ГОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента

ГОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина» БИОХИМИЯ Лекция 7 (окончание) ЛИПИДЫ. МЕМБРАНЫ. ТРАНСПОРТ лектор - к. м. н. , доцент Емельянов В. В.

Домашнее задание к лабораторному занятию: занятию üГотовиться по пособию «Введение в основы биоорганической химии» , с. 6 – 21, üПо лекции «Изомерия» , üПо пособию «Биохимия» , с. 7 – 10 выполнить письменное домашнее задание

СПОСОБЫ ТРАНСПОРТА ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНЫ ТРАНСПОРТ ПАССИВНЫЙ ПРОСТАЯ ДИФФУЗИЯ АКТИВНЫЙ ОБЛЕГЧЕННАЯ ДИФФУЗИЯ ПЕРВИЧНОАКТИВНЫЙ ЭНДО(ЭКЗО) ЦИТОЗ ВТОРИЧНОАКТИВНЫЙ УНИПОРТ СИМПОРТ АНТИПОРТ

БЕЛОК-ПЕРЕНОСЧИК S S S 1 АТФ S АТФаза АДФ +Ф АДФ S 2 +Ф S 1 АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ ГРАДИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ ГРАДИЕНТ КОНЦЕНТРАЦИИ БЕЛОК-ПЕРЕНОСЧИК S 2

+K + Nа - АТФаза

УГЛЕВОДЫ МЕМБРАН Связаны с белками (гликопротеиды) и липидами (гликолипиды) Структура: олигосахаридные фрагменты Функция: рецепция и межклеточные взаимодействия

ГОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина» БИОХИМИЯ Лекция 8 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ (ОСНОВЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ) лектор - к. м. н. , доцент Емельянов В. В.

ТЕРМИНОЛОГИЯ: Биоэнергетика – раздел биохимии, изучающий превращения энергии в живых системах Биологическое окисление – окислительно-восстановительные реакции в живых системах

МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ СОЕДИЕНИЯ 1. Нуклеозидди- и –трифосфаты (АТФ) 2. Ацилфосфаты 3. Тиоэфиры (ацетилкоэнзим А) 4. Фосфагены (креатинфосфат) 5. Восстановленные коферменты дегидрогеназ (НАДН 2, ФАДН 2)

АТФ – главное макроэргическое соединение в клетке

ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТФ В КЛЕТКЕ ХИМИЧЕСКАЯ работа СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКАЯ работа АТФ ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ работа ОСМОТИЧЕСКАЯ работа

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУБСТРАТНОГО И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ Параметр Локализация СУБСТРАТНОЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ Цитозоль и митохондрии * Митохондрии Ферменты Сукцинилтиокиназа *, фосфоглицераткиназа, пируваткиназа, креатинкиназа Источник энергии Макроэргическая связь субстрата Протонный потенциал В анаэробных условиях Активно Невозможно Доля в энергопродукции 10 – 20 % 80 – 90 % АТФ-синтетаза

КРЕАТИНФОСФАТ • - резервное макроэргическое соединение мышечной и нервной ткани • креатинкиназная реакция – реакция субстратного фосфорилирования

ЭТАПЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ I. Подготовительный этап II. Промежуточный обмен III. Терминальный (митохондриальный, заключительный) этап

I. Подготовительный этап ЖИРЫ УГЛЕВОДЫ ЖК + глицерин глюкоза БЕЛКИ аминокислоты II. - NH 3 Промежуточный обмен пируват (ПВК) ацетилкоэнзим А III. ЦТК Терминальный этап + О 2 Н 2 О АДФ + Ф СО 2 H+ +ē дыхательная цепь и АТФ-синтетаза АТФ

МИТОХОНДРИЯ – место протекания конечного этапа энергетического обмена Матрикс

Ганс Адольф КРЕБС (1900 -1981) Нобелевская премия (совместно с Ф. Липманном) 1953 г.

ЦИКЛ КРЕБСА (цикл трикарбоновых кислот - ЦТК) ЧТО? : последовательность из 8 реакций ГДЕ? : в матриксе митохондрий КОГДА? : постоянно!

+ АЦЕТИЛКОЭНЗИМ А НАД+ ОКСАЛОАЦЕТАТ ЦИТРАТ НАДН 2 МАЛАТ ИЗОЦИТРАТ НАДН 2 - CO 2 НАД+ ФУМАРАТ α - КЕТОГЛУТАРАТ - CO 2 ФАД СУКЦИНАТ ФАДН 2 ГДФ + Ф СУКЦИНИЛКОЭНЗИМ А ГТФ НАДН 2 НАД+

НАД+ ацетил Ко. А НSKo. A НАДH 2 - CO 2 НАД+ НАДH 2 ЦИКЛ КРЕБСА НАДH 2 - CO 2 + Н 2 О ФАДH 2 ФАД ГТФ ГДФ + Ф - НSKo. A + НSKo. A НАД+

ФЕРМЕНТЫ ЦИКЛА КРЕБСА Реакция 1. ЩУК → цитрат 2. Цитрат → изоцитрат 3. Изоцитрат → α-КГ Фермент (рабочее название) Фермент (систематическое название) Цитратсинтаза Цитрат: ацетил. Ко. А лиаза Аконитат: гидро лиаза Изоцитратдегидрогеназа декарбоксилирующая Изоцитрат: НАД оксидоредуктаза 4. α-КГ → сукцинил. Ко. А α-КГ-дегидрогеназный комплекс 5. Сукцинил. Ко. А → сукцинат Сукцинил. Ко. Асинтетаза Сукцинат: Ко. А лигаза 6. Сукцинат → фумарат Сукцинатдегидрогеназа Сукцинат: ФАД оксидоредуктаза Фумараза Малат: гидро лиаза Малатдегидрогеназа Малат: НАД оксидоредуктаза 7. Фумарат → малат 8. Малат → ЩУК

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ α-КЕТОКИСЛОТ Полиферментный комплекс: 3 фермента и 5 коферментов. Коферменты: 1. Тиаминпирофосфат (ТПФ) витамин В 1 (тиамин) 2. Липоамид витамин N (липоевая к-та) 3. Коэнзим А (Ко. А) витамин В 3 (пантотеновая к-та ) 4. Флавинадениндинуклеотид (ФАД) витамин В 2 (рибофлавин) 5. Никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) витамин РР (никотиновая к-та) α- кетоглутарат пируват

СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ ЦТК

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ЦТК

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЦТК 1. Энергетическое: а) главный генератор ē и Н+ для дыхательной цепи б) конечный путь катаболизма всех питательных веществ в) единственный способ окисления ацетилкоэнзима А 2. Пластическое: источник субстратов для биосинтезов. 3. Интегративное: объединяет все виды обмена веществ в клетке.

РЕГУЛЯЦИЯ ЦТК 1. Аллостерическая: а) активаторы: НАД+, АМФ, АДФ. б) ингибиторы: НАДН 2, АТФ. 2. Конкурентная: малонат. 3. Ковалентная модификация: инсулин стимулирует окислительное декарбоксилирование αкетоглутарата за счет дефосфорилирования полиферментного комплекса.