
- •1 Классификация и строение углеводов. Функции углеводов различных классов
- •2 Классификация аминокислот и их биохимические функции
- •3 Уровни организации белков. Типы химических связей, участвующие в формировании пространственной структуры белка
- •5. Строение и функции липидов
- •6. Строение триглицеридов. Роль триглицеридов в метаболизме.
- •7. Строение нуклеотидов. Роль нуклеотидов в метаболизме
- •8. Строение фосфолипидов. Роль фосфолипидов в организме.
- •9. Строение и функции эйкозаноидов.
- •10. Строение и функции холестерина.
- •11. Строение и функции разных классов липопротеидов
- •12. Строение желчных кислот. Их роль в метаболизме.
- •13. Биологическая роль макро- и микроэлементов
- •14. Роль кальция в метаболизме
- •15. Роль фосфопиридоксаля в метаболизме
- •16. Роль биотина в метаболизме
- •17. Биохимическая функция витамина в12
- •18. Биологическая роль пантотеновой кислоты
- •19. Биологическая роль рибофлавина
- •20. Биологическая роль никотинамида
- •21. Биохимические функции тиаминпирофосфата
- •22. Биохимические функции витамина с
- •23. Биологическая роль тетрагидрофолиевой кислоты
- •24. Биологическая роль витамина д
- •25. Биологическая роль витамина а
- •26. Биологическая роль витамина е
- •27. Биологическая роль витамина к
- •28. Механизм ферментного катализа
- •29. Строение и классификация ферментов
- •30. Конкурентное и неконкурентное ингибирование ферментов
- •31. Особенности биологического катализа
- •32. Классификация гормонов Роль гормонов в регуляции метаболизма
- •33.Гормоны надпочечеников и их биохимические функции
- •34. Гормоны гипофиза и их биологическая роль
- •35. Биологическая роль половых гормонов
- •36. Биологическая роль гормонов коры надпочечников
- •37. Биологическая роль гормонов поджелудочной железы
- •38. Гормоны щитовидной железы и их влияние на метаболизм
- •39. Механизмы передачи гормонального сигнала
- •40. Механизм передачи сигнала гормонов аминокислотой и белковой природы
- •41. Биохимическая роль вторичных мессенджеров в метаболизме
- •42. Макроэргические соединения и их роль в метаболизме
- •43. Дыхательная цепь в митохондриях
- •44. Последовательность и строение переносчиков электронов в дыхательной цепи
- •45. Процесс окислительного фосфорилирования его биологическая роль
- •47. Механизмы образования свободных радикалов. Антиоксидантные системы в клетках
- •Механизмы действия
- •48. Антиоксидантные системы клетки и их биологическая роль
- •49. Биохимические механизмы окислительного декарбоксилирования пирувата
- •50. Механизм реакций и биологическая роль цикла кребса
- •51. Биосинтез гликогена
- •52. Гликолиз и его биологическое значение
- •53. Глюконеогенез и его биологическая роль
- •54. Пентозофосфатный путь окисления углеводов
- •55. Особенности углеводного обмена у жвачных животных. Пути синтеза глюкозы у жвачных животных
- •56. Роль летучих жирных кислот в метаболизме жвачных животных
- •57. Строение клеточных мембран и их функции
- •58. Физико-химические свойства липипдов. Эмульгирование липидов
- •59. Механизм транспорта липидов
- •60. Биохимических механизм бета-окисления жирных кислот
- •61. Механизм синтеза жирных кислот
- •62. Биологическая роль холестерина и его производных
- •63. Синтез триглицеридов и фосфолипидов
- •64. Кетоновые тела и их роль в метаболизме
- •65. Физико-химические свойства белков. Изоэлектрическое состояние и изоэлектрическая точка аминокислот и белков
- •66. Биохимические механизмы переваривания белков в желудочно-кишечном тракте
- •67. Механизмы реакций трансаминирования и дезаминирования аминокислот
- •68. Декарбоксилирование аминокислот. Биологическая роль продуктов декаброксилирования
- •69. Орнитиновый цикл
- •70. Биологические механизмы окисления нуклеотидов
- •71. Строение молекул днк
- •72. Биохимические механизмы синтеза днк
- •73. Репликация и репарация
- •74. Строение рнк. Виды Рнк. Их роль в метаболизме
- •75. Биохимические механизмы синтеза рнк
- •76. Биохимические механизмы синтеза белка
41. Биохимическая роль вторичных мессенджеров в метаболизме
Вторичные посредники (вторичные мессенджеры) — это малые сигнальные молекулы, компоненты системы передачи сигнала в клетке. Вторичные посредники являются компонентами каскадов передачи сигнала, быстро образуются и далее активируют эффекторные белки, которые опосредуют ответ клетки.
К наиболее распространенным вторичным посредникам относятся цАМФ (Аденозинмонофосфат) и другие циклические нуклеотиды, ионы кальция, оксид азота.Концентрация вторичных посредников в цитозоле может быть повышена различными путями:
-активацией ферментов, которые их синтезируют, как, например в случае активации циклаз, образующих циклические формы нуклеотидов (цАМФ, цГМФ), -путем открывания ионных каналов, позволяющих потоку ионов металлов, например, ионов кальция войти в клетку. Эти малые молекулы могут далее связывать и активировать эффекторные молекулы — протеинкиназы, ионные каналы и разнообразные другие белки.
А. Циклический АМФ
Биосинтез. Нуклеотид синтезируется мембранными аденилатциклазами — семейством ферментов, катализирующих реакцию циклизации АТФ (АТР) с образованием цАМФ и неорганического пирофосфата. Расщепление цАМФ с образованием АМФ (AMP) катализируется фосфодиэстеразами, которые ингибируются при высоких концентрациях метилированных производных ксантина, например кофеином.
Активность аденилатциклазы контролируется G-белками, которые в свою очередь сопряжены с рецепторами третьего типа, управляемыми внешними сигналами. Большинство G-белков (Gs-белки) активируют аденилатциклазу, некоторые G-белки ее ингибируют (Gi-белки). Некоторые аденилатциклазы активируются комплексом Са2+.
Механизм действия. цАМФ является аллостерическим эффектором протеинкиназА (ПК-Α) и ионных каналов. В неактивном состоянии ПК-Α является тетрамером, две каталитические субъединицы (К-субъединицы) которого ингибированы регуляторными субъединицами (Р-субъединицы) (аутоингибирование).
При связывании цАМФ Р-субъединицы диссоциируют из комплекса и К-единицы активируются. Фермент может фосфорилировать определенные остатки серина и треонина в более чем 100 различных белках, в том числе во многих ферментах и факторах транскрипции. В результате фосфорилирования изменяется функциональная активность этих белков.
Наряду с цАМФ функции вторичного мессенджера может выполнять и цГМФ (гуанозинмонофосфат). Оба соединения различаются по метаболизму и механизму действия.
Б. Роль ионов кальция
Уровень ионов кальция. Концентрация ионов Са2+ в цитоплазме нестимулированной клетки очень низка. Низкий уровень поддерживается кальциевыми АТФ-азами (кальциевыми насосами) и натрий-кальциевыми обменниками. Резкое повышение концентрации ионов Са2+ в цитоплазме происходит в результате открывания кальциевых каналов плазматической мембраны или внутриклеточных кальциевых депо (гладкого и шероховатого эндоплазматического ретикулума). Открывание каналов может быть вызвано деполяризацией мембран или действием сигнальных веществ, нейромедиаторов (глутамат и АТФ), вторичных мессенджеров (цАМФ), а также вещества растительного происхождения рианодина. В цитоплазме и клеточных органеллах имеется множество белков способных связывать Са2+, некоторые из них выполняют роль буфера.
При высокой концентрации в цитоплазме ионы Са2+ оказывает на клетку цитотоксическое действие. Поэтому уровень кальция в отдельной клетке испытывает кратковременные всплески, увеличиваясь в 5-10 раз.
Действие кальция опосредовано специальными Са2+-связывающими белками («кальциевыми сенсорами»), к которым принадлежат аннексин, кальмодулин и тропонин. Кальмодулин — сравнительно небольшой белок — присутствует во всех животных клетках.
При связывании четырех ионов Са2+ кальмодулин переходит в активную форму, способную взаимодействовать с многочисленными белками. За счет активации кальмодулина ионы Са2+ оказывают влияние на активность ферментов, ионных насосов и компонентов цитоскелета.