Гли иле арг мет тре. Белки, их строение и функции. Функции белков. «Обмен жирных кислот»
CH 3 СН 3
ИЭТ находится в области рН≈7
ГЛИ - ГЛУ
(CH 2) 2 -СООН (СН 2) 2 - СООН
ИЭТ находится в области рН<7
ГЛИ - ЛИЗ
H 2 N–CH 2 –CО–NH–CH–COOH ↔ H 3 N + –CH 2 –CО–NH–CH–COO ‾
(CH 2) 4 –NН 2 (СН 2) 4 – NН 2
ИЭТ находится в области рН>7
16.4 БЕЛКИ
Белки - высокомолекулярные азотсодержащие биологические макромолекулы, состоящие из биогенных α, L -аминокислот, связанных в линейную последовательность пептидными (амидными) связями.
Простейший белок – полипептид, содержащий в своей структуре не менее 70 аминокислотных остатков.
Белки – важнейшие компоненты клетки, на их долю приходится не менее 50% сухого веса. Они осуществляют реализацию генетической информации, построение структур клетки и организма, протекание метаболических процессов, иммунную защиту организма.
Разница между пептидами и белками не только количественная, но и качественная. После биосинтеза полипептидной цепи белков на рибосомах и последующего ее схождения в гидрофильную среду цитозоля формируются самопроизвольно более высокие уровни ее организации – вторичная, третичная, а для ряда белков – четвертичная структура.
1. Первичная структура – определяется как линейная последовательность биогенных аминокислот, связанных пептидными связями. Она генетически детерминирована для каждого конкретного белка в последовательности нуклеотидов информационной РНК. Первичная структура определяет и более высокие уровни организации белковых молекул. Зная первичную структуру можно последовательно получить белок синтетически (впервые был синтезирован инсулин, впоследствии многие другие белки, так широкое распространение получили синтетические полипептиды для лечения СПИДА, многих других заболеваний).
2. Вторичная структура белка – локальная конформация полипептидной цепи, возникающая в результате вращения отдельных ее участков, приводящая к скручиванию, складыванию или изгибу этого участка цепи. Вторичная структура может быть представлена α-спиралью, β-структурой (структура
складчатого листа).
3.Третичная структура - конформация (расположение в пространстве) всей полипептидной цепи, обусловленная взаимодействием элементов вторичной структуры как близлежащих, так и отдаленных аминокислотных остатков. В ее формировании и стабилизации принимают участие все виды взаимодействий: гидрофобное, вандервальсово, электростатическое (ионное), дисульфидные ковалентные связи. Наиболее значимыми являются гидрофобное взаимодействие и дисульфидные связи.
4. Четвертичная структура белка. Способ укладки в пространстве отдельных полипептидных цепей (одинаковых или разных) с третичной структурой, приводящей к формированию единого в структурном и функциональном отношениях макромолекулярного образования (мультимера ).
Каждая отдельная полипептидная цепь в структуре мультимера называется протомером. Протомеры стерически комплементарны и связывают структуру нековалентными связями. Так например, молекула белка, входящего в состав крови - гемоглобина состоит из нескольких симметрично построенных частиц (одинаковых полипептидных цепей), обладающих одинаковой первичной, вторичной и третичной структурой.
Глава III. БЕЛКИ
§ 6. АМИНОКИСЛОТЫ КАК СТРУКТУРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ БЕЛКОВ
Природные аминокислоты
Аминокислоты в живых организмах встречаются преимущественно в составе белков. Белки построены в основном двадцатью стандартными аминокислотами. Они являются a-аминокислотами и отличаются друг от друга строением боковых групп (радикалов), обозначаемых буквой R:
Разнообразие боковых радикалов аминокислот играет ключевую роль при формировании пространственной структуры белков, при функционировании активного центра ферментов.
Структура стандартных аминокислот приведена в конце параграфа в табл.3. Природные аминокислоты имеют тривиальные названия, оперировать которыми при записях структуры белков неудобно. Поэтому для них введены трехбуквенные и однобуквенные обозначения, которые также представлены в табл.3.
Пространственная изомерия
У всех аминокислот, за исключением глицина, a-углеродный атом является хиральным, т.е. для них характерна оптическая изомерия. В табл. 3 хиральный атом углерода обозначен звездочкой. Например, для аланина проекции Фишера обоих изомеров выглядят следующим образом:
Для их обозначения, как и для углеводов, используется D, L-номенклатура. В состав белков входят только L-аминокислоты.
L- и D-изомеры могут взаимно превращаться друг в друга. Этот процесс называется рацемизацией.
Интересно знать! В белке зубов – дентине – L -аспарагиновая кислота самопроизвольно рацемизуется при температуре человеческого тела со скорость 0,10 % в год. В период формирования зубов в дентине содержится только L -аспарагиновая кислота, у взрослого же человека в результате рацемизации образуется D -аспарагиновая кислота. Чем старше человек, тем выше содержание D-изомера. Определив соотношение D- и L-изомеров, можно достаточно точно установить возраст. Так были изобличены жители горных селений Эквадора, приписывавшие себе слишком большой возраст.
Химические свойства
Аминокислоты содержат амино- и карбоксильную группы. В силу этого они проявляют амфотерные свойства, то есть свойства и кислот и оснований.
При растворении аминокислоты в воде, например, глицина, его карбоксильная группа диссоциирует с образованием иона водорода. Далее ион водорода присоединяется за счет неподеленной пары электронов у атома азота к аминогруппе. Образуется ион, в котором одновременно присутствуют положительный и отрицательный заряды, так называемый цвиттер-ион:
Такая форма аминокислоты является преобладающей в нейтральном растворе. В кислой среде аминокислота, присоединяя ион водорода, образует катион:
В щелочной среде образуется анион:
Таким образом, в зависимости от рН среды аминокислота может быть положительно заряженной, отрицательно заряженной и электронейтральной (при равенстве положительных и отрицательных зарядов). Значение рН раствора, при котором суммарный заряд аминокислоты равен нулю, называется изоэлектрической точкой данной аминокислоты. Для многих аминокислот изоэлектрическая точка лежит вблизи рН 6. Например, изоэлектрические точки глицина и аланина имеют значения 5,97 и 6,02 соответственно.
Две аминокислоты могут реагировать друг с другом, в результате чего отщепляется молекула воды и образуется продукт, который называется дипептидом :
Связь, соединяющая две аминокислоты, носит название пептидной связи . Если пользоваться буквенными обозначениями аминокислот, образование дипептида можно схематически представить следующим образом:
Аналогично образуются трипептиды, тетрапептиды и т.д.:
H 2 N – лиз – ала – гли – СООН – трипептид
H 2 N – трп – гис – ала – ала – СООН – тетрапептид
H 2 N – тир – лиз – гли – ала – лей – гли – трп – СООН – гептапептид
Пептиды, состоящие из небольшого числа аминокислотных остатков, имеют общее название олигопептиды .
Интересно знать! Многие олигопептиды обладают высокой биологической активностью. К ним относится ряд гормонов, например, окситоцин (нанопептид) стимулирует сокращение матки, брадикинин (нанопептид) подавляет воспалительные процессы в тканях. Антибиотик грамицидин С (циклический декапептид) нарушает регуляцию ионной проницаемости в мембранах бактерий и тем самым убивает их. Грибные яды аманитины (октапептиды), блокируя синтез белка, способны вызвать сильное отравление у человека. Широко известен аспартам - метиловый эфир аспартилфенилаланина. Аспартам имеет сладкий вкус и используется для придания сладкого вкуса различным продуктам, напиткам.
Классификация аминокислот
Существует несколько подходов к классификации аминокислот, но наиболее предпочтительной является классификация, основанная на строении их радикалов. Выделяют четыре класса аминокислот, содержащих радикалы следующих типов; 1) неполярные (или гидрофобные); 2) полярные незаряженные; 3) отрицательно заряженные и 4) положительно заряженные:
К неполярным (гидрофобным) относятся аминокислоты с неполярными алифатическими (аланин, валин, лейцин, изолейцин) или ароматическими (фенилаланин и триптофан) R-группами и одна серусодержащая аминокислота – метионин.
Полярные незаряженные аминокислоты в сравнении с неполярными лучше растворяются в воде, более гидрофильны, так как их функциональные группы образуют водородные связи с молекулами воды. К ним относятся аминокислоты, содержащие полярную НО-группу (серин, треонин и тирозин), HS-группу (цистеин), амидную группу (глутамин, аспарагин) и глицин (R-группа глицина, представленная одним атомом водорода, слишком мала, чтобы компенсировать сильную полярность a-аминогруппы и a-карбоксильной группы).
Аспарагиновая и глутаминовая кислоты относятся к отрицательно заряженным аминокислотам. Они содержат по две карбоксильные и по одной аминогруппе, поэтому в ионизированном состоянии их молекулы будут иметь суммарный отрицательный заряд:
К положительно заряженным аминокислотам принадлежат лизин, гистидин и аргинин, в ионизированном виде они имеют суммарный положительный заряд:
В зависимости от характера радикалов природные аминокислоты также подразделяются на нейтральные, кислые и основные . К нейтральным относятся неполярные и полярные незаряженные, к кислым – отрицательно заряженные, к основным – положительно заряженные.
Десять из 20 аминокислот, входящих в состав белков, могут синтезироваться в человеческом организме. Остальные должны содержаться в нашей пище. К ним относятся аргинин, валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин и гистидин. Эти аминокислоты называются незаменимыми. Незаменимые аминокислоты входят часто в состав пищевых добавок, используются в качестве лекарственных препаратов.
Интересно знать! Исключительно важную роль играет сбалансированность питания человека по аминокислотам. При недостатке незаменимых аминокислот в пище организм саморазрушается. При этом страдает в первую очередь головной мозг, что приводит к различным заболеваниям центральной нервной системы, психическим расстройствам. Особенно уязвим молодой растущий организм. Так, например, при нарушении синтеза тирозина из фенилаланина у детей развивается тяжелое заболевание финилпировиноградная олигофрения, вызывающее тяжелую умственную отсталость или гибель ребенка.
Таблица 3
Стандартные аминокислоты
|
Аминокислота (тривиальное название) |
Условные обозначения |
Структурная формула |
||
|
Латинское |
||||
|
трехбук- венное |
однобук-венное |
|||
|
НЕПОЛЯРНЫЕ (ГИДРОФОБНЫЕ) |
||||
 |
||||
 |
||||
 |
||||
|
Изолейцин |
 |
|||
 |
||||
|
Фенилаланин |
 |
|||
|
Триптофан |
 |
|||
|
Метионин |
 |
|||
|
ПОЛЯРНЫЕ НЕЗАРЯЖЕННЫЕ |
||||
 |
||||
 |
||||
|
Аспарагин |
 |
|||
|
Глутамин | ||||
Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормоновсвидетельствуют о существенной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическимирецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторыпредставлены белками в комплексе с другими молекулами, в частностис сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на фермент аденилатциклазу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активируетпротеинкиназу, которая в свою очередь с участием АТФ осуществляетфосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина всвободный холестерин, который поступает в митохондрии надпочечников,где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестеринав кортикостероиды.Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста,соматотропин)синтезируется в ацидофильных клетках передней доли гипофиза;концентрация его в гипофизе составляет 5–15 мг на 1 г ткани. СТГ человека состоит из 191 аминокислотыи содержит две дисульфидные связи; N- и С-концевые аминокислотыпредставлены фенилаланином.СТГ обладает широким спектром биологического действия. Он влияетна все клетки организма, определяя интенсивность обмена углеводов, белков, липидов и минеральных веществ. Он усиливает биосинтез белка, ДНК,РНК и гликогена и в то же время способствует мобилизации жиров из депои распаду высших жирных кислот и глюкозы в тканях. Помимо активациипроцессов ассимиляции, сопровождающихся увеличением размеров тела,ростом скелета, СТГ координирует и регулирует скорость протеканияобменных процессов. Многие биологические эффекты этого гормона осуществляются черезособый белковый фактор, образующийся в печени под влиянием гормона – соматомедин. По своей природе он оказалсяпептидом с мол. массой 8000. Тиреотропный гормон (ТТГ, тиротропин) является сложным гликопротеином и содержит, кроме того, по две α- и β-субъединицы,которые в отдельности биологической активностью не обладают: мол. масса его около 30000.Тиротропин контролирует развитие и функцию щитовидной железыи регулирует биосинтез и секрецию в кровь тиреоидных гормонов. Полностью расшифрована первичная структура α- и β-субъединиц тиротропина: α-субъединица, содержащая 96 аминокислотныхостатков; β-субъединица тиротропина человека, содержащая 112 аминокислотных остатков,К гонадотропным гормонам(гонадотропины) относятся фолликулостимулирующий гормон (ФСГ,фоллитропин) и лютеинизирующий гормон (ЛГ, лютропин). Оба гормона синтезируютсяв передней доле гипофиза и являются сложнымибелками – гликопротеинами с мол. массой 25000. Они регулируют стероидо- и гаметогенез в половых железах. Фоллитропин вызывает созревание фолликулов в яичниках у самок и сперматогенез – у самцов. Лютропину самок стимулирует секрецию эстрогенов и прогестерона, как и разрывфолликулов с образованием желтого тела, а у самцов – секрецию тестостерона и развитие интерстициальной ткани. Биосинтез гонадотропинов,как было отмечено, регулируется гипоталамическим гормоном гонадолиберином.Лютропин состоит из двух α- и β-субъединиц: α-субъединица гормона содержит из 89 аминокислотных остатков с N-конца и отличается природой 22 аминокислот.
29. Гормоны задней доли гипофиза: вазопрессин, окситоцин. Химическая природа. Механизм их действия, биологический эффект. Нарушения функций организма, связанные с недостатком выработки этих гормонов.
Гормоны вазопрессин и окситоцин синтезируются рибосомальным путем. Оба гормонапредставляют собой нонапептиды следующего строения: Вазопрессин отличается от окситоцина двумя аминокислотами: он содержит в положении 3 от N-конца фенилаланин вместо изолейцинаи в положении 8 – аргинин вместо лейцина. Основной биологический эффект окситоцина у млекопитающих связан со стимуляцией сокращения гладких мышц матки при родах и мышечных волокон вокруг альвеол молочных желез, что вызывает секрецию молока. Вазопрессин стимулирует сокращение гладких мышечных волокон сосудов, оказывая сильное вазопрессорное действие, однако основная роль его в организме сводится к регуляции водного обмена, откуда его второе название антидиуретического гормона. В небольших концентрациях (0,2 нг на 1 кг массы тела) вазопрессин оказывает мощное антидиуретическое действие – стимулирует обратный ток воды через мембраны почечных канальцев. В норме он контролирует осмотическое давление плазмы крови и водный баланс организма человека. При патологии, в частности атрофии задней доли гипофиза, развивается несахарный диабет – заболевание, характеризующееся выделением чрезвычайно больших количеств жидкости с мочой. При этом нарушен обратный процесс всасывания воды в канальцах почек.
Окситоцин
Вазопрессин
30. Гормоны щитовидной железы: трийодтиронин и тироксин. Химическая природа, биосинтез. Механизм действия гормонов на молекулярном уровне, биологический эффект. Изменение обмена вещества при гипертиреозе. Механизм возникновения эндемического зоба и его предупреждение.
Тироксин и трийодтиронин – основные гормоны фолликулярной части щитовидной железы. Помимо этих гормонов (биосинтез и функции которых будут рассмотрены ниже), в особых клетках – так называемых парафолликулярных клетках, или С-клетках щитовидной железы, синтезируется гормон пептидной природы, обеспечивающий постоянную концентрацию кальция в крови. Он получил название ≪кальцитонин ≫. Биологическое действие кальцитонина прямо противоположно эффекту паратгормона: он вызывает подавление в костной ткани резорбтивных процессов и соответственно гипокальциемию и гипофосфатемию. Из L-тиронина легко синтезируется гормон щитовидной железы тироксин, содержащий в 4 положениях кольцевой структуры йод Биологическое действие гормонов щитовидной железы распространяется на множество физиологических функций организма. В частности, гормоны регулируют скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность ЦНС, пищеварительного тракта, гемопоэз, функцию сердечнососудистой системы, потребность в витаминах, сопротивляемость организма инфекциям и др. Гипофункция щитовидной железы в раннем детском возрасте приводит к развитию болезни, известной в литературе как кретинизм . Помимо остановки роста, специфических изменений кожи, волос, мышц, резкогоснижения скорости процессов обмена, при кретинизме отмечаются глубокие нарушения психики; специфическое гормональное лечение в этом случае не дает положительных результатов. Повышенная функция щитовидной железы (гиперфункция) вызывает развитие гипертиреоза
L-тироксин L-3,5,3"-трийодтиронин
31. Гормоны коры надпочечников: глюкокортикоиды, минералокортикоиды. Химическая природа. Механизм действия на молекулярном уровне. Их роль в регуляции углеводного, минерального, липидного и белкового обмена.
В зависимости от характера биологического эффекта гормоны коркового вещества надпочечников условно делят на глюкокортикоиды (кортикостероиды, оказывающие влияние на обмен углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот) и минералокортикоиды (кортикостероиды,оказывающие преимущественное влияние на обмен солей и воды). К первым относятся кортикостерон, кортизон, гидрокортизон (кортизол), 11-дезоксикортизол и 11-дегидрокортикостерон, ко вторым – дезоксикортикостерон и альдостерон. В основе их структуры, так же как и в основе строения холестерина, эргостерина, желчных кислот, витаминов группы D, половых гормонов и ряда других веществ, лежит конденсированная кольцевая система циклопентанпергидрофенантрена. Глюкокортикоиды оказывают разностороннее влияние на обмен веществ в разных тканях. В мышечной, лимфатической, соединительной и жировойтканях глюкокортикоиды, проявляя катаболическое действие, вызывают снижение проницаемости клеточных мембран и соответственно торможение поглощения глюкозы и аминокислот; в то же время в печени они оказывают противоположное действие. Конечным итогом воздействия глюкокортикоидов является развитие гипергликемии, обусловленной главным образом глюконеогенезом. Минералокортикоиды (дезоксикортикостерон и альдостерон) регулируют главным образом обмен натрия, калия, хлора и воды; они способствуют удержанию ионов натрия и хлора в организме и выведению с мочой ионов калия. По-видимому, происходит обратное всасывание ионов натрия и хлора в канальцах почек в обмен на выведение других продуктов обмена,
кортизол
32. Паратгормон и кальцитонин. Химическая природа. Механизм действия на молекулярном уровне. Влияние на обмен кальция, гиперкальциемия и гипокальциемия.
К гормонам белковой природы относится также паратиреоидный гормон (паратгормон). Они синтезируются паращитовидными железами. Молекула паратгормона быка содержит 84аминокислотных остатка и состоит из одной полипептидной цепи. Выяснено, что паратгормон участвует в регуляции концентрации катионов кальция и связанных с ними анионов фосфорной кислоты в крови. Биологически активной формой считается ионизированный кальций, концентрация его колеблется в пределах 1,1–1,3 ммоль/л. Ионы кальция оказались эссенциальными факторами, не заменимыми другими катионами для ряда жизненно важных физиологических процессов: мышечное сокращение, нервно-мышечное возбуждение, свертывание крови, проницаемость клеточных мембран, активность ряда ферментов и т.д. Поэтому любые изменения этих процессов, обусловленные длительным недостатком кальция в пище или нарушением его всасывания в кишечнике, приводят к усилению синтеза паратгормона, который способствует вымыванию солей кальция (в виде цитратов и фосфатов) из костной ткани и соответственно к деструкции минеральных и органических компонентов костей. Другой орган-мишень паратгормона – это почка. Паратгормон уменьшает реабсорбцию фосфата в дистальных канальцах почки и повышает канальцевую реабсорбцию кальция.В особых клетках – так называемых парафолликулярных клетках, или С-клетках щитовидной железы, синтезируется гормон пептидной природы, обеспечивающий постоянную концентрацию кальция в крови - кальцитонин. Формула:
Кальцитонин содержит дисульфидный мостик (между 1-м и 7-маминокислотными остатками) и характеризуется N-концевым цистеиноми С-концевым пролинамидом. Биологическоедействие кальцитонина прямо противоположно эффекту паратгормона: онвызывает подавление в костной ткани резорбтивных процессов и соответственно гипокальциемию и гипофосфатемию. Таким образом, постоянствоуровня кальция в крови человека и животных обеспечивается главнымобразом паратгормоном, кальцитриолом и кальцитонином, т.е. гормонамикак щитовидной и паращитовидных желез, так и гормоном – производнымвитамина D3. Это следует учитывать при хирургических лечебных манипуляциях на данных железах.
33. Гормоны мозгового слоя надпочечников – катехоламины: адреналин и норадреналин. Химическая природа и биосинтез. Механизм действия гормонов на молекулярном уровне, их роль в регуляции обмена углеводов, жиров и аминокислот. Нарушения обмена при заболеваниях надпочечников.
Эти гормоны по строению напоминают аминокислоту тирозин, от которого они отличаются наличием дополнительных ОН-групп в кольце и у β-углеродного атома боковой цепи и отсутствием карбоксильной группы.
Адреналин Норадреналин Изопропиладреналин
В мозговом веществе надпочечников человека массой 10 г содержится около 5 мг адреналина и 0,5 мг норадреналина. Содержание их в крови составляет соответственно 1,9 и 5,2 нмоль/л. В плазме крови оба гормона присутствуют как в свободном, так и в связанном, в частности, с альбуминами состоянии. Небольшие количества обоих гормонов откладываются в виде соли с АТФ в нервных окончаниях, освобождаясь в ответ на ихраздражение. Кроме того, все они оказывают мощное сосудосуживающее действие, вызывая повышение артериальногодавления, и в этом отношении действие их сходно с действием симпатической нервной системы. Известно мощное регулирующее влияние этихгормонов на обмен углеводов в организме. Так, в частности, адреналинвызывает резкое повышение уровня глюкозы в крови, что обусловленоускорением распада гликогена в печени под действием фермента фосфорилазы. Гипергликемическйй эффект норадреналина значительно ниже – примерно 5% от действия адреналина. Параллельно отмечаются накопление гексозофосфатов в тканях, в частности в мышцах, уменьшение концентрации неорганического фосфата и повышение уровня ненасыщенных жирных кислот в плазме крови. Имеются данные о торможении окисления глюкозы в тканях под влиянием адреналина. Это действие некоторые авторы связывают с уменьшением скорости проникновения (транспорта) глюкозы внутрь клетки. Известно, что и адреналин, и норадреналин быстро разрушаются в организме; с мочой выделяются неактивные продукты их обмена, главным образом в виде 3-метокси-4-оксиминдальной кислоты, оксоадренохрома, метоксинорадреналина и метоксиадреналина. Эти метаболиты содержатся в моче преимущественно в связанной с глюкуроновой кислотой форме. Ферменты, катализирующие указанные превращения катехоламинов, выделены из многих тканей и достаточно хорошо изучены, в частности моноаминоксидаза (МАО), определяющая скорость биосинтеза и распада катехоламинов, и катехолметилтрансфераза, катализирующая главный путь превращения адреналина, т.е. о- метилирование за счет S-аденозилметионина. Приводим структуру двух конечных продуктов распада
34. Глюкагон и инсулин. Химическая природа, биосинтез инсулина. Механизм действия этих гормонов на молекулярном уровне. Их роль в регуляции обмена углеводов, жиров, аминокислот. Биохимические нарушения при сахарном диабете.
Инсулин, получивший свое название от наименования панкреатических островков. Молекула инсулина, содержащая 51 аминокислотный остаток, состоит из двух полипептидных цепей, соединенных между собой в двух точках дисульфидными мостиками. В физиологической регуляции синтеза инсулина доминирующую роль играет концентрация глюкозы в крови. Так, повышение содержания глюкозы в крови вызывает увеличение секреции инсулина в панкреатических островках, а снижение ее содержания, наоборот,– замедление секреции инсулина. Этот феномен контроля по типу обратной связи рассматривается как один из важнейших механизмов регуляции содержания глюкозы в крови. При недостаточной секреции инсулина развивается специфическое заболевание – сахарный диабет. Физиологические эффекты инсулина:Инсулин - единственный гормон, снижающий содержание глюкозы в крови, это реализуется через:
§ усиление поглощения клетками глюкозы и других веществ;
§ активацию ключевых ферментов гликолиза;
§ увеличение интенсивности синтеза гликогена - инсулин форсирует запасание глюкозы клетками печени и мышц путём полимеризации её в гликоген;
§ уменьшение интенсивности глюконеогенеза - снижается образование в печени глюкозы из различных веществ
Анаболические эффекты
§ усиливает поглощение клетками аминокислот (особенно лейцина и валина);
§ усиливает транспорт в клетку ионов калия, а также магния и фосфата;
§ усиливает репликацию ДНК и биосинтез белка;
§ усиливает синтез жирных кислот и последующую их этерификацию - в жировой ткани и в печени инсулин способствует превращению глюкозы в триглицериды; при недостатке инсулина происходит обратное - мобилизация жиров.
Антикатаболические эффекты
§ подавляет гидролиз белков - уменьшает деградацию белков;
§ уменьшает липолиз - снижает поступление жирных кислот в кровь.
Глюкагон - гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном. Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислот и имеет молекулярный вес 3485. Первичная структура молекулы глюкагона следующая.
Анна Провизорова
телефон/viber: +79209794102
высшего образования
очно-заочного обучения
«Синтез пептида»
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201__
Уважаемые студенты!
Вы изучили раздел «Нуклеиновые кислоты. Матричные биосинтезы» дистанционного курса «Биологическая химия»
По теме «Синтез пептида»
Выберите пептид из списка,
при этом номер пептида должен соответствовать Вашему порядковому номеру в сквозном алфавитном списке студентов курса
ВАРИАНТЫ ПЕПТИДОВ
|
1. вал-глу- цис |
2. вал-асп- цис |
3. вал-ала- цис |
4. вал-тир- цис |
5. вал-фен- цис |
|
6. гли-глу- три |
7. гли- асп — три |
8. гли- ала — три |
9. гли- тир — три |
10. гли- фен — три |
|
11. ала-глу- глн |
12. ала- асп — глн |
13. ала- вал — глн |
14. ала- тир — глн |
15. ала- фен — глн |
|
16. лей-глу-тир |
17. лей- асп -тир |
18. лей- ала -тир |
19. лей- тир -цис |
20. лей- фен -тир |
|
21. илей-глу- асп |
22. илей- асп — лиз |
23. илей- ала — асп |
24. илей- тир — асп |
25. илей- фен- асп |
|
26. сер-глу- мет |
27. сер- асп — мет |
28. сер- ала — мет |
29. сер- тир — мет |
30. сер- фен — мет |
|
31. тре-глу- цис |
32. тре- асп — цис |
33. тре- ала — цис |
34. тре- тир цис |
35. тре- фен — цис |
|
36. цис-глу- про |
37. цис- асп — про |
38. цис- ала — про |
39. цис- тир — про |
40. цис- фен — про |
|
41. мет-глу- илей |
42. мет- асп — илей |
43. мет- ала — илей |
44. мет- тир — илей |
45. мет- фен- илей |
|
46. фен-глу- лей |
47. фен- асп — лей |
48. фен- ала — лей |
49. фен- тир — лей |
50. фен- фен — лей |
|
51. тир-глу- гис |
52. тир- асп — гис |
53. тир- ала — гис |
54. тир- тир — гис |
55. тир- фен — гис |
|
56. три-глу- арг |
57. три- асп — арг |
58. три- ала — арг |
59. три- тир — арг |
60. три- фен — арг |
|
61. асн-глу- лиз |
62. ала- асп — лиз |
63. ала- ала — лиз |
64. ала- тир — лиз |
65. ала- фен — лиз |
|
66. про-глу- три |
67. про- асп — три |
68. про- ала — три |
69. про- тир — три |
70. про- фен — три |
|
71. лиз-глу- тир |
72. лиз- асп — тир |
73. лиз- ала — тир |
74. лиз- тир — сер |
75. лиз- фен — тир |
|
76. арг-глу- фен |
77. арг- асп — фен |
78. арг- ала — фен |
79. арг- тир — фен |
80. арг- фен — ала |
|
81. гис-глу- тре |
82. гис- асп — тре |
83. гис- ала — тре |
84. гис- тир — тре |
85. гис- фен — тре |
|
86. вал-глу- сер |
87. вал- асп — сер |
88. вал- ала — сер |
89. вал- тир — сер |
90. вал- фен — сер |
|
91. ала-глу- цис |
92. ала- асп — цис |
93. ала- ала — цис |
94. ала- тир — цис |
95. ала- фен — цис |
|
96. фен-асп- гли |
97. фен- асп — гли |
98. фен- ала — гли |
99. фен- тир — гли |
100. фен- фен- гли |
|
101. вал-лиз- цис |
102. вал-гис- цис |
103. вал-арг- цис |
104. вал-лей- цис |
105. вал-про- цис |
|
106. гли- лиз — три |
107. гли- гис — три |
108. гли- арг — три |
109. гли- лей — три |
110. гли- лиз — три |
|
111. ала- лиз — глн |
112. ала- гис — глн |
113. ала- арг — глн |
114. ала- лей — глн |
115. ала- арг — глн |
|
116. лей- лиз -тир |
117. лей- гис -тир |
118. лей- арг -тир |
119. лей- лей -цис |
120. лей- гис -тир |
|
121. илей- лиз — асп |
122. илей- гис — асп |
123. илей- арг — асп |
124. илей- лей — асп |
125. илей- гли- асп |
|
126. сер- лиз — мет |
127. сер- гис — мет |
128. сер- арг — мет |
129. сер- лей — мет |
130. сер- ала — мет |
|
131. тре- лиз — цис |
132. тре- гис — цис |
133. тре- арг — цис |
134. тре- лей цис |
135. тре- вал — цис |
|
136. цис- лиз — про |
137. цис- гис — про |
138. цис- арг — про |
139. цис- лей — про |
140. цис- лей — про |
|
141. мет- лиз — илей |
142. мет- гис — илей |
143. мет- арг — илей |
144. мет- лей — илей |
145. мет-илей-про |
|
146. фен- лиз — лей |
147. фен- гис — лей |
148. фен- арг — лей |
149. фен- лей — лей |
150. фен- сер — лей |
|
151. тир- лиз — гис |
152. тир- гис — ала |
153. тир- арг — гис |
154. тир- лей — гис |
155. тир- тре — гис |
|
156. три- лиз — арг |
157. три- гис — арг |
158. три- арг — арг |
159. три- т лей — арг |
160. три- цис — арг |
|
161. асн- лиз — вал |
162. ала- гис — лиз |
163. ала- арг — лиз |
164. ала- лей — лиз |
165. ала- мет — лиз |
|
166. про- лиз — три |
167. про- гис — три |
168. про- арг — три |
169. про- лей — три |
170. про- фен — три |
|
171. лиз- лиз — тир |
172. лиз- гис — тир |
173. лиз- арг — тир |
174. лиз- лей — сер |
175. лиз- тир — тир |
|
176. арг- лиз — фен |
177. арг- гис — фен |
178. арг- арг — фен |
179. арг- лей — фен |
180. арг- три — ала |
|
181. гис- лиз — тре |
182. гис- гис — тре |
183. гис- арг — тре |
184. гис- лей — тре |
185. гис- асп — тре |
|
186. вал- лиз — сер |
187. вал- гис — сер |
188. вал- арг — сер |
189. вал- лей — сер |
190. вал- глу- сер |
|
191. ала- лиз — цис |
192. ала- гис — цис |
193. ала- арг — цис |
194. ала- лей — цис |
195. ала- асн — цис |
|
196. фен- лиз — гли |
197. фен- гис — гли |
198. фен- арг — гли |
199. фен- лей — гли |
200. фен- глн- гли |
1. Напишите нуклеотидный состав гена, кодирующего синтез пептида.
2. Напишите состав антикодоновой петли тРНК.
3. Напишите реакции активации аминокислот.
4. Распишите этапы синтеза пептида на рибосомах.
5. В структуре ДНК и РНК, требующихся для синтеза пептида, укажите количество пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.
6. Какие продукты образуются при распаде этих пуриновых и пиримидиновых. нуклеотидов, входящих в состав ДНК, кодирующей данный пептид.
Ответы:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальное задание
очно-заочного обучения
«Гормоны»
Выполнил: ________________ /_____________/
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201_
Уважаемые студенты!
Вы изучили раздел «Гормоны. Биохимия органов и тканей» дистанционного курса «Биологическая химия»
Гормоны »
Задание 1
Больной Н. для лечения инфекционного полиартрита в течение длительного времени получал преднизолон. Почувствовав улучшение, больной самовольно прекратил прием препарата. Вскоре состояние больного резко ухудшилось. При обследовании у него установили снижение концентрации глюкозы в крови, снижение артериального давления. В моче снизилось содержание 17-кетостероидов. Почему произошло ухудшение состояния больного. Для ответа:
1. Опишите механизм регуляции синтеза и секреции гормона, продукция которого была подавлена у больного в результате длительного приема преднизолона.
2. Назовите причины снижения концентрации глюкозы в крови и 17- кетостероидов, понижения артериального давления.
Ответы:
Задание 2
К врачу обратилась пациентка в возрасте 43 лет с жалобой на внезапно возникающие приступы, сопровождающиеся сильной слабостью, головной болью, чувством голода, нередко онемением в различных частях тела, скованностью в движениях и в то же время возбужденным состоянием. Приступы возникают натощак или через 2-3 часа после приема пищи, при выполнении физической нагрузки. После приема пищи приступ проходит. В крови увеличена концентрация С-пептида. Для какого заболевания характерны перечисленные симптомы? Для ответа:
1. Укажите, какие биохимические исследования, кроме определения концентрации С-пептида, необходимо провести, чтобы установить диагноз.
2. Предположите диагноз, который был поставлен врачом, и объясните молекулярные механизмы развития его симптомов.
Ответы:
Задание 3
Женщина 60 лет обратилась к врачу с жалобами на усталость, зябкость, сонливость, снижение памяти, увеличение массы тела. При обследовании выявлено умеренное ожирение, сухая, холодная кожа и одутловатое лицо. Щитовидная железа не пальпируется. Анализ крови показал: тироксин — 15 нмоль/л, ТТГ — 25 мЕ/л. Объясните причины изменения уровня этих гормонов в крови пациентки. Для ответа:
1. Опишите этапы синтеза йодтиронинов.
2. Как регулируется синтез и секреция йодтиронинов, укажите пути передачи гормонального сигнала в клетки-мишени.
3. Перечислите ткани-мишени, основные физиологические эффекты тироксина.
Ответы:
9//Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальное задание
для студентов 3 курса фармацевтического факультета,
очно-заочного обучения
«Роль Р-гликопротеина в развитии лекарственной устойчивости»
Выполнил: ________________ /_____________/
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201_
Уважаемые студенты!
Вы изучили раздел «Фармацевтическая биохимия» дистанционного курса
«Биологическая химия»
Для закрепления теоретических знаний и овладения практическими навыками необходимо выполнить индивидуальное задание
по теме «Роль Р-гликопротеина в развитии лекарственной устойчивости »
Р-гликопротеин – является АТФ зависимым трансмембранным переносчиком и осуществляет транспорт различных цитотоксических веществ из клетки, т.е. их эффлюкс в просвет кишечника, снижая их всасывание. Большинство лекарственных средств (глюкокортикоиды, противоопухолевые препараты, макролиды, статины) являются субстратами Р-гликопротеина. Степень эффективности этих веществ зависит от полноценности функционирования Р-гликопротеина. Поиск селективных ингибиторов Р-гликопротеина являются основой индивидуализированной фармакотерапии.
Выполните индивидуальное задание по следующему плану:
1. Строение Р-гликопротеина.
2. Локализация в клетках.
3. Полиморфизм гена.
4. Субстраты, ингибиторы и индукторы Р-гликопротеина.
5. Роль Р-гликопротеина в первичной и вторичной множественной лекарственной устойчивости.
6. Приведите список используемой литературы.
Ответы:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальное задание для студентов
3 курса фармацевтического факультета,
очно-заочного обучения
«Катаболизм белка»
Выполнил: ________________ /_____________/
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201__
Уважаемые студенты!
Вы изучили раздел «Обмен белков» дистанционного курса «Биологическая химия»
Для закрепления теоретических знаний и овладения практическими навыками необходимо выполнить индивидуальное задание по теме «Катаболизм белка»
Выберите тему из списка,
1. Катаболизм белка куриного яйца
2. Катаболизм белка мяса
3. Катаболизм белка молока
4. Катаболизм соевого белка
5. Катаболизм белка фасоли
6. Катаболизм белков осетровой икры
7. Катаболизм белков красной рыбы
8. Катаболизм белков морепродуктов (креветок)
9. Катаболизм белков мяса кролика
10. Катаболизм белков сыра
Ответ составьте по следующему плану:
1. Дайте характеристику аминокислот, входящих в состав белка, по биологическим функциям.
2. Какова ИЭТ данного белка и что это означает.
3. Предложите метод, с помощью которого можно определить концентрацию белка. Укажите принцип метода.
4. Перечислите и охарактеризуйте специфичность ферментов желудочно-кишечного тракта, способных гидролизовать данный белок. Укажите продукты гидролиза.
5. Опишите механизм всасывания и пути метаболизма аминокислот, полученных при гидролизе белка.
6. Перечислите пути использования этих аминокислот в организме.
7. Напишите реакцию дезаминирования одной из аминокислот, входящих в состав белка. Какие требуются ферменты и витамины для этих процессов?
8. Напишите реакцию декарбоксилирования одной из аминокислот, входящих в состав белка, в результате которых образуются биогенные амины. Какие требуются ферменты и витамины для этих процессов?
9. Какие токсические продукты могут образовываться при избытке данного белка?
10. Напишите две реакции обезвреживания аммиака.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальное задание
для студентов 3 курса фармацевтического факультета,
очно-заочного обучения
«Энергетический эффект окисления углеводов»
Выполнил: ________________ /_____________/
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201__
Уважаемые студенты!
Для закрепления теоретических знаний и овладения практическими навыками необходимо выполнить индивидуальное задание
по теме «Энергетический эффект окисления углеводов »
Выберите тему из списка,
при этом номер темы должен соответствовать последней цифре номера зачетной книжки
1. Энергетический эффект анаэробного окисления глюкозы
2. Энергетический эффект полного окисления глюкозы-1-фосфата
3. Энергетический эффект окисления фруктозы
4. Энергетический эффект окисления глицероальдегидфосфата
5. Энергетический эффект окисления диоксиацетонфосфата
6. Энергетический эффект окисления фруктозы-1,6-дифосфата
7. Энергетический эффект окисления галактозы
8. Энергетический эффект окисления мальтозы
9. Энергетический эффект окисления сахарозы
10. Энергетический эффект окисления лактозы
Ответ составьте по следующему плану:
1. Источник и этапы образования данного вещества из углеводов, поступающих с пищей, с указанием ферментов желудочно-кишечного тракта.
2. Пути использования этого вещества в организме.
3. Расписать этапы метаболизма, связанные с образованием НАДН, ФАДН2, АТФ, ГТФ, АТФ.
4. В случае если НАДН образуется в цитоплазме — то указать механизм транспорта в митохондрии на дыхательную цепь, где будет синтезироваться АТФ.
5. Указать способ синтеза АТФ (фосфорилирования): субстратный или окислительный.
6. Полученный энергетический выход сравнить с количеством АТФ, образующимся при полном окислении глюкозы.
Ответы:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальное задание
для студентов 3 курса фармацевтического факультета,
очно-заочного обучения
«Обмен жирных кислот»
Выполнил: ________________ /_____________/
(должность) (Ф.И.О.)
Томск-201_
Уважаемые студенты!
Вы изучили раздел «Углеводы» дистанционного курса «Биологическая химия»
Для закрепления теоретических знаний и овладения практическими навыками необходимо выполнить индивидуальное задание
по теме «Обмен жирных кислот »
Выберите тему из списка, при этом номер темы должен соответствовать последней цифре номера зачетной книжки
1. Распад и синтез миристиновой кислоты
2. Распад и синтез пальмитиновой кислоты
3. Распад и синтез стеариновой кислоты
4. Распад и синтез арахиновой кислоты
5. Распад и синтез лигноцериновой кислоты
6. Распад и синтез олеиновой кислоты
7. Распад и синтез нервоновой кислоты
8. Распад и синтез ленолевой кислоты
9. Обмен линоленовой кислоты
10. Обмен арахидоновой кислоты
Ответ составьте по следующему плану:
1. Укажите продукты, в которых содержится эта кислота.
2. Напишите этапы переваривания жиров в желудочно-кишечном тракте, указав роль желчных кислот, ферментов и механизм всасывания.
3. Перечислите катаболические и анаболические пути использования жирной кислоты.
4. Рассчитайте количество молекул АТФ, которое образуется при b- окислении жирной кислоты.
5. Укажите пути использования ацетил-КоА, образующегося в процессе распада жирной кислоты.
6. Напишите этапы синтеза данной жирной кислоты в организме.
7. Составьте схему синтеза данной кислоты из продуктов метаболизма глюкозы.
Ответы:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Вы изучили раздел «Биологическое окисление. Дыхательная цепь» дистанционного курса «Биологическая химия»
Для закрепления теоретических знаний и овладения практическими навыками необходимо выполнить индивидуальное задание по теме «Дыхательная цепь »
Выберите субстрат из списка, при этом номер темы должен соответствовать последней цифре номера зачетной книжки
1. a-Кетоглутарат (последняя цифра 1,6)
2. Изоцитрат (последняя цифра 2,7)
3. Пируват (последняя цифра 3, 8)
4. Малат (последняя цифра 4,9)
5. Сукцинат (последняя цифра 5,10)
Ответ составьте по следующему плану:
1. Назовите фермент, катализирующий окисление субстрата.
2. Назовите кофермент (восстановленный эквивалент).
3. На какой участок дыхательной цепи передаст восстановленный эквивалент электроны и протоны.
Анна Провизор / taurusann
Уважаемые коллеги! Так как учеба становится с каждым годом все труднее, предлагаю свои услуги по решению различных фармацевтических дисциплин. Иногда даже при хорошей учебе всего не успеть, поэтому своевременное обращение ко мне поможет предупредить и решить Вам много проблем.