Биополимеры важнейших биохимических процессов»

Лекция № 13

Гормоны желудочно-кишечного тракта.

Основная функция этих гормонов – стисуляция работы желудочно-кишечного тракта (ЖКГ).К ним относят – секретин, гастрин,мотилин, энтероглюкагон и др.

Гастрин синтезируется клетками слизистой желудка и представляет собой смесь 3-х молекулярных форм, отличающихся числом аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Первичная структура гастрина имеет следующий вид: Глицин-Глицин-Пролин-Триптофан-Метионин- Глутамат- Глутамат- Глутамат- Глутамат- Глутамат- Аланин-Тирозин- Глицин-Тирозин-Метионин-Аспарагин-Фенилаланин.(17 аминокисл. остатка) Биохимическая роль заключается в стимуляции выделения соляной кислоты из эпителиальных клеток желудка, кроме этого гастрин активирует секрецию пептидаз(ферментов гидролиза белков).

Секретин – пептид, содержащий 27 аминокислотных остатков, синтезируется в двенадцатиперстной кишке и тоже служит активатором секреции пептидаз.

Мотилин – состоит из 22 аминокислотных остатков, синтезируется в слизистой кишечника, выполняет сходные с секретином функции.

Биополимеры играют огромную роль в жизнедеятельности организма.

Множество физиологических процессов,происходящих в организме не обходятся без участия биополимеров. Остановимся на некоторых из них.

Порфирины – класс тетрапиррольных макероциклических лигандов, в основе которых лежит молекула порфина:

NH N

N HN

Ярким представителем порфиринов является гемоглобин ( от греч.-

- haimatos –кровь; от лат.-globus-шар). Гемоглобин по строению представляет собой тетрамерный белок, состоящий из 4-х субъединиц, каждая из которых состоит из гема и белковой части глобина, которая содержит около 574 остатков аминокислот. По химической структуре гемм представляет собой макроциклический комплекс железа (II) с протопорфирином.

(Строение гемоглобина и его производных см. в учебниках«Химия» С.А.Пузаков стр. 286 – 293; «Общая химия» Ю.А.Ерщов, В.А.Попков стр. 280-28, 199, 356). Молярная масса гемоглобина человека приблизительно равна 64500 г/моль. Гемоглобин составляет около 95% сухой массы эритроцитов. Концентрация гемоглобина у мужчин составляет от 13 до 18% от общей массы, а у женщин – от 12 до 16% от общей массы.

Миоглобин – мышечный белок, также является гемпротеином. Он содержит полипептидные цепи глобина, в состав которых входят 153 остатка аминокислот. Важная функция гемоглобина – перенос кислорода из легких к тканям и углекислого газа из тканей к легким:

Hb + O₂ Hb(O₂ )_n n= 1-4

оксигемоглобин

Mb + O₂ MbO₂

оксимиоглобин

Из-за низкой диэлектрической проницаемости среды внутри гемма при взаимодействии с mvjktrekzhysv кислородом степень окисления не меняется, наблюдается,так называемый, эффект «белковой защиты», т.е. глобин предохраняет железо со степенью окисления +2 от окисления.

Метгемоглобин- производное гемоглобина, где центр. Атомом является железо (+3). (структуру см. в учебнике «Химия» С.А.Пузаков стр. 331).

Карбоксигемоглобин прочнее оксигемоглобина, блокирует дыхательный центр. Образуется более прочный комплекс гемоглобина с СО по сравнению с комплексом гемоглобин-кислород, т.к. константа нестойкости карбоксигемоглобина в 300 раз меньше, чем константа нестойкости оксигемоглобина.

Схематично гем можно представить так:

Z

N N

Fe(2+)

Z может быть - O₂ или СО

N N

N

HC C C H

N

N CH₂ - глобин

Цитохромы – дыхательные ферменты белковой природы, простетической группой которых является гем. Они катализируют реакции переноса електронов в дыхательной цепи.(см. в учебниках «Химия» С.А.Пузаков стр. 217; «Общая химия» Ю.А.Ерщов, В.А.Попков стр. 280).

Важным физиологическим аспектом организма является иммунитет.

Иммунитет- обеспечение организмом собственной целостности при химическом воздействии на него.

Антитела(иммуноглобулины-Ig)- группа белков, синтезированных организмом в ответ на попадание в его внутреннюю среду чужеродного вещества.

Структурные особенности иммуноглобулинов:

Они представляют собой олигомерные белки.Известно около 10-ти групп различных антител.Структурную основу иммуноглобулинов составляют четыре полипептидные цепи, соединенные друг с другом с помощьбю дисульфидных мостиков. Две тяжелые цепи (цепи Н) имеют молекулярную массу около 50 000 и содержат от 450 до 700 аминокислотных остатков каждая, а две легкие цепи (цепи L) содержат около 200 аминокислотных остатков и имеют молярную массу порядка 25000.

NH₂ NH₂ NH₂ NH₂

S S S S S S

COOH COOH

L L

COOH COOH

H H

L - легкие (2 типа)

H – тяжелые (5 типов)

Антигены – вещества индуцирующие синтез антител. Антигены -вещества белковой структуры, полисахариды, полинуклеотиды, ферменты, токсины, яды змей, пауков, вирусы, бактерии.

Взаимодействие антиген-антитело отличается высокой специфичностью. Это обусловлено строгой комплементарностью между структурой активного центра антитела и структурой участка антигена. Если в структуре антигена, например, содержатся вещества, которые имеют в своем составе орто- и пара- изомеры, то по отношению к каждому из них синтезируются специфические антитела, не реагирующие с другими изомерами.

Интерфероны (IF) -- белки, синтезируемые клетками организма в ответ на проникновение в них вирусной инфекции.IF- участвуют в синтезе протеинкиназы, которая катализирует фосфорилирование белкового фактора трансляции – еIF2.

еIF2 + АТФ еIF2- ОРО₃ Н₂ + АДФ

Результат реакции – прекращение синтеза белка в клетке, находящиеся в клетке вирусы погибают.

Спид- синдром приобретенного иммунодефицита.

ВИЧ – вирус иммунного дефицита человека. Химический механизм ВИЧ недостаточно изучен, но по последним исследованиям можно сделать вывод, что Вич в своем геноме содержит 5 дополнительных участков, которые кодируют белки, оказывающие активирующие действие на белковый синтез. Летальный эффект ВИЧ вызван тем, что убивая специализированные Т-лимфоциты ООН повреждает иммунную систему, поскольку без этих клеток антитела не способны размножаться в ответ на проникновение в организм нового антигена.Следовательно, человек погибает от потери способности организма к иммунозащите от тех инфекций, которые сами по себе не смертельны.

Дата добавления: 2013-12-13