1 курс 1 семестр / Химия / Biochemisry.Obmen_veschestv
.pdfДОНЕАЦКИЙИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦУНИВЕРСИТЕТим.МНСК.ГОРЬКОГОЙ
ОБЩИЕЗАКОНОМЕРНОСТИОБМЕНАВЕЩ. ТАБОЛИЗМСТВ |
|
УГЛЕВОДОВ,ЛИПИДОВ |
,БЕЛКИЕГРЕГУЛЯЦИЯОВ |
Донецк
ТипографияБраво«»
2012
1
УДК612. 015. 3 (075.8) ББК54я7.152 0-28
РекомендУченымсоветомД имванонНМУ..Горькогопрот( кол №__ 7___от«__ 26____» ____октября___года) 2012
Рецензенты:
КрюкЮ.Я. - профессоркафедрыпатологическойфизиологииДонНМУ им.М.Горь,домедицинскихоготорнаук
ИвневБ.Б. - профессоркафедрынормальфизиологииДонойНМУ им.М.Горь,домедицинскихоготорнаук
БутеваЛ.В. |
– методистучебно |
-методическогоотдела, |
доце,камедицинскихдидтатук |
|
|
Борзенко.Г.Общиезаконообвещесуглеводовме.Метаболнарности, ,белковпизм |
|
|
||
иегорегуляция/ |
Е.В. |
Богатырева , Ю.Д.Турсунова |
, Л.Ф.Землякова , Е.В. |
Хомутов -Донецк, |
2012.- 106с. |
|
|
|
|
Учебноепос дгобиедлястудентовленостоматологичфакультетавв ского |
|
|
||
соответствиитипрограммойовойпо |
|
биоорганбиологическойхимиидля |
|
|
студмедицинскнтов |
|
ихспециальноствысшихучебныхзавед,утвержденнойний |
|
|
МинистерствомздравоохраУкраины.Вучебнпосизложбииенматериалдлян |
|
|
||
модуля Общие««закономерностиобменавещ.Метаболизмствуглеводов, ,пидов |
|
|
||
белковиегорегуляция»Особоевнимание. |
|
делевопрнеобходлясамбудущихимым |
|
|
стоматолог:особенностиструктурыифункциибелковсоединительнойткани, |
|
|
||
механизмамвозниккариесаприовения |
|
правпитанПособие. льномсостоитиз20 |
|
|
глав. ПосглавасодедняятестовыержитзаданияформатаА |
|
длясамопроверки |
||
усвоенияматериала. |
|
Изданиесодержитиллюстративныйматериалвидетаблиц, |
|
|
ри,схемунков. |
|
|
|
|
УДК612. 015. 3 (075.8) ББК54я7.152
2
CОДЕРЖАНИЕ
Глава1Структура. ифункциибелков |
|
|
3 |
|
Глава2Ферменты. .Природасвойства |
|
|
8 |
|
Глава3Регуляция. ктивностиферментов |
|
|
14 |
|
Глава4Коферментная. функциявитаминов |
|
|
16 |
|
Гла5В.вваедениебиоэн ргетику |
|
|
23 |
|
Глава6Общиепути. катаболизмауглеводов,липидов,бел.О ис |
|
литдекальное |
- |
|
боксилированпировинограднойкислоты.Циклтрикарбоновыхекислот |
|
|
30 |
|
Глава7Особенности. перевсасыванияариванияуглеводов.Метаболизм |
|
|
|
|
Гликогена |
|
|
35 |
|
Глава8Гликолиз. |
|
|
40 |
|
Глава9Глюконеогенез. |
|
|
44 |
|
Глава10Пентозофосфатный. путьокисленияглюкозы |
|
|
46 |
|
Глава11Общаяхарактеристика. липидов |
|
|
47 |
|
Глава12Кли. знисслаческоениеп дреокисваниялипидовленияного |
|
|
49 |
|
Глава13Особенности. перевсасыванияарлипидов |
|
|
54 |
|
Глава14Катаболизм. триацилглицеролов.Метабкеттел.Биосинтезновыхизм |
|
|
|
|
ибиотрансформацияхолестерола |
|
|
58 |
|
Глава15Биосинтезжирных. кислот, |
триацилглицероловфосфоглицеридов |
|
64 |
|
Глава16Особенности. перевсасыванияариваниябелков |
|
|
69 |
|
Глава17Общиепути. преобразамин:трансаминированиеванийкислот, |
|
|
|
|
дезаминирование,декарбоксилирование |
|
|
73 |
|
Глава18. |
Метабоотдеамильнзмокислотых |
|
|
79 |
Глава19Путидетоксик. аммиакации |
|
|
83 |
|
Глава20Вопросы.итестовыезадсамоконтроляания |
|
|
87 |
|
3
|
ВСТУПЛЕНИЕ |
|
Биохимия -этонаука,котораяизучаетбиологичепроцес,лежащиевосновекы |
|
|
жизнеодеятельности |
-имногоклеточныхорганизмов.Дляисследэтихпроцессоввания |
|
используется язык хим.Приэтомизучаютнетолькохимическийсояхимическиестав |
|
|
процессы,протекающмолекулярныевживыхорган,ноизмахосновыжизни.Основные |
|
|
достби,охимоткрытиежениясредикоторыхсвойствмеханизмовдействияферментов, |
|
|
гормонидругихбиоактлогввеществи,вныхосноческибиохимическойыгенетики,причины |
|
|
заболеванмолекулярнийауровнеиряддругих,позволяютотнестимбиохкпостоянномию |
|
|
развивающимсяфундаментальнымнаучнымдисциплинам. |
|
|
Представленноеучебнпос дгобиедлястудентововленомедицинскихвузов, |
|
|
обучающихсяпоспециальнстоматология« »Су. сти |
ществуетошибочноемнение,согласно |
|
которомудляклиницистовэтойспециальизучебиохнестольостиужнеобходимом.и |
|
|
Однаконетолькодостижениястоматологчастностипоследнлет,в ,использованиех |
|
|
имплантатов,исследофункциональныхозможностание |
ействолкле,ноитвокыхердое |
|
убеждениелучшихстоматологовпрошлогоинастоящеговекаут обратноеерждают.Именно |
|
|
стоматобследуяг, ротп пациентавуюлость,м жеттметпризнакиг поть |
-, |
|
ави,такжепервымминозапорекомендоватьпациенобра у |
итьсякгастроэнтерологу, |
|
эндокилирспециалистуинугоузкогомулогупрофиля. |
|
|
Учебноепосодматериалбиержит,посвященныйструктурамисвойствам |
|
|
органичсоединених:бел,углеводовк,лип,йитаминов.Внемрассматриваются |
|
|
принципыработыферм |
ентов,биоэнеживыхоргангет.Представлениматериалзмовка |
|
метаболуглеводов,липидовбелковзме.Мыобращаемниманиестудентовнаособенности |
|
|
переваруглеводовни и,нпидовач уженающеесяротпо,атакжелвоотмечаемйсти, |
|
|
чтофермспентный |
ктрротовойжидкостипревосходиттаковойпечени.Кр, гоме |
|
учебнпосодержитсябииматериалпонаследственнымэнзимопатиямуглеводного, |
|
|
липиднбелковогообмена. |
|
|
Пре,подаватготовившобиеданнучпоелибн,естаралисьизложить |
|
|
необходимыйматериалпростимязыком,учестьособенностизабол,пр ванийдставляющий |
|
|
профессиональныйинтересдлябудущихврачей |
|
-стоматологов. |
Надеемся,чтоданнучебнпособиебудетполдлянашихзнымчитателей. |
|
|
Докторбиологическихнаук,профессор |
Б.Г.Борзенко |
4
Глава1СТРУКТУРА. ИФУНКЦИИБЕЛКОВ |
|
Белки –этонаиболееважныемолжизни,отвечающиекулызаважнейшфункциеи |
|
живогоорганизма.Терминбелкииспользуется1838года. |
|
Белки –этовысоксоединенсостоящиемолекул, изам ,нокислотрные |
|
соединённыхпептиднойсвязью. |
|
Классификациябелков |
|
Пос ставу белкиможразндаогруппыелитьве: |
|
1) простые -состояттолькоизаминокислот; |
|
2) сложные,включающие,кромеаминоки,веществалот |
небелкового |
происхождения:углеводы,липиды,метал.Напр,гликопротеинымерлипопротеины, , |
|
металлопротеины. |
|
Пофункции , выпворганизмелняемой,белки |
услморазделитьвножо |
статическиеструктурные( )динамичесСтатические. фунвыполняютции |
|
структурныебелки,например,кол,эла,кератиныстинген,такжесократительные |
|
белки –актими.озин |
|
Динамическиефункции: |
|
1)каталитическиеферменты( );
2)регуляторгормо( ,кальмодулин);ные
3)защитныеиммуноглобулины( ,интерферон);
4)гемостатическиевыполняю( факторыпротивосвёртывающей, фибринолитическройсистемкрови);
5)энергетичефункцияв(оченьнебольшойстепеникая).
Поформе молекулы белкиразделяют:
1)глобулярныеилишаровиальбумины( , обулины);
2)Фибриллярныеилитевидныеколлаген( ). Депобелкворганизметсутствует.
КЛАССИФИКАЦИЯАМИНОКИСЛОТ
IПо.страдикалаоению
1.Алифатическиегли(,ала,в,илей, ).
2. Дика(,спрбоновые глу).
3.Амдикарбоновыхдыкислотасн(,глн).
4.Серосодержащиемет(,цис).
5.Циклическиефен(,тир, ,г).
6.Диаминомонокарбоновыелиз(,арг).
IIПокислотно. -основнымсвойствам
1.Нейтральные.
2.Кислые.
3.Основные.
IIIПополярности.
1. |
Непоала(,влей, ,ярныемет, |
про,иле,три,фен). |
2.Полярные: а)незаряженныесер(,т,цис,гли,т,асн,глн); б)заряженные:
5
−отрицательзаряженныеглу(,асп); о
−положительзаряженлиз(,арг,гис). ныео
СВОЙСТВААМИНОКИСЛОТ
Кислотно-основныесвойства 1. Амфотерность
Аминокислотыимеютфункциональныегруппыпротисво:кислуюположнымийствами карбиосновнуюксильнуюамин.П водномгруппуэтомураствореаминокислоты существуютвидебиполярногоиона.
Нейтральныеаминввонеимкислотыдезаряда.Дикарбоновыеют двекарбогруппы,ксильныеоторыедиссоциируют,отдаваяпрото2 ,нопосколькунаих толькооднааминогруппа,принимающаяодинпротон, аминокиеведутсебякислотыак кислорасихимеетыкислуюворреакцию.Самионаминокислоты
Диаминомонокарбоновыеаминокислореагируютводномраскакслабыеворе основания,таккакодинпротон,которыйосвобождаетсяприссоциациикарбоксильной группытакихаминокисл,связываетсяоднойизаминог,втораяупп связываетпротизводкружения,оговрезультатеувеличколиOHваечестсяво повышаетсяpHЗарядиона.такихаминокислотбудетположительным.
Добкравляястворуаминокисопределенноеко кисичествоотыщелоты,можночи изменитьихзаряд.ПриопределнаступаетмзначpHентакоеии стояние,прикотором зарядаминокислотыстанейтральнымовится.ТакоезначениеполучилоpHназвание
изоэлектрическойточкиИЭТ)(. ПризначенииравномpH,изоэлектрическойточке, аминперемокисвэлектрическомотыщаютсяполе.ЕслиpHн жезоэлектрическойточки, катионамидвижетсяокатодуислоты,приpHвышеИЭТанионаминокислоты
Наэтихсв ойствахаминокислотоснв зможностьванаразделенияихвэлектрическомполе (электрофорез)Кислые. аминокислотыимеютИЭТвслабсредеосновные, кислой слабоосновной,нейтральные —внейтральной.
2.Стереоизомерия
Обусловленаналичиемаминокислоты ассимеатомауглерричнназывается(одаго хиральныйцентр).
▪ |
поабсолютнойконфигурацииэталон( |
— |
глицериновыйальдегид). |
|
|
АКмогутбытьL |
-илиD |
-стереоизомеры.В |
составбелковорганизмавходят |
L-стереоизомеры |
|
аминокислот.
Структурнаяорганизациябелковеё уровни
Белкиимеютсложнуюструктурную организацию:различапервичную, т
аминокислотыимеют
заряжаетсяотрицательно.
миногруппа
– группи
—каноду.
— в
вторичную,третичнуючетвест белковойтичнуюуктурымолекулы.
Первичнаяструктура —это линейнпоследовательняминокислостатк, овстьтных соединённыхпептиднойсвязью.
|
Рис.1Образа.1 пептиднойсвязиание |
|
Первичнаяструктурабелкагенетическидетерменирована( |
т.е.последовательность |
|
амивн,программируеемокислпоследоватнуклеотидДНК)сяельностьюв |
несет |
|
информациюегопростран |
ственнойструктуре. |
Вбольшинствебелковпептиднаяцепь |
определеннымобразомсвернутапространстве |
|
|
Вторичнаяструктурабелка |
— локальнаяонформация,обусловлевращениемная |
|
отдельныхучастковполипептцепивокругодиковалентныхнарныхднойсвязей. |
|
— водородные. |
Основныесвязи,которыестабилизируютвторичнуюструктуру, |
||
Существуютразличныевидывторичнойструктуры: |
|
|
1)α-спираль;
2)β-складчаструктура,комоаябытьраяжетп антипараллельнойи .
|
α -спираль |
β |
-структура |
|
|
Рис.1Виды.2вторичнойструктуры |
|
|
|
Нескольучастполипептиднкоцепи,организввпростравформеванйнствеых |
я надвсторичнуюруктуру |
α- |
||
спирали |
β-структ,могутры |
объединяться,формиру |
.В |
|
результатевмолб образуютсялкакуледомефу( нкцыилистрональныеучасткиктурные). |
|
|
||
Третичная структурабелка
— это расположениев пространствевсей
полипептидной цепи,отдельные учаскоторойки
имеют
собственную
7
локальнуюконформацию.
Поддержатретичструктурыбелканспособствуютиюой гидрофобныесвязи,которые образвнмолекулытриются.Вобразованииэтихсвязейпринимаютучастиенеполярные радикалыаминокислот.Могуттакжеобразовыватьсядругиенеко .алентныеязи
Рис.1Доменнаяорганизация.3 иммуноглобулина |
G |
Убелка,имеющеготрет |
ичнуюструкту,наповемолекрформируетсяхностичастоклы, |
котможетприрыйксоедиебедругиемол,нятьазываемыекулылигандами.Этотучасток |
|
называется активныйцентр |
иформируетсяизрадикаламинокислот,которыесближаютсяв |
другсдругприформи |
рованиитретичнойструктуры.Высокаяспецифичность |
взаимодействиябелигандомкаобеспечивается |
комплементарностьюструктурыактивного |
центраструктурелиганда. |
|
Рис.1Активныйцентр.4 фермента
Четвеструктуратичная формприобъединениируется нескполипепькихцепей,имеющихтретичнуюидных структуру.Образованныйтакимобразбелобладаетновойкм функцией.
Рис.1Этапы.5формирован. четвертструктурыбелкаиячной
Белкисчетвестрназываюттичнойуктуройолигомерными,составляющиеих индивидуальныеполипептидныецепи —протомерамиилимономерами.Такиесоединения стабилизируютсяводороднымисвязямиэлектростатическимивзаи одействиямиежду аминокислотнымиостатками,расположеннапове отомеровх. нымист
Преимуществабелковсчет верструктуройичной:
1)эконогенетическогомияатериала;
2)уменьчислаошприибоксинтезеениебелка; 3)качествразнообразиебелкнн в —появлениеубелковновыхфункций.
Сложныебелки
8
Многиебелкивсвоемсост,помиаминве,мосодержатгуткислот |
|
|
ьинебелковые |
||||
комп.Этисоединениянентывсоставебелковназывают |
|
|
|
простетической группой. |
|||
Простетичсоединяютсяиегруппыб разнымилктипамиомсв.язей |
|
|
|
|
|||
Взависотхимсическогопростетическойавагруппысложныебелкиможно |
|
|
|||||
разделитьна |
несколькоклассов. |
|
|
|
|||
1Хромопротеины. . |
|
Этобелки,простетгруппакотиокраскуческаямеетрых.Кним |
|
||||
относятсямногиебелки,содержметаллы.Н ,церулоплазминпримерщие |
|
—белок, |
|||||
содержащиймедь,имеетсинююокрас.Бел,содержащиекужелезо:гемоглобин,миог |
|
лобин, |
|||||
цитохромы.Ониимеюткраснуюокраску.ПрисутствиевитаминаB |
|
|
2 придаетбелкамжелтый |
||||
цветфлавопротеины( ). |
|
|
|
|
|
|
|
Простетичегруппахромопротесвязаминокислотяанагиновстидинойм |
|
|
|||||
полипептидцепикоординационнымисвязями. ой |
|
|
|
||||
2Гликопротеины. . |
Этоб |
елки,простетическаягруппакот держитрыхуглеводы.Углевод |
|
||||
соединяебелковойчасковалентнымисяьюсвязями.Всоединуглеводомучаствуетнии |
|
|
|||||
OH-группааминоксеринаилтреонина.Гликопротеины |
—эточастьбелково |
-углеводных |
|||||
комплексов.Этимб |
|
|
елкампринадважнаярольструкежиторганизацииклетокурной |
|
|||
тка,овыполняютиейзащитныефункции.Основнаячастьвнеклетбелковчных |
|
—это |
|||||
гликопротеины. |
|
|
|
|
|
|
|
3Липопротеины. . |
Этобелки,простетическаягруппакот держрыхлипиды.Он т |
|
|||||
обеспечиваюттр |
ансполипидовкр,являютсяовикомпонентамибиологическихмембран. |
|
|||||
Связимеждубелковойчастьюмолипидомекулы |
|
|
|
—гидрофобныеилиионные. |
|
||
4Металлопротеины. . |
Этобелки,простетичгруппакоторыхемескаядста. влленаами |
|
|||||
Онитранспортируютилиучаст |
|
|
вуютдепонированииметалловфер( , ансферринитин). |
|
|||
Междубелкипромстетическойгруппобразуютсякоординационныесвязи. |
|
|
|||||
5Нуклеопротеины. . |
|
Простетическаягрутакихппабелков |
—нуклеиноваякислота. |
||||
Различаютдезоксирибонуклеопротеиныпростетическа( |
ягруппа |
—ДНК)и |
|||||
рибонуклеопротеиныпростетичесая( группа |
|
|
—РНК)Импринад. важнаярольежит |
|
|||
хранении,передачереализациигенетическойинформации.Междубелкоммолекулой |
|
|
|||||
нуклеиновойкислотыобразуютсяионныесвязи. |
|
|
|
|
|
|
|
6Фосфопротеины. . |
|
Белки,которые |
содержатвсвоемсоставефосфорнуюкислоту. |
|
|||
Исподлярегуляьзуютсяпроцессовжизнедеятельностииифосфорилирование( / |
|
|
|||||
дефосфорилирование)Между. белкомостатфосфорнойкислотыомформируются |
|
|
|||||
сложнсвязи,образовэфирныекоторыхучаствуетнии |
|
|
|
OH-группасерина. |
|
||
|
|
|
|
|
Белкисоединительнойткани |
|
|
|
Примерамисложныхбелковявляютсябелкисоединительнойткани. |
|
|
||||
Всоединиттканивыделяютьной |
|
|
группы3 белков: |
|
|||
▪фибриллярныеструктурныебелкисемейства( коллагенаэластина);
▪протеогликаныПГ();
▪фибриллярадгезивбелкисемейства( фибронектинаныеламинина).
|
Фибриллярныеструктурныебелкисоединительнойткани |
|
|
Коллагены —основныегликсопротеиныдинительнойтка.Осоставляют25%всех |
|
||
белковорганизмачеловекаобеспечиваютопротивление |
|
растяженвотличПГ, июе |
|
которыепротиводействуютсжатию. |
|
|
|
Эластин. |
Моэлекулаастинасостоитиздвухтиповфрагм,черевдольнтцепиующихся: |
|
|
гидрофобныефибриллярн( )сегм,которответственнынтыыезаэла тическиевойства |
|
||
молекулыиглобулярныесе |
гменты,богатыеаланиномлизином,имеющиеформуα |
-спирали |
|
участвующиеформированиипоперсвязеймеждумолекуламичныхэластина. |
|
|
|
Протеогликаны |
|
|
|
Всеэтибелкисодержатуглеводы,поэ носятсяомуксложбелкаиназываютсяым
белково-углеводныекомплексыБУК().
9
БУК классифпокритериям2:цируются |
количуглвкомплексествуводови |
||
качественномууглеводномусоставу: |
|
|
|
▪ |
протеогликанысвыше( 95%углеводов); |
|
|
▪ |
мукопротеины(10 |
–50%углеводов); |
|
▪гликопротменее( 10%углеводов). ины
Функциипротеогликанов: |
1)структурныекомпоненвнеклематрикса; ыочного2) |
|
|
специфическивзаимодействуютллагеном,эластин,фибр, онектиноминином |
|
||
другимибелкамиматр; как3)полианиксаонисвязываютолкатионыионыныи ; 4) |
|
|
|
обеспечиваюттурго |
руп( )различныхугостьтканей,связываяводу; противостоят5) |
|
|
компресссилами; влияют6)наклеточнуюонныммиграцию; действуют7)как |
|
|
|
антикоагулянты. |
|
|
|
Гликопрмукопротеины |
частосчитаютсинони,таккакразличиямамиеждуними |
|
|
касаютсялишьколиче |
ствауглеводкомплек,а новгликосахаридые |
-имукопротеинов |
|
одинаковы:галактоза,манноза,гексозам,нейрамисиаловаякны.новаяслоты |
|
|
|
Функциимукопротеинов: |
|
1)каккомпонсекрслизистыхеобнтытовобладаютнилочек |
|
защитнымисвойствами,уменьшая |
|
трениесоприкасающихсяповерхностей; |
|
3)обеспечгрупповую,видовуютканваютспецифичностьвую;
4)3)обладаютферментативнойак .ивностью
Функциигликопротеинов: являются1)структурнымикомпоненмембраныкле, киами коллагенобриновых,эластифи ,кл матриксасткон; ого
3)транспормолекулыдлявит,липаминове, довкроэлементов;
4)обеспечиваютиммуннуюзащиту;
5)обладаютгормональиферментатиой |
|
|
|
внойактивностьютиротропин( ,факторы |
свертыкрови). ания |
|
Фибриллярадгезивныебелки |
|
|
|
|
|
||
Внеклеточныйматрикссодержитбольшоечислоадгезивныхнеколлагеновыхбелков, |
|
|
||
структурособекотнявляетностьюналичиерыхйдоменов, япособныхспецифически |
|
|
||
связыватьсдругимиямакромолекурецепторанаповерхностил.Непременныметкими |
|
|
||
компондом,обеспечивающихеновтомвзаимодействиеклетками,является |
|
|
||
последовательнаминок:Аргининость |
|
–Глицин –Аспартат |
||
(R-G-D). |
|
|
|
|
Фибронектин — высокомолекулярныйгл |
икопротеин.Существуютмножественныеформы |
|||
фибро.Одизнихектина |
|
— фибронектинплазмы |
идругихбиологичежидкостей.Он ких |
|
принимаетучастиевмеханизмахсвертыкровизаживленияанияран. |
|
|
Фибронектинытканей |
|
располагаютсянаповерхностиклеток,образуяфибронектифиламе.Фибронектинтывые |
|
|
||
ускоряетлеточнуюмиграцию,обеспечиваявзаимодействиеклетокматриксом. |
|
|
||
Фибриллин — структурныйкомикрофипонент,обеспечивающихобразованиеилл |
|
|||
эластиновыхволокон. |
Оннайденвхруст,периосте,аортелике.Примутациигена, |
|
|
|
кодирующегосинтезфибриллина,развс Марфанандромвается:эктопияхрусталика, |
|
|
||
арахнод(«паучьи» ),поражениельцыктилиясуставов. |
|
|
|
|
Ламининэнтактин |
|
—гликопротеиныбазальноймембраны.Онисвя |
|
зываютсянетолько |
междусобой,ноиколлаген,гепарансульфа, омверхносэпителиальныхклеток, омью |
|
|
||
причемдлясвязыванразличнымивещемеютсятвадо.именыи |
|
|
|
|
|
Глава2ФЕРМЕНТЫ. .ПРИСВОЙСТВА. ДА |
|
|
|
Ферментыилиэнзим |
|
(en zyme –вдрожжах) |
–этобиологическиекатализаторыбелковой |
|
природы. |
|
|
|
|
Катализатор –этовещест,которвступахимическуюо реакциют,увеличиваетеё |
|
|
||
скоро,ноневходитсоставтьконечныхпродуктов, естьрезультатереакцииостается неизменным.
10