Билет18

1.История биоокисления.Кислород как акцептор электронов:обр.воды.,пероксида водорода,радик.форм о2.Роль актив.форм о2 в бактерицидном действии фагоцитир.лейкоцитов.Защитные ферм.СОД,каталаза,глютатионпероксидаза

История:

Теория активации кислорода, она предполагает какой-то механизм активации кислорода, так как кислород в организме является окислителем.

перекисная теория А.Н. Баха в организме есть вещества, которые, взаимодействуя с молекулярным кислородом, образуют перекисные вещества, в которых кислород становится более активным.

Впоследствии кислород в составе перекиси окисляет многие субстраты в организме. В результате к окисленному веществу присоединяется кислород. Эта теория носит частный характер.

теория дегидрирования А.В. Палладина. Согласно ей, вещества окисляются не путём присоединения кислорода, а путём потери атомов водорода. В первую анаэробную фазу окисления происходит перенос атомов водорода с субстрата (RH₂) на акцептор (X) при участии ферментов дегидрогеназ:

В о вторую аэробную стадию окисления атомы водорода переносятся с восстановленного акцептора (ХН₂) на кислород. Акцептор при этом окисляется и повторно участвует в дегидрировании субстрата.

Теория Палладина более универсальна и положена в основу современных представлений о биологическом окислении.

Кислород,как акцептор электронов:

1) О₂ + е- => О_2-^* + Н(+) => НО₂^*

супероксидный гидроксильный

анион-радикал радикал

2) О₂ + 2е => О₂ (-2) + 2Н(+) => Н₂О₂

пероксидный анион-радикал

3) О₂ + 4е => 2О₂ (-2) + 4Н(+) => 2НОН

Супероксидный радикал может участвовать и в образовании еще одной формы активного кислорода:

2О₂^*(-)+2Н(+) <=> О₂ + Н₂О

Особо важную роль в физиологических условиях АФК играют в фагоцитозе

2. При контакте с чужеродными веществами в фагоцитах активируется мембранная флавиновая оксидаза. Под действием её образуются ион-радикалы О_2, вызывающие окисление чужеродного вещества.

3. В фагоцитах активируется фермент миелопероксидаза. Она путём окисления хлоридов через образование НСLО образует атомарный кислород, который окисляет чужеродные вещества, повышает проницаемость мембран фагоцитов и облегчает эндоцитоз.

4. Образующийся из NО сильный окислитель пероксинитрил ONOO так же участвует в фагоцитозе.

5. Пептиды – дефензины формируют в оболочках поглощаемых микроорганизмов дополнительные ионные каналы и способствуют разрушению микроорганизмов.

При фагоцитозе потребление кислорода увеличивается в 2-5 раз, и это явление получило название «окислительный взрыв»

В патологических условиях высокие концентрации активных форм кислорода оказывают токсический эффект, окисляют липиды, белки, нуклеиновые кислоты. Поэтому в организме для разрушения избыточных концентраций активных форм кислорода существует защитная антиокислительная система. Она представлена ферментами и веществами неферментативной природы. К антиоксиданстным ферментам относятся:

• супероксиддисмутаза – разрушает ион-радикал кислорода;

• каталаза – разрушает пероксид;

• глютатионпероксидаза – разрушает пероксидазы при участии пептида глютатиона.

К неферментативным веществам относят: белки, содержащие SH - группы, глютатион, витамины Е, А, С, некоторые гормоны, белки крови (трансферрин, церулоплазмин), селен.

2.Особенности обмена серина,глицина,цистеина,метионина.Значение тетрагидрофолиевой кислоты и вит.в12 в метаболизме одноуглер.радикалов.Недостат.фолиевой кислоты и вит.в12.Механизм бактериостат.действия сульфаниламидных препаратов.

Обмен глицина и серина

Глицин и серин являются источниками одноуглеродных радикалов.

Глицин – заменимая аминокислота. Он широко используется в тканях в следующих процессах:

• синтез гема;

• синтез креатина;

• синтез пуриновых нуклеотидов;

• входит в состав глютатиона;

• участвует в процессах детоксикации;

• переходит в углеводы через образование пирувата;

• служит источником метиленового радикала (СН2 =).

Метиленовый радикал используется для биосинтетических процессов в комплексе с активной формой фолиевой кислоты - тетрагидрофолевой кислотой (ТГФК). Основная реакция распада глицина, ведёт к образованию метилен - ТГФК

Серин – заменимая аминокислота. Используется в многочисленных биосинтетических процессах:

• синтез фосфолипидов (фосфатидилсерин);

• синтез сфингозина и сфинголипидов;

• переходит в углеводы через стадию образования пирувата.

• источник метиленового радикала;

Обмен серосодержащих аминокислот цистеина и метионина

Цистеин и метионин являются источником: серы и метильных групп.

Цистеин при окислении, декарбоксилировании, трансаминировании переходит в таурин и серную кислоту, входит в состав глютатиона, через стадию пирувата может использоваться для синтеза углеводов.

Таурин используется на синтез парных жёлчных кислот и участвует в развитии нейросетчатки, головного мозга у плода и в раннем детском возрасте. Образующаяся серная кислота используется на синтез кислых гликозаминогликанов. В активной форме в виде ФАФС она участвует в обезвреживании токсичных продуктов в печени

Обмен цистеина

Метионин - незаменимая аминокислота, донатор метильных групп в реакциях метилирования.

В реакциях трансметилирования метионин участвует в активной форме – S⁺-(СН₃) - аденозилметионин (SАМ), образующийся при взаимодействии метионина с АТФ.

Общая схема реакции метилирования различных веществ (R) с участием фермента метилтрансферазы имеет вид:

S⁺ (СН₃) - аденозилметионин + R → R-СН₃ + аденозилгомоцистеин.

Примеры:

Метионин используется в многочисленных биосинтетических процессах:

• синтез холина;

• синтез тимина, с последующим включением его в ДНК;

• синтез адреналина;

• синтез карнитина – переносчика жирных кислот при их β - окислении;

• синтез креатина – азотистого вещества мышц;

• реакции обезвреживания;

• донор серы.

В реакции метилирования аденозилметионин, отдавая СН₃ –радикал, превращается в аденозилгомоцистеин, который затем распадается на аденозин и гомоцистеин. В последующем гомоцистеин может дальше превращаться двумя способами: при взаимодействии с серином переходит в цистеин или при участии ТГФК и вит. В₁₂ реметилируется в метионин.

Фолиевая кислота

Биологическая роль: в виде ТГФК является переносчиком одноуглеродных радикалов от серина и глицина, использующихся для синтеза нуклеиновых кислот, аминокислот. В клинической практике в качестве противоопухолевых препаратов используют антивитамииы фолиевой кислоты, которые блокируют синтез нуклеиновых кислот в опухолях- сульфаниламиды,они блокируют в микроорганизмах синтез фолиевой кислотой, которая является фактором роста микроорганизмов. Авитаминоз фолиевой кислоты проявляется в виде анемии.

Витамин В₁₂

Витамин В₁₂ (кобаламин, антианемический витамин) содержит корриновое кольцо с кобальтом в центре. Он содержится в печени, мясе. Суточная потребность в витамин В₁₂ составляет 3 мкг. Биологическая роль:

• участвует в синтезе метионина (реметилирование);

• участвует в распаде жирных кислот с нечётным числом углеводных атомов;

• участвует в восстановлении рибонуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов.

Авитаминоз проявляется анемией и поражением некоторых структур спинного мозга.