Обмен аминокислот. Синтез и распад нуклеиновых кислот

1.

Трансаминирование
аминокислот

2.

Биологическая ценность аминокислот
заменимые
незаменимые
пируват ----------------------→ аланин
треонин
глицерин- ---------------------→ серин
метионин
серин -------------------------→ глицин
валин
аланин-----------------------→ цистеин
лейцин
щук ---------------→ аспарагиновая к-та
изолейцин
оксоглутаровая → глутаминовая к-та
лизин
глутаминовая к-та -----→ пролин
фенилаланин
глутаминовая к-та ----→ гистидин
триптофан
фенилаланин --------------→ тирозин
аргинин

3.

Участие фосфопиридоксаля в
реакции трансаминирования
СН3
СООН
СН3
СООН
СНNH2 + C=О ФП-аль С=О +
СНNH2
СООН
СН2
СООН
СН2
СН2
СН2
СООН
СООН
аланин оксоглутарат
пируват
глутамат

4.

1. перенос аминогруппы на кофермент
СН3
Н
СН-NH2
С
О
НО
+
COOH
Н 3С
СН2О-РО3Н2
N
пиридоксаль-фосфат
СН2-NH2
НО
Н3С
СН2О-РО3Н2
N
пиридоксамин-фосфат
СН3
+
С= O
COOH

5.

2. перенос аминогруппы на кетокислоту
СООН
СН2-NH2
С=О
НО
СН2О-РО3Н2
+
СН2
Н3С
СН2
N
пиридоксамин-фосфат
COOH
оксоглутаровая
к-та
Н
С
НО
Н3С
СООН
О
СН2О-РО3Н2
N
пиридоксаль-фосфат
+
СН-NH2
СН2
СН2
COOH
ГЛУ

6.

Динамика повышения активности АсАТ и
АлАТ крови при гепатите
Активность
ферментов
АлАТ
АсАТ
1 2
3 4 5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Дни болезни

7.

Декарбоксилирование
аминокислот
(образование
биологическиактивных аминов)

8.

Образование гистамина
N
-CH2-CH-COOH
N
-CH2-CH2
NH2
NH2
NH
гистидиндекарбоксилаза
NH
+ СО2

9.

Окисление гистамина
N
-CH2-CH2
NH2
NH
гистамин
N
-CH2-C=О
Н
O2
моноаминооксидаза
NH3
NH
имидазолацетальдегид

10.

декарбоксилирование триптофана
-CH2-CH-COOH
-CH2-CH2
NH2
NH2
+ СО2
NH
триптамин
NH
декарбоксилаза

11.

гидроксилирование триптофана
-CH2-CH-COOH
НО
-CH2-CH-COOH
NH2 гидроксилаза
NH
NH2
NH
5-гидрокситриптофан

12.

синтез серотонина
НО
-CH2-CH-COOH
НО
декарбоксилаза
NH2
NH
СО2
-CH2-CH2
NH2
NH
5-гидрокситриптамин
(серотонин)

13.

Декарбоксилирование глутаминовой
кислоты
СOOH
CH-NH2
CH2
CH2-NH2
декарбоксилаза
CH2
COOH
глутаминовая
кислота
CH2
CH2
+ CO2
COOH
гамма-аминомасляная
кислота (ГАМК)

14.

Синтез норадреналина и адреналина
1 этап: гидроксилирование тирозина
ОН
ОН
гидроксилаза
НАДФН2; О2;
ОН
р450
CH2-CH-COOH
CH2-CH-COOH
NH2
NH2
тирозин
диоксифенилаланин
(ДОФА)

15.

Синтез норадреналина и адреналина
2 этап: декарбоксилирование диоксифенилаланина
ОН
ОН
ОН
декарбоксилаза
ОН
+ СО2
CH2-CH-COOH
NH2
CH2-CH2
NH2
диоксифенилэтиламин
(дофамин)

16.

Синтез норадреналина и адреналина
3 этап: образование норадреналина
ОН
ОН
ОН
гидроксилаза
НАДФН2; О2;
ОН
р450
CH2-CH2
NH2
CH-CH2
ОН NH2
норадреналин

17.

Синтез адреналина
ОН
ОН
ОН
ОН
метил-фолиевая
кислота; вит. В12
метионин
CH-CH2
CH-CH2
ОН NH2
ОН NH – СН3
норадреналин
адреналин

18. Активация адреналином сокращений сердца и обмена веществ

19.

рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

20.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

21.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

22.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

23.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

24.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

25.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

26.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

27.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

28.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

29.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

30.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

31.

Адреналин
рецептор
Са2+
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

32.

Са2+
АТФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

33.

Са2+
АТФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

34.

Са2+
АТФ цАМФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

35.

Са2+
АТФ цАМФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

36.

Са2+
АТФ цАМФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа

37.

Са2+
АТФ цАМФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа

38.

Са2+
АТФ цАМФ
мембрана
клетки
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа

39.

Са2+
АТФ цАМФ
Са2+
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа
мембрана
клетки

40.

Са2+
АТФ цАМФ
Са2+
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа
неактивные
ферменты
мембрана
клетки

41.

Са2+
АТФ цАМФ
Са2+
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа
неактивные
ферменты
мембрана
клетки
активация
сокращений сердца,

42.

Са2+
АТФ цАМФ
Са2+
неактивная
протеинкиназа
активная
протеинкиназа
неактивные
ферменты
мембрана
клетки
активация
сокращений сердца,
активация
ферментов

43.

Окислительное
дезаминирование
аминокислот

44.

Реакция окислительного
дезаминирования глутаминовой
кислоты
СООН
СООН
СН2
HАД
СН2
СООН
+Н2О
СН2
СН2
СН2
CH-NH2
C = NH
C=О
COOH
COOH
COOH
СН2
HАДН2
+ NH3

45.

Реакция окислительного
дезаминирования
аспарагиновой кислоты
СООН
СООН
СН2
HАД
CH-NH2 HАДН
2
COOH
СН2
СООН
+Н2О
СН2
C = NH
C=О
COOH
COOH
+ NH3

46.

Связь трансаминирования с окислительным дезаминированием
аланин
серин
цистеин
метионин
валин
лейцин
изолейцин
фенилаланин
тирозин
триптофан
гистидин
пролин
аргинин
лизин
глицин
трансаминирование
СООН
СН2
СН2
+
оксоглутаровая
кислота
+
CH-NH2
COOH
глу
кетокислота

47.

Связь трансаминирования с
окислительным дезаминированием
трансаминирование
окислительное
дезаминирование
СН3
СООН
СНNH2 + C=О
СООН
СН2
СН2
СН3
СООН
С=О + СНNH2
СООН
СН2
СН2
СООН
СООН
аланин
оксоглутарат
пируват
глутамат
+ НАД
НАДН2

48.

окислительное дезаминирование
глутаминовой кислоты
СООН
СООН
С =NH
С =O
СН2
+ Н2О
СН2
CH2
CH2
COOH
COOH
+
NH3

49.

метаболические источники аммиака в организме
окислительное
дезаминирование аминокислот
окисление
биологически
активных аминов
NH3
дезаминирование азотистых
оснований
дезаминирование
аминосахаров

50.

главный
механизм
обезвреживания
аммиака в
организме

51.

Местом обезвреживания аммиака в организме
( 20 г в сутки) является печень

52.

структурные формулы угольной кислоты и
мочевины
НО – С – ОН
О
NH2 – C – NH2
O

53.

синтез
мочевины

54.

Орнитиновый цикл
O
NH3 + CO2 + 2 АТФ
OH
NH2-C-O~P=O
OH
карбамоил
фосфат
орнитин
фумаровая к-та
мочевина
аргинин
цитруллин
аспарагиновая кислота

55.

образование карбамоилфосфата
карбамоил
-фосфат
синтетаза
ГЛУ
NH3 + CO2 + 2 АТФ
α-кетоглутаровая к-та
O
OH
NH2-C-O~P=O
OH
2АДФ H3PO4
карбамоилфосфат

56.

синтез цитруллина
NH2
NH2
CH2
C=O
+
O
OH
P=O
OH
C=O
NH2
CH2
орнитинкарбамоил
трансфераза
CH2
CH2
CH2
CHNH2
NH
H3PO4
CH2
COOH
CHNH2
орнитин
COOH
цитруллин
COOH
CHNH2
+ CH
2
COOH

57.

синтез аргинина
NH2
аргининсукцинат
синтетаза
+ АТФ
АМФ H4P2O7
C=NH
NH
CH2
CH2
COOH
CH2
CH
CHNH2
CH
COOH
COOH
аргинин
фумаровая к-та

58.

образование мочевины
NH2
C=NH
NH2
NH
CH2
Н2О
аргиназа
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CHNH2
CHNH2
COOH
COOH
аргинин
орнитин
+
NH2
C=O
NH2
мочевина

59.

Вспомогательный, быстрый механизм
связывания аммиака внутри клеток
NH3 +
АТФ
+
СООН
СОNH2
СН2
СН2
СН2
СН2
CH-NH2
АДФ
Н3РО4
+ H2 O
CH-NH2
COOH
COOH
глутаминовая
кислота
глутамин

60.

Ресинтез глутаминовой кислоты
в почках
возвращение в кровь
СОNH2
в почки
СООН
СН2
глутаминаза СН
2
СН2
СН2
CH-NH2
COOH
глутамин
+ H2 O
CH-NH2
COOH
глутаминовая кислота
NH3
моча

61.

органы
глу
NH3
глутамин
кровь
NH2
моча NH4CI
глутаминовая
кислота

62.

Содержание
мочевины в крови
2,5 – 8,3 ммоль/л
сыворотки
(За сутки с мочой выделяется 20-35 г)

63.

Регуляция
обмена
белков

64.

Факторы, влияющие на скорость синтеза белка
скорость
синтеза
концентрация
и состав
аминокислот
и-РНК,т-РНК
синтез белка
активность
АРС-аз
регуляция
гормонами

65.

Влияние некоторых факторов на
концентрацию и состав аминокислот
1. Доступность в белковой диете;
2. Наличие полноценных белков в продуктах;
2. Содержание альбумина в крови;
3. Заболевания органов пищеварения;
4. Нарушения всасывания аминокислот;
5. Заболевания почек, печени, поджелудочной
железы;
6. Гиповитаминоз (В6; фолиевой кислоты, В12)

66.

Влияние некоторых факторов на
активность АРС-аз
1.Активность белково-синтезирующей
системы;
2. Кислотно-основное состояние в
организме;
3. Состояние биоэнергетических
процессов.

67.

Факторы, влияющие на
скорость синтеза и-РНК и т-РНК
1. Наличие нуклеотидного фонда;
2. Состояние биоэнергетических
процессов;
3. Влияние факторов роста на процесс
транскрипции (индукция и репрессия
генов).

68.

Гормональная регуляция скорости
синтеза белка
1. Соматотропин, половые гормоны (индукторы
транскрипции и биосинтеза белка);
2. Тироксин (активатор транскрипции ферментов,
осуществляющих липолиз и протеолиз);
3. Инсулин (активатор транскрипции ферментов,
участвующих в углеводном обмене);
4. Глюкокортикоиды (репрессоры транскрипции
генов, контролирующие синтез белков и липидов.
Индукторы транскрипции и биосинтеза ферментов
глюконеогенеза).

69.

На скорость дезаминирования
аминокислот влияют:
1. Соотношение НАДН2 /НАД. При гипоксии
увеличивается концентрация НАДН2.
Недостаток НАД служит причиной замедления
скорости дезаминирования аминокислот.
2. Концентрация NH3. Увеличение концентрации
аммиака замедляет процесс дезаминирования.
3. Снижение концентрации глутаминовой кислоты
или аспарагиновой кислоты понижает скорость
окислительного дезаминирования.

70.

Взаимосвязь
между обменом
белков,
углеводов и
липидов.

71.

Взаимосвязь между обменом липидов и углеводов
триглицериды
жирные
кислоты
глюкоза
глицерин
фосфоглицери
новая кислота
фосфоенолпируват
холестерин
пируват
ацетил-КоА
Цикл Кребса
ЩУК

72.

Взаимосвязь между обменом аминокислот и углеводов
Глюкоза
фосфоглицери
новая кислота
серин
глицин
аланин
цистеин
фосфоенолпируват
пируват
ацетил-КоА
ЩУК
аспарагиновая к.
Цикл Кребса
оксоглутарат
глутаминовая
к-та

73.

Превращение глицерина в фосфоглицериновый
альдегид
СН2-ОН
СН -ОН
АТФ
глицерин
СН -ОН
фосфоглицерин
НАД
СН -ОН
СН2-ОРО3Н2
СН2-ОН
НАД
СН2-ОРО3Н2
СН2-ОН
Н
С=О
СН2-ОН
НАДН2
фосфоглицериновый
альдегид
С=О
НАДН2
СН2-ОРО3Н2
фосфодиоксиацетон
СООН
СООН
С=О
С=О
СН2-ОРО3Н2 Н3РО4 СН2-ОН
гидроксипируват

74.

получение серина
СООН
СООН
+ СH-NH2
С=О
СН2-ОН
аминотрансфераза
CH2
В6
СООН
СООН
СH-NH2 + С = O
СН2-ОН
CH2
CH2
CH2
COOH
COOH
глутаминовая к-та
серин
оксоглутарат

75.

Обмен
нуклеиновых
кислот

76.

Динамические равновесие между
процессом запрограммированной
смерти клетки и ее клонированием
регенерация
апоптоз

77.

Продукты, наиболее богатые
нуклеиновыми кислотами
1. икра
2. дрожжи
3. лекарственные препараты
(нуклеинат натрия)

78.

Расщепление нуклеопротеина
в кишечнике
ДНК-аза
трипсин,
химотрипсин

79.

Расщепление РНК в кишечнике
РНК-аза
РНК

80.

Расщепление динуклеотида в кишечнике
О
НN
N
О
N
NH2
О
N
СН2-О – Р- ОН
ОН
NH2
N
N
N
О
О
N
СН2-О – Р-=О
ОН
ОH
ОН
ОН
фосфодиэстераза

81.

Распад
пуриновых
нуклеотидов

82.

ферменты, расщепляющие АМФ
NH2
дезаминаза
N
51-нуклеотидаза
N
N
N
О
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
нуклеозидаза
ОH ОН

83.

Продукты гидролиза АМФ
О
НN
Н3РО4
N
N
NН
гипоксантин
NH3
ОН
О
СН2ОН
ОH ОН
рибоза

84.

Окисление гипоксантина
О
НN
О
N
N
NН
гипоксантин
Н2О + О2
Н2О2
НN
О
N
NH NН
N
ксантин

85.

ферменты, расщепляющие ГМФ
О
N
НN
NH2
51-нуклеотидаза
нуклеозидаза
N
дезаминаза
N
О
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
ОH ОН

86.

Продукты гидролиза ГМФ
О
НN
О
Н3РО4
N
NН NН
ОН
ксантин
NH3
О
СН2ОН
ОH ОН
рибоза

87.

Окисление ксантина
О
НN
О
О
N
NН NН
N
ксантин
Н2О + О2
Н2О2
НN
О
N
NH
О
NН NН
N
NH
мочевая кислота

88.

Содержание мочевой
кислоты в крови
0,24 +0,06 ммоль/л

89.

Распад
пиримидиновых
нуклеотидов

90.

ферменты, расщепляющие ЦМФ
NH2
дезаминаза
51-нуклеотидаза
N
О
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
нуклеозидаза
ОH ОН

91.

ферменты, расщепляющие УМФ
О
НN
51-нуклеотидаза
О
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
нуклеозидаза
ОH ОН

92.

Продукты гидролиза УМФ и ЦМФ
О
Н3РО4
НN
О
NН
ОН
урацил
NH3
О
СН2ОН
ОH ОН
рибоза

93.

Расщепление урацила
Н2N - СН2 – СН2 -СООН
β-аланин
О
CO2
НN
О
NН
урацил
NH3

94.

Биосинтез
пуриновых
нуклеотидов

95.

Синтез глицинаминориботида
NH2
CH2 глицин
H2C NH2
COOH
C NH
NH2 -глутамин
ОН
О
ОH
СН2ОPO3H2
O
СН2ОРО3H2
ОН
О
рибозо-5фосфат
ОH
ОН

96.

Синтез аминоимидазолриботида
HC
формил-фолиевая к-та
C N
NH2
С=О
H2C NH2
C NH
O
N
Н
СН
рибозо-5-фосфат
ГЛУ-NH2
рибозо-5-фосфат

97.

Построение пиримидинового
кольца в пуриновом нуклеотиде
биотин-СО2
аспарагиновая к-та
С=О
НN
N
О=С
NН2
формил-фолиевая к-та
N
рибозо-5-фосфат

98.

Синтез АМФ
Аспарагиновая
кислота
NH2
N
N
N
N
О
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
ОH ОН

99.

Синтез ГМФ
О
N
НN
NH2
N
Глутаминовая
кислота
N
О
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
ОH ОН

100.

Биосинтез
пиримидиновых
нуклеотидов

101.

1. Синтез карбамоил-фосфата
Биотин-СО2
NH3
АТФ
NH2
O=C
+ АДФ
O-PO3H2

102.

2. Синтез оротовой кислоты
С=O
HN
СООН
NH2
O=C
O-PO3H2
карбамоил
фосфат
+
O=C
СН2
СН
NH2 COOH
аспарагиновая
кислота
СН
С
NH COOH
оротовая
кислота

103.

Активация пентозы-5-фосфат
ОН ОН
ОН
О
СН2ОРО3H2
+ АТФ
ОH
ОН
рибозо-5фосфат
О=Р-О-Р=О
ОН
О
О
СН2ОРО3Н2
АМФ
ОH
ОН
фосфорибозилдифосфат

104.

Синтез пиримидинового
нуклеотида
С=O
СН
HN
С
O=C
NH
+ АТФ
+ фосфорибозилдифосфат
СOOH
СО2

105.

Получение
уридинмонофосфата
О
НN
О
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
3 Н3РО4
+ АДФ
ОH ОН

106.

Превращения пиримидиновых нуклеотидов
О
НN
О
О
НN
-СН3
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
О
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
H
ОН
ОН
дТМФ
NH2
ОH
ОН
УМФ
НN
О
О
N
О
СН2-О – Р- ОН
ОН
ОH
ОН
ЦМФ

107.

Энергизация нуклеотидов
1) АМФ + АТФ = 2 АДФ
АДФ + Н3РО4(митохтндрии) = АТФ
2) ГМФ + 2 АТФ = ГТФ + 2 АДФ
3) УМФ + 2 АТФ = УТФ + 2 АДФ
4) ТМФ + 2 АТФ = ТТФ + 2 АДФ
5) ЦМФ + 2 АТФ = ЦТФ + 2 АДФ