- •Спецкурс «биохимия растений». Зачет.
- •1.Особенности азотного обмена у высших растений.
- •2. Нитратредукция. Характеристика нитратредуктазы и нитритредуктазы.
- •3. Ассимиляция аммонийного азота. Характеристика глутаматдегидрогеназы, глутаминсинтетазы и глутамин-оксоглутаратаминотрансферазы.
- •4. Процессы переаминирования, их роль в превращении азота у растений и значение при прорастании и формировании семян.
- •5. Взаимосвязь процессов усвоения азота с дыханием и фотосинтезом.
- •6. Ферментативный гидролиз белков. Протеолитические ферменты растений, их специфичность и активация.
- •7. Белки цитоскелета и клеточной стенки растений.
- •8. Протеиногенные аминокислоты, их синтез в растениях.
- •9. Структура, свойства и распространение в растениях основных представителей моносахаридов и полисахаридов.
- •10. Реакции взаимопревращения моносахаридов: реакции изомеризации, транс-кетолазные, трансальдолазные реакции, альдольная конденсация.
- •2)Стереоизомерия или d и l изоформы:
- •1. Транскетолазные реакции:
- •2. Трансальдолазная реакция:
- •11. Резервные полисахариды растений. Крахмал и инулин. Строение и синтез
- •12. Структурные полисахариды. Полисахариды клеточной стенки. Строение и свойства целлюлозы, маннанов, ксиланов, хитина.
- •13. Гемицеллюлоза и пектиновые вещества (полиуроновые кислоты, альгиновые кислоты, арабинаны, галактаны).
- •14. Аэробный распад углеводов. Гликолиз. Особенности гликолиза у растений.
- •15. Молочнокислое и спиртовое брожение у растений. Их значение.
- •16. Пентозофосфатный окислительный путь (пфоп)(апотомический распад глюкозы). Основные этапы и значение в жизнедеятельности растений.
- •17. Аэробный этап углеводного обмена. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Пируватдегидрогеназный комплекс.
- •18. Цикл трикарбоновых кислот. Окислительное фосфорилирование.
- •3 Этапа в синтезе атф:
- •19. Биосинтез моно- и полисахаридов. Цикл Кальвина. Глюконеогенез. Глткозилтрансферазные реакции.
- •20. Липиды и их биологическая роль. Классификация и номенклатура липидов. Структура, свойства и распространение в природе. Глиоксилатный шунт.
- •21. Жирные кислоты, их классификация и номенклатура. Окисление жирных кислот, биосинтез жирных кислот. Мультиферментные комплексы синтеза жирных кислот.
- •22. Изопреноиды. Характеристика, распространение и применение. Эфирные масла и смолы. Характеристика и функции в растении.
- •23. Гемитерпены, монотерпены, сесквитерпены, дитерпены, сестертерпены, тритерпены, тетратерпены, политерпены: основные представители и их функции.
- •24. Биосинтеза изопреноидов: мевалонатный и немевалонатный.
- •25. Классификация растительных фенолов: общая характеристика, представители, распространение, функции в растениях и применение.
- •26. Полимерные фенольные соединения: общая характеристика и применение. Пути биосинтеза растительных фенолов и связь с основным метаболизмом клеток.
- •27. Пути биосинтеза фенольных соединений: шикиматный и ацетатно-малонатный.
- •28. Общая характеристика, применение, классификация и функции алкалоидов.
- •29. Особенности биосинтеза алкалоидов. Исходные метаболиты.
- •30. Характеристика минорных классов веществ вторичного метаболизма растений. Распространение и основные представители.
- •31. Непротеиногенные аминокислоты. Пути их образования и функции.
- •32. Витамины, необходимые для жизнедеятельности растительных организмов.
- •33. Органические кислоты растений алифатического ряда: их распространение у растений и значение для жизнедеятельности.
- •34. Фитогормоны, их химическая структура и функции.
3 Этапа в синтезе атф:
Присоединение АДФ и Фн к активному центру фермента (в первой бета-субъединице).
Во второй бета-суб. Идет синтез АТФ без затрат Е.
Ионы Н+, перемещаясь по градиенту, вызывают вращение с-субъединицы и связанной с ним гамма-субъединицы. =>конформационные изменения в каталитическом центре => высвобождение и возврат комплекса в исходное состояние.
19. Биосинтез моно- и полисахаридов. Цикл Кальвина. Глюконеогенез. Глткозилтрансферазные реакции.
Ц. Кальвина: 4 стадии:
Карбоксилирование,
Восстановление ФГК,
Регенерация акцептора,
Синтез углеводных продуктов фотосинтеза.
Реакции:
№ |
Исходные в-ва |
Продукты |
Фермент |
1 |
6 Рибулозо-1,5-бисР; 6 СО2; 3 Н2О |
12 шт 3-ФГК; 6 Н+ |
Рубиско |
2 |
12 шт 3-ФГК; 12 АТФ |
12 шт 1,3-бисР-глицерат; 12 АДР |
Фосфоглицераткиназа, 2 кл |
3 |
12 шт 1,3-бисР-глицерат; 12 НАДФН + Н+ |
12 шт 3-ФГА; 12 НАДФ+ + 12 Фн |
Глицеральдегид-3-Р-дегидрогеназа, 1 кл. |
4 |
5 шт 3-ФГА |
5 шт ДОАФ |
Триозо-Р-изомераза, 5 кл |
5 |
3 шт 3-ФГА + 3 шт ДОАФ |
Фруктозо-1,6-бисР |
Альдолаза, 4 кл |
6 |
Фруктозо-1,6-бисР; 3 Н20 |
Фруктозо-6-Р; 3Фн |
Фруктозо-1,6-бисфосфотаза 3 кл |
7 |
Фруктозо-6-Р |
Глюкозо-6-Р |
Фосфоглюкоизомераза 5 кл |
8 |
Глюкозо-6-Р; АДФ, Н2О |
Глюкоза; АТФ, Фн |
Глюкозо-6-фосфотаза 3 кл |
9 |
2 шт Фруктозо-6-Р + 2 шт 3-ФГА |
2 шт ксилулозо-5-Р + 2 шт эритрозо-4-Р |
Транскетолаза 2 кл |
10 |
2 шт эритрозо-4-Р + 2шт ДОАФ |
2 шт седогептулозо-1,7-бисР |
Альдолаза 4 кл |
11 |
2 шт седогептулозо-1,7-бисР; 2Н2О |
2 шт седогептулозо-7-Р; 2Фн |
Седогептулозо-1,7-бисфосфотаза 3 кл |
12 |
2 шт седогептулозо-7-Р + 2 шт 3-ФГА |
2 шт рибозо-5-Р + 2 шт ксилулозо-5-Р |
Транскетолаза 2 кл |
13 |
2 шт рибозо-5-Р |
2 шт рибулозо-5-Р |
Рибулозо-5-Р-3-эпимераза 5 кл |
14 |
4 шт ксилулозо-5-Р |
4 шт рибулозо-5-Р |
Рибулозо-5-Р-3-эпимераза 5 кл |
15 |
6 шт рибулозо-5-Р; 6 АТФ |
6 шт рибулозо-1,5-бисР; 6 АДФ |
Фосфорибулокиназа 2 кл |
P.S. Р-это фосфат, понятно, да, думаю. Желтенькие – активируются светом.
Глюконеогенез.
Глюконеогенез — процесс образования молекул глюкозы из молекул других органических соединений.
Биологическая роль глюконеогенеза:
1. Поддержание уровня глюкозы в крови. При длительном голодании (голодание более суток) глюконеогенез является единственным процессом, поставляющим глюкозу в кровь.
2
.
Возвращение лактата в метаболический
фонд углеводов. Лактат, образующийся в
процессе анаэробного окисления глюкозы
в эритроцитах и скелетных мышцах,
транспортируется кровью в печень и
превращается в гепатоцитах в глюкозу.
Реакции:
№ |
Исходные в-ва |
Продукты |
Фермент |
1 |
2 ПВК поступ в митох., 2 АТР, СО2 |
2 Щук, 2 АДР, Рi |
Пируваткарбоксилаза, 6 кл |
2 |
2 Щук, 2 NADH+H+ |
2 малат, 2 NAD+ |
Митохондриал. Малатдегидрогеназа, 1 кл |
3 |
2 малат выход в цитопл., 2 NAD+ |
2 Щук, 2 NADH+H+ |
Цитоплазматическая Малатдегидрогеназа, 1 кл |
4 |
2 щук, 2 GTP |
2 ФЕП, 2 GDP |
ФЕП-карбоксилаза, 6 кл |
5 |
2 ФЕП, Н2О обратима |
2 шт 2- ФГК |
Енолаза, 4 кл |
6 |
2 шт 2-ФГК обратима |
2 шт 3-ФГК |
Фосфоглицератмутаза, 5 кл |
7 |
2 шт 3-ФГК, 2 АТР обр |
2 шт 1,3-ФГК, 2 АДР |
Фосфоглицераткиназа, 2 кл |
8 |
2 шт 1,3-ФГК, 2 NADH+H+ обр |
2 шт ФГА, 2 NAD+, 2 Pi |
ФГА-дегидрогеназа 1 кл |
9 |
2 шт ФГА обр |
2 шт ДОАФ |
Триозофосфатизомераза, 5 кл |
10 |
ФГА + ДОАФ |
Фруктозо-1,6-бисР |
Альдолаза, 4 кл |
11 |
Фруктозо-1,6-бисР, Н2О |
Фруктозо-6Р, Pi |
Фруктозобисфосфотаза, 3 кл |
12 |
Фруктозо-6Р обр |
Глюкозо-6-Р |
Фосфоглюкоизомераза, 5 кл |
13 |
Гл-6Р, Н2О |
Глюкоза, Pi |
Глюкозо-6-Р-таза, 3 кл |
На синтез 1 мол глюкозы из 2х ПВК надо 12 мол АТР.
Гликозилтрансферазные реакции.
Исходными соединениями для синтеза сложных углеводов являются фосфорилированные сахара – НДФ-cахара (нуклеозиддифосфат сахара).
В клетках растений, животных, микроорганизмов биосинтез полисахаридов осуществляется путем последовательных реакций трансгликолизирования.
Суть реакции: НДФ-глюкоза+ фруктозо-6-фосфат НДФ + сахарозо-6-фосфат (Сахароза + H3PO4)
В реакциях участвует большое число молекул-доноров и молекула акцептора (затравка – небольшой фрагент данного полисахарида). Доноры - НДФ-сахара. Цепь молекулы затравки удлиняется путем последовательного переноса к одному из концов молекулы-затравки гликозильных остатков молекул-доноров. Число переносов может быть от сотен до тысячи и более, все они катализируются одним и тем же ферментом. Этот фермент специфичен к переносимому остатку и определяет природу гликозидной связи.
Гликозилтрансферазы (трансгликозидазы), ферменты 2 класса– ускоряют реакции переноса гликозильных остатков из молекул фосфорных эфиров или других соединений к молекулам моносахаридов, полисахаридов или других веществ, обеспечивая главным образом реакции синтеза и распада олиго- и моносахаридов. Пример фермента – гликогенсинтетаза, соединяется с гликогеном и образует комплексы, содержащие до 10 молекул фермента, локализованных по месту нередуцирующих концов наращиваемых олигосахаридных цепей.
Особенности биосинтеза полисахаридов:
1) Многоступенчатый процесс ( при использование гликозилтрансферазных реакций (фрагменты цепочек и/или гликозильные остатки);
2) Использование специфических НДФ-сахаров для синтеза каждого полисахарида
3) Необходима «затравка» в виде небольшого низкомолекулярного фрагмента полисахарида, который должен синтезироваться.
4) гликозилтрансферазные реакции могут проходить путем переноса не отдельных гликозидных остатков, а фрагментами цепочек.
Примеры: образуются сахароза, лактоза, трегалоза, крахмал и т.д
