Антивітаміни. Особливості структури та дії; використання в медицині.
Антивитамины-вещества, затрудняющие использование витаминов клеткой путем их разрушения, связывания в неактивные формы, замещения соединениями, близкими по структуре, но не обладающими их свойствами.
Механизм действия и применение антивитаминов:
•(витамин) В1 – (антивитамин) гидрокситиамин – (механизм действия) замещение коферментов – (область применения) экспериментальные гиповитаминозы;
•В2 – дихлоррибофлавин – замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•В3 – изониазид - замещение коферментов – туберкулостатик;
•В5 – гомопантотеновая кислота - замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•В6 – дезоксипиридоксин - замещение коферментов - экспериментальные гиповитаминозы;
•Вс* (фолиевая кислота) – птеридин - замещение коферментов – лечение лейкозов;
•ПАБК (парааминобензойная кислота) – сульфаниламиды и их производные – включаются вместо ПАБК в молекулу фолацина при синтезе у микроорганизмов, блокируют фолатзависимые реакции – лечение инфекционных заболеваний, вызванных ПАБК–зависимыми микроорганизмами.
Загальні стадії внутрішньоклітинного катаболізму біомолекул: білків, вуглеводів, ліпідів.
При расщеплении биомолекул в организме выделяют 3 стадии, которые являются общими для катаболизма различных биомолекул.
В первой стадии все сложные биомолекулы (полимеры) расщепляются до простых компонентов (мономеров): 1) полисахариды расщепляются до моносахаридов; 2) липиды (триацилглицеролы) – до жирных кислот и глицерина; 3) белки – до аминокислот; 4) нуклеиновые кислоты – до мононуклеотидов. Реакции этой стадии катализируются гидролазами желудка, и кишечника. На этой стадии высвобождается около 1% химической энергии, которая рассеивается в виде тепла. Во второй стадии мономеры, образовавшиеся в первой стадии, внутриклеточно подвергаются превращениям с выделением энергии (20-30%). Основные реакции катаболизма: 1) для моносахаридов – гликолиз, конечным метаболитом которого является пировиноградная кислота, которая далее подвергается окислительному декарбоксилированию и превращается в активную форму уксусной кислоты – ацетил-КоА; 2) для жирных кислот – β-окисление, конечным продуктом которого является ацетил-КоА; для глицерина –расщепление до пирувата, который далее превращается в ацетил-КоА; 3) для аминокислот и нуклеотидов – дезаминирование и расщепление безазотистых молекул
|
|
|
до ди- и трехуглеродных карбоновых кислот и их производных. Большинство этих метаболитов превращается в ацетил-КоА. Таким образом, общим конечным продуктом второй стадии внутриклеточного катаболизма углеводов, липидов и аминокислот является ацетил-КоА. В третьей стадии катаболизма в митохондриях происходит окисление ацетил-КоА до СО2 и Н2О и окислительное фосфорилирование с образованием АТФ. Окисление ацетил-КоА до СО2
|
|
|
происходит в цикле трикарбоновых кислот, при участии коферментов НАД
и ФАД и цитохромов. Атомы водорода поступают в дыхательную цепь (электронно-транспортная цепь митохондрий) и переносятся на кислород, образуя Н2О. Полученная энергия (на этой стадии образуется 70-80% енергии) используется для осуществления окислительного фосфорилирования, главного источника АТФ в организме.
ЦТК: локалізація, послідовність ферментативних реакцій, значення в обміні речовин. Енергетичний баланс.
Локализация: Цикл протекает в матриксе митохондрий и представляет собой восемь последовательных реакций.
Последовательность реакций: Первая реакция катализируется ферментом цитрат-синтазой, при этом ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота. В результате второй реакции образовавшаяся лимонная кислота подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты, которая, присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Третья реакция лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы. Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбоксилирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА. В реакции принимают участие 5 коферментов: ТПФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД+. Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтетазой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Одновременно происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА. В результате шестой реакции сукцинат дегидрируется в фумаровую кислоту. Окисление сукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой, в молекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД. Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фумаратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат. Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление («сгорание») одной молекулы ацетил-КоА.
|
|
|
|
|
|
Значение в обмене веществ:для генерации атомов водорода для работы дыхательной цепи, а именно трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН2. Кроме этого, в ЦТК образуется одна молекула ГТФ, которая равнозначна АТФ, сукцинил-SКоА, участвующий в синтезе гема, кетокислоты, являющиеся аналогами аминокислот – α-кетоглутарат для глутаминовой кислоты, оксалоацетат для аспарагиновой.
Энергетический баланс: Окисление одной ацетильной группы до 2 молекул CO2 сопровождается переносом 4 пар электронов. В ходе одного цикла восстанавливаются 3 молекулы NAD+ до NADH и 1 молекула FAD до FADH2. Кроме того, синтезируется 1 молекула ГТФ (эквивалент АТФ) путём субстратного фосфорилирования. Молекулы NADH и FADH2 переносят электроны на дыхательную цепь митохондрий. Их конечным акцептором служит O2 (восстанавливается до H2O). Дыхательная цепь использует энергию переноса электронов для синтеза АТФ. Каждая молекула NADH стимулирует синтез 3 АТФ, а молекула FADH2 — 2 АТФ. Таким образом, в одном цикле образуется 12 АТФ:
3 × 3 АТФ + 2 × 1 АТФ + 1 АТФ = 12 АТФ
Одна молекула глюкозы окисляется до 2 молекул пирувата в ходе гликолиза. Далее 2 молекулы пирувата окисляются до 2 молекул ацетил-КоА с образованием 2 NADH. Каждая молекула ацетил-КоА поступает в ЦТК и даёт клетке 12 АТФ. Таким образом, полное окисление глюкозы при участии кислорода даёт 38 АТФ
28. Реакції біологічного окиснення; типи реакцій (дегідрогеназні, оксидазні, оксигеназні) та їх роль.
Биологическое окисление (тканевое дыхание) – совокупность окислительных процессов в живом организме, протекающих с обязательным участием кислорода в митохондриях. Основная функция – обеспечение организма энергией. Особенность – протекает постепенно, через многочисленные промежуточные ферментативные реакции, т.е происходит многократная передача протонов и электронов от одного соединения -донора к другому – акцептору. Кислород в этом процессе используется как акцептор водорода от окисляемых (дегидрируемых) веществ (субстратов), в результате чего синтезируется вода. Процесс окисления можно представить следующим уравнением: SH2+ 1/2O2→S + H2O.
Выделяют три класса реакций биологического окисления:
1. Реакции дегидрирования.
В результате этих реакций происходит перенос водорода с субстрата (S) на акцептор (А). Ферменты, катализирующие реакции этого класса, называются дегидрогеназы. Кофермент дегидрогеназ могут быть НАД, НАДФ, ФАД, ФМН. В зависимости от типа акцептора водорода реакции дегидрирования разделяют на два подкласса: реакции, катализирующих анаэробные дегидрогеназы, реакции, которые катализируют аэробные дегидрогеназы (оксидазы).
2. Реакции с переносом электрона / электронов:
Такие реакции катализируют цитохромы (например, цитохромы дыхательной цепи митохондрий).
3. Оксигеназни реакции.
Реакции этого класса катализируют ферменты оксигеназы, которые присоединяют к субстрату окисления один или два атома кислорода. Поэтому в зависимости от количества атомов кислорода, присоединяемых ферменты делят на монооксигеназы (соответственно реакции - монооксигеназна), диокисгеназы (соответственно реакции - диоксигеназни). К диоксигеназних реакций относятся реакции перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов биомембран (реакции ПОЛ - перекисного окисления липидов).
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 460; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!