аминный азот многих аминокислот переходит в состав

Образование аммиакаЧасть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на

Основные источники образования аммиака:Дезаминирование аминокислотРаспад биогенных аминовРаспад азотистых оснований.

Источники аммиака в организме

Пути обезвреживания аммиакаСинтез мочевины: в печени в матриксе митохондрий (1-я и

Синтез карбамоилфосфата

орнитиновый цикл мочевинообразования

Адольф Кребс Ханс английский биохимик немецкого происхождения, удостоенный в 1953 (совместно

Орнитиновый цикл в печени выполняет следующие функции: Большая часть образовавшегося аммиака

(Продолжение)Образованный фумарат возвращается в матрикс митохондрий и включается в цикл трикарбоновых

Регуляция синтеза мочевиныВ качестве главного регулятора синтеза выступает количество аммиака. При

(Продолжение регуляции синтеза мочевины)Увеличение скорости распада белка, избыток белкового питания и

Обезвреживание аммиака2. Одной из основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является

Из центральной нервной системы аммиак выводится не только в составе глутамина,

Свободный аммиак, связывая протоны превращается в ион аммония (NH4+), что делает

Обезвреживание аммиака (продолжение)Повышение концентрации аммиака м.б. за счет избытка белковых продуктов,

Нарушение синтеза мочевиныСвязано с недостаточностью количества или активности ферментов синтеза. Это

ГипераммониемияПовышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает

Обезвреживание аммиака

Похожие презентации

Вопросы лекции:
Пути распада аминокислот в тканях и использование продуктов распада в

Судьба всосавшихся аминокислот
Синтез белка и белковых соединений
Синтез ферментов
Синтез гормонов
Декарбоксилирование аминокислот и

Внутриклеточный протеолиз
Тотальный протеолиз:
Распад собственных белков происходит в лизосомах под действием катепсинов.

Метаболические превращения АК (катаболизм)
Аминокислота теряет α-аминогруппу в результате двух типов реакций:

Реакции прямого дезаминирования
Дезаминирование: реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего

Дезаминирование (продолжение)
2. Неокислительное дезаминирование:
(АК серин, треонин, цистеин → пируват –

Непрямое дезаминирование
Непрямое дезаминирование проходит в
2 стадии:
1. Реакция трансаминирования (интенсивно протекают

Ферменты трансаминирования
По названию субстрата:
Аланин – аланинаминотрансфераза (АЛТ) +
2-оксоглутарат → глутамат

Коэффициент де Ритиса
Соотношение активностей ACT/АЛТ называют "коэффициент де Ритиса".
В

Непрямое дезаминирования цикла ИМФ-АМФ
В мозге и мышцах фермента глутаматдегидрогеназы недостаточно, и

Образование аммиака
Часть аммиака образуется в кишечнике в результате действия бактерий на

Основные источники образования аммиака:
Дезаминирование аминокислот
Распад биогенных аминов
Распад азотистых оснований.

Пути обезвреживания аммиака
Синтез мочевины: в печени в матриксе митохондрий
(1-я и

Орнитиновый цикл в печени выполняет следующие функции:
Большая часть образовавшегося аммиака

(Продолжение)
Образованный фумарат возвращается в матрикс митохондрий и включается в цикл трикарбоновых

Регуляция синтеза мочевины
В качестве главного регулятора синтеза выступает количество аммиака. При

(Продолжение регуляции синтеза мочевины)
Увеличение скорости распада белка, избыток белкового питания и

Обезвреживание аммиака
2. Одной из основной реакцией обезвреживания аммиака в тканях является

Обезвреживание аммиака (продолжение)
Повышение концентрации аммиака м.б. за счет избытка белковых продуктов,

Нарушение синтеза мочевины
Связано с недостаточностью количества или активности ферментов синтеза. Это

Гипераммониемия
Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону (вызывает