ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОХИМИЯ В ТАБЛИЦАХ, СХЕМАХ, ГРАФИКАХ
Составители: С.Д. Жамсаранова Ю.А. Капустина Н.А. Тыхеева Н.Б. Болданова
Улан– Удэ Издательство Бурятского госуниверситета
2009
1
УДК 577.1 Б 638
Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом
Бурятского госуниверситета
Рецензенты
С.Н. Лебедева, д-р. биол. наук, проф.
С.В. Жигжитжапова канд.биол. наук
Биохимия в таблицах схемах и графиках:
Б 638 учеб. пособие /сост. С.Д. Жамсаранова, Ю.А. Капустина, Н.А. Тыхеева, Н.Б. Болданова. – Улан-Удэ: Издательство Бурятского государственного университета, 2009. 106 с.
Данное пособие - это содержательный раздаточный материал, позволяющий оперативно получать наглядную информацию по центральным проблемам биохимии.
Пособие предназначено для студентов специальности 060101.65 – лечебное дело.
© С.Д. Жамсаранова, Ю.А. Капустина, Н.А. Тыхеева, Н.Б. Болданова, составление, 2009 © Бурятский госуниверситет, 2009
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
Список сокращений ……………………………………………… |
|
|
..…… |
…5 |
Строение и характеристика протеиногенных |
|
|
|
|
амнокислот |
|
|
|
7 |
Структура белков……………………………… |
………… |
.….….………. 10 |
|
|
Ферменты…… |
|
|
………....…14 |
|
Классификация ферментов………………… |
…… ……………………… |
|
|
.14 |
Коферменты и витамины, входящие в их состав…………………… |
|
|
.…15 |
|
Механизм действия ферментов…………………… |
……………….….…18 |
|
||
Ингибиторы ферментов……………………………………………… |
|
|
|
.…..22 |
Применение ферментов в медицине……………………………………..24 |
|
|
|
|
Энергетический обмен……………………………………… |
|
|
……… |
.….26 |
Митохондриальная цепь переноса электронов………………………….28 |
|
|
|
|
Биологическое значение цикла |
|
|
|
|
трикарбоновых кислот………………………………… |
…….…… |
…… |
…34 |
|
Гипоэнергетическое состояние……………………………… |
|
……… |
…...35 |
|
Связь общего пути катаболизма с цепью |
|
|
|
|
переноса электронов ……………………………………………………...36 |
|
|
|
|
Обмен и функции углеводов……………………… |
…….….…. ……....37 |
|
||
Транспорт глюкозы в клетки ……… |
……………………………… |
|
.…....39 |
|
Катаболизм глюкозы. ……….…………………………………..…… |
|
|
|
..…41 |
Гликогенез……… |
|
|
|
|
Гликогенолиз………………………………………………………………47 |
|
|
|
|
Глюконеогенез…………………………… |
………………………… |
|
…….49 |
|
Метаболизм фруктозы и галактозы…………………………………… |
|
|
…55 |
|
Обмен и функции ...............липидов………………………… |
………… |
|
|
57 |
Этапы расщепления липидов |
|
|
|
|
в пищеварительном тракте………………………………………….…… 60 |
|
|
|
|
Строение липопротеинов……………………………………………… |
|
|
|
. . 63 |
Катаболизм жирных кислот…………………………………………… |
|
|
…68 |
|
Реакции синтеза кетоновых тел…………………………………..…… |
|
|
....70 |
|
Биосинтез жирных кислот…………………………………………… |
|
|
|
…...71 |
Метаболизм холестерина и желчных кислот………………………… |
|
|
….76 |
|
Эйкозаноиды……………………………………………………………… |
|
|
|
.76 |
Трансмембранная ......................................................передача сигнала |
|
|
77 |
|
Структура нуклеиновых кислот……………………………………… |
|
|
.79 |
|
Репликация……………………………………… |
………………… |
|
….…..84 |
|
Репарация ошибок и повреждений ДНК……………………………… |
|
|
...86 |
|
Транскрипция. ……………………………………… |
………………… |
|
|
.…87 |
Трансляция…………………………………………………………… |
|
|
|
..….90 |
Ингибиторы матричных биосинтезов………………………… ………...91 |
|
|
|
|
Обмен аминокислот……………………………………… |
|
|
…… …… |
...… 93 |
|
3 |
|
|
|
Источники и способы обезвреживания аммиака |
|
в разных тканях……………………………………………………………97 |
|
Наследственные нарушения орнитинового цикла ……………………..99 |
|
Кето- и гликогенные аминокислоты…………………….…………… |
...100 |
Особенности метаболизма фенилаланина |
|
и тирозина в разных тканях………………………………….……… |
.…101 |
4
|
Список сокращений |
А |
-аденин |
АДФ |
-аденозиндифосфат |
Ала |
-аланин |
Альбумин-НЭЖК |
-альбумин-неэтерифицированные |
|
жирные кислоты |
цАМФ |
- циклический аденозинмонофосфат |
Арг |
- аргинин |
Асн |
- аспарагиновая кислота |
Асп |
- аспарагин |
АТФ |
- аденозинтрифосфат |
Вал |
- валин |
ВЖК |
- высшие жирные кислоты |
Г |
- гуанин |
Гал |
- галактоза |
ГДФ |
- гуанозиндифосфат |
Гис |
- гистидин |
ГК |
- гексокиназа |
Гли |
- глицин |
Глк |
- глюкоза |
Глн |
- глутамин |
Глу |
- глутаминовая кислота |
ГМГ-КоА |
- β-гидроксиметилглутарил-КоА |
ГМГ-КоА-редуктаза |
- β-гидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза |
ГТФ |
- гуанозинтрифосфат |
ДАГ |
- диацилглицерины |
ДНК |
- дезоксирибонуклеиновая кислота |
ДОФА |
- дигидроксифенилаланин |
ЖК |
- жирная кислота |
ЛВП |
- липопротеины высокой плотности |
Лей |
- лейцин |
Лиз |
- лизин |
ЛНП |
- липопротеины низкой плотности |
ЛОНП |
- липопротеины очень низкой плотности |
ЛП-липаза |
- липопротеинлипаза |
ЛХАТ |
- лецитинхолестеролацилтрансфераза |
Мет |
- метионин |
МАО |
- моноаминоксидаза |
НАД+ |
- никотинамидадениндинуклеотид |
НК |
- нуклеиновые кислоты |
ОМФ |
- оротидинмонофосфат |
|
5 |
Про |
- пролин |
РНК |
- рибонуклеиновая кислота |
мРНК |
- матричная РНК |
рРНК |
- рибосомальная РНК |
тРНК |
- транспортная РНК |
Сер |
- серин |
Т |
- Тимин |
ТАГ |
- Триацилглицерин |
ТАГ-липаза |
- триацилглицеролипаза |
Тир |
- тирозин |
ТГФК |
- тетрагидрофолиевая кислота (Н4-фолат) |
Три |
- триптофан |
У |
- урацил |
УДФ |
- уридиндифосфат |
УТФ |
- уридинтрифосфат |
ФАД |
- флавинадениндинуклеотид |
Фен |
- фенилаланин |
Фру |
- фруктоза |
ФФК |
- фосфофруктокиназа |
ХМ ост |
- хиломикроны остаточные |
Ц |
- цитозин |
ЦДФ |
- цитидиндифосфат |
ЦПЭ |
- цепь переноса электронов |
ЦТК |
- цикл трикарбоновых кислот |
Нb |
- гемоглобин |
НbА |
-нормальный гемоглобин взрослого |
|
человека |
Км |
- константа Михаэлиса |
VMAХ |
- максимальная скорость |
6
СТРОЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТЕИНОГЕННЫХ АМИНОКИСЛОТ
α
ΝН ─ СН ─ СООН
│
R
КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ ПО ИХ ХИМИЧЕСКОМУ СТРОЕНИЮ
Амино- |
Символы |
|
|
Константы |
|
|
||
кислоты |
|
|
М |
диссоциации |
ИЭТ |
|||
|
русск. |
лат. |
|
рК1 |
|
рК2 |
рК3 |
|
Глицин |
Гли |
Gly,G |
75 |
- |
|
- |
- |
5,97 |
Аланин |
Ала |
Ala,A |
89 |
2,39 |
|
9,69 |
- |
6,0 |
Валин |
Вал |
Val,V |
117 |
2,32 |
|
9,62 |
- |
6,0 |
Лейцин |
Лей |
Leu,L |
113 |
2,36 |
|
9,60 |
- |
6,0 |
Изолей- |
Иле |
Ile,I |
113 |
2,26 |
|
9,62 |
- |
5,9 |
цин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Серин |
Сер |
Ser,S |
105 |
2,21 |
|
9,35 |
- |
5,7 |
Треонин |
Тре |
Thr,T |
119 |
2,15 |
|
9,12 |
- |
5,6 |
Цистеин |
Цис |
Cys,C |
121 |
1,71 |
|
8,33 |
10,8 |
5,0 |
Метио- |
Мет |
Met,M |
149 |
2,28 |
|
9,21 |
- |
5,7 |
нин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Фенил- |
Фен |
Phe,F |
165 |
1,83 |
|
9,13 |
- |
5,3 |
аланин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тирозин |
Тир |
Tyr,Y |
181 |
2,2 |
|
9,11 |
10,1 |
5,7 |
Трипто- |
Три |
Trp,W |
204 |
2,38 |
|
9,30 |
- |
5,9 |
фан |
|
|
|
|
|
|
|
|
Пролин |
Про |
Pro,P |
115 |
1,99 |
|
10,0 |
- |
6,3 |
Аспара- |
Асн |
Asn, N |
132 |
2,19 |
|
9,11 |
- |
5,41 |
гин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Глутамин |
Глн |
Gln,Q |
146 |
1,98 |
|
9,10 |
- |
5,65 |
Гистидин |
Гис |
His,H |
155 |
1,78 |
|
5,97 |
8,97 |
7,6 |
Лизин |
Лиз |
Lys,K |
146 |
2,20 |
|
8,90 |
10,3 |
9,7 |
Аргинин |
Арг |
Arg,R |
174 |
2,18 |
|
9,09 |
13,2 |
10,9 |
Аспара- |
Асп |
Asp,D |
133 |
1,88 |
|
3,65 |
9,00 |
2,8 |
гиновая |
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
Глута- |
Глу |
Glu,E |
147 |
2,19 |
|
4,25 |
9,07 |
3,2 |
миновая |
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ, ОСНОВАННАЯ НА
ПОЛЯРНОСТИ БОКОВЫХ ЦЕПЕЙ
Боковые цепи неполярных аминокислот
Глицин (Gly,G) |
Аланин (Ala,A) |
|
Валин (Val,V) |
|
Пролин (Pro, P) |
|||||
│ |
|
|
│ |
|
│ |
|
|
СОО |
||
Н |
|
|
СН3 |
|
Н3С─СН |
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
СН |
||
|
|
|
|
|
СН3 |
|
|
⁄ |
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НN |
СН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н2С— СН2 |
|
Лейцин (Leu,L) |
|
|
Изолейцин (Ile, I) |
|
||||||
│ |
|
|
|
|
|
│ |
|
|||
СН2 |
|
|
Н3С─СН |
|
||||||
│ |
|
|
|
|
|
│ |
|
|||
Н3С─СН |
|
|
|
|
|
СН2 |
|
|||
│ |
|
|
|
|
|
│ |
|
|||
СН3 |
|
|
|
|
|
СН3 |
|
|||
Боковые цепи полярных, незаряженных аминокислот |
|
|||||||||
Серин (Ser,S) |
|
Цистеин (Cys, C) |
|
Метионин (Met, M) |
||||||
│ |
|
|
│ |
|
|
|
│ |
|
||
СН2 |
|
|
СН2 |
|
|
|
СН2 |
|
||
│ |
|
|
│ |
|
|
|
│ |
|
||
ОН |
|
|
SН |
|
|
|
СН2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СН3 |
|
Глутамин (Gln, Q) |
|
Аспарагин (Asn,N) |
|
|
Треонин (Thr, T) |
|||||
│ |
|
|
│ |
|
|
|
│ |
|
||
СН2 |
|
|
СН2 |
|
|
Н3С─СН |
|
|||
│ |
|
|
│ |
|
|
|
│ |
|
||
СН2 |
|
|
СОΝН2 |
|
|
|
ОН |
|
||
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СОΝН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Боковые цепи отрицательно заряженных аминокислот |
|
|||||||||
Глутаминовая кислота (Glu, E) |
|
Аспарагиновая кислота (Asp, D) |
||||||||
│ |
|
|
|
|
|
│ |
|
|||
СН2 |
|
|
|
|
|
СН2 |
|
|||
│ |
|
|
|
|
|
│ |
|
|||
СН2 |
|
|
|
|
|
СОО |
|
|||
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
СОО |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
Положительно заряженные
Лизин (Lys, K) |
|
Аргинин (Arg, R) |
|
|
Гистидин (His, H) |
|||||||||||||||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
||||||
|
СН2 |
|
|
|
|
СН2 |
|
|
|
|
|
|
|
СН2 |
|
|
||||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
||||||
|
СН2 |
|
|
|
|
СН2 |
|
|
|
|
HN |
|
CH |
|||||||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
СН2 |
|
|
|
|
СН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
CH |
|
|
|
N |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
СН2 |
|
|
|
|
ΝН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ΝН2 |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
/\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Н2Ν ΝН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Ароматические боковые цепи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Фенилаланин |
|
|
Тирозин |
|
|
|
|
Триптофан |
||||||||||||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
СН2 |
|
|
|
|
СН2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
│ |
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
│ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ОН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРЕ |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
α−АМИНОКИСЛОТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Цвиттер-ион |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
R |
|
CH |
|
COO– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
K1 |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Катион |
|
|
|
|
|
|
|
K3 |
|
|
Анион |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
R CH |
COOH |
|
|
|
|
|
|
R |
|
CH |
|
|
|
|
– |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
COO |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
+ |
|
|
|
Kz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
K2 |
|
|
|
|
|
K4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
R |
CH COOH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Кислая среда |
|
|
|
|
|
Щелочная |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нейтральная форма
Нейтральная
9
ПЕНТАПЕПТИД
|
|
O |
R2 |
|
|
H |
|
O |
R4 |
H |
O |
|||||||||||
N-Конец H2N |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
C |
C |
|
|
N |
|
C |
C |
N |
C |
|||||||||||||
C |
H |
|
|
N |
|
|
C |
CH |
|
|
N |
|
|
C |
CH OH С-Конец |
|||||||
R1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
R5 |
|||
|
|
H |
|
|
|
O |
|
|
H |
|
|
O |
R1, R2 и т.д. — боковые радикалы аминокислот. Пептидный остов молекулы выделен утолщенными линиями.
СТРУКТУРА БЕЛКОВ
Пептидные цеп и содержат десятки, сотни и тысячи аминокислотных остатков, соединенных прочными пептидными связями. За счет внутримолекулярных взаимодействий белки образуют определенную пространственную структуру, называемую «конформация белков». Различают 4 уровня структурной организации белков.
Первичная структура – это линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
Вторичная структура белков – это пространственная структура, образующаяся в результате взаимодействий между функциональными группами пептидного остова. При этом пептидная цепь может приобретать структуры двух типов: α-спирали и ß- структуры.
Третичная структура белка – это трехмерная пространственная структура, образующаяся за счет взаимодействий между радикалами
10