rabochaya_tetrad

в) возможность использования клетками организма в процессе метаболизма. Поступившие в кровоток аминокислоты быстро поглощаются клетками печени,

почек и др. и концентрация свободных АК в крови небольшая (~2,5 г во всем объеме крови), но и внутриклеточное содержание их также невелико. Принято считать, что в норме АК составляют так называемый сбалансированный внутриклеточный пул свободных аминокислот, который характеризует интенсивность процессов поступления и использования (расходования) аминокислот.

Все клетки, за исключением эритроцитов, используют АК прежде всего на анаболические процессы: для синтеза самых разнообразных белков и множества других веществ. И совсем незначительная часть АК подвергается процессам катаболизма (окисления). Последнее становится возможным лишь в 3 случаях:

1)если АК для синтетических процессов в данный момент клетками больше не используются;

2)если организм с пищей получает их больше, чем ему необходимо для белкового синтеза;

3)если организм оказался в особой ситуации дефицита основных энергетических субстратов (глюкозы, ТАГ), т.е. тогда, когда в качестве энергетического топлива вынужденно используются белки (сахарный диабет, голодание, раковые заболевания, состояние невесомости и др.).

Следует помнить, что аминокислоты не откладываются в запас и в организме нет какой-либо специальной формы хранения аминокислот, подобно гликогену или ТАГ.

Исходя из химического строения аминокислот процессы катаболизма можно условно разделить на следующие: а) по – NH2 группе (трансаминирование, дезаминирование, трансдезаминирование); б) по – СООН группе (декарбоксилирование); в) по углеводородному скелету.

Более подробно следует остановиться на процессе трансаминирования аминокислот

ферменты - аминотрансферазы, простетической группой которых является фосфорный эфир витамина В6 (фосфопиридоксаль). Особое внимание должно быть уделено двум ферментам - АлАТ и АсАТ, активность которых в норме достаточно высокая в различных тканях и, особенно, в печени и сердечной мышце, и низкая - в сыворотке крови. Их активность возрастает в крови при патологии печени (профзаболевания при отравлении различными ядами, циррозе, гепатите) – главным образом АлАТ и инфаркте миокарда – АсАТ, что очень важно для диагностики и оценки результатов лечения.

Исключительная роль в процессе трансаминирования принадлежит -кетоглутаровой и глутаминовой кислотам.

Смысл трансаминирования в его коллекторной (собирательной) функции, т.е. в том, что -NН2 группы от разных аминокислот ―собираются‖ в единственном соединении; в - глутаминовой кислоте, т.к. акцептором -NН2-групп от большинства аминокислот является

-кетоглутарат.

Таким образом, катаболизм многих аминокислот приводит в конечном итоге к одному единственному метаболиту.

Далее естественно рассмотрение вопросов дальнейшего превращения глутамата, а именно, каким образом аминогруппа отщепляется от Глу и в какой форме выводится из организма.

Изучение этих вопросов требует рассмотрения понятия о дезаминировании аминокислот (потеря аминокислотами аминогруппы в виде свободного аммиака и образования безазотистого остатка аминокислот). Существуют различные виды дезаминирования, в организме человека, главный путь – окислительное дезаминирование,

которое может быть двух видов: прямое окислительное дезаминирование и непрямое (трансдездезаминирование).

Было установлено, что в митохондриях ткани печени, мозга, мышц находится НАД- зависимый фермент, который способен с большой скоростью дезаминировать одну единственную аминокислоту – глутаминовую - в условиях физиологического значения рН – 7,4. Это фермент – глутаматдегидрогеназа (ГДГ), с участием которого глутаминовая кислота подвергается прямому окислительному дезаминированию с образованием свободного аммиака, -кетоглутарата, воды и 3 АТФ (с участием ЦТЭ I типа).

Источники и пути обезвреживания аммиака в разных тканях

АММИАК

NН3

трансдезаминирования, т. е непрямого дезаминирования. Трансдезаминирование - это сочетание двух процессов:

б) последующее прямое окислительное дезаминирование глутамата с образованием аммиака, воды, 3 АТФ, (фермент ГДГ).

Таким образом, прямое окислительное дезаминирование и трансдезаминирование приводят к образованию в тканях свободного аммиака (есть и другие пути, приводящие к освобождению аммиака).

Свободный аммиак даже в небольших количествах токсичен для человека и, особенно для ткани мозга. Могут возникать симптомы аммиачного отравления – головокружение, спутанная речь, тошнота и в тяжелых случаях даже коматозное состояние.

Втканях существуют механизмы его обезвреживания:

1)в ткани мозга основной путь обезвреживания и удаления аммиака происходит с

участием -кетоглутарата:

а) восстановительное аминирование (фермент ГДГ, NН3, кофактор НАДФНН )

гидролитического фермента глутаминазы.

2) Но главный путь обезвреживания аммиака происходит в печени, где этот токсический продукт азотистого обмена превращается в высокорастворимое нетоксичное соединение – мочевину, которая поступает в кровь и выводится из организма с мочой.

Схема орнитинового цикла

фумарат

Знание метаболического процесса превращения аммиака в мочевину в печени (орнитиновый цикл Кребса-Хензелайта) имеет важное значение для объяснения и понимания биохимической основы некоторых патологических состояний. При патологии печени (гепатит, цирроз, отравления фосфором, мышьяком) функция печени снижается, в результате аммиак накапливается в крови, развивается гипераммониемия с определенными клиническими симптомами. Наследственные нарушения, вызываемые частичным блокированием одной из реакций цикла мочевинообразования, также приводят к увеличению концентрации аммиака в крови и появлению некоторых промежуточных метаболитов (цитрулинемия, аргининемия).

Малобелковая диета может приводить к снижению содержания аммиака в крови и улучшению клинической картины наследственных нарушений.

Таким образом, при поражениях печени, почек важно определять содержание мочевины в крови и моче, знать эти показатели в норме и правильно оценивать полученные данные.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Марри Р., Греннер Д., Мейс П. Биохимия человека. 1993. . 2. Бородин Е.А. Биохимический диагноз. 1989. .

3.Тодоров И. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София. 1968 4. Некоторые вопросы биохимии детского возраста. Оренбург. 1997

Занятие 16

Индивидуальные пути обмена аминокислот

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: изучить общие и индивидуальные пути обмена аминокислот, роль метаболитов, образующихся в ходе этих реакций. Нарушения обмена аминокислот.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ:

1.Тканевой распад белков, их маркеры гликозилирование белков, десиалирование, роль убиквитина). Роль протеиназ и пептидаз в распаде белков.

1.Продукты декарбоксилирования аминокислот. Биогенные амины: гистамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота, катехоламины. Инактивация и обезвреживание биогенных амнов.

2.Индивидуальные пути обмена аминокислот (ароматических и серосодержащих).

3.Молекулярные болезни, связанные с нарушением их обмена (фенилкетонурия, тирозинурия, тирозиноз, алкаптонурия, альбинизм, цистинурия и др.).

1.Индивидуальные пути обмена некоторых аминокислот (фенилаланина, тирозина, цистеина, лизина, глицина, серина, триптофана, метионина.

6.Патология азотистого обмена.

3.Энзимопатии как разновидность молекулярных болезней. Механизм их развития на примере превращений серосодержащих аминокислот.

Домашнее задание

Решите задачи и ответьте на вопросы:

В моче обследуемого ребѐнка обнаружена гомогентизиновая кислота. Каково еѐ происхождение? Можно ли считать еѐ нормальным компонентом мочи?

У ребѐнка содержание в крови фенилаланина 7 мкмоль/л (при норме 0,2 мкмоль/л). В моче также обнаружено большое количество этой аминокислоты. Какие нарушения обмена веществ можно предполагать? Как называется заболевание? Что следует рекомендовать для улучшения состояния ребѐнка?

ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

1. Одним из показателей обмена белков в детском организме является азотистый баланс, который для всех детей должен быть положительным.

Высокая степень задержки (ретенции) азота белков в организме особенно характерно в первые месяцы жизни, когда происходит наиболее интенсивное увеличение массы тела и роста.

2.Обмен аминокислот в детском возрасте характеризуется значительной интенсивностью: активно осуществляются процессы декарбоксилирования глутаминовой кислоты с образованием ГАМК, с высокой скоростью идет обмен аланина, триптофана и др.

3.В тканях детского организма аминокислоты подвергаются интенсивному дезаминированию, в результате которого образуется аммиак. Пути его обезвреживания в разные периоды жизни ребенка меняются.

У новорожденных преобладает урикотельный тип выведения азота (в общем азоте мочи преобладает мочевая кислота и соли аммония).

С шестимесячного возраста в составе общего азота мочи начинает преобладать мочевина, экскреция мочевой кислоты снижается. Это свидетельствует о созревании уреотельного типа выведения азота.

4.В моче взрослых обнаруживаются лишь следы креатина, у детей же отмечается физиологическая креатинурия, которая наблюдается с момента рождения до 10 - 16 лет, что видимо связано с недостаточностью ферментных систем в мышцах, обеспечивающих его обмен.

5.У новорожденных имеет место физиологическая гипераминоацидурия - повышенное выделение с мочей аминокислот - глицина, серина, аспарагина и др. Это является доказательством несовершенств почечных канальцев.

6.У детей встречается заболевание пиридоксин-зависимость. Оно обусловлено нарушением превращения глутаминовой кислоты в ГАМК (судороги, иногда гибель в

раннем возрасте). Введение витамина В6 улучшает состояние, т.к. стимулирует синтез декарбоксилазы глутаминовой кислоты.

7.Генетически детерминированные заболевания, связанные с нарушением обмена аминокислот, сопровождаются повышением их концентрации в крови и моче. Изучено около 20 форм таких нарушений. К ним относятся:

- фенилкетонурия (в крови и моче повышена концентрация фенилаланина); - триптофанурия (триптофан);

- болезнь "кленового сиропа" (лейцин, валин, кетокислоты, их производные);

- болезнь "сушеного хмеля" (фенилаланин, тирозин, оксимасляная кислота и др.); - аргининемия (аргинин).

Большая часть подобных заболеваний наследуется по аутосомнорецессивному типу.

8.Наследственные нарушения обмена аминокислот, сопровождающиеся повышением их экскреции с мочей, без изменения уровня в крови, обусловлены недостаточно активной ребсорбцией аминокислот в почках (гомоцистинурия, цистатионинурия).

9.Диагностированы наследственные нарушения, вызываемые частичным блокированием одной из реакций цикла мочевинообразования, в результате чего в крови и моче накапливаются промежуточные метаболиты этого цикла

(цитруллинемия, гипераргининемия и др.). Однако общим признаком подобных нарушений является повышенное содержание NH4+ в крови - гипераммониемия. Заболевания проявляются в раннем возрасте (задержка физического и умственного развития, судороги, рвота и др.). Полная недостаточность какого-либо фермента ориентированного цикла несовместима с жизнью.

9.В плазме крови новорожденных повышена активность АсАТ, нормализация уровня которой происходит после 6 мес. жизни ребенка. Это является, по-

видимому, следствием повышенной проницаемости клеточных, митохондриальных мембран и выходом органоспецифических ферментов в кровь у детей после рождения.

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1.Лекции по биохимии

2.Северин Е.С. Биохимия. М. 2003

3.Северин Е. С. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. М. 2001

4.Северин Е.С. Биохимия. М. 2003

5.Березов Т.Т., Коровкин В.Ф. Биологическая химия. 1982.

6.Строев В.А. Биологическая химия. 1986.

7.Николаев А.Я. Биологическая химия.1989.

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Марри Р., Греннер Д., Мейс П. Биохимия человека. 1993. . 2. Бородин Е.А. Биохимический диагноз. 1989.

3.Тодоров И. Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София. 1968

4.Некоторые вопросы биохимии детского возраста. Оренбург. 1997

5.Мусил Я. Современная биохимия в схемах. 1998

Занятие 17

Коллоквиум по теме: «Нуклкопротеиды. Обмен нуклеопротеидов Белки. Обмен белков»

Для подготовки к коллоквиуму повторить вопросы к занятиям 12,13,14, 15,16. Просмотреть рекомендуемые задачи домашних заданий.

Для контроля знаний ответить на вопросы тестовых заданий.

Установите соответствие и назовите ферменты соответствующих реакций при синтезе пуриновых нуклетидов:

а. ГЛН б. АМФ в. ГЛУ г. ФРДФ Д. АТФ

Выберите ферменты катаболизма пуриновых нуклеотидов:

1- ксантиноксидаза

2- гуаназа

3- пуриннуклеозидфосфорилаза

4- аденозиндезаминаза

5- нуклеотидаза

Установите соответствие реакций синтеза пиримидиновых нуклеотидов:

4.УМФ + ? УДФ

5.ОМФ СО2 + ? а-АТФ б-УМФ в-ФРДФ г-ГЛН

д-карбамаилфосфат

Выберите правильные ответы:

Для превращения ГДФ в d-ГДФ необходимы:

1- АТФ

2- АДФ

3- НАДФНН+

4- Тиоредоксин

5- Тиоредоксинредуктаза

Выберите правильные ответы:

Для превращения d-ГДФ в dTMФ необходимы:

1-тимидилатсинтаза

2-дигидрофолатредуктаза

3- фосфатаза

4- dЦМФ-дезаминаза

5-серингидроксимеилтрансфераза

Выберите правильный ответ Механизм действия аллопуринола связан

1- с ингибированием ксантиноксидазы

2- с активированием ксантиноксидазы

3- с активацией пуриновых нуклеотидов

4- с ингибированием пуриновых нуклеотидов

Выберите правильные ответы

Потребность организма в белках зависит от: 1 – возраста

2 – физической нагрузки

3 – массы тела

4 – климатических условий

Выберите правильные ответы.

В желудочном соке содержатся ферменты:

1- трипсин

2- пепсин

3- карбоксипептидаза

4- аминопептидаза

5- дипептидаза

6- трипептидаза

7- эластаза

8- гастриксин

9- химотрипсин

10лейцинаминопептидаза

Выберите правильные ответы.

Соляная кислота в желудке выполняет следующие функции:

1- оказывает бактерицидное действие;

2- активирует пепсиноген;

3- денатурирует нативные белки;

4- создает оптимум рН для активности пепсина;

5- способствует развитию молочнокислого брожения;

Выберите правильные ответы.

В панкреатическом соке содержатся ферменты:

1- трипсин

2- пепсин

3- карбоксипептидаза

4- аминопептидаза

5- дипептидаза

6- трипептидаза

7- эластаза

8- гастриксин

9- химотрипсин

10лейцинаминопептидаза

Выберите правильные ответы.

В кишечном соке содержатся ферменты:

1- трипсин

2- пепсин

3- карбоксипептидаза

4- аминопептидаза

5- дипептидаза

6- трипептидаза

7- эластаза

8- гастриксин

9- химотрипсин

10лейцинаминопептидаза

Выберите правильные ответы.

Активатором трипсиногена является

1- трипсин

2- энтеропептидаза

3- пепсин

4- эластаза

Выберите правильные ответы.

Пищевая ценность белков определяется

1- аминокислотным составом

2- наличием заряда у белковой молекулы

3- возможностью полного гидролиза в ЖКТ 4- порядком чередования АК в полипептидной цепи (первичной структурой) 5- молекулярной массой

Выберите правильные ответы.

В процессе трансаминирования происходит:

1- синтез незаменимых аминокислот;

2- перерапределение аминного азота в тканях;

3- синтез заменимых аминокислот;

4- выделение свободного аммиака;

Выберите правильный ответ.

Биологическое значение процессов дезаминирования заключается:

1- в синтезе заменимых аминокислот;

2- в обезвреживании чужеродных веществ;

3- в образовании солей аммония;

4- в окислительном распаде аминокислот;

Выберите правильный ответ.

Орнитиновый цикл осуществляется в клетках

1- почек

2- сердца

3- кишечника

4- печени

5- мозга

Выберите правильные ответы.

Повышенное содержание мочевины в сыворотке крови может быть:

1- при поражениях печени;

2- при усиленном распаде тканевых белков;

3- при значительных поступлениях белков с пищей;

4- при нарушении фильтрационной способности почек;

Выберите правильный ответ.

Содержание мочевины в крови здорового человека равно:

1- 2,5-6 мМоль/л

2- 3,3-6,6 мМоль/л

3- 5-10,2 мМоль/л

Выберите правильный ответ.

При циррозах печени, поражении гепатоцитов, часто наблюдается нарушение функции ЦНС. Накопление какого метаболита в нервной ткани может быть причиной таких расстройств?

1- мочевой кислоты

2- креатина

3- аммиака

Выберите правильные ответы.

Безазотистые остатки АК участвуют в процессах

1- синтеза заменимых АК

2- окисления до углекислого газа и воды

3- глюконеогенеза

4- кетогенеза

5- синтеза незаменимых АК

Выберите правильные ответы.

Превращение АК по аминогруппе:

1- декарбоксилирование

2- дезаминирование

3- трансметилирование

4- трансдезаминирование

Выберите правильный ответ.

Амиды глутаминовой и аспарагиновой аминокислот являются :

6- основными транспортными формами аммиака

7- основным энергетическим материалом для клеток головного мозга

Выберите правильный ответ:

Для образования биогенных аминов необходимы ферменты

1- аминотрансферазы

2- оксидазы

3- декарбоксилазы

4- трансметилазы

5- дегидрогеназы

Выберите правильные ответы.

Для обезвреживания биогенных аминов требуются ферменты:

1- аминотрансферазы

2- моноаминооксидазы

3- декарбоксилазы

4- трансметилазы

5- дегидрогеназы

Выберите правильный ответ.

Выберите коферменты, необходимые для синтеза и инактивации биогенных аминов:

1- ФАД

2- НАД+

3- ФМН

4- Тиаминпирофосфат

5- пиридоксальфосфат

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1- Лекции по биохимии 2- Северин Е.С. Биохимия. М. 2003