- •1. Биохимия - молекулярная логика живых организмов. Состав живой материи
- •1.1. Химическая организация клетки. Основные классы биомолекул, общие принципы их строения
- •1.2. Строение и функции клетки эукариотов и прокариотов. Внутриклеточные органеллы.
- •1.3. Особенности организации биосинтетических процессов в клетках прокариот и эукариот
- •2. Аминокислоты и белки
- •Строение и классификация аминокислот
- •Стереоизомерия.
- •Кислотно-основные свойства аминокислот
- •2.2. Пептиды. Строение пептидов. Особенности пептидной связи.
- •2.3. Белки и их основные признаки. Классификации белков. Биологические функции белков и пептидов (ферменты, гормоны, транспортные белки, структурные белки, иммуноглобулины, рецепторы).
- •Классификация белков
- •Биологические функции белков
- •Пространственное расположение полипептидных цепей (Конформация пептидных цепей в белках)
- •2.6.Четвертичная структура белка. Свойства олигомерных белков. Роль четвертичной структуры в проявлении определенных функций белка.
- •К инетика оксигенирования миоглобина и гемоглобина
- •Транспорт двуокиси углерода
- •Молекулярная основа эффекта Бора
- •Регуляция 2,3-бисфосфоглицератом
- •Изофункциональные белки
- •3.Биологический катализ. Ферменты.
- •Особенности ферментов как биокатализаторов
- •Ферменты
- •Принципы построения рабочего названия фермента
- •Список ферментов
- •Механизм действия ферментов. Активный центр ферментов
- •Механизм действия ферментов (на примере фермента холинэстеразы)
- •Причины высокой каталитической активности.
- •3.2.Субстратная специфичность. Специфичность пути превращения.
- •Специфичность пути превращения
- •6.2. Линеризация уравнения Михаэлиса-Ментен
- •Зависимость скорости ферментативной реакции от температуры
- •Зависимость скорости ферментативной реакции от рН
- •Обратимое конкурентное ингибирование аналогами субстрата
- •Обратимое неконкурентное ингибирование
- •Необратимое ингибирование
- •Регуляция количества фермента путем регуляции скорости его синтеза и распада
- •Превращение ферментов в активные формы
- •Регуляция активности ферментов путем их ковалентной модификации
- •Регуляция белковыми ингибиторами
- •Аллостерическая регуляция
- •Ингибирование по принципу обратной связи
- •4. Строение, состав и физиологическая роль клеточной стенки и цитоплазматической мембраны.
- •Функции мембран
- •Мембранные липиды. Образование липидного бислоя мембран.
- •Мембранные белки. Жидко-мозаичное строение мембран
- •Функции мембранных гликолипидов, гликопротеинов, белков:
- •Свойства биологических мембран
- •Пассивный транспорт
- •Активный транспорт
- •Экзо- и эндоцитоз
- •Системы унипорта, симпорта и антипорта
- •4.3. Строение клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.
- •5. Пути и механизмы преобразования энергии в живых системах
- •5.1. Метаболизм. Катаболизм и анаболизм
- •Макроэргические соединения
- •Фазы освобождения энергии из питательных веществ
- •Роль высокоэнергетических фосфатов в улавливании энергии. Субстратное и окислительное фосфорилирование
- •Организация дыхательной цепи в митохондриях
- •Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования
- •Строение атф-синтазы и синтез атф
- •Коэффициент окислительного фосфорилирования
- •Дыхательный контроль
- •Энергетический обмен и теплопродукция
- •5.4. Фотосинтез и хемосинтез. Фотосинтез
- •Световая стадия фотосинтеза
- •Механизм световой фазы фотосинтеза
- •Темновая фаза фотосинтеза
- •Хемосинтез
- •6. Основные метаболические пути углеводов.
- •6.1. Общая схема превращения глюкозы. Метаболизм глюкозы в печени
- •Энергетический выход аэробного распада глюкозы
- •6.3. Пентозфосфатный путь.
- •Биосинтез глюкозы (глюконеогенез)
- •Субстраты для глюконеогенеза
- •Биосинтез гликогена (гликогенез)
- •Распад гликогена (гликогенолиз)
- •П ревращение в жирные кислоты и холестерол
- •6.4. Брожение.
- •6.5. Биосинтез глюкозы. Обходные пути глюконеогенеза. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез)
- •Субстраты для глюконеогенеза
- •Биосинтез гликогена (гликогенез)
- •Распад гликогена (гликогенолиз)
- •П ревращение в жирные кислоты и холестерол
- •6.6. Биосинтез глюкозы из двухуглеродных соединений (глиоксилатный цикл).
- •7. Обмен липидов.
- •7.1. Катаболизм глицерина.
- •Окисление до со2 и образование атф
- •7.3. Биосинтез липидов.
- •8. Обмен белков
- •8.1. Общая схема метаболизма аминокислот. Механизмы транспорта аминокислот в клетку. Метаболизм аминокислот в печени
- •8.2. Дезаминирование аминокислот: окислительное дезаминирование, трансаминирование, непрямое дезаминирование (трансдезаминирование).
- •8.3. Превращения углеродного скелета аминокислот. Кетогенные и гликогенные аминокислоты.
- •8.4. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины.
- •8.5. Азотфиксация.
- •8.6. Биосинтез заменимых и незаменимых аминокислот.
- •9. Вторичные метаболиты бактерий и растений
- •Библиография
Экзо- и эндоцитоз
Макромолекулы (белки, полисахариды и полинуклеотиды) и крупные частицы могут поглощаться и секретироваться клетками вместе с участком мембраны.
При процессе эндоцитоза поглощенное вещество окружается небольшим участком мембраны, который вначале выпячивается, а затем отщепляется, образую внутриклеточный пузырек, содержащий захваченный клекой материал.
Подобный процесс в обратном направлении называется экзоцитоз. Если таким путем осуществляется транспорт растворенных веществ, то это – пиноцитоз, твердых частиц – фагоцитоз.
Рис. Эндо- (а) и экзоцитоз (б).
В изменении формы мембраны принимают участие сократительные белки, функционирование которых требует затрты АТФ. Поэтому процесс эндо- и экзоцитоза можно отнести к механизму активного транспорта.
Системы унипорта, симпорта и антипорта
Унипорт – независимый перенос одного вещества в одну сторону.
Симпорт – взаимосвязанный перенос двух веществ в одну строну.
Антипорт – взаимосвязанный перенос двух веществ в разные стороны через мембрану.
Рис. Типы облегчённой диффузии с участием переносчиков (транслоказ). S1, S2- разные молекулы.
4.3. Строение клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Бактерии можно разделить на два класса – грамположительные и грамотрицательные – в зависимости от их способности окрашиваться по методу, описанному в 1884 г. датским бактериологом Граммом. В процессе отмывки, которая следует за процедурой окрашивания, грамположительные бактерии удерживают фиолетовый краситель, а грамотрицательные теряют его. Это обусловлено различием в строении клеточных стенок двух указанных классов бактерий.
Установлено, что грамположительные бактерии обладают однослойной нелипидной клеточной стенкой толщиной 20-80 нм, окружающей плазматическую мембрану толщиной 7,5 нм. У грамотрицательных бактерий клеточная стенка двухслойная: первый слой – очень тонкая (1 нм) нелипидная мембрана, второй – липидная мембрана 7,5 нм.
Рис. Схема строения клеточной стенки грамположительных (а) и грамотрицательных (б) бактерий.
1 – плазматическая мембрана; 2 – слой пептидогликана; 3 – липопротеидный слой; 4 – периплазматическое пространство
Клеточная стенка – это жесткая структура, служащая для поддержания формы клетки и для предотвращения ее лизиса от осмотического шока. Материал клеточных стенок – пептидогликан (гликопептид, мукопептид).
Пептидогликан – сложный каркас, содержащий полисахаридные цепи, связанные сшивками из коротких пептидных цепей. Основа структуры пептидогликана – цепь параллельных полисахаридных цепей, построенных из чередующихся моносахаридов – N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамовой кислоты (NAM), связанных β(1→4)-гликозидными связями (до нескольких сотен моносахаридных блоков). Эти цепи образуют трехмерную волокнистую структуру до 40 слоев у грамположительных бактерий и один слой грамотрицательных.
Рис. Фрагмент полисахаридной цепи пептидогликана, построенной из чередующихся моносахаридов – N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамовой кислоты (NAM), соединенных β(1→4)-гликозидными связями.
Поперечные сшивки содержат два типа структур:
Тетрапептидный элемент, который присоединен к карбоксильной группе NAM при С3.
Пептидный мостик обычно представляет собой пентапептидную цепочку, состоящую только из аминокислот с короткими боковыми цепями, наиболее распространенный – пентаглицин.
Рис. Схематическое изображение структуры пептидогликана.
Клеточную стенку грамположительных бактерий пронизывают тейхоевые и липотейхоевые кислоты, расположенные перпендикулярно плазматической мембране. Тейхоевые кислоты – это цепочки из молекул глицерола или рибитола, связанных фосфодиэфирными мостиками (до 30 молекул). В цепочку могут быть включены остатки сахаров и аминокислот. Таким образом, благодаря наличию тейхоевых кислот слои пепетидогликана оказываются связанными друг с другом.