- •Раздел 1. Введение в курс биохимии Лекция 1. Введение в дисциплину
- •1. Предмет и задачи биохимии
- •2. Краткая история развития биохимии
- •3. Основные биополимеры и их мономеры
- •4. Общая характеристика метаболических процессов
- •Раздел 2. Белковые вещества Лекция 2. Общая характеристика белков и аминокислот. Строение, классификация и свойства аминокислот
- •1. Общая характеристика аминокислот
- •2. Классификация протеиногенных аминокислот
- •3. Биологическая роль аминокислот
- •4. Уровни организации белковых молекул (структура белков)
- •Биологический смысл образования четвертичной структуры
- •5. Классификация белков
- •Лекция 3. Основные свойства белков и методы разделения белков и аминокислот
- •1. Основные свойства белков
- •2. Выделение белков из биологического материала
- •3. Методы разделения белков и аминокислот
- •4. Определение первичной структуры белка
- •Раздел 3.Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты Лекция 4. Строение и функции нуклеотидов
- •1. Общая характеристика нуклеотидов
- •2. Строение и функции моно- и динуклеотидов
- •3. Строение и функции нуклеиновых кислот
- •4. Основные биохимические функции нуклеотидов
- •Раздел 4.Ферменты Лекция 5. Строение, механизм действия и классификация ферментов
- •1. Строение и основные свойства ферментов
- •2. Механизм действия ферментов
- •3. Номенклатура и классификация ферментов
- •4. Кинетика ферментативных реакций
- •5. Регуляция ферментативных процессов в клетке
- •Ингибирование
- •Раздел 5.Углеводы и их обмен Лекция 6. Химическое строение и свойства углеводов
- •1. Общая характеристика и классификация углеводов
- •2. Строение, свойства и функции моносахаридов
- •3. Строение, свойства и функции олигосахаридов
- •4. Строение, свойства и функции полисахаридов
- •5. Углеводы зерна и продуктов его переработки
- •Лекция 7. Основные пути распада и синтеза углеводов. Гликолиз и брожение
- •1. Процессы распада олиго- и полисахаридов
- •Фосфоролиз
- •Гидролиз
- •2. Синтез олиго- и полисахаридов
- •3. Анаэробные процессы расщепления моносахаридов. Гликолиз
- •4. Брожение и его основные типы
- •Молочнокислое брожение
- •Молочнокислое брожение у аэробных организмов
- •Маслянокислое брожение
- •Лекция 8. Аэробное дыхание
- •2. Окислительное декарбоксилирование пирувата (пвк)
- •Следует отметить, что в результате реакции окисления пвк в образующейся молекуле ацетилкоэнзима а возникают макроэргические связи, которые способствуют его энергетическому обмену в дальнейшем.
- •3. Цикл Кребса (цикл ди- и трикарбоновых кислот, цикл лимонной кислоты)
- •4. Окислительное фосфорилирование
- •Лекция 9. Фотосинтез как основной источник органических веществ на Земле
- •1. Значение фотосинтеза
- •2. Общие представления о химизме фотосинтеза
- •3. Характеристика фотосинтетического аппарата
- •4. Световая фаза фотосинтеза
- •5. Темновая фаза фотосинтеза
- •Раздел 6.Липиды и их обмен Лекция 10. Классификация липидов, их свойства и биологическая роль
- •1. Классификация липидов
- •2. Характеристика основных групп липидов Жирные кислоты
- •Нейтральные жиры
- •Фосфолипиды
- •Стероиды
- •Терпены
- •3. Основные функции липидов
- •4. Липиды зерна и продуктов его переработки
- •В зерне пшеницы около 30% всех липидов составляют липиды, связанные с белками и углеводами, и не экстрагируемые диэтиловым эфиром.
- •В зерне пшеницы, ржи и ячменя содержится в среднем 2% жира. В зерне овса жира несколько больше – около 5%. Именно поэтому овсяные мука и крупа очень легко прогоркают при хранении.
- •Лекция 11. Обмен липидов
- •1. Катаболизм (распад) триацилглицеринов
- •Гидролитическое расщепление триацилглицеринов
- •Катаболизм жирных кислот
- •Катаболизм глицерина
- •2. Синтез жирных кислот и триацилглицеринов Синтез жирных кислот
- •Биосинтез триацилглицеринов
- •3. Обмен фосфолипидов
- •Раздел 7. Витамины и минеральные вещества Лекция 12. Характеристика витаминов и минеральных веществ и их роль в организме человека
- •1. Особенности биологического действия витаминов
- •2. Классификация витаминов
- •3. Патологии, вызванные избытком или недостатком витаминов
- •4. Витамины зерна и продуктов его переработки
- •5. Общая характеристика минеральных веществ и их роли в организме человека
- •Раздел 8.Обмен азота Лекция 13.Ферментативный распад и синтез белков
- •1. Распад белков
- •2. Синтез белков (реализация наследственной информации)
- •Репликация днк
- •Транскрипция
- •Трансляция
- •Лекция 14.Ферментативный распад и синтез аминокислот
- •1. Пути превращения аминокислот
- •2. Распад аминокислот
- •Декарбоксилирование
- •Дезаминирование
- •2. Биосинтез аминокислот
- •Раздел 9.Взаимосвязь между процессами обмена
- •2. Основные этапы катаболизма и анаболизма Этапы катаболизма
- •Этапы анаболизма
- •3. Регуляция биохимических процессов
- •4. Особенности гормональной регуляции Химическая структура гормонов
- •Особенности биологического действия гормонов
- •5. Основные принципы регуляции биохимических процессов
- •Раздел 10.Роль биохимических процессов при
- •2. Биохимические процессы, происходящие при прорастании и созревании зерна
- •3. Биохимические процессы, происходящие при хранении продовольственного сырья
- •4. Роль биохимических процессов в переработке продовольственного сырья
Лекция 14.Ферментативный распад и синтез аминокислот
1. Пути превращения аминокислот
Соотношения аминокислот в распадающихся белках и образуемых за счет их счет протеинах, как правило, различны. Поэтому известная доля свободных аминокислот, возникших при гидролизе белков и пептидов, должна быть обязательно преобразована либо в другие аминокислоты, либо в более простые соединения, выводимые из организма.
Известны три типа реакций аминокислот в организме: по -аминогруппе, карбоксильной группе и радикалу аминокислоты.
Реакции по -аминогруппе однотипны у всех аминокислот, это в основном реакции дезаминирования и переаминирования. При этом могут образовываться кетокислоты, оксикислоты, непредельные кислоты и т. д.
Реакции по карбоксильной группе аминокислот – это главным образом декарбоксилирование и образование аминоациладенилатов.
Реакции по радикалу. Приводят к синтезу одних аминокислот из других, к окислению, метилированию и т.д.
2. Распад аминокислот
В отличие от углеводов и жирных кислот, аминокислоты, даже при их избытке, не запасаются в организме. Лишние (невостребованные) аминокислоты подвергаются расщеплению. Существует 2 основных способа их катаболизма:
декарбоксилирование и дезаминирование.
Декарбоксилирование
В результате этой реакции удаляется α-карбоксильная группа аминокислот и образуются амины – физиологически активные соединения. Реакция катализируется сложными ферментами-декарбоксилазами, кофакторами которых является пиридоксальфосфат (производное витамина В6).
Декарбоксилирование имеет место во всех организмах. Продукты декарбоксилирования имеют большое физиологическое значение. Например, при декарбоксилировании глутаминовой кислоты образуется γ-аминомасляная кислота, которая является важнейшим нейромедиатором; при декарбоксилировании аспарагиновой кислоты образуется β-аланин, который входит в состав витамина В3 (пантотеновой кислоты).
Дезаминирование
Чаще всего в клетках происходит так называемое окислительное дезаминирование аминокислот. При этом выделяется аммиак и образуется кетокислота.
Аммиак является токсичным для организма, т.к. связывается с кетокислотами цикла Кребса. При этом функционирование цикла Кребса тормозится, нарушается дыхательный метаболизм, являющийся основным источником энергии организма. Поэтому животные организмы стремятся от аммиака избавиться. Часть его выводится из организма в виде солей аммония (через кожу, с мочой, через кишечник). Однако почти 90% аммиака обезвреживается в цикле мочевины, который идет в печени; мочевина выводится с мочой.
Мочевина – основной конечный продукт белкового обмена у многих животных (дождевой червь, слизень, акула, лягушка, черепаха и все млекопитающие). Ее биосинтез у высших животных происходит в печени, где имеются все необходимые для этого ферменты.
У животных, не способных синтезировать мочевину (рептилии, птицы), печень не обладает соответствующим ферментативным аппаратом. Новообразование мочевины идет также в растениях. Путь ее возникновения у животных и растений одинаков и состоит в следующем.
Из аммиака, углекислого газа и АТФ при каталитическом воздействии фосфотрансферазы синтезируется карбамоилфосфорная кислота. При участии другой трансферазы (орнитин-карбамилтрансфераза) карбаминовая группировка переносится от карбамоилфосфата на аминогруппу орнитина, который всегда присутствует в организме, так как легко возникает при гидролизе аргинина. В результате этой реакции синтезируется цитруллин.
Далее в действие вступают еще два фермента, обеспечивающие введение в карбаминовую группировку цитрулина еще одного атома азота (переход цитруллина в аргинин).
Заключительной реакцией в биосинтезе мочевины является гидролиз аргинина и образование орнитина и мочевины. Получающийся при этом орнитин вновь вступает во взаимодействие с карбамоилфосфатом, и все перечисленные реакции повторяются снова. Поэтому совокупность указанных реакций получила название орнитинового цикла.
Кетокислоты, образовавшиеся при дезаминировании аминокислот, либо окисляются с высвобождением энергии либо (если есть потребность в глюкозе) участвуют в ее синтезе (процесс глюконеогенеза).
Окисление кетокислот осуществляется в цикле Кребса. Например, при дезаминировании аланина образуется ПВК, которая подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетилкоэнзима А, а он вовлекается в цикл Кребса. При дезаминировании аспартата образуется оксалоацетат, который в цикле Кребса является акцептором ацетильного радикала.