Значение ферментов в медицине

Большая роль ферментов принадлежит в диагностике заболеваний. Это объясняется тем, что каждый орган или ткань имеет характерный для них набор ферментов. Когда происходит разрушение клеток различных тканей и органов, повышается проницаемость клеточных мембран, ферменты проступают в кровь, мочу, пищеварительные соки. Эти биологические жидкости используют для определения активности ферментов. Существует такая зависимость между активностью ферментов и количеством поврежденных клеток, а именно: чем выше активность фермента, тем больше зона повреждения тканей. В здоровом организме человека содержание ферментов в крови является величиной постоянной, а увеличение или снижение активности ферментов свидетельствует о патологических процессах. Например для воспаления поджелудочной железы характерно повышение активности амилазы.

Вопросы для опроса:

1. Какую функцию в организме человека выполняют ферменты?

2. Чем отличаются ферменты от обычных белков?

3. Что такое субстрат?

4. Где происходит синтез ферментов?

5. Где происходит взаимодействие субстрата и фермента?

6. Какие ферменты по химической структуре бывают? Назовите их отличия

7. Как называется небелковая часть сложных ферментов?

8. Как называется белковая часть сложных ферментов?

9. От чего зависит скорость ферментативной реакции?

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты — это полимеры, образующиеся в результате конденсации нуклеотидов.

Нуклеотид - это химическое соединение, состоящее из остатков фосфорной кислоты H₃PO₄, углевода и одного азотистого основания.

Азотистые основания:

1. Пуриновые основания: аденин, гуанин

2. Пиримидиновые основания: урацил, цитозин, тимин

Название нуклеотидов происходит от названия азотистого основания. Химический состав нуклеиновых кислот установлен по продуктам гидролиза.

При полном гидролизе нуклеиновых кислот были выделены пиримидиновые и пуриновые основания, пентоза (углевод), рибоза или дезоксирибоза и фосфорная кислота H₃PO₄ .

Азотистые основания обуславливают основные свойства нуклеиновых кислот, с другой стороны наличие остатков H₃PO₄ придает нуклеиновой кислоте кислотные свойства, которые преобладают.

Углеводы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот в фуранозной форме. По химическому строению нуклеиновые кислоты представляют собой цепочки, составленные из остатков большого числа нуклеотидов.

Классификация нуклеиновых кислот

В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеотида, различают два типа нуклеиновых кислот:

1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) содержит дезоксирибозу. Макромолекула ДНК состоит из 25-30 тысяч и более нуклеотидов. В состав нуклеотида ДНК входят: дезоксирибоза, остатки фосфорной кислоты (H₃PO₄), одно из четырех азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин).

2. Рибонуклеиновая кислота (РНК) содержит рибозу. Макромолекула РНК состоит из 5-6 тысяч нуклеотидов. В состав нуклеотида РНК входят: рибоза, остатки фосфорной кислоты, одно из четырех азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, урацил).

Мономер ДНК и РНК состоит из четырех типов нуклеотидов, которые друг от друга отличаются только азотистым основанием. Нуклеотиды связаны в полимерной цепи. Основную полимерную цепь образуют углевод и фосфорная кислота. Пуриновые и пиримидиновые основания не входят в полимерную цепь. Причем мононуклеотиды связаны друг с другом с помощью диэфирных мостиков: между OH- углевода в положении С₃ одного нуклеотида и OH- углевода в положении С₅ соседнего нуклеотида.

Для нуклеиновых кислот характерна первичная и вторичная структура. Биологическую функцию нуклеиновых кислот в организме определяет первичная структура, т. е. последовательность чередования входящих в них четырех типов нуклеотидов.

Вторичную структуру нуклеиновых кислот рассмотрим на примере ДНК. Макромолекулы ДНК представляют собой двойную спираль, состоящую из двух полинуклеотидных цепей. Остатки фосфорной кислоты и дезоксирибозы каждой полинуклеотидной цепи расположены на поверхности внешней части спирали, а азотистые соединения внутри. Азотистые основания двух цепей связаны водородными связями и они поддерживают вторичную структуру. Водородная связь образуется между аденином и тимином, между гуанином и цитозином.

Биологическая роль нуклеиновых кислот. Они осуществляют хранение и передачу наследственной информации, а также определяют синтез нужных белков в клетке и его регуляцию. Так ДНК из ядра клетки посылает своих исполнителей РНК, снабдив их необходимой информацией в цитоплазму — место синтеза белков.

АТФ (аденозинтрифосфат) — это нуклеотид, состоящий из углевода (рибозы), трех молекул фосфорной кислоты и аденина. При гидролизе химической связи между второй и третьей фосфатными группами АТФ освобождается запас энергии. При этом выделяется энергия и АТФ превращается в аденозиндифосфат (АДФ).

Если в клетке необходимо создать запас энергии, то протекает обратный процесс присоединения фосфатной группы и превращения АДФ в АТФ. Таким образом АТФ способен хранить запас энергии и освобождать ее. Поэтому АТФ широко применяется в медицине как лекарственный препарат, стимулирующий обменные процессы в миокарде, способствующий лучшему усвоению кислорода.