обм.пр.белк - Учебно-методические комплексы Ташкентской

ТАШКЕНТСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ЛЕЧЕБНОГО И МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТОВ
Тема лекции: «ОБМЕН ПРОСТЫХ БЕЛКОВ»
для студентов 2 курса лечебного, медико-профилактического факультетов
Рассмотрена и одобрена на
учебно-методическом заседании
кафедры от ____________2006 г.
протокол №__________
Составитель:
проф.Собирова Р.А.
Ташкент - 2006 г.
Рассматриваемые вопросы:
1.Переваривание, всасывание и гниение белков.
2.Судьба всосавшихся аминокислот. Общие пути катаболизма аминокислот.
3.Дезаминирование аминокислот: прямое и непрямое окислительное дезаминирование.
4.Трансаминирование. Трансаминазы, коферментная функция витамина В6, клиническое
значение определения активности АлАТ, АсАТ.
5.Декарбоксилирование аминокислот. Функции биогенных аминов и пути их
обезвреживания.
6.Роль гистамина в развитии аллергических и воспалительных реакций. Антигистаминные
препараты.
ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ
За сутки в организме взрослого человека обновляется до 400 г белка, с разной скоростью,
причем 100 г из них распадается необратимо. Эти 100 г белка (аминокислот) должны быть
компенсированы. Компенсация происходит частично за счет эндогенно синтезируемых
белков, частично- поступает с пищей. Пищевая ценность белоксодержащих продуктов
неоднородна.
Продукт
содержание белка,
г/100 г сырого
продукта
пищевая ценность
мясо
16-24
высокая
Рыба
16-21
высокая
сыры сычужные
20-35
высокая
Яйцо
11-14
очень высокая (эталон)
Молоко
3,5
высокая
Картофель
1,5-2
низкая
Соя
32-37
низкая
Горох
24-27
низкая
гречневая крупа
11-14
низкая
хлеб ржаной
7-8
низкая
Пути поступления аминокислот:
а) транспорт из внеклеточной жидкости (при всасывании пищевых аминокислот);
б) синтез заменимых аминокислот;
в) внутриклеточный гидролиз белков.
Пути потребления аминокислот:
а) синтез белков и пептидов;
б) синтез небелковых азотсодержащих соединений (никотинамид, КоА, фолиевая кислота,
адреналин, норадреналин, ацетилхолин);
в) синтез углеводов с использованием углеродных скелетов аминокислот;
г) синтез липидов с использованием ацетильных остатков углеродных скелетов
аминокислот;
д) окисление до конечных продуктов обмена.
Распад белков до аминокислот происходит при помощи ферментов ПРОТЕИНАЗ или
КАТЕПСИНОВ.
ТРИ ГРУППЫ ПУТЕЙ РАСПАДА АМИНОКИСЛОТ
1. превращения NH2- группы
2. распад углеродного скелета
3. декарбоксилирование
1. ПРЕВРАЩЕНИЯ АМИНОГРУППЫ
а) восстановительное дезаминирование
R-CH(NH2)-COOH + 2H  R-CH2-COOH + NH3
б) гидролитическое дезаминирование
R-CH(NH2)-COOH + HOH  R-CH(ОН)-COOH + NH3
в) внутримолекулярное дезаминирование
R-CH(NH2)-COOH  R-CH=CH-COOH + NH3
г) окислительное дезаминирование
R-CH(NH2)-COOH + 1/2O2  R-C(=О)-COOH + NH3
Окислительное дезаминирование характерно для большинства организмов и бывает 2-х
видов:
а) прямое
б) непрямое (трансдезаминирование)
А) прямое окислительное дезаминирование (оксидазами аминокислот), коферментыFMN, FAD:
Образующиеся при этом восстановительные эквиваленты FMN.H2 окисляются каталазой
в присутствии кислорода воздуха, конечный продукт- перекись водорода.
Б) трансдезаминирование (основной путь катаболизма), протекает при участии
аминотрансфераз или трансаминаз:
Аналогично происходит превращения с аспарагиновой кислотой:
Аспарагиновая кислота (АСП) + -кетоглутарат  оксалоацетат (ЩУК) +
ГЛУ
Коферментами аминотрансфераз являются производные витамина В6 (пиридоксина)-
Для катализа требуются ОБА кофермента одновременно. В условиях организма они легко
синтезируются из В6 и переходят друг в друга.
Механизм трансдезаминирования:
В условиях организма весь азот сосредотачивается в глутаминовой кислоте, которая в
митохондриях подвергается окислительному дезаминированию при помощи NAD+,
NADP+ - зависимой ГЛУТАМАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ (GDH):
Декарбоксилирование аминокислот - отщепление СООН группы аминокислот в
виде СО2. Продуктами этой реакции являются биогенные амины, обладающие
физиологической активностью.
R-CH(NH2)-COOH→R-CH2-NH2
•
Декарбоксилированию подвергаются: тирозин, триптофан, 5-окситриптофан,
валин, серин, гистидин, глутамат и гамма-оксиглутамат, 3,4-оксифенилаланин,
цистеин, аргинин, орнитин, S-аденозилметионин и альфа-аминомалонат.
Типы декарбоксилирования:
•
•
•
1. альфа-декарбоксилирование – характерено для животных тканей.
2. омего-декарбоксилирование – характерено для микроорганизмов.
3. декарбоксилирование с трансаминированием.
•
4. декарбоксилирование путем конденсации двух молекул. В данной реакции
образуются сигма-аминолевулиновая кислота, сфинголипиды, биотин.
•
Гистамин образуется в реакции декарбоксилирования гистидина.
Гистамин образуется в реакции декарбоксилирования гистидина.
Физиологическая роль гистамина:
•
•
•
•
•
расширение артериол и капилляров, что приводит к снижению артериального
давления;
повышение проницаемости капилляров;
возникновение внутричерепной гипертензии и головной боли, вследствие
расширения капилляров мозга и выпотевания жидкой части крови;
сокращение гладкой мускулатуры бронхов и развитие бронхоспазма;
повышенное образование желудочного сока и слюны.
Роль биогенных аминов в развитии аллергических реакций:
•
•
•
•
•
При сенсибилизации антигеном из тучных клеток выделяется гистамин,
участвующий в развитии аллергических реакций и анафилактического шока. Для
лечения их широко используются антигистаминные препараты:
санорин,
пипольфен,
димедрол,
глюкокортикоиды и др.
Серотонин образуется в результате декарбоксилирования 5-окситриптофана.
•
•
•
•
•
•
•
Физиологическая роль:
сужение просвета кровеносных сосудов и развитие артериальной гипертензии;
терморегуляция, регуляция деятельности дыхательной системы, клубочковой
фильтрации;
медиатор ЦНС;
способствует развитию аллергических реакций, демпинг-синдрома, токсикозов
беременных, карциноидного синдрома и геморрагических диатезов.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) образуется в ткане мозга из глутамата
при участии глутаматдекарбоксилазы
В синапсах головного и спинного мозга концентрация ГАМК и глицина высокая.
Они обеспечивают в нейронах торможение передачи нервных импульсов.
Обезвреживание биогенных аминов:
•
•
Обезвреживание биогенных аминов осуществляется путем окислительного
дезаминирования с образованием альдегида и аммиака при участии
моноаминооксидаз (МАО) и диаминооксидаз (ДАО).
МАО - кофермент ФАД, локализована во внешней мембране митохондрий,
участвует в обезвреживании первичных, вторичных и тритичных аминов.
•
ДАО – кофермент пиридоксальфосфат, локазизована в цитоплазме, участвует в
обезвреживании гистамина, путресцина, кадаверина и частично алифатических
аминов.
•
R-CH2-NH2 → R-CH=NH
•
R-CH=NH + H2O → R-COH + NH3
•
R-COH + 1/2O2 → R-COOH
•
Образовавшиеся альдегиды при участии альдегиддегидрогеназ окисляются до
органических кислот.