Белки - 4. Обмен сложных белков. Нуклеопротеиды

Содержание

Слайд 2

Содержание: 1.Переваривание и всасывание нуклеопротеидов 2.Метаболизм пуринов и пиримидинов 3.Репликация ДНК,

Содержание:
1.Переваривание и всасывание нуклеопротеидов
2.Метаболизм пуринов и пиримидинов
3.Репликация ДНК, стадии.Альтернативный сплайсинг.
4. Регуляция

экспрессии генов иммуноглобулинов.
5.Патология обмена азотистых оснований и НК
Слайд 3

Сложные белки- нуклеопротеиды содержат в своем составе нуклеиновые кислоты и белок.

Сложные белки- нуклеопротеиды содержат в своем составе нуклеиновые кислоты и

белок.
Рибонуклеопротеидами являются рибосомы, содержащие в своем составе молекулу РНК и белок.
Слайд 4

Дезоксирибонуклеопротеид представляет собой хроматин, в котором молекула ДНК связывает между собой гистоны


Дезоксирибонуклеопротеид представляет собой хроматин, в котором молекула ДНК связывает

между собой гистоны
Слайд 5

Слайд 6

Переваривание и всасывание нуклеопротеидов Как известно, большая часть нуклеиновых кислот в

Переваривание и всасывание нуклеопротеидов

Как известно, большая часть нуклеиновых кислот в клетке

связана с белком в форме нуклеопротеиновых. компонентов
Слайд 7

Поступающие с пищей нуклеопротеины разрушается панкреатическими ферментами, а нуклеопротеины ткани -

Поступающие с пищей нуклеопротеины разрушается панкреатическими ферментами, а нуклеопротеины ткани -

лизосомальными ферментами. Вначале происходит диссоциация компонентов нуклеопротеинов на белки и нуклеиновые кислоты.
Слайд 8

Этому способствует кислая среда желудка. Белки затем включаются в обмен вместе

Этому способствует кислая среда желудка. Белки затем включаются в обмен

вместе с другими белками пищи, а нуклеиновые кислоты гидролизуются нуклеазами сока поджелудочной железы (РНКазами и ДНКазами), с образованием смеси полинуклеотидов. Далее в процесс включаются полинуклеотидазы и фосфодиэстеразы (эндонуклеазы) кишечника. Они довершают гидролиз нуклеиновых кислот до мононуклеотидов.
Слайд 9

В кишечнике, как правило, образуются 3'-фосфат нуклеотиды, а под влиянием лизосомальных

В кишечнике, как правило, образуются 3'-фосфат нуклеотиды, а под влиянием лизосомальных

полинуклеотидаз образуются биологически важные 5'- фосфат нуклеотиды. Нуклеотиды гидролизуются нуклеотидазами, с образованием нуклеозидов и Фн.
Слайд 10

Нуклеозиды, которые обычно рассматриваются как конечный продукт переваривания нуклеиновых кислот в кишечнике, всасываются.


Нуклеозиды, которые обычно рассматриваются как конечный продукт переваривания нуклеиновых

кислот в кишечнике, всасываются.
Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

В клетках некоторых тканей, в том числе и клетках кишечника, нуклеозиды

В клетках некоторых тканей, в том числе и клетках кишечника,

нуклеозиды подвергаются фосфоролизу нуклеозид фосфорилазами, с образованием оснований и рибозы 1-Ф (или дезоксирибозы 1-P).
Слайд 14

Рибоза 1-Ф и рибоза 5-Ф в цитозоле находятся в равновесии и

Рибоза 1-Ф и рибоза 5-Ф в цитозоле находятся в равновесии

и могут быть вновь использованы для синтеза нуклеотидов или вступают в неокислительную часть пенозофосфатного пути.
Слайд 15

Пуриновые и пиримидиновые основания также или распадаются далее до конечных продуктов

Пуриновые и пиримидиновые основания также или распадаются далее до конечных

продуктов или используются повторно для синтеза нуклеотидов.
Слайд 16

В клетке существует интенсивно обмениваемый пул рибонуклеотидов и РНК. Молекулы ДНК

В клетке существует интенсивно обмениваемый пул рибонуклеотидов и РНК. Молекулы

ДНК и пул дезоксирибонуклеотидов обменивается значительно медленнее.
Слайд 17

Тканевые пурины и пиримидины, которые не попадают в пути повторного использования,

Тканевые пурины и пиримидины, которые не попадают в пути повторного

использования, обычно распадаются и продукты их распада выделяются.
Слайд 18

Используется лишь очень небольшое количество пищевых пуринов, а основная масса поступивших с пищей пуринов распадается.

Используется лишь очень небольшое количество пищевых пуринов, а основная масса поступивших

с пищей пуринов распадается.
Слайд 19

Катаболизм пуринов и пиримидинов не сопровождается значительным высвобождением энергии в сравнении

Катаболизм пуринов и пиримидинов не сопровождается значительным высвобождением энергии в сравнении

с обменом аминокислот, однако некоторые продукты распада выполняют определенные физиологические функции,
Слайд 20

например, конечный продукт катаболизма пуринов у человека мочевая кислота, может служить

например, конечный продукт катаболизма пуринов у человека мочевая кислота, может

служить антиоксидантом, продукт катаболизма пиримидина, b– аланин используется в
синтезе активных пептидов мозга и мышц
Слайд 21

Метаболизм пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов


Метаболизм пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

Слайд 22

Одно из важных направлений использования аминокислотного фонда клеток - синтез пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов.

Одно из важных направлений использования аминокислотного фонда клеток - синтез

пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов.
Слайд 23

Нуклеотиды выполняют ряд важных функций в клетке. Они являются источниками энергии,

Нуклеотиды выполняют ряд важных функций в клетке.
Они являются

источниками энергии,
Слайд 24

ATP - наиболее известный и обычно используемый источник энергии для многих процессов.


ATP - наиболее известный и обычно используемый источник энергии для

многих процессов.
Слайд 25

ГТФ используется в синтезе белкак, глюкозы, а также в некоторых других реакциях.

ГТФ используется в синтезе белкак, глюкозы, а также в некоторых других

реакциях.
Слайд 26

УТФ - источник энергии для активирования глюкозы и галактозы, а ЦТФ

УТФ - источник энергии для активирования глюкозы и галактозы, а ЦТФ

- для реакций с участием липидов.
Слайд 27

AMФ - часть структуры некоторых коферментов (НАД+ , НАДФ+ , кофермента A).

AMФ - часть структуры некоторых коферментов (НАД+ , НАДФ+ ,

кофермента A).
Слайд 28

И, конечно, нуклеотиды – основные структурные элементы нуклеиновых кислот и субстраты для синтеза.

И, конечно, нуклеотиды – основные структурные элементы нуклеиновых кислот и

субстраты для синтеза.
Слайд 29

Большинство клеток способно синтезировать нуклеотиды для удовлетворения своей потребности в них,

Большинство клеток способно синтезировать нуклеотиды для удовлетворения своей потребности в

них, и поэтому поступления нуклеотидов, нуклеозидов, или азотистых оснований с пищей не требуются.
Слайд 30

В дополнение к способности синтезировать нуклеотиды de novo, многие клетки обладают

В дополнение к способности синтезировать нуклеотиды de novo, многие клетки

обладают возможностями использования продуктов распада нуклеиновых кислот, таких как нуклеозиды или свободные основания для синтеза нуклеотидов.
Слайд 31

Генетические дефекты некоторых ферментов этого пути проявляются в форме заболеваний нервной системы и суставов.

Генетические дефекты некоторых ферментов этого пути проявляются в форме заболеваний

нервной системы и суставов.
Слайд 32

Многие производные нуклеотидов нашли применение в медицинской практике для подавления роста

Многие производные нуклеотидов нашли применение в медицинской практике для подавления

роста опухолевых клето к, лечения СПИДа, подагры
Слайд 33

Слайд 34

De novo синтез пуриновых и пиримидиновых рибонуклеотидов

De novo синтез пуриновых и пиримидиновых рибонуклеотидов

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Слайд 39

Нуклеотиды- это наиболее сложные метаболиты. Их биосинтез требует много времени и

Нуклеотиды- это наиболее сложные метаболиты. Их биосинтез требует много времени и

затрат энергии. Поэтому они могут разрушаться не полностью, и в основном снова участвуют в биосинтезе. Это относится к пуриновым основаниям-аденину и гуанину.
Слайд 40

В организме человека около 90 % пуриновых оснований снова превращается в нуклеозидмонофосфаты, связываясь с Фосфорибозилдифосфатом (PRPF).

В организме человека около 90 % пуриновых оснований снова превращается в

нуклеозидмонофосфаты, связываясь с Фосфорибозилдифосфатом (PRPF).
Слайд 41

Путь « спасения»- повторное включение пуринов Аденин + фосфорибозилдифосфат(ФРДФ)----? АМФ +

Путь « спасения»- повторное включение пуринов
Аденин + фосфорибозилдифосфат(ФРДФ)----?
АМФ +

Н4Р2О7
Гуанин + ФРДФ--?АМФ + Н4Р2О7 Гипоксантин + ФРДФ---?
ИМФ+ Н4Р2О7
Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Деградация пуринов В организме человека пурины распадаются до мочевой кислоты и

Деградация пуринов

В организме человека пурины распадаются до мочевой кислоты и

в такой форме выводятся с мочой. Пуриновое кольцо при этом остается незатронутым.
Слайд 45

ГМФ распадается в две стадии до гуанозина, а затем до гуанина.

ГМФ распадается в две стадии до гуанозина, а затем до

гуанина. Гуанин дезаминируется, образуя другое пуриновое кольцо - ксантин
Слайд 46

АМФ дезаминируется, образуя ИМФ, далее гипоксантин. Один и тот же фермент-

АМФ дезаминируется, образуя ИМФ, далее гипоксантин. Один и тот же

фермент- ксантиноксидаза, превращает гипоксантин в ксантин, а последний в мочевую кислоту.
Слайд 47

На каждой стадии реакций в субстрат вводится оксогруппа окислением молекулярным кислородом.

На каждой стадии реакций в субстрат вводится оксогруппа окислением молекулярным

кислородом. Другим продуктом реакций является токсичная перекись водорода, которая удаляется пероксидазами.
Слайд 48

Слайд 49

Расщепление пуринов у человека заканчивается на стадии образования мочевой кислоты. М.К. очень плохо растворима в воде.

Расщепление пуринов у человека заканчивается на стадии образования мочевой кислоты. М.К.

очень плохо растворима в воде.
Слайд 50

При ее избыточных количествах или нарушении катаболизма, концентрация ее в крови

При ее избыточных количествах или нарушении катаболизма, концентрация ее в крови

увеличивается, и как следствие происходит отложение кристаллов кислоты в органах. Отложение м.к. в суставах является причиной сильных болей при подагре.
Слайд 51

В большинстве случаев гиперурикемия связана с нарушением выведения мочевой кислоты почками.

В большинстве случаев гиперурикемия связана с нарушением выведения мочевой кислоты

почками. Неблагоприятным фактором является высокое содержание пуринов в пище ( мясная диета).
Слайд 52

Для лечения гиперурикемии применяют аллопуринол ( структурный аналог м.к.) -ингибитор ксантиноксидазы.

Для лечения гиперурикемии применяют аллопуринол ( структурный аналог м.к.) -ингибитор ксантиноксидазы.

Слайд 53

Патохимия пуринового обмена


Патохимия пуринового обмена

Слайд 54

Подагра-хроническое заболевание на фоне гиперурикемии и острых приступов артрита -частичная потеря активности фермента-GGFRT-гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы.

Подагра-хроническое заболевание на фоне гиперурикемии и острых приступов артрита -частичная

потеря активности фермента-GGFRT-гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы.
Слайд 55

При синдроме Леха-Нихана- полная потеря активности GGFRT. Комбинированный иммунодефицит (Т и

При синдроме Леха-Нихана- полная потеря активности GGFRT.
Комбинированный иммунодефицит (Т и

В клетки), гипоурикемия, дезоксиаденозинурия- происходит потеря активности фермента -аденозиндезаминазы
Слайд 56

Дефект аденозиндезаминазы выявляется во многих тканях, но патологические последствия развиваются главным образом в лимфоцитах.

Дефект аденозиндезаминазы выявляется во многих тканях, но патологические последствия развиваются

главным образом в лимфоцитах.
Слайд 57

Недоразвиты тимус и лимфатические узлы. Торможение р-ций дезаминирования увеличивает конц. аденозина и дезоксиаденозина

Недоразвиты тимус и лимфатические узлы. Торможение р-ций дезаминирования увеличивает конц.

аденозина и дезоксиаденозина
Слайд 58

Дефект аденозиндезаминазы выявляется во многих тканях, но патологические последствия развиваются главным образом в лимфоцитах.

Дефект аденозиндезаминазы выявляется во многих тканях, но патологические последствия развиваются главным

образом в лимфоцитах.
Слайд 59

Недоразвиты тимус и лимфатические узлы. Торможение р-ций дезаминирования увеличивает конц. аденозина и дезоксиаденозина.

Недоразвиты тимус и лимфатические узлы. Торможение р-ций дезаминирования увеличивает конц. аденозина

и дезоксиаденозина.
Слайд 60

Последний и особенно dATF токсичны для лимфоцитов, вызывают угнетение активности рибонуклеотидредуктазы

Последний и особенно dATF токсичны для лимфоцитов, вызывают угнетение активности рибонуклеотидредуктазы

и уменьшение синтеза dNTF и DNK
Слайд 61

Распад пуринов и перекисные процессы Генерация активных форм кислорода при ишемии-реперфузии

Распад пуринов и перекисные процессы

Генерация активных форм кислорода при ишемии-реперфузии

Слайд 62

Ишемия. Распад АТФ до гипоксантина прекращение кровотока (ишемия) сопровождается гипоксией; распад

Ишемия. Распад АТФ до гипоксантина

прекращение кровотока (ишемия) сопровождается гипоксией;
распад АТФ

начинает преобладать над его синтезом:

АТФ

АДФ

АМФ

ИМФ

Гипоксантин

аденилатдезаминаза

нуклеозидфосфорилаза

Слайд 63

Повреждение тканей при ишемии-реперфузии СОД Каталаза Миелопероксидаза Fe2+ Эндотелиальные клетки

Повреждение тканей при ишемии-реперфузии

СОД

Каталаза

Миелопероксидаза

Fe2+

Эндотелиальные клетки

Слайд 64

Реперфузия. Окисление гипоксантина до мочевой кислоты После восстановления кровотока (реперфузия) в

Реперфузия. Окисление гипоксантина до мочевой кислоты

После восстановления кровотока (реперфузия) в ткани

начинает поступать кислород;
окисление гипоксантина до мочевой кислоты сопровождается образованием активных форм кислорода:

Гипоксантин

Ксантин

Мочевая кислота

H2O+O2

H2O2

ксантиноксидаза

H2O+O2

H2O2

ксантиноксидаза

Слайд 65

Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов

Биосинтез пиримидиновых
нуклеотидов

Слайд 66

Центральным промежуточным продуктом биосинтеза предшественников НК является мононуклеотид уридинмонофосфат- УМФ. Путь

Центральным промежуточным продуктом биосинтеза предшественников НК является мононуклеотид уридинмонофосфат- УМФ.
Путь

синтеза пиримидиновых оснований отличается от пуриновых оснований
Слайд 67

Непосредственным предшественником при синтезе пиримидиновых колец является карбомоилфосфат, который образуется из Глу и НСО3- и аспартата.

Непосредственным предшественником при синтезе пиримидиновых колец является карбомоилфосфат, который образуется из

Глу и НСО3- и аспартата.
Слайд 68

Слайд 69

Слайд 70

Реакции 1,2,3 протекают в цитоплазме и катализируются одним полифункциональным ферментом (

Реакции 1,2,3 протекают в цитоплазме и катализируются одним полифункциональным ферментом

( имеющим 3 АЦ). На 4- стадии дигидрооротат окисляется FMN-зависимой дегидрогеназой в оротат, который связывается с ФРПФ (FRPF), образуя оротидиловую кислоту.
Слайд 71

Последняя декарбоксилируется тем же ферментом, образуя УМФ. Т.о. 6 катализирующих активных

Последняя декарбоксилируется тем же ферментом, образуя УМФ.
Т.о. 6 катализирующих

активных центров кодируются только тремя структурными генами.
Слайд 72

Биосинтез пиримидиновых оснований протекает сложнее, чем пуриновых оснований. На основе УМФ

Биосинтез пиримидиновых оснований протекает сложнее, чем пуриновых оснований. На основе

УМФ образуются другие пиримидиновые кольца.
УМФ + АТФ + ГЛН -? ЦМФ + АДФ + Н3РО4.
Слайд 73

Биосинтез дезоксирибонуклеотидов 2′- дезоксирибоза –структурный элемент ДНК, не синтезируется в виде

Биосинтез дезоксирибонуклеотидов

2′- дезоксирибоза –структурный элемент ДНК, не синтезируется в виде свободного

схара., а образуется на стадии дифосфата при восстановлении рибонуклеозиддифосфатов. Это сложный процесс в котором участвует несколько белков. Восстановительные эквиваленты поставляет NADFH, они проходят через ряд О/В реакций. Основные ферменты на этом пути-рибонуклеотидредуктаза и тиреоредоксинредуктаза, восстанавливающие сульфгидрильные группы, а также тимидилатсинтетаза.
Слайд 74

Слайд 75

Слайд 76

дУМФ+ Метилен-Н4-фолат ----? дТМФ+Н2-фолат ( фермент- тимидилатсинтетаза)

дУМФ+ Метилен-Н4-фолат ----?
дТМФ+Н2-фолат ( фермент- тимидилатсинтетаза)

Слайд 77

Синтез дезоксирибонуклеотидов в покоящихся клетках практически не происходит и активируется на стадиях клеточного цикла, предшествующих делению.

Синтез дезоксирибонуклеотидов в покоящихся клетках практически не происходит и активируется на

стадиях клеточного цикла, предшествующих делению.


Слайд 78

Ингибиторы синтеза дезоксирибонуклеотидов делают невозможной репликацию ДНК и деление клетки: на

Ингибиторы синтеза дезоксирибонуклеотидов делают невозможной репликацию ДНК и деление клетки: на

этом основано применение ингибиторов РНК-нуклеотидредуктаза и тимидилатсинтетаза для лечения злокачественных опухолей.
Слайд 79

5-фторурацил- структурный аналог тимидиловой кислоты, ингибирует фермент и блокирует биосинтез ДНК.

5-фторурацил- структурный аналог тимидиловой кислоты, ингибирует фермент и блокирует биосинтез ДНК.

Слайд 80

Однако на опухолевые ткани они действуют сильнее, поскольку раковые клетки отличаются

Однако на опухолевые ткани они действуют сильнее, поскольку раковые клетки отличаются

значительно большей скоростью пролиферации, а значит и большей потребностью в дезоксирибонуклеотидах.
Слайд 81

Слайд 82