Билет № 32

1 Вопрос. Белки — непериодические полимеры, мономерами которых являются α-аминокислоты. Обычно в качестве мономеров белков называют 20 видов α-аминокислот, хотя в клетках и тканях их обнаружено свыше 170. В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме человека и других животных, различают: заменимые аминокислоты — могут синтезироваться; незаменимые аминокислоты — не могут синтезироваться. Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм вместе с пищей. Растения синтезируют все виды аминокислот.

В зависимости от аминокислотного состава, белки бывают: полноценными — содержат весь набор аминокислот; неполноценными — какие-то аминокислоты в их составе отсутствуют. Если белки состоят только из аминокислот, их называют простыми. Если белки содержат помимо аминокислот еще и неаминокислотный компонент (простетическую группу), их называют сложными. Простетическая группа может быть представлена металлами (металлопротеины), углеводами (гликопротеины), липидами (липопротеины), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеины). Строение аминокислот:

Все аминокислоты содержат: 1) карбоксильную группу (–СООН), 2) аминогруппу (–NH2), 3) радикал или R-группу (остальная часть молекулы). Строение радикала у разных видов аминокислот — различное. В зависимости от количества аминогрупп и карбоксильных групп, входящих в состав аминокислот, различают: нейтральные аминокислоты, имеющие одну карбоксильную группу и одну аминогруппу; основные аминокислоты, имеющие более одной аминогруппы; кислые аминокислоты, имеющие более одной карбоксильной группы. Аминокислоты являются амфотерными соединениями, так как в растворе они могут выступать как в роли кислот, так и оснований. В водных растворах аминокислоты существуют в разных ионных формах.

Пептиды — органические вещества, состоящие из остатков аминокислот, соединенных пептидной связью. Образование пептидов происходит в результате реакции конденсации аминокислот. При взаимодействии аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой между ними возникает ковалентная азот-углеродная связь, которую и называют пептидной. В зависимости от количества аминокислотных остатков, входящих в состав пептида, различают дипептиды, трипептиды, тетрапептиды и т.д. Образование пептидной связи может повторяться многократно. Это приводит к образованию полипептидов. На одном конце пептида находится свободная аминогруппа (его называют N-концом), а на другом — свободная карбоксильная группа (его называют С-концом).

2 Вопрос. Аэробный прямой распад глюкозы представляет собой пентозофосфатный путь.

Пентозофосфатный путь (фосфоглюконатный) – это процесс прямого окисления глюкозы до рибулозо –5 фосфата (пентозы) с использованием НАДФ в качестве окислителя. Это прямое окисление глюкозы без предварительного расщепления на две триозы.

ПФП позволяет превратить рибулозо–5-фосфат в промежуточные продукты гликолиза. Первая реакция – дегидрирование глюкозо-6-фосфата при участии фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и кофермента НАДФ+. Образовавшийся в ходе реакции 6-фосфоглюконо-d-лактон – соединение нестабильное и с большой скоростью гидролизуется с образованием 6-фосфоглюконовой кислоты (6-фосфоглюконат). Вo второй – окислительной реакции, катализируемой 6-фосфоглюконатдегидрогеназой (декарбоксилирующей), 6-фосфоглюконат дегидрируется и декарбоксилируется. В результате образуется фосфорилированная кетопентоза- D-рибулозо-5-фосфат и еще 1 молекула НАДФН. Под действием соответствующей эпимеразы из рибулозо-5-фосфата может образоваться другая фосфопентоза-ксилулозо-5-фосфат. Кроме того, рибулозо-5-фосфат под влиянием особой изомеразы легко превращается в рибулозо-5-фосфат. Между этими формами пентозофосфатов устанавливается состояние подвижного равновесия. При определенных условиях пентозофосфатный путь на этом этапе может быть завершен. Однако при других условиях наступает так называемый неокислительный этап (стадия) пентозофосфатного цикла. Реакции этого этапа не связаны с использованием кислорода и протекают в анаэробных условиях. При этом образуются вещества, характерные для первой стадии гликолиза (фруктозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-бисфосфат, фосфотриозы), а другие - специфические для пентозофосфатного пути. Основными реакциями неокислительной стадии пентозофосфатного цикла являются транскетолазная и трансальдолазная. Эти реакции катализируют превращение изомерных пентозо-5-фосфатов. На каждую молекулу лактата при глюконеогенезе расходуется 3 молекулы АТФ (точнее, 2 АТФ и 1 ГТФ) и, поскольку для образования глюкозы необходимо 2 молекулы лактата, суммарный процесс глюконеогенеза опимывается:

2 лактата + 6 АТФ + 6 Н2О → глюкоза + 6 АДФ + 6 Н3РО4.

3 Вопрос. В клетках жировой ткани происходит расщепление триглицеридов под воздействием липолитических тканевых ферментов. Липиды жировой ткани активизируются циклической аденозинмонофосфорной кислотой (она образуется из АТФ при участии фермента аденилатциклазы). Циклическая АМФ активирует фермент протеинкиназу. Протеинкиназа является конечным звеном в цепи передатчиков пусковой роли гормонов — регуляторов жирового обмена на липолитические ферменты жировой ткани.

Расщепление жиров до конечных продуктов — глицерина и жирных кислот — является источником энергии для процессов жизнедеятельности организма. Свободные жирные кислоты и глицерин попадают в кровь и служат первичным материалом для биосинтеза триглицеридов.

Особую роль в жировом обмене играют фосфатиды и стерины которые входят в структуру клеточной оболочки, а также ядерного вещества и цитоплазмы. Особенно богата фосфатидами нервная ткань. Синтез фосфатидов происходит в стенке тонкого кишечника и в печени из нейтральных жиров, фосфора и холина. При недостатке холина или аминокислоты метионина синтез фосфатидов нарушается.

Большой физиологической активностью отличаются производные жирового обмена — стерины. Из холестерина образуются жирные кислоты, а эргокальциферол (витамин D) участвует в регуляции обмена фосфора и кальция. Недостаток витамина D приводит к уменьшению содержания фосфора и кальция в костях, к размягчению костей. Конечным этапом жирового обмена является выделение продуктов неполного обмена. Основной путь — экскреция сальных и потовых желез. В сутки выделяется от 5 до 15 мг жирных кислот.

4 Вопрос. В состав кости входит 99% всего Са организма, 87% фосфора, 60% магния, 25% натрия. Са в костях находится в форме минерала, гидроксиапатита. Костный матрикс состоит из ориентированных в одном направлении коллагеновых волокон. На коллагеновых волокнах находятся кристаллы гидроксиапатита. Для костного коллагена характерно высокое содержание свободных эксилоаминогрупп лизиновых и оксилизиновых остатков. В кости имеются различные белковые компоненты: это костный кислый протеин – он аккамулирует фосфаты и костный сиалопротеин – он содержит комплекс, который называется RGD-участок. В этот участок входят аминокислоты: аргинин, глицин, аспартат. За счет этого участка происходит связывание с белками плазматической мембраны и межклеточного матрикса. Остеокльцит – содержит большое количество остатков глутамата. Он способствует связыванию Са в костях. Прочто вязан с кристаллами гидроксиапатитов. Остеонектин – связывается с гидроксиапатитом. Остеопантин – также содержит RGD последовательность. Кроме того, он способен связываться с гидроксиапатитами. Кроме белков в состав входят липиды: фосфодилсерин – к ОН группе серина присоединяется Са. В костном матриксе высокая концетрация цитрата. Цитрат необходим для минерализации костной ткани. Он образует комплексы с солями Са и Р. Это даёт возможность повышения концентрации в тканях такого уровня, при котором может начаться присталлизация и минерализация.