Характеристика монооахаридов и дисахаридов. 3 страница
Неконкурентный вид. При этом типе ингибирования фермент не похож на субстрат. Т.е. фермент предположим может катализировать превращение какого-то низкомолекулярного соединения, а ингибитором может быть белок. Фермент реагирует с ингибитором за счет каких-то функциональных групп, причем интересно, что это могут быть и группы активного центра и группа расположенные на поверхности других участков молекулы.В учебниках ошибочно и вы утверждаете, что не конкурентные значит не связываются по активному центру. Нет! Может связать какую-то одну группу, но он не может иметь несколько типов связи, поэтому он не может превращаться в этом активном центре, но связать какую-то одну группу, которая имеет огромное значение в катализе он может. Это касается низкомолекулярных соединений которые являются не конкурентными ингибиторами Степень такого ингибирования зависит только от концентрации ингибитора и от его сродства к ферменту, причем не конкурентные ингибиторы связываются обратимо как с самим ферментом, так и с ES комплексом. Энзим взаимодействует с ингибитором, образуя EJ комплекс (обратимое ингибирование), но может взаимодействовать при не конкурентном ингибировании с ES комплексом с образованием ESJ комплекса. В виду особой важности регуляции клеточного метаболизма обычно отдельно рассматривают аллостерическое ингибирование. Хотя это частный случай не конкурентного ингибирования. Принципиальная разница в том, что аллостерический ингибитор связывается исключительно с аллостерическим центром. С другими участками он не связывается. Только с аллостерическим на основе принципа комплементарности. Присоединения аллостерического ингибитора к регуляторному центру приводит к изменению пространственной структуры фермента, что затрагивает активный центр. Причем происходят такие изменения, что связывания и катализ практически становятся невозможными. Происходящее изменение активности связано с изменением конформации. 14. Регуляция активности ферментов. Активация ферментов это один из механизмов, с помощью которого клетки меняют свой метаболизм. Как можно изменить работу этих мощных биокатализаторов? Существует 2 типа регуляции работы ферментов 1) СРОЧНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ. Изменение активности имеющихся в клетках ферментов. Реализуется быстро. 2) ЗАМЕДЛЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ. Реализуется за счет изменения концентрации самих ферментов в клетках. Изменение концентрации ферментов в клетках достигается 2 путями 1 или за счет усиления синтеза 2 или за счет изменения распада. Механизмы срочной регуляции. Регуляция с изменением активности имеющихся в клетках ферментов. В процессах срочного регулирования важнейшая роль, принадлежит следующим 5 механизмам. 1 Образование ферментов из предшественников.2 Обратимое ингибирование конкурентного типа. З. Аллостерическое ингибирование или активация с участием механизма положительной или отрицательной обратной связи. 4. Ковалентная модификация ферментов 5. Белок-белковое взаимодействие. Краткая характеристика 1 Целый ряд ферментов в организме человека синтезируется в виде своих неактивных предшественников -проферментов. Далее они в таком виде они могут находиться в клетках или поступают в биологические жидкости. Обычно проферменты имеют более длинные полипептидные цепи отсюда у них нет активного центра и они не могут работать как ферменты. В случае необходимости под действием специфических ферментов, а иногда других агентов, путем ограниченного протиолиза от профермента отщепляется различной длины полипептидные цепи и формируется активный фермент. В виде проферментов в крови циркулирует целый ряд факторов свертывания крови. Почему кровь не свертывается? Поскольку большое количество работающих здесь компонентов. Например, такие как протромбин. Они активируются при повреждении сосудов и обеспечивает свертывание крови. Активация идет по каскадному механизму. 3. Наиболее частый механизм регуляции. Причем в клетках встречаются механизмы и активации и ингибирования. Если бы клетка не могла бы сама определить, сколько произвести того или иного продукта я имею ввиду метаболического пути и ждала бы команды сверху, то очевидно бы погибла. В клетке нет отсека для хранения. Это механизм, с помощью которого клетка узнает, когда данного вещества произведено достаточно. Перекрест метаболических путей достаточно сбалансирован и одно и то же соединение может использоваться во многих ферментативных реакциях. Так регулируется синтез холестерина, пуриновых и пиримидиновых метаболитов и др. метаболические пути. Механизм аллостерической активации очень часто встречается как активация предшественникам. Типичным примером может быть эффект который наблюдается у бактерий синтезирующих изолейцин из треонина. тре Е1→ а Е2→ в Е3→сЕ4→dЕ5→иле. В этом многоступенчатом метаболическом процессе участвуют 5 ферментов. В этой системе треонин является аллостерическим активатором первого фермента метаболического пути. Не включается синтез пока в клетки не накапливается треонин. Пока он используется для различных процессов превращение не идет как только так сразу. Аллостер. активация широко используется и при активировании различных процессов которые обеспечивают клетки энергии. Например, АДФ, АМФ, фосфорная кислота и пирофосфат увеличивают активность целого ряда ферментов, работа которых обеспечивает клетки в виде энергии АТФ. Как прекращается синтез? Оказывается, что в целом ряду метаболических процессов конечный продукт данного метаболического пути действует на первый или второй аллостерический фермент инактивируя его работу. Если данного вещества синтезировано достаточное количество. В целом аллостерическая активация и ингибирование представляют собой высокоэффективные механизмы поддержания в клетках необходимых веществ на оптимальном уровне. 15. Современная классификация и номенклатура ферментов. 1) тривиальная номенклатура 2) рабочая номенклатура З) систематическая номенклатура, т.е. обычно для названия одного и того же фермента очень часто используют несколько названий, поэтому в следствии все возрастающего числа вновь открываемых ферментов было принято международное соглашение о систематической номенклатуре ферментов. В соответствии с этой системой все ферменты в зависимости от типа катализируемой реакции, я еще раз подчеркиваю что в основу положен тип катализируемых реакций, делят на 6 больших классов. В каждом классе выделяют подкласс. В подклассе выделяют под подкласс, а уже там соответственно название конкретного фермента. Шифр фермента для того что бы было понятно о каком ферменте говорит китаец если его читает русский. Например 4 буквенное обозначение 1 -ая класс, 1 подкласс, 1 под подкласс и первый порядковый номер в этом под подклассе, т.е. шифр фермента всегда включает 4-ех цифровое обозначение.Какие же классы по международному соглашению 1961 г. выделяют? а). Оксидоредуктазы - ферменты катализирующие окислительно-восстановительные реакции в организме человека б). Трансферазы - ферменты катализирующие реакции с переносом групп между различными веществами. Например переносящие метильную группу - метилтрансферазы, аминогруппу переносящие - аминотрансферазы и т.д. в). Гидролазы - ферменты катализирующие реакции гидролиза (гидролиз - расщепление с присоединением воды Гидролитических ферментов достаточно много. С пищей мы получаем полимеры, для того чтобы они всасывались их нужно расщепить до мономеров. г). Лиазы -1. ферменты катализирующие присоединение групп по двойной связи (имеется ввиду по месту разрыва двойной связи). 2. Разрыв углерод - углеродной связи, водородными иегидролитическим путем. Например, фермент декарбоксилаза, отщепляющая карбоксильную группу от аминокислоты, как раз относится к лиазам. д). Изомеразы - ферменты катализируют реакции изомеризации. В основном это перенос групп внутри молекул с образованием изомерных форм. Например превращение глюкозы 1- фосфат в глюкозу 6 -фосфат, т.е перенос фосфорильного остатка от первого.е). Лигазы или синтетазы - ферменты которые катализируют образование связи С-С, C-S, C-N, С-О за счет реакции конденсации сопряженных с использованием АТФ, т.е это реакции эндоорганические,требующие притока энергии. В настоящее время идентифицировано более 2000 различ. ферментов, причем 200 из них получены и используются достаточно хорошо в кристаллическом виде. В наше время ферменты используются не только в медицине, но и в пищевой и хим. промышленности, в народном хоз-ве, для получения особо чистых препаратов (лекарств). Ферменты - специализированные белки обладающие каталитической активностью, т.е. способны ускорять течение химической реакции в организме человека. Ферменты, будучи биокатализаторами, отличаются от обычных катализаторов. Каково значение ферментов в организме человека? Ферменты по праву считают рабочим аппаратом ген. Дело в том, что как реализуют этот фермент? Все зависит от того насколько активны у вас ферменты полученные. Не секрет что сидящие здесь имеют одни и те же ферменты, но ферменты работают у каждого индивидуально. У каждого из нас поддерживается 1. Определенная концентрация ферментов. 2. Поддерживается еще и за счет синтеза активность определенных ферментов, поэтому метаболизм наш в целом очень различается. Ферменты по праву считают функциональными единицами клеточного метаболизма, поскольку большинство реакций протекающих в наших клетках (ежесекундно в наших клетках протекает десятки тысяч разнообразных химических превращений) идут с участием ферментов, за редким исключением. Только в том случае если в ходе реакции образуется какое-то неустойчивое соединение его стабилизация происходит самопроизвольно т.е. не ферментативным путем. Поэтому изучение ферментов имеет огромное значение для понимания метаболизма, для понимания патологий которые могут развиться у человека. Ферменты осуществляют превращение таким образом огромного кол-ва вещ-в, причем в-в поступающих из внешней среды и в-в образующихся в ходе метаболизма, т.е. непосредственно внутри организма. Некоторые болезни человека особенно генетически обусловленные заболевания связаны с недостаточностью или полным отсутствием того или иного фермента. Энзимопатии - патология, причем она может быть наследственная и врожденная поскольку вообще энзимопатии делятся на первичные и вторичные. Первичные - врожденные, наследуемые. Энзимопатия это патология связанная с нарушением синтеза, т.е. синтез прежде всего ферментов недостаточно активных или полным блоком синтеза какого-то фермента Пример врожденной энзимопатии - фенилкетонурия (правильней - фенилпировиноградноолигоприния) т.е. олигос фреиус в переводе на русский - слабоумие связанное с нарушением превращения фенилаланина, дело в том, что и фенилаланина синтезируются гормоны такие как йодированный тиронин, адреналин, хлорадреналин, поэтому те нарушения которые возникают при нарушении оксидинации фенилаланина. С другой стороны патологические состояния, с которыми мы встречаемся, могут быть вызваны избыточной активностью того или иного фермента. В таких случаях удается подобрать препарат ингибирующий активность фермента тем самым помочь больному. Ингибиторы ферменты используются достаточно широко, в том числе и в стоматологии. Очень часто многие лекарственные препарата реализуют свои эффекты воздействуя на ферменты. Измерение активности ферментов плазмы крови, биопсированных тканей имеет огромное значение при диагностики заболевания, а так же контроля за эффективностью проводимого лечения. Часть ферментов используется в качестве лечебных препаратов. 16. Оксидоредуктазы. Класс оксидоредуктаз включает ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции разных типов. В частности, в него входят НАД-зависимые и флавиновые дегидрогеназы, рассмотренные выше. Другой тип оксидоредуктаз — оксидазы. Эти ферменты катализируют окисление субстратов путем присоединения кислорода. Так, аминоксидазы окисляют амины с образованием альдегидов и аммиака. Образующийся в таких реакциях пероксид водорода разлагается тоже оксидоредуктазой — каталазой (гемопротеин): 2Н202 → 02+2Н20 17. Трансферазы и гидролазы. Трансферазы. К классу трансфераз относятся рассмотренные выше аминотрансферазы и ацилтрансферазы, а также метилтрансферазы, гликозилтрансферазы, фосфотрансферазы и др. В подкласс фосфотрансфераз входят группа ферментов, называемых киназами: они используют аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) в качестве донора фосфатного остатка. Киназы катализируют перенос у-фосфатного остатка на другие вешества; АТФ при этом превращается в АДФ. Например, глицеринкиназа катализирует фосфорилирование глицерина но а-гидроксильной группе: В результате действия разных киназ в организме синтезируются многочисленные фосфорилированные соединения. В частности, сложные белки фосфопротеины образуются при участии протеинкиназ, остатки фосфорной кислоты присоединяются к гидроксильным группам серина, треонина и тирозина пептидной цепи: Все киназы для проявления максимальной активности нуждаются в ионах Mg2+ или Мn2+. Гидролазы. Эти ферменты катализируют реакции расщепления разнообразных связей с присоединением воды по месту расщепления: К классу гидролаз относятся эстеразы, расщепляющие сложноэфирные связи (например, липаза, холинэстераза); пептидазы, или пептидгидролазы (пепсин, трипсин, карбоксипептидаза и до.) гликозидазы, гидролизующие гликозидные связи, и т д 18. Общая характеристика витаминов. Витамины — необходимые для нормальной жизнедеятельности низкомолекулярные органические соединения с высокой биологической активностью, которые не синтезируется (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме и поступают в организм с пищей. Содержание витаминов в продуктах значительно ниже, чем основных нутриентов — белков, жиров и углеводов, и не превышает, какправило,10-100 мг/100 г продукта. Биологическая роль водорастворимых витаминов определяется их участием в построении различных коферментов. Биологическая ценность жирорастворимых витаминов в значительной мере связана с их участием в контроле функционального состояния мембран клетки и субклеточных структур. Необходимость водо- и жирорастворимых витаминов для нормального течения различных биологических процессов предопределяет развитие выраженных нарушений в деятельности органов и систем при дефиците любого из витаминов. Под авитаминозами понимают полное истощение витаминных ресурсов организма. При гиповитаминозах отмечается резкое снижение обеспеченности организма тем или иным витамином. Введение в организм избытка витаминов может вести к серьезным патологическим расстройствам - гипервитаминозам. Наряду с гипо- и авитаминозами в последние годы выделяют еще одну форму дефицита витаминов — субнормальную обеспеченность организма человека витаминами, обозначаемую как маргинальную («биохимическую») недостаточность, которая представляет собой доклиническую стадию дефицита витаминов и характеризуется только биохимическими нарушениями КЛАССИФИКАЦИЯ ВИТАМИНОВ:1). Жирорастворимые витамины Витамин А, Витамин D, (кальциферолы), Витамин Е (токоферолы) Витамин К. 2). Водорастворимые витамины: Аскорбиновая кислота (витамин С), Витамины группы В - Тиамин (витамин В1), Рибофлавин (витамин В2), Витамин В6 (пиридоксин), Ниацин (витамин РР, никотиновая кислота), Цианокобаламин (витамин В12), Фолиевая кислота (фолацин), Пантотеновая кислота (витамин Вз), Биотин (витамин Н). 3). Витаминоподобные соединения: Витамин Р (биофлавоноиды), Холин, Миоинозит (инозит, мезоинозит), Витамин U, Липоевая кислота, Оротовая кислота, Пангамовая кислота (витамин В15) 19. Авитаминозы, гипо-, гипервитаминозы. Под авитаминозами понимают полное истощение витаминных ресурсов организма. Болезни возникающие вследствие отсутствия тех или иных витаминов. Многие авитаминозы можно рассматривать как патологическое состояние, возникающее на почве выпадения функций тех или иных коферментов. При гиповитаминозах отмечается резкое снижение обеспеченности организма тем или иным витамином Введение в организм избытка витаминов может вести к серьезным патологическим расстройствам — гипервитаминозам. Наряду с гипо- и авитаминозами в последние годы выделяют еще одну форму дефицита витаминов — субнормальную обеспеченность организма человека витаминами, обозначаемую как маргинальную («биохимическую») недостаточность, которая представляет собой доклиническую стадию дефицита витаминов и характеризуется только биохимическими нарушениями. 1). Алиментарная недостаточность витаминов: 1. Низкое содержание витаминов в суточном рационе питания. 2. Разрушение витаминов вследствие технологической переработки продуктов питания, их длительного и неправильного хранения и нерациональной кулинарной обработки. 3. Действие антивитаминных - факторов, содержащихся в продуктах. 4. Наличие в продуктах витаминов в малоусвояемой форме. 5. Нарушение баланса химического состава рационов и нарушение оптимальных соотношений между витаминами и другими нутриентами и между отдельными витаминами 6.Пищевые извращения и религиозные запреты, налагаемые на ряд продуктов у некоторых народностей 7. Анорексия. 2). Угнетение нормальной кишечной микрофлоры, продуцирующей ряд витаминов: 1. Болезни желудочно-кишечного тракта, 2. Нерациональная химиотерапия 3). Нарушения ассимиляции витаминов 1. Нарушение всасывания витаминов в желудочно-кишечном тракте: а) заболевания желудка: 6) заболевания кишечника; в) поражение гепатобилиарной системы; г) конкурентные отношения с абсорбцией других витаминов и нутриентов; д) врожденные дефекты транспортных и ферментных механизмов абсорбции витаминов 2. Утилизация поступающих с пищей витаминов кишечными паразитами и патогенной кишечной микрофлорой 3. Нарушение нормального метаболизма витаминов и образования их биологически активных форм: а) наследственные аномалии; б) приобретенные заболевания, действие токсических и инфекционных агентов 4. Нарушения образования транспортных форм витаминов: а) наследственные; б) приобретенные 5. Антивитаминное действие лекарственных веществ, ксенобиотиков. 4). Повышенная потребность в витаминах 1.Особые физиологические состояния организма (интенсивный рост, беременность, лактация). 2. Особые климатические условия. 3. Интенсивная физическая нагрузка. 4. Интенсивная нервно-психическая нагрузка, стрессовые состояния. 5. Инфекционные заболевания и интоксикации. 6. Действие вредных производственных факторов. 7. Заболевания внутренних органов и желез внутренней секреции. 8. Повышенная экскреция витаминов. Антивитамины - это вещества, очень близкие по структуре к соответствующим витаминам. Они не обладают свойствами витаминов, наоборот, являясь их ложными заменителями и включаясь по аналогии в структуре в естественную цепь реакций обмена, прерывают его нормальное течение. По-видимому, в их основе лежит конкурентное вытеснение витаминов из его комплекса в ферментативной системе. В результате образуется недеятельный фермент, обмен нарушается, и возникает тяжелое заболевание. Провитамины - это предшественники витаминов. Только два витамина относящихся к группе жирорастворимых имеют провитамины 1. Это витамин А - провитамином явл. каротины. Они легко расщепляются под действием диоксигеназы панкреатической железы давая два витамина две молекулы витамина А. Поэтому пища богатая кератинами она содержит достаточное кол-во витамина А. 2. Витамин D. Его провитамином является 7 дегидрохолестирин, кот. образуется в коже из холестерина. 20. Витамин А Витамины группы А включают значительное число соединений, важнейшими среди которых являются ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота и эфиры ретинола: ретинил-ацетат, ретинил-пальмитат и др. Витамин А присутствует в пищевых продуктах в виде эфиров, а также в виде провитаминов, принадлежащих к группе каротиноидов. Наибольшей витаминной активностью обладает β-каротин. Эфиры ретинола, введенные с пищей в организм, расщепляются в желудочно-кишечном тракте с освобождением ретинола, который всасывается и поступает в печень, где он вновь эстерифицируется в основном с пальмитиновой кислотой, образуя ретинилпальмитат, являющийся главной резервной формой витамина А. Печень служит депо витамина А и содержит значительные количества ретинола в эфиросвязанной форме. Биохимические механизмы, лежащие в основе прочих физиологических эффектов витамина А, остаются менее ясными. Очевидно, однако, что эти механизмы не связаны с наличием у данного витамина коферментных свойств. По-видимому, одним из важных моментов в многостороннем действии витамина А на организм является его выраженное влияние на структуру и функцию мембран клетки и клеточных органелл. Недостаточность витамина А ведет к тяжелым нарушениям со стороны многих органов и систем, в основе которых лежит генерализованное поражение эпителия, характеризующееся его метаплазией и кератинизацией. Особенно типичны поражения кожных покровов (сухость, фолликулярный гиперкератоз, предрасположенность к пиодермии, фурункулезу и т. п.), дыхательных путей (склонность к ринитам, ларинготрахеитам, бронхитам, пневмониям), желудочно-кишечного тракта (диспепсические расстройства, нарушение, желудочной секреции, склонность к гастритам, колитам), мочевыводящих путей (склонность к пиелитам, уретритам, циститам). Значительно страдают также органы зрения, причем нарушения темновой адаптации (гемералопия), явления конъюнктивита и сухость роговицы (ксерофтальмия) при легких формах А-витаминной недостаточности сменяются кератомаляцией, перфорацией роговицы и слепотой в тяжелых случаях заболевания. Нарушение барьерных свойств эпителия и иммунологического статуса организма при дефиците витамина А ведет к резкому снижению устойчивости к инфекциям. Дефицит витамина А и β-каротина в питании является также одним из факторов риска возникновения злокачественных новообразований. Среди населения нашей страны состояние гиповитаминоза А чаще всего является следствием нарушения процессов всасывания липидов, в том числе жирорастворимых витаминов в кишечнике, что связано с поражением его слизистой оболочки или гепатобилиарной системы (хронические энтериты, энтероколиты, гепатиты, ангиохолиты и др.)
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 175; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!