Общие понятия о биологическом окислении. Значение работ советских ученых в открытии и развитии учения о биологическом окислении. АТФ – универсальная форма энергии в клетке.

Роль АТФ

АТФ - Энергия,которая: - высвобождается в реакциях катаболизма,-запасается в виде макроэргических связей. АТФ -Основная и универсальная молекула,, которая запасает энергию и при необходимости отдает ее. Молекулы АТФ непрерывно участвуют в каких-л. реакциях, расщепляются до АДФ и вновь регенерируют.Существует три способа использования АТФ:

• биосинтез веществ,• транспорт веществ через мембраны,• изменение формы клетки и ее движение.

Эти процессы с процессом образования АТФ называются АТФ-цикл:

Кругооборот АТФ в жизни клетки

Способы получения энергии в клетке.

В клетке 4 процесса, обеспечивающих высвобождение энергии из химических связей при окислении веществ и ее запасание:

1. Гликолиз (2 этап биологического окисления) – окисление молекулы глюкозы до двух молекул пировиноградной кислоты, при этом образуется 2 молекулы АТФ и НАДН. пировиноградная кислота в аэробных условиях превращается в ацетил-SКоА, в анаэробных условиях – в молочную кислоту.

2. β- Окисление жирных кислот (2 этап биологического окисления) – окисление жирных кислот до ацетил-SКоА, здесь образуются молекулы НАДН и ФАДН2. Молекулы АТФ "в чистом виде" не появляются.

3. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, 3 этап Биоокисл) – окисление ацетильной группы (в составе ацетил-SКоА) или иных кетокислот до углекислого газа. Реакции полного цикла сопровождаются образованием 1 молекулы ГТФ (что эквивалентно одной АТФ), 3 молекул НАДН и 1 молекулы ФАДН2.

4. Окислительное фосфорилирование (3 этап биоокисл) – окисляются НАДН и ФАДН2, полученные в реакциях катаболизма глюкозы, аминокислот и жирных кислот. При этом ферменты дыхательной цепи на внутренней мембране митохондрий обеспечивают образование большей части клеточного АТФ.

Два способа синтеза АТФ

АТФ является универсальным макроэргом, участвующим практически во всех сторонах метаболизма и деятельности клетки. И именно за счет АТФ обеспечивается фосфорилирование нуклеотидов ГМФ и ГДФ, ЦДФ, УМФ и УДФ, ТМФ и ТДФ до нуклеозидтрифосфатов. Способы синтеза атф:

1. окислительное фосфорилирование, протекающее в структурах внутренней мембраны митохондрий. При этом энергия атомов водорода молекул НАДН и ФАДН2, образованных в гликолизе и ЦТК, при окислении жирных кислот и аминокислот, преобразуется в энергию связей АТФ.

2. субстратноефосфорилирование. Этот способ связан с передачей макроэргического фосфата или энергии макроэргической связи какого-либо вещества (субстрата) на АДФ. К таким веществам относятся метаболиты гликолиза (1,3-дифосфоглицериновая кислота, фосфоенолпируват), цикла трикарбоновых кислот (сукцинил-SКоА) и резервный макроэрг креатинфосфат. Энергия гидролиза их макроэргической связи выше, чем 7,3 ккал/моль в АТФ, и роль указанных веществ сводится к использованию этой энергии для фосфорилирования молекулы АДФ до АТФ. 

Современная теория био окисления:

1. Путём отнятия Водорода от окисляемого субстрата – митохондриальное окисление и внемитохондриальное окисление оксидазного типа

2.
Путём присоединения кислорода к окисляемому субстрату – внемитохондриальное окисление оксигеназного типа(по-старому – микросомальное окисление)

·

56. Общие пути обмена аминокислот. Трансаминирование. Наиболее важные представители трансаминаз. Значение трансаминирования.(стр431,35)
Общие пути превращения АМК включают реакции дезаминирования,трансаминирования,декарбоксилирования,биосинтеза и рацемизации(характерен только для микроорг,сводится для построения клеточной оболочки).

ТРАНСАМИНИРОВНИЕ —это
межмолекулярный перенос аминогруппы с а-АМК на а-кетокислоту с образованием новой а-АМК и а-кетокислоты без промежуточного образования аммиака.

То есть АМК(глутаматдегидрогеназа)-иминокислота-кетооксикислота
Реакции транс. являются обратимыми и протекают при участии спец.ферментов аминоферазами(аминотрансферазы или трансаминазы),компонентом служит пиридоксальфосфат – производн. Витамина В6 (пиридоксина)

В переносе аминогруппы участвует кофермент трансаминаз пиридоксальфосфат,который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксаминфосфат.

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ.
Все трансаминазы содержат 1 и тот же кофермент - пиридоксальфосфат.Специфичность трансаминаз обеспечивается белковым компонентом.Ферменты тран-я катализируют перенос аминогруппы не на а-кетокислоту,а сначала на кофермент пиридоксальфосфат.Образовавшееся промежуточное соединение (шиффово основание) подвергается внутримолекулярным превращениям,приводящим к освобождению а-кетокислоты и пиридоксальфосфата; пирид.на 2 стадии реагирует с Любой а-кетокислотой,что через те же стадии образования промежуточных соединений приводит к синтезу новой АМК и освобождению пиридоксальфосфата.
Биологическое значение.
1. Синтез амк
2 накопление альфа-амк в форме одной амк - глютаминовой
3. Реакции транчявл 1 стадией в реакциях непрямого окислительного дезаминирования
4. Реакции ТА явл пунктами переключения метаболич. превращений
5 доставка аминограмк из мышц в печень в циклке аланин-глюкоза
6. Доставка аминограмк печени через аспартат в биосинт мочевины
Реакции транс:
•необходимы при внутриклеточном голодании;
•обеспечивают синтез заменимых аминокислот;
•активируются в печени, мышцах и др;
АЛТ и АСТ (аланинамино- и Аспартатаминотрансфераза)-важные представители трансаминаз. Значительное повышение АЛТ происходит только при болезнях печени, АСТ может происходить в связи с повреждением сердечной или скелетных мышц, так же как и при повреждении паренхимы печени.

58. Окислительное дезаминирование. Другие виды дезаминирования. Биологическое значение этого процесса.

🩸Прямым называют дезаминирование,в кот отщепление аммиака происходит в 1 реакцию.Прямое дез бывает окислительным и неокислит.
Реакция идёт в 2 этапа. Вначале происходит ферментативное дегидрирование глутамата и образование а-иминоглутарата, затем - неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется а-кетоглутарат

·

Дезаминировагтесерина и треонина катализирует серин-треониндегидрогеназа.лишь в первой стадии участвуют фермент,а в последующих не нуждается.

1. Реакции дезаминирования необратимы, как и реакции декарбоксилирования - дезаминирование тоже может играть роль первого этапа на путях распада аминокислот.
2. Один из продуктов дезаминирования -конечный продукт метаболизма аммиак. Это токсическое вещество. Поэтому клетки должны затрачивать энергию, чтобы обезвредить аммиак до безвредных продуктов, которые выводятся из организма.
3. Другой продукт реакции дезаминирования - альфа-кетокислота.
Все образующиеся альфа-кетокислоты легко расщепляются дальше до СО2 и Н2О (например, аланин превращается в ПВК (путем дезаминирования; аспартат - в ЩУК; глутаминовая кислота - в альфа-кетоглутаровую).

59. Органический состав плазмы крови. Остаточный азот. Азотемия, продукционная и ретенционная.570)
Орг.состав
🩸Альбумины-55-60% белков плазмы приходится,благодаря высокой гидрофильности играют роль в поддержании онкологического давления крови.если Концентрация альбуминов в сыворотке ниже 30г/л вызывает изменения онк.давления и приводит к возникновению отеков.+выполняют функцию транспорта многих БАВ(гормонов); способны связываться с ХС,желчными пигментами.
🩸Глобулины.Сывороточные глобулины при высаживании нейтральными солями делят на 2 фракции-эуглобулины и псевдоглобулины.
Иммуноглобулины или антитела синтезируются бетта-лимфоцитами.Есть 5 классов их:IgG,A,M,-основные, и D,E.Иммуногл молекула состоит из 2 легких и 2 тяжёлых цепей и при помощи дисульфидной связи обр тетрамер.Каждая цепь разделена на спец домены.
Функции: определяют иммунные свойства организма; определяют свертываемость крови; участвуют в переносе железа и в других процессах.

🩸липопротеины-этовысокомолекводораствчастицы,комплекс белков и липидов,которые Формируют поверхностный гидрофильный слой, Который окружает и защищает внутреннем гидрофобную липидную сферу от водной среды и обеспечивает транспорт липидов крови и их доставку в органы и ткани.
Плазменные ЛП-сложные комплексные соединения,строение:Внутри липопротеиновой частицы Находится жировая капля (ядро), Содержит неполярныелипиды(эстерифицированныйХС,триглицериды; Жировая капля окружена оболочкой, в состав которой входят фосфолипиды,белой и свободный ХС.
Классифицикация:
•Хиломикроны-Самые крупные частицы,на поверхности мало белков
•ЛПОНП-Крупные частицы, в ядре ТАГ,на поверхности мало белков
•ЛПНП-В ядре много Эфиров холестерина
•ЛПВП-Маленькая сердцевина и выраженный поверх слой(много белков и ФЛ)
•промежуточной плотности
В состав ЛП входят 1 или несколько различных белков или пептидов,кот называют АПОБЕЛКАМИ.(А,С,В,Е),нет из которых являются гликопротеинами.
Функции:•структурная - для ЛП
•НАПРАВЛЕННЫЙ транспорт ЛП и взаимодействие со специфич рецепторами клет.мембран
•регуляция активности ферментов лиричного обмена
🩸трансферрин-относится к бетта-глобулинам и обладает способностью соед с железом.Комплекс трансферрина с Fe окрашен в оранжевый цвет.в этом комплексе железо нах в 3-ех валентной форме.
🩸Церулоплазмин-голубоватый цвет,в составе имеет 0,32% меди,окисляет вит С,адреналин,ДОФА.Его содержание повышено при беременности,инфекции,лейкозе,циррозе печени.
🩸с-реактивный белок или белой «острой фазы»- в здоровом человеке отсутсвует,но обнаруживается при многих пат состояниях,сопровождвоспалением,некрозом тканей.
🩸криоглобулин-в сыворотке здоровых людей отсут,появляется при пат состояниях.(циррозе печени,ревматизме,нефрозе),может выпадать в осадок или желанитироваться при t ниже 37. Распр в соед ткани.
🩸интерферон-синтез-ся в клетках организма в ответ на воздействие вирусов.-угнетает размножение вирусов в клетках,но не разрушает уже имеющиеся вирусы.
небелковый азот крови (который выключает азот мочевины,мочевой кислоты,креатина,креатинина,аммиака,билирубин,гистамин) называют остаточным азотом,то есть остающимся в фильтрате после осаждения белков.у здорового человека колебания в содержании остаточного азота незначительны и в основном зависит от поступающих с пищей белков.
При пат.состояний уровень небелкового азота повышается - это азотемия.В зависимости от того,от какой причины вызывается делят на ретенционную и продукционную.
1.развивается в рез-те недостаточного выделения с мочой азотсодержащих продуктов при норм.поступлении их в кровь.Она подразделяется на почечную и внепочечную.
•при почечной концентр остаточного азота в крови увелич из-да ослабления экскреторной функции почек(за счёт мочевины).
•внепочечнаявозн в рез-те тяжелой недостаточности кровообращения,снижается АД.
2.развив при избыточном поступлении азотсодерж продуктов в кровь из-за усиленного распада белков при обширных воспалениях,ожогов.

60. Основные углеводы животных, их содержание в тканях, биологическая роль.
Гликоген – главный резервный полисахарид высших животных и человека, построенный из остатков D-глюкозы. Эмпирическая формулагликогена, как икрахмала, (С6Н10О5)n.Гликоген содержится практически во всех органах и тканях животных и человека; наибольшее количество обнаружено впечении мышцах. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1–>4-гликозидными связями. При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и потом глюкозы.

Различают 6 основных классов гликозаминогликанов. Каждый из гликозаминогликанов содержит характерную для него повторяющуюся дисахаридную единицу: либо глюкуроновую, либо идуроновуюкислоту.
Роль: Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.

Протеогликаны образуют основное вещество внеклеточного матрикса. В отличие от простых гликопротеинов, которые содержат только несколько % углеводов,протеогликаны могут содержать до 95% (и более)углеводов.
Роль: играют роль и межтканевых прослоек и служат смазочным материалом в суставах.

Крахмал- наиболее важный углеводный компонент пищевого рациона. Это резервный полисахарид растений, содержащийся в наибольшем количестве в зёрнах злаков (пшеница, кукуруза, рис,луковицах, стеблях,(в картофеле).-состоящий из остатков глюкозы (гомогликан). состоит из амилозы и амилопектина. Амилоза - неразветвлённый полисахарид из остатков глюкозы, связанных α-1,4-гликозидной связью. Амилопектин имеет разветвлённую структуру. В местах ветвления остатки глюкозы соединены α-1,6-гликозидными связями.

В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстрины.

Биологическое значение углеводов:
•Резервно-энергетическая – глюкоза способна откладываться в виде крахмала (растительные клетки) или в виде гликогена(животные клетки).
•Защитно-механическая – основное вещество трущихся поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках (гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны),
•Опорно-структурная – целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов,
•Гидроосмотическая и ионрегулирующая – гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и удерживают Н2О, ионы Са2+, Mg2+, Na+ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,
•Кофакторная – гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови (участие в обмене липопротеинов) и фермента антикоагулянтной системы крови – антитромбина III.