биохим 2 часть
.pdf- 71 -
пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, при гидролизе глутамина. Неко торое количество аммиака образуется при распаде гликозаминогликанов и ряда азотсодержащих липидов. Значительные количества аммиака, появляю щегося при процессах гниения, могут всасываться из кишечника и посту пать в печень.
Транспортной формой аммиака являются глутамин и аланин.
32. Механизмами детоксикации (связывания) аммиака являются: син тез глутамина и аспарагина, синтез мочевины, аминирование 2-оксоглута- рата, амидирование белков, синтез пуриновых и пиримидиновых структур (предварительно аммиак связывается в молекуле глутамина), нейтрализа ция в почках кислотами и выделение в виде аммонийных солей.
33. Образование глутамина путем связывания амииака глутаматом (суммарная реакпия):
соон |
Глутаминсинтетаза |
7 |
(относится к классу лигаз) |
СООН |
|
Глутамат |
|
Глутамин |
34. Образование аспарагина путем связывания аммиака аспартатом (сушарная реакция):
QOOH
СНг |
|
|
|
|
£ ц -т |
|
А с д а р а г и н с и н т е т а з |
|
|
г |
|
|
|
|
СООИ |
(относится к классу л |
Аспарагин |
||
Аспартат |
|
|
||
35. Реакция, катализируемая глутаминазой: |
соон |
|
||
|
|
4- Н-ОН |
|
|
|
|
Ь к |
+ tfi3 |
|
|
Гпутаминаза |
|
||
|
|
|
||
(относится к классу гидролаз) |
|
|||
соон |
|
|
соон |
|
Глутамин |
|
|
Глутамат |
|
36. Нейтрализация аммиака ацетоацетатом: |
|
|
||
сн3-с-сн2-соон + м н э |
т р |
-------------->■ сн |
-сн2-соо|га4 |
|
б |
|
Аммонийная соль |
|
|
Ацетоацетат |
|
|
||
|
|
ацетоуксусной кислоты |
||
- 72 -
Аммиак нейтрализуется кислотами в почках, образующиеся при этом соли аммония выделяются с мочой.
37. Орнитиновый цикл:
|ун3 + са |
+ 2 АТФ + Н^О |
/ |
* ' |
Карбамоил- |
|||||
|
Карбамоилфосфатсинтетаза |
|
фосфат |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
IМочевинаП |
|
Орнитин I— |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Орнитин- |
|
|
|
|
|
|
|
|
карбамоил- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
транофераза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[Цитруллин |
||
|
|
|
|
|
|
Дргинино- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сукцинат- |
|
|
|
Фумарат |
|
|
|
|
синтетаза |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
38. Чаоть орнитинового цикла: |
|
|
|
CMft/Ht |
||||
|
|
|
|
+ н^ |
|
+ НзЮ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СН4 |
||
VH, |
+ |
СОп |
+ 2АТФ |
|
о |
|
|
||
|
|
|
|
|
СНа |
||||
Щ ) |
|
(НСО3) |
|
|
|
iyf-c-o~© |
|||
|
|
|
|
боон |
|||||
|
|
|
|
А/Н |
|
Карйамоилфосфат |
|||
|
|
|
|
|
Орнитин |
||||
|
н3ро4 |
|
СгОН |
|
соон |
|
|
Ш + Н4Р^07 |
|
|
|
|
СНа,— УН |
|
|
АТФ |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
J |
L |
|
w |
4 H |
|
- |
|||
|
|
+ |
|
|
|||||
Орнитин-карба- • |
|
|
|
сн, |
|
|
|
||
моилтранофе- |
СН-Л'Нд |
|
соон |
|
|
|
|||
раза |
(2; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
боон |
|
Аспартат |
|
|
|
|
|
|
|
Цитруллин |
|
соон |
|
|
|
|
|
|
|
|
{f* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с — нм-сн |
|
|
|
||
|
|
|
|
CHt-WH |
|
сн« |
|
|
|
|
----------------- > . |
cNt |
|
ЬсОН |
|
|
|
||
сн»
£н-УН»
соон
Аргининосукцинат
Ферменты I и 3 относятся к классу лигаэ, фермент 2 - к классу тренофара8.
- 73 -
39. Чаоть орнитинового цвкла: |
♦ н4р^)7 |
|||
с-он |
САМ |
ш |
||
+ АТФ |
/ |
|||
Н-У-СН |
||||
сн^-А'н |
||||
fa |
& |
Аргининооукци-. |
||
CHt |
натсинтетаза |
|||
фн-VH» |
|
|
|
|
соон |
Аспартат |
|
|
|
Цитруллин |
|
|
||
Фумарат |
f-A/Ht |
|
||
|
|
+ H-OH |
||
Дргининосукцинат- с ч |
|
|||
|
Друи^аза |
|||
лиаэа I2) |
СН» |
|
|
|
|
сн-М* |
|
|
|
соон
Аргинин
#к еооц С.-НАА-СН
CHt
сн, соон
CH-M*
COOH
Аргининооукцинат
у Ш г |
CHf-tfHt |
|
с-о |
fa |
|
сн, |
||
\ л'н» |
||
|
£н-//Н* |
|
|
соон |
|
Мочевина |
Орнитин |
' Фермент I отнооитоя к классу лигаз, фермент 2 - к класоу лиаз, фермент 3 - к клаосу гидролаз.
40. Происхождение атомов молекулы мочевины следующее: один из ато мов азота происходит из молекулы аммиака, а другой - из аминогруппы ас парагиновой кислоты; углерод происходит из молекулы СО^, кислород - из молекулы воды, атомы же водорода - из молекул аммиака, аспарагиновой кислоты и воды.
- 74 -
ОБМЕН БЕЛКОВ
З а н я т и е 2
1. Аминокислоты в клетках используются для синтеза различных бел ков, в том числе и каталитических (ферментов), для синтеза небелковых азотистых соединений (пуриновых и пиримидиновых структур, порфиринов, коферментов, гормонов, медиаторов, меланинов и др.), аминокислоты мо гут служить материалом для синтеза углеводов и липидов, наконец, они могут подвергаться распаду до конечных продуктов с высвобождением энер гии*
Аминокислотный фозд организма пополняется за счет пищевых амино кислот, всасывающихся из кишечника, за очет аминокислот, освобождающих ся при катаболизме белков, а также за счет заменимых аминокислот, син тезируемых из различных предшественников.
2. Гликогенными называются аминокислоты, в процессе распада кото рых может возникнуть пируват, вступающий на путь глюконеогенеза, что и приводит к синтезу глюкозы и гликогена. Кетогенными же являются амино кислоты, продукты распада которых образуют ацетоацетат (кетоновое тело) и (или) ацетил-КоА - исходный продукт синтеза кетоновых тел.
Гликогенными является большинство аминокислот, кетогенными же - лишь лейцин и лизин. Четыре аминокислоты - фенилаланин, тирозин, изо лейцин и триптофан - отнооятся к обеим группам, они являются одновре менно и гликогенными, и кетогенными.
3. Перенос аминокислот через биологические мембраны осуществляет ся'специальными транспортными системами, создающими градиент ионов на трия, становящийся движущей силой для перемещения аминокислот. Помимо этих систем в кишечнике, почках и мозге существует еще один механизм транспорта аминокислот, называемый гамма-глутамилтрансферазнш циклом.
Основой данного механизма является малбранный фермент /-глута- милтрансфераза (относится к классу трансфераз), коферментную функцию выполняет глутатион (^-глутамилцистеинилглицин). В процессе переноса через мембрану аминокислота соединяется с глутамильным остатком глутатиона, и в цитоплазму поступает /-глутаыиламинокислота. Глутатион при этом распадается, и энергия разрыва его пептидных связей и использует ся для транспорта аминокислоты. В дальнейшем происходит освобоздение
аминокислоты из связи с глутаматом и ресинтез глутатиона, на что заятлгг»»пг>лтлгт О АФгЛ
-76
4.Главный источник эндогенного глицина - серии, от которого от цепляются -CHg- (переносится на ТПК) и кислород (образует iy>).
Раодад глицина i |
НДДИ(Н*) |
|
|
пи _vit |
+ ТРНС + НАД* |
у |
с тл |
(Г 1 Г т 2 |
----------------- |
^ |
СОр +УНо + Д/Г°-метидан-ТГЙС |
C0GH |
Ешщнрасщепляющая |
* |
|
Улштац |
ферментная система |
|
|
Глицин мохет также распадаться путем окислительного дезаминирова ния. образуя в качестве промежуточного продукта глиокоияовую кислоту.
Глицин используется для синтеза серина, креатина, глутатиона, пу риновых оснований, гема, парных желчных кислот, а также для детоксика ции ксенобиотиков путем конъюгации о ними (например, образование гиппуровой кислоты путем конъюгации с бензойной кислотой).
5. Глутатион (у-глутамилцистеинилглицин):
со — М - СИ-СН£&Н |
Глутатион учаотвует в качестве кофакто |
CHt |
ра в /-глутамильном цикле, в синтезе проста- |
CHt |
главдинов и лейкотриенов, активирует многие |
сн-мь |
ферменты, поддерживая их SH-группы в восста |
соон |
новленной форме, восстанавливает дегидроас- |
Гпутатион |
корбиновую кислоту в аскорбиновую» участвует |
|
в устранении пероксида водорода, в инактиви- |
ровании инсулина, |
в детоксикации ксенобиотиков путем конъюгации с ними. |
6. Креатин в особенно больших количествах содержитоя в мшечной |
|
д/нг |
ткани. Здесь он в виде креатинфосфата является наи |
с—а/М |
более легко мобилизуемым резервом энергии и фосфа |
|
та для ресинтеза АТФ. Он также участвует в перено |
|
се энергии АТФ из митохоздрий в цитоплазму (сарко |
|
плазму). |
7.Пуриновое ядро является основой пуриновых оснований - аденина
игуанина, которые учаотвуют в построении нукле-
|
|
иновых кислот, нуклеозидполифосфатов, ряда ко- |
|
|
ферментов. |
Пуриновое ядро |
Обведены атомы, происходящие из глицина. |
|
8. |
Реакция, катализируемая фенилаланин-4-монооксигеназой (относи |
|
тся к клаосу оксидоредуктаз):
|
- 76 - |
|
|
Erfi + Дигидробиоптерин |
|
|
+ 02 + Тетрагвдробиоптерин |
|
снг |
Фенилалвнин-4-монооксигеиаза |
|
CH-Wi |
■Hi |
|
'МЧ\ |
||
СООЦ |
||
соон |
||
Фенилаланин |
||
Тироэин |
Дефицит фенилаланин-4-монооксигеназы обусловливает наследствен ное заболевание фенилкетонурию (фенилпировиноградную олигофрению), при котором фенилаланин вместо превращения в тирозин начинает подвер гаться трансамшшрованию о образованием фенилпирувата, а затем и фениллактата, фенилацетата и других продуктов. Фенилпируват в больших количествах выделяется с мочой. Проявляется фенилкетонурия в тяжелой задержке умственного развития.
9. Образование фенилпировиноградной кислоты:
|
Данная реак- |
|
ция протекает ин |
|
тенсивно цри фе- |
iooH |
нилкетонурии. |
СООН |
|
Фенилаланин |
Фенилпируват |
10. |
Фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения) это наслед |
ственное заболевание, связанное с дефицитом в организме фермента фенил- аланин-4-монооксигеназы, вследствие чего фенилаланин начинает накапли ваться и превращаться в фенилпируват, из которого возникают также фениллактат, фенилацетат и другие соединения, выделяющиеся о мочой. Избы ток указанных продуктов по-видимому ингибирует определенные ферменты, создавая вторичные блоки метаболических путей, что неблагоприятно дей ствует на развивающуюся центральную нервную систему и проявляется в за держке умственного развития.
II. Васлад тирозина проходит через следующие промежуточные продук ты: тирозин — ► 4-гидроксифенилпируват — ►гомогентизиновая кислота ■*
— > малеилацетоацетат — ► фумарилацетоацетат — ► фумарат + ацетоаце тат.
12. Распад тирозина до гомогентизиновой кислоты (эта киолота на капливается в организме и выделяется с мочой при алкаптонурии):
|
Глутамат |
|
С0с |
|
«<-Кетглута- |
|
|
|
|
|
|
|
рат |
|
|
|
Аминотранофераза |
Гидроксяфенил- |
|
|
4- |
± |
|
соон |
|
пируват-диокси- |
|
|
|
геназа |
|
|
4-1Ъдроксифенил- |
(аскорб.к^га) |
|
Тирозин |
Гомогентизиновая |
||
|
|
пируват |
киолота |
13.Алкаптонурией называется наследственное заболевание, связан ное о недостаточной активностью фермента гомогентизат-диоксигеназы, окисляющей гомогентизиновую кислоту в малеилацетоацетат. 1Ъмогентизат накапливается и выделяется в значительных количествах о мочой, которая при стоянии или подщелачивании чернеет вследствие полимеризации гомогентизиновой кислоты в пигмент алкаптон.
14.Ввспад гомогентизиновой кислоты:
''сн, |
Гомогентизат - |
о Г Ч |
* |
Малеилацетоаце- |
|
)| |
* |
||||
глгш |
|
диоксигеназа |
си |
,- |
тат-изомераэа |
w |
|
|
^соон боон |
|
|
Гомогентизат |
|
Малеилацетоацетат |
|
||
о |
|
|
|
|
|
|
|
+ Н-ОН |
► |
sCOOH |
с~о |
|
|
|
ЖГ |
||
|
к |
Аумарилацето- |
J * |
Lн» |
|
ноос |
ацетаза |
|
|||
|
|
ноос' |
СООН |
||
^марилацетоацетат |
|
«Яумарат |
Ацетоацетат |
||
15.Здоровая кислота распадаться может. Она вступает в цикл трикарбоковых киолот, превращаясь в малат, а затем в окоалоацетат. После дний превращается в пируват через фосфоенолпируват. Пируват подвергает ся оксилительному декарбоксилированию, вследствие чего возникает аце- тил-КоА, вновь вступающий в цикл трикарбоновых кислот, где ацетат рас падается до конечных продуктов - до С02 и водорода, образующего о вды хаемым кислородом эндогенную воду.
16.Ацетоуксуоная кислота распадаться может. Сначала она активи руется, получая коэнзим А от сукциявл-КоА и превращаясь в ацетоацетилКоА. Последний цри участии KoA-SH распадается на 2 молекулы ацетил-КоА,
- 78 -
вступающие в цикл трикарбоновых кислот, где ацетат и расщепляется до конечных продуктов.
17. Гормоны, образующиеся из тирозина: |
|
||
он |
з |
3 |
Из тирозина |
|
возникают так |
||
|
|
|
|
|
|
|
же норадрена- |
|
|
|
лин, дофамин, |
Ыг-#Н~снз |
|
Тироксин |
3,5,3^-трииод- |
Адреналин |
|
тиронин. |
|
(образуется в |
(образуется в щитовид |
|
|
надпочечниках) |
|
ной железе) |
|
18. Меланины, пигменты-полимеры неупорядоченной структуры, обра зуются путем окисления и полимеризации иядол-5,6-хинона, который воз-
никает из тирозина под влиянием фермента мо нофенол-монооксигеназы (тирозиназы).
Индол-5,6-хинон
19.Альбинизмом называется наследственная патология, проявляюща яся в отсутствии штаентации кожи, волоо, радужной оболочки глаз. Аль бинизм может быть полным или частичным. Причиной альбинизма является отсутствие фермента тирозиназы (монофенол-монооксигеназы) или наруше ние образования меланобластов.
20.Важнейшими промежуточными продуктами на пути распада трипто фана являются: //-формилкянуренин, кинурвнин, 3-гвдрокоикинуренин, 3-ги-
дроксиантраниловая кислота. Последняя подвергается дальнейшим превра щениям. В результате распада триптофана появляются: формиат (муравьи ная кислота), аланин, ЗС02,^ 3. 2 ацетил-КоА.
Частично распад триптофана после 3-гидроксиантраниловой киолоты идет по иному пути через хинолиновую кислоту, которая вступает на путь синтеза никотиновой киолоты в составе коферментов НАД* и НАДФ+.
21.Цри распаде триптофана через хинолиновую кислоту возникает структура никотиновой киолоты (витамин РР), включающаяся в процесс син теза коферментов НАД4,и НАДФ+.
Нормальный путь распада триптофана зависит от обеспеченности орга низма витамином Вб, необходимым в составе пиридокоальфоофата для дейс твия фермента кинурениназы, которая гидролизует 3-гидроксикинуренин.
22.Ксантуреновая кислота возникает иэ 3-гвдрокснкинуренина и в
- 79 -
небольших количествах выделяется о нормальной мочой. При дефиците в организме ш&ридоксина (витамин Bg) тормозится образование пиридоксальфосфата и действие кинурениназы, создается избыток 3-гидроксикинурени- на, а, следовательно, образуется много ксаятуреновой кислоты. Увеличен ное в сравнении с нормой количество ксантуреновой киолоты в моче сви детельствует о недостаточной обеспеченности организма витамином Bg.
23. Часть пути распада триптофана: |
О |
H-C0QH |
|
^ |
+ Og |
||
СЧгСИ’ СООМ |
i — CHfCH-COOH + н-он у |
||
|
Триптофан- |
^ |
Форыамядаза |
|
диоксигеназа |
|
|
Триптофан |
V-Формилкинуренин |
|
|
о
^— fi-сцгсн-соон
|
|
|
|
|
Кинуренин |
|
|
|
|
|
|
24. Часть пути распада триптофана: |
|
о |
|
|
|||||
|
о |
|
|
|
|
Н^> + НАДФ |
|
|
||
а |
-С-СИг-СН-СООИ |
+ 02 + НАД«(Н+) у |
^V-C-CH.-fH-COOH |
|||||||
S |
№*г |
^ |
|
|
Кинуранин-монооксв- |
ОН |
|
|
|
|
|
|
|
|
геназа |
|
|
|
|||
|
Кинуренин |
|
|
|
|
З-Гидроксикянуренин |
||||
+ н-он |
/ |
Г |
Т |
3 С02 + №3 |
|
|
|
|||
/ |
------ ^ 2 |
Ацетил-КоА |
||||||||
---------- ^ |
|
|
|
^ |
||||||
Кинурениназа |
|
W |
|
^ |
+ ФЩФ + АТФ + Глутамин |
|||||
(пирддоксаль- |
|
|
||||||||
|
фосфат) |
З-Падрокои- |
|
|
^ нал+ (НАЛФ-^ |
|||||
|
|
антраниловая кис- |
|
|||||||
|
|
|
|
лота |
|
|
|
^ |
7 |
|
|
25. Из триптофана возникает медиатор серотонин и гормон эпифиза |
|||||||||
мелатонин. Образование серотонина: |
HgO + Дигидробиоптерия |
|||||||||
|
|
г сн-соон |
+ 02 |
|
||||||
|
|
+ Тетрагидройиодтерин |
J |
|
||||||
|
|
, |
|
|
|
|||||
|
|
* » |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■ C q r * |
|
|
|
Триптофан-5-мояооксигеназа |
|
||||
|
Триптофан |
|
|
|
со2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 —
^™ Декарбоксилаза
5-Гвдрокситриптофан |
ароматичеоких |
Серотонин |
|
аминокислот |
|
-80 -
26.Сера метионина используется для синтеза циотеина через цис татионин. Метильная группа метионина используется путем ее переноса (трансметилирование) для синтеза фосфатидилхолинов (из фосфатидилэтаноламинов), креатина, карнитина, адреналина, мелатонина, ансерина, а также для метилирования азотистых оснований в нуклеиновых кислотах о образованием минорных нуклеотидов.
27.Активный метионин (^-аденозилметионин) являетоя донором ме- Ыи тильных групп в реакциях траномети-
|
|
|
|
|
лирования. |
|
||
|
|
М ' ; " * |
|
|
После передачи метильной груп |
|||
|
|
|
пы акцептору 5 -аденозилметионин |
|||||
|
|
|
сМ-ННг |
превращается в 5-аденозилгомоциоте- |
||||
|
|
|
ин, который может гидролизоваться |
|||||
5-Аденозилметионин |
бооН |
|||||||
на аденозин и гомоцистеин. |
||||||||
|
|
|
|
|
||||
28. Образование цистеина из серина и гомоцистеина: |
|
|||||||
СН£*Н |
|
СНг-ОН |
|
|
4 - СНъ |
+ н2° У |
||
К |
♦ |
У |
|
|
||||
CH-tfHt |
Цистатиония- |
соон |
Цистатионин- |
|||||
СН-№г |
|
|
|
|||||
СООН |
|
соон |
|
синтаза |
|
соон |
-д^лиаза |
|
Лэмоцистеин |
Серия |
|
|
Црстатионин |
|
|||
|
СИз |
|
|
cHgrSe |
|
Гомоцистеин возникает при |
||
>- |
СНг. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
гидролизе бг-аденозилгомоцистеина, |
||||
4 |
СтаО |
|
|
|
|
|||
|
|
COOН' |
|
образующегося при передаче 5 -аде- |
||||
|
СООН |
|
|
|
||||
|
|
|
|
нозилметионином метильной группы |
||||
о<-Кетобутират |
Цвстеин |
|
||||||
акцептору.
29. Из цистеина возникают таурин (используется для образования парных желчных кислот) и тиоэтиламин (входит в состав коэнзима А), из серы цистеина образуется оерная кислота (используется для синтеза гликозаминогликанов, сульфолипидов, в процессах детоксикация). С участи
ем циотеина синтезируется трипептид глутатион (см. X 5).
90. Таурин и тиоэтиламин образуются из цистеина. Таурин иопользу-
СНсЩН |
|
ется для образования парных |
снг- у н 9 |
|
желчных киолот, а тиоэтиламин - |
Таурин |
Тиоэтиламин |
входит в состав коэнзима А. |
|
31. £$-Глутатион образуется при окислении 2 молекул глутатиона-iSH.