- •Введение в обмен веществ. Общий путь катаболизма. Биологическое окисление.
- •Основные вопросы лекции:
- •Обмен веществ в организме
- •Понятие о метаболизме (от греч. μεταβολή — превращение, изменение)
- •ВЗАИМОСВЯЗЬ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
- •Метаболизм представлен противоположными, но и взаимосвязанными процессами.
- •Биоэнергетика –
- •Аккумуляторы энергии в организме (макроэргические соединения)
- •Недостаток АТФ приводит к развитию гипоэнергетических состояний.
- •Значительная часть свободной энергии АТФ обусловлена взаимным электростатическим отталкиванием фосфатных остатков (одноименно заряженных).
- •Пути ресинтеза АТФ.
- •Пути ресинтеза АТФ.
- •Три этапа катаболизма питательных веществ обеспечивают организм энергией
- •I.Расщепление веществ в ЖКТ.
- •II . Специфические пути обмена протекают в цитоплазме клетки
- •Общий путь катаболизма (ОПК) –
- •Общий путь катаболизма протекает в митохондриях (размер 2 - 3 мкм в длину
- •Строение митохондрии.
- •Причины и последствия повреждений митохондрий
- •Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты (ПВК, пируват)
- •Окислительное декарбоксилирование ПВК
- •Пируватдегидрогеназный комплекс работает подобно конвейеру.
- •Схема реакций окислительного декарбоксилирования ПВК
- •Фриц Альберт Липман (Fritz Albert Lipmann) (1899 -1986) —
- •Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами.
- •Бери-бери — заболевание, возникающее вследствие недостатка в пище витамина В1.
- •Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами
- •Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами ( РР - ниацин, витамин B3)
- •Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами ( В5 - пантотеновая кислота )
- •Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами
- •Цитратный цикл, цикл лимонной кислоты, цикл трикарбоновых кислот (ЦТК),
- •ЦТК - центральный путь обмена веществ.
- •Химизм реакций ЦТК.
- •Химизм реакций ЦТК. 2 - 3 реакция
- •Химизм реакций ЦТК.
- •Химизм реакций ЦТК. 5 реакция:
- •Химизм реакций ЦТК. 6 реакция.
- •Химизм реакций ЦТК. 7 реакция:
- •Химизм реакций ЦТК. 8 реакция.
- •Функции ЦТК
- •Анаплеротические пути
- •Регуляция цикла трикарбоновых кислот
- •Энзимопатии в ЦТК встречаются очень редко.
- •Оксалоацетат
- •Оксалоацетат (щавелево-уксусная кислота, ЩУК)
- •Благодарю за внимание!
Окислительное декарбоксилирование ПВК
Первая реакция ОПК - реакция окислительного декарбоксилирования пирувата описывается следующим суммарным уравнением:
http://biokhimija.ru/ http://tri.by/Articles/2011/laktat_energy.aspx
Пируватдегидрогеназный комплекс работает подобно конвейеру.
ПДГ- комплекс находится на внутренней мембране митохондрий и соединен с ней со стороны матрикса.
В составе ПДГ- комплекса работает 3 фермента и 5 коферментов.
Фермент |
|
Кофермент |
Витамин |
Пируватдекарбоксилаза |
Е1 |
ТДФ |
В1 |
Дигидролипоилтрансацетилаза Е2 |
Липоамид |
Липоевая кислота |
|
|
|
HS - КоА |
Пантотеновая кислота |
Дигидролипоилдегидрогеназа |
Е3 |
ФАД |
В2 |
|
|
НАД |
РР |
Схема реакций окислительного декарбоксилирования ПВК
Значение процесса
1.Поставляет субстрат для цикла Кребса - ацетил–КоА.
2.Поставляет субстрат (водород) для дыхательной цепи - НАД-Н2.
Регуляция скорости процесса: Ингибиторы: АТФ, НАДН, ацетил–КоА. Органические соединения, содержащие мышьяк, являются ингибиторами, поскольку взаимодействуют с липоевой кислотой (SH- группами) и блокируют их работу
Активаторы: АДФ, НАД, HS-КоА.
Николаев А.Я. Биологическая химия.-М.:Медицинское информационное агентство.-2004
Фриц Альберт Липман (Fritz Albert Lipmann) (1899 -1986) —
немецко-американский биохимик. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1953 ) совместно с Х. А. Кребсом за открытие кофермента А.
Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами.
Тиамин (витамин B1; старое название — аневрин).
Тиаминпирофосфат (ТПФ) —кофермент пируватдекарбоксилазного и α-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов, а также транскетолазы.
Следствие дефицита В1 (недостаток кофермента ТДФ ):
-развитие гипоэнергетических состояний,
-накопление ПВК (ацидоз, токсический эффект), Проявление авитаминоза: полиневриты, болезнь бери-бери .
Потребность – 1,5-2 мг/сут
Бери-бери — заболевание, возникающее вследствие недостатка в пище витамина В1.
Системный недостаток тиамина является причиной развития ряда тяжёлых расстройств,
ведущее место в которых занимают поражения нервной системы. Характеризуется распространенным поражением периферических нервов (полиневрит) конечностей, наблюдаются резкое общее истощение, отмечается жировая и водяночная дистрофия миокарда; дегенеративные изменения в периферической нервной системе — распад аксонов нервных волокон и их миелиновых оболочек. Бери-бери преимущественно распространена
встранах Юго-Восточной Азии, Африки.
Одной из форм бери-бери, встречающейся преимущественно в развитых странах, является синдром Вернике-Корсакова, развивающийся при алкоголизме.
Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами
( В2, рибофлавин)
Биологическая роль определяется вхождением его производных флавинмононуклеотида (ФМН) и флавинадениндинуклеотида(ФАД) в
состав большого числа важнейших окислительно-восстановительных ферментов.
Проявлениями недостаточности В2 являются поражения слизистой оболочки губ
с вертикальными трещинами и слущиванием эпителия |
(хейлоз), |
изъязвления в углах рта, отёк и покраснение языка (глоссит) и др. |
|
Часто развиваются изменения со стороны органов зрения: васкуляризация роговой оболочки, конъюнктивит, кератит.
При авитаминозе имеют место анемия и нервные расстройства, проявляющиеся в мышечной слабости, болях в ногах и др.
Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами ( РР - ниацин, витамин B3)
Суточная потребность взрослого человека 15 — 20 мг.
Гиповитаминоз РР приводит к пеллагре — заболеванию, симптомами которого являются дерматит, диарея, деменция.
Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами ( В5 - пантотеновая кислота )
Пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA), принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ, который играет важную роль в процессах окисления и ацетилирования.
При недостатке развиваются дерматиты, депигментация и потеря волос, прекращение роста, истощение, изменения функций сердца, почек, ЖКТ.
Эффективность работы ПДГ-комплекса зависит от обеспеченности витаминами
(Липоевая кислота, альфа-липоевая кислота, витамин N)
Липоевая кислота —лекарственное средство из группы витаминоподобных веществ.
Является важным кофактором пируватдегидрогеназного и альфа-кетоглутаратдегидрогеназного комплексов (цикл Кребса). Обладает антиоксидантными свойствами.
Суточная потребность в витамине N по разным источникам составляет от 0,5 до 30 (50) мг.