Зат алмасуға кіріспе. Тамақтану биохимиясы. Энергетикалық алмасу. Мақсаты:

Зат алмасуға кіріспе. Тамақтану биохимиясы. Энергетикалық алмасу. Мақсаты: Тамақтанудың метаболизмі мен биохимиясы және энергети калық алмасумен катаболи зімнің жалпы жолдары тура лы түсінік қалыптастыру.

ЖОСПАРЫ: -Зат алмасуға кіріспе. -Тамақтану биохимиясы. -Энергетикалық алмасу.

Жануарлар ағзасының жасушалары үшін энергетикалық субстраттар - көмірсулар, липид тер ,белоктар қажет \ 1:1:4 \.

Состав пищи человека

Тәуелдік калориялықтың үлесі. Белок - 14% липидтер - 30% , көмірсулар - 56%

Толық құнарлы рацион 5-компонент Энегияның қайнар көзі Көмірсулар Липидтер Ақуыздар

Аустырырмайтың амин қышқылдар арг,гис,изо,лей, лиз,мет,фен, тре, три, вал

Ауыстырылмай тың май қышқылдар- Линоль қ-лы, линолен қ-лы

Аустырылмайтың май қышқылдар Линоль қышқылы СН3-(СН2)4-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН Ол арахидон қышқыл дың және арығарай простагландиндердің синтезіне қажет.

Дәрумендер Майда еритін А, Д, Е, К Суда еритін В1, В2, В3, Н , РР , В6, В12, С, Р, фоль қ-лы және т.б.

Гиповитаминоздар Келесі дәрумендердің жетіспеушілігі жиі кездеседі : тиамин, ниацин, дәр.С, рибофлавин фоль қ-лы

Дәрумендердің Жиі кездесетін ауруларға әкеледі . Мыс. В1 гиповитаминозда пелагра дамиді.

Сірек кездесетінкездесетін гиповитаминоздар Пантотен қ-лы, пиридок син,биотин, дәрумендер В12, Д, Е, К жетіспеушілігінде байқалады

Неорганикалық элементер Мышьяк кальций хлор,хром,мыс йод, темір

Неорганикалық элементер магний,марганец, никель,молибден, фосфор,калий,селен,кремний, натрий, ванадий,цинк және т.б.

темірдің – анемия йодтың - эндемикалық зоб кальций ,фтордың – тістің аурулары және т.б. Неорганикалық элементердің жетіспеушілігінің салдары

Тағамның жетіспеушілігінің салдары Ақуыздардың Квашиоркор

МЕМБРАНАЛАР

ЛИПИДТЫ БИҚАБАТ

МАКРОЭРГИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР

МАКРОЭРГИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР- ГИДРОЛИТИКА ЛЫҚ ЖОЛМЕН ЫДЫРАҒАНДА БОС ЭНЕРГИЯ БӨЛЕДІ.

Арығарай бос энергия белгілі жұ мысқа пайдалана ды / биосинтез, зат тарды мембрана ар қылы белсенді та сымалдау және т.б. /

Ағза жасушала рында энергетикалық субстраттар ретін де көмірсулар, ли пидтер, аминқыш қылдар жатады.

Энергетикалық субстраттар дан бос энергияның болінуі катаболитикалық процестерде жүреді.

Бөліген бос энергия кейбір фосфорорга ниқалық қосылыс тардың макроэргиялық бай ланысынтарында жинақталу мүмкін.

Макроэрг.қос-ға АТФ , ГТФ, УТФ,ЦТФ, креатинфосфат, 1,3- дифосфоглицерат, фосфоенолпируват жатады. АТФ НЕГІЗГІ МАКРОЭРГИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫС

АТФ катаболизмді \ энергияны бөлетің\ анаболизммен \ энергияны пайдаланатың \ байланыстырады .

Энергия бөліну үшін АТФ гидролизденеді. Екі жол арқылы- ортофосфатты , пирофосфатты

АТф гидролизі \ ортофосфатты\ - бос энергия бөлінеді АТФ + Н2О  АДФ + Н3РО4 + + бос энергия \ ол жұмысқа қолданылады \

АТФ – өзінің фосфорильді тобын әртүрлі акцепторға бере алады. Бұл реакциялар киназалармен катализде неді. Фосфорланған қосылыстың энергиясы молаяды .

Осының себебінен бұл заттар ары қарай басқа ферментативті реакцияларға қатынаса алады. Мыс.: глюкозаның фосфорлануына

АТФ + глюкоза \ белсенді емес \ гексокиназа глюкоза -6- фосфат + АДФ \ белсенді \

АТФ-тың энергиясы актин және миозин жіпшелерінің өзара жылжуына пайдаланады. Бұл процесте: АТФ + Н2О АДФ + Н2РО4 + + бос энергия бұлшық еттің жиырылуына

АТФ Бос энергия

мембрана арқылы заттардың белсенді тасымалдануына

генетикалық ақпаратты беру үшін \ ДНҚ, РНҚ, ақуыздың биосинтезі \ .

АТФ-ң гидролизі \ пирофосфаттық \ АТФ + Н2О АМФ + Н4Р2О7 + + бос энергия Май қышқыл. белсендіреді

БАСҚА М. Қ-Ң пайдалануы УТФ – ( УДФ –глюкоза ) ЦТФ – ( ЦДФ – холин ) ГТФ - ( белок синтезі )

АТФ, ГТФ, ЦТФ, ТТФ – ( РНҚ синтезі ) дАТФ, дГТФ, дЦТФ,дТТФ – ( ДНҚ синтезі )

Креатинфосфат (энергияның қоры, АТФ тұрақты мөлшерін қамтамасыз етеді). Креатинфосфат + АДФ креатин- киназа АТФ + креатин

1,3 – дифосфоглицерат, фосфоенолпируват –макроэргиялық қосылыстар \ глюкоза катаболизмінің аралық заттары болып табылады \.

Олар гидролизге ұшы рамайды. Сондықтан фосфорильді тобы АДФ – ке тасымалданады ( реакцияны өзгешелік киназалар катализдейді .

Нәтижесінде АТФ түзіледі. Мыс.: фосфоенолпируват + АДФ пируваткиназа пируват + АТФ

Жасушаның биоэнергетикасы Биоэнергетика - тірі жасушаларда энергияның алмасуы және пайдалану механизмдерін оқып біледі.

Жасушаның биоэнергетикасы Молекулалардың син тезі үшін көміртектін органикалық қайнар қөздерін пайдаланатың ағзалар гетеротрофты деп аталады.

Күн сәулесінің энергиясы Химиялық энергия- АТФ Бос энергия

Термодинамиканың зандары Химиялық процестердің бағыты пайдалы энергияның ретсіз түріне аусуына сәйкес келеді. Бул аусудың өлшемі - энтропия (ΔS) деп аталады.

Энтропия жүйдегі энергия ретсіздіктің өлшемі болып табылады. Бірақ биожүйелер қоршаған ортамен байланысты.

Сондықтан энтропияның (ΔS) жоғарлау тірі жүйеде емес, қоршаған ортада орын алады.

Экзергониқалық және эндергониқалық процесстер ( катаболизм, анаболизм ) Жасушада бос энергия жоғарылау немесе төмендеу мүмкін. Себебі метаболити калық процестер бос энергияны (ΔG) бөлу немесе пайдаланумен жүреді.

Экзергониқалық және эндергониқалық процесстер ( катаболизм, анаболизм ) Жасушада бос энергия жоғарылау немесе төмендеу мүмкін. Себебі метаболити калық процестер бос энергияны (ΔG) бөлу немесе пайдаланумен жүреді.

) Осымен байланысты метаболитикалық реакциялардың 2 түрі болады экзергоникалық эндергоникалық

Экзергоникалық реакцияларда бос энергия (ΔG) бөлінеді , ал энтропия (ΔS) жоғарлайды.

Эндергоникалық реакцияларда бос энергия (ΔG) пайдаланады немесе жиналады

Бул жағдайда химиялық заттар синтезделеді \ анаболизм \.

44444 ЛЕКЦИЯ

Тірі жуйелерде заттар мен энергияның алма суы катаболитика лық және анаболити калық процестердің қосындысы болып та былады.

Биожүйелерде органи калық қосылыстардың катаболизмі бос энер гияны бөлумен үлеседі. Бул процесстін негізі тотығу- тотықсыз дану реакциялар.

Тотығудың негізгі түрлері Микросомальді - эндоплазматиқалық ретикулумның мембранасында Пероксидты - пероксиомаларда

Оксидазды - митохондрия ларда

Эуокариодтердің жасу шаларында субстрат тардың биология лық тотығуы МХ-ң ішкі мембрана сында жүреді.

Олардың коферменттері НАД, НАДФ Дәр. РР туындысы

N o H OH OH H CH2 O P OH O O P OH O O CH2 O OH OH N N N N NH2 H H H H CONH2 НАД+ O P O OH O O OH O CH2 H CH2 CONH2 N O NH2 N N N N H OH O OH OH H H O P OH O OH НАДФ+

С С С С С С С С С С С С H H H3 H3 N N O NH N CH2 H C OH H C OH H C OH CH2 O O P OH OH ФМН С С С С С С С С С С С С H H N N O NH N Н3 Н3 СН2 ОН ОН ОН Н Н Н СН2 О ОН О Р О Р ОН О О СН2 Н О Н Н Н N CH N C C N C CH N NH2 ФАД

Кофермент Q С С С С С С О O H3 H3 С СН3 С R С С С С С С ОH OH H3 H3 С СН3 С R + 2H+ + 2е-

ЦИТОХРОМДАР b, c1, c, a, a3 Коферменті гем Fe++ \ Fe+++

Цитохромдардың әсерінің механизмі Fe3+ + e- Fe2+ Fe2+ - e - Fe3+ Цитохромдар b , с1 \ фермент КоQH2- дегидрогеназа \

аа3 \ цитохромоксидаза\ аа3 электрондарды тек оттеке тасымалдайды \терминальді тыныс алудың ферментті \

Тыныс алу тізбекте әртүрлі субстраттардың \ изоцитрат, альфа- кетоглатарат, сукцинат, малат, лактат және т.б.тотығуы жүреді - \ 2 Н (2 е + 2 Н + ) \.

Ко-А-производные жирных кислот Изоцитрат Малат Пируват Глутамат НАД ФП b КоQ АТФ АДФ - Аминобарбитал, ротенон ФП2 ФП3 ФП4 Глицерол-3-фосфат сукцинат АДФ АТФ C1 c a3 a Антимицин - Аскорбат О2 - Цианид АДФ АТФ 1 2 3 Локализация трех пунктов фосфорилирования в цепи (1,2,3)

О2 суға дейін тотық сызданады.Субстрат тың биологиялық тоты ғуында бос энергия бөлінеді (ең жоғары 3 бөлікте). Осының есе бінен 3АТФ түзіледі

3АДФ + 3H3PO4 Бос энергия АТФ - синтетаза 3 АТФ АДФ-ң тотығып фосфорлануы

2H -2H НАД НАДН2 ФМН KoQ KoQH2 SxH2 ФМНH2 + -2H -2H - 2e

-2е -2е -2е -2е Fe +2/+3 +2/+3 +2/+3 Fe Fe

O 2- -2е -2е -2е ----> + 2Н + H2O + бос энергия 3АТФ Жылу +2/+3 +2/+3 Fe Fe

+Бос энергия 3АТФ -2ē

Тыныс алу тізбек тін әрбір фермен тіне редокс- потенциалдың белгілі мөлшері тәң.

Ол НАД-ң (-0,32в) О2-ң дейін (+0,82в) жоғарлайды.

Олардың арасын дағы редокс потенциалдың ЖАЛПЫ АЙЫРМАШЫЛЫҒЫ - 1,14 Вольт.

МХ-ғы тыныс алу тізбегінде бос энергияның мөлшерінің өзгеруі тен: ∆G = - 2 х 23062 х 1,14 = 52,581

Мембранада Н+ градиентінің есебінең протонды /трансмембранды/ электрохимиялық потенциал дамиді.

Протонды/трансмембранды/ электрохимиялық потенциал Ол жасушада энергияның ерекше түрі болып табылыды.

+ + + + + + + + Сыртқы орта Ішкі мембрана H + Н + Н + Н + АТФ О2 ē SH2 Матрикс АДФ+Н3РО4 - АТФ-синтетаза + Н

Протонды/трансмембранды/ электрохимиялық потенциал Ол жасушада энергияның ерекше түрі болып табылыды.

Осымен байланысты пайдаланады: - АТФ синтезіне / қорға жиналады- 3 2,1 моле кула АТФ тыныс алу тізбектің ұзынды ғына байланысты \

Са 2+ және басқа иондардың, фосфат тардың тасымалда нуына - жылу энергияның пайда болуына жиырлу үшін және т.б.

Ко-А-производные жирных кислот Изоцитрат Малат Пируват Глутамат НАД ФП b КоQ АТФ АДФ - Аминобарбитал, ротенон ФП2 ФП3 ФП4 Глицерол-3-фосфат сукцинат АДФ АТФ C1 c a3 a Антимицин - Аскорбат О2 - Цианид АДФ АТФ 1 2 3 Локализация трех пунктов фосфорилирования в цепи (1,2,3)

Затардың алмасуының кезендері

Катаболизмның өзгешелік және жалпы жолдары

Ақуыздар Көмірсулар Липидтер 1 кезен өзгешелік жолдар 2 кезен Пируват жалпы жол Ацетил-~SКоА 3 кезен Кребс циклы жалпы жол NН3 ( H2O, CO2, n АТФ ) Ақуыздар, көмірсулар, липидтердің катаболзмінің жалпы схемасы

Пируваттың тотығып декарбоксильденуі (жалпы теңдеу) Пируватдегидрогеназды комплекс

Пируватдегидрогеназды комплекс: 1. Пируватдегидрогеназа ( ТПФ, вит. В1) 2.Дигидролиполилацетилтрансфераза ( липой қышқылы) 3.Дигидролипоилдегидрогеназа ( ФАД, вит. В2)

СН2 – CH2 – CH – (СН2)4 – СООH СН2—CH2 —CH —( СН2)4 —СООН S --------------- S SH SH Липой қышқылы, Дигидролипой қышқылы, тотықан түрі тотықсызданған түрі

CH3 CH3 | | С=O + E1-ТДФ-H---H-С-ТДФ-E1+CO2 | (пируват- | COOH дегидрогеназа) OH

CH3 CH3 | S \ | H - C - ТПФ-Е1+ | ЛК-Е2 С=О+ТПФ-Е1 | S / S-ЛКE ОН дегидролипоил- ацетилтрансфераза

CH3 | C=O | HS\ CH3 S-ЛК-E2 + HS-KoA ЛК-E2 + | HS/ C=O `SKoA

Е3-ФАДН2 + НАД Е3-ФАД + НАДН2 НАДН2 + 1/2 О2 Н2О + 3 АТФ тыныс алу тізбек дигидролипоилдегидрогеназа

Кребс циклі S-KoA / СН3 СООН С=О | | | С=О + С=О СН2 \ | | +НОН S-KoA СН2 цитратсинтетаза НО - С-СООН ацетил- KoA СН2 СООН оксалоацетат | (ЩУК) СООН цитрил- KoA

СООН СООН СООН СН2 СН2 СН2 -НОН +НОН НО-С-СООН СООН Н-С-СООН СН2 аконитаза СН аконитаза Н- С-ОН (Fe++) (Fe++) СООН СООН СООН цитрат цис-аконитат изоцитрат

COOH COOH тын.алу тізбек CH2 CH2 1/2 О2 Н2О+ 3АТФ HC-COOH + НАД CH2 + НАДН2 + СО2 CHOH Вит РР ИЦД С О COOH СООН ИЗОЦИТРАТ α-КЕТОГЛУТАРАТ альфа-кетоглутарат- дегидрогеназа

НАДН АТФ /суб фос/ ↑ СООН ГТФ / СООН ФАД НАД HS-KoA ТПФ ЛК HS-KoA CH2 Pн + ГДФ CH2 (Е1 Е2 Е3) СН2 сукцинаттиокиназа СН2 С=О СООН \ S-KoA сукцинат сукцинил-KoA

СООН ФАДН2 СООН СООН НАДН2 СООН ↑ | | ↑ СН2 ФАД СН +НОН НО-С-Н НАД С О | Вит В2 Вит РР СН2 СН2 СДГ фумараза МДГ СООН СН СН2 СООН СООН СООН сукцинат фумарат малат оксалоацетат (ЩУК)

COOH CH2 HC - COOH COOH + ½O2 H2O + бос энергия 3АТФ С Н H О -2H НАД НАДН2 -2H Жылу ...

КРЕБС ЦИКЛДЫҢ БИОЛ,МӘНІ : ЭНЕРГИЯНЫҢ НЕГІЗГІ ҚАЙНАР КӨЗІ. Ацетил- KoA Н2О, СО2 дейін тотығуыда 12 молекула АТФ / тотығу фосфорлану -11, 1- субстратты фосфорлану / - Амфиболитикалық міндет

Қері байланыс - Бос энергияның қайнар көзі - Энергия мен заттардың алмасуы - Катаболиэмның жалпы жолдары - Заттардың биологиялық тотығу - Тыныс алу тізбек ;

РЕФЛЕКСИВТЫ ТЕСТ Рефлексия - субъектін өз өзіне, өз тұлғасына /құндылықтар,қізіушіліқтар,себептер,эмоциялар, қылықтары \ , өз біліміне немесе өзінін меншікті жағдайына назар аудару