Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Октября 2015 в 14:23, курс лекций
Карбоновые кислоты, класс органических соединений, содержащих карбоксильную группу (карбоксил) . В зависимости от природы радикала, связанного с группой — COOH, Карбоновые кислоты могут принадлежать к алифатическому (жирному), алициклическому, ароматическому или гетероциклическому ряду. По числу карбоксильных групп в молекуле различают одно-, двух- и многоосновные (соответственно моно-, ди- и поликарбоновые) кислоты.
17.
Коферменты на основе
18-2) ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ .При истощении гликогена и
глюкозы в тканях для обеспечения жизнеспособности
организма глюкоза образуется из неуглеводных
предшественников. Такой процесс называется
глюконеогенезом. Важную роль он играет
при интенсивной физической работе.
Аминокислоты, из которых образуются глюкозы,
называются глюкогенными. К ним относятся
аминокислоты,способные превращаться
в пируват-глицин,аланин,серин,
19-2) Цикл трикарбоновых кислот впервые был открыт английским биохимиком Г. Кребсом. цикл Кребса – общий конечный путь окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций .
Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).Первая реакция катализируется ферментом цит-рат-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). Катализирует эти обратимые реакции гидратации–дегидратации фермент аконитатгидратаза (аконитаза). В результате происходит взаимоперемещение Н и ОН в молекуле цитратаТретья реакция, по-видимому, лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы.В ходе изоцитратдегидрогеназной реакции изолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом, которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg2+или Мn2+.Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбокси-лирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА. Механизм этой реакции сходен с таковым реакции окислительного декарбоксилирования пирувата до ацетил-КоА, α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс напоминает по своей структуре пируватдегидрогеназный комплекс. Как в одном, так и в другом случае в реакции принимают участие 5 коферментов: ТПФ, амид липоевой кислоты, HS-KoA, ФАД и НАД+.Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтета-зой. 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. В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-тохондриальной мембраной.Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фума-ратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Следует отметить, что фумаратгидратаза обладает стереоспецифичностью (см. главу 4) – в ходе реакции образуется L-яблочная кислота.Наконец, в ходе восьмой реакции цикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат.Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ.
20-2)Процесс окисления жирных кислот .свободные жирные кислоты, полученные после гидролиза триглицеридов и поступившие из крови после освобождения от альбумина концентрируются в цитозоле.Ферменты окисления жирных кислот сосредоточены в митохондриях. Окислению подвергаются несвободные жирные кислоты, а их активированные формы-ацилкоферменты А.1)активирование жирной кислоты осуществляется в наружной митохондриальной мембране при участии ATP и кофермента А по действием фермента ацил-СоА синтетазы,локализованной на наружной мембране митохондрий. Для реакции необходимы ионы магния и калия. Образование ацил-СоА происходит в 2 стадии. В первой стадии жирная кислота взаимодействует с ATP,реакция катализируется ацил-СоА-синтетазой. ATP гидролизуется на AMP и пирофосфат и как промежуточный продукт образуется аденилат жирной кислоты,связанный с форментом. Во второй стадии ,при участии того же фермента аденилат жирной кислоты реагирует с СоА –SH,появляется производное жирной кислоты – ацил-СоА и выделяется AMP. Между остатком жирной кислоты и кофермента А за счет его –SH-группы устанавливается тиоэфирная связь,богатая энергией. 2) Пирофосфат гидролизуется неорганической пирофосфатазой и при этом освобждается большое количество энергии,которое способствует ферменту сдвигать реакцию вправо ,т.е.,стимулируется образование СоА. Каждая жирная кислота активируется своим специфическим ферментом.итоговая реакция синтеза ацил-СоА под действием ацил СоА-синтетазы:
Ацил СоА является
субтратом как для окисления
с выделением так и для
21-2)гликолиз.-это универсальный процесс
распада углеводов для большинства аэробных
и анаэробных биологических систем.У аэробных
организмов – гликолиз предществует циклу
лимонной кислоты,глюкоза в ходе последовательных
реакций превращается в две молекулы пирувата.
Так глюкоза переводится в стандартный
набор химических веществ для эффективного
извлечения из них энергии. Конечным продуктом
анаэробного гликолиза является лактат
,при этом одна моле кула глюкозы превращается
в две молекулы лактата. В процессе гликолиза
высвобождается свободная энергия,которая
аккумулируется в молекулах ATP. Гликолиз
происходит в цитозоле клетки,он дает
немного энергии.Реакции гликолиза можно
разделить на 2 стадии. В первой стадии
глюкоза путем фосфорилирования за счет
фосфата ATP подготавливается для окисления
и распадается на две молекулы глицеральдегид
-3-фосфата. Во второй стадии начинается
окисление глицеральдегид-3-фосфата,
22.Анаэробный распад углеводов.Это окислительно-восстановительная реакция, в ходи которой образуются две молекулы 1,3-дифосфоглицериновой кислоты и запасается энергия в фосфатных связях двух молекуд пифосфоглицериновой кислоты (которая в связи с этим является макроэргическим веществом). На следующем этапе две молекулы 1,3-дифосфоглицериновой кислоты превращаются в две молекулы 3-фосфоглицериновой кислоты и освобождают энергию пвух фосфатных связей. Освободившаяся энергия идет на синтез двух молекул АТФ путем субстратного фосфорилирования. Существенным моментом реакции также является высвобождение четырех атомов водорода, которые участвуют в окислительно-восстановительной реакции на последнем этапе при восстановлении пировиноградной кислоты в молочную. З-Фосфоглицериновая кислота через ряд стадий, в ходе которых образуются еще две молекулы АТФ, превращается в пировиноградную кислоту, а последняя при участии фермента лактатде-гидрогеназы и четырех атомов водорода, выделившихся при окислении 1,3-дифосфоглицериновой кислоты, переходит в молочную кислоту. На этом заканчивается анаэробный распад углеводов в организме человека.
23. Дыхательная цепь.
Принципы организации.Дыхательная цепь. Дыхательная цепь является частью процесса окислительного фосфорилирования. Компоненты дыхательной цепи
катализируют перенос электронов от НАДН + Н+ или восстановленного убихинона (QH
24. Классификация коферментов. Примеры
Многие ферменты оказывают каталитическое
действие на субстраты только в присутствии
специфического термостабильного низкомолекулярного
органического соединения – кофермента. В таких случаях холофермент (
1.класс – оксидоредуктазы: катализируют окислительно-восстановительные процессы -
(дегидрогеназы, оксидазы, цитохромы).
2.класс – трансферазы: катализируют реакции переноса химических групп, название берут от
группы, которую переносят (метилтрансферазы, сульфотрансферазы, аминотрансферазы,
фосфотрансферазы, ацилтрансферазы).
3.класс – гидролазы: катализируют реакции гидролиза, т.е. расщепление субстрата с участи-
ем воды (пептидазы, эстеразы, фосфатазы, гликозидазы).
4.класс – лиазы: катализируют
реакции расщепления ковалентны
O, N, S негидролитическим путем (декарбоксилазы, альдолазы, дегидратазы).
5.класс – изомеразы: катализируют реакции изомеризации (эпимеразы, рацемазы, изомера-
зы).
6.класс – лигазы: (синтетазы) катализируют реакции синтеза молекул за счет энергии АТФ
(АТФ-синтаза, пируваткарбоксилаза).
|
25. Функции белковой и небелковой части сложных ферментов.
Все ферменты это белки с молекулярной массой от 15 000 до нескольких млн Да. По химическому строению различают простые ферменты (состоят только из АК) и сложныеферменты (имеют небелковую часть или простетическую группу). Белковая часть носит название – апофермент, а небелковая, если она связана ковалентно с апоферментом, то называется кофермент, а если связь нековалентная (ионная, водородная) – кофактор. Функции простетической группы следующие: участие в акте катализа, осуществление контакта между ферментом и субстратом, стабилизация молекулы фермента в пространстве. В роли кофактора обычно выступают неорганические вещества - ионы цинка, меди, калия, магния, кальция, железа, молибдена. Коферменты можно рассматривать как составную часть молекулы фермента. Это органические вещества, среди которых различают: нуклеотиды (АТФ, УМФ, и пр), витамины или их производные (ТДФ – из тиамина (В1), ФМН – из рибофлавина (В2), коэнзим А – из пантотеновой кислоты (В3), НАД и пр) и тетрапиррольные коферменты – гемы. В процессе катализа реакции в контакт с субстратом вступает не вся молекула фермента, а определенный ее участок, который называется активным центром. Эта зона молекулы не состоит из последовательности аминокислот, а формируется при скручивании белковой молекулы в третичную структуру. Отдельные участки аминокислот сближаются между собой, образуя определенную конфигурацию активного центра. Важная особенность строения активного центра - его поверхность комплементарна поверхности субстрата, т.е. остатки АК этой зоны фермента способны вступать в химическое взаимодействие с определенными группами субстрата. Можно представить, что активный центр фермента совпадает со структурой субстрата как ключ и замок.