16-17-36-73-76-18

16. Основные физико–химические свойства белков и методов количественного определения белков в биологических объектах.
Наиболее характерными физико-химическими свойствами белков являются высокая вязкость растворов, незначительная диффузия, способность к набуханию в больших пределах, оптическая активность, подвижность в электрическом поле, низкое осмотическое давление и высокое онкотическое давление, способность к поглощению УФ-лучей при 280 нм (это свойство, обусловленное наличием в белках ароматических аминокислот, используется для количественного определения белков). Белки, как и аминокислоты, амфотерны благодаря наличию свободных NH2- и СООН-групп. Для них характерны все свойства кислот и оснований. В зависимости от реакции среды и соотношения кислых и основных аминокислот белки в растворе несут или отрицательный, или положительный заряд, перемещаясь к аноду или катоду. Это свойство используется при очистке белков методом электрофореза. Белки обладают явно выраженными гидрофильными свойствами. Растворы белков имеют очень низкое осмотическое давление, высокую вязкость и незначительную способность к диффузии. Белки способны к набуханию в очень больших пределах. С коллоидным состоянием белков связан ряд характерных свойств, в частности явление светорассеяния, лежащее в основе количественного определения белков методом нефелометрии. Молекулы белка не способны проникать через полупроницаемые искусственные мембраны (целлофан, пергамент, коллодий), а также биомембраны растительных и животных тканей. 1. Осаждение белка из раствора может быть достигнуто многими разнообразными приемами. Реакциями осаждения пользуются для обнаружения белка в растворе, для разделения белковых фракций, а также для получения безбелковых фильтратов. Для осаждения белка нужно лишить его факторов, удерживающих его в растворе, используя различные агенты, снижающие заряд или разрушающие гидратную оболочку белковой частицы. Процесс денатурации белка сводится к разрушению нативной вторичной и третичной структуры белка, при этом белковая молекула, как правило, теряет свои биологические свойства. 2. Осаждение белка при нагревании. Почти все белки денатурируют при нагревании (5055° С и выше). Механизм тепловой денатурации связан с перестройкой структуры белковой молекулы, в результате которой белок теряет свои нативные свойства, уменьшается его растворимость (уменьшение гидрофильных свойств ведет к нарушению гидратной оболочки). Присутствие солей и концентрация водородных ионов играют важную роль в выпадении в осадок денатурированного при нагревании белка. Белки, обладающие кислыми свойствами, осаждают в слабокислой среде, белки, обладающие щелочными свойствами, в слабощелочной среде. 3. Осаждение белка концентрированными минеральными кислотами. 4. Осаждение белка органическими кислотами. 5. Осаждение белка алкалоидными реактивами. 6. Осаждение белка солями тяжелых металлов.

17. Биосинтез мочевины. Связь орнитинового цикла с превращениями фумаровой и аспарагиновой кислот: происхождение атомов азота мочевины. Нарушения синтеза и выведения мочевины. Гипераммониемия.
Основным механизмом обезвреживания аммиака в организме является биосинтез мочевины. Последняя выводится с мочой в качестве главного конечного продукта белкового, соответственно аминокислотного, обмена. На долю мочевины приходится до 80-85% от всего азота мочи. Основным и, возможно, единственным местом синтеза мочевины является печень. Впервые Г. Кребс вывели уравнения реакций орнитинового цикла мочевинообразования Кребса. На первом этапе синтезируется макроэргическое соединение карбамои л фосфат-метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза пиримидиновых нуклеотидов (соответственно ДНК и РНК) и аргинина (соответственно белка и мочевины).* К настоящему времени открыты три разных пути синтеза карбамоил-фосфата de novo, катализируемые тремя разными ферментами. Первую необратимую реакцию катализирует регуляторный фермент-аммиакзависимая карбамоилфосфатсинтетаза.* Реакция требует затраты двух молекул АТФ, открыта в митохондриях леток печени и используется преимущественно для синтеза аргинина мочевины. В этой реакции в качестве активного стимулирующего аллостерического эффектора действует N-ацетилглутамат. Вторую, также необратимую, реакцию катализирует глутаминзависимая карбамоилфосфатсинтетаза*. Данная реакция открыта в цитозоле клеток животных и требует наличия ионов Mg . Следует указать, что благодаря включению гидролитической стадии она используется преимущественно для синтеза пиримидиновых нуклеотидов (см. далее). Фермент широко распространен в клетках животных. Третью обратимую реакцию катализирует карбаматкиназа. На втором этапе цикла мочевинообразования происходит конденсация карбамоилфосфата и орнитина с образованием цитруллина; реакцию катализирует орнитин-карбамоилтрансфераза. На следующей стадии цитруллин превращается в аргинин в результате двух последовательно протекающих реакций. Первая из них, энергозависимая,- это конденсация цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината (эту реакцию катализирует аргининосукцинат-синтетаза). Аргининосукцинат распадается в следующей реакции на аргинин и фумарат при участии другого фермента- аргининосукцинатлиазы. На последнем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием аргиназы. Суммарная реакция синтеза мочевины без учета всех промежуточных продуктов может быть представлена в следующем виде: СO2+NH3+3АТФ+2Н2О+АСПАРТАТ->МОЧЕВИНА + 2АДФ +АМФ+ ФУМАРАТ +2PI +PPI. Данная реакция сопровождается снижением свободной энергии = 40 кДж), поэтому процесс всегда протекает в направлении синтеза мочевины. Аминоацидурия. Качественный и количественный состав аминокислот мочи человека имеет, прежде всего, диагностическое значение, поскольку некоторые болезни человека возникают вследствие первичного нарушения обмена отдельной аминокислоты или группы аминокислот. Встречаются наследственные дефекты всасывания аминокислот в почках. Одним из хорошо известных заболеваний считается цистиноз, который рядом авторов отождествляется с синдромом Абдергальдена - Фанкони как по клиническим и биохимическим проявлениям, так-и по характеру наследственной передачи болезни. Цистинурия - эта врожденная аномалия обмена обусловлена полным блокированием реабсорбции цистина и частичным нарушением всасывания трех других аминокислот в почках. При наследственном пороке обмена- гепатоцеребралъной дистрофии (болезнь Вильсона), помимо генерализованной (общей) гипераминоацидурии, отмечаются снижение концентрации медьсодержащего белка церулоплазмина в сыворотке крови и отложение меди в мозге, печени, почках. Аналогичная гипераминоацидурия наблюдается при галактоземии, синдроме Лоу и других наследственных заболеваниях. Пониженная экскреция аминокислот описана при квашиоркоре. Фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения) развивается, как результат потери способности организма синтезировать фенилаланин-4- онооксигеназу, катализирующую превращение фенилаланина в тирозин. Характерные особенности болезни-резкое замедление умственного развития ребенка, а также экскреция с мочой больших количеств фенилпировиноградной кислоты (до 1 - 2 г/сут) и фенилацетилглутамина.

36. Катаболизм пуриновых нуклеотидов. Образование и выведение мочевой кислоты из организма. Гиперурекимия и подагра.
Содержание небелкового азота в цельной крови и плазме почти одинаково и составляет в крови 15-25 ммоль/л. Небелковый азот крови включает азот мочевины (50% от общего количества небелкового азота), аминокислот (25%), эрготионеина (8%), мочевой кислоты (4%), креатина (5%), креатинина (2,5%), аммиака и индикана (0,5%) и других небелковых веществ, содержащих азот (полипептиды, нуклеотиды, нуклеозиды, глутатион, билирубин, холин, гистамин и др.). Таким образом, в состав небелкового азота входит главным образом азот конечных продуктов обмена простых и сложных белков. Небелковый азот крови называют также остаточным азотом, т. е. остающимся в фильтрате после осаждения белков. У здорового человека колебания в содержании небелкового (остаточного) азота крови незначительны и в основном зависят от количества поступающих с пищей белков. При острой почечной недостаточности концентрация мочевины в крови достигает 50-83 ммоль/л (норма 3,3-6,6 ммоль/л). Нарастание содержания мочевины в крови до 16- 20 ммоль/л (в расчете на азот мочевины) является признаком нарушения функции почек средней тяжести, до 35 ммоль/л-тяжелым и свыше 50 ммоль/л-очень тяжелым нарушением с неблагоприятным прогнозом. Иногда определяют отношение азота мочевины крови к остаточному азоту крови (в процентах). (Азот мочевины)/(Остаточный азот) X 100. К важным небелковым азотистым веществам крови относится мочевая кислота. Напомним, что у человека мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых оснований. В норме концентрация мочевой кислоты в цельной крови составляет 0,18-0,24 ммоль/л (в сыворотке крови-около 0,29 ммоль/л). Повышение содержания мочевой кислоты в крови (гиперурикемия)-главный симптом подагры. При подагре уровень мочевой кислоты в сыворотке крови возрастает до 0,5-0,9 ммоль/л и даже до 1,1 ммоль/л. В состав остаточного азота входит также азот аминокислот и полипептидов. В крови постоянно содержится некоторое количество свободных аминокислот.

73. Свертывающая система крови. Внутренний и внешний путь свертывания крови.
Система свертывания крови и фибринолиз - это единая система, которая выполняет следующие функции: 1. Поддержание крови в сосудах в жидком состоянии. 2. Осуществление гемостаза (предотвращение больших кровопотерь). Гемостаз - сложный ферментативный процесс, в результате которого образуется кровяной сгусток. Система свертывания крови - это многокомпонентная система, в состав которой входят белки, фосфолипиды, обломки клеточных мембран и ионы кальция. Компоненты системы свертывания крови принято называть "факторами". Факторы бывают тканевыми, плазменными и тромбоцитарными. Тканевые и плазменные факторы обозначаются римскими цифрами, а тромбоцитарные - арабскими. Если фактор является активным, то за цифрой ставится буква "а". Большинство белков системы свертывания крови обладает ферментативной активностью. Все факторы свертывания крови, кроме фХШ, являются сериновыми протеиназами, которые катализируют реакции ограниченного протеолиза. В ходе реакций свертывания крови все белки-ферменты сначала выступают в роли субстрата, а затем - в роли фермента. Среди белков, участвующих в свертывании крови, есть такие, которые не обладают ферментативной активностью, но специфически ускоряют протекание ферментативной реакции. Они называются параферментами. Это фV и фVIII. Большинство факторов свертывания крови синтезируется в неактивной форме в виде проферментов. Проферменты активируются и их действие направлено на протекание прямой реакции свертывания крови - на превращение фибриногена в фибрин, которой является основой кровяного сгустка. Есть 2 механизма свертывания крови - внешний и внутренний. Внешний механизм запускается с участием внешних (тканевых) факторов, внутренний – при участии факторов, источником которых служит сама кровь, плазма, собственно ферменты и форменные элементы крови. Различают внешний и внутренний механизмы только начальными стадиями до активации протромбина (фI I ). Последующие стадии протекают одинаково и в том, и в другом случаях. Начальные стадии внешнего механизма. Для пуска внешнего механизма необходим первичный сигнал: повреждение тканей (клеток), оказавшихся в контакте с кровью, или эндотелия сосуда. При этом разрушаются клеточные мембраны и из клеток высвобождается тканевой тромбопластин (фШ). Он активирует фVП. Активация фVII, а также все последующие реакции до активации протромбина протекают на матрице, которая состоит из липопротеиновых осколков клеточных мембран. В ходе активации фVII происходит конформационная перестройка его молекулы, в результате формируется активный центр этого белка-фермента. Активный фVIIа образует комплекс с тканевыми фосфолипидами и ионом кальция. Этот комплекс обладает протеолитической активностью и вызывает активацию фактора X. Активный фактор Ха тоже обладает протеолитической активностью и активирует протромбин. Начальные стадии внешнего механизма. Начальные стадии внутреннего механизма называются "контактная фаза" или "контактная стадия". Происходит контакт фXII с чужеродной поверхностью (например, игла шприца, лезвие ножа, стекло). В результате происходит конформационная перестройка фХII и он активируется - переходит в фХIIа Активация фХII, а также последующие, реакции внутреннего механизма, так же, как и при внешнем механизме, протекают на матрице - тромбопластине, который освобождается при разрушении тромбоцитов. Xlla действует на XI, превращая его в Х1а. Х1а действует на ф1Х (обязательно в присутствии ионов кальция!), и переводит его в ф1Ха. ф1Ха образует комплекс с тромбоцитарными фосфолипидами, ионами кальция и параферментом - фVIIIа. В составе этого комплекса ф1Ха обладает протеолитической активностью и переводит фХ в фХа. Следующие стадии, начиная с активации протромбина (ф!1), протекают одинаково для обоих механизмов свертывания крови.

76. Основные антикоагулянты крови: антитромбин III, макроглобулин, антиконвертин. Антикоагулянтный путь.
АНТИКОАГУЛЯНТЫ. Естественные антикоагулянты синтезируются в тканях и поступают в кровь, где препятствуют активации факторов свертывания крови. К ним относятся ГЕПАРИН, АНТИТРОМБИН-III и альфа-2-МАКРОГЛОБУЛИН. ГЕПАРИН предотвращает активацию некоторых факторов, но непосредственно на них не действует. Гепарин способен активировать АНТИТРОМБИН-Ш. Обладая высоким отрицательным зарядом, гепарин связывается с катионными участками антитромбина- III. В результате изменяется конформация антитромбина- III и он приобретает способность инактивировать сериновые протеиназы. альфа-2-МАКРОГЛОБУЛИН - эндогенный ингибитор протеаз, в том числе многих ферментов, участвующих в работе системы свертывания крови и фибринолиза (тромбин, плазмин). Работа параферментов контролируется СИСТЕМОЙ ПРОТЕИНА "С". Протеин "С" -это гликопротеин, который содержит карбоксиглутаминовую кислоту, его синтез зависит от витамина "К". Существует в крови в виде профермента, активируется тромбином. Активный протеин "С" активирует фV и фVIII, переводя их в фVа и фVIIIа путем ограниченного протеолиза. В плазме крови есть эндогенный ингибитор протеина "С". Считается, что система свертывания крови работает всегда: одновременно происходит образование и растворение фибриновых сгустков благодаря тому, что работа системы свертния крови уравновешивается работой системы фибринолиза. Фибринолиз - это расщепление фибринполимера на отдельные пептиды, которое катазируется ПЛАЗМИНОМ. Плазмин - сериновая протеиназа, способен гидролизовать фибрин, фибриноген и др. Сам плазмин образуется из плазминогена под действием АКТИВАТОРА ПЛАЗМИНОГЕНА. Тканевой активатор плазминогена неактивен до тех пор, пока не вступит в контакт с фибрином. Контактируя с фибрином, он приобретает способность активировать плазминоген. Когда фибрин будет гидролизован плазмином, активатор плазминогена теряет свою активность. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ И ФИБРИНОЛИЗА: 1. Это многокомпонентная система, в которой продукт предыдущей реакции служит ферментом для следующей. 2. Система свертывания крови – это разветвленная мультиферментная система, работающая по принципу каскадности (усиление первично слабого сигнала). 3. Оба механизма свертывания сливаются на уровне активации протромбина – это единая система, потому что активация одного механгизма приводит к включению другого. 4. Система саморегулируется по принципу обратной связи.

18. Взаимосвязь процессов обмена веществ в организме. В виде схемы представить примеры взаимных переходов отдельных структурных элементов белков, жиров, углеводов в процессе их превращения и обмена.
Живой организм и его функционирование находятся в постоянной зависимости от окружающей среды. Интенсивность обмена с внешней средой и скорость внутриклеточных процессов обмена веществ поддерживают постоянство внутренней среды и целостность организма. Обмен веществ в организме человека протекает, интегрировано и тонко настроено. В организме человека, как и в живой природе, вообще, не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма. Существует четыре главных этапов распада молекул углеводов, белков и жиров, которые интегрируют образование энергии из основных пищевых источников. На I этапе полисахариды расщепляются до моносахаридов (обычно гексоз); жиры распадаются на глицерин и высшие жирные кислоты, а белки - на составляющие их свободные аминокислоты. На II этапе мономерные молекулы (гексозы, глицерин, жирные кислоты и аминокислоты) подвергаются дальнейшему распаду, в процессе которого образуются богатые энергией фосфатные соединения и ацетил-КоА. В частности, при гликолизе гексозы расщепляются до пировиноградной кислоты и далее до ацетил-КоА. Этот процесс сопровождается образованием ограниченного числа богатых энергией фосфатных связей путем субстратного фосфорилирования. На III этапе ацетил-КоА (и некоторые другие метаболиты, например а-кетоглутарат, оксалоацетат) подвергаются окислению («сгоранию») в цикле ди- и трикарбоновых кислот Кребса. Окисление сопровождается образованием восстановленных форм НАДН + Н+ и ФАДН2. На IV этапе осуществляется перенос электронов от восстановленных, нуклеотидов на кислород (через дыхательную цепь). Он сопровождается образованием конечного продукта-молекулы воды. Этот транспорт электронов сопряжен с синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Помимо прямых переходов метаболитов этих классов веществ друг в друга, существует тесная энергетическая связь, когда энергетические потребности могут обеспечиваться окислением какого-либо одного класса органических веществ при недостаточном поступлении с пищей других

15

Приложенные файлы

  • doc 23715305
    Размер файла: 59 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий