Разделы презентаций


Ферменты. ИСТОРИЯ

Содержание

Ферменты. История.Манассеина в споре с Бюхнером c доказывает, что ферменты могут работать как в клетке, так и вне ееФишер, 1894 г.- первая гипотеза о специфичности действия ферментов («ключ –замок»)Павлов ферменты могут

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Ферменты. ИСТОРИЯ
Ван Гельмонт, 17 век. Изучение спиртового брожения. (fermentum –

брожение(лат)
Реомюр, Спалланцани – изучение химического процесса растворения мяса в желудке

хищных птиц.
Шванн,1836 г. – обнаружение пепсина в желудочном соке
Кирхгофф, 1836 г присутствии солода. превращение крахмала в сахар
Пайен, Персо, 1837г. – выделяют фермент из солода .
Берцеллиус,1837 г.- сравнивает ферменты с неорганическими катализаторами

Ферменты. ИСТОРИЯВан Гельмонт, 17 век. Изучение спиртового брожения. (fermentum – брожение(лат)Реомюр, Спалланцани – изучение химического процесса растворения

Слайд 2Ферменты. История.
Манассеина в споре с Бюхнером c доказывает, что ферменты

могут работать как в клетке, так и вне ее
Фишер, 1894

г.- первая гипотеза о специфичности действия ферментов («ключ –замок»)
Павлов ферменты могут быть в активном и неактивном состоянии (энзимогены)
Михаэлис, Ментен,1913 г. – кинетика ферментативного катализа
Самнер,1926г. – выделение уреазы в кристаллическом виде и изучение ее белковой природы
Виланд и др.1957г. – вводят понятие изоферментов
Филипс,1960г. – расшифрована трехмерная структура лизоцима (рентгеноструктурный анализ)

Ферменты. История.Манассеина в споре с Бюхнером c доказывает, что ферменты могут работать как в клетке, так и

Слайд 3Ферменты
Практически все реакции в клетке идут при участии ферментов.
Ферменты –катализаторы

белковой природы.
Ферменты –простые или сложные белки (содержат простетическую группу,

неорганической или органической природы).
Простые: пепсин,трипсин, фосфатазы, РНК-аза, уреаза, лизоцим
Сложные: фосфотрансфераза (Mg,Mn),цитохромы (гем), аминотрансферазы (пиридоксальфосфат).
Простетические группы могут играть роль кофакторов (коферментов) или выполнять другие функции.

Чаще всего ферменты являются олигомерными белками (четвертичной природы).

ФерментыПрактически все реакции в клетке идут при участии ферментов.Ферменты –катализаторы белковой природы. Ферменты –простые или сложные белки

Слайд 4Сходство и различие с неорганическими катализаторами
Ферменты –как и неорганические катализаторы

: выходят из реакции в неизмененном виде, катализируют только энергетически-возможные

реакции, количество их мало по сравнению с субстратами и продуктами.
Ферменты –как белковые катализаторы: имеют высокую молярную массу, подвергаются денатурации, работают в физиологических условиях, обладают высокой каталитической активностью, специфичностью, являются регулируемыми, зависят от условий среды.
Сходство и различие с неорганическими катализаторамиФерменты –как и неорганические катализаторы : выходят из реакции в неизмененном виде,

Слайд 5Субстратная специфичность ферментов
Абсолютная (фермент катализирует реакцию только с одним субстратом):аргиназа,

уреаза, ДНК-полимераза, аденилатциклаза
Относительная или групповая (катализируют реакцию с группой субстратов,с

одним типом связи: протеиназы, фосфатазы, липазы.(однако и у них есть определенная сайт-специфичность)
Стереоспецифичность – фермент «узнает» стереоизомеры субстратов (L- и D-аминокислоты, α − и β-сахара).

Субстратная специфичность ферментовАбсолютная (фермент катализирует реакцию только с одним субстратом):аргиназа, уреаза, ДНК-полимераза, аденилатциклазаОтносительная или групповая (катализируют реакцию

Слайд 7Ферменты
Конститутивные (синтезируются постоянно): ферменты гликолиза, окисления жирных кислот ит.д.
Адаптивные, индуцибельные

(синтезируются в определенных ситуациях, способствуют адаптации метаболизма клетки к условиям

среды): аминотрансферазы, ферменты глюконеогенеза, микросомальные оксидазы и трансферазы.
ФерментыКонститутивные (синтезируются постоянно): ферменты гликолиза, окисления жирных кислот ит.д.Адаптивные, индуцибельные (синтезируются в определенных ситуациях, способствуют адаптации метаболизма

Слайд 8Организация и структурированность ферментов
Ферменты экскретируемые (работают во внешней среде, вне

клеток): гидролазы пищеварительного тракта
Ферменты секретируемые (работают вне клеток, во внутренней

среде организма - в крови, например): липопротеинлипаза, церулоплазмин, антитрипсин.
Ферменты клеточного метаболизма (органоспецифичные): гексокиназа, фосфорилаза, гликогенсинтетаза, аминотрансферазы и т.д.
Организация и структурированность ферментовФерменты экскретируемые (работают во внешней среде, вне клеток): гидролазы пищеварительного трактаФерменты секретируемые (работают вне

Слайд 9Ферменты клеточного метаболизма
Растворимые (в цитозоле, матриксе лизосом, митохондрий): фосфофруктокиназа, кислая

фосфатаза, малатдегидрогеназа)
«Структурированные», ассоциированные с мембранными структурами: нуклеотидаза, сукцинатдегидрогеназа, АТФ-синтаза, цитохромоксидаза
Образующие

мультиферментные комплексы (синтетаза жирных кислот,
ПВК-дегидрогеназа.
Ферменты клеточного метаболизмаРастворимые (в цитозоле, матриксе лизосом, митохондрий): фосфофруктокиназа, кислая фосфатаза, малатдегидрогеназа)«Структурированные», ассоциированные с мембранными структурами: нуклеотидаза,

Слайд 10СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
Активный центр (субстратный + каталитический участки)
Аллостерические ферменты имеют еще

регуляторный центр
Активный центр состоит из каталитического и субстратного участков.

СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВАктивный центр (субстратный + каталитический участки)Аллостерические ферменты имеют еще регуляторный центрАктивный центр состоит из каталитического и

Слайд 11СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ
Каталитический центр «отвечает» за механизм катализа, большие группы ферментов

могут иметь одинаковое строение каталитического центра (НАД-зависимые дегидрогеназы, сериновые протеиназы).


Субстратный (якорный) участок и вся пространственная конформация ферментного белка обусловливает сродство к субстрату.
СТРОЕНИЕ ФЕРМЕНТОВКаталитический центр «отвечает» за механизм катализа, большие группы ферментов могут иметь одинаковое строение каталитического центра (НАД-зависимые

Слайд 13КАТАЛИТИЧЕСКИЙ УЧАСТОК ФЕРМЕНТОВ
Каталитический центр простых ферментов состоит из реакционоспособных

аминокислот: серин, треонин (ОН), аргинин (гуанидин), аспартат, глутамат (СООН), цистеин

(SН). В первичной структуре могут находится на расстоянии друг от друга.
Сложные ферменты содержат небелковые включения: неорганические: катионы Ме; органические: гемовые группировки, производные витаминов.
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ УЧАСТОК ФЕРМЕНТОВ Каталитический центр простых ферментов состоит из реакционоспособных аминокислот: серин, треонин (ОН), аргинин (гуанидин), аспартат,

Слайд 14Как работают ферменты?
Снижают энергию активации молекул субстрата. Скорость реакции пропорциональна

количеству молекул, свободная энергия которых равна или больше энергии переходного

состояния.
S + E ?? SE ?? E*S* ?? E + P
В момент образования субстрат-ферментного комплекса обе его части подвергаются изменению.
Как работают ферменты?Снижают энергию активации молекул субстрата. Скорость реакции пропорциональна количеству молекул, свободная энергия которых равна или

Слайд 17Механизмы катализа (гипотезы)
Э.Фишер, 1890г. – гипотеза «шаблона», (ключ-замок). Объясняет только

абсолютную специфичность ферментов.
Кошланд – гипотеза индуцированной подгонки (соответствия). Субстрат индуцирует

активную конформацию фермента.
Эйлер - гипотеза «дыбы». Фермент, связывая субстрат, создает его «вынужденную», более реакционоспособную конформацию.
Адсорбционная (мультиплетная) гипотеза. Фермент обеспечивает ориентировку в пространстве и во времени двух или более субстратов и каталитически активных групп.
Механизмы катализа (гипотезы)Э.Фишер, 1890г. – гипотеза «шаблона», (ключ-замок). Объясняет только абсолютную специфичность ферментов.Кошланд – гипотеза индуцированной подгонки

Слайд 20Химизм катализа
Кислотно-основной: молекулы ферментов в активном центре содержат функциональные группы,

служащие донорами или акцепторами протонов и электронов. (т.е. «кислотами» и

«основаниями»)
Ковалентный: в активном центре фермент связывает субстрат ковалентной связью, образуя нестабильный комплекс, быстрее вступающий в реакцию.
Химизм катализаКислотно-основной: молекулы ферментов в активном центре содержат функциональные группы, служащие донорами или акцепторами протонов и электронов.

Слайд 21КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА
L.Michaelis, M.Menten,1913г.

k1

k3
S + E ES E + P
k2 k4
[E] мала и постоянна, ей пренебрегают, [P] на первых этапах реакции мала и реакция идет в сторону образования продукта и пропорциональна [S]. Далее, при увеличении [S], скорость реакции имеет бесконечно малое увеличение (плато на графике).
Фермент полностью «насыщен» субстратом и скорость реакции пропорциональна [ES] и определяется скоростью распада этого комплекса.


КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗАL.Michaelis, M.Menten,1913г.           k1

Слайд 22КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА
Л. Михаэлис и М. Ментен решают уравнение относительно

[ES], когда реакция находится в стационарном состоянии и скорости образования

и распада ES равны.
Уравнение Михаэлиса и Ментен отражает количественное соотношение начальной скорости V0 , Vmax и [S].
Km – равна [S], при которой V = ½ Vmax
Km отражает сродство фермента к субстрату. Чем выше Km, тем ниже сродство.
КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗАЛ. Михаэлис и М. Ментен решают уравнение относительно [ES], когда реакция находится в стационарном состоянии

Слайд 24КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА

[E] [S]
[ES] =

[S] + (k3 + k2) / k1


k3 + k2
= Km
k1



Vmax [S]
V0 =
[S] + Km
КИНЕТИКА ФЕРМЕНТАТИВНОГО КАТАЛИЗА         [E] [S][ES] =

Слайд 26Классификация ферментов
JUBMB ввел международную классификацию ферментов . Шифр каждого фермента

состоит из 4 цифр:
1. Класс фермента (тип катализируемой реакции)
2.Подкласс –

природа связи в субстрате
3. Под-подкласс – природа субстрата или к-либо другой признак
4.№ фермента
Кислая фосфатаза (КФ: 3.1.3.2)
Катепсин Д (КФ: 3.4.23.5)
Алкоголь:НАД – оксидоредуктаза (КФ: 1.1.2.34)
Классификация ферментовJUBMB ввел международную классификацию ферментов . Шифр каждого фермента состоит из 4 цифр:1. Класс фермента (тип

Слайд 27Классификация ферментов. 1.ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ
1.1 Дегидрогеназы
SH2 + S* = S + S*H2 (ЛДГ,МДГ,АДГ)
1.2

Оксидазы
SH2 +O2 = S + H2O2 (глюкозооксидаза)
1.3 Цитохромы
O2 + 4H+

+ 4e = 2 H2O (перенос e на O2 )
Fe2+? Fe3+? Cu2+? Cu+ (перенос e от S к S*)
1.4 Пероксидаза, каталаза)
SH2 + H2O2 ? S + 2 H2O
2H2O2 ? H2O + O2
1.5 Оксигеназы
S + O2 ? S-OH ( фенилаланингидроксилаза)

Классификация ферментов. 1.ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ1.1 ДегидрогеназыSH2 + S* = S + S*H2 (ЛДГ,МДГ,АДГ)1.2 ОксидазыSH2 +O2 = S + H2O2

Слайд 28Классификация ферментов 2.ТРАНСФЕРАЗЫ
2.1. Аминотрансферазы
2.2. Фосфотрансферазы
2.3. Метилтрансферазы
2.4. Глюкуронилтрансферазы
2.5. Сульфотрансферазы
2.7. РНК- и ДНК-

полимеразы

Классификация ферментов 2.ТРАНСФЕРАЗЫ2.1. Аминотрансферазы2.2. Фосфотрансферазы2.3. Метилтрансферазы2.4. Глюкуронилтрансферазы2.5. Сульфотрансферазы2.7. РНК- и ДНК- полимеразы

Слайд 29Классификация ферментов 3. ГИДРОЛАЗЫ
3.1.Эстеразы
3.2 Гликозидазы
3.3. Пептидазы
3.4. Тиолазы
3.5. Рибонуклеазы
3.6. Амидазы
3.7. Дезаминазы

Классификация ферментов 3. ГИДРОЛАЗЫ3.1.Эстеразы3.2 Гликозидазы3.3. Пептидазы3.4. Тиолазы3.5. Рибонуклеазы3.6. Амидазы3.7. Дезаминазы

Слайд 30Классификация ферментов 4. ЛИАЗЫ
Отщепление каких-либо групп негидролитическим и неокислительным путем или

присоединение групп (чаще всего воды) к субстрату по двойным связям;

расщепление С-С связей:
альдолазы, декарбоксилазы, гидратазы, дегидратазы.
Классификация ферментов 4. ЛИАЗЫОтщепление каких-либо групп негидролитическим и неокислительным путем или присоединение групп (чаще всего воды) к

Слайд 31Классификация ферментов 5. ИЗОМЕРАЗЫ
Внутримолекулярные превращения:
внутримолекулярный перенос групп; перенос связей.
Изомеразы,
Мутазы,
Рацемазы.

Классификация ферментов 5. ИЗОМЕРАЗЫВнутримолекулярные превращения:  внутримолекулярный перенос групп; перенос связей.Изомеразы,Мутазы,Рацемазы.

Слайд 32Классификация ферментов 6. ЛИГАЗЫ (СИНТЕТАЗЫ)
Соединение 2-х молекул с использованием знергии гидролиза

макроэргической связи АТФ (синтетаза, лигаза). Если источник энергии – в

связях самого субстрата – синтаза.
Карбоксилазы,
Амино-тРНК-синтетазы,
ДНК- лигазы
Классификация ферментов 6. ЛИГАЗЫ (СИНТЕТАЗЫ)Соединение 2-х молекул с использованием знергии гидролиза макроэргической связи АТФ (синтетаза, лигаза). Если

Слайд 33Определение активности ферментов
Содержание (количество) фермента определить невозможно. Определяют активность фермента

= скорость реакции. Для этого необходимо:
Знать общую стехиометрию реакции.
Создать оптимальные

условия для работы фермента.
Знать Км для субстрата, чтобы подобрать оптимальное соотношение S и E.
Иметь надежную аналитическую методику для определения [S], [P], или параметров SE – комплекса.





Определение активности ферментовСодержание (количество) фермента определить невозможно. Определяют активность фермента = скорость реакции. Для этого необходимо:Знать общую

Слайд 34Единицы ферментативной активности
Общая активность : количество молей субстрата (или продукта)

за единицу времени.(моль/час, ммоль/мин, мкмоль/сек).
Удельная активность: активность фермента, рассчитанная на

массу ткани, литр жидкости, клетку, грамм общего белка.
Единицы ферментативной активностиОбщая активность : количество молей субстрата (или продукта) за единицу времени.(моль/час, ммоль/мин, мкмоль/сек).Удельная активность: активность

Слайд 35Единицы ферментативной активности
1МЕ соответствует количеству фермента, катализирующего превращение 1 мкмоля

субстрата за 1 мин
1 катал (кат) соответствует количеству фермента, катализирующего

превращение 1 моля субстрата за 1 сек
1 кат = 1 моль S/с = 60 мольS/мин =
60х106 мкмоль/мин = 6х107МЕ
1МЕ =1мкмоль/мин = 16,7 нкат.
Единицы ферментативной активности1МЕ соответствует количеству фермента, катализирующего превращение 1 мкмоля субстрата за 1 мин1 катал (кат) соответствует

Слайд 36Регуляция активности ферментов
Скорость ферментативных реакций (активность ферментов) зависит от:
[ E

], [S ], [ P ]
условий среды (рН, t0,Р

и.др.)
наличия кофакторов, активаторов или ингибиторов

Регуляция активности ферментовСкорость ферментативных реакций (активность ферментов) зависит от:[ E ], [S ], [ P ] условий

Слайд 37Регуляция активности ферментов
Количество фермента находится под генетическим контролем, определяется скоростью

синтеза и распада ферментных молекул.
Конститутивные и адаптивные ферменты.
Синтез адаптивных ферментов

индуцируется самими субстратами или гормонами (стероиды, тиреоиды).
Каталитическая активность уже существующих молекул изменяется под влиянием условий среды , активаторов и ингибиторов разного механизма действия.
.
Регуляция активности ферментовКоличество фермента находится под генетическим контролем, определяется скоростью синтеза и распада ферментных молекул.Конститутивные и адаптивные

Слайд 38Регуляция активности ферментов
Зависимость от рН среды –специфическое свойство биокатализаторов. Каждый

фермент имеет opt значение рН среды, когда при соответствующей степени

ионизации функциональных групп он имеет наиболее функционально активную конформацию.
Регуляция активности ферментовЗависимость от рН среды –специфическое свойство биокатализаторов. Каждый фермент имеет opt значение рН среды, когда

Слайд 39Регуляция активности ферментов
Зависимость активности ферментов от t0 среды подчиняется законам

термодинамики. Для ферментов коэффициент Q10 = 1,7 -2,0.
При повышении температуры

увеличивается подвижность молекул, V реакции возрастает, пока не наступает тепловая денатурация.
Тепловое движение внутри молекулы, изменение связей и конформации объясняет наличие индивидуальной оптимальной температуры для активности фермента.
Термолабильность белков очень различна, хотя большинство денатурируют при температуре 40 -600С.
Регуляция активности ферментовЗависимость активности ферментов от t0 среды подчиняется законам термодинамики. Для ферментов коэффициент Q10 = 1,7

Слайд 40Регуляция активности ферментов
Зависимость скорости реакции от [S] различна для «Михаэлисовских»

ферментов и аллостерических.
Для всех ферментов характерно состояние «насыщения» активных

центров субстратом [ES].
Соотношение [s] и [E] должно быть оптимальным, [S] не должна лимитировать скорость реакции, но:
Избыток субстрата может не только не увеличивать скорость реакции, но даже подавлять ее.
Регуляция активности ферментовЗависимость скорости реакции от [S] различна для «Михаэлисовских» ферментов и аллостерических. Для всех ферментов характерно

Слайд 41Регуляция активности ферментов
Зависимость скорости реакции от [P]:
На начальных этапах реакции,

когда [P] мала, равновесие реакции сдвинуто вправо.
Часто, когда Р

накапливается достаточно, он становится ингибитором активности фермента (ретро-ингибирование).
Регуляция активности ферментовЗависимость скорости реакции от [P]:На начальных этапах реакции, когда [P] мала, равновесие реакции сдвинуто вправо.

Слайд 42Регуляция активности ферментов
Профермент – активный фермент:
Лимитированный протеолиз
Ковалентная модификация (фосфорилирование, ацетилирование,

аденилирование и т.д.)
Белок – белковые взаимодействия

Регуляция активности ферментовПрофермент – активный фермент:Лимитированный протеолизКовалентная модификация (фосфорилирование, ацетилирование, аденилирование и т.д.)Белок – белковые взаимодействия

Слайд 43Регуляция активности ферментов
Лимитированный (ограниченный) протеолиз:
Профермент синтезируется в виде крупной молекулы

–предшественника
Подвергается гидролизу специфическими ферментами, «разрезающими» пептид, удаляющими N- или С-концевые

пептиды или внутренние участки.
Возникает новая пространственная структура, меняются взаимодействия между радикалами, формируется активный центр фермента.
Химотрипсиноген ? химотрипсин
Регуляция активности ферментовЛимитированный (ограниченный) протеолиз:Профермент синтезируется в виде крупной молекулы –предшественникаПодвергается гидролизу специфическими ферментами, «разрезающими» пептид, удаляющими

Слайд 45Регуляция активности ферментов
Ковалентная модификация:
Е – ОН ? Е – О-РО3

(протеинфосфотранфераза фосфорилирует ферментный белок по ОН группам серина или треонина,

переносит Н2РО32- с АТФ)
Е –РО3+ Н2О ? Е – ОН (фосфатаза гидролизует фосфорный эфир), фермент возвращается в исходное состояние
Фосфорилирование может приводить как к активации, так и инактивации ферментов
Гликогенфосфорилаза и гликоген синтетаза реагирую на эту модификацию противоположно, как и многие другие ферменты.
Регуляция активности ферментовКовалентная модификация:Е – ОН ? Е – О-РО3 (протеинфосфотранфераза фосфорилирует ферментный белок по ОН группам

Слайд 47Регуляция активности ферментов
Белок –белковые взаимодействия:
Ассоциация – диссоциация белковых субъединиц:
G

– белковый комплекс, фосфопротеинкиназа

Регуляция активности ферментовБелок –белковые взаимодействия:Ассоциация – диссоциация белковых субъединиц: G – белковый комплекс, фосфопротеинкиназа

Слайд 48Регуляция активности ферментов
Действие активаторов и ингибиторов:
Ингибиторы по прочности связывания с

ферментом м.б. необратимыми (комплекс с ингибитором практически не диссоциирует) и

обратимыми (активность фермента м.б. восстановлена после удаления ингибитора или снижения его концентрации)
Регуляция активности ферментовДействие активаторов и ингибиторов:Ингибиторы по прочности связывания с ферментом м.б. необратимыми (комплекс с ингибитором практически

Слайд 50Регуляция активности ферментов
Ингибиторы по механизму действия:
Конкурентные (ингибитор- структурный аналог

субстрата, связывается в активном центре фермента)
Неконкурентные (ингибитор связывается не в

активном центре, сродство к субстрату сохраняется)
Бесконкурентные (ингибитор связывается с фермент – субстратным комплексом)
Регуляция активности ферментовИнгибиторы по механизму действия: Конкурентные (ингибитор- структурный аналог субстрата, связывается в активном центре фермента)Неконкурентные (ингибитор

Слайд 52Конкурентное и неконкурентное ингибирование активности ферментов
Кинетика конкурентного и неконкурентного ингибирования

различна:
Конкурентный ингибитор снижает сродство фермента для истинного субстрата, Км возрастает

до величины (1 + [i]/Ki) х Км,
Vmax м.б. восстановлена при снижении [i] или увеличении [S].
Конкурентное и неконкурентное ингибирование активности ферментовКинетика конкурентного и неконкурентного ингибирования различна:Конкурентный ингибитор снижает сродство фермента для истинного

Слайд 54Конкурентное и неконкурентное ингибирование активности ферментов
Неконкурентный ингибитор снижает скорость реакции

до величины Vmax / (1 + [i]/ Кi). Кi – константа

диссоциации ES комплекса.
Скорость реакции не м. б. восстановлена увеличением [S].
Конкурентное и неконкурентное ингибирование активности ферментовНеконкурентный ингибитор снижает скорость реакции до величины Vmax / (1 + [i]/

Слайд 57Изоферменты –молекулярные формы ферментов
Разные молекулярные формы одного фермента (катализируют одну

и ту же реакцию) в разных метаболических условиях.
Различаются по массе,

заряду, чувствительности к условиям среды, сродству к субстратам.
Осуществляют тонкую генетическую регуляцию метаболизма в разных тканях, клетках, органеллах клеток, клеток разного возраста и разной степени дифференцировки.
ЛДГ (5 изоформ), КФК (3 изоформы), гексокиназа (5 изоформ); S- и P- типы α-амилазы; МДГ цитоплазматическая и митохондриальная.
Изоферменты –молекулярные формы ферментовРазные молекулярные формы одного фермента (катализируют одну и ту же реакцию) в разных метаболических

Слайд 58Компартментализация
Важный момент регуляции скорости метаболических путей в эукариотической клетке.
Участие мембран

заключается и в интеграции и в разграничении различных процессов. (примеры)
Состояние

субклеточных мембран определяет скорость доставки из одного компартмента в другой метаболитов, продуктов и субстратов реакции (примеры).
Состояние мембран влияет на активность интегрированных в них ферментов.
КомпартментализацияВажный момент регуляции скорости метаболических путей в эукариотической клетке.Участие мембран заключается и в интеграции и в разграничении

Слайд 59Аллостерические ферменты
«ИНЫЕ»! Не подчиняются кинетике Михаэлиса – Ментен.
Кроме каталитического центра

имеют еще один, другой – регуляторный, для нековалентного обратимого связывания

эффекторов.
Чаще всего – это олигомерные белки. Каталитический и регуляторные центры м. б. в одной или разных субъединицах.
Кооперативный эффект.
Аллостерические ферменты«ИНЫЕ»! Не подчиняются кинетике Михаэлиса – Ментен.Кроме каталитического центра имеют еще один, другой – регуляторный, для

Слайд 60Аллостерические ферменты
Эффекторами чаще всего служат метаболиты данного ферментативного процесса. Неспецифическими

регуляторами часто служат нуклеотиды: NAD, FAD, ATP, ADP.
Чаще всего

исходные продукты служат (+) эффекторами, продукты – (-) эффекторами.
Субстраты могут быть одновременно и эффекторами (гомотропный тип регуляции), в каталитическом центре он подвергается превращениям, в другом – является регулятором (НАД –НАДН).
Аллостерические ферментыЭффекторами чаще всего служат метаболиты данного ферментативного процесса. Неспецифическими регуляторами часто служат нуклеотиды: NAD, FAD, ATP,

Слайд 62Аллостерические ферменты
Как правило, аллостерические ферменты катализируют ключевые (лимитирующие скорость) реакции

метаболических путей.
Аллостерические ферменты катализируют начальные этапы или находятся в

местах разветвления метаболических путей.
Аллостерические ферментыКак правило, аллостерические ферменты катализируют ключевые (лимитирующие скорость) реакции метаболических путей. Аллостерические ферменты катализируют начальные этапы

Слайд 64Кофакторы и коферменты
Холофермент = кофермент (кофактор) +
+ апофермент.
Коферменты (кофакторы)

– низкомолекулярные, термостабильные простетические группы ферментных белков.

Кофакторы и коферментыХолофермент = кофермент (кофактор) + + апофермент.Коферменты (кофакторы) – низкомолекулярные, термостабильные простетические группы ферментных белков.

Слайд 65Кофакторы) (неорганической природы)
Ионы металлов:
Стабилизируют субстрат (Е – S – Me),

Mg2+- АТФ.
Стабилизируют активный центр фермента (Е–Me–S ), металлоэнзимы.
Стабилизируют пространственную (третичную

или четвертичную) структуру ферментов. Zn2+- AДГ
Участвуют в катализе (по электрофильному механизму),Me с переменной валентностью.
Участвуют в окислительно-восстановительных реакциях (перенос электронов, гидроксилирование)
Регулируют активность ферментов (Сa 2+ - протеинкиназа С).
Кофакторы) (неорганической природы)Ионы металлов:Стабилизируют субстрат (Е – S – Me), Mg2+- АТФ.Стабилизируют активный центр фермента (Е–Me–S ),

Слайд 72Коферменты
Производные витаминов (фосфорилированные: пиридоксальфосфат, тиаминпирофосфат или аденилированные: НАД, ФМН,

ФАД)
Гем (ы)
Нуклеотиды (АТР, ГТР)
Убихинон (КоQ)
ФАФS
S – аденозилметионин
Глутатион

Коферменты Производные витаминов (фосфорилированные: пиридоксальфосфат, тиаминпирофосфат или аденилированные: НАД, ФМН, ФАД)Гем (ы)Нуклеотиды (АТР, ГТР)Убихинон (КоQ)ФАФSS – аденозилметионинГлутатион

Слайд 73ВИТАМИНЫ
Низкомолекулярные органические вещества различного строения, которые животные должны получать извне

полностью или частично (микронутриенты).
Не являются источниками энергии!
Не служат пластическим

материалом!
ВИТАМИНЫНизкомолекулярные органические вещества различного строения, которые животные должны получать извне полностью или частично (микронутриенты). Не являются источниками

Слайд 74Из истории витаминологии
Научные основы витаминологии – начало 19 века:
Н.И. Лунин,

Ф. Мажанди, К. Танаки
Для нормального роста и развития животных

недостаточно макронутриентов: белков, жиров и сахаров.
К.Функ, 1911 г. – выделил вещество, излечивающего от бери-бери (тиамин, В1).
Н. Зелинский, 1921 г. – роль витаминов, как кофакторов ферментов. Существование провитаминов, антивитаминов
Из истории витаминологииНаучные основы витаминологии – начало 19 века:Н.И. Лунин, Ф. Мажанди, К. Танаки Для нормального роста

Слайд 75История витаминологии
А.Виндаус, 1928 г. – открытие витамина Д и холестерола.
У.Хеворс

и П. Каррер,1937 г. – витамины С, А, каротиноиды; В2,

флавины
В. Дю Винью, 1955 г. –витамин Н.
А. Тодд, 1957 г. –нуклеотидсодержащие ферменты.
Д.Ходжкин,1964 г. – строение витамина В12..
История витаминологииА.Виндаус, 1928 г. – открытие витамина Д и холестерола.У.Хеворс и П. Каррер,1937 г. – витамины С,

Слайд 76Номенклатура витаминов
Буквенные символы (А, В,С…)
Химические названия (тиамин,рибофлавин, никотинамид….)
Биологическая классификация

(антирахитический, антигеморрагический, антиневритный…)
Жиро – (А,Д,Е,К) и водорастворимые (В,Р, РР,Н,С)
Витаминоподобные

факторы (холин, липоевая кислота, оротовая кислота)
Номенклатура витаминовБуквенные символы (А, В,С…)Химические названия (тиамин,рибофлавин, никотинамид….) Биологическая классификация (антирахитический, антигеморрагический, антиневритный…) Жиро – (А,Д,Е,К) и

Слайд 77Биохимические функции витаминов
1. Обеспечивают активность ферментов (кофакторная ф –ция): В1,В2.,В6

,РР, Н, К, фолиевая кислота, липоевая кислота.
2. Обладают гормоноподобным действием:

А, Д, К.
3. Являются антиоксидантами: А, Е,С, Р, липоевая кислота.
Биохимические функции витаминов1. Обеспечивают активность ферментов (кофакторная ф –ция): В1,В2.,В6 ,РР, Н, К, фолиевая кислота, липоевая кислота.2.

Слайд 83Метаболизм витаминов
Обмен очень интенсивный. Не накапливаются! (Исключение – жирорастворимые витамины,

частично депонируются в печени и жировой ткани).
Кофакторную функцию выполняют чаще

всего в виде фосфорилированных или аденилированных производных (образуются в печени).
Инактивируются и выводятся после образования растворимых продуктов: глюкуронидов, сульфатов или окисленных форм.
Метаболизм витаминовОбмен очень интенсивный. Не накапливаются! (Исключение – жирорастворимые витамины, частично депонируются в печени и жировой ткани).Кофакторную

Слайд 84Источники витаминов:
Пищевые: желток яиц, печень, икра, проростки злаков, дрожжи.
Микрофлора кишечника.

КАК

СОХРАНИТЬ ВИТАМИНЫ В ПРОДУКТАХ?
КАК УБЕРЕЧЬ МИКРОФЛОРУ?

Источники витаминов:Пищевые: желток яиц, печень, икра, проростки злаков, дрожжи.Микрофлора кишечника.КАК СОХРАНИТЬ ВИТАМИНЫ В ПРОДУКТАХ?КАК УБЕРЕЧЬ МИКРОФЛОРУ?

Слайд 85Причины гиповитаминозов:
Первичный (экзогенный) гипо- или авитаминоз: алиментарная недостаточность. Голодание, «однобокая»

диета, потребление «рафинированных» продуктов.
Вторичные (эндогенные) авитаминозы, гиповитаминозы:
Недостаток белкового или минерального

обмена, нарушение гормональной регуляции (паратгормон участвует в синтезе активной формы витамина Д, тиреоидные гормоны стимулируют каротиндеоксигеназу)
Причины гиповитаминозов:Первичный (экзогенный) гипо- или авитаминоз: алиментарная недостаточность. Голодание, «однобокая» диета, потребление «рафинированных» продуктов.Вторичные (эндогенные) авитаминозы, гиповитаминозы:Недостаток

Слайд 86Причины гиповитаминозов:
Нарушение всасывания в ЖКТ жирорастворимых витаминов (снижение желчеобразования); В12

(недостаток фактора Касла).
Нарушение микрофлоры кишечника, производящей витамины В, Н, К,

РР.
Нарушение превращения провитаминов в активные формы, энзимопатии, недостаточность печени или почек.
Поступление в организм пищевых или лекарственных антивитаминов.(овидин, изониазид (РР), сульфаниламиды (п-АБК), салициловая к –та (К).
Увеличенные потери витаминов (снижение ретинол-связывающего белка), повышенная активность тиаминазы, аскорбатоксидазы.
Увеличенные потребности в витаминах (беременность, лактация, физические нагрузки и т.д.).
«Обкрадывание» организма паразитами.
Причины гиповитаминозов:Нарушение всасывания в ЖКТ жирорастворимых витаминов (снижение желчеобразования); В12 (недостаток фактора Касла).Нарушение микрофлоры кишечника, производящей витамины

Слайд 87Взаимодействие витаминов
Витамин влияет на метаболизм другого витамина (Токоферол препятствует переокислению

витамина А; полиеновые кислоты (витамин F) увеличивают потребность в витамине

Е, витамины В12 и С способствуют образованию коферментной формы фолиевой кислоты.
Несколько витаминов участвуют в одной метаболической цепи: А, В2, В6, РР обеспечивают фотохимический акт зрения; фолиевая кислота, В12,С, участвуют в регуляции пролиферации клеток крови; витамины С и Р регулируют проницаемость стенок капилляров.
Клиническая картина многих гиповитаминозов сходна! Чаще всего страдают активно пролиферирующие ткани (эпителий кожи, ЖКТ, кроветворная ткань) ткани, с интенсивным энергетическим обменом (нервная).
Взаимодействие витаминовВитамин влияет на метаболизм другого витамина (Токоферол препятствует переокислению витамина А; полиеновые кислоты (витамин F) увеличивают

Слайд 88ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. А (ретинол, ретиналь), антиксерофтальмический.
Источник: продукты животного происхождения (печень

рыб);растительные продукты содержат каротин –предшественник витамина А, при окислении каротиндиоксигеназой

образуется 2 молекулы ретиналя.
Участвует в регуляции роста и дифференцировке эмбриональных и др. пролиферирующих тканей.
Участвует в образовании и функционировании зрительных пигментов сетчатки глаза.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ.  А (ретинол, ретиналь), антиксерофтальмический.Источник: продукты животного происхождения (печень рыб);растительные продукты содержат каротин –предшественник витамина

Слайд 89ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. Д (кальциферол), антирахитический.
Источники: эндогенный синтез (УФ), продукты животного происхождения,

дрожжи содержат эргостерин.
Увеличивает содержание Са2+в крови, индуцируя синтез Са2+

-АТФ-азы и Са2+- связывающего белка в кишечнике и почках.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. Д (кальциферол), антирахитический.Источники: эндогенный синтез (УФ), продукты животного происхождения, дрожжи содержат эргостерин. Увеличивает содержание Са2+в

Слайд 90ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. Е (токоферол), антистерильный
Источники: растительные масла.
Обеспечивает стабильность клеточных

мембран, являясь антиоксидантом и снижая переокисление липидных компонентов.
Повышает биологическую функцию

витамина А, защищая его от окисления.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. Е (токоферол), антистерильный Источники: растительные масла. Обеспечивает стабильность клеточных мембран, являясь антиоксидантом и снижая переокисление

Слайд 91ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. К (филлохиноны), антигеморрагический
Источники: зелень, печень, дрожжи, синтез микрофлорой.
Является

кофактором карбоксилазы глутамата , активируя 4 –е фактора свертывания крови.

ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ. К (филлохиноны), антигеморрагическийИсточники: зелень, печень, дрожжи, синтез микрофлорой.Является кофактором карбоксилазы глутамата , активируя 4 –е

Слайд 92Водорастворимые витамины. В1 (тиамин), антиневритный
Кофакторная форма – ТДФ (тиаминдифосфат)
Работает в составе

дегидрогеназных комплексов, обеспечивая декарбоксилирование кетокислот.
В составе транскетолаз и трансальдолаз, обеспечивая

межмолекулярные перестройки сахаров.
Гиповитаминоз – «бери-бери» (полиневрит, сердечно-сосудистая недостаточность, нарушение ЖКТ)
Источники: хлеб грубых сортов, мясо, дрожжи
Водорастворимые витамины. В1 (тиамин), антиневритныйКофакторная форма – ТДФ (тиаминдифосфат)Работает в составе дегидрогеназных комплексов, обеспечивая декарбоксилирование кетокислот.В составе

Слайд 94Водорастворимые витамины. В2 (рибофлавин), витамин роста
Образует кофакторы ФМН, ФАД. Работает в составе

анаэробных дегидрогеназ различных субстратов, передает водород в дыхательной цепи на

КоQ.
Гиповитаминоз - снижение интенсивности клеточного дыхания (биологического окисления).
Источники: молоко, печень, яйца, злаки.

Водорастворимые витамины. В2 (рибофлавин), витамин ростаОбразует кофакторы ФМН, ФАД. Работает в составе анаэробных дегидрогеназ различных субстратов, передает

Слайд 97Водорастворимые витамины. В3 (пантотеновая кислота), универсальный витамин.
Входит в состав КоА, активатора

и переносчика ацетильных и ацильных остатков ( метаболизм жирных кислот:

β−–окисление и биосинтез, доставка «топлива» в ЦТК ).
Гиповитаминоз не описан.
Источники: дрожжи, печень, яйца, мясо, молоко. ррр
Водорастворимые витамины. В3 (пантотеновая кислота), универсальный витамин.Входит в состав КоА, активатора и переносчика ацетильных и ацильных остатков

Слайд 98Водорастворимые витамины. В5, РР (никотинамид), антипеллагрический.
Образует кофакторы НАД, НАДФ.
Входит в

состав анаэробных дегидрогеназ, обратимо фиксирует гидрит - ион.
Гиповитаминоз : синдром

3 Д (дерматит, диарея, деменция)
Источники: мясо, печень, синтез микрофлорой кишечника, образуется из триптофана.
Водорастворимые витамины. В5, РР (никотинамид), антипеллагрический. Образует кофакторы НАД, НАДФ.Входит в состав анаэробных дегидрогеназ, обратимо фиксирует гидрит

Слайд 101Водорастворимые витамины. В6(пиридоксаль), антидерматитный
Образует кофактор пиридоксальфосфат.
Входит в состав трансфераз и декарбоксилаз

аминокислот, моно- и диаминооксидаз, синтазы аминолевулиновой к-ты…
Гиповитаминоз: дерматиты, повышенная возбудимость,

анемия.
Источники: зерновые, бобовые, мясо, рыба. Синтез кишечной микрофлорой.


Водорастворимые витамины. В6(пиридоксаль), антидерматитныйОбразует кофактор пиридоксальфосфат.Входит в состав трансфераз и декарбоксилаз аминокислот, моно- и диаминооксидаз, синтазы аминолевулиновой

Слайд 102Водорастворимые витамины. Н (биотин), антисеборейный.

Водорастворимые витамины. Н (биотин), антисеборейный.

Слайд 103Водорастворимые витамины. С (аскорбиновая кислота), антискорбутный

Водорастворимые витамины. С (аскорбиновая кислота), антискорбутный

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика