Окисление с участием оксигеназ.

Оно наиболее активно протекает в ЭПС (микросомальное окисление).

Диоксигеназы – окисляют субстрат путём присоединения двух атомов кислорода: R + O₂→^ДОГ RO₂. Примеры: окисление гомогентизиновой кислоты диоксигеназой, окисление триптофана триптофанприролазой.

 

гомогентизиновая кислота

Монооксигеназы окисляют субстраты путём присоединение одного атома кислорода: RH₂ +O₂+XH₂→ ^MOГ R+ H₂O+X Это окисление активно происходит в ЭПС в печени, где на него тратится до 50% поглощаемого кислорода. В микросомальном окислении участвуют дополнительные вещества (косубстраты) НАДН₂ или витамин С. Примером этого варианта окисления служит окисление фенилаланина в тирозин. Микросомальное окисление в основном выполняет антитоксическую функцию (обезвреживаются продукты гниения белков, лекарственные вещества). Путём этого окисления синтезируются некоторые аминокислоты (тир), биогенные амины (дофамин). Благодаря микросомальному окислению происходит биотрансформация различных ксенобионтов. В них формируется гидроксильная группа, к которой присоединяется глюкуроновая кислота, Н₂SО₄, глютатион.

Пероксидазное окисление

Оно наиболее активно происходит в пероксисомах с использованием пероксидных соединений. Примеры: каталаза, глютатионпероксидаза, йодидпероксидаза (участвует в синтезе тиреоидных гормонов).

глютатион-SH

+ H₂O₂ глютатионпероксидаза глютатион-S-S- глютатион + 2H₂O

глютатион-SH

Особенности окислительные процессов и антиоксидантной системы у детей

Период новорожденности наиболее уязвим в развитии свободно – радикальных повреждений. Дети рождаются в состоянии, близком к оксидативному стрессу. У новорожденных отмечаются более высокие показатели ПОЛ.

АОС у новорожденных имеет те же звенья, что и у взрослых, однако относительная доля различных компонентов иная. Для новорожденных детей характерен более низкий уровень большинства антиоксидантов в крови (витамины Е, С, Β, каротины, трансферрин, церулоплазмин). В то же время, у них выше содержание витамина С и билирубина. Содержание мочевой кислоты находится примерно в таком же интервале, как у взрослых.

Активность антиоксидантных ферментов СОД и каталазы в пуповинной крови, выявляемая сразу после рождения повышена. Показатели активности глютатионпероксидазы, миелопероксидазы более низкие. К концу первой недели жизни выявлено некоторое снижение активности СОД и повышение активности каталазы, что обеспечивает детоксикацию активных форм кислорода: супероксида и образующегося из него пероксида.

Тесты

1. Основными функциями монооксигеназного окисления являются: Энергетическая. Синтетическая.Детоксикационная

2. Активные формы кислорода генерирует:

Диоксигеназное окисление. Оксидазное окисление. Монооксигеназное окисление

3. Косубстратом монооксигеназного окисления является:

НАДФН_{2, .} КоQ. Аскорбиновая кислота

4. Супероксид разрушается:

СОД. Глютатионпероксидазой. Каталазой

5. К активным формам кислорода относятся:

Синглетный кислород. Пероксид водорода. Супероксид. Гидроксил радикал. Молекулярный кислород

6. Свободные радикалы инактивирует:

Глюкоза. Сахароза. Витамин Е. Витамин Д

7. Субстратом каталазы является:

Синглетный кислород. Пероксид водорода. Супероксид. Гидроксил радикал

8. Последовательность расположения компонентов дыхательной цепи определяется:

Молекулярной массой. Концентрацией кислорода. Величиной рН. Окислительно-восстановительным потенциалом

9. К митохондриальным формам гипэргических состояний могут привести:

Недостаток кислорода. Нарушение целостности мембраны митохондрий. Недостаток витаминов РР, В₁, В₂.

10. Окислительное фосфорилирование ингибируют:

2,4-динитрофенол. Цианиды. Пуромицин. Антимицин А. Тироксин в физиологической концентрации

11. Макроэргическими веществами (макроэргами) называются вещества:

Свободная энергия гидролиза которых менее 5 ккал/моль. Свободная энергия гидролиза которых равна или больше 5 ккал/моль.

12. К макроэргическим веществам относятся:

АТФ. Фосфоенолпируват. Пируват. Креатинфосфат. ГТФ. 1,3-дифосфоглицерат. Ацилтиоэфиры. Глюкоза. Триглицериды.

13. Понятие «окислительное фосфорилирование» означает:

Синтез АТФ из двух молекул АДФ. Окисление с образованием АТФ. Окисление с переносом аминогрупп. Окисление с образованием воды. Окисление с образованием пероксида водорода.

14. Коэффициент Р/О означает:

Число образующихся молекул АТФ в расчёте на одну молекулу поглощенного кислорода. Число образующихся молекул АТФ в расчёте на один атом поглощенного кислорода. Число молекул АТФ в расчёте на 1 литр кислорода.

15. Максимальное значение коэффициента Р/О равняется:

Единице. Двум. Трём. Четырём. Пяти. Шести.

16. Эффект разобщения окисления и фосфорилирования сопровождается

Снижением коэффициента Р/О.Повышением теплопродукции. Снижением скорости переноса электронов по дыхательной цепи митохондрий. Увеличением скорости переноса электронов по дыхательной цепи митохондрий.

17. Скорость дыхания (скорость переноса электронов по дыхательной цепи внутренней мембраны митохондрий) регулируется:

Концентрацией кислорода. Концентрацией субстрата. Отношением АТФ/АДФ.

18. Для выполнения механической, химической, осмотической, электрической работы организмом человека используется энергия:

Тепловая. Химическая. Солнечного света.

19. Экзэргоническими называются реакции, идущие:

С поглощением энергии. С выделением энергии. Реакции синтеза углеводов. Реакции синтеза липидов.

20. К функциям биологического окисления относятся:

Обеспечение организма энергией. Обезвреживание токсических веществ. Образование важных для организма соединений. Расщепление гликогена до глюкозы. Превращение белков в аминокислоты.

21. Конечным акцептором электронов у аэробных организмов является:

Водород. Кислород. Аммиак. Вода. Молочная кислота. Мочевина.

22. К прямому образованию воды приводит вариант восстановления кислорода:

Одноэлектронный. Двухэлектронный. Трёхэлектронный. Четырёхэлектронный.

23. В инактивации токсичных для организма активных форм кислорода участвуют ферменты:

Гексокиназа. Супероксиддисмутаза. Липаза. Каталаза. Глютатионпероксидаза.

24. Наиболее активно в окислительных процессах участвуют клеточные органеллы:

Ядро. Митохондрии. Рибосомы. Лизосомы.

25. Внутримитохондриальное окисление выполняет функции:

Обеспечение клетки энергией. Обезвреживание токсических веществ. Синтез новых соединений.

26. Основной функцией внемитохондриального окисления является:

Обеспечение клетки энергией. Обезвреживание токсических веществ. Синтез новых соединений.

27. Фермент цитохромоксидаза в дыхательной цепи внутренней мембраны митохондрий играет роль:

Отщепляет от окисляющего вещества водород. Окисляет цитохром С с переносом электронов на кислород. Присоединяет к окисляющемуся веществу кислород. Окисляет НАДН с помощью пероксида водорода. Расщепляет пероксид водорода.

28. Цитохромы в дыхательной цепи внутренней мембраны митохондрий играют следующую роль:

Переносят кислород. Переносят водород. Переносят электроны. Переносят аминогруппы. Образуют пероксид водорода.

29. Простетическими группами флавиновых ферментов (флавопротеидов)этих ферментов являются:

НАД. ФМН. НАДФ. КоА. ФАД. Липоевая кислота. Витамин В₁₂.

30. Веществами, к которым относится НАД, являются:

Ферменты. Ингибиторы. Коферменты. Активаторы.

31. Окислительное действие ферментов оксигеназ сводится:

К отщеплению водорода. К отщеплению электронов. Кприсоединению кислорода. К присоединению водорода. К отщеплению кислорода.

32. К реакции, катализируемой ферментами дегидрогеназами, относится:

Присоединение кислорода. Присоединение водорода. Отщепление водорода. Отщепление электронов. Присоединение пероксида водорода.

33. НАД в окислительных процессах является:

Акцептором кислорода. Акцептором сульфгидрильных групп. Акцептором водорода. Акцептором аминогрупп. Донором кислорода.

34. К классу оксидоредуктаз относятся:

Гидролазы. Трансферазы. Дегидрогеназы.Оксигеназы.Пероксидазы. Изомеразы. Лиазы. Синтетазы.

35. Концентрация НАДН в мышцах будет уменьшаться при следующих условиях:

При недостатке кислорода. При избытке кислорода. При избытке глюкозы. При повышении концентрации глицерина. При повышении концентрации жирных кислот.

36. В состав коферментов НАД и НАДФ входит витамин:

Тиамин. Рибофлавин. Аскорбиновая кислота. Витамин РР. Пиридоксин. Витамин В₁₂.

37. В состав ФМН и ФАД входит витамин:

Тиамин. Витамин В_2. Аскорбиновая кислота. Витамин РР. Пиридоксин. Витамин В_12.

Ситуационные задачи

1. Какие витамины можно назначить больному с целью улучшения работы дыхательной цепи митохондрий?

2. Какие коферменты полезны для активации транспорта кислорода по внутримитохондриальной дыхательной цепи?

3. В эксперименте с изолированными митохондриями в качестве донора водорода использовали изоцитрат и сукцинат. Одинаков ли коэффициент Р/О?

4. Если к суспензии митохондрий, использующих в качестве субстрата окисления пируват, добавляли малонат натрия, то дыхание резко снижалось. Почему?

5. В клинику поступил пациент с отравлением ядом, блокирующим окисление НАД в митохондриальном окислении. Опасно ли отравление? Какое вещество может улучшить тканевое дыхание?

7. Основная и дополнительная литература к теме

Основная

Биохимия. Под ред. Е.С. Северина. 2003. С. 264-275, 294-296

Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. 2001. С. 112-116.

А.Я. Николаев. Биологическая химия. 2004. С. 224-247.

О.Д. Кушманова. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. 1983. С. 86-89

Лекционный материал

Дополнительная

Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. Биологическая химия. 1990. С. 204-226

Марри Р. Биохимия человека. М. «Мир». 1993. С. 118- 139 (1)

Ю.Е. Вельтищев, М.В. Ермолаев, А.А. Ананенко, Ю.А. Князев. «Обмен веществ у детей». М.: Медицина. 1983. 462 с.

Р.М. Кон, К.С. Рот. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. М. «Медицина».- 1986.

Бондарев Д.П., Стунжас Н.М. «Биологическое окисление. Общие пути катаболизма. Биоэнергетика». Смоленск, 2007.

Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методические пособия «Биохимические особенности детского организма». Смоленск. 2001. 2007.

Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методическое пособие «Особенности обмена веществ у новорожденных и грудных детей» (Рекомендовано УМО). Смоленск. 2012.

Ключников С.О. Убихинон (Коэнзим Q): теория и клиническая практика. //Педиатрия. 2008. №3. С. 103-110

Тема занятия № 11