Билет30
1.Динамическое состояние белков в организме. Катепсины. Аутолиз тканей и роль в этом процессе повреждения лизосом. Источники и основные пути расходования аминокислот. Окислительное дезаминирование аминокислот. Аминокислотоксидазы, глютаматдегидрогеназа. Другие виды дезаминирования аминокислот.
Динамическое состояние белков в тканях организма
Белки тканей организма постоянно обновляются, то есть подвергается распаду, и постоянно замещаются вновь синтезированными белками. Период полуобмена белков в таких тканях как кровь, слизистая кишечника, печень составляет приблизительно 10 дней. В таких тканях, как кожа, мышцы период полуобмена белков более продолжителен,
Распад тканевых белков (катаболизм) осуществляют особые тканевые протеолитические ферменты катепсины. Выделяют несколько их видов, которые обозначают буквами (А В, Д, Н, N) или римскими цифрами. Катепсины локализованы как в лизосомах, так и в цитозоле. Лизосомальные катепсины называются кислыми катепсинами, так как оптимум рН для них равен 4,5-5,5. Катепсины могут относиться как к эндопептидазам, так и к экзопептидазам. В активном центре катепсинов могут присутствовать цистеин, аспарагиновая кислота, серин. Например, катепсин «Д» по своему действию аналогичен пепсину желудочного сока, катепсин «Н» активен в печени, катепсин «N» обладает коллагенолитической активностью.
Биологическая роль катепсинов:
участвуют в обновлении тканевых белков;
разрушают дефектные, денатурированные белки (обычно подобные белки вначале соединяются с особым белком убиквинтином, после чего разрушаются катепсинами);
реконструктивная функция – катепсины переводят неактивные формы белков в активные белки;
при голодании, кровопотере, интоксикации катепсины обеспечивают мобилизацию белков из депо белков (плазма крови, мышцы, печень).
Пути образования и использования аминокислот в тканях
В ткани всегда существует определённый запас аминокислот. Он поддерживается на достаточно постоянном уровне благодаря сбалансированности путей образования и использования аминокислот.
Пути пополнения запаса тканевых аминокислот:
аминокислоты, всосавшиеся из кишечника в результате переваривания пищевых белков (1/3 фонда);
аминокислоты, образовавшиеся при распаде тканевых белков;
синтезированные в тканях заменимые аминокислоты.
Одной из транспортных систем аминокислот в ткани является система, в которой участвуют трипептид глютатион (глю-гли-цис) и фермент γ - глютамилтранспептидаза. Аминокислота, подвергающаяся всасыванию, связывается со свободной γ - карбоксильной группой глютаминовой кислоты глютатиона. Затем этот комплекс распадается с освобождением глютамата. Данная транспортная система активна в отношении аминокислот цистеина, серина, треонина
Пути расходования аминокислот в тканях:
синтез тканевых белков и пептидов;
образование небелковых N-содержащих веществ (пуриновые основания, креатинин, биогенные амины, фосфолипиды);
использование на энергетические цели;
расходование на синтез углеводов (глюконеогенез);
образование из аминокислот некоторых метаболитов липидного обмена (кетоновые тела).
Катаболизм аминокислот условно делят на общие реакции (происходят в отношении радикала, аминогрупп, карбоксильных групп) и специфические реакции.
Окислительное дезаминирование
Окислительное дезаминирование – это ферментативный процесс отщепления NН2 – группы от аминокислоты после предварительного окисления аминокислоты. В окислительном дезаминировании участвуют ферменты:
L - аминокислотоксидазы – флавиновые кислоты, имеющие ФМН в качестве ко-ферментов. Эти ферменты в тканях малоактивны, поскольку их оптимум рН = 10;
D - аминокислотоксидазы – флавиновые ферменты, использующие ФАД в качестве коферментов;
глютаматдегидрогеназа – НАД (НАДФ) - зависимый аллостерический, олигомерный фермент. Он обладает высокой активностью в процессе окислительного дезаминирования глютаминовой кислоты;
глициноксидаза.
Окислительное дезаминирование глютаминовой кислоты приведено в качестве примера.
Биологическое значение реакций окислительного дезаминирования состоит в том, что эта реакция позволяет аминокислотам освобождаться от аминогруппы и, переходя в альфа - кетокислоту, включатся в цикл Кребса.
Непрямое дезаминирование
В тканях для большинства аминокислот реакции трансаминирования и окислительного дезаминирования тесно друг с другом связаны, Сочетание их получило название непрямого дезаминирования. Так как возможности окислительного дезаминирования большинства аминокислот очень малы, вначале они вступает в реакцию трансаминирования с α - кетоглютаровой кислотой. Образовавшаяся при этом глютаминовая кислота в дальнейшем активно подвергается окислительному дезаминированию под действием глютаматдегидрогеназы – высоко активного митохондриального фермента.
Около трети аминокислот включается в непрямое дезаминирование.
Другие виды дезаминирования:
Внутримолекулярное дезаминирование
В процесс внутримолекулярного дезаминирования вступают аминокислоты гистидин, серин, треонин, цистеин. Например, из гистидина происходит выделение NН3 за счёт внутримолекулярной перестройки с образованием уроканиновой кислоты:
Серин в результате внутримолекулярного дезаминирования переходит в пировиноградную кислоту
