Слайд 2До складних відносяться білки, що складаються з білкової частини та
небілкового компоненту (простетична група).
За хімічним складом простетичної групи складні
білки можна розділити на декілька класів:
Нуклеопротеїни
Хромопротеїни
Ліпопротеїни
Фосфопротеїни
Глікопротеїни
Металопротеїни
Слайд 3Обмін нуклеопротеїнів.
Ентеральний обмін.
У шлунку:
нуклеопротеїни (ДНП, РНП) + HCl → простий
білок + нуклеїнова кислота (ДНК, РНК)
В 12-типалій кишці:
Слайд 4Інші відділи тонкого кишечнику:
Всмоктування:
- ДНК: Аденін (А), Гуанін (Г),
Цитозин (Ц), Тимін (Т), дезоксирибоза і фосфатна кислота
- РНК: Аденін
(А), Гуанін (Г), Цитозин (Ц), Урацил (У), рибоза і фосфатна кислота
Слайд 6Катаболізм нуклеопротеїнів
В тканинах розпад нуклеопротеїнів відбувається аналогічно їх розпаду в
шлунково-кишковому тракті, тільки здійснюється специфічними тканинними ферментами, локалізованими, в основному,
в лізосомах: ДНК-аза, РНК-аза, нуклеотидази, нуклеозидази.
Слайд 7Пентози, які в результаті катаболізму нуклеїнових кислот, окиснюються до СО2
і Н2О, а також використовуються для синтезу нових нуклеотидів.
Фосфатна кислота
застосовується для фосфорилування органічних сполук або виводиться з організму нирками і товстим відділом кишечнику.
Слайд 8Азотисті основи (пуринові і піримідинові) перетворюються в кінцеві продукти обміну,
які виділяються з сечею.
Піримідинові азотисті основи підлягають остаточному розпаду
до СО2, Н2О і NH3.
Пуринові азотисті основи зберігають циклічну структуру пурину. Кінцевий продукт у людини, людиноподібних мавп, свиней і птиці – сечова кислота, а у коней, собак і кролів вона окиснюється з розривом пуринового кільця і утворенням алантоїну.
Слайд 9Розпад пуринових азотистих основ
Слайд 11Сечова кислота є одним із нормальних компонентів сечі. За добу
в організмі утворюється приблизно 1 грам сечової кислоти.
Сечова кислота
виводиться з організму з сечею - це звичайний її компонент, але в нирках організму людини відбувається її інтенсивна реабсорбція.
Концентрація сечової кислоти в крові підтримується на постійному рівні (0,12-0,30 ммоль/л).
Слайд 12Функції сечової кислоти:
1. Є потужним стимулятором центральної нервової системи, бо
інгібує фосфодиестеразу, яка є посередником дії гормонів адреналіну і норадреналіну.
Сечова кислота пролонгує (подовжує) дію цих гормонів на ЦНС.
2. Має антиоксидантні властивості – здатна взаємодіяти з вільними радикалами.
Слайд 13Сечова кислота дуже погано розчиняється у воді. При надлишковій кількості
або порушенні катаболізму підвищується концентрація сечової кислоти в крові (гіперурікемія)
і відкладення її у вигляді кристалів в органах. Відкладення сечової кислоти в суглобах є причиною сильної болі при подагрі.
Інше захворювання, при якому кристали уратів відкладаються в нирковій лоханці або в сечовому міхурі, відоме як сечокам'яна хвороба.
У більшості випадків гіперурікемія пов'язана з порушенням виведення сечової кислоти нирками. Несприятливим фактором є високий вміст пуринів у їжі (наприклад, м'ясна дієта, кава).
Слайд 14Розпад піримідинових азотистих основ
Слайд 16 -аланін зазвичай розпадається до CO2, H2O і NH3, але
іноді може використовуватися для синтезу пептидів карнозину і ансерину в
м'язовій тканині.
У мікроорганізмів -аланін використовується і для синтезу HS-КоА.
Кінцевим продуктом розпаду піримідинових азотистих основ можна вважати і сечовину, яка утворюється з амоніаку згідно відомого механізму.
Слайд 18Тимін розпадається подібно урацилу, але зберігається CH3-група і замість -аланіну
утворюється -аміноізобутират (-метил--аланін). Оскільки тимін зустрічається тільки в ДНК, то
за рівнем -аміноізобутирату в сечі оцінюють інтенсивність розпаду ДНК.
Слайд 19
СИНТЕЗ МОНОНУКЛЕОТИДОВ
Для синтезу мононуклеотидів de novo необхідними є прості речовини:
CO2 і рибозо-5-фосфат (продукт 1-го етапу ГМФ-шляху). Синтез відбувається з
витратою АТФ. Окрім того, необхідні замінні амінокислоти, які синтезуються в організмі, тому навіть при повному голодуванні синтез нуклеїнових кислот відбувається.
РОЛЬ АМІНОКИСЛОТ У СИНТЕЗІ МОНОНУКЛЕОТИДІВ:
Аспарагін. Є донором амідної групи.
Аспарагінова кислота.
а) Є донором аміногрупи
б) Приймає участь в синтезі всією молекулою.
Гліцин
а) Є донором активного С1.
б) Бере участь в синтезі всією молекулою.
Серин. Є донором активного С1.
Слайд 20ВІДМІННОСТІ В СИНТЕЗІ
ПУРИНОВИХ І ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ:
Особливістю синтезу пуринових нуклеотидів
є те, що циклічна структура пуринової азотистої основи поступово добудовується
на активній формі рибозо-фосфату (5-фосфорибозил-1-пірофосфат), як на матриці. При циклізації утворюється вже готовий пуриновий мононуклеотид.
При синтезі піримідинових мононуклеотидів спочатку утворюється циклічна структура піримідинової азотистої основи, яка в готовому вигляді переноситься на рибозу – на місце пірофосфату.
Слайд 21Джерела синтезу пуринового кільця:
Слайд 22Існує 10 загальних і 2 специфічних стадії.
В результаті загальних
реакцій утворюється пуриновий мононуклеотид, який є спільним попередником майбутніх АМФ
і ГМФ – інозинмонофосфат (ІМФ).
ІМФ в якості азотистої основи містить гіпоксантин.
Слайд 23Пуринове кільце будується з СО2, аспарагінової кислоти, глутаміну, гліцину і
серину.
Ці речовини або повністю включаються в пуринову структуру, або
передають для її побудови окремі групи.
Утворюється готовий ІМФ.
Потім відбуваються специфічні реакції, в результаті яких ІМФ перетворюється або в АМФ, або в ГМФ. При такому перетворенні в молекулі з'являється аміногрупа, причому у випадку перетворення в АМФ - на місці ОН-групи. При утворенні АМФ джерелом Нітрогену є аспарагінова кислота, а для утворення ГМФ необхідним є глутамін.
Слайд 25Далі з НМФ (нуклеотидмонофосфат) утворюються НДФ і НТФ за допомогою
АТФ.
Витрати АТФ на синтез нуклеотидів de novo дуже великі.
Цей спосіб синтезу є енергетично невигідним.
В деяких тканинах є альтернативний спосіб синтезу – реутилізація (повторне використання) пуринових азотистих основ, які утворилися при розпаді нуклеотидів.
Слайд 26Ферменти, що каталізують реакції реутилізації, є найбільш активними у клітинах,
які швидко діляться (ембріональні тканини, червоний кістковий мозок, ракові клітини),
а також у тканинах головного мозку.
У людини зустрічається генетичний дефект цього ферменту - “синдром Леша-Ніхана”.
Для таких хворих характерними є виражені морфологічні зміни в головному і кістковому мозку, розумова і фізична відсталість, агресія, аутоагресія.
У досліді на тваринах синдром аутоагресії моделюється шляхом згодовування їм кофеїну (пурину) у великих дозах, який пригнічує процес реутилізації гуаніну.
Слайд 27Анаболізм нуклеопротеїнів
Джерела синтезу піримідинового кільця:
Слайд 28СИНТЕЗ ПІРИМІДИНОВИХ МОНОНУКЛЕОТИДІВ
Процес починається з утворення циклічної структури піримідинової азотистої
основи, і тільки потім приєднується рибозо-фосфат.
Перша реакція синтезу піримідинових монуклеотидів
приводить до утворення карбамоїлфосфату. Одна з молекул АТФ є донором фосфату:
Слайд 30Оротова кислота – перша азотиста основа на шляху синтезу піримідинів
– загальний попередник інших піримідинів.
Цитидинові нуклеотиди утворюються тільки на основі
трифосфатної форми.
Слайд 31
СИНТЕЗ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ
З МОНОНУКЛЕОТИДІВ
Нуклеїнові кислоти є полімерами. Тому їх
синтез представляє собою ланцюг реакцій полімеризації мононуклеотидів. В результаті цих
реакцій відбувається поступове подовження полінуклеотидного ланцюгу.
Субстратами для синтезу є мононуклеотиди у трифосфатній формі, вони ж є і джерелами енергії (містять макроергічні зв'язки). В процесі синтезу відщеплюється ФФ і відбувається вивільнення енергії.
Слайд 32В загальному процес має наступний вигляд:
Утворюється 3’,5’-фосфодиефірний зв'язок. Пірофосфат (ФФ),
який виділяється, розщеплюється пірофосфатазою.
Слайд 34Обмін хромопротеїнів
Ентеральний обмін:
У шлунку: гемоглобін + НСl → глобін +
гем
Гем + НСl → гематин (Fe3+)
В кишечнику: гематин → стеркобіліноген
→ стеркобілін (з каловими масами виводиться з організму)
Слайд 37Деградація гемоглобіну
В організмі людини протягом 1 год. руйнується близько 100-200
млн еритроцитів. Розпад починається в мікросомальній фракції ретикуло-ендотеліальної системи [РЕС]
клітин печінки, селезінки та кісткового мозку.
Після відділення білкової частини (глобіну) червоний гем розщеплюється гем-оксигеназою за допомогою кисню і НАДФН на іони Fe2+, СО (оксид Карбону!) і зелений білівердін.
Далі Ферум утилізується.
Слайд 38В подальшому білівердін відновлюється білівердінредуктазою до помаранчевого білірубіну. Ці зміни
кольору легко можна спостерігати in vivo у вигляді синяків (при
гематомах).
Слайд 40Сполука білірубін це пігмент жовто-зеленого кольору, що утворюється після розпаду
гемоглобіну.
Слайд 41Метаболізм білірубіну
1. Транспорт білірубіну кров'ю і надходження в паренхімальні клітини
печінки.
Так як він погано розчинний в плазмі, то транспорт здійснюється
в комплексі з альбумінами.
Слайд 422. Детоксикація білірубіну в клітинах печінки.
Після того як білірубін в
печінці двічі кон’югується з активованою глюкуроновою кислотою, підвищується його водорозчинність.
Утворення кон’югату каталізується УДФ-глюкуронозілтрансферазою — ферментом, який знаходиться в ЕР печінки, а також у незначній кількості в нирках і слизовій кишечнику.
Слайд 43Детоксикація білірубіну в печінці (кон’югація з глюкуроновою кислотою)
Слайд 44 3. Секреція білірубіну в жовч і виведення з організму.
В кишечнику
кон’югат білірубіну знову частково розщеплюється бактеріальною β-глюкуронідазою.
Вільний білірубін поступово
відновлюється до безбарвного уробіліногену та стеркобіліногену, які далі окиснюються киснем повітря до уробіліну та стеркобіліну. Ці кінцеві продукти метаболічної трансформації жовчних пігментів у кишечнику забарвлені в кольори від помаранчевого до жовтого. Вони виділяються в основному з калом, а менша частина резорбується (ентерогепатична циркуляція).
При інтенсивному процесі розпаду гему в сечі раптово з'являється уробіліноген, де він при окисненні киснем повітря темніє, перетворюючись в уробілін.
Слайд 45Секреція білірубіну та виведення з організму
Слайд 46Жовтуха (істинна) – симптомокомплекс, який характеризується жовтушним забарвленням шкіри та
слизових оболонок, обумовлений накопиченням в тканинах і крові білірубіну.
Істинна
жовтуха може розвиватися в результаті трьох основних причин:
1) надмірного руйнування еритроцитів і підвищенного вироблення білірубіну – гемолітична або надпечінкова жовтуха;
2) порушення захоплення клітинами печінки білірубіну і зв'язування його з глюкуроновою кислотою – паренхіматозна або печінковоклітинна жовтуха;
3) наявність перешкоди до виділення білірубіну з жовчю в кишечник і зворотного всмоктування зв'язаного білірубіну в кров – механічна або підпечінкова жовтуха.
Слайд 48Біосинтез гему.
δ-амінолевулинова кислота (АЛК) утворюється шляхом з'єднання гліцину і
сукцинату. В цьому процесі приймає участь піридоксальфосфат і АЛК-синтетаза. Реакція
синтезу гему контролюється механізмом зворотного зв'язку. 2 молекули АЛК конденсуються в монопірольну форму порфобіліногену (ПБГ). 4 молекули ПБГ формують тетрапірольне кільце уропорфіріногену. Утворюються 2 ізомерні форми І і ІІІ. Здебільшого в синтезі гему бере участь ізомер ІІІ. Синтез гему включає утворення копропорфіріногену і протопорфіріногену з наступним приєднанням Fe+2
Слайд 49Патології
Відомо ряд захворювань, причинами яких є спадкові або набуті порушення
порфіринового синтезу, так звані порфірії.
Більшість цих захворювань приводять до
виділення попередників гему з калом або сечею, яка внаслідок цього може бути забарвлена в темно-червоний колір.
Також спостерігається відкладення порфіринів у шкірі. При дії світла це приводить до утворення важковиліковних пухирів.
Слайд 50При порфіріях частими є також неврологічні порушення. Можливо, що в
основі середньовічних легенд про людей-вампірів (дракул) є дивна поведінка хворих
порфіріями (світлобоязнь, незвична зовнішність та поведінка, вживання крові в їжу, що компенсує дефіцит гему і часто поліпшує стан при деяких формах порфірій).
