Обмін складних білків

Июль 23, 2022

Главная
Химия
Обмін складних білків

Содержание

2. До складних відносяться білки, що складаються з білкової частини та небілкового компоненту (простетична група). За хімічним
3. Обмін нуклеопротеїнів. Ентеральний обмін. У шлунку: нуклеопротеїни (ДНП, РНП) + HCl → простий білок + нуклеїнова
4. Інші відділи тонкого кишечнику: Всмоктування: - ДНК: Аденін (А), Гуанін (Г), Цитозин (Ц), Тимін (Т), дезоксирибоза
6. Катаболізм нуклеопротеїнів В тканинах розпад нуклеопротеїнів відбувається аналогічно їх розпаду в шлунково-кишковому тракті, тільки здійснюється специфічними
7. Пентози, які в результаті катаболізму нуклеїнових кислот, окиснюються до СО2 і Н2О, а також використовуються для
8. Азотисті основи (пуринові і піримідинові) перетворюються в кінцеві продукти обміну, які виділяються з сечею. Піримідинові азотисті
9. Розпад пуринових азотистих основ
11. Сечова кислота є одним із нормальних компонентів сечі. За добу в організмі утворюється приблизно 1 грам
12. Функції сечової кислоти: 1. Є потужним стимулятором центральної нервової системи, бо інгібує фосфодиестеразу, яка є посередником
13. Сечова кислота дуже погано розчиняється у воді. При надлишковій кількості або порушенні катаболізму підвищується концентрація сечової
14. Розпад піримідинових азотистих основ
16. β-аланін зазвичай розпадається до CO2, H2O і NH3, але іноді може використовуватися для синтезу пептидів карнозину
18. Тимін розпадається подібно урацилу, але зберігається CH3-група і замість β-аланіну утворюється β-аміноізобутират (α-метил-β-аланін). Оскільки тимін зустрічається
19. СИНТЕЗ МОНОНУКЛЕОТИДОВ Для синтезу мононуклеотидів de novo необхідними є прості речовини: CO2 і рибозо-5-фосфат (продукт 1-го
20. ВІДМІННОСТІ В СИНТЕЗІ ПУРИНОВИХ І ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ: Особливістю синтезу пуринових нуклеотидів є те, що циклічна структура
21. Джерела синтезу пуринового кільця:
22. Існує 10 загальних і 2 специфічних стадії. В результаті загальних реакцій утворюється пуриновий мононуклеотид, який є
23. Пуринове кільце будується з СО2, аспарагінової кислоти, глутаміну, гліцину і серину. Ці речовини або повністю включаються
25. Далі з НМФ (нуклеотидмонофосфат) утворюються НДФ і НТФ за допомогою АТФ. Витрати АТФ на синтез нуклеотидів
26. Ферменти, що каталізують реакції реутилізації, є найбільш активними у клітинах, які швидко діляться (ембріональні тканини, червоний
27. Анаболізм нуклеопротеїнів Джерела синтезу піримідинового кільця:
28. СИНТЕЗ ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ Процес починається з утворення циклічної структури піримідинової азотистої основи, і тільки потім приєднується
30. Оротова кислота – перша азотиста основа на шляху синтезу піримідинів – загальний попередник інших піримідинів. Цитидинові
31. СИНТЕЗ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ З МОНОНУКЛЕОТИДІВ Нуклеїнові кислоти є полімерами. Тому їх синтез представляє собою ланцюг реакцій
32. В загальному процес має наступний вигляд: Утворюється 3’,5’-фосфодиефірний зв'язок. Пірофосфат (ФФ), який виділяється, розщеплюється пірофосфатазою.
34. Обмін хромопротеїнів Ентеральний обмін: У шлунку: гемоглобін + НСl → глобін + гем Гем + НСl
35. Будова гему
36. Будова гемоглобіну
37. Деградація гемоглобіну В організмі людини протягом 1 год. руйнується близько 100-200 млн еритроцитів. Розпад починається в
38. В подальшому білівердін відновлюється білівердінредуктазою до помаранчевого білірубіну. Ці зміни кольору легко можна спостерігати in vivo
39. Катаболізм гемоглобіну
40. Сполука білірубін це пігмент жовто-зеленого кольору, що утворюється після розпаду гемоглобіну.
41. Метаболізм білірубіну 1. Транспорт білірубіну кров'ю і надходження в паренхімальні клітини печінки. Так як він погано
42. 2. Детоксикація білірубіну в клітинах печінки. Після того як білірубін в печінці двічі кон’югується з активованою
43. Детоксикація білірубіну в печінці (кон’югація з глюкуроновою кислотою)
44. 3. Секреція білірубіну в жовч і виведення з організму. В кишечнику кон’югат білірубіну знову частково розщеплюється
45. Секреція білірубіну та виведення з організму
46. Жовтуха (істинна) – симптомокомплекс, який характеризується жовтушним забарвленням шкіри та слизових оболонок, обумовлений накопиченням в тканинах
47. Біосинтез гему
48. Біосинтез гему. δ-амінолевулинова кислота (АЛК) утворюється шляхом з'єднання гліцину і сукцинату. В цьому процесі приймає участь
49. Патології Відомо ряд захворювань, причинами яких є спадкові або набуті порушення порфіринового синтезу, так звані порфірії.
50. При порфіріях частими є також неврологічні порушення. Можливо, що в основі середньовічних легенд про людей-вампірів (дракул)
52. Скачать презентацию

Слайд 2

До складних відносяться білки, що складаються з білкової частини та небілкового

компоненту (простетична група).
За хімічним складом простетичної групи складні білки можна розділити на декілька класів:
Нуклеопротеїни
Хромопротеїни
Ліпопротеїни
Фосфопротеїни
Глікопротеїни
Металопротеїни

Слайд 3

Обмін нуклеопротеїнів. Ентеральний обмін.
У шлунку:
нуклеопротеїни (ДНП, РНП) + HCl → простий білок

+ нуклеїнова кислота (ДНК, РНК)
В 12-типалій кишці:

Слайд 4

Інші відділи тонкого кишечнику:
Всмоктування:
- ДНК: Аденін (А), Гуанін (Г), Цитозин

(Ц), Тимін (Т), дезоксирибоза і фосфатна кислота
- РНК: Аденін (А), Гуанін (Г), Цитозин (Ц), Урацил (У), рибоза і фосфатна кислота

Слайд 5

Слайд 6

Катаболізм нуклеопротеїнів
В тканинах розпад нуклеопротеїнів відбувається аналогічно їх розпаду в шлунково-кишковому

тракті, тільки здійснюється специфічними тканинними ферментами, локалізованими, в основному, в лізосомах: ДНК-аза, РНК-аза, нуклеотидази, нуклеозидази.

Слайд 7

Пентози, які в результаті катаболізму нуклеїнових кислот, окиснюються до СО2 і

Н2О, а також використовуються для синтезу нових нуклеотидів.
Фосфатна кислота застосовується для фосфорилування органічних сполук або виводиться з організму нирками і товстим відділом кишечнику.

Слайд 8

Азотисті основи (пуринові і піримідинові) перетворюються в кінцеві продукти обміну, які

виділяються з сечею.
Піримідинові азотисті основи підлягають остаточному розпаду до СО2, Н2О і NH3.
Пуринові азотисті основи зберігають циклічну структуру пурину. Кінцевий продукт у людини, людиноподібних мавп, свиней і птиці – сечова кислота, а у коней, собак і кролів вона окиснюється з розривом пуринового кільця і утворенням алантоїну.

Слайд 9

Розпад пуринових азотистих основ

Слайд 10

Слайд 11

Сечова кислота є одним із нормальних компонентів сечі. За добу в

організмі утворюється приблизно 1 грам сечової кислоти.
Сечова кислота виводиться з організму з сечею - це звичайний її компонент, але в нирках організму людини відбувається її інтенсивна реабсорбція.
Концентрація сечової кислоти в крові підтримується на постійному рівні (0,12-0,30 ммоль/л).

Слайд 12

Функції сечової кислоти:
1. Є потужним стимулятором центральної нервової системи, бо інгібує

фосфодиестеразу, яка є посередником дії гормонів адреналіну і норадреналіну. Сечова кислота пролонгує (подовжує) дію цих гормонів на ЦНС.
2. Має антиоксидантні властивості – здатна взаємодіяти з вільними радикалами.

Слайд 13

Сечова кислота дуже погано розчиняється у воді. При надлишковій кількості або

порушенні катаболізму підвищується концентрація сечової кислоти в крові (гіперурікемія) і відкладення її у вигляді кристалів в органах. Відкладення сечової кислоти в суглобах є причиною сильної болі при подагрі.
Інше захворювання, при якому кристали уратів відкладаються в нирковій лоханці або в сечовому міхурі, відоме як сечокам'яна хвороба.
У більшості випадків гіперурікемія пов'язана з порушенням виведення сечової кислоти нирками. Несприятливим фактором є високий вміст пуринів у їжі (наприклад, м'ясна дієта, кава).

Слайд 14

Розпад піримідинових азотистих основ

Слайд 15

Слайд 16

β-аланін зазвичай розпадається до CO2, H2O і NH3, але іноді

може використовуватися для синтезу пептидів карнозину і ансерину в м'язовій тканині.
У мікроорганізмів β-аланін використовується і для синтезу HS-КоА.
Кінцевим продуктом розпаду піримідинових азотистих основ можна вважати і сечовину, яка утворюється з амоніаку згідно відомого механізму.

Слайд 17

Слайд 18

Тимін розпадається подібно урацилу, але зберігається CH3-група і замість β-аланіну утворюється

β-аміноізобутират (α-метил-β-аланін). Оскільки тимін зустрічається тільки в ДНК, то за рівнем β-аміноізобутирату в сечі оцінюють інтенсивність розпаду ДНК.

Слайд 19

СИНТЕЗ МОНОНУКЛЕОТИДОВ
Для синтезу мононуклеотидів de novo необхідними є прості речовини: CO2

і рибозо-5-фосфат (продукт 1-го етапу ГМФ-шляху). Синтез відбувається з витратою АТФ. Окрім того, необхідні замінні амінокислоти, які синтезуються в організмі, тому навіть при повному голодуванні синтез нуклеїнових кислот відбувається.
РОЛЬ АМІНОКИСЛОТ У СИНТЕЗІ МОНОНУКЛЕОТИДІВ:
Аспарагін. Є донором амідної групи.
Аспарагінова кислота.
а) Є донором аміногрупи
б) Приймає участь в синтезі всією молекулою.
Гліцин
а) Є донором активного С1.
б) Бере участь в синтезі всією молекулою.
Серин. Є донором активного С1.

Слайд 20

ВІДМІННОСТІ В СИНТЕЗІ ПУРИНОВИХ І ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ:
Особливістю синтезу пуринових нуклеотидів є

те, що циклічна структура пуринової азотистої основи поступово добудовується на активній формі рибозо-фосфату (5-фосфорибозил-1-пірофосфат), як на матриці. При циклізації утворюється вже готовий пуриновий мононуклеотид.
При синтезі піримідинових мононуклеотидів спочатку утворюється циклічна структура піримідинової азотистої основи, яка в готовому вигляді переноситься на рибозу – на місце пірофосфату.

Слайд 21

Джерела синтезу пуринового кільця:

Слайд 22

Існує 10 загальних і 2 специфічних стадії.
В результаті загальних реакцій

утворюється пуриновий мононуклеотид, який є спільним попередником майбутніх АМФ і ГМФ – інозинмонофосфат (ІМФ).
ІМФ в якості азотистої основи містить гіпоксантин.

Слайд 23

Пуринове кільце будується з СО2, аспарагінової кислоти, глутаміну, гліцину і серину.

Ці речовини або повністю включаються в пуринову структуру, або передають для її побудови окремі групи.
Утворюється готовий ІМФ.
Потім відбуваються специфічні реакції, в результаті яких ІМФ перетворюється або в АМФ, або в ГМФ. При такому перетворенні в молекулі з'являється аміногрупа, причому у випадку перетворення в АМФ - на місці ОН-групи. При утворенні АМФ джерелом Нітрогену є аспарагінова кислота, а для утворення ГМФ необхідним є глутамін.

Слайд 24

Слайд 25

Далі з НМФ (нуклеотидмонофосфат) утворюються НДФ і НТФ за допомогою АТФ.

Витрати АТФ на синтез нуклеотидів de novo дуже великі. Цей спосіб синтезу є енергетично невигідним.
В деяких тканинах є альтернативний спосіб синтезу – реутилізація (повторне використання) пуринових азотистих основ, які утворилися при розпаді нуклеотидів.

Слайд 26

Ферменти, що каталізують реакції реутилізації, є найбільш активними у клітинах, які

швидко діляться (ембріональні тканини, червоний кістковий мозок, ракові клітини), а також у тканинах головного мозку.
У людини зустрічається генетичний дефект цього ферменту - “синдром Леша-Ніхана”.
Для таких хворих характерними є виражені морфологічні зміни в головному і кістковому мозку, розумова і фізична відсталість, агресія, аутоагресія.
У досліді на тваринах синдром аутоагресії моделюється шляхом згодовування їм кофеїну (пурину) у великих дозах, який пригнічує процес реутилізації гуаніну.

Слайд 27

Анаболізм нуклеопротеїнів Джерела синтезу піримідинового кільця:

Слайд 28

СИНТЕЗ ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ
Процес починається з утворення циклічної структури піримідинової азотистої основи,

і тільки потім приєднується рибозо-фосфат.
Перша реакція синтезу піримідинових монуклеотидів приводить до утворення карбамоїлфосфату. Одна з молекул АТФ є донором фосфату:

Слайд 29

Слайд 30

Оротова кислота – перша азотиста основа на шляху синтезу піримідинів –

загальний попередник інших піримідинів.
Цитидинові нуклеотиди утворюються тільки на основі трифосфатної форми.

Слайд 31

СИНТЕЗ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ З МОНОНУКЛЕОТИДІВ
Нуклеїнові кислоти є полімерами. Тому їх синтез

представляє собою ланцюг реакцій полімеризації мононуклеотидів. В результаті цих реакцій відбувається поступове подовження полінуклеотидного ланцюгу.
Субстратами для синтезу є мононуклеотиди у трифосфатній формі, вони ж є і джерелами енергії (містять макроергічні зв'язки). В процесі синтезу відщеплюється ФФ і відбувається вивільнення енергії.

Слайд 32

В загальному процес має наступний вигляд:
Утворюється 3’,5’-фосфодиефірний зв'язок. Пірофосфат (ФФ), який

виділяється, розщеплюється пірофосфатазою.

Слайд 33

Слайд 34

Обмін хромопротеїнів
Ентеральний обмін:
У шлунку: гемоглобін + НСl → глобін + гем
Гем

+ НСl → гематин (Fe3+)
В кишечнику: гематин → стеркобіліноген → стеркобілін (з каловими масами виводиться з організму)

Слайд 35

Будова гему

Слайд 36

Будова гемоглобіну

Слайд 37

Деградація гемоглобіну
В організмі людини протягом 1 год. руйнується близько 100-200 млн

еритроцитів. Розпад починається в мікросомальній фракції ретикуло-ендотеліальної системи [РЕС] клітин печінки, селезінки та кісткового мозку.
Після відділення білкової частини (глобіну) червоний гем розщеплюється гем-оксигеназою за допомогою кисню і НАДФН на іони Fe2+, СО (оксид Карбону!) і зелений білівердін.
Далі Ферум утилізується.

Слайд 38

В подальшому білівердін відновлюється білівердінредуктазою до помаранчевого білірубіну. Ці зміни кольору

легко можна спостерігати in vivo у вигляді синяків (при гематомах).

Слайд 39

Катаболізм гемоглобіну

Слайд 40

Сполука білірубін це пігмент жовто-зеленого кольору, що утворюється після розпаду гемоглобіну.

Слайд 41

Метаболізм білірубіну
1. Транспорт білірубіну кров'ю і надходження в паренхімальні клітини печінки.
Так

як він погано розчинний в плазмі, то транспорт здійснюється в комплексі з альбумінами.

Слайд 42

2. Детоксикація білірубіну в клітинах печінки.
Після того як білірубін в печінці

двічі кон’югується з активованою глюкуроновою кислотою, підвищується його водорозчинність. Утворення кон’югату каталізується УДФ-глюкуронозілтрансферазою — ферментом, який знаходиться в ЕР печінки, а також у незначній кількості в нирках і слизовій кишечнику.

Слайд 43

Детоксикація білірубіну в печінці (кон’югація з глюкуроновою кислотою)

Слайд 44

3. Секреція білірубіну в жовч і виведення з організму.
В кишечнику кон’югат

білірубіну знову частково розщеплюється бактеріальною β-глюкуронідазою.
Вільний білірубін поступово відновлюється до безбарвного уробіліногену та стеркобіліногену, які далі окиснюються киснем повітря до уробіліну та стеркобіліну. Ці кінцеві продукти метаболічної трансформації жовчних пігментів у кишечнику забарвлені в кольори від помаранчевого до жовтого. Вони виділяються в основному з калом, а менша частина резорбується (ентерогепатична циркуляція).
При інтенсивному процесі розпаду гему в сечі раптово з'являється уробіліноген, де він при окисненні киснем повітря темніє, перетворюючись в уробілін.

Слайд 45

Секреція білірубіну та виведення з організму

Слайд 46

Жовтуха (істинна) – симптомокомплекс, який характеризується жовтушним забарвленням шкіри та слизових

оболонок, обумовлений накопиченням в тканинах і крові білірубіну.

Істинна жовтуха може розвиватися в результаті трьох основних причин:
1) надмірного руйнування еритроцитів і підвищенного вироблення білірубіну – гемолітична або надпечінкова жовтуха;
2) порушення захоплення клітинами печінки білірубіну і зв'язування його з глюкуроновою кислотою – паренхіматозна або печінковоклітинна жовтуха;
3) наявність перешкоди до виділення білірубіну з жовчю в кишечник і зворотного всмоктування зв'язаного білірубіну в кров – механічна або підпечінкова жовтуха.

Слайд 47

Біосинтез гему

Слайд 48

Біосинтез гему.
δ-амінолевулинова кислота (АЛК) утворюється шляхом з'єднання гліцину і сукцинату.

В цьому процесі приймає участь піридоксальфосфат і АЛК-синтетаза. Реакція синтезу гему контролюється механізмом зворотного зв'язку. 2 молекули АЛК конденсуються в монопірольну форму порфобіліногену (ПБГ). 4 молекули ПБГ формують тетрапірольне кільце уропорфіріногену. Утворюються 2 ізомерні форми І і ІІІ. Здебільшого в синтезі гему бере участь ізомер ІІІ. Синтез гему включає утворення копропорфіріногену і протопорфіріногену з наступним приєднанням Fe+2

Слайд 49

Патології
Відомо ряд захворювань, причинами яких є спадкові або набуті порушення порфіринового

синтезу, так звані порфірії.
Більшість цих захворювань приводять до виділення попередників гему з калом або сечею, яка внаслідок цього може бути забарвлена в темно-червоний колір.
Також спостерігається відкладення порфіринів у шкірі. При дії світла це приводить до утворення важковиліковних пухирів.

Слайд 50

При порфіріях частими є також неврологічні порушення. Можливо, що в основі

середньовічних легенд про людей-вампірів (дракул) є дивна поведінка хворих порфіріями (світлобоязнь, незвична зовнішність та поведінка, вживання крові в їжу, що компенсує дефіцит гему і часто поліпшує стан при деяких формах порфірій).