Ім'я файлу: 9 завдання хімія.docx
Розширення: docx
Розмір: 708кб.
Дата: 30.03.2021
скачати
Пов'язані файли:
Joystick.docx
звіт МАУ репоз.doc
БухОблікРеферат.docx
Розширення: docx
Розмір: 708кб.
Дата: 30.03.2021
скачати
Пов'язані файли:
Joystick.docx
звіт МАУ репоз.doc
БухОблікРеферат.docx
Джерела утворення аміаку. Катаболізм амінокислот у тканинах проходить постійно зі швидкстю приблизно 100 г/добу у результаті чого звільняється аміак, концентрація якого у крові становить 0,4 – 0,7 мг/л (25 – 40 мкмоль/л).
Основними джерелами аміаку в організмі є:
Дезамінування амінокислот ( непряме, окиснювальне);
Окиснювальне дезамінування біогенних амінів (гістаміну, серотоніну тощо);
Дезамінування пуринових основ (гуаніну і аденіну);
Дезамінування амідів амінокислот (аспарагіну і глутаміну);.
Розпад піримідинових основ (урацилу, тиміну, цитозину).
1.1 Основним джерелом утворення аміаку в тканині головного мозку є реакція гідролітичного дезамінування АМФ до інозинмонофосфату (ІМФ), що каталізується ферментом аденозиндезаміназою:
+Аміак, який вивільняється, знешкоджується в результаті глутамінсинтетазної реакції, утворюючи з глутамату глутамін, який виводиться з головного мозку.
Механізми знешкодження аміаку. У тканинах людського організму існують механізми знешкодження аміаку, до яких належать:.
1) утворення сечовини;
2) відновне амінування або трансреамінування;
3) утворення амідів амінокислот – аспарагіну та глутаміну;
4) утворення амонійних солей.
+Молекулярними формами транспорту аміаку з органів і тканин, де він утворюється (м'язів, головного мозку, кишки тощо), є глутамін (амід глутамінової кислоти) та аланін (рис. 6.6). Концентрація глутаміну та аланіну в плазмі крові людини значно перевищує вміст інших амінокислот.
1.2 Перенесення аміаку від периферійних тканин до печінки та нирок здійснюється у вигляді глутаміну, який є нейтральною нетоксичною речовиною, що легко проходить через клітинні мембрани. У мозку дія глутамінсинтетази поєднується з дією глутаматдегідрогенази, що фкнкціонує у напрямку синтезу глутамату із α-кетоглутарату:
У транспорті аміаку із м'язів до печінки бере участь нейтральна амінокислота – аланін, яка утворюється за рахунок переамінування між піруватом і глутаматом під дією аланінамінотрансферази:
Синтез сечовини
На першому етапі відбувається утворення аргініну в декілька стадій.
1.Утворення карбамоїлфосфату за участю 2 молекул АТФ:
Дхерелом першого атома азоту в сечовині виступає аміак, що зв'язується в печінці з СО2 з утворенням карбaмоїлфосфату. Реакція каталізується карбамоїлфосфатсинтетазою. .
2. Перенесення карбамоїльної групи на орнітин з утворенням цитруліну (фермент – орнітинкарбамоїлтрансфераза):
Перші дві реакції відбуваються в мітохондріях гепатоцитів. Потім утворений цитрулін транспортується у цитозоль, де здійснюються наступні перетворення.
3. Акцептування другої аміногрупи шляхом взаємодії цитруліну з аспартатом (фермент — аргініносукцинатсинтетаза):
У реакції затрачається одна молекула АТФ, аспартат виступає джерелом другого атома азоту
4. Розщеплення аргініносукцинату під дією ферменту аргініносукцинатліази; продуктами реакції є аргінін – безпосередній попередник сечовини та фумарат:
Утворенням аргініну завершується перший етап синтезу сечовини.
Другий етап полягає в гідролізі аргініну при дії ферменту аргінази з утворенням сечовини та регенерацією орнітину (завершення метаболічного циклу):
Утворений орнітин взаємодіє з новою молекулою карбамоїлфосфату і цикл замикається.
+Оскільки окиснювальне дезамінування глутамату відбувається в мітохондріях, а ферменти орнітинового циклу розподілені між мітохондріями та цитозолем, тому необхідне трансмембранне перенесення глутамату, цитруліну та орнітину з допомогою специфічних транслоказ. На схемі (рис. 6.7) показані шляхи включення атома азоту двох різних амінокислот (амінокислота1 і амінокислота2) в молекулу сечовини: одна аміногрупа – у вигляді аміаку в матриксі мітохондрії; другу аміногрупу постачає аспартат із цитозолю.
2.1
Цикл сечовини відбувається майже винятково у печінці, звідки його кінцевий продукт — сечовина — транспортується кров'ю до нирок, де відбувається її екскреція із сечею
2.2 Молекулярними формами транспорту аміаку з органів і тканин, де він утворюється (м'язів, головного мозку, кишки тощо), є глутамін (амід глутамінової кислоти) та аланін (рис. 6.6). Концентрація глутаміну та аланіну в плазмі крові людини значно перевищує вміст інших амінокислот.
Глутамінсинтезується з глутамату в АТФ-залежній реакції, яка каталізується глутамінсинтетазою:
Перенесення аміаку від периферійних тканин до печінки та нирок здійснюється у вигляді глутаміну, який є нейтральною нетоксичною речовиною, що легко проходить через клітинні мембрани. У мозку дія глутамінсинтетази поєднується з дією глутаматдегідрогенази, що фкнкціонує у напрямку синтезу глутамату із α-кетоглутарату:
Із мозку глутамін легко дифундує в кров або спинномозкову рідину, усуваючи при цьому дві молекули токсичного аміаку. У печінці та нирках глутамін під дією глутаміназигідролізує до глутамату і вільного аміаку:
+У транспорті аміаку із м'язів до печінки бере участь нейтральна амінокислота – аланін, яка утворюється за рахунок переамінування між піруватом і глутаматом під дією аланінамінотрансферази:
У нирках — глутаміназна реакція є основним джерелом утворення іону амонію (NH4+), який екскретується з сечею у вигляді його солей приблизно 0,5 г на добу (солі амонію містять приблизно 6 % всього азоту сечі).
Іон амонію зв'язується з аніоном СІ- і виводиться з сечею.
2. 3
2.4 карбамоїлфосфатсинтетаза II.
Цей фермент широко зустрічається в тканинах людини і
використовує глутамін як субстрат.
Його продукт використовується для синтезу піримідинового
нуклеотиду.
Орнітинкарбамоїлтрансфераза, яка каталізує конденсацію
карбамоїлфосфату з орнітином, також є мітохондріальної, в той
час як інші реакції циклу сечовини є цитоплазматическими.
У цитоплазмі аргінінукцинатсинтетаза каталізує конденсацію
цитруллина і аспартату.
Спадкові порушення синтезу сечовини виявляють при недостатньому утворенні
аргінінсукцінатліази (аргінінсукцінатурія), карбамоїлфосфатсинтетази і орнітінкарбамоїлтрансферази
(амоніємії), а також аргінінсукцінатсинтетази (цітруллінурія).
3.1
3. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти
3.2 Глюкогенні амінокислоти
L-Амінокислоти, що метаболізуються в циклі трикарбонових кислот (рис. 18.1), можуть включати свої вуглецеві скелети в молекули глюкози. Ці амінокислоти, використання яких у синтезі глюкози реалізується після їх входження в ЦТК через ацетил-КоА, α-кетоглутарат, сукциніл-КоА та фумарат, отримали назву глюкогенних амінокислот.
3.3 Кетогенні амінокислоти
Дві L-амінокислоти включаються в катаболізм тільки через ацетоацетил-КоА, який у клітинах печінки може перетворюватися на кетонові тіла ацетоацетат та β-гідроксибутират. Це — кетогенні амінокислоти. Деякі амінокислоти віддають свої вуглецеві фрагменти на утворення як глюкози, так і кетонових тіл (таблиця 18.1).
4.1
Реакція синтезу гліцину із серину каталізується ферментом сериноксиметилтрансферазою, коферментом якої є Н4-фолат:
Далі відбувається окиснення гліцину до діоксину вуглецю та аміаку.
Із гліцину може знову синтезуватися серин, а із серину шляхом дезамінування –піровиноградна кислота, яка потім вступає у низку реакцій розщеплення та біосинтезу, зокрема вуглеводів.
Біологічна роль
Гліцин входить у склад гормону інсуліну, білка щитоподібної залози — тиреоглобуліну, альбумінів і глобулінів сироватки крові, гемоглобіну, ферменту пепсину, казеїногену молока, кератину волосся, білка сполучної тканини колагену та інших. В організмі людини гліцин використовується для біосинтезу жовчних кислот (глікохолевої, глікодезоксихолевої), екстрактивної речовини м’язів — креатину, виконує важливу роль в окиснювально-відновних процесах (рис. 6.8). Ця амінокислота також необхідна для знешкодження в печінці продуктів гниття білків, які всмокталися з кишки
4.2
4.3 Фізіологічно активні сполуки, які інгібують дигідрофолатредуктазу, а, отже, і біосинтетичні реакції за участю Н4-фолату, можуть застосовуватися як протипухлинні засоби. Так, наприклад, Метотрексат і Аміноптерин затримують поділ клітин злоякісник пухлин, блокуючи синтез тимідилату дДТМФ оскільки мають подібність до частини молекули фолієвої кислоти, діють у біохімічних реакціях як її структурні аналоги і, у зв’язку з цим, протидіють регенерації Н4-фолату.
5.1
5.2
5.3
Біохімічно активною формою метіоніну, тобто безпосереднім донором –СH3-групи в реакціях трансметилювання, є S-аденозилметіонін, який синтезується в організмі людини з метіоніну при дії ферменту метіонінаденозилтрансферази.S-аденозилметіонін, що втрачає активну метильну групу в реакціях метилування біомолекул, перетворюється на S-адинозилгомоцистеїн, а далі на гомоцистеїн і знову на метіонін. Оскільки відбувається втрата метіоніну в карболітичних реакціях (через утворення сукциніл-КоА), функціонування цього циклу активного метилу залежить від постійного надходження метіоніну як незамінної амінокислоти з їжею.
5.4
6.1
6.2
Коензими вітамінів Н та В12у метаболізмі амінокислот
Сукциніл-КоА є пунктом вступу в цитратний цикл двох розгалужених амінокислот — валіну, ізолейцину та переносника метильних груп амінокислоти метіоніну (рис. 18.1).
Катаболізм цих трьох амінокислот дивергує шляхом утворення спільних інтермедіатів пропіоніл-КоА та метилмалоніл-КоА. Перетворення пропіоніл-КоА, який також утворюється при β-окисленні жирних кислот з непарною кількістю атомів вуглецю, складають значний біохімічний інтерес:
- реакція (1) каталізується пропіоніл-КоА-карбоксилазою — біотин (вітамін Н)-залежним ферментом, механізм дії якого є аналогічним для каталітичної дії карбоксилаз, що приєднують СО
Ads by optAd360
2 до ацетил-КоА (в реакції утворення малоніл-КоА) та пірувату (в реакції утворення оксалоацетату);
- реакція (2) каталізується ферментом метилмалоніл-КоА-мутазою, коензимом якого є коферментна форма вітаміну В12-дезоксиаденозилкобаламін.
Як уже зазначалося (глава 6, п. 6.3.) вітамін В12 утворює два коензими: метилкобаламін та дезоксиаденозилкобаламін. У тканинах ссавців ці коферментні форми вітаміну В12 беруть участь у двох ферментних реакціях:
1) метилюванні гомоцистеїну з утворенням метіоніну — коферментом є метилкобаламін як переносник метильної групи в реакції метіоніну з N5-метил-Н4-фолатом (див. вище);
2) ізомеризації метилмалоніл-КоА до сукциніл-КоА — каталітичну функцію виконує дезоксиаденозилкобаламін як коензим метилмалоніл-КоА-мутази; механізм реакції полягає у внутрішньомолекулярному обміні двох хімічних груп, що сполучені із сусідніми атомами вуглецю — атомами водню та радикалу, який може бути заміщеним вуглеводнем, гідроксильною або аміногрупою:
6.3 ХСКС викликана дефіцитом комплексу дегідрогенази альфа-кетокислот з розгалуженим ланцюгом (BCKDC), внаслідок чого в крові та сечі відбувається накопичення амінокислот з розгалуженим вуглецевим ланцюгом (лейцину, ізолейцину і валіну) та токсичних продуктів їхнього метаболізму.
Основні симптоми ХСКС (які проявляються майже одразу після народження):
- поганий апетит,
- блювання,
- зневоднювання,
- млявість,
- гіпотонія,
- судоми,
- гіпоглікемія,
- кетоацидоз,
- опістотонус,
- панкреатит,
- кома і різноманітні неврологічні порушення
Захворювання характеризується наявністю солодкого запаху сечі у маленьких дітей (запах аналогічний запаху кленового сиропу). При народженні у дітей немає жодних видимих ознак захворювання. Проте, якщо розлад не лікувати, то у хворих виникають серйозні пошкодження головного мозку, які можуть призвести до смерті ураженої дитини.
Діагностика: Пренатально можливо встановити дефект ферменту в клітинах амніону.
Дихальний тест з міченим ізотопом C13 для виявлення потреби лейцину.
Проба на переносимість лейцину: перорально лейцин у дозі 150 мг/кг вміст глюкози крові знижується вдвічі, а інсуліну підвищується.
2,4-динітрофенілгідразин в сечі (яскраво червона реакція на BCAA (https://uk.m.wikipedia.org/wiki/BCAA)).
У міжкризовий період рівень амінокислот при інтермітуючій формі в межах норми
7. 1
7.2
7.3 Біологічна роль NO в організмі реалізується шляхом його участі в модуляції таких фізіологічних функцій, як регуляція тонусу гладких м'язів, зокрема вазодилятація, імунні процеси, зменшує силу серцевих скорочень, виступає внутрішньоклітинним месенджером для нейронів мозку, впливає на синтез шаперонів, гальмує агрегацію тромбоцитів, проявляє антиканцерогенну активність. Оксид азоту може зв'язуватися з іонами заліза гемових та негемових ферментів, а також з іонами міді у складі ферментів, що призводить до порушення їх активності. Оксид азоту може окиснюватися в нітрити, які утворюють мутагенні N-нітрозаміни