Шпаргалка по "Истории медицины"

 

Это явление  теория оперона объясняет следующим  образом: при отсутствии в среде  Гис или Три регуляторный белок-репрессор  не имеет сродства к оператору  и происходит синтез ферментов, осуществляющих образование этих аминокислот. Когда  в среду добавляют, например, Гис, то эта небольшая молекула, получившая название "корепрессор", присоединяется к белку-репрессору. В результате конформационных изменений в  молекуле репрессора комплекс бел-ка-репрессора и корепрессора (Гис) приобретает  сродство к оператору, присоединяется к нему, и транскрипция оперона  прекращается, т.е. прекращается считывание информации о строении 10 ферментов, участвующих в синтезе этой аминокислоты (рис. 4-48).

 

Следует иметь  в виду, что репрессия и индукция синтеза белков у прокариотов  реализуют принципы адаптации к  меняющимся условиям существования  и клеточной экономии: ферменты появляются в клетках, когда в них существует потребность, и перестают вырабатываться, если потребность исчезает.

 

38)Безазотистый остаток образуется  в рез-те реакции дезамининрования  АК. Далее он преобразуется в  глюкозу, кетоновы тела, происходит  синтез замен. АК, окисление до  СО2 и Н2О. Большая часть безазотистых  остатков аминокислот превращается  в пируват либо непосредственно  (Ала, Сер), либо в результате  более сложного пути, превращаясь  вначале в один из метаболитов  ЦТК. Затем в реакциях цитратного  цикла происходит образование  оксалоацетата, который превращается  в фосфоенолпируват. Из фосфоенолпирувата  под действием пируватки-назы  образуется пируват. Пируват подвергается  окислительному декарбоксилированию  и превращается в ацетил-КоА,  который окисляется в ЦТК до  СО₂ и Н₂О с выделением энергии. Такой путь проходят преимущественно аминокислоты пищи.  Гликогенные АК-АК, кот. превращаются в пиуват и промежут. продукты ЦТК, обазуют в конечном итоге оксалоацетат, могут использоваться в процессе глюконеогенеза. (аланин, аспаргин, глицин, глутамат, глутамин, пролин, серин, цистеин, аргинин, гистидин, валин, метионин, треонин)                                                                                                                          Кетогенные АК-некотрорые АК, кот. в процессе катаболизма превращ. в ацетат или ацетил-КоА и могут использоваться в синтезе кетновых тел. (лейцин, лизин)                                         Значение для ЦТК-Катаболизм всех аминокислот сводится к образованию шести веществ, вступающих в общий путь катаболизма: пируват, ацетил-КоА, α-кето-глутарат, сукцинил-КоА, фумарат, оксалоацетат.

 

39)

Источник	Процесс	Ферменты	Локализация процесса
Аминокислоты	Непрямое дезаминирование (основной путь дезаминирования аминокислот)	Аминотрансферазы, ПФ Глутаматдегидрогеназа, NAD+	Все ткани
	Окислительное дезаминирование  глутамата	Глутаматдегидрогеназа, NAD+	Все ткани
	Неокислительное дезаминирование  Гис, Сер, Тре	Гистидаза-Серин, треониндегидратазы, ПФ	Преимущественно печень
	Окислительное дезаминирование  аминокислот (малозначимый путь дезаминирования)	Оксидаза L-аминокислот, FMN	Печень и почки
Биогенные амины	Окислительное дезаминирование (путь инактивации биогенных аминов)	Аминооксидазы, FAD	Все ткани
АМФ	Гидролитическое дезаминирование	АМФ-дезаминаза	Интенсивно работающая мышца

 

40-44) а-В мозге и некоторых других органах может протекать восстановительное аминирование α-кетоглутарата под действием глутаматдегидрогеназы, катализирующей обратимую реакцию.

 

б-Из мышц и кишечника избыток  аммиака выводится преимущественно  в виде аланина. Аминогруппы разных аминокислот посредством реакций трансаминирования переносятся на пируват, основным источником которого служит процесс окисления глюкозы. Мышцы выделяют особенно много аланина в силу их большой массы, активного потребления глюкозы при физической работе, а также потому, что часть энергии они получают за счёт распада аминокислот. Образовавшийся аланин поступает в печень, где подвергается непрямому дезаминированию. Выделившийся аммиак обезвреживается, а пируват включается в глюконеогенез. 

Ещё одной реакцией обезвреживания аммиака в тканях можно считать синтез аспарагина под действием аспарагинсинтетазы.

Основной реакцией обезвреживания аммиака, протекающей во всех тканях организма, является синтез глутамина под действием глутамин-синтетазы. Глутамин легко транспортируется через клеточные мембраны путём облегчённой диффузии и поступает из тканей в кровь. Основными тканями-поставщиками глутамина служат мышцы, мозг и печень. С током крови глутамин транспортируется в кишечник и почки. В клетках кишечника под действием фермента глутаминазы происходит гидролитическое освобождение амидного азота в виде аммиака. Образовавшийся в реакции глутамат подвергается трансаминированию с пируватом. Аминогруппа глутаминовой кислоты переносится в состав аланина. Большие количества аланина поступают из кишечника в кровь воротной вены и поглощаются печенью. Около 5% образовавшегося аммиака удаляется в составе фекалий, небольшая часть через воротную вену попадает в печень, остальные ~90% выводятся почками.

 

г-Орнитиновый цикл 

Мочевина (карбамид) - полный амид угольной кислоты - содержит 2 атома азота. Источником одного из них является аммиак, который в печени связывается с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфата под действием карбамоилфосфатсинтетазы I.

Далее под действием орнитинкарбамоилтрансферазы  карбамоильная группа карбамоилфосфата переносится на α-аминокислоту орнитин, и образуется другая α-аминокислота – цитруллин.

В следующей реакции аргининосукцинатсинтетаза  связывает цитруллин с аспартатом и образует аргининосукцинат (аргининоянтарную кислоту). Этот фермент нуждается  в ионах Mg²⁺. В реакции затрачивается 1 моль АТФ, но используется энергия двух макроэргических связей. Аспартат - источник второго атома азота мочевины.

 

 

Далее фермент аргининосукцинатлиаза (аргининосукциназа) расщепляет аргининосукцинат на аргинин и фумарат, при этом аминогруппа аспартата оказывается  в молекуле аргинина

Аргинин подвергается гидролизу под  действием аргиназы, при этом образуются орнитин и мочевина. Кофакторами  аргиназы являются ионы Са²⁺ или Мn²⁺. Высокие концентрации орнитина и лизина, являющихся структурными аналогами аргинина, подавляют активность этого фермента:

Образующийся орнитин взаимодействует  с новой молекулой карбамоилфосфата, и цикл замыкается.

Суммарное уравнение синтеза  мочевины:

СО₂ + NH₃ + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н₂О → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н₃Р0₄) + АМФ + H₄P₂O₇.

Аммиак, используемый карбамоилфосфатсинтетазой I, поставляется в печень с кровью ворот-вены. Роль других источников, в  том числе гсительного дезаминирования  глутаминовой эты в печени, существенно  меньше. Аспартат, необходимый для  синтеза аргининокцината, образуется в печени путём трансаминирования  аланина с оксалоацетатом. Алании поступает главным образом из мышц и клеток кишечника. Источником оксалоацетата, необходимого для этой реакции, можно считать превращение  фумарата, образующегося в реакциях орнитинового цикла. Фумарат в результате двух реакций цитратного цикла превращается в оксалоацетат, из которого путём  трансаминирования образуется аспартат (рис. 9-17). Таким образом, с орнитиновым  циклом сопряжён цикл регенерации аспартата из фумарата. Пиру ват, образующийся в этом цикле из аланина, используется для глюконеогенеза. Ещё одним источником аспартата для орнитинового цикла является Трансаминирование глутамата с оксалоацетатом.

45) Гипераммониемия — это нарушение обмена веществ, проявляющееся в недостаточности цикла ферментов мочевины, приводящее к отравлению организма аммиаком. Аммиак является токсичным соединением, находящимся в крови в относительно небольших концентрациях (11,0—32,0 мкмоль/л). Симптомы аммиачного отравления проявляются при превышении этих пределов всего в 2—3 раза. Предельно допустимый уровень аммиака в крови 60 мкмоль/л. При повышении концентрации аммиака (гипераммониемия) до предельных величин может наступить кома и смерть. При хронической гипераммониемии развивается умственная отсталость.   ЦИТРУЛЛИНЕМИЯ- врожденный недостаток одного из ферментов, служащих для химического расщепления белков в моче: вследствие этого в крови происходит накопление аммиака и аминокислоты цитруллина. Бальные дети плохо развиваются, кроме того, у них ярко выражена задержка умственного развития. Аргининемия-заболевание, характеризующееся умственной отсталостью, судорожным параличом всех четырех конечностей (тетраплегия), задержкой роста, припадками и др.; наследуется по аутосомно-рецессивному типу, обусловлено дефицитом аргиназы печени

 

 

Рис. 9-16. Орнитиновый  цикл Кребса-Гензелейта. Окислительное дезаминирование глутамата происходит в митохондриях. Ферменты орнитинового цикла распределены между митохондриями и цитозолем. Поэтому необходим трансмембранный перенос глутамата, цитруллина и орнитина с помощью специфических транслоказ. На схеме показаны пути включения азота двух разных аминокислот (аминокислота 1 и аминокислота 2) в молекулу мочевины: • одна аминогруппа - в виде аммиака в матриксе митохондрии; • вторую аминогруппу поставляет аспартат цитозоля.

 

47.  ТОКСИЧНОСТЬ И ПУТИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ NH2.

 При увеличении концентрации аммиака в 8 – 10 раз (до 0,6 ммоль/л) проявляется его токсическое действие. Наблюдаются: Головокружение; Тошнота; Рвота; Судорожные припадки с потерей сознания. Снижение обезвреживания NH4+ приводит к сдвигу рН крови в щелочную сторону (алкалозу), который отрицательно сказывается на транспорте О2 в ткани гемоглобином, в результате чего возникают гипоксия, приводящая к гипоэнергетическому состоянию тканей, прежде всего головного мозга.Накопление аммиака в тканях снижает количество α-кетоглутарата, связывающего его избыток путем превращения в глутамат, что угнетает трансаминирование и ЦТК. Накопление NH4+ в нервной ткани усиливает синтез глутамина из глутамата, что приводит к снижению содержания последнего, а это подавляет синтез основного тормозного медиатора γ-аминомасляной кислоты (ГАМК).

48. В мозге и некоторых других  органах может протекать ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ АМИНИРОВАНИЕ Α-КЕТОГЛУТАРАТА под действием глутаматдегидрогеназы, катализирующей обратимую реакцию. Реакция выгодна для клеток, так как способствует связыванию сразу 2 молекул NH3. Из мышц и кишечника избыток аммиака выводится преимущественно в виде аланина. Этот механизм необходим, так как активность глутаматдегидрогеназы в мышцах невелика и непрямое дезаминирование аминокислот малоэффективно.

49. СИНТЕЗ ГЛУТАМИНА под действием глутамин-синтетазы. Глутаминсинтетаза локализована в митохондриях клеток, для работы фермента необходим кофактор - ионы Mg2+. Глутаминсинтетаза - один из основных регуляторных ферментов обмена аминокислот и аллостерически ингибируется АМФ, глюкозо-6-фосфатом, а также Гли, Ала и Гис. Глутамин легко транспортируется через клеточные мембраны путём облегчённой диффузии  и поступает из тканей в кровь. Основными тканями-поставщикам:  глутамина служат мышцы, мозг и печень. С током крови глутамин транспортируется в кишечник и почки. В клетках кишечника под действием фермента глутаминазы происходит гидролитическое освобождение амидного азота в виде аммиака. Образовавшийся в реакции глутамат подвергается трансаминированию с пируватом. Аминогруппа глутаминовой кислоты переносится в состав аланина.  Большие количества аланина поступают из кишечника в кровь воротной вены и поглощаются печенью. Около 5% образовавшегося аммиака удаляется в составе фекалий, небольшая часть через воротную вену попадает в печень, остальные ~90% выводятся почками. В почках также происходит гидролиз глутамина под действием глутаминазы с образованием аммиака. Глутаминаза почек значительно индуцируется при ацидозе, образующийся аммиак нейтрализует кислые продукты обмена и в виде аммонийных солей экскретируется с мочой. Эта реакция защищает организм от излишней потери ионов Na+ и К+, которые также могут использоваться для выведения анионов и утрачиваться.

СИНТЕЗ АСПАРАГИНА под действием аспарагинсинтетазы.  Существуют 2 изоформы этого фермента - глутаминзависимая и аммиакзависимая, которые используют разные доноры амидных групп. Первая функционирует в животных клетках, вторая преобладает в бактериальных клетках, но присутствует и у животных. Однако такой путь обезвреживания аммиака в клетках человека используется редко и к тому же требует больших энергетических затрат (энергию двух макроэргических связей), чем синтез глутамина.

ОБРАЗОВАНИЕ АЛАНИНА . Аминогруппы разных аминокислот посредством реакций трансаминирования переносятся на пируват, основным источником которого служит процесс окисления глюкозы.Мышцы выделяют особенно много аланина в силу их большой массы, активного потребления глюкозы при физической работе, а также потому, что часть энергии они получают за счёт распада аминокислот. Образовавшийся аланин поступает в печень, где подвергается непрямому дезаминированию. Выделившийся аммиак обезвреживается, а пируват включается в глюконеогенез. Глюкоза из печени поступает в ткани и там, в процессе гликолиза, опять окисляется до пирувата. Образование аланина в мышцах, его перенос в печень и перенос глюкозы, синтезированной в печени, обратно в мышцы составляют глюкозо-аланиновый цикл, работа которого сопряжена с работой глюкозо-лактатного цикла.