Итоговые / БХ итоговая 4

Контрольные вопросы к защите модуля № 4 «ОБМЕН И ФУНКЦИИ АМИНОКИСЛОТ. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ»

1. Динамическое состояние белков в организме. Катепсины.

С обменом белков и аминокислот неразрывно связано понятие азотистого баланса (АБ), под которым понимают разницу между количеством азота, введенного в организм с пищей (Nввед) и количеством азота, выведенного из организма (Nвывед) в виде конечных продуктов азотистого обмена.

Динамическое состояние белка в организме - изменение белкового состава без нарушения функции.Оно мб:

1)Равновесное (равновесный АБ)- скорость катаболизма=скорость анаболизма 2)Положительное-скорость анаболизма больше (у детей и во время восстановления организма после заболевания)

3)Отрицательное-скорость катаболизма больше (у пожилых людей, при голодании, при онкологических заболеваниях)

КАТЕПСИНЫ(от греч. kathepso — перевариваю), протеолитич. ферменты из группы эндопептидаз. Локализованы в лизосомах клеток животных. Осуществляют внутриклеточное переваривание белков. По строению активного участка катепсины разделяют на цистеиновые, сериновые и аспартатные протеазы. Наиболее многочисленны катепсины, содержащие в своём активном сайте цистеин: это катепсины B, C, H, F, L, K, O, S, V/L2, X, W. К сериновым протеазам относятся катепсины A и G, к аспартатным — D и E.

Оптимальный pH для действия катепсинов =3.8. Их активность растёт в опухолевых клетках. Катепсины группы В — трипсиноподобные; группы D — действуют подобно пепсину, активируют другие катепсины. Катепсин группы G наиболее активен в полиморфноядерных лейкоцитах, действует подобно химотрипсину.

2. Пищевые белки как источник аминокислот. Качественный состав и биологическая ценность пищевых белков.

Нам надо кушать 100-120 г белка в день при трате 12000 кДж + по 10 г на каждые 1200 кДж. А детишкам 55-72 г\день Источники свободных аминокислот в клетках - белки пищи, собственные белки тканей и синтез

аминокислот из углеводов. Фонд свободных аминокислот организма составляет примерно 35 г. Содержание свободных аминокислот в крови в среднем равно 35-65 мг/дл. Большая часть аминокислот входит в состав белков, количество которых в организме взрослого человека нормального телосложения составляет примерно 15 кг.

В организме человека в сутки распадается на аминокислоты около 400 г белков, примерно такое же количество синтезируется. Поэтому тканевые белки не могут восполнять затраты аминокислот при их катаболизме и использовании на синтез других веществ. Первичными источниками аминокислот не могут служить и углеводы, так как из них синтезируются только углеродная часть молекулы большинства аминокислот, а аминогруппа поступает от других аминокислот. Следовательно, основным источником аминокислот организма служат белки пищи.

95-97% белков пищи всасываются в виде АК.Пептидазы ЖКТ поэтапно расщепляют пептидные связи белковой молекулы до конечного продукта гидролиза белковАК,При гидролизе происходит разрыв СО-NН связи.

3. Динамическое состояние белков в организме. Нормы белка в питании. Азотистый баланс.

Кажущаяся стабильность химического состава целостного организма является результатом существования определенного равновесия между скоростями синтеза и распада его составляющих. Внедрение в биохимическую клиническую практику метода меченых атомов позволило доказать, что белки нужны не только растущему, но и сформировавшимся организму, когда его рост прекратился, т.е имеются доказательства существования в организме механизмы постоянного обновления химических составных частей тела. В растущем организме скорости синтеза многих компонентов

органов и тканей преобладает над скоростью их распада. Тяжёлые изнуряющеие болезни, а также голодание, напротив, характеризуется преобладанием скорости катаболизма над скоростью синтеза. Почти все белки тела, включая структурные белки, гемоглобин, белки плазмы и других биологических жидкостей организма, также подвергаются постепенному распаду и синтезу. Например, более половины белков в печени, сыворотке крови и слизистой оболочки кишечника подвергаются распаду и ресинтезу в течении 10 дней. Медленнее обновляются белки мышцы, кожи и мозга.

Азотистый баланс – разница между количеством азота, поступающего с пищей и количеством выделяемого азота. Если эти показатели равны, то наступает азотистое равновесие. Если выделяемого больше, то это положительный азотистый баланс (наблюдают у детей и у пациентов, выздоравливающих после тяжёлых болезней). Если выделяемого азота больше, то это отрицательный азотистый баланс (наблюдают при старении, голодании и во время тяжёлых заболеваний)

4. Переваривание белков, протеиназы пищеварительного тракта, общая характеристика и классификация.

1) Поступление пищи в ротовую полость

Формируется пищевой комок.

Белки не перевариваются, а белок подготавливается к перевариванию

2) Поступление в желудок

В желудке присутствует пепсин и гастриксин

В желудке пепсин вырабывается в главных клетках в виде пепсиногена, активируется c помощью HCL отщеплением от N-конца фермента (частичный протеолиз) (подробнее о нем в отдельном вопросе)

Расшепляется до полипептидов и АК

3) Поступление химуса (содержимого желудка) в кишечник

HCL поступает в кишечник и понижает pH

Начинает вырабатываться секретин - способстует выработки бикарбоната

Бикарбонат обеспечивают ph 7,4-7,6

В кишечнике содержится панкреатический сок и кишечный сок

Образуются олигопептиды и аминокислоты под действием панкреатического скока

Под действием кишечного сока образуются АК и всасываются

5. Субстратная специфичность протеиназ.

Трипсин преимущественно гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина. Химотрипсины наиболее активны в отношении пептидных связей, образованных карбоксильными группами ароматических аминокислот (Фен, Тир, Три).

Карбоксипептидазы А и В - цинксодержащие ферменты, отщепляют С-концевые остатки аминокислот. Причём карбоксипептидаза А отщепляет преимущественно аминокислоты, содержащие ароматические или гидрофобные радикалы, а карбоксипептидаза В - остатки аргинина и лизина.

Последний этап переваривания - гидролиз небольших пептидов, происходит под действием ферментов аминопептидаз и дипептидаз, которые синтезируются клетками тонкого кишечника в активной форме.

Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи. Наиболее известна лейцинаминопептидаза - Zn2+- или Мn2+-содержащий фермент, несмотря на название, обладающий широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам.

Дипептидазы расщепляют дипептиды на аминокислоты, но не действуют на трипептиды.

В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство пищевых белков расщепляется до свободных аминокислот.

6. Проферменты протеиназ, механизм превращения в ферменты, биологическое значение.

-Пепсиноген(гл.кл.желудка) под HCl в пепсин/гастриксин(стимулирует выр-ку HCl).Далее пепсиноген акт-ся образовавшимся ранее пепсином-аутокатализ

-Трипсиноген(ациноциты поджел.ж.) под энтеропептидазой,Ca2+ в трипсин.Происходит в ТНК под действием панкреатического сока.Далее трипсиноген акт-ся образовавшимся ранее трипсином -Химотрипсиноген(А,В) под трипсином в пи-химотрипсин(активный), затем в сигма-химотрипсин, затем в альфа-химотрипсин. Последние 2 этапа также кат-ся образовавшимся химотрипсином.Это дело в ТНК.

-Проэластаза под трипсином в ТНК в эластазу -Прокарбоксипептидаза(поджелудочная) под трипсином в ТНК в карбоксипептидазу(А-разрывает связи ароматических АК в крупных пептидах или В-разрывает С-конц. ЛИЗ и АРГ)

-Проаминопептидаза(кишечник) под трипсином в аминопептидазу(разрывает Т-конц. связь с АЛА и ЛЕЙ)

Био.значение-чтобы расщепить белки до свободных АК, а главное подготовить химус к его дальнейшему путешествию по ЖКТ.

7. Желудочные протеиназы: пепсин, гастриксин, их роль в переваривании белков.

Под действием гастринов в главных клетках желудочных желёз стимулируются синтез и секреция пепсиногена - неактивной формы пепсина. Пепсиноген - белок, состоящий из одной полипептидной цепи с молекулярной массой 40 кД. Под действием НСl он превращается в активный пепсин (молекулярная масса 32,7 кД) с оптимумом рН 1,0-2,5. В процессе активации в результате частичного протеолиза от N-конца молекулы пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных остатка, которые содержат почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. Таким образом, в активном пепсине преобладающими оказываются отрицательно заряженные аминокислоты, которые участвуют в конформационных перестройках молекулы и формировании активного центра. Образовавшиеся под действием НСl активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена (аутокатализ). Пепсин в первую очередь гидролизует пептидные связи в белках, образованные ароматическими аминокислотами (фенилаланин, триптофан, тирозин) и несколько медленнее - образованные лейцином и дикарбоновыми аминокислотами. Пепсин - эндопептидаза, поэтому в результате его действия в желудке образуются более короткие пептиды, но не свободные аминокислоты.

Он:

-кат-ет гидролиз пептидных связей, обр-ных остатками ароматических АК

-расщепляет почти все природные белки, кроме кератинов,протаминов,гистонов и мукопротеинов

-у взрослых сворачивает молоко(переход казеиногена в казеин).У детишек этим занимается реннин

-активизируется при рН=1-2

Определение по способу Метта (стекл. труббочки с белком опускают в емкость с жел.соком.оставляют при 37 градусах на 4 часа в термостате перевариваться под действием пепсина)

8. Методы количественного определения пепсина.

МЕТТА МЕТОД (по имени нем. врача 19 в. Э. Л. П. Метта, Е. L. P. Mett), метод определения активности пепсина в желудочном соке. Осн. на определении кол-ва переваренного белка в смеси из желудочного содержимого и р-ра соляной к-ты. Фильтрат яичного белка насасывают в тонкостенные стеклянные трубочки диам. 1—2 мм и дл. 10—12 мм. Один конец трубочек залепляют воском и горизонтально погружают в воду, нагретую до t 85 °С. После охлаждения воды трубочки вынимают и закрывают их воском с другого конца. Затем трубочки разрезают на 5—6 частей. В две пробирки со смесью, состоящей из 1 мл желудочного сока и 15 мл 0,1 н. р-ра соляной к-ты, опускают по 2 части разрезанных трубочек с белком и ставят их на 24 ч в термостат. Далее миллиметровой линейкой с обеих сторон отрезка каждой трубки измеряют длину переваренной части белкового столбика. Полученные данные суммируют, берут ср. результат из 8 измерений и возводят его в квадрат. Если, напр., в среднем было переварено 2—3 мм белкового столбика, то пептич. сила смеси равна 5,29. Для определения пептич. силы неразведённого желудочного сока эту цифру умножают на коэфф. 16.

Метод по Пятницкому.

За единицу активности фермента принимают такое его количество, которое створаживает 5 мл молочно-ацетатной смеси рН 5,0 при 25°С за 60 секунд. 100 единиц Пятницкого соответствует 1 мг фермента.

В норме желудочный сок содержит 20-40 ед/мл (0,2-0,4 мг/мл, или 0,2-0,4 г/л) пепсина.

9. Соляная кислота, механизм секреции, роль в пищеварении.

Источником Н+ является Н2СО3, которая образуется в обкладочных клетках желудка из СО2, диффундирующего из крови, и Н2О под действием фермента карбоангидразы (карбонатдегидратазы): Н2О + СО2→Н2СО3→НСО3- + Н+ Диссоциация Н2СО3 приводит к образованию бикарбоната, который с участием специальных белков

выделяется в плазму в обмен на Сl-, и ионов Н+, которые поступают в просвет желудка путем активного транспорта, катализируемого мембранной Н+/К+-АТФ-азой. При этом концентрация протонов в просвете желудка увеличивается в 106 раз. Ионы Сlпоступают в просвет желудка через хлоридный канал.

Или Ввиду исключительной роли соляной кислоты в переваривании белков были предприняты попытки

объяснить механизм ее секреции в желудке. В деталях этот механизм до сих пор не выяснен, однако имеющиеся данные свидетельствуют, что образующиеся при диссоциации хлорида натрия в крови ионы хлора диффундируют через клеточную мембрану и соединяются с ионами водорода, которые в свою очередь освобождаются при диссоциации угольной кислоты, образующейся в обкладочных клетках из конечных продуктов обмена – Н2О и СО2. Образовавшаяся соляная кислота затем экскретируется обкладочными клетками в полость желудка. Равновесие ионов Сl – между кровью и обкладочными клетками достигается поступлением отрицательно заряженных ионов HCO3 – из

40-60 ммоль/л ! Общая кислотность определяется методом титрования 0,1 н гидроксидом натрия.

При титровании всех видов кислотности желудочного сока в одной пробе используется два индикатора:

-фенолфталеин (одноцветный индикатор с зоной перехода 8,0- 10,2)

-парадиметиламидоазобензол (двухцветный с зоной перехода 2,9- 4,0).

Титрование включает в себя пункты:

I пункт – титрование до оранжевого цвета (оттитрована свободная HCl)

II пункт – титрование до лимонно-желтого цвета (данный пункт нужен для расчета) III пункт – титрование до красного цвета (оттитрована общая HCl).

11. Патологические составные части желудочного сока. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного сока.

ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО СОКА

Цель работы: научиться качественно обнаруживать в желудочном соке кровь и молочную кислоту, знать диагностическое значение их появления в желудочном соке.

А. Открытие молочной кислоты. Оно основано на реакции Уфельмана (способности молочной кислоты давать желто-зеленое окрашивание с раствором фенола в присутствии хлорида железа (III). Порядок выполнения работы:

Впробирку внести 20 капель 1% раствора фенола, добавить 2 капли 1% раствора хлорида железа (III), раствор окрашивается в фиолетовый цвет фенолята железа (С6Н5О)3 Fe. Добавить по каплям желудочный сок, содержащий молочную кислоту. При наличии последней фиолетовая окраска переходит в желто-зеленую за счет образования лактата железа.

Молочная кислота, как правило, обнаруживается при ахлоргидрии, когда за счет микробов в желудке сбраживаются полисахаридные комплексы муцина.

В. Открытие крови бензидиновой пробой. Реакция основана на окислении бензидина атомарным кислородом, высвобождающимся из перекиси водорода под действием пероксидазы крови. Порядок выполнения работы:

Впробирку налить 20 капель желудочного сока с кровью, добавить 20 капель уксуснокислого раствора бензидина и 3-4 капли перекиси водорода.

Развивается сине-зеленое окрашивание за счет появления парахинондиимида. Данные оформить в виде протокола произвольной формы

Желудочный сок— сложный по составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. Желудочный сок содержит соляную кислоту и ряд минеральных солей, а также различные ферменты, главнейшими из которых являются пепсин, расщепляющий белки, химозин (сычужный фермент), створаживающий молоко, липаза, расщепляющая жиры. Составной частью желудочного сока является также слизь, играющая важную роль в защите слизистой оболочки желудка от раздражающих веществ, попавших в него; при высокой кислотности желудочного сока слизь нейтрализует ее. Кроме соляной кислоты, ферментов, солей и слизи, в желудочном соке содержится также особое вещество — т. наз. внутренний фактор Касла. Это вещество необходимо для всасывания витамина В12 в тонких кишках, что обеспечивает нормальное созревание красных кровяных телец в костном мозге. При отсутствии фактора Касла в желудочном соке, что обычно связано с заболеванием желудка, а иногда с его оперативным удалением, развивается тяжелая форма малокровия. Анализ желудочного сока является очень важным методом исследования больных с заболеваниями желудка, кишечника, печени, желчного пузыря, крови и пр.

12. Химический состав панкреатического и кишечного соков.

Состав панкреатического сока вода сухой остаток

99,88 % (0,12 %)

Неорганические компоненты

В состав сока входят катионы Na+, К+, Са++, Мg++и анионы Сl-,НСО 3-, НРО 42-).

пептидной связи. В связи с этим под действием разных эндопептидаз молекула белка расщепляется на определенное количество пептидов.

Переваривание белков пищи начинается вжелудке. Желудок является резервуаром, где потребленная пища находится в течение ~6 ÷ 8 ч. Ёмкость желудка взрослого человекав среднем равна ~3 л (1,5 ÷ 4,0 л). В желудок поступает пища, которая подверглась существенной физической и незначительнойхимической переработке в полости рта. Химическая переработка пищи более интенсивно продолжается в желудке. Здесь происходит её постепенное перемешивание сжелудочным соком и образование химуса. Желудочный сок содержит соляную кислоту иферменты, катализирующие гидролизпищевых веществ, главным образом белков. Слои химуса, прилегающие к стенке желудка, подготовленные в результате начального гидролиза для дальнейшего еще более интенсивного переваривания, периодическипорциями перемещаются желудком в двенадцатиперстную кишку.

15. Биохимические механизмы регуляции пищеварения, гормоны желудоч-но-кишечного тракта.

-Ингредиентами химуса. Механическое раздражение слизистой оболочки тонкой кишки вызывает выделение жидкого секрета с малым содержанием ферментов. Местное раздражение слизистой кишки продуктами переваривания белков, жиров, соляной кислотой, панкреатическим соком вызывает отделение кишечного сока, богатого ферментами.

-Местными нервно-рефлекторными механизмами и блуждающим нервом.

-Гормональная регуляция.

Гормоны ЖКТ и их действие:

Дополнительно: