ответы на экз билеты беха / билет 7

Билет 7

1. Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью. Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.Ферменты — глобулярные белки, по особенностям строения ферменты можно разделить на две группы: простые и сложные. Простые ферменты являются простыми белками, т.е. состоят только из аминокислот. Сложные ферменты являются сложными белками, т.е. в их состав помимо белковой части входит группа небелковой природы — кофактор. У некоторых ферментов в качестве кофакторов выступают витамины. В молекуле фермента выделяют особую часть, называемую активным центром. Активный центр — небольшой участок фермента (от трех до двенадцати аминокислотных остатков), где и происходит связывание субстрата или субстратов с образованием фермент-субстратного комплекса. По завершении реакции фермент-субстратный комплекс распадается на фермент и продукт (продукты) реакции. Некоторые ферменты имеют (кроме активного) аллостерические центры — участки, к которым присоединяются регуляторы скорости работы фермента (аллостерические ферменты).

Для реакций ферментативного катализа характерны: 1) высокая эффективность, 2) строгая избирательность и направленность действия, 3) субстратная специфичность, 4) тонкая и точная регуляция. Субстратную и реакционную специфичность реакций ферментативного катализа объясняют гипотезы Э. Фишера и Д. Кошланда Фишер (гипотеза «ключ-замок») предположил, что пространственные конфигурации активного центра фермента и субстрата должны точно соответствовать друг другу. Субстрат сравнивается с «ключом», фермент — с «замком». Кошланд (гипотеза «рука-перчатка») предположил, что пространственное соответствие структуры субстрата и активного центра фермента создается лишь в момент их взаимодействия друг с другом. Эту гипотезу еще называют гипотезой индуцированного соответствия.

Под субстратной специфичностью понимают способность каждого фермента взаимодействовать лишь с одним или несколькими определёнными субстратами. Различают:

абсолютную субстратную специфичность(аргиназа, катализирующая реакцию расщепления аргинина до мочевины и орнитина)

групповую субстратную специфичность(однотипные реакции с небольшим количеством (группой) структурно похожих субстратов)

стереоспецифичность(При наличии у субстрата нескольких стерео-изомеров фермент проявляет абсолютную специфичность к одному

Классификация ферментовПо типу катализируемых химических превращений ферменты разделены на 6 классов:

• оксиредуктазы (перенос атомов водорода, кислорода или электронов от одного вещества к другому — дегидрогеназа),

• трансферазы (перенос метильной, ацильной, фосфатной или аминогруппы от одного вещества к другому — трансаминаза),

• гидролазы (реакции гидролиза, при которых из субстрата образуются два продукта — амилаза, липаза),

• лиазы (негидролитическое присоединение к субстрату или отщепление от него группы атомов, при этом могут разрываться связи С–С, С–N, С–О, С–S — декарбоксилаза),

• изомеразы (внутримолекулярная перестройка — изомераза),

• лигазы (соединение двух молекул в результате образования связей С–С, С–N, С–О, С–S — синтетаза)

Изоферменты — это различные по амк последовательности изоформы или изотипы одного и того же фермента, существующие в одном организме, но, как правило, в разных его клетках, тканях или органах.

Изоферменты, как правило, высоко гомологичны по аминокислотной последовательности и/или подобны по пространственной конфигурации. Особенно консервативны в сохранении строения активные центры молекул изоферментов. Все изоферменты одного и того же фермента выполняют одну и ту же каталитическую функцию, но могут значительно различаться по степени каталитической активности, по особенностям регуляции или другим свойствам(гексокиназа,амилаза,крреатинфосфокиназа)

2. Регуляция содержания глюкозы в крови в абсорбтивном и постабсорбтивном периодах.Для предотвращения чрезмерного повышения конц глюкозы в крови при пищеварении осн значение имеет потребление глюкозы печенью и мышцами, в меньшей мере - жировой тканью. Следует напомнить, что более половины всей глюкозы (60%), поступающей из кишечника в воротную вену, поглощается печенью. Около 2/3 этого количества откладывается в печени в форме гликогена, остальная часть превращается в жиры и окисляется, обеспечивая синтез АТФ. Ускорение этих процессов инициируется повышением инсулинглюкагонового индекса. Другая часть глюкозы, поступающей из кишечника, попадает в общий кровоток. Примерно 2/3 этого количества поглощается мышцами и жировой тканью. Это обусловлено увеличением проницаемости мембран мышечных и жировых клеток для глюкозы под влиянием высокой концентрации инсулина. Глюкоза в мышцах откладывается в форме гликогена, а в жировых клетках превращается в жиры. Остальная часть глюкозы общего кровотока поглощается другими клетками (инсулинонезависимыми). При нормальном ритме питания и сбалансированном рационе концентрация глюкозы в крови и снабжение глюкозой всех органов поддерживается главным образом за счёт синтеза и распада гликогена. Лишь к концу ночного сна, т.е. к концу самого большого перерыва между приёмами пищи, может несколько увеличиться роль глюконеогенеза, значение которого будет возрастать, если завтрак не состоится и голодание продолжится.

Регуляция содержания глюкозы в крови при предельном голодании При голодании в течение первых суток исчерпываются запасы гликогена в организме, и в дальнейшем источником глюкозы служит только глюконеогенез (из лактата, глицерина и аминокислот). Глюконеогенез при этом ускоряется, а гликолиз замедляется вследствие низкой концентрации инсулина и высокой концентрации глюкагона (механизм этого явления описан ранее). Но, кроме того, через 1-2 сут существенно проявляется действие и другого механизма регуляции - индукции и репрессии синтеза некоторых ферментов: снижается количество гликолитических ферментов и, наоборот, повышается количество ферментов глюконеогенеза.Начиная со второго дня голодания достигается максимальная скорость глюконеогенеза из аминокислот и глицерина. Скорость глюконеогенеза из лактата остаётся постоянной.Следует отметить, что при голодании глюкоза не используется мышечными и жировыми клетками, поскольку в отсутствие инсулина не проникает в них и таким образом сберегается для снабжения мозга и других глюкозозависимых клеток.

Регуляция содержания глюкозы в крови в период покоя и во время физической нагрузкиКак в период покоя, так и во время продолжительной физической работы сначала источником глюкозы для мышц служит гликоген, запасённый в самих мышцах, а затем глюкоза крови. Известно, что 100 г гликогена расходуется на бег примерно в течение 15 мин, а запасы гликогена в мышцах после приёма углеводной пищи могут составлять 200-300 г.

3. 1 -Аминолевулинатсинтаза и аминолевулинатдегидратаза принимают участие в биосинтезе гема Аминолевулинатсинтаза является пиридоксальзависимым ферментом. Аллостерическим ингибитором активности является гем. Аминолевулинатдегидратаза катализирует реакцию конденсации двух молекул аминолевулиновой кислоты с образованием двух молекул воды и одной молекулы порфобилиногена. Аминолевулинатдегидратаза также ингибируется гемом, но так как активность этого фермента в 80 раз выше,чем АЛК-синтазы, то это не имеет большого физиологического значения.

-Наследственные и приобретенные нарушения синтеза тема, сопровождающиеся повышением содержания порфобилиногенов, а также продуктов их окисления в тканях и крови и появлением их в моче, называют Порфириями. В зависимости от основной локализации патологического процесса различают печеночные формы и эритропоэтические наследственные Порфирии. Эритропоэтические- сопровождаются накоплением порфиринов в нормобластах и эритроцитах, а печеночные - в гепатоцитах. Аминолевулинат и порфириногены являются нейротоксинами. Прием лекарств, являющихся индукторами синтеза АЛК-синтазы, может вызвать обострение. ( Сульфаниламидные препараты, барбитураты, HIIBC, стероиды, гестагены.), т.к. в их метаболизме должны принимать участие гемсодержащие белки, снижается внутриклеточное содержание гема, что приводит к дерепрессии синтеза АЛК-синтазы. Повышение активности АЛК-синтазы приводит к значительному накоплению АПК ипорфобилиногена.