ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г.

Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г. Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г.

biohimiya._lekciya_13._obmen_nukleotidov._2016.ppt

  • Размер: 3.1 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 47

Описание презентации ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г. по слайдам

  ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г. Дисциплина: Биохимия Лектор: Гаврилов ЛЕКЦИЯ № 13 Обмен нуклеотидов Екатеринбург, 2016 г. Дисциплина: Биохимия Лектор: Гаврилов И. В. Факультет: лечебно-профилактический, Курс: 2 ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России Кафедра биохимии

  КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ  • 1. Как происходит переваривание нуклеиновых КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ • 1. Как происходит переваривание нуклеиновых кислот в ЖКТ? Дать характеристику ДНКаз и РНКаз панкреатического сока. • 2. Какие продукты образуются в результате переваривания нуклеиновых кислот и как они всасываются в кишечнике, какова их дальнейшая судьба? Отметить, что в результате переваривания образуются мононуклеотиды, которые после всасывания расщепляются на основания, углеводы, фосфат. Указать, что углеводы и большая часть оснований не используются в тканевом обмене и подвергается распаду. • 3. Какие метаболиты являются донорами атомов углерода и азота в биосинтезе пуринового кольца? Дать схему синтеза пуриновых нуклеиновых оснований. • 4. Приведите начальные реакции биосинтеза пуриновых нуклеотидов, дайте характеристику ферментов и укажите на их роль в регуляции этого процесса. • 5. Приведите реакции образования АМФ и ГМФ из инозиновой кислоты и рассмотрите общую схему регуляции биосинтеза пуриновых нуклеотидов. • 6. Как происходит распад пуриновых нуклеотидов? Приведите реакции катаболизма пуринов до мочевой кислоты и далее до мочевины. Укажите, что у человека основным продуктом является мочевая кислота. • 7. Приведите схему биосинтеза пиримидиновых нуклеотизидтрифосфатов. Укажите на роль ЦТФ и АТФ как аллостерических регуляторов этого процесса. • 8. Приведите схему распада пиримидиновых нуклеотидов, использования и катаболизма образующегося при этом β-аланина. • 9. Рассмотрите биохимические причины, метаболические последствия и клинические проявления патологических состояний, связанных с повышением содержания мочевой кислоты в крови (гиперурикемия, подагра, мочекаменная болезнь). • 10. Какой принцип лежит в основе медикаментозного лечения подагры? Покажите роль антиметаболитов инозиновой кислоты в качестве лекарственных средств (аллопуринол).

  ПЛАН ЛЕКЦИИ • Понятие нуклеиновые основания,  нуклеозиды, нуклеотиды (классификация и номенклатура ПЛАН ЛЕКЦИИ • Понятие нуклеиновые основания, нуклеозиды, нуклеотиды (классификация и номенклатура НК). • Свойства и биологическое значение НК. • Обмен НК ( переваривание , всасывание, анаболизм катаболизм). Регуляция. • Нарушение обмена НК. • Диагностика нарушений обмена АК.

  Нуклеиновые (аз тистые) основанияоо — гетероциклические азотсодержащие органические соединения.  Являются производными Нуклеиновые (аз тистые) основанияоо — гетероциклические азотсодержащие органические соединения. Являются производными пурина и пиримидина. N N N H N NH 2 N HN NH N O H 3 N Аденин Гуанин NH NH O O H 3 CПУРИНЫ: ПИРИМИДИНЫ: N N H NH 2 O NH N H O O Тимин Цитозин. Урацил

  Нуклеозиды  – N гликозиды,  состоящие из азотистого основания и пентозы, Нуклеозиды – N гликозиды, состоящие из азотистого основания и пентозы, связанных между собой N гликозидной связью (гидролиз в кислой среде)N NN N NH 2 O OHOH HH H CH 2 OH H N NH O O Уридин Аденозин У производных пиримидина – идин у пурина — озин

  O HOH HH H CH 2 OH H N NH O O O HOH HH H CH 2 OH H N NH O O H 3 CN H NN O N H 2 N O HO H HH HC H 2 O H H 2 ’ -Дезоксигуанозин Тимидин

  Номенклатура нуклеозидов Азотистое основание Нуклеозид с рибозой Нуклеозид с дезоксирибозой урацил уридин Номенклатура нуклеозидов Азотистое основание Нуклеозид с рибозой Нуклеозид с дезоксирибозой урацил уридин дезоксиуридин цитозин дезоксицитозин тимин Тимидин рибозид Тимидин аденин аденозин дезоксиаденозин гуанин гуанозин дезоксигуанозин гипоксантин инозин дезоксиинозин

  Нуклеотиды – фосфорные эфиры нуклеозидов фосфорная кислота + рибоза + нуклеиновое основание Нуклеотиды – фосфорные эфиры нуклеозидов фосфорная кислота + рибоза + нуклеиновое основание O OHOH HH H CH 2 OPO 3 H 2 H N N NH 2 O ЦМФ Цитидинмонофосфат Цитидин-5’-ф N NNN N H 2 O O HO H HH HC H 2 O P O 3 H 2 H АМФ Аденозинмонофосфат Аденозин-5’-ф Адениловая кислота Сложноэфирная связь Гидролиз в кислой и щелочной среде

  В нуклеотидах может содержаться несколько остатков фосфорной кислоты связанных ангидридной связью (макроэргическая)N В нуклеотидах может содержаться несколько остатков фосфорной кислоты связанных ангидридной связью (макроэргическая)N N NH 2 O OHOH HH H CH 2 H OOH PPOO OO OHP O HO OH АТФ Аденозинтрифосфат. Сложноэфирная связь Гидролиз в кислой и щелочной среде

  Фосфорная кислота в нуклеотиде может соединяться с пентозой двумя связями с образованием Фосфорная кислота в нуклеотиде может соединяться с пентозой двумя связями с образованием циклических нуклеотидов. N NH 2 N O OHO HH H CH 2 H O PO OH ц-3’, 5’-АМФ ц. АМФ

  Нуклеотиды способны соединяться через фосфорную кислоту и гидрооксильные группы  пентозы в Нуклеотиды способны соединяться через фосфорную кислоту и гидрооксильные группы пентозы в ди-, олиго- и полинуклеотиды (РНК, ДНК)N N NH 2 O OHOH HH H CH 2 O OHOH HH H N H OO PPOHO OO OH CONH 2 НАД + Никотинамидадениндинуклеотид

  У нуклеотидов существуют производные (содержат серную, глюкуроновую кислоту)O OHOH HH H CH У нуклеотидов существуют производные (содержат серную, глюкуроновую кислоту)O OHOH HH H CH 2 H N NH O O O POH OH H OH COOH PO O OH O УДФ-глюкуроновая кислота

  N NNN N H 2 O O HO P O 3 H N NNN N H 2 O O HO P O 3 H 2 HH HC H 2 HP OO O H SO OH O O ФАФС 3’-Фосфоаденозил-5’-фосфосульфат

  Полинуклеотиды в основном образуют сложные надмолекулярные структуры с белками: Рибосома состоит из: Полинуклеотиды в основном образуют сложные надмолекулярные структуры с белками: Рибосома состоит из: 2 субъединиц, 4 молекул РНК (18 S, 5, 8 S, 28 S, 5 S ) РНК / белок = 1: 1 http: //moikompas. ru/img/compas/2008 -03 -03/life_of_a_cell/98878044_orig. jpg

  Хроматин – надмолекулярный комплекс: ДНК (30 -40),  гистоновые (30 -50), негистоновые Хроматин – надмолекулярный комплекс: ДНК (30 -40%), гистоновые (30 -50%), негистоновые (4 -33%) белки, РНК http: //cmgm. stanford. edu/biochem 201/Slides/Chromatin%20 Structure/Nucleosome%20 x-ray%20 struct. JPG 1. «кор»-частица — образованна ДНК (146 нуклеотидных пар) и октамером из 4 гистонов (Н 2 А, Н 2 В, НЗ и Н 4 — по две молекулы каждого) 2. линкерная ДНК переменной длины (0 -80 нуклеотидных пар), связанной с гистоном H 1. Структурная единица хроматина – нуклеосома:

  Номенклатура нуклеотидов Азот.  основа ние нуклео зид нуклеотид   Номенклатура нуклеотидов Азот. основа ние нуклео зид нуклеотид обозн ачени е код Аденин Аденозин монофос фат АМФ A Гуанин Гуанозин монофос фат ГМФ GПурины

  Пиримидины Азот.  основа ние нуклео зид нуклео тид   Пиримидины Азот. основа ние нуклео зид нуклео тид обозначен ие код Цитозин цитидинмоно фосфат ЦМФ C Урацил уридин Уридинмо нофосфат УМФ U Тимин тимидин Тимидин монофосфат ТМФ T

  Биологическое значение Нуклеиновые основания и нуклеозиды – структурные компоненты нуклеотидов Мононуклеотиды: 1. Биологическое значение Нуклеиновые основания и нуклеозиды – структурные компоненты нуклеотидов Мононуклеотиды: 1. Структурные компоненты ди- (НАД, ФАД), полинуклеотидов (ДНК, РНК) 2. Энергетическая функция (АТФ) 3. Источник фосфорной кислоты (АТФ) 4. Регуляторная функция (ц. АМФ, ц. ГМФ, АДФ, АТФ) 5. Источник серной кислоты (ФАФС) 6. Детоксикационная (УДФ-глюкуроновая кислота, ФАФС) 7. Обмен аминокислот, липидов ( S АМ)

  Динуклеотиды: 1. НАДН + / НАДН 2 , ФАД / ФАДН 2 Динуклеотиды: 1. НАДН + / НАДН 2 , ФАД / ФАДН 2 окислительно-восстановительные реакции, синтез АТФ, биологически активных веществ. 2. НАДФ + / НАДФН 2 синтез липидов (жирных кислот), монооксигеназные реакции (обезвреживание ксенобиотиков, токсичных метаболитов), антиокисидантная защита

  Полинуклеотиды: 1. ДНК хранение и передача наследственной информации. 2. РНК (м. РНК, Полинуклеотиды: 1. ДНК хранение и передача наследственной информации. 2. РНК (м. РНК, р. РНК, т. РНК) биосинтез белка

  Распад нуклеопротеидов в ЖКТ НП Н + , пепсин НК + белок Распад нуклеопротеидов в ЖКТ НП Н + , пепсин НК + белок пепсинжелудок АКтрипсин пептиды кишка Олигонуклеотиды Мононуклеотиды Нуклеозидыденатурация Мочевая кислота. ДНКазы, РНКазы поджелуд. сока Фосфодиэстеразы кишечный сок Нуклеотидазы кишечный сок энтероцит пиримидины Пурины к р о в ь. Нуклеозидаза (Фосфатаза) Н 2 ОН 2 О Мочевая кислотаокисление

  Практически все продукты переваривания и всасывания нуклеотидов не используются организмом,  а Практически все продукты переваривания и всасывания нуклеотидов не используются организмом, а подвергаются катаболизму и выводятся.

  1. Образование 5 -фосфорибозил-1 -дифосфата ПФШглюкоза Повышеная активность ФРДФ- синтетазы приводит к 1. Образование 5 -фосфорибозил-1 -дифосфата ПФШглюкоза Повышеная активность ФРДФ- синтетазы приводит к ПОДАГРЕ (рецессивный тип наследования, сцепленный с Х-хромосомой)Синтез пуринов de novo

  2. Синтез инозин-5'-монофосфат (ИМФ) ФРПФ-глутамил- амидо-трансфераза Θ  АМФ, ГМФ Θ 2. Синтез инозин-5′-монофосфат (ИМФ) ФРПФ-глутамил- амидо-трансфераза Θ АМФ, ГМФ Θ Диазонорлейцин Θ Азасеринсинтетаза с

  Синтез пуринового цикла Синтез пуринового цикла

  3. Биосинтез пуриновых нуклеотидов (АМФ и ГМФ) Θ  Микофеноловая к-та Θ 3. Биосинтез пуриновых нуклеотидов (АМФ и ГМФ) Θ Микофеноловая к-та Θ 6 -меркаптопурин Θ АМФΘ ГМФ

  Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов 1. ФРДФ-синтетаза 2. ФРПФ-глутамил-амидо-тр ансфераза 3. ИМФ-дегидрогеназа 4. Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов 1. ФРДФ-синтетаза 2. ФРПФ-глутамил-амидо-тр ансфераза 3. ИМФ-дегидрогеназа 4. аденилосукцинат-синтета за

  “ ЗАПАСНЫЕ” ПУТИ СИНТЕЗА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ ( РЕУТИЛИЗАЦИЯ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ И НУКЛЕОЗИДОВ) “ ЗАПАСНЫЕ” ПУТИ СИНТЕЗА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ ( РЕУТИЛИЗАЦИЯ АЗОТИСТЫХ ОСНОВАНИЙ И НУКЛЕОЗИДОВ) Снижение активности приводит к ПОДАГРЕ, отсутствие активности: Синдром Леша-Нихена. Потеря активности приводит к почечнокаменной болезни

  Катаболизм пуриновых нуклеотидов Ксантин ДГ Катаболизм пуриновых нуклеотидов Ксантин ДГ

  Мочевая кислота Норма в сыворотки крови: ♀ 0, 2 - 0, 42 Мочевая кислота Норма в сыворотки крови: ♀ 0, 2 — 0, 42 ммоль/л; ♂ 0, 15 – 0, 36 ммоль/л Выделяется в виде мочевой кислоты и уратов: 0, 4 — 0, 6 г / сут. N HH NO O O Мочевая кислота (2, 6, 8 -триоксопурин) Мочевая кислота — бесцветные кристаллы, плохо растворимые в воде, хорошо в растворах щелочей. Образует соли ураты, со средней растворимостью в воде

  Повышение мочевой кислоты в сыворотке крови - гиперурикемия дефект. фермента Характер дефекта Повышение мочевой кислоты в сыворотке крови — гиперурикемия дефект. фермента Характер дефекта клиника Заболевание ФРДФ-синт етаза суперактив ация артрит подагра Гипоксантин- гуанин-фосф орибозилтра нсфераза потеря активности Не активен Нефроз, артрит Подагра, Синдром Леша-Нихена Аденинфосф орибозилтра нсфераза Полная потеря активности Обр. камней Почечно- камен. болезнь

  ПОДАГРА 1. Хроническое гетерогенное заболевание,  характеризуется отложением в различных тканях организма ПОДАГРА 1. Хроническое гетерогенное заболевание, характеризуется отложением в различных тканях организма кристаллов уратов или мочевой кислоты. 2. В основе лежит накопление мочевой кислоты и уменьшение ее выделения почками, что приводит к повышению концентрации последней в крови (гиперурикемия). 3. Клинически подагра проявляется рецидивирующим острым артритом и образованием подагрических узлов — тофусов. 4. Происходит также поражение внутренних органов

  Тофусы Тофусы

  Механизм развития подагры Гиперурикемия –  [ мочевая кислота ]  0, Механизм развития подагры Гиперурикемия – [ мочевая кислота ] > 0, 6 – 0, 7 6 ммоль/л Кристаллы уратов откладываются в тканях В суставах их фагоцитоз полиморфно-ядерными лейкоцитами медиаторы воспаления Развивается ОСТРЫЙ ПОДАГРИЧЕСКИЙ АРТРИТ Хронический подагрический артрит приводит к деформации суставов Подагра

  Стадии подагры I II III IV Рост тофусов Концентрация  урата Время Стадии подагры I II III IV Рост тофусов Концентрация урата Время (года) I Стадия – бессимптомная гиперурикемия (мо- III Стадия – «межприступная подагра» . жет протекать много лет, пока не бу- дет спровоцирован острый приступ). II Стадия – острый приступ (спровоцирован IV Стадия – хроническая тофусная травмой или отклонениями в диете). подагра

  Факторы риска • Мужской пол.  • Пожилой возраст  • Склонность Факторы риска • Мужской пол. • Пожилой возраст • Склонность к употреблению мяса, алкоголя, особенно пива и вина. Колебания уровня р. Н крови и синовиальной жидкости. • Физические перегрузки, в том числе и статические – в тесной обуви особенно частое поражение большого пальца стопы. • Переохлаждение. • Уменьшение выведения мочевой кислоты почками.

  Антиподагрические средства • Урикодепрессивные средства • Урикозурические средства • Купирование приступа подагры: Антиподагрические средства • Урикодепрессивные средства • Урикозурические средства • Купирование приступа подагры: КОЛХИЦИН

  Гении-подагрики • У. Гарвей  • Ч. Дарвин  • Р. Бэкон Гении-подагрики • У. Гарвей • Ч. Дарвин • Р. Бэкон • Ф. Бэкон • Галилей • Ньютон • Линней • Лейбниц • И. Кант • Б. Франклин • Р. Бойль • Ахилл • А. Македонский • Иоанн Грозный • Род Медичи • Микельанджело • Мартин Лютер • Жан Кальвин • Стендаль • Мопассан • Тургенев И. С. • Гёте • Бисмарк • Суворов А. В.

  123 4 5 6 Синтез пиримидиновых нуклеотидов (схема). ФРДВ–источник рибозо-5 -фосфата на 123 4 5 6 Синтез пиримидиновых нуклеотидов (схема). ФРДВ–источник рибозо-5 -фосфата на заключительном этапе синтеза Аспарагиновая кислота ГЛУ- NH 2 Карбоксибиотин ( витамин Н) «СО 2 » CC CC NN

 БИОСИНТЕЗ ПИРИМИДИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ БИОСИНТЕЗ ПИРИМИДИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ

  УМФ + АТФ  УДФ + АДФкиназа УДФ + АТФ  УТФ УМФ + АТФ УДФ + АДФкиназа УДФ + АТФ УТФ + АДФкиназа Синтез цитидиловых нуклеотидов. УТФ + Глн + АТФ ЦТФ + Глу + АДФ + Фн. Mg 2+ аминирование ЦТФ-син- тетаза

  Превращение д. УМФ в д. ТМФ Превращение д. УМФ в д. ТМФ

  Превращение рибонуклеозидов в  дезоксирибонуклеозиды Рибонуклеозид- Дифосфаты (НДФ) АТФ АДФ+Фн Mg 2+ Превращение рибонуклеозидов в дезоксирибонуклеозиды Рибонуклеозид- Дифосфаты (НДФ) АТФ АДФ+Фн Mg 2+ 2`- дезокси- рибо-НДФ Восстановленный тиоредоксин SH SH( белковый кофактор) донор электронов Окисленный тиоредоксин S S НДФ- редуктаза Эта сложная ферментативная система функционирует в клетке только в период активного синтеза ДНК и деления. НАДФ (кофактор) + НАДФ-Н 2 (пентозофосфатный путь)тиоредоксин редуктаза (флавопротеин)

  Регуляция биосинтеза пиримидинов Пуриновые нуклеотиды АТФ + «СО 2 » + глутамин Регуляция биосинтеза пиримидинов Пуриновые нуклеотиды АТФ + «СО 2 » + глутамин Карбамоилфосфат + аспартат N -карбамоиласпартат УТФ УДФ d УДФ ТМФТДФФРПФ АТФ + рибозо-5 -ф-т ЦТФ Аспартат-транс- карбомоилаза

  Катабализм пиримидиновых нуклеотидов Катабализм пиримидиновых нуклеотидов

  Спасибо за внимание! Спасибо за внимание!

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!
РЕГИСТРАЦИЯ