Biokhimia

Первич. стру-ра б.:послед. а/к в полипептид. цепи. Пептид. связь.-CO-NH-. Сер-повид. анемия: замена глу на вал.

Вторич. стру-ра б.: пространств. ориентация цепи. Водород. связь -C=O --- NH-

Третич. стру-ра б.:свертывание цепи в конф-цию.Связи: водород.(2 поляр. незаряж. R, поляр. заряж. и поляр. незаряж.), ион, гидрофоб.(2 неполяр. R), дисульфид. Глобулярные.(Hb) и фибриллярные (коллаген)

Четвер. стру-ра б:упаковка субъединиц в функциональ.-единич. молекулу. Связи: водород, ион, гидрофоб. Аллостерич. эф-кт: присое-ие НМС изменяет конф-цию б. и сродство. Коопер. эф-кт - част. случай (чем  НМС, тем конф-ция). Аллостерич. ингибиторы O₂ для Hb - СO₂, H⁺, 2,3-ДФГ.

МиоHb-в мышцах запас 1 молек. О₂.Третич. стру-ра.

Hb-запас 4 О₂. Четвер. стру-ра. конформации:HbA-у взрослых, 2- и 2-цепи, HbF- у новорожд, 2- и 2-цепи. HbS-глу на вал.

Функции б.-транспорт (Hb, альбумин), ферменты, гормоны, стру-ра, защита (Ig), сокращ, питание зародыша (казеин, овальбумин яиц). Лиганд соед-ся с актив. центром не- и ков. связями. Методы: диализ (очистка от НМС), диск-электрофорез, гель-фильтрация, ультрацентрифугирование, хроматографии: ионнообменная, обращеннофазовая, аффинная, жидкостная, высаливание.

Изоферменты: множеств. формы ф-та, отлич. по сродству, V катализ. р-ции, ре-гулятор. св-вам (ЛДГ_1-5). Проферменты: неактив. формы ф-тов (пепсиноген). Муль-ти-: компл. из разн. ф-тов (ПВК-дегидр. компл.)

РНК: I - полинукл. цепь, сложноэфир. ков. св. II - спираль. Типы: тРНК - листок кле-вера, минор. нукл. М=25.000, 16%, рРНК - М=1.5 млн - 30.000, 82%. мРНК - 2% М=250.000 - 1.000.000

ДНК: I - полинукл. цепь, ков. сложноэфир. св. ОН (5')-H₃PO₄-OH(3'). II - спираль. во-дород. св. Правила: А+Г=Ц+Т и А+Ц=Г+Т, А=Т, Г=Ц. 3-суперспираль или открытая кольцевая форма.

Переварив. б-ков: Желудок: эндопептидазы (пепсин, трипсин, химотрипсин, элас-таза). HCl. Тонк. к.: экзопептидазы (карбокси-, амино-, дипептидазы).

Гниение: образ. токсич. в-в. из тир - крезол, фенол, из три - скатол, индол. Идут в печень, где р-ии гидроксилир. и конъюгации (+глюкурон. и серн. к-тами). Моча. Индикан - калиевая соль индоксилсерн. к-ты. Опред. для оценки сост-я печени.

Декарбоксилазы а.к. (биогенн. амины). в рез-те декрабоксил. а.к.

5-окситриптофан  серотонин

гистидин  гистамин

глутамат  ГАМК

Инактивация:

Непрямое дезаминир: 1. NH₂- у а/к. кроме глу  NH₃ в рез-те аминотрансфераз и глу-дегидрогеназы. Трансаминир. с КГ  глу  дезаминирование. ( - NH₃)

2. перенос NH₂ у а/к на асп  на инозин. к-ту (ИМФ) с образ. АМФ и его дезамини-рованием. Трансаминирование: обмен NH₂- и С=О между а/к и кето-. (глу + ПВК = КГ + ала). ф. трансаминазы. HOOC-(CH₂)₂-CHNH₂-COOH + CH₃-CO-COOH = HOOC-(CH₂)₂-CO-COOH + CH₃-CHNH₂-COOH.

Источники обра-ния NH₃ : непрям. дезаминир. с глутаматдегидрогеназой или с АМФ и ИМФ. В тканях в виде NH₄⁺.0.4-0.7 мг\л. Обезвреживание:в печени, м-цах, мозге в р-циях обра-ния глу из -КГ и глн из глу. Из тканей в кровь  кишечник  v. portae  печень.

А/К: заменимые: ала, асп, асн, глу, глн, про, гли, сер, гис, арг, цис, тир. Незамени-мые: вал, лей, иле, тре, мет, фен, три, лиз. Синтез а/к.: углерод. от глю, амино-группа - трансаминирование. ала из ПВК, асп из оксалоацетата, глу - КГ, глн -(глу+NH3+АТФ), асн - (асп+глн+АТФ), про из глу.

Орнитиновый цикл: 1. CO₂+NH₃ = NH₂-CO~PO₃H₂ (карбомоилфософат) 2. к.ф. + NH₂-(CH₂)₃-CHNH₂-COOH (орнитин)=NH₂-CO-NH-(CH₂)₃ -- (цитруллин кето-). 3. ци-трулл. окси + HOOC-CHNH₂-CH₂-COOH (асп) = аргининосукцинат. 4.а.с. => фума-рат и арг. 5. арг => орнитин и NH₂-CO-NH₂. Ферменты: 1. к.ф. - синтетаза 2. орни-тинкарб.-трансфераза. 3. арг-сукцинат-синтетаза. 4. арг-сукц-лиаза. 5. аргиназа.

Гипераммониемия - при наруш. ферм (5 типов). Мочевина в моче: 25-30 г, в крови - 20-30 мг/дл

Гиперазотемия: ретенционная (при  выводе с мочой), продукционная (при  по-ступл. в кровь N). относит. - после разл. видов деятельности. Компоненты: моче-вина 50%, а/к -25, моч. к-та -4, креатинин-3, креатин-5, NH₃ и индикан - 0.5%.

Показатель= (азот мочевины/остат. азот)*100%. N=48, почеч. недостат - 90%.

Обмен фен и тир: фен  тир  гидроксифенилпируват  гомогентизин. к-та  фумарилацетоацетат  фумарат + ацетоацетат. Тир  ДОФА  меланин. Тир  ДОФА  дофамин  Nad  Ad.

Изменения: алкаптонурия - дефект диоксигеназы гомогентизин. к-ты - выдел. ее с мочой, артриты. альбинизм - деф. тирозиназы -  меланина,  чувств. к свету.

Метионин: CH₃-S-(CH₂)₂-CHNH₂-COOH +АТФ = COOH-CH2NH2-(CH2)2-S(CH3)-рибоза-аденин. Метилир.: синтез Ad (из Nad), креатина (из гуанидинацетата)

Сер, гли: CH₂OH-CHNH₂-COOH (сер) +ТГФК = 5,10-метиленТГФК + CH₂NH₂-COOH (гли). Образ. 1-углер. фрагменты (синтез мет, пурины, тимидил. к-та).

Пиримидины: С из CO2, асп. N из глн, асп, ПФП. Тиоредоксин - отбирает O у нукл, делая их дезокси-. АДФ+ тиоредоксин-S₂ = dAДФ+ тиоредоксин-S₂ окисл. Распад: цитидин - уридин - урацил - дигидроурацил - N-карбомоилпропион. к-та - -ала. Тимидин - тимин - дигидротимин - N-карбомоилизомасл. к-та - -аминоизо-маслянная кислота.

Пурины: р-5-ф из ПФП. С: CO₂, ТГФК, гли. N: глу, асп, гли. Распад: АМФ  гипо-ксантин  ксантин  мочевая к-та. Синтез: инозиновая к-та  аденилоянтарная (или ксантиловая к-та)  АМФ (или ГМФ)  АТФ (ГТФ). Подагра:  гипер-урикемия (>9 мг/дл), отлож. урата Na в суставах, камни почек. Тяжел. форма - синдр. Леша-Нихана - по X-хромосоме.

Распад гема: В: -CH=CH₂, M: -CH₃, П: -CH₂-CH₂-COOH

Гемоглобин вердоглобин (ф.гем-оксигеназа) биливердин  билирубин (ф. биливердин-редуктаза). Желтухи: паренхиматозная (при гепатитах) - желчи, в кровь  С [не- и прям. билирубина], в моче - прямой бил. Гемолитическая - при  распаде эритр. -  непрям. бил в крови,  стеркобилины и уробилины в моче. Механическая - закупорка желч. протоков. В крови не- и прям бил., в моче - прям.

Билирубины: прямой - в желчи, непрямой (75%) - образ. в макрофагах и с кровью в печень  обезвреживание (+глюкуроновая к-та).

Синтез гема: HOOC-(CH₂)₂-CO~S-KoA (сукцинил-КоА) + HOOC-CH₂-NH₂ (гли) HOOC-(CH₂)₂-CO-CH₂-NH₂ (-аминолевулиновая к-та) (ф. -АЛК-синтетаза).

2 x -АЛК => порфобилиноген =>протопорфириноген => протопорфирин = ГЕМ (ф. гемсинтаза). Железо: депонирование - белок ферритин в печени, селезенке, кост. мозге, сут. потр Fe - 10-20 мг. Тр-т - б-ком трансферрином. Метаболизм эри-цита:

нет митохондрий, АТФ-из глюкозы (90% - из гликолиза, 10% - из ПФП). Метге-моглобинемия -  метHb (Fe³⁺) при попадании в орг-м нитратов, нитробензола и нек-х лекарств. Возможен гемолиз.

Биосинтез белка: 1) - активирование а/к. (ф. аминоацил-тРНК-трансфераза и АТФ). R-CHNH₂-COOH => R-CHNH₂-CO-АМФ =>R-CHNH₂-CO-тРНК. 2) трансляция: инициация (надо: N-формилметионил-тРНК, рибосомы, мРНК). элонгация (присо-ед. аа-тРНК к ацильному центру рибосомы, в пептидильном ц. - р-ция переноса а/к с аа-тРНК на формил-метионил-тРНК. ф. пептидилтрансф., перескок рибосо-мы - ф. транслоказа. надо 2 АТФ и 2 ГТФ). терминация (терм. кодон в ацильный ц. - нет связи с тРНК. Генетич. код: шифровка в н/к инфо о первич.стр-ре белка. кодовое число=3, кодон, анти-, терминир. триплеты, вырожденн. код (1 а/к кодир. многими триплетами). Адаптор. ф-ция: связь невозможных вз-й между н.к. и а.к. Биосинтез мРНК: n А-,Т-,Г-,УТФ  РНК + n ФФн (ф. РНК-полимераза) - он присо-ед. к ДНК и разводит нукл. цепи, где 1 - матрица. Тут - наращивание РНК при перемещении ф-та по цепи от 5'3' . Процессинг - удаление интронов из первич. транскрипта (сплайсинг). Посттрансл. модиф.: удаление сигналь. пептида, на-чальн. N-концевого мет, присоед. простетич. группы, фосфори-, мети-, ацети-, ги-дроксилирование.

Регуляция синтеза: V - индукция, V - репрессия. структ. гены опред. первич. стр-ру Б., ген-оператор контролир. синтез мРНК на структ. генах, Оперон - группа генов, кодиров. одним оператором. Оперон регулируется геном-регулятором. При образ. белка-репрессора  соед. с оператором  нет синтеза.

Роль ф-ов в метаболизме: реализация наследствен. инфо, биоэнергетика, синтез и распад биомолекул, клеточ, рост, развитие, дифф-ка. Простые-полипептид. цепи, слож. - с небелков. компонентом (кофактор). Клас-ция: 1. окси- доредуктазы -катализ ОВР(дегидрогеназы, цитохром), 2. трансферазы - перенос атомов и R(NH₂-, CH₃-), 3. гидролазы - расщепл. связей с присоед. H₂O (пептида-зы, гликозидазы, фосфатазы), 4. лиазы (декарбоксилазы - отщеп. СООH, альдола-зы - расщепл. -С-С-, гидратазы - присоед. Н₂О по двойным связям, дегидротазы - отщепл Н₂О), 5. изомеразы - р-ции изомериз. (рацемазы и эпимеразы - а/к, угл, цис-транс-изомеразы, внутримолекул. оксидоредуктазы - альдозыкетозы), 6. лигазы - синтез орг в-ва из 2х прост. +АТФ (образ С-О, С-S, C-N связи)

Изменения: алкаптонурия - дефект диоксигеназы гомогентизин. к-ты - выдел. ее с мочой, артриты. альбинизм - деф. тирозиназы -  меланина,  чувств. к свету.

Специфичность: относит (групповая- пепсин), абсолютная (уреаза, алкогольде-гидрогеназа), стереохимич. (L- и D-формы, фумараза). Кофакторы: ионы металла (K, Mg, Mn, Ca, Zn, Cu, Fe) - стабилизир. III-IV стру-ры. коферменты: (Ко-+апо- = холоф-т). НАД, ФАД, ФМН, НАДФН (тр-т Н₂), ТПФ (декарб. -кето к-т), КоА (тр-т ацильн. групп), ТГФК (одноуглерод.), Биотин (тр-т СО₂). Зависимость: прямая от конц-и ф-та, никакой от субстрата. Оптимум t^o, pH.

Регуляция действия ф-ов: ков. модиф.(де- и фосфорилирование, частич. про-теолиз), аллостер (присоед. одного лиганда  сродство к другому), обрат. связь (ретроингибир) - конеч. продукт  активн. 1го ф-та. (глю-6-ф  гликогенсинтазу).

Регулятор. ф-т: пируватдекарбоксилаза и др.

Колич. определение ферментов: по V кат. р-ции. Ед. актив: международ. ед (Е) - првращ. 1 мкмоль субстрата/мин, катал (1 мкмоль/сек). Ингибирование: необра-тимое, обратимое (не- и конкурентное). Энзимотерапия -  опухолевых ф-тов.

Энзимодиагностика: опред. хим. в-в в крови в норме и патологии (ферментные тесты, ПЦР и пр.), при диабете, злокач. патологии -  всех ф-тов.

Энзимотерапия: использ. пепсина, трипсина, смеси для обработки ран (факторы крови),  развития опух. тканей - ингибир. ферментов.  Аминотрансферазы - ин-фаркт миокарда, среднее содержание - патология мозга, печени. Иммобилиз. ф-ты - прикреплены к коллагену, целлюлозе - обездвижен  выше активность.

Cтадии катаболизма: 1. ЖКТ, печень(1% Q), 2. цитоплазма кл.(20% Q), 3. мито-хондрии (ЦТК, дых. цепь и окислит. фосфорилир.- основ. механизм аккумулирова-ния АТФ - 80%). АТФ для: нервно-психич. дея-ти, механич. работы, биосинтеза, биоэлектрич. активности, актив. транспорта через мембраны.

Окисл. декарбокс. ПВК: 1. ф-т - ПВКдекарбоксилаза, окис-е пирувата ТДФ, декарбоксилир. 2. ф-т - трансацилаза, перенос ациль. остатка липоев. к-той на HS-KoA, восст-ие липоев. к-ты HS-KoA после окисл-ия ее ТДФ, 3. ф-т - дегидрогеназа, восст-ие ФАД  ФАДН₂ липоев. к-той, восст-ие НАД НАДН ₂ .

Конеч. продукты: ацетил-КоА, НАДН₂.Матрикс митох. 5 коферм: НАД, ФАД, КоА, ТДФ, липоев. к-та.

ЦТК: 1. цитраза: СH₃-CO-SKoA+COOH-CO-CH₂-COOH (окс-ац) = COOH-CH₂-COH(COOH)-CH₂-COOH (цитрат)+HS-KoA. 2. аконитаза: цитрат => COOH-CH₂-CHCOOH-CHOH-COOH (изоцитр). 3. изоцитр-дегидр-за: изоцитр+НАД = COOH-(CH₂)₂-CO-COOH (КГ) +CO2+НАДН₂. 4. мультэнзим: КГ+НS-КоА+НАД = cукц-KoA

+НАДН₂+СО₂. 5. сукцинаттиокиназа: COOH-(CH₂)₂-CO-SKoA (сукц)+ГДФ+Фн = COOH-(CH₂)₂-COOH(сукцинат) + HS-KoA+ГТФ. 6. сукц-дегидр-за, фумараза, ма-латдегид-за: сукцинат+ФАД = COOH-CH=CH-COOH (фум)+ФАДН₂+Н₂О = COOH-CHOH-CH₂-COOH (мал)+НАД = окс-ацетат+НАДН₂. 12 молек. АТФ. Амфиболич. ф-ция - объед. ана- и катаболич. ф-ций

Связь Б,Ж,У и ЦТК:

жиры углеводы белки

  

жир.к-ты глицерин моносахариды аминок-ты



ПВК



Ацетил-КоА

  НS-KoA

ЦТК

CO₂+H₂O

Дыхательная цепь: 1компл. НАДН₂убихинонредуктаза, 2й - сукцинат-убихинон-редуктаза. 3й- KoQ-c-цитохромредуктаза. 4. цитохром-ц-оксидаза. НАДН₂ - ФМН - Fe-Sбелки - КоQ - B - C1 - Fe-S - C - A/A3 перенос по 2е^-. выход 2Н+ из мембраны в межмембр. про-во. По H⁺ каналу - назад к О₂ => Н₂О(Е для окисл. фосфор.) Р/О = 3 (число H₃PO₄  АТФ в перерасчете на О₂).

НАД-зависим.дегидрогеназы: ф-ты, катализ. восст-е НАД⁺, НАДФ⁺. Коф-ты - НАД(митохондр.), НАДФ(в цитозоле). Субстраты: изоцитрат, КГ, малат, глицеро-альденид-3-фосфат и др. НАДН₂-дегидр-за: перенос 2Н⁺ в дых цепь на флав. ф-т. НАДН₂+флав. ф-т - ФМН  НАД⁺ + флав. ф-т - ФМН-Н₂.

ФАД-зависим. д-зы: при ок-ии сукцината или жир. к-т флав. ф-ты приним. элек-троны и протоны при окисл. субстратов без участия НАД, НАДФ-завис. д-з. СДГ при окисл. сукцината, ац-КоА при окислении жирн. к-т.

Регуляция метаболизма: генами, ф-ми, г-нами. Иерархия: 1 ур. - внутриклет. мех-мы (изм актив-ти и кол-ва ф-тов, V трансмембр. переноса). 2 ур. - ЖВС (тр-т, вз-е с г-нами). 3 ур - НС. Гипоталамус (либерины - выдел. троп. г-нов гипофизом, статины-ингибируют), гипофиз (коорд. ЖВС)

Мех-м действия: Ad - дист. г-н. распад гликогена в печени - фосфорилазой. Ad - активир. фосфорилазу через систему аденилатциклазы - цАМФ - протеинкиназы. Влияние на посттрансляционные процессы. Стероиды: через белки-рецепторы, транслокация в ядро и связ. с хроматином - изм. транскрипции генов.

Аденогипофиз: АКТГ (пепт,  коры надпоч., мобил. жира), СТГ (прост. Б,  асси-миляция), ТТГ (слож Б), пролактин (прост Б, секр. желт. тела, молоч. желез), люте-инизир, фолл-стимулир (слож Б, секр. эстогенов, прогестерона, тестостерона, ово- и сперм-генеза.

Нейрогипофиз: пептиды. Окситоцин(сокращ. матки), вазопрессин 9 а/к., -S-S- между 1 и 6 цис. ( V реабсорб-ции Н₂О   конц-ии мочи. мех-м обрат связи че-рез гипоталамус - Росм). при  АДГ - несах. диабет (мочи 10л/сут), при  - сужение сосудов, АД.

Кортикостероиды: Клубочковая зона (Альдостерон Na в почках сохр.). Пучковая (кортизол - жир, мыш. ткань, печень. глю,  распад жиров). Сетчатая зона (Половые горм. андроген, эстоген, прогестерон).

Болезнь Адиссона:  синтеза к-стероид. расстройство ЖКТ, мыш. слабость,  во-ды, Na, Cl.  K.  глю в крови,  синт. белков.

Инсулин: Пептид (51 а.к.), 2 пепт. цепи, 2 -S-S- мостика. -клетки остр. Лангерган-са из проинсулина (84 ак) частич. протеолизом.  проницаем. ЦПМ для а.к. и глю.  синт. гликогена в печени, м-цах, синт. жиров в печени и жир. тк., синт. белков, V утилизации глю в тканях. Сах. диабет: полиурия, полидипсия, гипергликемия, глю-козурия (10200 мг/дл), кетонурия (2350мг/дл).  распад гликогена,  холест. в крови,  биосинтез б-ков, жиров.  мобил. жира, глюконеогенез. Гликозилир. Hb 

сродство к О₂,  вязкость крови из-за  конц-ии белков в плазме.

Йод-содерж. г-ны: синтез. в фолликулах щитовид. ж-зы. Йодтиреоглбулин - гли-копротеин, запас. форма г-нов. При гидролизе - актив. формы (L-тироксин, йодти-ронин). Стимул - ТТГ, Ингибир - СТГ. Катаболизм (образ. йодидов и дезаминиров.) выведение с мочой. Гипо-: рост, обмен, t^o тела, ожирение,  глю в крови, отек. Гипер-: распад Б, истощение, тахикардия, "-" азот. балланс.

Кальцитонин: Са, Р в кости. Парат-гормон (Са и Р из кости в кровь, в почках- реабсорбции Са²⁺, противоп. Са-тонину).

Питание: белки (80-100 гр, 4.0 ккал=18.0 кДж), жиры (80 гр, 9.0 ккал=37 кДж), углев (350-450 гр, 3.8ккал=15.7 кДж), витамины (в достат. кол-ве), минералы.

Несбалансир. питание: белков - квашиоркор (рост, малокровие, пораж. печени и почек), угл (глю, истощение, слабость, кетон. тел). жир (ожирение, кет. т.)

Вит-содерж. коф-ты: ТДФ (B1, альд, кетоны), НАД⁺ (В5, тр-т Н⁺), КоА-SH (В3, аци-ль. группы), ТГФК (Н, метиль. группы), ФАД (В2, тр-т Н⁺).

В1, тиамин: акт. - ТДФ. гипо-: алиментарный полиневрит (бери-бери) - атония кишки, изм. психихи,  чувств. конечностей, параличи. Роль: ТДФ в пируват и -КГ дегидрогеназ. комплексах, декарбоксилир. -кето к-т. углеводов -  тиамина

В6, пиридоксин: акт. - пиридокс.-фосф. - простетич. группа у аминотрансфераз, декарбоксилаз (образ. биогенн. аминов), синтез -аминолевулин. к-ты (Hem).

2 мг/сут. РР - в НАД, НАДФ (биол. окисл.) 18 мг/сут. Диагн:  при инфаркте.

Вит С: CO-COH=COH-CH-CHOH-CH₂OH. овощи, фрукты (шиповник), 75 мг/сут.

\---------O---------/ Роль: ОВР-процессы, р-ции гидроксилир. про, лиз, синтез коллагена, кортикостероидов, три. Распад Hb в тканях. Гипо: пораж. сосуд. стенок десен - цинга,  синт. коллагена,  массы, слабость, боли ног при ходьбе.

В12, кобаламин: Центр. атом Со соед с ат N восстановл. пирроль. колец., образ. корринове ядро и с атомом N 5,6-диметилбензимидазола. Роль: трансаминирова-ние и изомеризация. Гипо: макроцитарная и мегалобласт. анемия, расстройства НС,  секреция жел. сока. При  фактора Касла - В12 не всасывается в ЖКТ.

Фолиевая к-та: актив. ф. - ТГФК. (перенос СН₃-групп, синтез мет, тимина, сер, об-раз. пуринов).

Действие: при попад. в кл. бактерии сульф-амида, у той  синтез фол. к-ты, тк препарат - структур. аналог парааминобензойной к-ты (части фолиевой), + инги-бир.ф-ты синтеза. У человека фол. к-та идет с пищей - с-а. не вредны для него.

Вит А, ретинол: печень, яич. желток, молоко, жир рыб, морковь. 2.5 мг/сут. для светоощущения (явл. прост.группой родопсина - на свету распад на ретиналь и опсин, в темноте синтез). Гипо: рост, куринн.слепота (гемералопия), ксерофталь-мия, шелуш. кожи. Гипер - рвота, бессонница, выпадение волос, воспал. глаз.

Вит Д₃ кальциферол: провитамин - 7 дигидрохолестерин (в вит. при УФ свете). Входит в ЛП кожи - Д синт при загаре. Акт ф. - 25-оксихолекальциферол. Роль: всас. Са, Р, в костях - мобилизует. Вит-Д-завис. рахит: наслед по Х хром. наруш. реабсорбции Р в поч. канальцах - остеопороз, маляция, деформация костей.

Минералы: органогены:C,O,H,N. макро: Na, K, Ca, P, S, Mg, Cl. микро: Fe, Cu, I, Co, Mn, Zn, Se. от 10 гр до 0.2 мг/сут.