Обогощение твердого сырья 3 страница

60. Структура и биологическое значение нуклеиновых кислот. уклеиновые кислоты в живых организмах выполняют ряд важных биологических функций: обеспечивают хранение и передачу наследственной информации, непосредственно участвуют в механизмах реализации этой информации путем программирования синтеза всех клеточных белков. Структурные единицы нуклеиновых кислот выполняют функции кофакторов в синтезе коферментов, аллостерических эффекторов, принимая тем самым непосредственное участие в обмене веществ, а также в аккумулировании, переносе и трансформировании энергии. Структурной единицей полинуклеотидных цепей ДНК и РНК являются мононуклеотиды (или нуклеотиды), которые состоят из трех компонентов: азотистого основания, углевода - пентозы и фосфорной кислоты. В состав ДНК входят азотистые основания - аденин, гуанин, цитозин, тимин, в качестве углеводного компонента - 2-дезокси-Э-рибоза и фосфорная кислота. Химический состав РНК - аденин, гуанин, цитозин, урацил, D-рибоза, фосфорная кислота. Существует 3 вида передачи наследственной информации: 1) ДНК  ДНК – репликация; 2) ДНК  РНК – транскрипция и 3) РНК  белок – трансляция. ДНК является макромолекулой, которая переносит генетическую информацию от поколения к поколению. Репликация - процесс передачи генетической информации от ДНК к ДНК. Протекает в S-фазу клеточного цикла. Репликация происходит полуконсервативным способом (цепи материнской молекулы ДНК расходятся и каждая служит матрицей для синтеза новой комплементарной последовательности. Две образовавшиеся двуспиральные молекулы ДНК, каждая из которых состоит из одной родительской и одной вновь синтезированной комплементарной цепи, распределяются между двумя дочерними клетками. Каждая из дочерних клеток получают информацию, идентичную той, которой обладала родительская клетка). Условия, необходимые для репликации 1. Матрица, которой является неспаренная цепь ДНК. 2.Субстраты синтеза, которыми являются дезоксинуклеозидтрифосфаты (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, ТТФ). 3. Ферменты и белковые факторы, участвующие в синтезе ДНК: 1) ДНК-полимеразы I и III (у прокариот), которые участвуют в образовании 3',5'-фосфодиэфирных связей и обладают 3'5' и 5'3' экзонуклеазными активностями; 2) rep-белок (хеликаза) – расплетает двойную спираль ДНК; 3)ДНК-связывающий белок – стабилизирует расплетенные одноцепочечные участки ДНК и повышает активность хеликазы 4) ДНК-гираза (топоизомераза II) вводит отрицательные супервитки в ДНК, выполняя функцию шарнира при продвижении репликационных вилок; 5) праймаза (ДНК-зависимая РНК-полимераза) синтезирует РНК-затравку (праймер); 6) dnaB-белок, определяющий возможность праймазе инициировать синтез фрагмента РНК – праймера; 7) ДНК-лигаза - соединяет концы фрагментов ДНК. Все ферменты и белковые факторы, участвующие в репликации, образуют макромолекулярный комплекс, называемый реплисомой. Различают 3 стадии репликации: инициации, элонгации и терминации. Стадия инициации 1. Репликация ДНК начинается одновременно во многих точках, которые называются точками инициации. 2. К точкам инициации присоединяются ферменты хеликазы которые расплетают короткие участки ДНК. На разделение каждой пары оснований расходуется энергия гидролиза двух молекул АТФ. 3. Как только небольшой участок ДНК оказывается расплетенным, к каждой из разделившихся цепей прочно присоединяются несколько молекул ДНК-связывающего белка, которые препятствуют образованию комплементарных пар и обратному восстановлению цепей. Стадия элонгации 1. К 3’-ОН группе праймера присоединяется ДНК-полимераза III которая по принципу комплементарности синтезирует дочернюю цепь ДНК в направлении 5’3’. Точность синтеза определяется тем, что феpмент ДНК-полимераза III катализирует образование фосфодиэфирной связи только в том случае, если основание предыдущего нуклеотида комплементарно соответствующему основанию матрицы. Если не произошло образование водородных связей между присоединенным нуклеотидом и матрицей, фермент возвращается, вырезает неправильный нуклеотид с 3'-конца цепи за счет экзонуклеазной активности, после чего ДНК-полимеpаза продолжает присоединять правильные нуклеотиды в направлении 5'*3'. В pезультате достигается высокая точность матричного синтеза. Если направление синтеза дочерней цепи ДНК и направление движения репликативной вилки совпадают, то цепь синтезируется непрерывно и называется лидирующей. 2. Если направление синтеза ДНК и движение репликативной вилки не совпадают – цепь синтезируется фрагментами и называется запаздывающей. Фрагменты, синтезиpованные в запаздывающей цепи, называются фрагментами Рейджи Оказаки. 3. После завеpшения синтеза фpагмента Оказаки РНК-затpавка (пpаймеp) удаляется нуклеотид за нуклеотидом с помощью 5'*3' экзонуклеазной активности ДНК-полимеpазы I. По мере отщепления рибонуклеотидных мономеров каждый из них замещается на соответствующий дезоксирибонуклеотид в ходе полимеpазной pеакции, осуществляемой ДНК-полимеpазой I (пpи этом в качестве затpавки используется 3'-конец пpедыдущего фpагмента Оказаки). Новый фрагмент Оказаки присоединяется к отстающей цепи ДНК с помощью феpмента ДНК-лигазы. Источником энергии для этой pеакции у эукаpиот служит АТФ. ДНК-лигаза не может соединить две молекулы одноцепочечной ДНК. Цепи ДНК, соединяемые ДНК-лигазой, должны быть частью двухцепочечной молекулы ДНК. Теpминация синтеза ДНК наступает вследствие исчеpпания матpицы. Репликационные пузыри сливаются, молекулы дочерней цепи ДНК сшиваются ДНК-лигазой и на каждой матpице обpазуется дочеpняя цепь ДНК.Для репликации генома человека необходимо около 8 ч. На концах хромосом эукариот находятся специальные повторяющиеся последовательности ДНК, которую называют теломерной ДНК Транскрипция Синтез РНК на матрице ДНК называется транскрипцией. Последовательность рибонуклеотидов в молекуле РНК комплементарна последовательности дезоксирибонуклеотидов одной из цепи ДНК. Та из двух цепей ДНК, по которой непосредственно идет транскрипция РНК-молекул, называется кодирующей цепью. Другую цепь называют некодирующей цепью соответствующего гена. Единицей транскрипции является оперон (у прокариот) и транскриптон (у эукариот). По функциональному признаку в опероне выделяют регуляторные и структурные области:1) промотор - место инициации транскрипции, к которому присоединяется фермент РНК-полимераза; 2) ген-оператор (или акцепторная зона у эукариот) - место связывания регуляторных белков, например, белка-репрессора; 3) структурные гены, включающие информативные участки - экзоны и неинформативные участки - интроны; 4) терминатор - последовательность нуклеотидов, сигнализирующая о завершении транскрипции.1. В области промотора у прокариот находятся богатые АТ-парами последовательности. 2. У эукариот функциональная организация промотора намного сложнее за счет добавления регуляторных блоков: блок регуляции скорости транскрипции - энхансерные участки (усиливать), сайленсерные участки (заглушать). Регуляторны гены могут располагаться перед транскрибируемым геном, за ним, внутри него или в другой хромосоме. 3. Терминацию синтеза РНК вызывают длинные блоки АТ-последовательностей нуклеотидов в ДНК - терминатор (стоп-сигнал);. Факторы, необходимые для транскрипции 1. Матрица, которой является неспаренная цепь ДНК. 2.Субстраты. Для синтеза РНК необходимы четыре типа рибонуклеозидтрифосфатов: АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ. Разрыв макроэргической связи между α и β-остатками фосфорной кислоты обеспечивает процесс синтеза энергией. 3.Транскрипция происходит с участием фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы, которая состоит из 5 субъединиц Механизм транскрипции Синтез РНК включает 3 стадии: инициации, элонгации и терминации. 1. На стадии инициации РНК-полимераза с помощью -субъединицы через серию случайных актов ассоциации-диссоциации находит промотор и происходит присоединение всей молекулы РНК-полимеразы. После синтеза цепочки РНК примерно из 8 рибонуклеотидов -субъединица отделяется от холофермента и присоединяется к другой молекуле РНК-полимеразы. Синтезируемые цепи РНК имеют на 5’-конце обычно остаток ГТФ или АТФ. Новообразованная цепь РНК имеет трифосфатную группу на 5’-конце и свободную ОН-группу на 3’-конце. 2. На стадии элонгации РНК полимераза синтезирует цепь РНК в направлении 5’3’ антипараллельно матричной цепи ДНК. В ходе транскрипции новосинтезированная цепь РНК временно образует короткие отрезки гибридной спирали ДНК-РНК. По мере того, как расплетается очередной участок ДНК, транскрибированный участок восстанавливает свою двуспиральную конформацию. 3.Сигнал терминации синтеза молекулы РНК представляет собой определенную последовательность нуклеотидов, расположенную в рамках кодирующей цепи ДНК. Этот сигнал распознается терминирующим белком - -фактором. После терминации синтеза данной цепи РНК кор-фермент отделяется от ДНК-матрицы и, связавшись с новой молекулой -фактора, может узнавать соответствующие промоторные участки и приступать к синтезу новой молекулы РНК. Одну и ту же кодирующую цепь могут одновременно считывать несколько молекул РНК-полимеразы, но процесс отрегулирован таким образом, что в каждый данный момент каждая молекула транскрибирует различные участки ДНК. В результате транскрипции образуются три типа предшественников РНК (первичные транскрипты): предшественник мРНК, или гетерогенная ядерная РНК, предшественники рРНК. образование функционально активных молекул РНК называется процессингом и продолжается после завершения транскрипции. Процессинг включает в себя: вырезание неинформативных участков, сшивание информативных участков (сплайсинг) и модификацию 5’ и 3’-концов РНК. Обратная транскрипция Некоторые онкогенные РНК-содержащие вирусы животных, имеют Zn2+-содержащий фермент РНК-зависимую ДНК-полимеразу, часто называемой обратной транскриптазой или ревертазой.

Обратной транскриптазе приписывают 3 вида ферментативной активности: 1) РНК-зависимой ДНК-полимеразной (строит по матрице РНК дочернюю цепь ДНК); 2) рибонуклеазной (обеспечивает удаление цепи РНК); 3) ДНК-зависимой ДНК-полимеразной (строит на матрице комплементарной ДНК вторую цепь ДНК).После того как такой вирус попадает в клетку-хозяина, этот фермент способен катализировать синтез так называемой комплементарной ДНК (кДНК), для которой вирусная РНК играет при этом роль матрицы. В результате образуется гибридная молекула. На втором этапе происходит разрушение исходной вирусной РНК из комплекса гибридной молекулы под действием обратной транскриптазы. Наконец, на третьем этапе на матрице цепи ДНК комплементарно синтезируются новые цепи ДНК. В результате образуется ДНК, которые содержит гены, обусловливающие рак; эта ДНК часто встраивается в геном эукариотической клетки хозяина, где она может в течение многих поколений оставаться в скрытом, т.е. неэкспрессируемом состоянии. Генетическая информация, хранящаяся в ДНК, передается на РНК. Биосинтез белка или полипептида на матрице РНК называется трансляцией. Внутриклеточный компонент, в котором сходятся и взаимодействуют все элементы механизма трансляции белка, называется рибосомой. Множество рибосом могут одновременно транслировать одну и ту же цепь мРНК, образуя полисомы (полирибосомы).

57. Микросомальное окисление - совокупность реакций первой фазы биотрансформации ксенобиотиков и эндогенных соединений, катализирующихся ферментными системами мембран эндоплазматического ретикулума гепатоцитов при участии цитохрома Р-450. При дифференциальном центрифугировании эндоплазматический ретикулум оказывается в микросомальной фракции, поэтому эти реакции получили название микросомальных, а соответствующие ферменты - микросомальных оксигеназ. Суть реакций заключается в гидроксилировании вещества типа R-H с использованием одного атома молекулы кислорода О2, второй атом соединяется с протонами водорода H+ с образованием воды. Донором протонов водорода является восстановленный NADPH + H+. Таким образом, меняется структура исходного вещества, а значит и его свойства, причём они могут как угнетаться, так и наоборот, усиливаться. Гидроксилирование позволяет перейти процессу обезвреживания ко второй фазе — реакциям конъюгации, в ходе которых к созданной функциональной группе будут присоединяться другие молекулы эндогенного происхождения. Уравнение реакции: RH + O2 + NADPH + H+ → ROH + H2O + NADP+. общие сведения Основной внутренний источник опасности для клеточного гомеостаза анаэробных огранизмов - это интермидиаты, участвующие в передаче кислорода, и продукты, образованные в результате метаболизма кислорода. Анаэробные организмы в процессе эволюции выработали хорошо отрегулированные механизмы для нейтрализации окислительных эффектов кислорода и его активных метаболитов. Эти самоподдерживающиеся защитные компоненты называют "антиокислительными системами защиты". Наш организм ежесекундно подвергается губительному действию свободных радикалов — активных частиц с неразделенной химической связью, которые вступают в реакции с различными молекулами организма и повреждают их. Некоторая их часть поступает из вне, другая часть образуется в результате химических процессов, протекающих в клетках. Антиоксидантная система организма очень сложна и состоит из нескольких систем: Ферменты. Ферменты — это специфические белки, которые участвуют в биохимических реакциях и способствуют превращению одних веществ, в другие. Ферменты антиоксидантной системы направлены на превращение свободных радикалов в безопасные для клетки соединения. Основными ферментами-антиоксидантами являются супероксиддисмутаза, каталаза и пероксидаза. Супероксиддисмутаз а. Фермент, нейтрализующий активные формы кислорода путем превращения их в перекись водорода. Супероксиддисмутаза содержится во всех клетках организма, потребляющих кислород. Каталаза. Этот фермент также содержится практически во всех органах и тканях. Особенно им богаты печень, почки и эритроциты. Каталаза препятствует накоплению в клетках большого количества перекиси водорода, образующейся при действии супероксиддисмутазы. Она превращает активный пероксид водорода в нейтральные соединения: воду и кислород. Пероксидаза. Фермент имеет тот же механизм действия, что и каталаза (превращение перекиси водорода), но обладает несколькими особенностями. Например, пероксидаза может нейтрализовать ионы хлора, брома, йода, превращая их в нейтральные молекулы этих же веществ, что обеспечивает клеткам дополнительную защиту от бактерий. Фермент содержится в клетках печени, почек и в нейтрофильных лейкоцитах. Жирорастворимые антиоксиданты. К этой группе относятся вещества, которые встраиваются в клеточные мембраны и прерывают цепи радикальных реакций, принимая «удар» свободных радикалов на себя.

Витамин E (альфа-токоферол) — наиболее важный жирорастворимый антиоксидант мембран. Его действие направлено на прерывание процессов свободнорадикального окисления и связывание только что образовавшихся радикалов. В процессе реакций витамин сам превращается в радикал, который, реагируя с другим радикалом, образует нейтральное соединение. Витамин A и бета-каротин. Антиоксидантные свойства этого витамина обусловлены его участием в обмене серосодержащих соединений, речь о которых пойдет ниже. Также витамин А способствует поддержанию нормального состояния мембран. Коэнзим Q (убихинон). Это вещество содержится в мембранах митохондрий — органелл, которые обеспечивают «поставки» энергии в клетках. Убихинон нейтрализует фенольные и перекисные радикалы, а также «страхует» витамин E в защите от перекисного окисления мембран: вначале реакции прерывает витамин E, а когда он заканчивается, его роль берет на себя убихинон. Водорастворимые антиоксиданты. Эти вещества проявляют свою активность во внутриклеточной и межклеточной жидкости. Аскорбиновая кислота (витамин C). Очень мощный антиоксидант. Помимо самостоятельной нейтрализации свободных радикалов, витамин C положительно влияет на работу витамина E, глутатиона и бета-каротина.Серосодержащие соединения. Сюда относятся некоторые аминокислоты (цистеин, цистин, метионин), но основным представителем этой группы является глутатион. Его действие обеспечивается работой трех ферментов: глутатионпероксидазы, глутатиоредуктазы и глутатионтрансферазы. При помощи фермента глутатионпероксидазы, глутатион превращает перекись в воду. Структура самого глутатиона при этом изменяется: он отдает атом водорода. Восстанавливается его первоначальное строение при помощи фермента глутатионредуктазы.Следует отметить, также, и женские половые гормоны (эстрогены). Они легко проникают в клеточные мембраны и защищают их от свободных радикалов. Отмечено, что высокая радикальная активность наблюдается именно в те периоды менструального цикла, когда содержание эстрогенов снижено.Как видно из вышесказанного, значительную часть антиоксидантной системы организма составляют витамины и ферменты..Синтез мочевины. Аммиак тем или иным путем поступивший в печень или образовавшийся в гепатоцитах вступает в цикл мочевинообразования открытый в 1932 г. Синтез мочевины начинается с образования в митохондриях печени карбомоилфосфата. Вторая реакция мочевинообразования протекает так же в митохондриях Образуется аминокислота - цитрулин. Дальнейшие реакции мочевинообразования протекают в цитозоле. В следующей реакции участвует цитрулин и аспартат (фермент - аргининосукцинатсинт етаза). В этой реакции участвуют цитрулин и аспартат. Реакция эгнергозависимая. В ходе реакции происходит расщепление АТФ до АМФ и пирофосфата и образуется аргининоянтарная кислота или аргининосукцинат. От куда клетки находят аспартат? Аспартат образуется в ходе реакций трансаминирования из оксалоацетата - промежуточного продукта цикла Кребса, который подвергается реакции взаимодействия с глутоматом и образуется аспартат. Дальше в ходе следующего процесса происходит лиазная реакция (лиазное расщепление -расщепление не гидролитическим путем) Происходит расщепление и в итоге образуется аминокислота аргинин и отщепляется остаток в виде фумаровой кислоты. фумаровая кислота - промежуточный продукт цикла Кребса, присоединяя воду превращается в малат, малат дегидрируется и превращается в оксалоацетат, а оксалоацетат за счет трансаминирования может превращаться в аспартат, который поставляет один атом азота. Последняя реакция мочевинообразования катализируемая ферментом обладающим абсолютной специфичностью аргиниза. Происходит расщепление аргинина, образуется полный амид угольной кислоты получивший название иочевина и регенирирует орнитин. В ходе следующей реакции арнитин вновь вступая в реакцию взаимодействия с карбомоилфосфататом может давать цитрулин и дальнейшей повторение реакций приводит к увеличению синтезированной мочевины. Суммарное уравнение мочевинообразования. СОг + ВД, + аспартат + ЗАТФ + 2НгО -» мочевина + фумарат + 2АДФ + АМФ + 4Н3РО4, Источникам углерода в мочевине является несомненно углекислый газ. Один атом азот происходит из аммиака, а второй атом азота по происхождению из аспартата. На синтез 1 молекулы мочевины клетка затрачивает 4 макроэргических эквивалента. В норме концентрация мочевины в крови составляет величину 3,3-8,3 млмоль/л. Суточное выделение мочевины из организма составляет 20-35 гр. Фермент аргиназа как и аргинин присутствует и в других тканях например головной мозг, почки, кожа.

56. Макроэргические молекулы (макроэрги) — биологические молекулы, которые способны накапливать и передавать энергию в ходе реакции. При гидролизе одной из связей высвобождается более 20 кДж/моль. По химическому строению макроэрги — чаще всего ангидриды фосфорной и карбоновых кислот, а также слабых кислот, какими являются тиолы и енолы К макроэргическим соединениям относятся аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ), а также пирофосфат (H4P2O7), полифосфаты (полимеры метафосфорной кислоты — (НРО3)n * Н2О) и ряд других соединений. Самое важное макроэргическое соединение — АТФ. Используя энергию, заключенную в макроэргических связях АТФ, при действии ферментов, переносящих фосфатные группы, можно получить другие макроэргические соединения, например, ГТФ (гуанозинтрифосфорная кислота), ФЕП (фосфоенолпировиноградная кислота) и др. Образуется АТФ в процессах биологического окисления и при фотосинтезе. Макроэргические соединения. Их роль в клетке Любой организм постоянно совершает работу: синтез молекул, входящих в состав его клеток, поглощение извне необходимых ему веществ и выброс различных шлаков; многие организмы способны также к перемещению в пространстве, активному восприятию внешнего мира и воздействию на него. Для совершения любой работы требуется энергия. Способ получения энергии связан с типом питания, по которому группы организмов делят на автотрофов и гетеротрофов. При всех типах энергетического обмена энергия запасается в живой клетке в виде макроэргических соединений. В клетке постоянно происходит метаболизм. Метаболизмом называется вся совокупность химических реакций в клетке. Метаболизм представляет собой высококоординированную и целенаправленную клеточную активность, обеспечиваемую участием многих мультиферментных систем.

Макроэргические соединения – органические соединения живых клеток, содержащие богатые энергией, или макроэргические связи. Эти соединения образуются в результате фото- и хемосинтеза и биологического окисления. К ним относятся, например, вещества, при гидролизе которых высвобождается энергии в 2—4 раза больше, чем при гидролизе других веществ. К макроэргическим соединениям относятся аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ), а также пирофосфат (H4P2O7), полифосфаты (полимеры метафосфорной кислоты — (НРО3)n * Н2О) и ряд других соединений. Самое важное макроэргическое соединение — АТФ. Используя энергию, заключенную в макроэргических связях АТФ, при действии ферментов, переносящих фосфатные группы, можно получить другие макроэргические соединения, например, ГТФ (гуанозинтрифосфорная кислота), ФЕП (фосфоенолпировиноградная кислота) и др. Образуется АТФ в процессах биологического окисления и при фотосинтезе. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) - нуклеотид, образованный аденозином и тремя остатками фосфорной кислоты. Во всех живых организмах выполняет роль универсального аккумулятора и переносчика энергии. Аденозиндифосфат (АДФ) – нуклеотид, образованный аденозоном и двумя остатками фосфорной кислоты. Участвует в энергетическом обмене живых организмов. АДФ получает энергию путем дефосфорилирование фосфоэнолпировиноградной кислоты под действием фермента трансфосфорилазы, которая переносит макроэргическую связь с кислоты на АДФ. Уридиндифосфорная кислота (УДФ) и ее производные принимают участие во взаимопревращении углеводов. Субстратное фосфорилирование — процесс образования АТФ, не связанный с мембранами. В этом случае АТФ образуется За счет того, что фосфатная группа перемещается от фосфорилированного соединения (субстрата) к АДФ (например, образование АТФ при гликолизе).

Окисление биологическое — совокупность окислительно-восстановительных реакций, протекающих в биологических объектах. Под процессом окисления понимают потерю веществом электронов или электронов и протонов одновременно (потерю водородных атомов) или присоединение кислорода. Реакции противоположного направления характеризуют процесс восстановления. Восстановителями называют вещества, теряющие электроны, окислителями — вещества, приобретающие электроны. Окисление биологическое составляет основу тканевого, или клеточного, дыхания (процесса, в результате которого ткани и клетки поглощают кислород и выделяют углекислый газ и воду) — главного источника энергии для организма. Веществом, принимающим (акцептирующим) электроны, т. е. восстанавливающимся, является молекулярный кислород, превращающийся в анион кислорода O——. Водородные атомы, отщепляемые от органического вещества — субстрата окисления (SH2), превращаются при потере электронов в протоны или положительно заряженные катионы водорода:

SH2→S→2H; 2Н→2H+ + 2e: ½O2→О; О→2е→O——; 2H+ + O——→H2O+55 ккал. В результате реакции между катионами водорода и анионами кислорода образуется вода, а реакция сопровождается выделением значительного количества энергии на каждые 18 г воды). В качестве побочного продукта биологического окисления образуется углекислый газ. Некоторые из реакций О. б. приводят к образованию перекиси водорода, под влиянием каталазы распадающейся на H2O и O2. Поставщиками энергии в организме человека служат продукты питания — белки, жиры и углеводы. Однако эти вещества не могут служить субстратами О. б. Они предварительно подвергаются расщеплению в пищеварительном тракте, где из белков образуются аминокислоты, из жиров — жирные кислоты и глицерин, из сложных углеводов — моносахариды, в первую очередь гексозы. Все эти соединения всасываются и поступают (прямо или через лимфатическую систему) в кровь. Вместе с аналогичными веществами, образованными в органах и тканях, они составляют «метаболический фонд», из которого организм черпает материал для биосинтезов и для удовлетворения энергетических запросов. Главными субстратами О. б. являются продукты тканевого обмена аминокислот, углеводов и жиров, получившие название веществ «лимоннокислого цикла». К ним относятся кислоты: лимонная, цисаконитовая, изолимонная, щавелевоянтарная, α-кетоглютаровая, янтарная, фумаровая, яблочная, щавелевоуксусная. Пировиноградная кислота СН3—СО—СООН не входит непосредственно в лимоннокислый цикл, но играет в нем существенную роль, как и продукт ее декарбоксилирования — активная форма уксусной кислоты СН3СОКоА (ацетил-коэнзим А).Процессы, входящие в «лимоннокислый цикл» («цикл Кребса», «цикл трикарбоновых кислот»), протекают под действием ферментов, заключенных в клеточных органеллах, называемых митохондриями. Элементарный акт окисления любого вещества, входящего в лимоннокислый цикл,— это отнятие от этого вещества водорода, т. е. акт дегидрогенизации, обусловленный активностью соответствующего специфически действующего фермента дегидрогеназы

61. Липиды - это группа соединений, не растворимых в воде, но растворимых в органических растворителях (спирт, эфир и др.). Липиды делят на 2 группы: неомыляемые (не содержат жирных кислот) и омыляемые. К неомыляемым липидам относят стероиды, каротиноиды и терпеноиды (построены из изопреновых остатков).

Омыляемые липиды делят на простые и сложные. К простым липидам относят жиры - триацилглицеролы (резерв энергии) и воски - эфиры одноатомного спирта с жирной кислотой (кожное сало). Сложные липиды делят на фосфолипиды и гликолипиды. В зависимости от спирта фосфолипиды подразделяются на глицерофосфолипиды (фосфатидилхолин,фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол, плазмалогены (вместо одного остатка жирной кислоты включен ее альдегид) и сфингофосфолипиды (входят в состав мембран и липопротеинов). Гликолипиды делят на ганглиозиды - аминоспирт сфингозин, жирная кислота, гексозы, N-ацетилнейраминовая кислота (плазматические мембраны нервных и глиальных клеток, серое вещество); цереброзиды - аминоспирт сфингозин, жирная кислота, галактоза; сульфатиды - цереброзидсульфаты (миелиновые оболочки, белое вещество).

Функции липидов: 1) пластическая - липиды входят в состав мембран и определяют их свойства; 2) энергетическая - липиды служат энергетическим материалом для организма. При окислении 1 г жира выделяется 39 кДж моль энергии; 3) защитная - липиды предохраняют тело и органы от механического повреждения и сохраняют тепло; 4) регуляторная функция (эйкозаноиды, стероидные гормоны); 5) эмульгирование жиров (пищеварение), стабилизация липидсодержащих жидкостей (желчь) и транспорт гидрофобных молекул (мицеллы, липопротеины). С нарушениями обмена липидов связаны такие заболевания как атеросклероз, ожирение, желчно­каменная болезнь и др. 6) являются растворителем для жирорастворимых витаминов.

Окислительное расщепление жирных кислот (Бета-окисление). У млекопитающих окисление жирных кислот с энергетической целью происходит в печени, почках, скелетной и сердечной мышцах. Окисление жирных кислот происходит в митохондриях. В мозге, эритроцитах и мозговом слое надпочечников жирные кислоты не окисляются. В клетке окисление жирных кислот локализовано в матриксе митохондрий.

Процесс окисления условно делят на 3 этапа:1) активация жирных кислот в цитозоле и их транспорт в митохондрии; 2) сам процесс; 3) окисление образующегося ацетил-КоА ЦТК.

Синтез жирных кислот: 1) Жирные кислоты могут синтезироваться из углеводов пищи через пиру ват или из аминокислот (при их избыточном поступлении) и накапливаются в виде триацилглицеролов. 2) Основное место синтеза - печень. Кроме того, жирные кислоты синтезируются во многих тканях: печки, мозг, молочная железа, жировая ткань. 3) Ферменты синтеза локализованы в цитозоле клеток в отличие от ферментов окисления жирных кислот, которые находятся в митохондриях. 4) Синтез жирных кислот происходит из ацетил-КоА. 5) Для синтеза жирных кислот необходимы НАДФН, АТФ, Мn²⁺, биотин и СО₂.

Синтез жирных кислот происходит в 3 этапа: 1) транспорт ацетил-КоА из митохондрий в цитозоль; 2) образование малонил-КоА; 3) удлинение жирной кислоты на 2 атома углерода за счет малонил-КоА до образования пальмитиновой кислоты.

Синтез холесгерола: холестерол может поступать с пищей или синтезироваться. Синтез холестерола осуществляется в клетках почти всех органов к тканей, однако в значительных количествах - в печени 80%, в пищеварительном тракте - 10% и коже - 5%. За сутки в организме взрослого синтезируется около 500 мг холестерола. Ферменты, участвующие в синтезе холестерола локализованы в цитозоле и микросомальной фракции клеток. Синтез происходит из ацетил-КоА с затратой АТФ, Мg²⁺, НАДФН₂. В синтезе выделяют 5 стадий: 1. Синтез ГМГ-КоА. 2. Синтез мевалоната. 3. Синтез изопреновых единиц 4. Синтез сквалена. 5. Превращение сквалена в холестерол.

Дата добавления: 2015-06-28