Вопросы для самоподготовки по теме
Ферменты (энзимы). Понятие, химическая природа. Простые и сложные ферменты (определение, пример).
Проферменты (понятие, значение в функционировании клеток, переход в ферменты – пример).
Субстрат (понятие, роль) и названия ферментов (на чем основаны - примеры).
Коферменты (коэнзимы) – понятие, классификация по строению и функции. Характеристика коферментов (НАД, НАДФ, ФМН, ФАД, ТПФ, KoASH, ФП, липоевая кислота, гем и др.) по строению и роли в клетках организма.
Свойства ферментов (белково-коллоидные, влияние температуры, реакции среды, активаторов, ингибиторов, специфичность действия - понятие), роль в биологии и практике.
Активные центры простых и сложных энзимов (понятие, примеры). Каталитическая сила ферментов и единицы ее выражения.
Механизм действия ферментов в клетке (теории промежуточных соединений, адсорбционная, их сущность, примеры).
Классификация ферментов (на чем она основана?) и характеристика классов (оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы). Представители и схемы реакции в плане их действия.
Использование ферментов в животноводстве и ветеринарии.
Биоокисление (понятие, виды, современная теория). Схемы анаэробного и аэробного окисления, примеры процессов и роль.
Окислительное фосфолирирование и свободное окисление (понятие, роль в клетках и организме, переключение и регуляция).
АТФ – важнейший макроэрг клеток (его строение, образование, роль). Другие макроэрги (пример).
Значение энергетических процессов для организма.
Химия и обмен углеводов
При изучении углеводов надо в первую очередь разобраться в их строении и классификации.
Изучение углеводного обмена надо начинать с гидролиза сложных углеводов в пищеварительном тракте. Вспомните, что под действием амилазы слюны большие молекулы крахмала распадаются с образованием сложной смеси декстринов и очень незначительной части дисахарида мальтозы. Под действием кишечного и поджелудочного соков, содержащих ферменты амилазу, мальтазу, инвертазу, лактазу, сложные углеводы распадаются в тонком отделе кишечника до простых сахаров – глюкозы, фруктозы и галактозы. Моносахариды подвергаются фосфорилированию и изомеризуются в фосфат глюкозы. Последняя дефосфорилиризуется и поступает в кровь.
Концентрация глюкозы в крови удерживается на определенном уровне (3 – 4 ммоль/л), что возможно благодаря действию гормонов-антогонистов: инсулина и адреналина. Инсулин – гормон поджелудочной железы – способствует синтезу гликогена из глюкозы, а адреналин – гормон мозгового вещества надпочечников – способствует расщеплению гликогена до глюкозы. Избыток глюкозы, поступившей из крови в печень и мышцы, подвергается фосфорилированию с участием фермента гексокиназы и АТФ.
Следует отметить, что глюкоза распадается до конечных продуктов различными путями. Описание анаэробного распада дано в учебниках под разными названиями: анаэробный гликолиз, спиртовое брожение, анаэробный распад углеводов в тканях животных (гликогенолиз). Использование в животноводстве молочнокислого, спиртового и других гликолизов, сведения об аэробном распаде глюкозы включены в учебнике под заголовками: аэробный распад продуктов гликолиза, обмен пировиноградной кислоты, цикл трикарбоновых кислот. Исключительно важна энергетическая сторона распада углеводов.
Анаэробная фаза распада углеводов в тканях.
В анаэробных условиях распад углеводов начинается либо с фосфоролиза гликогена (гликогенолиз), либо с фосфорилирования свободной глюкозы (гликолиз). В том и другом случае образуется глюкоза-6-фосфат, которая превращается затем в 1,6-дифосфат фруктозы.
Молекула 1,6-дифосфата фруктозы расщепляется на две молекулы фосфоглицеринового альдегида, который окисляется до двух молекул фосфоглицериновой кислоты.
Большое количество реакций анаэробной фазы разбейте на пять этапов. Таким образом, первый этап заканчивается образованием дифосфат глюкозы.
Второй этап характеризуется распадом 1,6-дифосфат фруктозы при участии фермента альдолазы на две фосфотриозы – фосфодиоксиацетон и фосфоглицериновый альдегид.
Таким образом, на втором этапе образуется две молекулы фосфоглицеринового альдегида.
Третий этап сопровождается окислением двух молекул фосфоглицеринового альдегида в две молекулы фосфоглицериновой кислоты. Окисление происходит при участии дегидрогеназы фосфоглицеринового альдегида. Фермент присоединяется к фосфоглицериновому альдегиду HS–группой активного центра (глутатиона). Образовавшееся комплексное соединение подвергается оксидоредукции, т.е. два атома водорода от фосфоглицеринового альдегида переходят к коферменту дегидрогеназы – НАД (никотинамидадениндинуклеотид). Энергия окисления превращается в энергию макроэргических связей. Комплекс фосфоглицериновой кислоты с дегидрогеназой распадается при участии фосфорной кислоты. В последующем активный остаток фосфорной кислоты переносится на АДФ с образованием АТФ и 3- фосфоглицериновой кислоты. Сказанное можно пояснить следующей схемой:
Напишите эти реакции с участием ферментов. Обратите внимание, что энергия, выделяемая при анаэробном распаде, накапливается в макроэргических связях аднозинтрифосфата и креатинфосфата.