ответы на экз билеты беха / билет 46
.docxБилет 46
1. Пиррольное кольцо (названное так по веществу пирролу, пятичленному гетероциклическому соединению) представляет собой пятиугольник, в одном из углов которого располагается азотный остаток. Это основной структурный блок порфиринов, как называют природные пигменты, в том числе и гем.
Основу молекулы порфирина составляет порфин, образованный четырьмя крестообразно расположенными пиррольными кольцами. Они связаны между собой метановыми мостиками — группами углерод — водород. Таким образом получается структура, к восьми углам которой могут присоединяться различные органические соединения, называемые заместителями. Как установил Фишер, существует всего 15 теоретически возможных вариантов присоединения хвостиков-заместителей к этим восьми углам.
Молекула порфина, обросшая определенными хвостиками-заместителями, и есть порфирин, которому присваивается номер в зависимости от одной из 15 модификаций.
Порфирии — это группа наследственных заболеваний, в основе которых лежит нарушение биосинтеза гема, приводящее к избыточному накоплению в организме порфиринов и их предшественников, а именно, порфобилиногена (ПБГ) и δ-аминолевулиновой кислоты (АЛК).
Избыток этих веществ оказывает токсическое воздействие на организм и обуславливает характерную клиническую симптоматику. Причиной подобного нарушения является мутация гена, ответственного за активность одного из ферментов, участвующих в многостадийном синтезе гема. Проявляется фотодерматозом, гемолитическими кризами, желудочно-кишечными и нервно-психическими расстройствами.
Порфирии подразделяются на эритропоэтические и печёночные формы в зависимости от ткани, где происходит преимущественное нарушение метаболизма порфиринов.
Печёночные формы порфирии:
— порфирия, обусловленная дефицитом дегидратазы
δ-аминолевулиновой кислоты;
— острая перемежающаяся порфирия;
— наследственная копропорфирия;
— вариегатная порфирия;
— поздняя кожная порфирия.
Эритропоэтические формы порфирии:
— врождённая эритропоэтическая порфирия (Болезнь Гюнтера);
— эритропоэтическая протопорфирия.
Порфиринурия— увеличение содержания в моче порфиринов . Наблюдается при порфириновой болезни как одно из проявлений нарушенного пигментного обмена или как вторичный симптом при некоторых заболеваниях печени, анемиях, отравлениях. Моча при порфиринурии красная. наблюдается при их гиперпродукции или недостаточной активности ферментов, участвующих в их утилизации.
2. Биохимия межклеточного матрикса хряща. Минерализация, теории минерализации, роль кальция.
В соед тк различ:межклет (основное) вещество, клет элементы, волокнистые структуры (коллагеновые волокна). Особенность: межклет вещества гораздо больше, чем клет элементов.
Межклет вещество.Желеоб консистенц осн вещества объясняется его составом. Основное вещество - это сильно гидратированный гель, который обр ВМС соед, составл до 30 % массы межклет вещества. Оставш 70 % - это вода.
ВМС компоненты представл белками и УВ. Углеводы по своему строению являются гетерополисахаридами - глюкозоаминогликаны (ГАГ). Эти гетерополисахариды построены из дисахаридных единиц, которые и являются их мономерами.
По строению мономеров различают 7 типов глюкозаминогликанов.
Гиалуроновая кислота. Мономер построен из глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Гиалуроновая кислота может наход и в свободн виде, и в составе сложн агрегатов. Это единств предст ГАГ, который не сульфатирован.Хондроитин-сульфаты. « вида:хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат. Отлич друг от друга местом располож остатка серной кислоты. Мономер хондроитин-сульфата построен из глюкуроновой кислоты и N-ацетилгалактозаминсульфата. Встречаются в связках суставов.Дерматан-сульфат. Его мономер построен из идуроновой кислоты и галактозамин-4-сульфата. Он явл одним из структур компонентов хрящ ткани.Кератан-сульфат. Мономер сост из галактозы и N-ацетилглюкозамин-6-сульфата.Гепатан-сульфат и гепарин. Они сильно сульфатированы (в мономере 2-3 остатка серной кислоты). В состав их входят глюкуронат-2-сульфат и N-ацетилглюкозамин-6-сульфат.
ГАГ входят в состав сложных белков, которые называются протеогликанами. Глюкозаминогликаны составляют в протеогликанах 95 % их веса. Остальные 5 % веса - это белок. Белковый и небелковый компоненты в протеогликанах связаны прочными, ковалентными связями. Белковый компонент- это особый COR-белок. К нему при помощи трисахаридов присоединяются ГАГ. 1 молекула COR-белка может присоединить до 100 ГАГ.Кроме протеогликанов, основное вещество содержит гликопротеины.
Гликопротеины.
Их ув компонент- это олигосахарид, состоящий 10-15 мономерных единиц. Этими мономерными ед могут быть в основном минорные моносахариды: манноза, метилпентозы рамноза и фукоза, арабиноза, ксилоза. На конце этого олигосахарида имеется еще одно производное моносахаридов: сиаловые кислоты (ацильные производные нейраминовой кислоты).
Гликопротеины делят на 2 гр:раствор; нераствор. Из гликопротеинов наиболее изучены раствор фибронектин(располаг на поверхности фибробластов и участвует в адгезии клет структур) и нераствор ламинин.Нераствор гликопротеины обр "каркас", "строму" межклеточного матрикса.
Волокна соединительной тканиКоллаген и эластин волокна. Основн их компонентом явл нераствор белок коллаген.
Коллаген- сложный белок, относ к гр гликопротеинов, имеет четвертич структуру. Составляет 30 % от общего количества белка в организме человека. Его фибриллярная структура - это суперспираль, состоящая из 3-х -цепей. Нерастворим в воде, солевых растворах, в слабых растворах кислот и щелочей. Это связано с особ первичной структуры коллагена. В коллагене 70 % аминокислот являются гидрофобными. Аминокислоты по длине полипептидной цепи расположены группами (триадами), сход друг с другом по строению, сост из трех амк. Молек коллагена построена из 3-х цепей и представляет собой тройную спираль. Эта тройная спираль состоит из 2-х -1-цепей и одной -2-цепи. В каждой цепи 1000 амк остатков. Цепи параллельны и имеют необычную укладку в пространстве: снаружи располож все радикалы гидрофобных амк. Известно несколько типов коллагена, различ генетически.
Синтез коллагена. Существ 8 этапов синт коллагена: 5 внутриклеточных и 3 внеклеточных.
1-й этапПротекает на рибосомах, синтезир молекула-предшественник: препроколлаген.2-й этапЗдесь отщепляется "пре" - образуется "проколлаген".3-й этапАмк остатки лизина и пролина в составе молекулы коллагена подвергаются окислению под действием ферментов пролилгидроксилазы и лизилгидроксилазы.4-й этапПосттрасляционная модификация- гликозилирование проколлагена под действием фермента гликозил трансферазы. Этот фермент переносит глюкозу или галактозу на гидроксильные группы оксилизина.5-й этапЗаключит внутриклет этап- идет формир тройной спирали - тропоколлагена (растворимый коллаген). В составе про-последовательности - амк цистеин, который обр дисульфидные связи между цепями. Идет процесс спирализации.6-й этапСекретируется тропоколлаген во внеклеточную среду, где амино- и карбоксипротеиназы отщепляют (про-)-последовательность.7-й этапКовалентное "сшивание" молекулы тропоколлагена по принципу "конец-в-конец" с обр нераствор коллагена. В этом процессе принимает участие фермент лизилоксидаза (флавометаллопротеин, содержит ФАД и Cu). Происходит окисление и дезаминирование радикала лизина с образованием альдегидной группы. Затем между двумя радикалами лизина возникает альдегидная связь.Только после многократного сшивания фибрилл коллаген приобретает свою уникальную прочность, становится нерастяжимым волокном.8-й этапАссоциация молекул нераствор коллагена по принципу "бок-в-бок". Ассоциация фибрилл происходит таким образом, что каждая последующая цепочка сдвинута на 1/4 своей длины относительно предыдущей цепи.
Эластические волокна.В основе стр - белок эластин. Эластин еще более гидрофобен, чем коллаген. В нем до 90 % гидрофоб амк. Много лизина, есть участки со строго опред послед располож амк. Цепи уклад в пространстве в виде глобул. Глобула из одной полипептидной цепи называется -эластин. За счет остатков лизина происходит взаимодействие между молекулами -эластина.
В основе процесса минерализации — образование кристаллов апатита с участием фосфата кальция. В организме внеклеточная жидкость перенасыщена фосфатом кальция и он начинает осаждаться. Выделяют 2 стадии осаждения фосфата кальция:
▪нуклеация — образование плотного осадка (ядра);
▪рост кристаллов из ядра — эпитаксис.
Нуклеация бывает гомогенная (кристаллы образуются без участия другой фазы) и гетерогенная (образование кристаллов инициирует другая фаза, играющая роль матрицы- затравки). Матрица может и направлять рост кристаллов. Роль матрицы выполняют протеогликаны, гликозаминогликаны, Са-связывающие белки: фосфопротеины и белки, содержащие γ-карбоксиглутаминовую кислоту (γ-КГК), для синтеза которой нужен витамин К.
Теории минерализации костной ткани и твердых тканей зуба:
1)физико-химическая, в основе которой лежат названные выше 2 стадии;
2)ферментная: щелочная фосфатаза костной ткани гидролизует фосфорорганические эфиры, в результате этого освобождается фосфат-ион, что при наличии кальция и матрицы вызывает рост кристаллов ГА;
3)смешанная: сначала синтезируется внеклеточный матрикс, а затем наступает этап минерализации из-за перенасыщенного состояния раствора фосфата кальция и наличия матрицы.
3. У некоторых людей зарегистрировано заболевание, при котором прием таких препаратов как аспирин, сульфаниламиды приводит к гемолизу эритроцитов. Какие биохимические дефекты лежат в основе заболевания?
Ответ: Такие состояния встречаются у людей, имеющих генетический дефект глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, фермента пентозного цикла, катализирующего реакцию окисления глюкозо-6-фосфата НАДФ - зависимым ферментом. Названные
лекарственные средства являются сильными окислителями, приводящими к образованию в эритроцитах (имеющих большое содержание кислорода) супероксидного анионрадикала (02-), пероксида водорода (Н2О2) и гидроксил радикала (ОН). Эритроциты содержат ферментативную систему, предотвращающую токсическое действие активных форм кислорода и разрушение мембран эритроцитов.
Супероксидный анион с помощью фермента супероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода:
02- + 02- + 2Н+ => Н202 + 02
Пероксид водорода разрушается каталазой и содержащим селен ферментом глутатионпероксидазой. Донором водорода в этой реакции служит трипептид глутатион. 2Н2О2 => 2Н20 + О2 (каталаза) 2GSH + Н2О2 => GSSG + 2Н20
Окисленный глутатион (GSSG) восстанавливается NAPH - зависимой глутатионредуктазой. Восстановление NAPH для этой реакции обеспечивают окислительные реакции пентозофосфатного пути (фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа).