Обмен отдельных аминокислот |
140 |
ПАР К ИНСОНИЗМ
Этиология. Причиной паркинсонизма (частота после 60 лет 1:200) является низкая ак-
тивность тирозин-гидроксилазы или ДОФА-декарбоксилазы в нервной ткани, при этом развивается дефицит нейромедиатора дофамина и накопление тирамина.
Клиническая картина. Наиболее распространенными симптомами являются ригидность мышц, скованность движений, тремор и самопроизвольные движения.
Основы лечения. Требуется систематическое введение лекарственных аналогов дофамина и применение ингибиторов моноаминоксидазы.
КАТ АБ О ЛИЗМ АМ И НОК И СЛО Т
СР АЗВЕ ТВ ЛЕ ННО Й Ц Е П Ь Ю
Каминокислотам с разветвленной цепью относятся валин, лейцин, изолейцин. Все они являются незаменимыми для человека. Аминокислоты активно участвуют в синтезе белков, особенно в мышечной ткани, играют роль в энергетике и метаболизме нервных клеток.
ЛЕ ЙЦИНОЗ (БОЛЕЗНЬ МОЧИ С ЗАПАХ ОМ КЛЕНОВОГО СИРОПА )
Причины. В основе заболевания лежит аутосомно-рецессивно наследуемый ферментативный блок окислительного декарбоксилирования кетокислот с разветвленной цепью, (частота 1:180000) образующихся при распаде лейцина, изолейцина, валина. Эту реакцию осуществляет ферментативный комплекс дегидрогеназа -кетокислот с разветвленной цепью.
biokhimija.ru |
Тимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г) |
141 |
|
|
|
Патогенез до сих пор окончательно не выяснен. Но, так как известно, что лейцин активно поглощается нервной тканью, вероятно, нарушается его роль в энергетике нервных клеток и синтезе миелиновой оболочки. Обнаружено также понижение активности глутаматдекарбоксилазы и образования ГАМК в мозге больных под влиянием повышенных количеств разветвлённых кетокислот.
Недоокисленные кетокислоты выделяются с мочой и придают ей специфический запах. Клиническая картина. Клинически заболевание проявляется на первой неделе жизни рвотой, пронзительным криком и появлением характерного запаха мочи, напоминающего за-
пах кленового сиропа, карамели, пережженного сахара или отвара овощей.
Одновременно появляется неврологическая симптоматика: отсутствие сухожильных рефлексов, мышечная гипотония, генерализованные и очаговые судороги, нарушение ритма дыхания. Отмечается замедленное психомоторное развитие, в дальнейшем – умственная отсталость. Возможно развитие коматозного состояния, ранний летальный исход.
Основы лечения. Лечение осуществляется только диетой с исключением соответствующих аминокислот.
ИЗОВАЛЕРАТАЦИДЕ МИЯ
Сходную с лейцинозом картину имеет и связанное с дефектом изовалерил-SKoA- дегидрогеназы изолированное нарушение обмена лейцина – изовалератацидемия. Некоторым отличием от лейциноза является появление у больных запаха "потных ног", идущего от тела.
Обмен отдельных аминокислот |
142 |
|
|
|
|
ОБМ Е Н ТР ИП ТОФ АН А
Поступающий в составе белков пищи триптофан в основном используется для биосинтеза белков организма и гормона мелатонина. Метаболизм остальной части осуществляется в трех направлениях, которые сложны и на некоторых участках перекрещиваются друг с другом. Принципиально можно выделить следующие пути:
1.Кинурениновый (основной) – окисление и разрушение индольного кольца с образованием производных кинуреновой и антраниловой кислот. В одном из ответвлений этого пути одна из 60 молекул триптофана превращается в никотиновую кислоту, большая часть триптофана распадается до ацетил-SКоА.
2.Серотониновый путь – окисление до 5-окситриптофана и далее превращение в серотонин
имелатонин.
3.Индольный путь – образование индольных производных, которые затем конъюгируются
ивыводятся с мочой.
СИНДРОМ ХАРТНУПА (ТРИПТОФАНУРИЯ)
Хартнуп – имя больного, родители которого были двоюродными братом и сестрой Этиология. Аутосомн-рецессивное заболевание, гомозиготы встречаются с частотой
примерно 1:16000. При синдроме Хартнупа в результате дефекта транспортных систем клеток возникает снижение всасывания (мальабсорбция) триптофана в кишечнике и уменьшение его реабсорбции в канальцах почек.
Патогенез. Отмечается гипераминоацидемия с отсутствием триптофана в крови, в моче преобладают производные триптофана. Так как триптофан необходим для синтеза эндогенного витамина РР, то клиническая картина характеризуется признаками недостаточности витамина PP.
biokhimija.ru |
Тимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г) |
143 |
|
|
|
Клиническая картина. У пациентов наблюдаются дерматологические, неврологические и психические проявления пеллагры, фоточувствительная кожная сыпь, эмоциональная лабильность, возможны энцефалопатия, преходящая мозжечковая атаксия.
Одним из симптомов является симптом голубых пеленок, возникающий из-за того, что избыток триптофана в кишечнике под действием микрофлоры превращается в индикан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета.
Основы лечения. Симптомы болезни уменьшаются или даже исчезают при кормлении ребенка продуктами с высоким содержанием белка (4 г на 1 кг массы тела в день) и добавлением никотиновой кислоты (по 40-200 мг 4 раза в день).
ОБМ Е Н АР ГИН ИН А
Аргинин является положительно заряженной и условно незаменимой аминокислотой. Понятие условно-незаменимая используется по той причине, что у детей и подростков, у пожилых людей синтез аргинина не покрывает потребности организма.
Аргинин в тканях входит в состав белков и, в частности, гистонов, регулирующих состояние ДНК. Метаболизм аргинина по аргиназному пути ведет к синтезу регуляторных полиаминов спермина и спермидина. Превращение по NO-синтазному пути используется для образования оксида азота (NO), выполняющего функцию мессенджера. Аргинин используется в орнитиновом цикле мочевины, при синтезе креатина, выполяющего функцию запасного макроэрга.
Обмен отдельных аминокислот |
144 |
|
|
СИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА
Оксид азота образуется при ферментативном окислении L-аргинина. Процесс сложен и катализируется NO-синтазами (NOS), кофакторами в реакции выступают НАДФН, тетрагидробиоптерин, ФАД и ФМН.
Оксид азота обладает широким спектром биологического действия: o играет ключевую роль в регуляции сосудистого тонуса,
o расслабляет гладкую мускулатуру,
o предотвращает агрегацию тромбоцитов и адгезию нейтрофилов к эндотелию, o является важным нейромедиатором,
oобладает цитотоксической и микробицидной активностью.
Впрактическом здравоохранении широко используются нитратсодержащие противоангинальные препараты (нитроглицерин, нитросорбид, амилнитрит и др.), лечебный эффект которых обосновано связывают с их способностью высвобождать в организме оксид азота.
СИНТЕЗ ПОЛИАМИНОВ
Действие аргиназы на молекулу аргинина приводит к образованию мочевины и орнитина. Орнитин декарбоксилируется до путресцина. Путресцин взаимодействует с S-метиладенозин–гомоцистеамином (производное S-аденозилметионина, также называется S-аденозил-метилтиопропиламин) и последовательно получает от него пропиламин. В итоге в двух реакциях образуются полиамины спермидин и спермин. Эти высокоактивные вещества содержатся в клетках всех типов и жизненно необходимы для их нормального роста и пролиферации.
Спермин и спермидин:
o взаимодействуют с ДНК, РНК и нуклеопротеинами,
o служат регуляторами активности ферментов транскрипции, репликации и репарации, o абсолютно незаменимы при синтезе одного из факторов инициации при трансляции, o регулируют процесс полимеризации тубулина.
o участвуют в регуляции транспорта ионов Са2+ и ионов K+.
biokhimija.ru |
Тимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г) |
145 |
|
|
|
СТРОЕНИЕ И ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ
ВНЕ Ш НИЙ ОБМ Е Н НУ К ЛЕ О ПР ОТЕ И НО В
Нуклеотиды поступают в организм с пищей, главным образом, в составе нуклеопротеинов. После воздействия протеолитических ферментов желудка и кишечника из них освобождаются нуклеиновые кислоты и белковая часть. Белки перевариваются обычным порядком, нуклеиновые кислоты с помощью дополнительных ферментов. Панкреатический сок содержит рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы, гидролизующие нуклеиновые кислоты до полинуклеотидов.
После действия панкреатических нуклеаз полинуклеотидазы (или фосфодиэстеразы) кишечника гидролизуют нуклеиновые кислоты до мононуклеотидов. Далее, под действием нуклеотидаз и фосфатаз происходит гидролиз нуклеотидов до нуклеозидов, которые либо всасываются, либо под действием нуклеозидаз слизистой кишечника деградируют до пуриновых и пиримидиновых оснований.
В просвете кишечника пуриновые основания могут подвергаться окислению до мочевой кислоты, которая всасывается и затем выделяется с мочой. Большая часть тех пуринов, что всосались, в энтероцитах также окисляется в мочевую кислоту, при этом не происходит их перехода в кровь, в другие клетки и во вновь образующиеся молекулы нуклеотидов и нуклеиновых кислот.
Как и пурины, свободные пиримидины в основном катаболизируют и выделяются без их использования в организме.
Таким образом, нуклеиновые кислоты и/или отдельные полинуклеотиды пищевых продуктов не поступают из кишечника в кровоток и не выступают в роли поставщика непосредственных предшественников ДНК и РНК клеток организма. И хотя млекопитающие потребляют значительные количества нуклеиновых кислот и нуклеотидов, их жизнедеятельность и генотип не зависят от всасывания этих веществ или соответствующих продуктов распада.
biokhimija.ru |
Тимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г) |
147 |
|
|
|
|
|
|
ПУ Р И Н О В Ы Е НУ К ЛЕ О ТИ Д Ы
С Т Р О Е Н И Е П У Р И Н О В Ы Х О С Н О В А Н И Й И Н У К Л Е О Т И Д О В
К пуриновым азотистым основаниям относят аденин и гуанин. Гипоксантин, ксантин и мочевая кислота являются конечными продуктами обмена пуринов в организме человека и большинства млекопитающих и птиц.
На основе азотистых оснований синтезируются нуклеозиды, представляющие собой комбинацию азотистого основания и рибозы (или дезоксирибозы).
Присоединением одного, двух или трех остатков фосфорной кислоты к нуклеозиду достигается образование соответственно нуклеозид(моно-,ди-,три)фосфатов.
Строение и обмен нуклеотидов |
148 |
С И Н Т Е З П У Р И Н О В Ы Х О С Н О В А Н И Й И Н У К Л Е О Т И Д О В
Синтез пуриновых оснований происходит во всех клетках организма, главным образом в печени. Исключение составляют эритроциты, полиморфноядерные лейкоциты, лимфоциты.
Условно все реакции синтеза можно разделить на 4 этапа: 1. Синтез 5'-фосфорибозиламина.
Рибозо-5-фосфат является тем якорем, на основе которого синтезируется сложный пуриновый цикл. Первая реакция синтеза пуринов заключается в активации углерода в первом положении рибозо-5-фосфата, это достигается синтезом 5-фосфорибозил-1-дифосфата (ФРДФ).
Вторая реакция – это перенос NH2-группы глутамина на активированный атом С1 рибо- зо-5-фосфата с образованием 5-фосфорибозиламина. Указанная NH2-группа фосфорибозиламина уже принадлежит будущему пуриновому кольцу и ее азот будет атомом номер 9.
2. Синтез инозинмонофосфата (ИМФ). 5-фосфорибозиламин вовлекается в девять реакций, и в результате образуется первый пуриновый нуклеотид – инозинмонофосфорная кислота (ИМФ). В этих реакциях источниками атомов пуринового кольца являются глицин, аспартат, еще одна молекула глутамина, углекислый газ и производные ТГФК. В целом на синтез пуринового кольца затрачивается энергия 6 молекул АТФ.
3. Синтез аденозинмонофосфата (АМФ) и гуанозинмонофосфата (ГМФ).
ГМФ образуется в двух реакциях – сначала он окисляется ИМФ-дегидрогеназой до ксантозилмонофосфата, источником кислорода является вода, акцептором водорода – НАД. После этого работает ГМФ-синтетаза, она использует универсальный клеточный донор NH2-групп – глутамин, источником энергии для реакции служит АТФ.
АМФ также образуется в двух реакциях, но в качестве донора NH2-группы выступает аспарагиновая кислота. В первой, аденилосукцинат-синтетазной, реакции на присоединение аспартата используется энергия распада ГТФ, во второй реакции аденилосукцинатлиаза производит удаление части аспарагиновой кислоты в виде фумарата.
biokhimija.ru |
Тимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г) |
149 |
|
|
|
4. Образование нуклеозидтрифосфатов АТФ и ГТФ.
Синтез ГТФ осуществляется в 2 стадии посредством переноса макроэргических фосфатных групп от АТФ.
Синтез АТФ происходит несколько иначе. АДФ из АМФ образуется также за счет макроэргических связей АТФ. Для синтеза же АТФ из АДФ в митохондриях есть фермент АТФ-синтаза, образующий АТФ в реакциях окислительного фосфорилирования.