Белки -1 Обмен простых белков, аминокислот Тканевой обмен аминокислот лекция 16 доцент Свергун В. Т. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 1
Содержание лекции 1. Роль белков в питании. Нормы белка. 2. Переваривание белков в ЖКТ. Регуляция секреции соляной кислоты 3. Кишечный сок, его состав и свойства. Медиаторы и гормоны ЖКТ 4. Эндогенный пул аминокислот 5. Основные реакции обмена аминокислот -реакции по радикалу -реакции на карбоксильную группу -реакции на аминогруппу 6. Токсичность аммиака и пути его интоксикации 7. Пути вступления аминокислот в ЦТК 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 2
Белки являются основным субстратом, лежащим в основе жизнедеятельности организма. Все виды обмена работают на обмен белков: углеводный обмен поставляет углеродные скелеты для синтеза заменимых аминокислот. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 3
Липидный обмен обеспечивает энергией. Обмен нуклеиновых кислот( НК) определяет матрицы для биосинтеза белка. Минеральный обмен является источником коферментов, ионов, для ионных насосов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 4
Несмотря на то, что в клетках есть азотсодержащие соединения- амины, пурины, пиримидины, амиды, азота, огромные количества находящиеся в атмосфере могут усваиваться организмом в лишь в форме белков. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 5
Особенность обмена белков в том, что в организме нет депо, свойственных липидам, или углеводам. Поэтому роль депо может выполнять любой белок мышцы, соединительной ткани, или альбумин плазмы крови. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 6
Функции белков: 1. Структурная- белки являются основой. Даже в основе гликогена находится белок- гликогенин. 2. Каталитическая- все ферменты белки, за редким исключением. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 7
3. Энергетическая функция белков не столь велика, как у углеводов и жиров. Но при активном протеолизе, образующиеся кетогенные кислоты направляются на биосинтез кетоновых тел, а гликогенные аминокислоты на биосинтез глюкозы. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 8
4. Иммунологическая функция белков. Все иммунологические детерминанты являются белками. 5. Транспортная функция белковальбумины крови переносят жирные кислоты, витамины, гормоны, пигменты и т. д. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 9
6. Регуляторную функцию выполняют инсулин, глюкагон и др. гормоны 7. В понятие Резервной функции входит самообеспечение энергией, информацией, а также количеством ферментов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 10
8. Рецепторная функция белков- важная роль принадлежит рецепторам к гормонам, липопротеинам ( в частности к ЛПНП), рецепторам к гликофорину и т. д. 9. Мессенджерная- белки яв-ся модуляторами сигналов. 10. Белки выполняют функции ионных насосов- Na-К-АТФ-аза, Са-АТФ-аза, Mg. АТФ-аза, НСО 3 - АТФ-аза. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 11
Все функции белков прямо или косвенно связаны с функциями организма. По биологической значимости все белки оцениваются по: 1. Фактору полноценности 2. Фактору усвояемости. Первый фактор предусматривает присутствие заменимых и незаменимых аминокислот( незаменимые Вал, Лей, Изолей, Мет, Тре, Три, Лиз, Фен, Арг, Гис. . 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 12
Фактор усвояемости предполагает доступность всех систем переваривания и всасывания. Растительные белки не являются полноценными, т. к. покрыты ßглюкозидазной оболочкой, а в организме нет таких ферментов. Белки растений более сложны по строению. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 13
В организме все белки находятся в состоянии подвижного динамического равновесия -т. н. турновера - turnover. Это своеобразный оборот белкат. е. время его синтеза и распада. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 14
Депонирования аминокислот в организме не происходит, поэтому нормально протекающий обмен характеризуется определенным равновесием между скорость синтеза и скоростью распада белков 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 15
Оценить это равновесие можно по количеству азота ( N 2), введенного с белками пищи и, выведенного с мочой. У детей скорость биосинтеза Б больше, чем скорость распада, и с мочой выводится азота меньше, чем поступает с пищей. Поэтому азотистый балансположительный. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 16
При ожогах, инфекциях, голодании, нефропатиях, канцерогенезе, азотистый баланс- отрицательный. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 17
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 18
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 19
Промежуточный метаболизм белков обеспечивает возможность более тонкой ( гибкой) настройки всего метаболизма на каждую конкретную ситуацию, т. к. зависит от многих факторов эндогенного и экзогенного характера, которые влияют на его регуляцию. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 20
В нормальных условиях это система саморегуляции синтеза и распада веществ, основой который яв-ся система дикарбоновых кислот ( ГЛУ, АСП, и АЛА), благодаря которым обмен аминокислот связан с ЦТК, в котором происходит переключение процессов синтеза и протеолиза белков 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 21
Белок или ткань Содержание белка (кг) Время полураспада (сут) Коллаген (мышцы, кожа, кость) 3. 3 - Миозин, актин ( мышцы) 3. 0 Альбумины, глобулины (мышцы) 1. 7 30 Гемоглобин 0. 9 126 Белки плазмы 0. 4 10 Печень, почки, легкие 0. 5 5 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 22
Эндогенный пул аминокислот формируется за счет эндогенного протеолиза и пищевых аминокислот. Норма белков в питании- 100 г для взрослых. Но норма ВОЗ- 60 г. Физиологический минимум- 25 -30 г. При этом играет роль качество белкапарное мясо или синяя курица. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 23
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 24
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 25
Вопреки традиционным представлениям, о том, что белки распадаются в лизосомах, в конце 80 г прошлого века был открыт внелизосомальный распад белков, который оказался более эффективным, чем лизосомальный. Пептидазы были найдены вне лизосом. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 26
В отличие от ферментативного распада улеводов и липидов, ферментативный распад белка не подвержен такому строгому контролю со стороны гормонов. Протеолиз белков в большей степени зависит от энергетического статуса клетки. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 27
Если клетки испытывают дефицит субстратов, то процессы синтеза притормаживаются. Энергетический обмен запускается ферментами внелизосомального происхождения и зависит от концентрации ионов Са++. В этом процессе участвуют протеазы( кальпаины), активированные ионами Са++. Основной кальпаин - Убиквидин. Он подходит к N- концевой аминокислоте и активирует распад. Протеазы имеют разную чувствительность к концентрации кальция в клетке. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 28
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 29
При нарушении энергетического обмена способность клетки откачивать кальций снижается, т. к. Са-АТФ-аза не работает. Концентрация Са++ кальция в клетке увеличивается ( при норме 10 -7 М), кальций активирует кальпаины, и они уничтожают клетку за счет активации протеаз. Различные условия меняют сродство протеаз к Са++. Для активности протеаз имеет значение ФЛ- состав биологических мембран. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 30
Исследованиями было установлено, что примерно 70% аминокислот в клетках имеет эндогенное происхождение( т. е. ⅔), а ⅓- это аминокислоты экзогенного происхождения. Эндогенные источники складываются за счет: а) мутированного, «старого» белка б)за счет фрагментов, образующихся в результате процессинга белков; в) вновь синтезированные аминокислоты. Белки организма данного биолог. вида имеют консервативный аминокислотный состав. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 31
Переваривание белков в ЖКТ имеет массу отделов, но переваривание белков начинается в желудке, где количество желудочного сока может достигать 2 -3 литров в сутки. Переваривание белков требует изменения р. Н на значительной части ЖКТ 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 32
Ввиду сложной структуры молекулы белков должны быть максимально раскручены в линейной последовательности для облегчения действия ферментов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 33
Technology Subtitle Free Template from www. brainybetty. com
Желудок Кишечник р. Н=7. 0 8. 0 р. Н=1. 5 -2. 0 р. Н=7. 5 - Белки пептоны обрывки Ротовая полость При этом происходит изменение заряда белковой молекулы. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 35
Функции желудочного сока: -денатурация белков -активация пепсиногена- переводв пепсин -cоздание оптимальной среды деятельности пепсина -бактерицидное, антимакробное действие НCl -регуляция моторно-секреторной деятельности всего комплекса секретирующих органов 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 36
Состав желудочного сока Желудочный сок включает воду, соли, соляную кислоту, оказывающую денатурирующее и бактерицидное действие. Муцин, защищающий стенки желудка. Пепсин(3. 4. 23. 1 -2. ) Химозин казеин. ТГлипазу(3. 1. 1. 3. ) Внутренний фактор Кастла- В 12. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 37
Кровь, поступающая в желудок из общего русла, приносит большое количество пептидных и непептидных регуляторов простагландинов, биоаминов и др. Это создает не только нервные , но и гуморальные пути влияния на функцию желудка, что объединяет его в одно целое со всем организмом. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 38
Это объясняет большое разнообразие патологических состояний желудка, возникающих de novo, или усиливающих старую патологию. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 39
2/17/2018 В желудке есть 2 типа клеток: главные и обкладочные. Главные клетки содержат Мрецепторы и Н- рецепторы, а также рецепторы к гистамину и гастрину. Обкладочные клетки содержат только гистаминовые и гастриновые рецепторы. Thepowerpoint. Templates. com 40
Гастрин и гистамин являются мощными стимуляторами секреции соляной кислоты. Кроме того гастрин, гистамин и ацетилхолин являются мессенджерами 1 - типа. Достигая рецептора, они стимулируют образование ц. АМФ и ц. ГМФ- мессенджеров 2 -типа. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 41
Гистамин реагирует с рецепторами типа Н 2, на обкладочных клетках. Гастрин продуцируется Gклетками, локализованными в антральной части желудка, в проксимальных частях 12 перстной кишки, тощей кишке, и поджелудочной железе. . При снижении р. Н, секреция гастрина снижается. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 42
Кроме гастрина и гистамина, клетки желудка и тонкого кишечника вырабатывают амины и регуляторные пептиды: серотонин, секретин, холецистокинин, гастроингибирующий пептид, соматостатин, глюкагон, энкефалины, панкреатический полипептид, нейротензин, бомбензин и т. д. ( АРUD система) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 43
Влияние: 1. непосредственное (гастрин, секретин); 2. нейроэндокринное действие (соматостатин) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 44
Пепсин имеет несколько изоферментов, А, В, С, Д, которые отличаются по ИЭТ, чувствительностью к температуре. Это типичная эндопептидаза, расщепляющая связи в центре белка( действует на связи, образованные ароматическими и основными аминокислотами). 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 45
В желудке есть малоактивная липаза , и до 20 производных аминокислот, причем их состав меняется, а также азотсодержащие вещества, мочевина, креатин, вода , электролиты, ионы хлора, натрия, калия, и протоны. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 46
Механизм образования и секреции соляной кислоты в желудочном соке Это энергозависимый процесс, идет против градиента концентрации, и имеет все признаки активного транспорта 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 47
полость желудка гастроцит париетальная кл. ПФП кровь Глюкозо-6 ф NADFH 2 Cl- глюкоза ЦТК CO 2 H 2 CO 3 Cl. H+ HCO 3 K+ 2/17/2018 K+ HCO 3 K+ Thepowerpoint. Templates. com 48
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 49
Соляная кислота секретируется париетальными клетками, локализованными в фундальном отделе желудка. Существует три типа ультраструктуры обкладочных клеток, определяющих особенности секреции соляной кислоты. 1. Большое количество крупных митохондрий, многочисленные кристы которых, влияют на окислительный метаболизм клетки. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 50
2. Наличие тубовезикул 3. Секретирующие канальцы При секреции тубовезикулы исчезают, а секретирующие канальцы увеличиваются в размерах, причем концентрация протонов (Н+) в обкладочных клетках при этом увеличивается примерно в 3 млн раз, по сравнению с кровью и тканями, и всей внутренней средой самих обкладочных клеток. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 51
Энергия при этом образуется за счет аэробного окисления. Процесс стимулируется гистамином, который активирует: Гл-6 Ф- ДГ, 6 -ф-глюконат-ДГ-ключевые ферменты ПФП. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 52
Кроме того секреция НСl зависит от активности аденилатциклазы, стимулирующей К/Н-АТФ-азу и карбангидразу. Оба фермента локализованы в апикальной мембране и обслуживают электронейтральный обмен Н+ и Na+. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 53
Процесс вхождения натрия в полость желудка увеличивается гистамином. Наибольший темп секреции соляной кислоты- отмечается от 14 -23 час. Минимальный в 5 -11 ч. утра. Это совпадает с ритмом активности блуждающего нерва. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 54
2/17/2018 При попадании в 12 -перстн. кишку, кислое содержимое желудка попадает под действие секретина, который снижает кислую продукцию желудка, вызванную гастрином и тормозит моторику желудка. Повышенная концентрация НСО 3 - нейтрализует соляную кислоту, и р. Н достигает 7 -8. Нейтрализация в дуоденальной полости существенна для активации протеолитических ферментов тонкого кишечника Thepowerpoint. Templates. com 55
Секрет тонкого кишечника р. Н 6. 7 -7. 8. Включает в состав: NH 2 –пептидазу(3. 4. 11. 0): Дипептидазы (3. 4. 11. 13): глюкозидазы, сахарозу, щелочную фосфатазу, нуклеотидазы, фосфолипазы 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 56
Соматостатин выделяется при ацидофикации дуоденальной полости, и ингибирует базальную секрецию желудка и секрецию, вызванную гастрином. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 57
Холецистокинин регулирует деятельность : желудка, 12 перстн. кишки, и печени. , а также влияет на общий обмен через ц. АМФ и ц. ГМФ. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 58
Секрет поджелудочной железы Суточное количество-0. 7 -2. 5 литра: р. Н 7. 7 (7. 6 -8. 8): включает- воду, бикарбо -нат-анион, ферментытрипсин(3. 4. 21. 4): химотрипсин (3. 4. 21. 1) эластазу (3. 4. 21. 36), карбоксипептидазу (3. 4. 21. п. п), а также декарбоксилазу, рибонуклеазу, холестеринэстеразу, Фосфолипазу А 2, ТГ-липазу (3. 1. 1. 3. ) и колипазу. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 59
Повышенное выделение холецистокинина ( стимуляция вызывается липидами и полипептидами в просвете 12 перстн кишки), увеличивает секрецию сразу нескольких протеолитических ферментов с оптимумом р. Н 7. 0: трипсина, химотрипсина, эластазы, карбоксипептидазы. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 60
Аутокатализ- ограниченный протеолиз подобных по структуре белков. Энтерокиназа Трипсиноген (-6) Трипсин Химотрипсиноген Химотрипсин Проэластаза ---- Эластаза Прокарбоксипептидаза Пептидаза 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 61
Аутокатализ имеет важеый биологический смысл: - исключается процесс самопереваривания - происходит тонкая надстроечная регуляция всего процесса переваривания белков. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 62
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 63
Эндопептидазы расщепляют внутрицепочечные связи, при этом образуются окончательные фрагменты- дипептиды. Дальнейшее расщепление происходит под действием ди, три, карбокси N-и С- концевых пептидаз и образуются свободные аминокислоты. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 64
Эндопептидазы Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами основных аминокислот лиз и арг. Химотрисин гидролизует пептидные связи, карбоксильными группами аминокислот ( фен, тир, три). Эластаза образованные ароматических гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами маленьких алифатичеких аминокислот (гли, ала, сер). Экзопептидазы Карбоксипе птидаза А отщепляет нейтральные аминокислоты от С конца пептидов. Карбоксипе птидаза В. отщепляет основные аминокислоты от С конца пептидов 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 65
Механизм транспорта аминокислот через кишечную стенку такой же, как и у глюкозы с помощью Na-К- АТФ-азы. В мембранах многих клеток ( кишечник, эпителий канальцев, где большая всасывающая каемка) имеется ГГТПγ( гамма)- глутамил- транс пептидаза. Путем пяти реакций он обеспечивает перенос аминокислот через внеклеточное пространство в клетки и далее в кровь. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 66
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 67
Существуют более 20 транспортных систем для переноса аминокислот по разным критериям это: Na- зависимые, Na - независимые системы, положительно и отрицательно заряженные, системы для транспорта нейтральных и полярных аминокислот, а так же нескольких аминокислот сразу. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 68
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 69
Процессы гниения и брожения Большая часть аминокислот всасывается в тонком кишечнике. Оставшаяся непереваренная часть аминокислот попадает в толстый кишечник, где всасывается значительное количество воды и кишечное содержимое становится твердым. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 70
В этот период проявляется и бактериальная активность. В процессе гниения и брожения( под действием кишечной микрофлоры) образуются газы- СО 2, СН 4, Н 2, N 2, , сероводород также сероводород, уксусная, масляная и пропионовая кислоты. Фосфатидилхолин переходит в холин- нейрин 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 71
Чем больше белка, тем ниже р. Н, и больше нагрузка на печень. Все продукты распада белков попадают в v. portae, и печень, где происходит их детоксикация. Орнитин и лизин при декарбоксилировании переходят в путресцин и кадаверин( т. н. трупные яды) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 72
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 73
Уровень животного индикана в крови является критерием состояния толстой кишки человека. Индикан выделяется с мочой. При увеличении процессов гниения, количество индола, индоксила увеличиваетсячто яв- ся ранним признаком почечной недостаточности, и указывает на скрытые заболевания кишечника. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 74
Всосавшиеся аминокислоты через v. portae, попавшие в печень, далее попадают в кровоток. Кровь освобождается от свободных аминокислот очень быстро. Уже через 5 минут 85 -100% аминокислот попадает в ткни---печень – почки. Мозг быстро поглощает- МЕТ, ГИС, ГЛИ, АРГ, ГЛУ. ТИР, а ЛЕЙ, ЛИЗ, и ПРО – 2/17/2018 очень медленно. Thepowerpoint. Templates. com 75
57% аминокислот в печени метаболизируется, причем 20% из них идет на биосинтез белка, 14% остается в печени, а 23% выделяется в свободном виде. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 76
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 77
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 78
Пути утилизации Аминокислот: АК 1. Биосинтез белка 2. Синтез олигопептидов (либеринов, статинов ) 3. Биогенных аминов 4. Мочевины 5. Креатина, креатинфосфата 6. Азотистые основанания 7. Аминоспирты 8. Никотинамид 9. Желчные кислоты 10. Реакции обезвреживания и энергообмена 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 79
Кроме индивидуальных путей обмена, известен ряд превращений, общий почти для всех аминокислот. Это реакции: 1. по радикалу (R)- реакции гидроксилирования ( про----> o-про) разрыва радикала ( образование Vit PP и ТРП); 2. Реакции на --СООН группудекарбоксилирование( образование биогенных аминов, ГИС гистамин) 3. Реакции на группу NH 2 - дезаминирование 4 х типов: 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 80
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 81
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 82
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 83
Трансаминирование аминокислот окислительное дезаминированиепрямое 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 84
Первая стадия яв-ся ферментативной с образованием промежуточного продукта- иминокислоты, которая спонтанно, без участия фермента, распадается на аммиак и αкетокислоту. Этот тип реакций наиболее распространен в тканях 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 85
ГЛУ+NAD+--- иминоглут кислота + НОН- --- α- кетоглутарат+NADH+H+ + NH 3 Первая стадия катализируется ГДГ (анаэробный фермент). Вторая стадия проходит спонтанно. Реакцияобратима! 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 86
ГДГ- состоит из 6 субъединиц и проявляет свою активность только в мультимерной форме. При диссоциации ГДГ на субъединицы, в присутствии NADH 2, ГТФ, стероидных гормонов), она теряет свою ГЛУ-ДГ функцию, но приобретает способность дезаминировать другие аминокислоты (аланин). ГДГрегуляторный, аллостерический фермент. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 87
Все остальные аминокислоты могут окисляться и дезаминироваться только непрямым путем ( т. е. через дополнительную стадию трансаминирования). Коферментом трансаминаз является фосфорилированная форма Vit В 6 пиридоксальфосфат, который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксальаминфосфат 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 88
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 89
Это главный путь удаления азота у Ам. К. Выделены трансаминазы, катализирующие переаминирование большинства Ам. К. После поступления пищевых аминокислот из воротной вены, например, значительная часть их в печени подвергается переаминированию. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 90
Исключением являются аминокислоты с разветвленным углеводородным радикалом, для которых в печени нет соответствующих трансаминаз, о чем говорит более высокая концентрация таких аминокислот в крови, оттекающей от печени по сравнению с концентрацией в крови воротной вены. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 91
Непрямое окислительное дезаминирование. Почти все природные Ам. К сначала реагируют с α-КГК в реакции трансаминирования с образованием ГЛУ и соответствующей кетокислоты, а образовавшаяся ГЛУ затем подвергается прямому окислительному дезаминированию под действием ГДГ. Т. е. все Ам. К подвергаются дезаминированию непрямым путем, только через стадию образования ГЛУ 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 92
Любая а/к α- КГК Любая кето кислота ГЛУ NADH 2 +NН 3 NADH+ + HOH ГДГ трансаминазы 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 93
Поскольку обе эти реакции – и трансаминирование, и прямое дезаминирование- обратимы, то создаются условия для синтеза новой заменимой а/к, если в организме есть соответствующие кетокислоты. Организм человека не наделен способностью синтезировать углеводные скелеты( т. е. αкетокислоты) незаменимых а/к. Этой способностью обладают растения. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 94
Т. о. можно сказать, что путь синтеза заменимых а/к в организме- это непрямое окислительное дезаминирование, которое запущеное в обратном направлении. Этот путь называется трансаминированием. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 95
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 96
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 97
Существует еще один механизм непрямого дезаминирования α- а/к, при котором ГЛУ, АСП, и АМФ выполняют роль системы переноса NН 2 - группы: 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 98
О 2 --- ЩУК АК ГЛУ малат фумарат АСП NH 3 ИМФ α- кетоглу 2/17/2018 АМФ Н 2 О Thepowerpoint. Templates. com 99
ГДГ выполняет следующие функции: 1. Осуществляет связь обмена а/к с ЦТК через α-кето. ГЛУ 2. Обеспечивает связывание аммиака 3. Обеспечивает синтез всех заменимых аминокислот 4. Обеспечивает перекачку протонов с NADH на NADFH ( пластическая функция при синтезе а/к) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 100
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 101
Трансаминирование-это главный путь удаления азота у аминокислот. Выделены трансаминазы, катализирующие переаминирование большинства аминокислот. После поступления пищевых аминокислот из воротной вены, например, значительная часть их в печени подвергается переаминированию. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 102
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 103
Исключением являются аминокислоты с разветвленным углеводородным радикалом, для которых в печени нет соответствующих трансаминаз, о чем говорит более высокая концентрация таких аминокислот в крови, оттекающей от печени по сравнению с концентрацией в крови воротной вены. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 104
Клиническое значение определения активности трансаминаз Для клинических целей наибольшее значение имеют 2 трансаминазы. Ас. АТ и Ал. АТ Ас. АТ АСП + α-КГК ЩУК+ ГЛУ Ал. АТ АЛА + α-КГК 2/17/2018 ПВК + ГЛУ Thepowerpoint. Templates. com 105
В сыворотке крови здоровых людей активность этих трансаминаз в среднем составляет-15 -20 Е. , по сравнению с десятками и сотнями тысяч единиц во внутренних органах и тканях. Поэтому органические поражения при остых и хронических заболеваниях сопровождаются деструкцией клеток, и выходу Ас. АТ и Ал. АТ из очага поражения в кровь. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 106
Наибольшая активность Ал. АТ приходится на печень, а Ас. АТ на миокард. Поэтому определение активности Ас. АТ в сыворотке крови используется для ранней диагностики болезней Боткина, а также для ее безжелтушных форм. Высокая активность фермента поддерживается 10 -15 дней, затем постепенно снижается. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 107
Определение активности. Ас. АТ используется для ранней диагностики ИМ. Причем увеличение активности наблюдается через 24 -36 час. И снижается на 3 -7 сутки, при благоприятном исходе. Для дифференциальной диагностики гепатита и ИМ используется коэффициент де Ритиса: К= Ас. АТ/ Ас. АТ = 1. 5 -2 ( в норме) Если К>2 – ИМ. Если К < 0. 6 ----болезнь Боткина 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 108
Токсичность аммиака и пути его обезвреживания 1. Аммиак в тканях протонирован ( NH 4+), т. е он связывает Н+, и тем самым изменяект КЩБ( кислотнощелочной баланс). 2. Аммиак вступает в реакции «насильственного» аминирования αкетокислот, извлекает из ЦТК важнейшие субстраты и вызывает тем самым низкоэнергетический сдвиг, т. е. состояние близкое к гипоксическому 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 109
3. Аммиак изменяет соотношение ионов натрия и калия т. к. близок к ним по физико- химическим свойствам: следовательно нарушается водноэлектролитный баланс. 4. Аммиак обладает нейротоксичностьюизменяет мембранный потенциал нейронов, способен ингибировать биосинтез белка( аминирует белки) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 110
3. Аммиак изменяет соотношение ионов натрия и калия т. к. близок к ним по физико- химическим свойствам: следовательно нарушается водноэлектролитный баланс. 4. Аммиак обладает нейротоксичностьюизменяет мембранный потенциал нейронов, способен ингибировать биосинтез белка( аминирует белки) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 111
1. Восстановительное аминирование α-КГК + NH + NADFH 3 2 ----- Глутамат ГДГ ЦТК 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 112
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 113
2. Образование амидов дикарбоновых кислот Т. к. ГЛН и АСН выделяются с мочой, то они являются транспортной формой аммиака. ГЛН -- АЛА-- по воротной вене в печень, где аминогруппа идет на синтез мочевины, а углеродные скелеты на ГНГ. Это глюкозоаланиновый цикл между печенью и мышцами ( цикл Кори) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 114
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 115
3. Основная масса ГЛН и АСН захватывается почками, где под действием ГЛН-азы от них отщепляется аммиак, который реагирует с Н+, образуя АММОНИЙ , который экскретируется с мочой. При ацидозе экскреция катиона аммония с мочой увеличивается, т. к. ацидоз активирует глутаминазу и она активно отщепляет аммиак от ГЛН, который в свою очередь активно захватывает протоны и тем самым ликвидирует ацидоз. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 116
Кроме того при ацидозе происходит потеря Na+ и K+ с мочой. Это приводит к снижению осмотического давления и обезвоживанию тканей. Но этот процесс не развивается благодаря образованию NH 4+ , который обладает близкими физико- хим. cвойствами с Na+ и K+, замещая их он предотвращает нарушение водноэлектролитного баланса. Это аммониогенез 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 117
4. Амидирование свободных карбоксильных групп белков (амидированные формы белков устойчивы к протеазам) 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 118
Биосинтез мочевины • Это основной механизм обезвреживания аммиака. 90% азота организма выводится в виде мочевины (М). , причем ее количество зависит от количества, потребляемого белка. . В норме суточное выделение- 25 -30 г. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 119
• Первая р-ция катализируется КФС -1. Существует еще и КФС-2, которая катализирует такую же рцию в синтезе пиримидинов. • Орнитиновый цикл синтеза мочевины (ОЦСМ) протекает в гепатоцитах, где наиболее высокая активность ферментов азотного обмена. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 120
Это еще один путь детоксикации аммиака- синтез пиримидиновых оснований. Первая и вторая р-ции ЦСМ протекают в МХ. –образуется цитруллин, затем он выходит в цитоплазму и дальше реакции идут в цитоплазме. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 121
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 122
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 123
Мочевина- природный антиоксидант, радиопротектор, который взаимодействует с Fe+2, и останавливает перекисные процессы. Мочевина изменяет структуру воды, как акцептор а/к защищает мембраны клеток, блокирует протеолиз и тем самым удлиняет жизнь белков. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 124
Энергетическая стоимость ЦСМ « стоит» 3 молекулы АТФ: 2 АТФ на стадии синтеза карбомоилфосфата и 1 атом на стадии синтеза аргининсукцината. Но фактически в процессе используются 4 макроэргических связи АТФ. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 125
2 - когда синтез-ся карбомоилфосфат ( АТФ—АДФ- 1 макроэр. связь) АТФ—АДФ- 1 макроэр. связь И 2 при синтезе аргининосукцината (АТФ—АДФ—АМФ) – это еще 2 макроэрга. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 126
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 127
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 128
Биологическая роль ЦСМ 1. Механизм регуляции КЩС( т. к. поставляет СО 2. 2. ЦСМ поставляет орнитин 3. Имея митохондриальную локализацию, ЦСМ регулирует потоки а/к по различным направлениям --- ГНГ, биосинтез белка, липогенез. 4. Механизм детоксикации аммиака 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 129
Врожденные дефекты ЦСМ Врожденные дефекты ферментов с 1 по 5. Чем ближе ферментный блок к аммиаку, тем тяжелее клиническая картина. При недостаточности 1 и 2 ферментовярко выраженная гипераммнионемия с летальным исходом. При недостаточности 3 - ферментаповышено содержание цитруллинацитрулинемия. При недостаточности 4 - фаргининоянтарная ацидурия. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 130
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 131
Регуляция ЦСМ Краткосрочная: на уровень 1 -го фермента, который направляет азот ГЛУ( а значит и всех а/к) в карбомоилфосфат Долгосрочная: определяется уровнем липолиза, Ацетил-SКо. А. Последний при недостатке углеводов, яв-ся наиболее предпочтительным субстратом, чем липиды. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 132
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 133
Пути вступления аминокислот в ЦТК • Роль а/к в энергетическом обмене при нормальных условиях невелика, т. к. основными энергетическими субстратами яв-ся все же липиды и углеводы. • В процессе детоксикации аммиака , образующиеся углеродные скелеты могут использоваться при различных потребностях клеток. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 134
Но в экстремальных ситуациях (диабет, голод, алкогольная интоксикация) роль аминокислот резко возрастает. На первых этапах главным субстратом яв-ся мобилизованные при распаде гликогена углеводы (первые 24 часа). 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 135
Дальше, после истощения запасов гликогена, происходит переключение метаболизма на утилизацию липидов (10 -15 дней), с одновременным включением ГНГ. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 136
После истощения запасов липидов наступает терминальная стадияутилизация а/к- увеличение аммиака в крови---- увеличению интоксикации---- кома---- смерть. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 137
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 138
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 139
Реакции декарбоксилирования аминокислот лежат в основе образования биогенных аминов. Продукты декарбоксилирования ароматических аминокислот и глутаминовой кислоты выполняют роль нейромедиаторов, и многие лекарственные препараты, используемые для лечения неврологических 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 140
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 141
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 142
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 143
Нарушения метаболизма дофамина служат причиной болезни Паркинсона. Из триптофана через промежуточный 5 гидрокситриптофан образуется серотонин, соединение с широким спектром действием 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 144
Из триптофана через промежуточный 5 гидрокситриптофан образуется серотонин, соединение с широким спектром действием 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 145
Синтез серотонина, мелатонина 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 146
Серотонин присутствует в самых высоких концентрациях в тромбоцитах и в желудочнокишечном тракте. Меньшие количества найдены в ядрах мозга (лимбическая система, новая кора) и сетчатке. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 147
После высвобождения из серотонинергических нейронов, большая часть высвобождаемого серотонина возвращается активно секретируемыми клетками. Некоторые антидепрессанты ингибируют этот механизм, способствуя более длительному пребыванию серотонина в синаптической щели. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 148
Мелатонин образуется из серотонина в эпифизе и сетчатке, в которых находится N -ацетилтрансфераза. Парехиматозные клетки эпифиза секретирует мелатонин в кровь и цереброспинальную жидкость. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 149
Синтез и секреция мелатонина увеличиваются в течение темнового периода дня и поддерживаются в низком уровне в течение светлых часов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 150
Эти суточные колебания синтеза мелатонина регулируются с участием норадреналина, секретируемого постганглионарными симпатическими нервами, иннервирующими эпифиз. Мелатонин в свою очередь ингибирует синтез и секрецию других медиаторов (дофамин и ГАМК). 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 151
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 152
Гистамин образуется путем декарбоксилирования гистидина. Гистамин играет важную роль в о многих патологических процессах. Он образуется из гистидина путем декарбоксилирования. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 153
Эту реакцию катализирует декарбоксилаза ароматических Lаминокислот. Этот фермент не обладает выраженной субстратной специфичностью и катализирует также декарбоксилирование ДОФА, 5 гидрокситриптофана, фенилаланина, тирозина и триптофана. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 154
Декарбоксилаза in vitro и in vivo ингибируется аметиламинокислотами, применяемыми в клинике в качестве гипотензивных средств. В большинстве клеток имеется также специфическая декарбоксилаза гистидина. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 155
На первом этапе амин окисляется с передачей водородов на ФАД и образованием аммиака и соответствующего альдегида, а на втором этапе восстановленный кофермент окисляется молекулярным кислородом с образованием пероксида водорода. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 156
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 157
Ингибиторы МАО находят применение при лечении гипертонической болезни, депрессивных состояний и т. д. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 158
Подобно другим биогенным аминам, гистамин разрушается путем окислительного дезаминирования при помощи моноаминоксидазфлавинзависимых ферментов, локализованных преимущественно в митохондриях (МАО). Реакция необратима и протекает в два этапа. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 159
В головном мозге концентрация аминокислот почти в 8 раз выше, чем в плазме крови, и существенно выше, чем в печени. В особенности высоким является уровень глутамата (примерно 5 -10 м. М) и аспартата (2 -3 м. М). 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 160
В тканях мозга интенсивно протекают метаболические превращения аминокислот, такие, как окислительное дезаминирование, трансаминирование, модификация боковой цепи и др. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 161
g аминомасляная кислота образуется путем декарбоксилирования Lглутамата. Эта реакция катализируется пиридоксальфосфат-зависимым ферментом L-глутамат- декарбоксилазой. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 162
Она локализована главным образом в нейронах центральной нервной системы, преимущественно в сером веществе головного мозга. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 163
В особенности важной для нормального функционирования головного мозга является реакция декарбоксилирования, в результате которой образуется γаминомасляная кислота (γаминобутират) (ГАМК, GABA) (предшественник — глутамат) и биогенные амины. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 164
Биосинтез и деградацию глутамата можно рассматривать, как побочный путь цитратного цикла (ГАМК-шунт), который в отличие от основного цикла не приводит к синтезу гуанозин-5'трифосфата. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 165
2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 166
ГАМК-шунт характерен для клеток центральной нервной системы, но не играет существенной роли в других тканях. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 167
Глутамат, ГАМК, выполняют в нейронах функцию медиаторов. Они хранятся в синапсах и выделяются при поступлении нервного импульса. Переносчики индуцируют или ингибируют потенциал действия, контролируя тем самым возбуждение соседних нейронов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 168
Эти аминокислоты образуются в реакции трансаминирования из промежуточных метаболитов цитратного цикла, 2 -оксоглутарата и оксалоацетата 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 169
Многие моноамины и катехоламины инактивируются аминоксидазой (моноаминоксидазой, "МАО") путем дезаминирования с одновременным окислением в альдегиды. Следовательно, ингибиторы МАО играют важную роль при фармакологическом воздействии на метаболизм нейромедиаторов. 2/17/2018 Thepowerpoint. Templates. com 170
Скачать презентацию Белки -1 Обмен простых белков аминокислот Тканевой обмен
Белки 1.ppt