1. Ферменти: визначення, хімічна природа та класифікація ферментів за будовою. Спільні властивості ферментів і неорганічних каталізаторів, відмінність між ними



Скачати 49.45 Kb.
Дата конвертації20.05.2020
Розмір49.45 Kb.


1.Ферменти: визначення, хімічна природа та класифікація ферментів за будовою. Спільні властивості ферментів і неорганічних каталізаторів, відмінність між ними.

Ферменти -білкові сполуки ,які є біологічним каталізаторами.Молекли ферметів мають більшв розміри ніж молекули субстратів,і складну просторову будову.Мають всі фізико-хімічні властивості білків.Ферменти поділяються на прості(тільки АК) і складні/голоферменти(білок+простетична група).Між ферментами і каталізаторами неорганічної природи існують певні спільні властивості і відмінні.

Спільні :


  • Прискорюють лише термодинамічно можливі реакції,не впливають на напрям зворотньої реакції,

  • не входять до скалду кінцевих продуктів реакції і виходять з неї в нехміненому вигляді,

  • не зміщують хімічну рівновагу,а лише прискорюють її настання.

Відмінні:

  • фермент мають високу спецтфічніст дії,

  • оптимальною температурою дії ферментів є 37-40,

  • залежність активності ферментів від рН середвища,

  • ефективність ферментів вища ніж небілкових каталізаторів.

2.Теорії механізму ферментаитивних реакцій. Пояснити залежність швидкості реакції від концентрацій ферменту та субстрату, рН середовища та температури.

Для розуміння механізму дії ферментів на протікання хімічних реакцій важливими є теорія активного центру, гіпотеза ~ключ-замок~ та гіпотеза індукованої відповідності. Згідно з теорією активного центру, у молекулі кожного ферменту є одна або кілька ділянок, у яких за рахунок тісного контакту між ферментом і субстратом відбувається біокаталіз. Гіпотеза "ключ-замок" пояснює специфічність ферментів за відповідністю форми фермента (замок) і субстрата (ключ). Фермент поєднується із субстратом з утворенням тимчасового фермент-субстратного комплексу. Гіпотеза індукованої відповідності базується на твердженні про те, що ферменти є гнучкими молекулами, завдяки чому в них у присутності субстрату конфігурація активного центру зазнає змін, тобто фермент орієнтує свої функціональні групи так, щоб забезпечити найбільшу каталітичну активність.

Швидкість ферментативної реакції лінійно зростає із збільшенням вмісту ферменту,проте надмірне зростання концентрації ферменту призводить до зменшенням наростання швидкості реакції . При збільшенні кількості субстрату початкова швидкість зростає .

Оптимальна дія більшості ферментів спостерігається в середовищі, близькому до нейтрального.Оптимальна дія більшості ферментів виявляється при температурі +37-40°С. З підвищенням температури активність ферментів знижується.



3.Енергетичні особливості ферментативних реакцій. Енергія активації, енергетичний бар”єр.

Збільшення швидкості ферментативних реакції відбувається внаслідок зміни енергії активації молекул субстратів. Енергія активації характеризує енергетичний бар’єр, який необхідно подолати, щоб привести реагуючі речовини в активний стан. Енергія активації Еа залежить від природи реагуючих речовин і є характеристикою кожної реакції.Швидкість реакції залежить безпосередньо від значення енергії активації: якщо воно мале, то за певний час перебігу реакції енергетичний бар’єр подолає значна кількість частинок, і швидкість реакції буде високою, але якщо енергія активації велика, то реакція відбувається повільно.



4. Специфічність дії ферментів. Види специфічності, навести приклади. Значення в медичній практиці.

Специфічність дії ферментів -відповідна спрямованість їх впливу на певний субстрат, групу субстратів, близьких за своїми властивостями, або певний тип зв’язку. Розрізняють абсолютну, відносну і просторову специфічність ферментів.Ферменти, які каталізують лише одну реакцію і діють на один точно визначений субстрат, мають абсолютну специфічність. Прикладом абсолютної специфічності є дія ферменту уреази, яка каталізує гідролітичне розщеплення сечовини на СО2 і NH3. Групова специфічністьхарактерна для ферментів, які діють на різні субстрати, що мають однаковий тип зв’язку.Стереоізомерна специфічність ферментів виявляється тоді, коли вони діють на оптично активні сполуки, або сполуки, для яких характерна цис - і транс – ізомерія.

Виділяють три основні види специфічності: Стереохімічна–фермент,який має таку специфічність дії може каталізувати перетворення лише одного стереоізомера.Наприклад: фумараза може перетворювати лише фумарову кислоту, але не її стереоізомер – малеїнову.  Абсолютна – фермент здатний каталізувати перетворення лише одного субстрату. Наприклад: для уреази субстратом є виключно сечовина. Відносна – фермент каталізує перетворення групи подібних субстратів, наприклад, з однаковим зв’язком. Наприклад: протеолітичні ферменти ШКТ (пепсин, трипсин, хімотрипсин )гідролітично розщеплюють білки та пептиди, але не діють на інші компоненти їжі.

5.Будова складних ферментів. Кофактор, відмінність між коферментом та простетичною групою. Роль апоферменту і кофактора у ферментативному процесі.

Складні фементи/голоферменти складаються з білкової/апоферменту та небілкової/простетичної частини.Простетична група міцно і постійно зв’язана з апоферментом,проте коли вона зв’язана з апоферментом непостійно, і приєднується до апоферменту тільки під час каталітичного процесу, то її називають коферментом. Кофактор -небілкова частина ферменту ,що представдена якимось мікроелементом (металом), якому притаманна ще й функція активатора. Апофермент забезпечує специфічність дії і вказує на типу хімічної реакції, а кофермент бере участь в перетворенні субстрату.



6.Що таке проферменти? Навести приклади. Механізм їх активації, навести приклади.

Проферменти-неактивні форми ферментів. Перетворення молекули проферментк на активний фермент здійснюється шляхом обмеженого протеолізу(пепсин у формі пепсиногена, трипсин в формі трипсиногена протромбін тощо).При дії цього механізму від проферменту-попередника відщеплюється певний пептидний ланцюг, а в молекулі відбуваються конформаційні зміни, в результаті яких формується активний центр і створюється каталітично активна форма ферменту.Наприклад:проферментом пепсину є пепсиноген, який виробляється в стінках шлунка. Відщеплення від його молекули невеликого пептидного ланцюга за участю соляної кислоти в шлунку призводить до утворення пепсину і формування його активного центру.



7.Класифікація ферментів. Номенклатура та шифри ферментів.Характеристика окремих класів, представники.

Усі ферменти залежно від реакцій, які вони каталізують, розподіляються на шість класів: оксидоредуктази, трансферази, гідролази, ліази, ізомерази, лігази (синтетази). Залежно від характеру дії, ферменти кожного класу ділять на підкласи, а останні - на підпідкласи. Шифр ферментів: Перша цифра - номер класу ферменту, друга - підклас, третя - підпідклас ,четверта — порядковий номер у переліку ферментів.

Оксидоредуктази каталізують окисно-відновні реакції(дегідрогенази, оксидаз и, пероксидази, редуктази, моноокси генази, діоксигенази).Трансферази каталізують реакції перенесення різних груп від однієї молекули до іншої (амінотрансферази, фосфотрансферази,глікозилтрансферази).Гідролази каталізують реакції гідролізу різних субстратів (епімерази, цистрансізомерази, внутрішньомоле- кулярна оксидореуктаза).Ліази - каталізують реакції відщеплення або приєднання за місцем подвійного зв'язку або відщеплення різних груп негідролітичним способ (декарбоксилаза, альдолаза, гідратаза).Ізомерази каталізують реакції ізомеризації (внутрішньомолекулярні оксидоредуктази, мутази, цистрансізомерази).

Лігазн - каталізують реакції синтезу складних сполук із простих за участю макроергічних сполук, зокрема АТФ (ацетил-КоА-синтетаза, карбоксилаза).


8.Активний та алостеричний центри ферментів. Алостеричні ефектори, механізм їх впливу на активність ферментів.

Активний центр-ділянка ,що визначає специфічність і каталітичну активність ферменту.У складних-кофактором і залишками амінокислот; у простих -певною комбінацією залишків амінокислот.Має каталітичну ділянку-взаємодіє з субстратом, і контактну -зумовлює спорідненість до субстрату і формування його комплексу з ферментом.

Алостеричний центр служаить місцем впливу на фермент різних регуляторних чинників.Речовини, що взаємодіють з алостеричним центром, отримали назву ефекторів.Приєднання до алостеричного центру ефектора призводить до певних структурних змін в активному центрі та, як наслідок, пригнічення або підвищення активності ферменту.(Алостеричними ефекторами часто є метаболіти саме того шляху, регуляцію якого вони здійснюють.Кінцеві продукти метаболічного шляху - часто інгібітори алостерічних ферментів, а вихідні речовини - активатори,тобто вони можуть як збільшувати каталітичну активність ферменту ,так і гальмувати.)

9.Що таке ізоферменти? Наведіть приклади. Значення визначення їх активності в клінічній практиці.

Ізоферменти – множинні молекулярні форми одного й того ж ферменту. Ізоферменти каталізують одну й ту ж біохімічну реакцію, але відрізняються за своєю первинною структурою і, відповідно, фізико-хімічними та каталітичними властивостями.Прикладом ізоферментів можуть бути ізоферменти лактатдегідрогенази (ЛДГ)-що каталізує оборотну реакцію перетворення піровиноградної кислоти в молочну. В організмі людини присутні п'ять комбінацій зазначених протомерів, які створюють різні ізоферменти ЛДГ: ЛДГ1 ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4 , ЛДГ5 ,які розподілені переважно в різних органах (міокарді, печінці, скелетних м'язах, нирках тощо) та відріхняються за своєю електрофоретичною рухомістю і їх визначення в плазмі крові має діагностичне значення для виявлення пошкоджень мембранних структур клітин, що спостерігаються при різних захворюваннях.



10.Активатори ферментів, приклади, механізми їх дії.

Активатори-речовини,які підвищують активність ферментів.До активаторів належать кофактори, іони металів, різноманітні модифікатори тощо. Іони металів можуть сприяти приєднанню субстрату до ферменту,брати участь у формуванні третинної структури ферменту або бути складником активного центру.Іони багатьох металів є обов’язковими компонентами для нормального функціонування багатьох ферментів. Для деяких ферментів потрібно декілька різних іонів ,наприклад Na+/K+-АТФ-аза ,якій необхвдні іони натрію,калію та магнію.Метлаи модуть входити ло складу простетичних груп ферментів,наприклад кобальт -гомоцистеїнтрансметилаза,мідь-аскорбатоксидаза,залізо в складі порфіринових сполук є необхідним компонентом ферментів цитохромної системи,каталази і пероксидази.Аніони ,порівняно з катіонами,рідше є активаторами ферментів.Прикладами активуючої дії аноіонів можуть бути аніони хлору відносно пепсину та амілази слини,жовчгі кислоти відносно панкреатичної ліпази тощо.Деякі ферменти проявляють активуючу дію стосовно свої неактивних форм-автокаталіз.Наприклад,ентерокіназа шляхом відщеплення інгібіора перетворює неактивний трипсиноген в активний трипсин,а останній перетворює хімотрипсиноген в хімотрипсин.Активаторами можуть бути такі органчгі сполуки,як цистеїн,відновлений глутатіон та інщі сполуки ,що мають вільну SH-групу.Механізм їх дії роявляється в здатності відновлювати дтсульфідні зв’язки неактивних ферментів до сульфгфдрильних груп і цим самим актиаувати ферменти.Також існує група ферментів ,які здатні активуватись під впливом цАМФ.Прикладом є протеїнкінази.Даний механізм активації такий:протеїнкіназа складається з 2 субодиниць:каталітичної ,що містить активний центр та регуляторної,в якій розміщений цунтр зв’язування цАМФ.Фермент є неактивний ,тому що його активний центр закритий ,а при взаємодії цАМФ і регуляторного центру ферменту ,він активується.Активація деяких ферментів залежить від процесів фосфорилювання та дефосфориювання..Так,фосфорилаза глікогену та ліпаза жирової тканини проявляють свою дію лише у фосфорильованому стані,що здійснюєть за рахунок АТФ з участю протеїнкіназ.Деякі ферменти проявляють свою активність лише в нефосфорильованому стані,наприклад -глікогенсинтаза.



11.Конкурентне та неконкурентне гальмування ферментів. Інгібітори ферментів.

Інгібітори - хімічні сполуки, що зменшують каталітичну активність ферментів.Інгібітори є зворотні та незворотні.(За характером дії інгібітори діляться на 2 великі групи:Оборотні - це з'єднання, які взаємодіють з ферментом, при цьому утворюється комплекс, здатний до дисоціації. Необоротні - це з'єднання, які можуть специфічно зв'язувати певні функціональні групи активного центру ферменту. Вони утворюють з ним міцні ковалентні зв'язки, тому такий комплекс важко зруйнувати.)

Інгфбування є зворотне та нехворотне.Незворотне інгібування спостерігається в разі, коли інгібітор міцно зв’язується з молекулою ферменту, що викликає незворотну втрату активності. Незворотні інгібітори є отрутами. Зворотне інгібування буває двох видів: конкуренте та неконкурентне .Конкурентне інгібування відбувається в разі, коли молекула інгібітора за структурою схожа на молекулу субстрату і конкурує з ним за активний центр ферменту. Неконкурентне інгібування є результатом зв’язування молекули інгібітора не з активним центром, а з іншою ділянкою молекули білка-ферменту. Таке інгібування змінює конфігурацію активного центру, що пригнічує його взаємодію із субстратом.

12.Принципи методів визначення активності ферментів. Одиниці в виміру

активності ферментів

Найчастіше для визначення застосовуються фотоелектроколориметричні методи. В основі цих методів лежать кольорові реакції з одним з продуктів дії ферментів. При цьому інтенсивність забарвлення одержуваних розчинів,виміряна на фотоелектроколориметрі,пропорційна кількості продукту,що утворився. Спектрофотометричні методи засновані на зміні ультрафіолетового спектра хімічних речовин, які беруть участь у реакції. Більшість сполук поглинає ультрафіолетові промені. Ферментативні реакції викликають внутрімолекулярні перегрупування, в результаті яких змінюється ультрафіолетовий спектр. Ці зміни можна зареєструвати на спектрофотометрі.

Флюориметричні методи. В основі цих методів лежить явище флюоресценції, яке полягає в тому, що досліджуваний об'єкт під впливом опромінення випромінює світло з коротшою довжиною хвилі.

Манометричні методи засновані на вимірі в закритому реакційному посуду обсягу газу, що виділився або поглиненувся в ході ензиматичної реакції.Мірою активності ферментів є умовні одиниці:Катал – це кількість ферменту, яка каталізує перетворення 1 молясубстрату за 1 с;питома активність – число каталів на 1 кг активного білка;молекулярна активність показує, скільки молекул субстрату перетворюється однією молекулою ферменту за 1 хв;за міжнародну одиницю прийнята така кількість ферменту, яка каталізує перетворення 1 мкМ субстрату за 1 хв.



13. Органоспецифічність ферментів. Значення у діагностиці захворювань різних органів.

Органоспецифічні ферменти - це ферменти, що каталізують хімічні перетворення,характерні для одного або небагатьох органів. Наприклад,фермент аргіназа який бере участь в утворенні сечовини, знаходиться лише в клітинах печінки, а кисла фосфатаза, яка бере участь у гідролізі моноефірів ортофосфорної кислоти – у клітинах передміхурової залози.Підвищення активності цих ферментів у крові свідчить про органну локалізацію патологічного процесу.(Конситуційні-це ферменти, що постійно зустрічаються в тому чи іншому органі,забезпечують у них синтез білків, нуклеїнових кислот, утворення біологічних мембран та енергетичний обмін.Індуковані-це ферменти ,що виникають внаслідок пристосування організму до певних умов та містяться переважно в дуже малій кількості або взагалі відсутні.До індукованих ферментів належать ферменти катаболічних шляхів.)



14.Застосування ферментів, коферментів, інгібіторів в медичній практиці. Іммобілізовані ферменти. Переваги їх дії в організмі.

Ензимотерапія -застосування ферментів тваринного, бактеріального або рослинного походження і регуляторів активності ферментів з лікувальною метою.Вона проводиться переважно в тих випадках ,коли в організмі не вистачає якогось ферменту чи коферменту або як допоміжний засіб при дечких захворюваннях.Так,нестача ферментів шлунково-кишкового тракту при зниженні секреції шлункового соку може бути компенсована призначенням препарат пепсину із соляною кислотою за умов ахілії або препаратів трипсину в капсулах при нестачі ферментів підшлункової залози.Препарати цитохрому с застосовують при отруєннях окисом вуглецю та іншими сполуками ,які порушують процес тканинного дихання.Протеолітичні ферменти застосовують для обробки некротичних ран,опіків,гангренозних уражень тощо.Нуклеази застосовують для лікування деяких вірусних захворювань.Протеолітичні ферменти застосовують для профілактики тромбозів .Крім ферментів застосовують також коферменти.Так,тіамінпірофосфат вводять хворим на серцеві захворювання,нервові розлади.Широко застосовують і інгібітори ферментів,наприклад за умов гострого панкреатиту застосовують інгібітор протеаз-трансилол.Природні інгібітори протеаз застосовують для лікування алергічних захворювань,гострих артритів. Імобілізовані ферменти – це нерозчинні ферменти, які штучно створені шляхом приєднання молекул ензиму до нерозчинного у воді носія .Іммобілізація ферментів має свої переваги:стабілізує структуру ферменту і перешкоджає його руйнації;пролонгує строк дії ферменту;знижує вартість ферментів з причини можливості повторного використання.



15.Поняття про анаболічні та катаболічні процеси. Енергетичні взаємозв”язки між ними. Приклади.

Катаболізм-розпад складних органічних молекул до більш простих кінцевих продуктів з виділенням вільної енергії. Продукти катаболізму служать субстратами анаболізму.

Анаболізм-синтез складних органічних молекул із більш простих із затратами енергії.Кінцеві продукти анаболізму є субстратами для катаболізму. Зв'язок між анаболізмом та катаболізмом реалізується через макроергічні фосфати та НАДФН, які мають здатність циклічно відновлюватися.Катаболічні та анаболічні реакції в організмі спряжені на рівні: 1) субстратів (ацетил-КоА, піруват, глюкозо-6-фосфат);2) відновлених еквівалентів (НАДН, НАДФН, ФАДН2);3) макроергічних сполук (АТФ, ГТФ, ТТФ тощо).

16. Специфічні та загальні шляхи катаболізму обміну вуглеводів, ліпідів і білків. Спільні метаболіти, що започатковують загальні шляхи.

Виділяють три стадії катаболізму:

1)перетоврення полімерів до мономерів(білки в амінокислоти,вуглеводи до моносахаридів,ліпіди до гліцерлу та ЖК).Хімічна енергія при цьому розсіюється у вигляді тепла.

2)Метаболіти ,що утворились на першій стадії розщеплюются в загальні продукти ,переважно ацетилКоА ,з вивільненням енергії ,що акумулюється у макроергічних зв’язках АТФ.Реакції другої стадії катаболізму відбуваються внутрішньоклітинно.(Моносахариди-гліколіз,піруват->ацетилКоА;ЖК-бетаокислення,ацетилКоА;гліцерол-розщеплення до пірувату->АцетилКоА;амінокислоти-дезамінування з виділенням аміаку та розщеплення безазотових скелетів до карбоноих кислот тпа їх похідних,що згодм утврюють ацетилКоА)

Перші дві стадії катаболізму є специфічними шляхами ,які є унікальними для білків,вуглеводів,ліпідів.Ацетил-КоА — це загальний кінцевий продукт другої стадії внутрішньоклітинного катаболізму вуглеводів, ліпідів та амінокислот,що започатковує загальний шлях .

3)Окислення ацетилКоА до СО2 та Н2О в реакція ЦТК. Третя реакціє є загальним шляхом катаболізму.Реакції окислення загального шляху безпосередньо пов’язані з ланцюгом тканинного дихання.

В результаті усіх стадій катаболізму біополімери розпадаються до СО2 та Н2О і NH3,що є основними кінцевими продуктами катаболізму.
17.Окиснювальне декарбоксилювання піровиноградної кислоти. Будова піруватдегідрогеназного комплексу: коферменти та вітаміни, що входять до його складу. Написати сумарне рівняння.

Процес окиснювального декарбоксилювання пірувату включає реакції дегідрування і декарбоксилювання, коли карбоксильна група пірувату вивільняється у вигляді СО2, а ацетильний залишок, тобто залишок оцтової кислоти, переноситься на коензим А.Каталізує ці реакцій піруватдегідрогеназний комплекс, локалізований у мітохондріях,який складається з 3 різних ферментів:піруватдегідрогенази, дигідроліпоїлдегідрогенази та дигідроліпоїлацетилтрансферази. До його складу входять 5 коферментів: тіамін-дифосфат (тіамін, або вітамін В1), коензим А (вітамін В3, або пантотенова кислота), ліпоєва кислота, НАД (вітамін РР, або нікотинамід) і ФАД (вітамін В2, або рибофлавін).

СН-СО-СООН+НАД+ +КоА-SH=CH-CO-KoA+НАДН+Н+ +СО2

18.Поняття про цикл Кребса. Назвати синоніми цього процесу. Місце його в клітині та функції. Навести схему циклу трикарбонових кислот, вказати всі субстрати і ферменти.

Цикл Кребса (цикл лимонної кислоти, цикл трикарбонових кислот) — циклічна послідовність ферментативних реакцій, у результаті яких ацетил-КоА окислюється до СО2 з утворенням атомів водню, які використовуються для відновлення первинних акцепторів дихального ланцюга мітохондрій.Реакції і ферменти ЦТК локалізовані в матриксі та внутрішній мембрані мітохондрій. Цикл Кребса виконує в організмі людини такі біохімічні функції:енергетичну(1 молекула ГТФ),водневодонорну(для дихального ланцюга),амфіболічну(ЦТК виконує подвійну функцію: катаболічну- розпад ацетил – КоА і анаболічну-субстрати циклу Кребса використовуються для синтезу інших речовин),інтегративну(об'єднує шляхи розпаду вуглеводів, ліпідів і білків).Схема ЦТК:1)Утворення цитрату за рахунок конденсації ацетил-КоА з оксалоацетатом(цитратсинтаза);2)Перетворення цитрату на ізоцитрат(аконітаза)3)Дегідрування та декарбоксилювання ізоцитрату до альфакетоглутарату(НАД- залежною ізоцитратдегідрогеназа)4)Окислення альфакетоглутарату до сукцинілКоА(альфакетоглутаратовий комплекс)5)Деацилювання сукцинілКоА до сукцинату(тіокіназа)6)Окислення сукцинату до фумарату(ФАД-залежна сукцинатдегідрогеназа)7)Перетврення фумарату на малат(малатдегідрогеназа)8)Окислення малату до оксалоацетату(НАД-залежна малатдегідрогеназа)



19.Хімізм першої реакції циклу Кребса.Назвати субстрати реакції, фермент, продукти реакції.

Перша реакція ЦТК -необоротна реакція конденсації ацутилКоА з оксалоацетатом за допомогою фермента цитратсинтази,активність якого гальмується АТФ,НАДФ,сукцинілКоА.В результаті даної реакції відбувається синтез цитрату.



20.Назвати НАД-залежні реакції циклу Кребса, хімізм однієї з них, вказати фермент, продукти реакції.

Надзалежною реакцією ЦТК є дегідрування та декарбоксилювання ізоцитрату.Реакція каталізується ферментои НАД-залежною ізоцитратдегідрогеназою і призводть до утвореня альфакетоглутарату.В ході даної реакції ізоцитрат водночас декарбоксилюється .Надзалежна ізоцитратдегідрогннахза є алостеричним ферментом ,в якому у якості специфічного активатора виступають АДФ та іони Mg або Mn.

21.Перетворення яблучної кислоти в щавелевооцтову (оксалоацетат). Енергетичний вихід, якщо продукт реакції надходить у дихальний ланцюг.

Реакція окислення малату до оксалоацетату каталізується НАД – залежним ферментом - малатдегідрогеназою мітохондрій.Окислення НАДН, що утворився, в дихальному ланцюзі мітохондрій призводить до генерації 3 молекул АТФ.Малатдегідрогеназна реакція завершує цикл трикарбонових кислот. Оксалоацетат, який є продуктом даної реакції, здатний до взаємодії з новими молекулами ацетил – КоА.

22.Хімізм ФАД-залежної реакції циклу Кребса. Вказати можливий вихід АТФ, якщо продукт реакції потрапляє в дихальний ланцюг.

Реакція окиснення сукцинату до фумарату каталізується ФАД–залежною сукцинатдегідрогеназою.Окислення відновленого коферменту,тобто ФАДН2, за

допомогою коензиму Q дихального ланцюга мітохондрій призводить до синтезу за рахунок окисного фосфорилювання 2 молекул АТФ.

23.Хімізм реакції субстратного фосфорилювання в циклі Кребса. Енергетичний вихід реакції.

П’ята реакія ЦТК є реакцією субстатного фосфорилювання і каталізується ферментом сукцинілКоАсинтетазою.В даній реакції сукцинілКоА перетворюється на сукцинат за участі неорганічного фосфату та ГДФ.По суті ,це синтез ГТФ (або АТФ) з ГДФ (або АДФ) і неорганічного фосфату за рахунок енергії, що звільняється при розриві макроергічного зв'язку в субстраті. Енергія ГТФ в більшій мірі використовується в біосинтезі білка, тому більша частина ГТФ вступає в реакцію з АДФ, в результаті чого утворюється універсальний макроерг - 1 молекула АТФ.



24.Енергетичний вихід АТФ при повному окисненні ацетил-КоА в циклі Кребса та дихальному ланцюгу (підрахувати).

За повний ЦТК утворюється три молекули НАДН2 і одна ФАДН2. На кожну молекулу НАДН2 при утворенні молекули води в процесі тканинного дихання може синтезуватися 2,5 молекули АТФ, а на кожну молекулу ФАДН2 — 1,5 молекули АТФ.Отже, кожен оборот ЦТК супроводжується синтезом 9 молекул (3·2,5+2=9) АТФ шляхом окисного фосфорилювання в дихальному ланцюгу мітохондрій. Крім того, одна молекула АТФ утворюється на рівні субстрату при перетворенні сукциніл-КоА на сукцинат(1 ГТФ=1 АТФ).Тобто загальний баланс ЦТК =10 молекул АТФ.



25. Поняття «біологічне окиснення» і «тканинне дихання». Дихальний ланцюг транспорту електронів. Локалізація в клітині. Біологічна роль.

Біологічне окиснення – це сума всіх окисно-відновних процесів, включаючи анаеробні, що відбуваються в клітинах організму (цитоплазмі, мітохондріях, ендоплазматичному ретикулумі). Основними його субстратами є вуглеводи та ліпіди, саме їх катаболізм дає найбільшу кількість хімічної енергії, що акумулюється у високоенергетичних зв’язках макроергів.

Тканинне дихання – це окиснення речовин з допомогою кисню, що відбувається на внутрішній мембрані мітохондрій, супроводжується утворенням Н2О і АТФ.

Дихальний ланцюг танспорту електронів– це посідовність ферментних комплексів-переносників,які вмонтовані у внутрішню мембрану мітохондрій і переносять високоенергітичні е від НАДН2 та ФАДН2 до кисню.Робота дихального ланцюга приводить до синтезу молекул АТФ – активує окисне фосфорилювання.

26.Макроергічні сполуки. Макроергічні зв’язки. Шляхи утворення АТФ в організмі.

Макроергічні сполуки - речовини, що містять багаті енергією

(макроергічні) зв’язки, при гідролізі яких виділяється > 21 кДж/моль енергії.Залежно від величини енергії ,що акумульована у зв‘язках, макроергічні сполуки поділяють на низькоенергетичні (2-3 кКал/зв.) та високоенергетичні (10-16 кКал /зв.) макроерги.Є такі макроергічні зв’язки:

1)    фосфоангідридним (АТФ, ЦТФ, ГТФ, УТФ, цАМФ);

2)    фосфогуанідиновим (креатинфосфат)

3)    енолфосфатним (фосфоенолпіруват)

4)    тіоефірним (ацетил-КоА, сукциніл-КоА тощо.)





Основною макроергічною сполукою живих організмів є молекула АТФ, яка містить два макроергічні зв’язки.Синтез АТФ із АДФ і фосфату відбувається в організмі за двома шляхами, які між собою джерелом енергії  для утворення макроергічного зв’язку.

Окисне фосфорилювання:  здійснюється за рахунок енергії окиснення електронів і протонів водню, відщеплених від різноманітних сполук , який відбувається за участю дихального ланцюга мітохондрій за рахунок електрохімічного потенціалу внутрішньої мембрани. Реакції цього процесу відбуваються виключно в аеробних умовах. Основна кількість АТФ в організмі  утворюється саме в реакціях окисного фосфорилювання.

Субстратне фосфорилювання  - процес синтезу АТФ, як результат окиснення субстратів без участі дихального ланцюга мітохондрій. Перетворення субстрату в продукт супроводжується фосфорилюванням АДФ з утворенням АТФ. В організмі є три реакції субстратного фосфорилювання (дві – в гліколізі, одна – в ЦТК). Кожна з цих реакцій супроводжується утворенням лише одної молекули АТФ. Цей процес можливий як в аеробних, так і анаеробних умовах і відбувається в цитоплазмі і матриксі мітохондрій.

27. Мітохондріальний дихальний ланцюг: локалізація, послідовність компонентів, принци їх дії.
Мітохондріальний дихальний ланцюг локалізований у матиксі мітохондрій .Компоненти дихального ланцюга об’єднані в 4 комплекси ,що вбудовані у внутрішню мембрану мітохондрій.

I комплекс – НАДН-дегідрогеназа (НАДН-убіхінон оксидоредуктаза) має дві функції: окислює НАДН.Н+ - переносить від нього 2 електрони на убіхінон та транспортує 4Н+ з матриксу у міжмембранний простір.

II комплекс – сукцинатдегідрогеназа (сукцинат- убіхінон оксидоредуктаза) забезпечує додатковий шлях для входу електронів у дихальний ланцюг за рахунок окиснення сукцинату.

III комплекс – цитохром с редуктаза (убіхінон-цитохром с оксидоредуктаза) містить цитохроми b та c1, транспортує 2 електрони з убіхінону на цитохром с та забезпечує викачування 4 протонів з матриксу в міжмембранний простір.

IV комплекс – цитохром с оксидаза містить цитохроми а та а3, транспортує 2 електрони на кисень та одночасно переносить 2 протони в міжмембранний простір.

28.Функціональніферментнікомплекси(І,ІІ,ІІІ,ІУ)дихальноголанцюга.Їх біологічна роль, розміщення в дихальному ланцюгу.
I комплексНАДН-дегідрогеназа (НАДН-убіхінон оксидоредуктаза) має дві функції: окислює НАДН.Н+ - переносить від нього 2 електрони на убіхінон та транспортує 4Н+ з матриксу у міжмембранний простір.

II комплекссукцинатдегідрогеназа (сукцинат-убіхінон оксидоредуктаза) забезпечує додатковий шлях для входу електронів у дихальний ланцюг за рахунок окиснення сукцинату.

III комплексцитохром с редуктаза (убіхінон-цитохром с оксидоредуктаза) містить цитохроми b та c1, транспортує 2 електрони з убіхінону на цитохром с та забезпечує викачування 4 протонів з матриксу в міжмембранний простір.

IV комплексцитохром с оксидаза містить цитохроми а та а3, транспортує 2 електрони на кисень та одночасно переносить 2 протони в міжмембранний простір.

Всі ці комплекси є частиною внутрішньої мембрани мітохондрій.

(Комплекс V -АТФ-синтаза є ферментний комплекс, який здійснює реакцію окисного фосфорилювання: фактичне перетворення АДФ в АТФ. )

29.Механізм окиснювального фосфорилювання згідно хеміосмотичної теорії Мітчела: рушійна сила синтезу АТФ, будова відповідного ферменту.
Суть хеміоосмотичної теорії: за рахунок енергії перенесення електронів по ЛТД відбувається рух протонів через внутрішню мітохондріальну мембрану в міжмембранний простір, де створюється електрохімічний потенціал, який призводить до конформаційної зміни активного центру АТФ-синтази, в результаті чого стає можливим зворотній транспорт протонів через протонні канали АТФ-синтази.При поверненні протонів назад електрохімічний потенціал трансформується в енергію макроергічних зв'язку АТФ. Новоутворена АТФ за допомогою білка-переносника транслокази переміщається в цитозоль клітини, а натомість в матрикс надходять АДФ і Фн.

Біосинтез АТФ в процесі окисного фосфорилювання проходить за безпосередньою участю особливого білкового комплексу V - фактора спряження мітохондрій - АТФ-синтаз-олігомірний білковий комплекс грибоподібної форми. Він складається з двохсубодиниць: F0 і F1

F0- це гідрофобний протонний канал, що пронизує наскрізь внутрішню мітохондріальну мембрану. F1 - виступає в мітохондріальний матрикс і складається з 9 протомерів. Причому три з них пов'язують субодиниці F0 і F1, утворюючи своєрідну ніжку і є чутливими до олігоміціну.

30. Роз’єднання тканинного дихання і окиснювального фосфорилювання. Навести приклади роз’єднувачів, механізм їх дії, наслідок для організму.

Протонофори можуть переносити протони або інші іони з міжмебранного просору серез мембрану в матрикс,оминаючи протонні канали АТФ-синтази.Внаслідок цього зникаґ електрохімічний потенціал и припиняється синтез АТФ.Це явище називається роз’єднанням тканинного дихання та окисного форфорилювання.врезультаті роз’єднання кількість АТФ зменшується ,а АДФ підвищується.У цьому випадку швидкість окислення НАДФ і ФАДН2 підвищується ,підвищується і кількість поглинутого кисню, енергія вділяється у виглді теплоти ,а коефіцієнт Р/О різко знижується.Роз’єднувачами є ліпофільні речовини ,які легко проходять через ліпідний шар мембрани.Прикладом такої речовини є 2,4-динітрофенол,який легко переходить з іонізованої форми в неіонізовану та приєднує протон в міжмембранному просторі і перносить його в матрикс.Прикладами роз’єднувачів також є деякі дікарські препаати ,наприклад дикумарол,білірубін,тироксин.Всі ці речовини проявляють роз’єднувальну дію лише при високій концентрації.

31. Мікросомальне окиснення: локалізація в клітинах. Донори електронів і головні компоненти монооксигеназної системи. Біологічні функції мікросомального окиснення.

Мікросомальне окиснення-це різновид біологічного окиснення, що представлений рядом оксигеназних реакцій, функцією яких є знешкодження ксенобіотиків та різних ендогенних сполук.Реакції мікросомального окиснення каталізуються НАДФН- і НАДН-залежними ферментними системами в присутності кисню,що локалізовані в ендоплазматичному ретикулумі печінки, в мітохондріях наднирників та інших тканин.НАДФН-залежний флавопроїн переносить електрон з ві дновленого НАДФН на термінальницй фермент-цитохром Р450,таким чином відновлюючи залізо гема.В монооксигеназних реакціях бере участь також НАДН-залежний ферментний комплекс,що складається з НАДН-залежного флавопротеїну та цитохроиу b5.Таким чином електрон переноситься на кисень та активує його.В більшості випадків електрон з цитохрому b5 переносится на цитохром Р450 та бере усть у відносленні заліза гема.Основними ферментами мікросомального ланцюга є: перший ланцюг, який складається з двох ланок НАДФН–Р450-редуктази, у простетичну групу якої входять ФАД і ФМН, і цитохрому Р450; другий ланцюг, який містить фермент НАДН-цитохром b5 і стеароїл-КоА-десатуразу.Його біологічна роль-утворення біологічно активних сполук (адреналіну, норадреналіну, меланіну в шкірі, колагену, жирних кислот, жовчних кислот, стероїдних гормонів)та знешкодження токсичних речовин (ліків ,отрут).



32.Вуглеводи харчових продуктів, добова потреба, місце їх травлення, роль ферментів.

Вуглеводи-біоорганічгі сплуки ,альдегідо та кетопохідні багатоатомних спиртів.Добова потреба у вуглеводах становить 450-500 г ,з яких 60-80% складають полісахариди ( крохмаль, глікоген,харчові волокна), 20-30% олігосахариди (сахароза, лактоза, мальтоза), моносахариди (глюкоза, фруктоза та пентози). Травлення починається в ротовій порожнині під впливом альфаамілази ,де крохмаль і глікоген тільки частково перетворюються на олігосахариди.В шлунку травлення не відбувається .В кишечнику є альфаамілаза підшлункової,під впливом якої крохмаль і глікоген перетворюються до дисахаридів-мальтози та декстринів.Альіаамілза розщеплює лише альфа-1,4-глікозидні зв’язки .З їжею також потрапляють дисахариди сахароза та лактоза.В стінці кишечника виробляються ферменти :сахараза-розщеплює сахарозу на глюкозу та фруктозу;лактаза-лактозу на глюкозу та галактозу;мальтаза-мальтозу до 2 глюкоз.



33. Клітковина, будова, біологічні функції. Місце та фактори її травлення в людському організмі. Наслідки для організму надлишку та нестачі в їжі клітковини.

Структурною одиницею клітковини є крохмальі глюкоза ,проте молекули глюкози зв’язані між собою бета-1,4-глікозидними зв’язками,тому альфаамілаза не діє на ці зв’язки і клітковина в організмі людей не перетравлюється.Лише незначна її частина перетравлюється під дією мікрофлори кишечника. Біологічноми функціями клітковини в організмі людини є :стимуляція перистальтики кишечника ,адсобція токсин,холестерину,жовчних кислот ,абсорбція води ,уповільнення процесів гниття тощо.Надлишок клітковини стимулює прискорення просування хімусу по ШКТ ,тим самим погіршуює всмоктування мікроелементів,також надлишок може призвести до непрохідності кишечника.Нестача клітковини збільшує ризик підвищення рівня холестирину та цукру,відповідно збільшується ймовірність серцево-судинних захворювань,діабету.При нестачі можливі запори.



34. Гетерополісахариди. Представники, їх біологічні функції.

Гетерополісахариди складаються з моносахаридів ,їх похідних,таких як аміносахариди,гексуронові кислоти тощо та інших речовин ,наприклад:азотистих основ,органічних кислот.Мукополісахариди являють собою желеподібні липкі речовини,які виконують структурну, захисну, регуляторну функції. Мукополісахариди становлять основну масу міжклітинної речовини тканин, входять до складу шкіри, хрящів, синовіальної рідини. В організмі мукополісахариди представлені глікопротеїнами і гліколіпідами . Гіалуронова кислота також є гетерополісахаридом. Вона входить до складу сполучної тканини як біологічний цемент, та їй належить важлива роль у формуванні бар'єрних функцій організму, що сприяє захисту його від інфекцій, іонізуючої радіації, вона також бере участь в обміні води в організмі. Хондроітинсульфати – хондроітинсірчані кислоти служать структурним компонентом хрящів, зв’язок, клапанів серця, пупочного канатика. Вони сприяють відкладенню Са в кістках.Гепарин – утворюється в клітинах паренхіматозних органів (печінка, легені, нирки) і виділяється ними в кров та міжклітинну рідину. В крові він зв’язується з білками і запобігає процесу зсідання крові, виконуючи функцію антикоагулянта,має протизапальну дію, впливає на обмін калію та натрію, виконує антигіпоксичну функцію.



35. Поняття «гліколіз» і «глікогеноліз». 2 фази цих процесів. Хімізм 1-ої фази, її особливості і регуляція.

Гліколіз-розщеплення та окиснення глюкози до 2 молекул пірувату або лактату з утворенням енергії у формі АТФ і НАДН2.В умовах нормальної життєдіяльності для людини характерний аеробний гліколіз, тобто утворення з глюкози пірувату, який у подальшому окислюється до вуглекислого газу й води. Анаеробний гліколіз має місце переважно в м’язах при інтенсивній фізичній діяльності, тобто при відносній кисневій недостатності.Всі реакції гліколізу відбуваються в цитоплазмі клітин.Глікогеноліз-це процес анаеробного розпаду глікогену до молочної кислоти,що протікає головним чином в печінці і м’язах.Цей процес відбувається за механізмом фосфоролізу або фосфолітичного розщеплення за участі Н3РО4.Основний фермент- глікогенфосфорилаза.

Ці два процеси протікають у дві фази:підготовчу та фазу гліколітичної оксидоредукції.

Підготовча фаза:розщеплення молекули глюкози до 2 молекул фосфотріоз(гліцеральдегід-3-фосфату та діоксиацетонфосфату),дана стадія включає в себе ряд реакцій ,які потребують витрати двох молекул АТФ на кожну молекулу глюкози,що розщеплюється.Для протікання реакції необхідна наявність в середовищі іонів Mg2,з яким зв’язується молекула АТФ;розщеплення молекули глікогену до 2 молекул фосфотріоз. Внаслідок дії глікогенфосфорилази глюкозні залишки глікогену перетворюються в глюкозо-6- фосфат,який далі включаєтьсч в процес гліколізу. За умов глікогенолізу АТФ затрачається лише 1 раз для утоврення фруктозо-1,6-фосфату,тому при розпаді 1 глюкозного залтшку глікоену вихід АТФ складає 3 молекули.Перша фаза цих двох процесів регулюється через контроль ключових ферментів та гормонів ,зокрема:1)гексокінази-активатором якої є АДФ,а інгбіторм-АТФ та глюкозо-6-фосфат;2)глікогенфосфорилаза-перебуває в активній та неактивеій формі та активується під дією фосфорилювання ,а інактивується дефосфорилюванням;активаторами також є адреналін та глюкагон,дія яких опосередковуться через вторинний посередник-цАМФ.В м’язах є також механіхми стимуляції глікогенолізу шляхомьалостеричної активації 1)фосфорилази б ,яка відбувається шляхом з’язування в алостермчному центрі фосорилази б АМФ ;2)кінази фосфорилази б без фосфорилювання цих ферментів,активаторами якої є іони кальцію.3)фосфофруктокінази-активаторами якої є АМФ та АДФ ,а інгібіторами є АТФ,цитрат,жирні кислоти.Гліколіз також гальмується за наявності кисню.

Друга фаза цих двох процесів включає перетвореня фосфотріоз на дві молекли піруватуабо лактату.Ця стадія включає в себе окислювально-відновлювальні реакції, які супроводжуються генерацією чотирьох молекул ATФ.

36. Спільні риси аеробного та анаеробного гліколізу і їх відмінності.

Аеробний розпад глюкози включає реакції гліколізу і окислення пірувату до СО2 і Н2О, а анаеробний гліколіз включає ті ж реакції специфічного шляху розпаду глюкози до пірувату, але з подальшим перетворенням пірувату на лактат.Різниця між аеробним та анаеробним гліколізом полягає в швидкості реакцій ,кінцевих продуктах та енергетичному виході.Анаеробний і аеробний гліколіз енергетично нерівноцінні.Утворення двох моль лактату з глюкози супроводжується синтезом лише 2 моль АТФ, тому що НАДН, отриманий при окисленні гліцероальдегідфосфату, не використовується дихальним ланцюгом, а акцептується піруватом. У аеробному гліколізі утворюється 10 моль АТФ на 1 моль глюкози: 4 моль АТФ шляхом субстратного фосфорилування, 6 моль - окислювального фосфорилування. Сумарний ефект складає 8 моль АТФ, оскільки у 1 і 3 реакціях використовується 2 моль АТФ. Подальше окислення пірувату в загальних шляхах катаболізму супроводжується синтезом 30 моль АТФ ( по 15 моль на кожну молекулу пірувату) . Отже, сумарний енергетичний ефект аеробного розпаду глюкози до кінцевих продуктів складає 38 моль АТР.



37. Спільні риси гліколізу, глікогенолізу, спиртового бродіння та їх відмінності. Хімізм відмінності цих процесів.

Спільною рисою є те ,що всі ці процеси мають місце в анаеробних умовах та протікають за певними спільними реакціями,зокрема послідовність реакцій спиртового бродіння до стадії утворення ПВК аналогічна реакціям гліколізу, а відновлення пірувату до лактату в них замінено перетворенням пірувату в етанол,що відбувається наступним чином:ПВК за участю наявного в дріжджах ферменту піруватдекарбоксилази розщеплюється на оцетовий альдегід та двоокис вуглецю. Оцетовий альдегід, реагуючи з тією, що утворилася під час окислення гліцеринальдегідфосфорної кислоти відновленою формою НАДН , за участю ферменту алкогольдегідрогенази перетворюється на етиловий спирт.Глікогеноліз має таку ж послідновність реакцій як в гліколіз ,проте відрізняється першою реакціє,яка передбачає перетворенння за допомогою глікогенфосфорилази та фосфоглюкомутази глюкозних залишків глікогену в глюкозо-6-фосфат,який далі включається в процес гліколізу.



38. Хімізм гліколітичної оксидоредукції. Значення цього етапу гліколізу.

Гліколітична оксиредукція-окислення гліцеральдегід-3-фосфату до 3-фосфогліцеринової кислоти .Процес гліколітичної оксиредукції представлений двома етапами:спершу відбувається окиснення Г-3-Ф до 1,3-дифосфогліцурату.Дана ракція каталізується ферментом гліцуральдегід-3-фосфатдегідрогеназою,коферментом якого є НАД,який акцептує електрони від альдегідної групи Г-3-Ф.Наступним є перетворення 1,3-дифосфогліцурату на 3-фосфогліцурат.Дана реакція супроводжується перенесенням макроернічної фосфатної групи від 1,3-дифосфогліцурату на АДФ з утворенням молекули АТф і каталізується ферментом фосфогліцераткіназою.Значеня гліколітичної оксиредукції полягає в циклічному відновленні і окисненні НАД в реакціях анаеробного окислення глюкози та спряженні між 6 та 11 реакцією.Скільки НАДН2 утоворюється в 6-ій стадії ,стільки ж НАДН2 і віддасть свій водень на ПВК.



39. Спосіб утворення АТФ в реакціях гліколізу. Хімізм відповідних реакцій.

У гліколізі є дві цнікальні реакції :7 та 10, де утворюється АТФ.Такий спосіб синтезу АТФ називається субстратним фосфорилюванням.

У 7 реакції фосфогліцераткіназа каталізує перенесення високоенергетичної фосфатної групи 1,3-дифосфогліцерату на АДФ і таким чином ,утворення АТФ.Дана реакція є незворотня.

У 10 реакції високофосфатна група фосфоенолпірувату переноситься на АДФ з утворенням АТФ і ПВК.Дану реакцію каталізує піруаткіназа,активатором якої є фруктозо-1,6-дифосфат ,а інгібіторами-АТФ,ацетил-КоА,аланін,ЖК.



40. Вказати етапи аеробного окиснення глюкози до СО2 і Н2О, підрахувати енергетичний ефект.

Аеробний розпад глюкози включає реакції гліколізу і окислення пірувату до СО2 і Н2О.В аеробному гліколізі виділяють два етапи:1)підготовчий ,в ході якого глюкоза фосфорилюється і розщеплюється на дві молекли фосфотріоз.Ряд цих реакцій відбувається з викорисанням 2 молекул АТФ;2)етап,спряжений ыз синтезом АТФ.В резкльтаті ряду реакцій фосфотріози перетворюються в піруват.Енергія,що звільняється на даному етапі використовується для синтезу 10 моль АТФ.У аеробному гліколізі утворюється 10 моль АТФ на 1 моль глюкози: 4 моль АТФ шляхом субстратного фосфорилування, 6 моль - окислювального фосфорилування. Сумарний ефект складає 8 моль АТФ, оскільки в реакціях 1 і 3 використовується 2 моль АТФ. Подальше окислення пірувату в загальних шляхах катаболізму супроводжується синтезом 30 моль АТФ ( по 15 моль на кожну молекулу пірувату) . Отже, сумарний енергетичний ефект аеробного розпаду глюкози до кінцевих продуктів складає 38 моль АТФ.



41. Пентозофосфатний цикл. Хімізм перших трьох реакцій. Біологічна роль цього процесу.

Пентозо-фосфатний цикл- це біохімчний шлях перетоврення гбкози , в якому утоворюється рибоза і НДФН2.Біологічга роль даного процесу полягає в синтезі рибози-5-фосфату ,метаболізмі «незвичних цукрів»,які містять 4,5,6 вуглеців та синтезі НАДН2,який є необхідним для синтезу ЖК і стероїдів.ПФШ локалізується в цитоплазмі, а основними органаит , де активується ПФШ є печінка ,жирова тканина,еритроцити,наднирники та молочні залози.У ПФШ є дві фази:оксидативна ,реакції якої є незворотніми та неоксидативна,де перетворюються «незвичайні цукри»,реакції якої перебігають і у зворотньому напрямку та за участі ферментів транскетолаз та трансальдолаз. У першій реакції оксидативної фази глюкозо-6-фосфат окиснюється НАДФ-залежною глюкозо-6-фосфатдегідрогеназою з утворенням НАДФН і 6-фосфоглюконолактону,який гідролізується лактоназою, іонами магнію, марганцю або кальцію до 6-фосфоглюконової кислоти .Далі фосфоглюканатдегідрогенаа каталізує одночасне дегідрування та декарбоксилювання 6-фосфоглюконату.Перший атом вуглецю гексозофосфату вивільняється у вигляді СО2.Утворюється пентоза і друга молекула НАДФН.



42. Місце і механізм синтезу глікогену, роль ферментів і гормонів у глікогенезі.

Синтез глікогену відбувається в аеробних умовах в цитоплазмі клтіин печінки та скелетних м’язів в абсорбтивний період.Для чинтезу глікогену Глюкозо-6-фосфат повинен перетворитися в УДФ-глюкозу,яка утворюється за 2 реакції:спрешу глюкозо-6-фосфат перетоврюється в глюкозо-1-фосфат,а далі останній взаємодіє з УТФ .Далі залишок глюкози з УТФ-глюкози переноситься на кінець уже існуючої молекули глікогенуДана реакцію каталізує глікогенсинтаза,яка належить до трансфераз.У цій реаекції утворюється новий альфа-1,4-глікозидний з’язок між пешим атомом вуглецю залишку глюкози ,який приєднується , і гідроксилом у С4 кінцувого залишку глюкози ланцюга глікогену.УДФ ,який вивільняється перетворюється знову в УТФ за рахунок АТФ.Реакція багаторазово повторюється.Основним ферментом даного процесу є глікогенсинтаза,чка інсує в неактивій фосфорильованій та активній нефосфорильованій формі.Активність ферменту перебуває також і під гормональним контролем,зокрема:синтез глвкогену стимулює інсулін , а адреналін та глюкагон гальмують синтез та стимулюють розпад.Варто зазаначити ,що високий вміст глюкози викликає утворення активної глікогенсинтази,що призводить до стимуляції синтезу глікогену.



43. Хімізм фосфоролізу глікогену до глюкози, роль ферментів. Гормональна регуляція процесу.

Фосфороліз глікогену до глюкози є основним шляхом розпаду глікогену і цей процес каталізує глікогенфосфорилаза,яка відноситься до класу трансфераз.Даний фермент відщеплює залишки глюкози з нередукуючого кінця глікогену і переносить їх на молекулу фосфорної кислоти з утворенням глюкозо-1-фосфату.Останній в свою чергу швидко ізомеризується ,перетворюючись на глюкозо-6-фосфат ,який в печінці гідролізується фосфатазами до глюкозт та фосфорної кислоти.Важлива роль належить також ферментам :фосфоглюкомутазі,яка каталізує перетворення глюкозо-1-фосфату до глюкозо-6-фосфату та глюкозо-6-фосфатазі ,яка каталізує реакцію гідролізу глюкозо-6-фосфатази до глюкози.Глкогенфосфорилаза існує в активній та неактивеій формі та активується під дією фосфорилювання ,а інактивується дефосфорилюванням.Розпад глікогену стимулюють адреналін та глюкагон.



44. Глюконеогенез. Субстрати цього процесу, його біологічна роль, гормональна регуляція.

Глюконеогенез – це процес синтезу глюкози з невуглеводних субстратів,таких як піруват,лактат,гліцерин,більшість амінокислот,проміжних продуктів ЦТК.Глюконеогенез відбувається у печінці та частково у кірковій речовині нирок. Завдяки цьому процесу підтримується концентрація глюкози в крові після того, як вичерпуються запаси глікогену при вуглеводному чи повному голодуванні,що має дуже важливе значення для нормального функціонування мозку ,оскільки глюкоза крові служить основним джерелом енергії для нього.Також глюконеогенез забезпечує видалення з крові таких продуктів тканинного метаболізму ,як лактат та гліцерин.На глюконеогенез впливають такі гормони,чк глюкагон,інсулін,адреналін та глюкокортикоїди кори наднирників.Глюкагон, адреналін та глюкокортикоїди підвищують швидкості синтезу в гепатоцитах шунтових ферментів глюконеогенезу — ФЕП-кінази, Фр-1,6-дифосфатази, Г-6-Ф-ази.Інсулін пригнічує синтез зазначених глюконеогенних ферментів, що гальмує активність процесу глюконеогенезу.



45. Цикл Корі, умови його активації.

Цикл Корі або глюкозо-лактатний цикл—перетворення гюкози до лактату внаслідок анаероного катаболізму в скелтних м’язах.Він починається з утворення лактату в м'язах в результаті анаеробного гліколізу (особливо в білих м'язових волокнах, які бідні мітохондріями в порівнянні з червоними). Лактат переноситься кров'ю в печінку, де в процесі глюконеогенезу перетворюється на глюкозу, яка потім з потоком крові може повертатися в працюючий м'яз. Такм чином, печінка забезпечує м'яз глюкозою і енергією для скорочень. У печінці частина лактату може окислюватися до СО2 і Н2О, перетворюючись на піруват і далі в загальних шляхах катаболізму.Цикл Корі активується в умовах інтенсивної м’язової роботи, а також в умовах відсутності або недостатньої кількості мітохондрій .



46. Цукрове навантаження, доцільність і суть його виконання. Цукрова крива здорової людини і хворого на приховану форму діабету.

Цукрове навантаження або глюкозотолнрантний тестдозволяє насамперед виявити інсулінопродукувальну функцію підшлункової та глікогенсинтезуючу функцію печінки.При порушенні даних процесів рівень глюкози при цукровому навантаженні перевищує нирковий поріг,дуже повільно знижується та моде досягати початкового рівня навіть через 3-4 години,при цьому може спостерігатися глюкозурія.Покаханнями до даного тестування є глюкозурія та гараничні значення глікемії натще або після прийому їжі.Суть методу полягає в тому ,що у пацієнта натще беруть з пальця кров і визначають в ній вміст глюкози,післч цього дають випити розчин глюкози у воді з розрахунку 1 г глюкози на 1 кг маси тіла.Потім протягом 3 годин через певні інтервали повторно беруть кров та визначають в ній вміст глюкози за отротолуїдиновим або глюкозооксидазним методами.Кров рекомендується забирати через 30,90,120,150,180 хв.На основі отриманих результатів будують криву цукру,позначаючи на вертикальній осі кількість цукру в ммоль/л,а на горизонтальній-час,хв.Уздорової людини вже серез 15 хі після прийняття глюкози спостерігають збільшення цукру в крові,яке досягаґ свого максимуму в проміжнку від 30 до 60-ої хв,після чого починаєтьсязниження його рівня в через 120 хв може відмічатись навіть короткочаснагіпоглікемія як результат активного виділення інсуліну у відповідь на гуперглікемію.Значення рівня глюкози ,встановлене на 120 хв тестування ,що становить 11 ммоль/л і вище свідчить про начвність цукрового діабету в пацієнтів ,які ще не мають проявів хвороби.





Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка