Метаболизм сложных белков
Сложные белки - протеиды
Гемпротеиды. Гем
Гемоглобин
Источники гема
Синтез гема
Синтез гема
Синтез гема
Нарушения синтеза гема
Катаболизм гема
Билирубин – основной метаболит гема (гидрофобный)
Строение нуклеотидов
Метаболизм нуклеотидов – (простетическая группа нуклеопротеидов)
Источники нуклеотидов
Превращение нуклеопротеидов пищи в ЖКТ
Биосинтез нуклеотидов de novo !!!
Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов de novo
Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
Нарушение синтеза пиримидиновых нуклеотидов
Биосинтез de novo пуриновых нуклеотидов
Катаболизм пуриновых нуклеотидов
Катаболизм пуриновых оснований (в основном печени)
131.00K
Категории: БиологияБиология ХимияХимия

Метаболизм сложных белков. (Тема 2)

1. Метаболизм сложных белков

1. Метаболизм гема
2. Метаболизм нуклеотидов

2. Сложные белки - протеиды

Сложные белки классифицируются по характеру
простетической группы:
• Хромопротеиды ( к ним относятся гемпротеиды,
простетическая группа - гем);
• Нуклеопротеиды (простетическая группа –
нуклеотиды);
• Гликопротеиды (простетическая группа – углеводы);
• Липопротеиды ( простетическая группа – липиды);
• Фосфопротеиды ( простетичеая группа –
фосфорная кислота)
• Белковая часть метаболизируется по уже
известному нам механизму.

3. Гемпротеиды. Гем

• Гемпротеиды человека представлены следующими. веществами:
гемоглобин, миоглобин, цитохромы, каталаза и др.
Гем состоит из Fe++ и порфирина;
Порфирин представлен пиррольными кольцами, связанные
метиновыми мостиками.

4. Гемоглобин

• Молекула гемоглобина А представлена:
4 гема связаны с попарноодинаковыми
пептидными
цепями 2L = 2β
Синтез на рибосомах цепей L и β
строго контролируется (L =β )

5. Источники гема

1.Пищевые продукты - (экзогенный путь) не имеет
значения.
В пищевом рационе в составе продуктов животного происхождения
(гемоглобин, миоглобин). В желудке под действием пепсина и НСL
расщепляются на гем и белковую часть. Белковая часть
подвергается перевариванию по известному механизму. Гем
окисляется в гематин, который не всасывается и выходит с
калом.
2. Синтез de novo!!!

6. Синтез гема


Синтез de novo – источник гема!!!
Место синтеза все ткани (не имеет значения), основное - костный мозг
(исключение – эритроциты – нет рибосом)
Источники железа для синтеза:
а. пищевые продукты (экзогенный источник)- негеминовое железо в
составе органических солей и железосодержащих негеминовых
белков (говядина, гов. печень, птица, рыба, гречка, просо). Fe+++
Из пищевых продуктов Fe +++ высвобождается в кислой среде
желудочного сока. Всасывается в 12-перстной кишке в виде Fe++,
Fe+++ → Fe++ (аскорбиновая кислота)
Суточный рацион содержит от 10 – 30 мг железа, всасывается около 10 %
от введенного.
Выводится в сутки около 1 мг. Излишнее кол-во депонируется в составе
белка ферритина. Степень всасывания железа в ЖКТ контролируется
ферритином энтероцитов.
Транспорт железа в крови осуществляется белком трансферрином.
б. железо, освобождающееся при постоянном распаде гемоглобина,
реутилизируется вновь
Депо железа в тканях –ферритин ( наибольшее кол-во содержится
в печени, селезенке, костном мозге)

7. Синтез гема

• Первая реакция в митохондриях:
глицин + сукцинилКоА → 5-аминолевулиновая кис-та
Фермент- 5-аминолевулинатсинтаза, кофермент
фосфопиридоксаль ( В6). Активность регулируется
аллостерически. Ингибитор –гем.
СОО
CООН
I
СН2
I
«половина»
пиррольного кольца
СН2
I
С=O
I
СН2
NH
NH2

8. Синтез гема

Глицин + сукцинилКоА
аминолевулинатсинтаза
5 аминолевулиновая кислота
2 молекулы конденсируются
Порфобилиноген
4 кольца конденсируется
Пиррольное кольцо
Синтаза, косинтаза
Уропорфириноген III
-СО2 декарбоксилаза
Копропорфириноген III
-СО2 декарбоксилаза
Протопорфирин IХ
+Fe++ хелатаза
Гем

9. Нарушения синтеза гема

• Порфирии - (порфирин – пурпурный(греч.)
сопровождаются накоплением в крови порфириногенов и
их окисленных продуктов порфиринов ( окрашенные).
• Наследственные связаны с генетическими дефектами
ферментов синтеза гема: синтазы и косинтазы,
декарбоксилаз:
• Эритропоэтическая (снижение синтеза в костном мозге) и
накопление метаболитов (порфиринов) в эритроцитах, далее
в кровь, далее с мочой (Моча – красного цвета)
• Печеночные – снижение синтеза в печени и накопление
метаболитов (порфиринов) в гепатацитах.
Возможны нейропсихические расстройства – метаболитынейротоксины; фотодерматиты, нарушение функции печени
Приобретенные (часто на фоне бессимтомных
наследственных) при- отравление свинцом, приеме
лекарственных препаратов – индукторов синтеза 5аминолевулинатсинтазы - диклофенак, барбитураты,
стероиды.

10. Катаболизм гема

кровь
Селезенка
(К-ки РЭС)
билирубин
редуктаза
Альбумин +
НАДФН
билирубин
билирубин
конъюгация
биливердин
Глобин, Fe
вердоглобин
гемоксигеназа
гемоглобин
печень
УДФ-глюкуроновая
кислота
Глюкуронид
билирубина
С желчью
дипирро
лы
кишечник
глюкуронидаза
Глюк. к-та
эритроциты
почки
уробилиноген
Мезобилиноген
(уробилиноген)
стеркобилиноген
Уробилин (1-2 мг)
Стеркобилин (200-300мг)

11. Билирубин – основной метаболит гема (гидрофобный)

• В норме в крови общего билирубина до 20 мкмоль/л
• Свободный ( непрямой)- 75%;
• Связанный - ( прямой) глюкуронид- 25%
• Гипербилирубинемия: может как следствие:
• А.Образование билирубина в большем кол-ве (вследствие
гемолиза), чем то, которое печень может поглотить;
• Б. повреждение гепатоцитов, нарушающих экскрецию
билирубина в кишечник;
• В. закупорка желчных выводящих протоков (опухоль,
камни)
• В зависимости от уровня повреждения различают
надпеченочная( гемолитическая), печеночная,
(паренхитматозная); подпеченочная( механическая,
обтурационная)

12.

Метаболизм нуклеотидов

13. Строение нуклеотидов

NH2
N
N
N
N
Адениловый нуклеотид
Гуаниловый нуклеотид
N
N
P-O - C
O
N
CH3
Тимидиловый нуклеотид
Цитидиловый нуклеотид
P-O- C
O
N
Уридиловый нуклеотид

14. Метаболизм нуклеотидов – (простетическая группа нуклеопротеидов)

Значение нуклеотидов:
1.
2.
3.
4.
5.
Мономеры нуклеиновых кислот – ДНК и РНК;
Нуклеотиды- трифосфаты – источники энергии;
АТФ- универсальный источник энергии; ЦТФ,ГТФ,
УТФ- источники энергии в синтезах
Образуя активные формы сульфатов ( ФАФС),
глюкуроновой кислоты (УДФ-глюкуроновая
кислота), участвуют в процессах детоксикации;
Входят в состав коферментов дегидрогеназ (НАД,
ФАД) и кофермента ацетилирования КоА;
Циклические формы (цАМФ,цГМФ)- вторичные
посредники в проведении гормонального сигнала

15. Источники нуклеотидов

1. Биосинтез de novo (практически во всех
тканях) !!!!
2. Повторный синтез из готовых структурных
компонентов нуклеотидов и нуклеиновых
кислот пищи и тканей (реутилизация
азотистых оснований– « путь спасения»)

16. Превращение нуклеопротеидов пищи в ЖКТ

нуклеопротеиды
HCL
Пепсин - желудок
Трипсин - 12 перстная кишка
Нуклеиновые кислоты + белок
Деполимеризацияразрыв
фосфорноэфирных
связей
аминокислоты
Нуклеазы -12-перстная кишка:
Рибо-, дезоксинуклеазы
нуклеотиды
РР
Нуклеотидазы
(фосфатазы)
Нуклеозиды- (могут всасываться)
Нуклеозидазы – (гликозидные связи)
Своб. азотистые основания + рибоза или
дезоксирибоза (всасываются)

17. Биосинтез нуклеотидов de novo !!!

• Азотистые основания синтезируются из
низкомолекулярных предшественников
• Рибозы- источник - пентозофосфатный
путь;
• Фосфорная кислота поступает с пищей

18. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов de novo

C
1
N
Субстраты синтеза:
1. Амид глутаминовой кислоты
C
3
2
C
C
2. СО2
3. Аспарагиновая кислота
N
1 Этап –синтез пиримидинового основания (синтез оротовой
кислоты):
А.Амид глутаминовой кис-ты + СО2 +АТФ
карбомоилфосфат
Фермент- карбомоилфосфатсинтаза ( вит. Н)
Б.карбомоилфосфат + аспарагиновая кислота карбомоиласпартат
В. циклизация карбомоиласпартата
оротовая кислота

19. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов

C=O
CH
N
O=C
Оротовая кислота сформированное
пиримидиновое кольцо
C-COOH
N
2 этап: присоединение оротовой кислоты к производному рибозы-5фосфат – Фосфорибозилдифосфату:
А. образование фосфорибозилпирофосфата (ФРПФ)
Рибоза-5-фосфат + АТФ
фосфорибозилдифосфат
Фермент – фосфорибозилдифосфатсинтаза
Б. непосредственный перенос оротовой кислоты на
фосфорибозилдифосфат с образованием нуклеотида -
Оротидин – 5- фосфат ( оротатфосфорибозилтрансфераза)

20. Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов


Б. непосредственный перенос оротовой кислоты на
фосфорибозилдифосфат с образованием нуклеотида Оротидин – 5- фосфат ( оротатфосфорибозилтрансфераза
О С-О-Р-О-Р
СН
N
N
+
CH
С-СООН
N
ОН ОН
N
P O C
C-COOH
O
В. Декарбоксилирование оротовой кислоты в составе оротидин-5фосфата ( фермент – декарбоксилаза) с образованием нуклеотида:
УМФ (уридинмонофосфат)
+ГЛУ-NH2
ЦМФ
СН3
Донор СН3 тетрагидрофолиевая
ТМФ
кислота (вит. ВС) Вит. В12

21. Нарушение синтеза пиримидиновых нуклеотидов

• Оротацидурия ( генетически обусловленное)
• Энзимдефектыоротатфосфорибозилтрансфераза,
декарбоксилаза;
«Пиримидиновый голод»- мегалобластическая анемия - нарушен синтез ДНК)
Дефицит витаминов: ВС ; В12

22. Биосинтез de novo пуриновых нуклеотидов

Принципиальное отличие в синтезе - пуриновое
кольцо формируется на фосфорибозилдифосфате
Предшественники:
N
N
ТГФК
ТГФК
N
N
Аспарагиновая к-та; СО2; глицин
амид глутаминовой кислоты; ТГФК
Инозинмонофосфат (ИМФ)
Аденозинмонофосфат
гуанинмонофосфат

23. Катаболизм пуриновых нуклеотидов

1 Этап: распад нуклеотида в тканях до азотистого
основания, рибозы(дезокси-),фосфорная кислота.
Ферменты : тканевые нуклеазы, нуклеотидазы;
нуклеозидазы.
2.Этап: катаболизм пуринового основания:
Аденозин
гипоксантин
ксантин
мочевая
кислота
Ферменты (последовательно):
Дезаминаза, ксантиноксидаза, ксантиноксидаза

24. Катаболизм пуриновых оснований (в основном печени)

NH2
O
N
N
1
O
O
N
N
2
N
N
3
N
N
=O
N
N
Аденозин
N
N
гипоксантин
O=
O=
N
N
ксантин
N
N
мочевая кис-та
Ферменты: 1. аденозиндезаминаза;
2. ксантиноксидаза;
3. ксантиноксидаза
Мочевая кислота очень плохо растворимое соединение. В биологических
жидкостях - в форме комплексов с белками, или в виде уратов.
В крови – 0,15 -0,5 ммоль\л;
с мочой в сутки выводится 0,4- 0,6 г мочевой кислоты
Гиперурикемия- повышение уровня мочевой кислоты в крови
English     Русский Правила