Добавил:

Sekretar kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Ростовский Государственный Медицинский Университет

Предмет:

Медицина общая

Файл:

Биохимия в рисунках и схемах

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

03.02.2024

Размер:

12.59 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2211 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

2. Биосинтез мочевины – орнитиновый цикл

Орнитиновый цикл Кребса-Хензелайта (цикл образования мочевины)

– это

основной процесс обезвреживания аммиака в организме человека.

Происходит

только в печени

(в

глутамин

NН4+

митохондриях и цитоплазме) путем

Н CО3-

образования нейтральной

карбамоил-

нетоксичной молекулы

мочевины,

2АТФ

которая легко проходит через

фосфат-

cинтетаза I

мембраны, переносится кровью в

2АДФ+Ф

почки и выводится с мочой.

карбамоилфосфат

Биосинтез мочевины

аммиака

осуществляется из

(доставляется в печень глутамином)

Н2N

матрикс

и угольной кислоты (НСО3-).

митохондрии

орнитин-

Н2N

орнитин

карбамоил-

цитруллин

трансфераза

цитоплазма

цитруллин

АТФ

аргинино-

сукцинат-

ФФ

cинтетаза

НN

орнитин

фосфат

NН2

рибоза

АМФ

=О

NН2

аденин

мочевина

аргиназа

промежуточный продукт

аргинино-

N Н3

NН2+

сукцинат-

cинтетаза

Н2 N

аргинин

аргинино-

АМФ

аспартат

сукцинат-

лиаза

Н2+

N Н

аргининосукцинат

100

фумарат

из внепеченочных тканей

глутамат

глутамин

глутаминаза

оксалоацетатат

глутамат

АсАТ

глутамат-

аспартат

дегидрогеназа

ά-КГ

2АТФ

карбамоил-

фосфат-

2АДФ

cинтетаза I

Фн

матрикс

митохондрии

карбамоилфосфат2

Фн

орнитин- цитруллин орнитин карбамоил-

трансфераза

цитозоль

	орнитин		аспартат
	орнитин
мочевина	5	цитруллин
мочевина	аргиназа	цитруллин
	аргиназа
HOH		3
		аргинино-
		сукцинат-	АТФ
		cинтетаза	АТФ
		cинтетаза
			АМФ + ФФн

аргинин

аргининосукцинат-

лиаза

фумарат

аргининосукцинат

Молекула мочевины содержит два атома азота:

NН2

первый атом азота поступает в орнитиновый цикл в виде аммиака;

=О

второй атом азота вводится в мочевину из аспартата

NН2

фумарат

аргинин

мочевина

малат

Цикл

регенерации

аргининосукцинат

мочевины

орнитин

аспартата

из фумарата

цитоплазма

аспартат цитруллин

матрикс

орнитин

аспартат

цитруллин

митохондрии

α-кетоглутарат

карбамоилфосфат

NН3

оксалоацетат

глутамат

НАДН

НАД+

(NН2)

малат

аланин

ЦТК

пируват

фумарат

Аспартат, необходимый для синтеза мочевины, образуется в печени с использованием углеродного скелета оксалоацетата и аминогруппы аланина . NН2

В то же время, фумарат, образующийся в орнитиновом цикле, превращается в оксалоацетат в процессе двух реакций ЦТК, т.е. происходит регенерация аспартата из

фумарата.

Биосинтез мочевины требует больших затрат энергии, она поставляется за счет разрыва четырех макроэргических связей: двух при синтезе карбамоилфосфата (1-я реакция) и двух при синтезе аргениносукцината (АТФ АМФ + Ф + Ф).

При заболеваниях печени (гепатиты, цирроз), а также при наследственных дефектах ферментов орнитинового цикла могут возникать гипераммониемии – повышение концентрации аммиака в крови, которое сопровождается головокружением, тошнотой, рвотой, потерей сознания.

3. Синтез аммонийных солей в почках
Глутамин, доставляющий в почки аммиак, расщепляется					глутаминазой, которая
активируется при ацидозе , а полученный аммиак служит для					нейтрализации кислых
продуктов с образованием солей аммония (0,5 г в сутки):
Н+А +				Эта реакция защищает организм
	NН3		NН +А
102 (кислота)		4		от потери с мочой ионов К+ и Nа+.

Гликогенные аминокислоты-

это аминокислоты, которые могут превращаться в пируват и промежуточные продукты ЦТК и использоваться в процессе глюконеогенеза.

Кето-гликогенные	Кетогенные аминокислоты
аминокислоты –	– в процессе катаболизма
используются как для	превращаются в ацетоацетат
синтеза глюкозы, так и	или ацетил-КоА и могут быть
кетоновых тел.	источником кетоновых тел.

ГЛЮКОЗА	аланин глицин	кетоновые
ГЛЮКОЗА	цистеин серин	кетоновые
	цистеин серин	тела
	треонин	тела
	треонин
	ПИРУВАТ

оксалоацетат

ацетил-КоА

ацетоацетат

аспарагин

аспартат

фумарат

триптофан

ЦТК

лейцин

аспартат

сукцинат

изолейцин

фенил-

аланин

α-кето-

лейцин

тирозин

глутарат

лизин

валин

фенилаланин

метионин

глутамат, глутамин

тирозин

треонин

гистидин, пролин

изолейцин

аргинин

Углеродные скелеты, образовавшиеся из аминокислот при отщеплении аммиака, могут вовлекаться через α-кетокислоты в ЦТК и сгорать до углекислого газа и воды. Однако, реального значения этот путь не имеет, т.к. не выгодно «сжигать» столь ценные молекулы. Основным путем является их превращение в глюкозу, т.е.глюконеогенез.

Образующийся аммиак используется для биосинтеза различных азотистых соединений либо выводится в виде

мочевины.


	аминокислоты
биосинтезы NН3			углеродные
биосинтезы NН3			скелеты
аминокислот,
нуклеотидов, др.
карбамоилфосфат		α-кетокислоты
карбамоилфосфат
	Цикл				СО2
Цикл	регенерации				СО2
Цикл	аспартата			ЦТК	Н2О
мочевины	аспартата			ЦТК	Н2О
мочевины	из фумарата				АТФ
	из фумарата				АТФ
мочевина		оксалоацетат
					103
			глюкоза		103

V. Декарбоксилирование аминокислот

СОО Н

ПАЛФ

СО2

+ Н

СН

декарбоксилаза

аминокислота

биогенные амины -

физиологически

СО2

активные вещества

триптофан

триптамин

окситриптофан

СО2

серотонин

гистидин	СО2

				гистамин
				гистамин


		СО2

глутамат			γ-аминомасляная кислота
глутамат				ГАМК
				ГАМК

СО2

тирозинДОФА

дофамин	норадреналин

104	адреналин

Некоторые аминокислоты подвергаются

декарбоксилированию

– отщеплению α-

карбоксильной группы с образованием СО

и биогенных аминов – физиологически

активных веществ (гормонов, нейромедиаторов и др.). Некоторые биогенные амины

входят в состав других биомолекул, например,

этаноламин входит в состав

фосфолипидов, β-аланин является структурным элементом коэнзима А.

Катализируют эту реакцию

α-декарбоксилазы

L-аминокислот, которые обладают

стереоспецифичностью (т.е. не действуют на

D-изомеры аминокислот), коферментом

является пиридоксальфосфат.

Известно более 40 биогенных аминов, наиболее важными являются следующие:

Серотонин

нейромедиатор проводящих путей, образуется в гипоталамусе.

образуется в тучных клетках соединительной ткани, секретируется в

Гистамин

кровь при повреждении ткани (травма, ожоги). Функции гистамина:

  вызывает расширение сосудов, отеки, покраснение кожи;

  участвует в развитии аллергической реакции;

  стимулирует секрецию желудочного сока, слюны;

  снижает артериальное давление, но повышает внутричерепное;

  сокращает гладкую мускулатуру легких;

  является нейромедиатором.

важный тормозной нейромедиатор высших отделов мозга. В виде

γ-Аминомасляная

лекарственных препаратов

гаммалон и

аминолон ГАМК

кислота

ГАМК

применяется при нарушениях мозгового кровообращения,

эндогенных депрессиях, приступах эпилепсии.

медиатор среднего отдела мозга. Недостаточность этого биогенного

Дофамин

амина в черной субстанции мозга (при снижении активности ДОФА-

декарбоксилазы) приводит к болезни Паркинсона.

Норадреналин

тормозной медиатор симпатической нервной системы в разных

отделах головного мозга, однако, может быть возбуждающим

медиатором в гипоталамусе. Снижение в нервных клетках

норадреналина и дофамина может приводить к депрессии.

гормон интенсивной физической работы, стресса, регулирует

Адреналин

основной обмен, усиливает сокращение сердечной мышцы,

повышает артериальное давление.

Обезвреживание биогенных аминов

1. Окисление (с дезаминированием) под действием моноаминооксидаз (МАО):

NН3

Ингибиторы МАО

–

СН2

NН2

СН O

депренил, ниаламид,

моноаминооксидаза

пиразидол

- применяются

(ФАД)

при лечении паркинсонизма

2. Метилирование с участием SAM - для гистамина, адреналина, норадреналина:

адреналин

метиладреналин

105

VI. Особенности обмена ароматических аминокислот в разных тканях

фенилаланин

О2

фенилаланин-

Надпочечники

фенилкетонурия

НАДФН+

гидроксилаза

НАДФ+

адреналин

Н2О

норадреналин

тирозин-

тирозин

ДОФА

дофамин

тирозинемия II

трансаминаза

альбинизм

п-оксифенилпируват

Кожа

меланины

п-оксифенил-

О2

тирозинемия III

Щитовидная железа

пируват-

СО2

оксидаза

иодтиронины (тироксин)

Фенилаланин – незаменимая

аминокислота,

тирозин –

гомогентизиновая кислота

условно заменимая,

синтезируется только из

гомогентизат-

фенилаланина. Катаболизм

алкаптонурия

О2

этих аминокислот происходит

диоксигеназа

в печени, при этом образуются

фумарилацетоацетат

фумарат, который может

фумарил-

использоваться в

тирозинемия I

глюконеогенезе и ацетоацетат,

ацетоацетаза

фумарат

ацетоацетат

т.е. кетоновое тело. Эти

ароматические аминокислоты

Нарушения обмена ароматических аминокислот –

являются кето-гликогенными

энзимопатии

– связаны с

генетическими дефектами синтеза ферментов их метаболизма.

Фенилкетонурия – фенилаланин накапливается в крови, с мочей выводятся большие количества фенилкетонов (образуются при избытке фенилаланина), проявляется резкой задержкой умственного и физического развития (фенилпировиноградная олигофрения).

Алкаптонурия – накопление гомогентизиновой кислоты, которая окрашивает мочу в черный цвет, может происходить отложение пигментов в тканях (склеры, нос, уши).


Альбинизм – нарушение синтеза пигментов		меланинов в коже, волосах и сетчатке.
Тирозинемия – ряд энзимопатий, связанных		с накоплением тирозина, который в
106	избыточных количествах оказывает негативное влияние на развитие ребенка.

глюкоза

VII. Обмен глицина и серина

ТГФК N5,N10(СН2)ТГФК

3-фосфоглицерат

СН2ОН

сериноксиметилтрансфераза

серин

глицин

синтез гема

синтез креатина

синтез

пируват

синтез глутатиона

пуриновых

синтез парных желчных кислот

Глицин и

нуклеотидов

серин – заменимые аминокислоты (могут синтезироваться из

глюкозы).

Играют важнейшую роль в синтезах многих жизненно важных биологических веществ. Являются источником одноуглеродных фрагментов , которые переносятся с помощью тетрагидрофолиевой кислоты - N5,N10(СН2)ТГФК (см. раздел «Витамины») и

используются в уникальных реакциях синтеза метионина, пуриновых нуклеотидов,
тимидилата и др.
тимидилата и др.						ТГФК
	НАД+		НАДН+			ТГФК
				НСООН

	глициноксидаза
	глициноксидаза

глицин	глиоксилат		оксалат		N5,N10(СН2)ТГФК

		Обмен метионина

Н3С	Ф+ФФ
Н3С
метионин	метионинаденозил-
АТФ	метионинаденозил-
АТФ	трансфераза		СН3
ТГФК	трансфераза		СН3
ТГФК		1	S-аденозил-
		1	S-аденозил-
Витамин В12 4			метионин
Витамин В12 4			(SAM)	R
			2	метил-
			2	трансферазы
N5(СН )ТГФК	3			R-СН3
3
аденозин	Н2О		аденозин
гомоцистеин		S-аденозилгомоцистеин

Метионин – незаменимая аминокислота, которая в виде метионил-т-РНК участвует в инициации процесса трансляции – биосинтеза белка. Особая роль метионина заключается в том, что эта аминокислота в виде активной формы S-аденозилметионина

(SAM)	является донором метильных групп для синтеза		биологически важных
веществ	(R-СН3) в реакциях трансметилирования	(реация	2). К таким синтезам
относятся синтезы фосфотидилхолина, креатина,		адреналина, карнитина и др. 107

Задания для самопроверки и самокоррекции

Задание 1. У пациента, проходящего курс лечебного голодания, нормальный

уровень глюкозы в крови поддерживается за счет глюконеогенеза. Из какого из нижеперечисленных веществ может синтезироваться глюкоза?

А. Из мочевой кислоты

B.Из мочевины

C.Из серина

D.Из лейцина

E.Из никотинамида

Задание 2. У ребенка после перенесенной вирусной инфекции наблюдаются

признаки гипераммониемии: головокружение, рвота, судороги. Нарушение какой реакции имеет место в данном случае?

А. Тирозин → Диоксифенилаланин

B.Орнитин + Карбамоилфосфат → Цитруллин

C.Фенилаланин → Тирозин

D.Аргинин + Глицин → Гуанидинацетат

E.Гомогентизиновая кислота → Фумарилацетоацетат

Задание 3. Группа подопытных животных находилась на длительной безбелковой

диете, вследствие чего у них нарушились многие метаболические процессы, связанные с использованием незаменимых аминокислот. Какая из них используется в качестве метилирующего агента в биосинтезе креатина?

А. Валин

B.Треонин

C.Фенилаланин

D.Метионин

E.Глицин

Задание 4. В работах Г.Кребса было установлено, что цикл трикарбоновых кислот и орнитиновый цикл тесно связаны. Какое вещество участвует в обоих циклах?

А. Оксалоацетат

B.Цитруллин

C.Фумарат

D.Цитрат

E.Аргинин

Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.

1-C, 3-D, 5-A.

108

азотистое основание

РАЗДЕЛ 7. ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ

Нуклеотиды – это трехкомпонентные соединения, состоящие из азотистого основания пуринового или пиримидинового ряда, остатков пентозы (рибозы или дезоксирибозы)

и остатка фосфорной кислоты:

пентоза фосфат

нуклеозид

Структура пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов

азотистые основания:
азотистые основания:	пентозы:	фосфат

				ОН

пурин:	аденин	гуанин
пурин:	аденин	гуанин	рибоза


					Н
пиримидин:	цитозин	тимин	урацил	дезоксирибоза

Дезоксирибонуклеотиды:

дАМФ дГМФ дТМФ дЦМФ

дезоксиаденозинмонофосфат дезоксигуанозинмонофосфат дезокситимидинмонофосфат дезоксицитидинмонофосфат дезоксиадениловая кислота дезоксигуаниловая кислота дезокситимидиловая кислота дезоксицитидиловая кислота

Рибонуклеотиды:

АМФ	ГМФ	УМФ	ЦМФ
аденозинмонофосфат	гуанозинмонофосфат	уридинмонофосфат	цитидинмонофосфат
адениловая кислота	гуаниловая кислота	уридиловая кислота	цитидиловая кислота 109

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2211 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Ответы к занятиям, экзаменам

#
12.11.20221.75 Mб26био экзамен.docx
#
12.11.2022586.06 Кб30биология то что нужно экз-1.docx
#
12.11.2022586.06 Кб34биология то что нужно экз.docx
#
03.02.20245.99 Mб9Биология_под_ред_В_Н_Ярыгина_кн_1.pdf
#
03.02.20242.66 Mб7Биология_под_ред_В_Н_Ярыгина_кн_2.pdf
#
03.02.202412.59 Mб7Биохимия в рисунках и схемах.pdf
#
03.02.202465.08 Mб8Биохимия для чайников.pdf
#
12.11.20222.56 Mб23Биохимия. Углеводы-1.docx
#
12.11.20222.56 Mб22Биохимия. Углеводы.docx
#
03.02.2024360.89 Кб5Буферные растворы.pdf
#
03.02.20246.98 Mб5Бх в схемах и таблицах.pdf