Тимин_О_А_Лекции_по_общей_биохимии

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

51

Гиповитаминоз

Причина.

Пищевая

недостаточность,кислыепродукты,тепловаяобработкапищи,

приемлекабарбитураты( ств,

сульфаниант,инекбицитостатикиламидыоторые

–

аминоптерин,

метотрексат),алкоголизмбеременность.

Клиническаякартина.

Впервуюочередьзатрагиваютсяорганык

роветворения:

ак

какклеткинетеряютспособностирас

ти, ивних

происходитн

арушениес

интезаДНК

с

остановкойделения,

то это приводитк

образованию мегалобластов (крупныхклеток

) и ме-

галобластической анемии. Потойжепричине

отмечается лейкопения.

гастриты,

Аналогичноразвиваетсяп

оражениеслизистых

желудкаикишечноготр( кта

энтериты), глоссит.

Отмечаетсяз

амедлениероста,

конъюнктивит, ухудшение заживленияран,иммунод

е-

фициты,оживлехроничсубфебрилитетесккц.ихй

Лекарственныеформы

Фолинаткальция.

Антивитамины

АнтивитаминомВ

9

являетсягруппалекарственныхантибактериальныхсоединений

– парааминобен-

сульфаниластруктурносхожихкомфидовпклнентслевотыйм

зойной кислотойПАБК()В.бактериальнклетпроисхконкуренцияз йдит

аактивный

центрферментаинарушаетиспользованПАБКдлсинтезаяфолк ,чтслевотый

е-

деткпрекращениюсинтезатимидинуклеотидового

а,подавлениюсинтеДНКраз

мно-

жениябактерии.

В И Т А М И Н В 1 2 ( К О Б А Л А М И Н , А Н Т И А Н Е М И Ч Е С К И Й )

Источники

Изпищепродуктоввитаминыхсодержат

толькоживпродукты:тныепечень,рыба,

почки,мясо

.Такжеон

синтезируетсякишечнмикр,однанедофлоройквоза моана

ж-

новстьасывания

витамина внижнихотделахЖКТ.

Сутпотребностьчная

2,5-5,0мкг .

Строение

Co3+

Цианкобаламинс

одержитпиррольных4 кольца,ионкобальтас(валентностьюот

до Co6+),группу

CN–. Ворганизмеприсинтезекофформрментных

цианиднгруппая

CN–

Витамины

52

Метаболизм

вкишечнике необходим внутреннийфакторКасла

Длявсасывания

– гликопротеин,

синтезируобкладочнымиклеткамижелудкамый.

Вкровитранспортируетсяввидегидро

к-

сикобаламспецифичестранспортнымибелкамина( ими

α- и β-глобулинами).

Биохимическиефункции

– реакции изомеризации и метилирова-

Витамин 12 участвуетд ухидре хкций

ния.

1. Основой изомеризующего действия витаминаВ

12 являетсявозможноспособствовать

переносу атома водородана

атом углерода вобменнакакую

-либогруппу.

Этоимеетзначениевпрокицеослсетатковния

жиркислотнеыхчетным

с-

лом атомовуглерода,приутилизацииуглеродногоскелета

треонина, валина,

лейцина,

изолейцина, метионина,боковойцепи

холестерола прикотором

образуетсяостатокпроп

и-

оновойкисло

ты,котокарбоксилируетсяыйдометилмалонила

идалеепревсуращается

к-

цинил-SКоА – метаболитЦТК.

2. Вреакции

трансметилирования присинтеземетионина

метилкобаламинвыступает

о-

средникомприпереносе

CH3-группыотметил

-ТГФКнагомоцистеин.

Гиповитаминоз

Причина. Увегетарианцев – пищеваянедостаточность,

однако чащеп

ричиной являет-

ся неотсутствиепище,аплохоевсасывание

врезультате

заболеванийжелудкакишечн

и-

ка( атрофический гастритэнтериты).

Также иногда встречаютсяаутоиммунные

нарушения,прикотооб антитыхазуются

е-

лапротивобкладочныхклетокжелудкаипротиввнутреннегофактораКасл

(пернициозная

анемия),чтопрепятвитамуетвсасы.ванинаю

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

53

Клиническаякартина.

1. Макроцитарнаяанемия

, прикоторой

количествоэритроцитов

сниженов3

-4раза.

Она

возникаетчащеупожил,номожетбытьиудетейх.

Непоспричедственной

инойан

е-

мии являетсяпотеряфолкикслеветкамиприонедостаточйывитамиВ ностиа

-заснижения

синтезапурин

овыхнуклеот

12 и,

какследствие,

замедление деления клетокиз

и-

дов иТМФ.

2. Неврологические нарушения:

o

замедлениеокисления

жирныхкислот

снечетнымислоатомовуглерода

инако

п-

ление токсичногометилмалоната

вызывает жировуюдистрофию

нейронов и демиели-

низацию нервныхволокон

.Это проявляетсяонемени

икистей

и стоп,ухудшениип

а-

мяти, нарушениипоходк,

снижении кожнойчувствитель,нарушености

и сухожиль-

ныхрефлексовахил( ,ко) енный

,

o

нехваткаметиопосредуактивностиснижениенинамакц лированияй

,в

частности, уменьшается синтез нейромедиатора ацетилхолина.

Лекарственныеформы

Цианкобаламин,к обамамид,о ксикобаламин.

В И Т А М И Н Н ( Б И О Т И Н , А Н Т И С Е Б О Р Е Й Н Ы Й )

Источники

Изпищепродуктоввитаминыхсоде,почкиржатчень,горох,соя,цветнаякапуста,

грибы.Такжеонсинтезируетсякишечной

микрофлорой.

Сутпотребностьчная

150-200мкг .

Строение

Гетероциклчастьмолекулысостоизческаяидазольнт

о-

гоитиофеноновогоциклов.

Кпоследнемуприсоединенавалери

а-

новаякислота,которая

через COOH-группу связываетсялиз

и-

номбелковойчасти

молекулы.

Биотин-лизиновыйко ъюгат

о-

ситназвание

биоцитин.

Биохимическиефункции

переносе СО2 либо изНСО 3– (реакциикарбоксилирования),либо

Биотинучаствует

от R-СООН (реакция транскарбоксилирования). Этотперенос

необходим:

o

при синтезе оксалоацетата – биотин находивсоспируваткарбоксилазысяаве

(см

"Обменуглеводов")

, чтообеспечиваетподдержаниеактивностициклатрикарбоновых

кислот иглюконеогенеза ,

o

в синтезежирныхкислот

– биотин находивсосацетилсяаве

-SКоА-карбоксилазы

(см "Обменлипидов")

,

o

в утилизацииразветвленуглеродныхцепей х

прикатаболизме

лейцина,изоле

й-

цинекоторнажирнкислотых

– находивсоспропионилтсяаве

-SКоА-карбоксилазы,

образующейметилмалонил

-SКоА. Вдальнейшемметилмалонил

-SКоАметаболизируетв

реакцииизомерсучасвитаминазацииB12ием.

Витамины

54

придлительном

парентеральном питании.Вэкспериментеможетбытьвызванпотр блением

большихколичествсырыхяиц(

менее 12штуквдень)втечениедлитвременильного(2

недели),т.к.внихсодержитсягликопротеин

авидин (анти,связывающийитаминбиотин).

Клиническаякартина.

Учеловека практически не встречается. Вэ ксперименте обна-

руживаются дерматиты,выделениеж

ирасальнымижелезамикожсеб( ),поражениеея

ногтей,выпадеволос,анемия, иеорекдепрессия, ,у талость,сонливость

.

Основувсехжизненныхпроцессовсоставляюттысячиимреакций,ческихкатализ

и-

руемыхфермента.ЗначенточмиобразноеиеопределилтовИ..Павлов,назвавих

"возбудителямижизни

".Нарушвработеферменвозникновениювниякдуттяжелых

а-

болеванийфени( ,глкетонугалактоземияикогенозы, ,тир) существенномунемия

снижениюкачестважизнидислипопроте( ,гемофил). инемии

Известно,чтодля

у-

ществлхимическойр акцииния

необходимо,чтобыреагиру

ю-

щиевеществаимелисуммарную

энергиювыше,чемвеличина,

называемаяэнергетическимб

а-

рьеромреакции.Дляхарактер

и-

стикивеличиныэнергетического

барьераАррениусввелпонятие

энергииактивации

.Преодол е-

ниеэнергактвхимвации

и-

ческойреакциидостигаетсял

и-

боувеличениемэнергвзаим

о-

действующихмолекул,

напри-

мер, нагреванием,облучением,повышедавления,либос тремждлябуениреамых

к-

циизатратэнергии..( актии

вации)припомощикатализаторов.

Посвоейфункцииферментыявляютсябиологическимикатализат.Сущн рамисть

действияферм,такжкакнеорганическихнтовкатализаторов,заключается:

o

вактива циимолекулреагирующихвеществ,

o

вразбиенреакциинанесколько

стадий,энергетическийбарьеркаждо

й изкоторых

нижетаковогообщейреакции.

Одэнакоергетичесреакцииневозможныефермекатализироватьбудуттые,они

усктотереакцльяют,комтоирыедтигутвданныхусловиях.

Э Т АФПЕЫР М Е Н Т А Т И В Н О Г О

К А Т А Л И З А

Вф ерментатреакцииможновыделитьследующиевнойэтапы:

1. Присубстратаоединение

(S) кферменту (E) собразованиемфермент

-субстратногоко

м-

плекса(

E-S).

2.

Преобферментазование

-субстратного

комплексаводинилинесколькопер

е-

ходныхко

мплексов (E-X) заоднуили

нестадийколько.

3. Превращениепереходногокомпл кса

комплексфермент

-продукт (E-P).

4. Отделконпрениечныхоферментадуктов.

М Е Х АК НА ИТ АЗ МЛ ИЫЗ А

1. Кислотно-основнойкатализ

– вактивномцентфенаходятсярмегруентасппы

е-

цифичныхами

нокиостатков,лотявляютсяорыеныххордонорамишимиилиакцепт

о-

Ферменты

56

рамипротонов.Такиегруппыпредставляютсобмощныекатализаторыймноорганичих

е-

скихреакций.

2. Ковалентныйкатализ

– ферменты реагируют

Доноры

Акцепторы

сосвоимисубст,обприрапомощитамизуяков

а-

-СООН

-СОО–

лентныхсвязочнестабильньйферментые

-

-NH3+

-NH2

субстратныекомплексы,изкоторвходевнутримх

о-

-SH

-S–

лекулярныхперестроекобразуютсяпродуреа. кцииты

-OH

-O–

Т И ФП ЫЕР МРЕ Н Т А Т И В Н Ы Х

Е А К Ц И Й

1. Тип "пинг-понг" – фермент сначалавзаимодействуетсубсА,отбираяратомн

е-

го какие-либо химическиегруппыпреговсоответствующийращаяпродукт

PA.Затемк

ферментуприсубстратоединяетсяВ,получающийэтих мическиегруппы.Примя ром

в-

ляютсяреакциипереносаам ногрупп

аминокислотнакетокислотысм(Трансаминиров"

а-

ние").

2. Типпоследовательныхреакций

– кферментупоследовательноприсоединяются

субстратыАиВ,образуятройн" комплекс", чегойслеосуществляется

катализ.Продукты

реакции PA и PB такжепоследовател

ьноотщепляютсяфермента.

3. Типслучвзаимодействиййных

– субстАиВприсоатыкфединяютсяврменту

любомпорядке,неупорядоченно,ипослекатажеотщепляютсялизак.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

57

С Х ОИДОСТФТЛВИЕОЧ И Я

Р МИЕ Н Т О В

Н Е О РКГААТНАИЛЧ Е С К И Х

И З А Т О Р О В

Сходство

Отличия

1. Катализируюттолькоэнергетически

1. Скоростьферментативнойакции

возможныереакции.

намноговыше.

2. Неизменяютнапреакциавлен. ия

2. Высокаяспецифичность.

3. Ускоряютнаступлениеравновесияреа

к-

3. Мягкиеусловияработывнутриклето(

ч-

ции,нонесдвигаютего.

ные).

4. Нерасходуютвпроцесреакции. ся

4. Возможнрегулискоростьваниясти

е-

акции.

5. Скоростьфермепрнтативнойакции

о-

порциональнаколичествуфермента.

С Т РФОЕЕРНМИЕЕН Т О В

Давновыясн,чтовсеф рментыявляютсянобелкамиобладаютвсемисвойствами

простые и сложные.

белков.Подбелкамделятсябнонина

Простые ферменты состояттолькоизаминокислот

– нап, римерепстрипсин, ,лиз

о-

цим.

холоферменты)име ютвсвоемсоставебелковуючасть,состо

Сложные ферменты(

я-

щуюизаминокислот

– апофермент,инебелковуючасть

– кофактор.Кофактор ,всвоюоч

е-

редь,можетназываться

коферментом или простетической группой. Примероммогутбыть

сукцинатдегсодержит( ФАД),ам дрогенотрансаза

феразысодержат( пиридоксальфосфат),

пероксидазасод( г).мржит

Усложныхферментовактивномцентобязрае сположенытельнофункциональные

группы кофактора. Кофакторучаствсвязываниисубстратаетилиегопревращении.

Для

осуществлениякатализа

необходимполнкомапобелкаценныйилекскофактора,

т-

дельнкатализониосуществитьтинемогут.

Ферменты

58

2. Аллостерический центр(

allos – чужой)

– центррегуляцииактивностифермента,

ко-

торый простротделенанстктивенноног

центра и имеется неувсех

ферментов.Связ

ы-

ваниес

аллостерическимцентром

какой-либомолекулыназываемой( актиингливатором

и-

би,такжеэффектороммодулятором, ,регулятором)вызываетизмеконениефигур

а-

циибелка

-фермента и,какследствие,скоростиферме.нтативнойакцииВ

качестветакого

регулятора можетвыс упать

продуктданнойилиоднзослйредующихакций

,субстрат

реакцииилииноевещество

(смРегуляция" активностиферментов")

.

Аллостерическиеферментыявляются

полимернымибелками

,

ихактивныйрегул

я-

торныйцентры

находятсявразныхсубъединицах.

ИЗ О Ф Е Р М Е Н ТЫ

Изоферменты – этомолекулярныеф рмыднтогои жефермента,возникшие

е-

зультатенебольшихгенетическихразличий

впервичнойструктурефермента, катализ

и-

рующие однуитужереакцию

.

Изоферментыотличаются

сродством ксубстрату,максимальной

скорости катализиру-

емойреакции,разной

чувствительности крегулятораминг( активаторыбиторы),

усло-

виям рабооп( тимумы

pH итемпературы).

Какправило,изоферментыимеют

четвертичную структуру,

т.е.состоятиздвухили

болеесубъединиц.

Например,

димерный фермент креатинкиназа представлентремяиз

о-

ферментнымиформами,составленнымииздвухсубъедпов ниц

: M (англ.

muscle – мыш-

ца) и B (англ.

brain – мозг) .К реатинкиназа-1 состоитизсубъединиц

ипа B,локализуетсяв

головноммозге

,креатинкиназа -2 – пооднойМиВсубъединице

активнамиокарде

, креа-

тинкиназа-3 – двеМ

-субъединицы,специфичнадляскелетноймышцы.

biokhimija.ru

ТиминО.А.

Лекции по общей биохимии (2018г)

59

Ещеоднимпр меромзоферментовявляетсягруппа

гексокиназ,которые присоеди-

няютфосфатнглюкозегруппк у

и вовлекаютглюкозувреакцииклеточногометаболизма.

Изчетырехизоферментов

выделяется гексокиназа IV (глюкокиназа) котораяотличается

остальизоферменизкимыхсродсглюкозеинечувствительностьюовм кин

гибирова-

ниюпродуреа. ктомции

лактатдегидрогеназы (ЛДГ)

Также существуетпятьизоферментов

– фермента,учас

т-

вующегообменеглюкозы.Отличиямеждунимизаключаютсявразнсоотношениисубм

ъ-

единиц Н (англ.

heart – сердце)и

М (англ.

muscle – мышца)

. Лактатдегидртиповгеназы

1

(Н 4) и 2 (H3M1) присутствуют втксаэробнымняхобменом(

миокард,

мозг,корксловый

и-

почек), обладаютвысосродствомкмолочнимкислолак( ) тйатуе

ипревращаютего

руват. ЛДГ-4 (H1M3)иЛДГ

-5 (М4)наход ятся втканях,склонных

канаэробобме( ному

пе-

чень, скелетные мышцы,кожа,мозгслпочеквой

),облада ютнизкимсродствомлактату

икатализируютпревращениепируваталак.

Втканяхспромежуточнымтипомобмена

МУ Л Ь Т И Ф Е Р М Е Н Т Н ЫЕ КОМ ПЛЕКСЫ

Вмультифкомплексен рментномскол

ь-

коферментовнапример( ,Е

1,Е 2,Е 3)прочносв

я-

занымеждусобойвединыйкомплексос

у-

ществляютрядпоследовательныхреакций,

о-

торыхпродуктреакции

непосредственнопер

е-

даетсянаследующийферментявляетсятолько

егосубстр.Благодарякомплексамкитом

значительноускоряетсяп остьевращения

молекул.

пируватде-

Книмотносятся,

апример,

гидрогеназный комплекс,превращающий

и-

руватацетил

-SКоА,

α-кетоглутарат–дегидрогеназный комплекс,превращающий

α-кетоглутаратвсукцинил

-SКоА,комплексподназванием

"синтазажирныхкислот

" (или

пальмитатсинтаза),синтезирующийпальмитиновуюкислоту

.