Контрольные вопросы
1. Как происходит трансмембранная передача сигналов?
2. Какие соединения могут выступать в роли первичных мессенджеров, вторичных мессенджеров?
3. Охарактеризуйте основных участников и механизм действия аденилатциклазной мессенджерной системы.
4. Перечислите основные виды регуляции активности ферментов в клетке.
6. Введение в метаболизм
Метаболизм (от греч. «превращение, изменение») или обмен веществ - совокупность химических реакций, протекающих в живом организме, обеспечивающих его жизнедеятельность.
Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов.
Катаболизм - органические вещества превращаются в конечные продукты (СО2, Н2О, мочевина), при этом выделяется энергия (экзергонические реакции).
Органоиды катаболической системы – митохондрии, лизосомы, пероксисомы.
Анаболизм - реакции синтеза сложных полимеров, при которых, как правило, используется энергия (эндергонические реакции).
Органоиды анаболической системы – эндоплазматический ретикулум, рибосомы.
Метаболиты - продукты метаболизма каких-либо соединений.
Метаболические пути - последовательное превращений одних веществ в другие, одного метаболита - в другой.
В метаболическом пути обычно есть реакция, протекающая с меньшей скоростью, чем все остальные - это лимитирующая стадия (реакция). Она определяет общую скорость превращения исходного вещества в конечный продукт метаболической цепи.
Фермент, катализирующий лимитирующую реакцию, называется регуляторным.
Реакции метаболизма, в основном, обратимы - их направление определяется расходом или удалением продукта.
При неизменных условиях концентрация ряда метаболитов в клетках и внеклеточных жидкостях постоянна. При заболеваниях стационарные концентрации метаболитов специфически меняются. На этом основаны биохимические методы лабораторной диагностики болезней.
6.1. Общая схема катаболизма
I этап – гидролитический. Под воздействием гидролаз в пищеварительном тракте белки, жиры, углеводы распадаются на соответствующие мономеры.
II этап – специфические пути. Мономеры основных пищевых веществ при участии ферментов, специфичных для каждого класса веществ, превращаются в два метаболита - пировиноградную кислоту (ПВК) и ацетил-КоА. На этом этапе высвобождается 1/3 энергии питательных веществ.
Ацетил-КоА (ацетилкоэнзим А) - макроэргический продукт конденсации коэнзима А с уксусной кислотой. Коэнзим А находится в клетке в свободном состоянии и взаимодействует с ферментом в момент реакции вместе с субстратом.
После образования ПВК дальнейший путь распада веществ до СО2 и Н2О происходит одинаково в общем пути катаболизма.
III этап - общий путь катаболизма. Он включает два процесса:
1) окислительное декарбоксилирование ПВК;
2) цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), цитратный цикл).
В общем пути катаболизма образуются первичные доноры водорода для цепи переноса электронов, которые окисляются НАД+- или ФАД-зависимыми дегидрогеназами, передающими водород в дыхательную цепь.
Реакции общего пути катаболизма происходят в матриксе митохондрий, и восстановленные коферменты передают водород непосредственно на компоненты дыхательной цепи, расположенные во внутренней мембране митохондрий, где образуется АТФ.
На этом этапе высвобождается 2/3 энергии питательных веществ.
