Биохимия белка

Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2012 в 14:07, реферат

Краткое описание

Белки являются незаменимым компонентом пищи. В отличие от белков - углеводы и жиры не являются незаменимыми компонентами пищи. Ежесуточно потребляется около 100 граммов белков взрослым здоровым человеком. Пищевые белки – это главный источник азота для организма. В смысле экономическом белки являются самым дорогим пищевым компонентом. Поэтому очень важным в истории биохимии и медицины было установление норм белка в питании.

Файлы: 1 файл

метаболизм белков.DOC

— 237.50 Кб (Скачать)

              Серин в составе белков-ферментов участвует в формировании каталитического центра фермента,  например,  в сериновых  протеазах: трипсине, химотрипсине и др. Также серин участвует в формировании гидратной оболочки белков, потому что является полярной аминокислотой.

 

ОБМЕН СЕРУСОДЕРЖАЩИХ АМИНОКИСЛОТ: МЕТИОНИНА И ЦИСТЕИНА.

              Метионин - это незаменимая аминокислота, а цистеин - заменимая.

              Главной особенностью обмена метионина является то,  что из него тоже образуется активный С1 в виде СН3-группы, которая участвует в различных синтезах.  Однако,  этот активный С1 образуется без участия ТГФК. Чтобы стать источником СН3- группы, метионин подвергается активации с участием АТФ.  В результате этой реакции от АТФ отщепляются все три остатка фосфорной кислоты, а аденозин присоединяется к атому серы метионина. Так образуется активная форма метионина - S- аденозил-метионин.

 

              S-аденозил-метионин участвует в реакциях трансметилирования. Наиболее важный из них синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина,  обезвреживание биогенных аминов с участием О-метилтрансфераз, синтез адреналина из норадреналина, синтез ацетилхолина из холина и Ацетил-КоА, синтез креатина, который в виде креатинфосфата является резервной формой макроэргических связей и участвует в обеспечении нервной ткани и работающей мышцы АТФ.

Синтез креатина.

В синтезе креатина участвуют и другие аминокислоты - аргинин и глицин. В почках из аргинина и глицина образуется гуанидинацетат, который метилируется в печени с участием S-аденозил-метионина и в результате образуется креатин:

 

              Гомоцистеин участвует в синтезе амикислот - цистеина (гомоцистеин + серин).  Креатин подвергается фосфорилированию с участием АТФ,  в результате образуется соединение с макроэргической связью - креатинфосфат. Это обратимая реакция, которая катализируется ферментом креатинфосфокиназой (КФК).

 

              Эта реакция интенсивно идет в мышцах,  особенно, в сердечной мышце, и в ткани мозга. Креатинфосфат активно синтезируется в покое  и распадается при мышечной работе. Это наиболее быстрый способ регенерации АТФ.  Креатин,  образовавшийся из креатинфосфата распадается до креатинина,  который является конечным продуктом и выводится с мочой.  В сутки выводится 1-2 грамма креатинина. Это количество креатинина прямо пропорционально мышечной массе, поэтому у мужчин креатинина в моче больше, чем у женщин. Креатинин не реабсорбируется из первичной мочи, поэтому его количество во вторичной моче характеризует объем клубочковой фильтрации.

 

              При поражении  мышечных  клеток  и  нарушении ткани мозга креатинфосфокиназа появляется в крови,  это является диагностическим признаком.  Известно, что КФК имеет три изофермента - кардиальный, церебральный и мышечный, появление их в крови позволяет определить  поражение соответствующего органа.  Появление в крови кардиального изофермента является ранним диагностическим признаком инфаркта миокарда.

ОБМЕН ЦИСТЕИНА.

              Это заменимая аминокислота, она синтезируется из серина, гидроксильная группа которого замещается SН-группой, которую поставляет гомоцистеин.  Цистеин в составе белков-ферментов своей -SН группой участвует в образовании  каталитического  центра (тиоловые  протеазы),  а также участвует в образовании дисульфидных связей,  которые принимают участие в формировании третичной и четвертичной структуры белков. Также цистеин необходим для синтеза трипептида глютатиона, который состоит из  цистеина и глютаминовой кислоты. Молекула глутатиона условно обозначается как (Г-SН). Глютатион способен легко окисляться и восстанавливаться:

 

              Окисляясь, глютатион предохраняет от окисления другие вещества, например, двухвалентное железо гемоглобина в эритроцитах:

 

              Восстанавливается глютатион с помощью НАДФН2 с участием фермента глютатионредуктазы.

              Цистеин подвергается и распаду, при этом он окисляется и декарбоксилируется, в результате образуется таурин, который участвует в образовании парных желчных кислот (таурохолевая и др.) в печени.

Серная кислота,  которая образуется из таурина,  участвует в обезвреживании токсических веществ в печени.

 

 

Так обезвреживаются продукты гниения белков в кишечнике - индол,  скатол, фенол и крезол. В этих процессах серная кислота участвует в своей активной форме в виде 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфата (ФАФC), которая образуется с участием АТФ.

ОБМЕН АРГИНИНА

              Аргинин - частично незаменимая аминокислота. Она образуется в ходе синтеза мочевины в печени из карбомоилфосфата при участии аспарагиновой кислоты и орнитина.  Аргинин участвует в синтезе креатина в почках,  являясь донором гуанидиновой группы в  образовании гуанидинацетата. В составе белков аргинин как полярная положительно заряженная аминокислота участвует в образовании ионных связей и в формировании гидратной оболочки белков.

 

ОБМЕН ДИКАРБОНОВЫХ АМИНОКИСЛОТ - ГЛУТАМИНОВОЙ И АСПАРАГИНОВОЙ

              Эти аминокислоты вступают в многочисленные химические реакции,  с которыми Вы уже знакомы и поэтому они играют главную роль в обмене аминокислот.

              1. Они участвуют в реакциях синтеза заменимых  аминокислот и следовательно в коррекции аминокислотного состава белков,  а, значит, в коррекции аминокислотного состава клеток организма.

              2. Участвуют в реакциях обезвреживания аммиака и других токсичных продуктов азотистого обмена.

              3. Превращаясь в альфа-кетокислоты (альфакетоглутарат и ЩУК), они принимают участие во взаимосвязи обмена белков с обменом углеводов и жиров. 

              4. Дикарбоновые аминокислоты и их амиды (глутамин и аспарагин) участвуют в реакциях синтеза почти всех азотсодержащих соединений клеток (нуклеотидов,  нуклеиновых кислот, аминосахаров и аминопроизводных липидов). В этих реакциях синтеза они являются донором азота в виде NН2-группы, или участвуют всей своей молекулой.

 

КОНКРЕТНАЯ РОЛЬ КАЖДОЙ АМИНОКИСЛОТЫ:

Глутаминовая кислота

              а) подвергается прямому окислительному дезаминированиюс образованием альфа-кетоглутарата,

              б) вступает в реакции трансаминирования, которые катализируют специфические трансаминазы,

              в) является субстратом для синтеза глютамина, который является транспортной формой аммиака и участвует в синтезе мочевины в печени,  также глютамин участвует в синтезе пуриновых оснований нуклеотидов и нуклеиновых кислот,  аминосахаров и аминопроизводных липидов.

              г) принимает участие в косвенном дезаминировании АК-т,

              д) участвует в синтезе трипептида глютатиона,

              е) является субстратом для образования гамма- аминомасляной кислоты.

 

Аспарагиновая кислота

              а) участвует в реакциях трансаминирования,

              б) в синтезе мочевины, как донор NН2-группы,

              в) в синтезе пиримидиновых оснований (всей молекулой) и как донор NН2-группы - в синтезе пуриновых оснований,

              г) в синтезе аспарагина.

              Обе аминокислоты участвуют в формировании третичной и четвертичной структур белков,  так как являются полярными заряженными аминокислотами и в образовании гидратной оболочки белков, а также эти аминокислоты принимают участие в формировании активных центров ферментов. Амидирование аспарагиновой и глутаминовой кислот приводит к образованию глутамина и аспарагина, необходимых для синтеза белков.

 

ОБМЕН ЦИКЛИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ ФЕНИЛАЛАНИНА И ТИРОЗИНА

              Фенилаланин является незаменимой аминокислотой, а  тирозин - заменимая аминокислота.

              Фенилаланин вступает в незначительное количество превращений в тканях. Кроме включения этой аминокислоты в структуру молекул белка, единственным путем метаболизма фенилаланина у здорового человека  является его окисление в тирозин с участием фермента микросомального окисления, специфической монооксигеназой - фенилаланингидроксилазой:

Тирозин вступает  в многочисленные реакции в различных тканях.  В результате этих превращений тирозин не только распадается до конечных продуктов,  но и дает промежуточные метаболиты,  из которых образуются ряд важных соединений, некоторые из которых являются биологически активными веществами.

              Из тирозина образуются:

              а) гормоны мозгового слоя надпочечников адреналин и норадреналин,

              б) меланины - пигменты кожи,  волос,  радужной оболочки глаза,

              в) йодсодержащие гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин.

   

 

 

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ФЕНИЛАЛАНИНА И ТИРОЗИНА

              Нарушения обмена этих АК связано с нарушением биосинтеза некоторых ферментов,  которые  катализируют  метаболические превращения этих АК.  Результатом нарушения синтеза ферментов является возникновение наследственных генетических заболеваний:

              1) фенилкетонурия - нарушен синтез фенилаланин-гидроксилазы, поэтому фенилаланин превращается в фенилпируват, который оказывает токсическое воздействие на развитие некоторых отделов головного мозга.

              2) альбинизм - нарушен синтез ферментов, превращающих ДОФА в ДОФА-хром, поэтому нарушается синтез меланинов.

              3) алкаптонурия - нарушен синтез диоксигеназы гомогентизиновой кислоты, она выделяется с мочой, моча приобретает черный цвет.

    4) кретинизм - нарушен синтез йодиназы, что приводит к нарушению синтеза йодсодержащих гормонов щитовидной железы.

              5) может быть нарушен синтез фермента тирозиназы,  который катализирует превращение тирозина в ДОФА, следовательно будет нарушаться синтез гормонов мозгового слоя надпочечников и меланина.

              Из всех этих заболеваний в настоящее время удается лечить фенилкетонурию, для этого из рациона ребенка исключают фенилаланин и увеличивают в пище количество тирозина.  Если ребенка держать на этой диете до 6-7 лет,  тогда не возникает умственная отсталость, т.к.  к 6-7 годам успевают развиться отделы головного мозга, развитие которых задерживается при избытке в ткани мозга фенилпирувата.

 

 



Информация о работе Биохимия белка