7. Обмін сірковмісних амінокислот метіоніну та цистеїну. Біосинтез та біологічна роль креатину і креатинфосфату.

Метионин выступает источником метильных групп креатинфосфата – важного макроэргического соединения мышц, гормона мозгового вещества надпочечников – адреналина, конечного продукта обмена никотиновой кислоты – N-метилникотинамида, гормона эпифиза – мелатонина и ряда других соединений.

Отдав метильную группу для синтеза глицина из серина, метионин превращается в гомоцистеин, а последний может являться донором серы для синтеза цистеина и цистина.

Біосинтез та біологічна роль креатину і креатинфосфату. 

Креатин – вещество скелетных мышц, миокарда, нервной ткани. В виде креатинфосфата креатин является "депо" макроэргических связей, используется для быстрого ресинтеза АТФ во время работы клетки. Особенно показательна роль креатина в мышечной ткани. Креатинфосфат обеспечивает срочный ресинтез АТФ в первые секунды работы (5‑10 сек), когда никакие другие источники энергии (анаэробный гликолиз, аэробное окисление глюкозы, β-окисление жирных кислот) еще не активированы, и кровоснабжение мышцы не увеличено. В клетках нервной ткани креатинфосфат поддерживает жизнеспособность клеток при отсутствии кислорода.

В синтезе креатина участвуют два органа - почки и печень.

В почках образуется гуанидинуксусная кислота. Далее гуанидинацетат с кровотоком транспортируется в печень, где в реакции трансметилирования превращается в креатин. Креатинфосфат образуется из креатина и АТФ при действии кретинкиназы. Креатинкиназа специфична для сердечной мышцы и поэтому ее появление в крови или увеличение ее активности свидетельствует о некрозе.

8. Спеціалізовані шляхи метаболізму циклічних амінокислот – фенілаланіну, тирозину, триптофану.

Фенилаланин относится к незаменимым аминокислотам, поскольку ткани животных не обладают способностью синтезировать его бензольное кольцо.

Тирозин, помимо участия в синтезе белков, является предшественником гормонов надпочечников адреналина, норадреналина, медиатора дофамина, гормонов щитовидной железы тироксина и трийодтиронина, пигментов.

Триптофан незаменимая аминокислота. Поступающий в составе белков пищи триптофан в основном используется для биосинтеза белков, серотонина и гормона мелатонина, и ниацина (витамин PP).

Метаболизм аминокислоты осуществляется в трех направлениях, которые сложны и на некоторых участках перекрещиваются друг с другом. Принципиально можно выделить следующие пути:

1. Кинурениновый (основной) – окисление и разрушение индольного кольца с образованием производных кинуреновой и антраниловой кислот. Большая часть триптофана распадается до ацетил-SКоА, но в одном из ответвлений этого пути одна из 60 молекул триптофана превращается в никотиновую кислоту (витамин B3, ниацин).

2. Серотониновый путь – окисление триптофана до 5-окситриптофана и далее превращение в серотонин и мелатонин.

3. Индольный путь – образование индольных производных, которые затем конъюгируются и выводятся с мочой.

Спадкові ензимопатії обміну циклічних амінокислот.  

Фенилаланин.

Фенилкетонурия

1 типа (классическая): вызвано мутацией, которая вызывает снижение активности фермента фенилаланин-4-монооксигеназы, обеспечивающей превращение фенилаланина в тирозин.

Манифестация ФКУ происходит на первом году жизни, обычно в возрасте 2-6 мес. Первым симптомом заболевания может стать рвота, потом вялость, чрезмерная сонливость, отсутствие интереса к окружающему, иногда повышенная раздражительность, беспокойство, плаксивость, также отмечаются срыгивания, нарушение мышечного тонуса (чаще мышечная гипотония), судороги. Характерным признаком является повышенная потливость, от мочи и пота исходит необычный запах фенилуксусной кислоты, который характеризуют как заплесневелый, мышиный или волчий.

Тирозин

1. Тирозинемия 1 типа. Возникает при недостаточности фумарилацетоацетат-гидролазы, при этом накапливается фумарилацетоацетат и его метаболиты (сукцинилацетон), поражающие печень и почки.

   1. Острая форма. Хар-ся смертностью в 90% из-за недостаточности печени. К симптомам относится гипотрофия, рвота, "капустный запах" от тела и мочи, задержка развития, кровоточивость, диарея, желтуха, анемия, периферические невропатии и параличи, кардиомиопатия, слабость мышц, дыхательные нарушения.

   2. Храническая форма развивается позднее, медленнее прогрессирует. Продолжительность жизни около 10 лет. Наблюдаются гипотрофия, узелковый цирроз печени и печеночная недостаточность, множественные дефекты почечной канальцевой реабсорбции с появлением синдрома Фанкони, аминоацидурия, лейкопения, тромбоцитопения.

2. Алкаптонурия -- снижение активности гомогентизат-оксидазы, в результате в организме накапливается гомогентизиновая кислота. Наиболее частым симптомом является темная моча, на пеленке и нижнем белье остаются темно-коричневые пятна.

3. Альбинизм -- дефектом синтеза тирозиназы. При полном отсутствии фермента наблюдается тотальная депигментация кожи, волос, глаз. Кожа не загорает, совершенно отсутствуют невусы, какие-либо пигментные пятна, развиваются фотодерматиты. Сильно выражены нистагм, светобоязнь, дневная слепот, красный зрачковый рефлекс.

4. Паркинсонизм -- низкая активность тирозин-гидроксилазы или ДОФА-декарбоксилазы в нервной ткани, при этом развивается дефицит нейромедиатора дофамина и накопление тирамина. Наиболее распространенными симптомами являются ригидность мышц, скованность движений, тремор и самопроизвольные движения.

Триптофан

1. Синдром Хартнупа -- дефект транспортного белка для нейтральных аминокислот в эпителиальных клетках кишечника и почечных канальцев. Это приводит к снижению всасывания триптофана и ряда нейтральных аминокислот в слизистой кишечника и уменьшению их реабсорбции в канальцах почек. Одним из ярких проявлений синдрома является симптом голубых пеленок, возникающий из-за того, что избыток триптофана в кишечнике под действием микрофлоры превращается в индол, который всасывается в кровь и в печени обезвреживается до индикана.  Далее индикан выводится с мочой и на воздухе окисляется в индиго и родственные ему соединения (индиготин) синего цвета.

9. Напишіть реакції загальних та специфічних шляхів обміну глюкози, амінокислот,  жирних кислот, гліцерину, холестерину, нуклеотидів, які каталізуються ферментами за участю коферментних форм вітаміну РР. Їх значення в обміні речовин. 

Эти реакции важны для энергетического метаболизма, синтеза биологически активных соединений, а также для поддержания других важных функций организма. Коферментные формы витамина РР помогают в передаче электронов в этих процессах, обеспечивая эффективное использование энергии и регулирование метаболизма.

Глюкоза:

АК:

Глицерин:

ХС:

Нук-ды:

ЖК:

10.Напишіть реакції загальних та специфічних шляхів обміні вуглеводів, біогенних амінів,  амінокислот, жирних кислот, нуклеотидів, які каталізуються ферментами за участю коферментних форм вітамінів В₂ та В₆. Їх значення в обміні речовин. 

Реакции, катализируемые коферментными формами витаминов В2 (рибофлавина) и В6 (пиридоксал-5'-фосфата), играют ключевую роль в метаболизме организма. Они помогают осуществлять обмен веществ, таких как углеводы, жиры, белки, а также биогенные амины и нуклеотиды.

В₂

БА:

АК:

ЖК:

В₆

БА:

АК:

11.Напишіть реакції загальних та специфічних шляхів обміні вуглеводів, амінокислот, ліпідів, які каталізуються ферментами за участю коферментних форм вітамінів В1 та В12. Біологічна роль цих реакцій. 

В1

Обмен углеводов:

В12

Обмен углеводов:

12. Інсулін: хімічна природа, синтез та секреція, вплив на обмін речовин. Написати реакції всіх процесів ліпідного обміну, що активуються інсуліном, вказати регуляторні  ферменти та принципи регуляції їх активності інсуліном. Можливі причини та наслідки дефіциту інсуліну. 

хімічна природа: инсулин -- белок, из двух пептидных цепей А (21 аминокислота) и В (30 аминокислот), связанных между собой дисульфидными мостиками.

синтез: в β-клетках поджелудочной железы в виде препроинсулина, содержащего концевую сигнальную последовательность из 23 аминокислот, направляющую молекулу в эндоплазматическую сеть. Здесь она отщепляется, и проинсулин транспортируется в аппарат Гольджи. Проинсулин состоит из А-цепи, В-цепи и С-пептида. В аппарате Гольджи он упаковывается в секреторные гранулы с ферментами для "созревания" гормона. При перемещении гранул к плазматической мембране образуются дисульфидные мостики, удаляется С-пептид (31 аминокислота), и образуется готовый инсулин. В готовых гранулах инсулин находится в кристаллическом состоянии в виде гексамера с участием ионов Zn2+.

секреція: происходит постоянно, и высвобождение около 50% инсулина никак не связано с приемом пищи или иными влияниями. Главным стимулятором секреции инсулина является повышение концентрации глюкозы в крови выше 5,5 ммоль/л.

Липидный обмен.

Гипофункция выражается в инсулинзависимый и инсулиннезависимый сахарный диабет.

1. Развитие ИЗСД (СД 1 типа) обусловлено недостаточным синтезом инсулина в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Среди причин этого в настоящее время на первый план выдвигаются аутоиммунные поражения и инфицирование β-тропными вирусами (вирусы Коксаки, Эпштейна-Бар, эпидемического паротита).

2. Для ИНЗСД (СД 2 типа) ведущей причиной является инсулинорезистентность из-за снижения чувствительности клеток-мишеней к гормону. Здесь выделяют две глобальные причины:

• снижение активности рецепторов (рецепторные механизмы),

• нарушение проведения сигнала от рецептора к внутриклеточным ферментам (пострецепторные механизмы).

13. Реципрокна регуляція біохімічних процесів. Покажіть на прикладі інсуліну механізм її  здійснення при обміні глікогену, глюкози, жирних кислот. Напишіть реакції синтезу і  розпаду глікогену, глюкози і жирних кислот, на які впливає інсулін.  

14. Реципрокна регуляція біохімічних процесів. Покажіть на прикладі глюкагону механізм  її здійснення при обміні глікогену, глюкози, жирних кислот. Напишіть реакції синтезу і  розпаду глікогену, глюкози і жирних кислот, на які впливає глюкагон.