БЕЛКИ
Белки – полимеры, мономерами которых служат аминокислоты.В сост.белков человека-только 20аминок.Общ.стр-ная особенность аминок-наличае амино- и карбоксильной групп, соедин. С одним и тем же атомомуглерода.19аминок.из20 содержат ассиметрич. Атом углерода, которым связ. 4разные замещающие группы.Þсущ.2изомерные формы:LиD.Рецимезация-самопроиз.превращения др.в др. По хим.стр.все аминокисл:алифатич., ароматич,гетероциклич.В сост.алифатич.радикалов могут наход:карбоксиль,гидроксиль,тиольные…группы.Аминокисл.связываются др.сдр.при помощи пептид.связей.Она образ.м/у карбокс.и аминогруппой,т.е.явл.амидной связью.Пепт.связь:имеет хар-ку частично двойной,поэтому короче осталь, малоподвиж;связь м/у угл.атомом и аминогр или карб. группой способ.к свобод.вращениямÞприним.различ.конформации;пепт.связи обычно расположены в транс- конформ.Þрадикалы наиб.удалены др. от др. Первич.стр-ра белка-линейная последовательность аминокисл.остатков в полипепт.цепи.
ВТОР.СТР-РА БЕЛКОВ
Втор.стр-ра-простр.стр-ра, образ в рез.взаимод.м/у функц.групппами, вход.в сост.пептидного остава.Втор.стр-ра может быть 2 типов- альфа спирали – пепт.остов закр.в виде спир.за счет обр.водор.связей м/у атомами кислор.и азота, вход.в сост.пептидных групп ч/з 4аминок.остатка,радикалы наход.на наружной стороне спирали и не учавствуют в образовании водор.связей;бета структура –формир.за счет образ.множества водор.связей м/у атомами пептид.групп линейных област. одной полипепт.цепи. Третич.стр-ра белка-трехмерная простр.стр-ра, образ.за счет взаимодейств.м/у радикалами аминок. Связи:гидрофоб.взаимод-гидроф.радик.стрем.к обьединениювнутри глобул.стр-ры,образ.гидроф.взаимодÞобр.гидроф.ядро. Гидрофиль.гр.формир.водор.связи;ионные св-м/у «-» карбокс.группамиАСПиГЛУТ кисл. и «+» групп.радикалов ЛИЗ,АРГ,ГИС;ковал.связи-дисульфид,образ.за счет взаим.SH-гупп 2остат ЦИС. Основы функц.белков: Центр связыв белка с лигандом или активный центр образуется на поверхности глобулы и формируется из радикалов аминокислот остатков сближ на уровне трет стр-ры. Это центр может присоед к себе другие молекулы-лиганды. Белки проявляют высокую специфичность при взаимод. с лигандом, кот обеспеч комплиментарностью стр-ры активного центра к стр-ре лиганда.Комплиментарность-простр и хим соответст взаимод поверхностей. В основе функционир белков лежит их специфич взаимод с легандами. Если полипеп.цепь содер.более 200аминок.,ее простр.стр-ра сформир.в виде 2х доменов.Домен-участ.полип.цепи,котор.в прицессе формир.простр.стр-рыприобрел независ от др.участков той же цепи конформ.глобуляр.белка.
ЧЕТВЕРТ.СТ-РА БЕЛКОВ
Многие белки содержат в своём составе только одну полипеп.цепь-такие белки наз.мономерами,но есть и белки, сост. из 2х и более полипеп.цепей. После формирования 3х мерной структуры какждой полипептид. цепи они объединяются с помощю тех же слабых взаимодействий, кот. участвовали в обр. третич. сруктуры: гидрофобных, ионных, водородных. Количество и взаимораспол.полипептид. цепей в пространстве наз. 4тичной структурой. Отдельные полипептидные цепи в таком белке носят наз. протомеров или субъединиц. Белок, сод.в своём составе неск. протомеров наз. олигомерным. Узнавание и присоед. отдельных протомеров олигомерного белка происходит благодаря формированию на их пов. контактных участков, кот.сост. из радикалов аминок-т, собранных в данном месте в процессе обр. третич. структуры. Совокуп. этих радикалов формир уникальные пов-ти, способ с высокой специфичностью объединяться друг с другом. Специфичность связывания контактных уч-ков опред их комплементарности – пространственным хим.соответствием взаимодейств пов-тей (впадины и вывступы на пов. одной молекулы должны совпадать с выступами и впад на пов другой молекулы)
ДЕНАТУР.БЕЛКОВ
Гидрофобные взаимодействия, а так же ионные и водородные связи относятся к чису слабых, т.к. их энергия лишь не на много прев.энергию теплового движ.атомов при комн.темпер. Поддержание хар. для белка конформации возможно благодаря возникновению множ.слабых связей между различ.участками полипептид цепи. Однако белки сост.из огромного числа атомов, наход в постоянном движении, что приводит к небольшим перемещениям отдельных участков полипептид цепи, кот обычно не наруш общую структуру белка и его ф-ции. Т.е. белки облад конформационнойц лабильностью – склонностью к небольшим изменениям конформации за счёт разрыва одних и образ других слаб связей. Разрыв большого колич.слаб.связей в молекуле белка приводит к разрушению её нативной информации. Так как разрыв связей ностит случ хар-р, то молекулы одного индивид. белка преобретают в р-ре форму случайно сформир беспорядочных клубков, отличающихся друг от друга трёхмерной стр-рой. Потеря нативной инф сопровождается утратой специфич ф-и белков. Этот процесс носит наз денатурация.Фак.вызыв.денатурацию:выс.темпер(бол.50);интенсив.встрях.;органич.в-ва,способ.взаим.с функциональ.группами белков;кислоты и щелочи;соли тяж.металлов,образ.проч.связи м/у функц.группами.Процесс всорач.полип.цепи в правиль.простр.стр-ру-фолдинг белков.Для многих белков,имеющ.высок.молекул.массу и слож.простр.стр-he фолдинг протек.при участии спец.груп.белков-шаперонов.Они способ.стабилизировать их конформ,обеспеч.фолдинг.Классифик.шаперонов:Высокомолекул(100кД);Ш-90(83-90);Ш-70(66-78);Ш-60;Ш-40;низкомол.(15-30кД).Среди шапре.различ.конститут.белки(синтез их не завис.от стресс.взаимод) и индуцибельные(син.завис.от стрессовых реакций).
СВ-ВА БЕЛКОВ
По форме молекул:глобулярные и фибриллярные. По молек.массе:высокомол(6000-1000000Д)и низкомолек.По хим.стр:налич.или отсут.небелк.части.По вып.функциям:трансп,защит,стр-ые.По локал.в кл:ядерные,цитоплазм,лизосом.По лок.в орган:печени,сердца.Растворимость:зависти отвсех перечисл.выше своиств.Определ.составом растворителя.
МЕТОДЫ ВЫДЕЛ.БЕЛКОВ
Выслаивание-основ.на различ. В их растворим.при раз.концентрациисоли в растворе.Соли щелочных Ме выз.обратимое осажд.белков.Для разделения белков исполь.раз.концентрации солей сульфата аммония.Чем выше раств.белка, тем большая концентр.соли необход.
Гель-фильтр.-основ.на распр.в-ва м/у 2фазами,одна из котор.подвиж,а др.нет.В-ва отлич.молек.массой и по раз.распред.м/у фазами.Ионообменная хроматогр-основ.на раздел.белков,различ.суммар.зарядом при определен.значен. рН и ионной силы раствора.В кач.неподв.фазы исполь.ионообмен-орг.в-ва,содерж.заряженные функц.группы. При пропуск.р-ра белков ч/з хроматографич.колонк,заполн.твердым заряж.Ме, часть белков задерж.на нем.
Аффинная хромат-основ.на избират.взаимод.белков с лигандами, прикрепл.к тверд.носителю.В кач. Субстр.может быть исполь кофермент,АТ…Ч/з колонку,заполн.лигандом,пропуск.р-р белков.К лиганду присоед.белок специфично взаим.с ним.
МНОГООБР.БЕЛКОВ
По форме мол:Глобулярные(форма эллипса-гемоглобин и миоглобин)и фибриляр.(вытянутая нитевид.стр-ра-коллаген,эластин).По хим.стр:Простые(полипеп.цепь сост.только из аминокис.остатков-гистоны) и сложные(содерж.небелковую часть, прикр.слабыми ковалент.связями-ферменты).По функциям: Ферменты(ускоряющ.течение хим.р-ий), регуляторные(гормоны-уч.в поддерж.постоянства внут.ср.орг.),рецептроные,транпортные,структурные,защитные,сократительные.Семейства:1.Сериновые протеазы-ферменты,испльз.остат.СЕРдля связыв.и катал.гидролиза пептидных связей в белковом субстрате.Участв.всверт.крови,фибринолизе,актив.белков комплемента.2Семейство иммуноглоб-выр.Влимф в ответ на попад.в орг.чужерод.стр-р.Классы иммуноглоб:М(вып.роль АГраспозн.рецепторов), G(обнар.только в моном.форме.Связ.с чужерод.кл.и облегчают их уничтожение.),А(препятств.прикреплен.АГ к поверх.эпит.клеток и проникнов.в организм),D(роль рецепторов Влимф),Е(отвеч.за ранние воспал.р-ии)
КОЛИЧ.ИЗМЕРЕНИЕ БЕЛКОВ
Биуретовый метод: белки в щелочной среде в присутствии солей меди дают фиолет.окр, интенсивность которого определяется на ФЭКе, и по калибровочной кривой определяется содержание белка. Если кол-во белка меньше 65 г/л – гипопротеинемия, больше 85, то – гиперпротеинемия. Распростр.мет. разделения белков сыворотки крови является электрофорез на бумаге, по средством которого можно разделить белки на 5 фракций: альбумины, альфа1-, альфа2-, бета и гамма глобулины. Сущность метода: электрофорезом называется процесс передвижения заряженных частиц под действием электрического поля. Разделение белков основано на различной скорости перемещения белков в электр.поле в зависимости от знака и величины электр.заряда и молекулярной массы белка. В плазме крови-7% всех белков организма, концентрация 60-80 г/л. Ф-и: поддержание осмотического давления,образуют белковую буферную систему крови и поддерживают pH в пределах 7,37-7,43; транспортную ф., определяют вязкость крови,защитную ф. При ряде заболеваний происходит изменение соотношения белковых фракций при электрофорезе по сравнению с нормой. Такие изменения называются диспротеинемия. Содержание некоторых белков резко увеличивается при патологических состояниях, такие белки называются – белки острой фазы. К ним относятся: С-реактивный белок, альфа1 антитрипсин, гаптоглобин, кислый гликопротеин, фибриноген.
ИММУНОГЛОБУЛИНЫ
Иммуноглоб. – специфические белки, выраб.В-лимф.в ответ на попадание в орг.чужерод. стр-р, наз АГ.Сост.из 4х полипеп.цепей: 2х идентичных лёгких-L,и 2х тяжёлых-H. Все 4 цепи соединены друг с другом множ.нековал.и 4-мя дисульфидными связями. Связывание АГ сАТ участвует не вся аминок-ная послед.обеих цепей, а всего лишь 20-30 аминок-т, расположенных в гипервариабельных облостях каждой цепи. Именно эти области определяют уникальные способности каждого клона АТ взаимод.с соответствующим комплимент.АГ.Обнаружение и связ.чужер.АГ происходит с помощью специфическихАГсвязывающих участков.Сущ.5 кл.иммуногл:A,D,G,E,M. М – первый класс антител, развив.в В-лимф. ВзаимодействАГс М изменяет его конформацию, наруш целостность мембраны и убивает клетку. G сост 75%, способен проникать через плацентарный барьер и обеспечивать внутриутробную защиту плода от инф.А – прис.в секретах желёз орг: слюна, пищ сок. Образующийся при взаим сАГ комплекс препятствует прикреплению АГ к пов эпителиальных клеток и проникновению их в орг. Е – содерж в крови крайне мало. Способствует секреции БАВ (серотонин, гистамин).D – в очень малых колич.
ФЕРМЕНТЫ
Ферменты – белковые катализ, ускоряющие реакции в клетке.Имеют белковую структуру.Катализируют превращение в-в, которые называются субстратами в продукты. Ферменты отличаются от небиолог.кат-ов следующими св-ми:1Выс.эффективностью действия2Выс.специфич.действия.Благодаря действию ферментов реакции в клетке образуют строго определенные метаболические пути.3Мягк.условиями протекания ферментативной реакции. t=37, нормальное атм.дав, pH близкое к нейтральному.4Спос.к регуляции. Каталитическая активность многих ферментов может изменяться в зависимости от концентрации веществ регуляторов, что делает фермент – организатором обменных процессов в клетке. Классиф.ферментов: 1.Оксидоредуктазы – ферменты, катализ.о.-в.р-ии(дегидрогеназы-Н,Оксидазы-акцептором элект.служ.молек.кислор.,Оксигеназы-атом О прис.к субстр.из О2.2.Трансферазы –катализ.р-ии переноса различных групп от одного субстрата к другому.3.Гидролазы –катализ.разрыв связей в субстратах с присоединением воды.4.Лиазы –катализ.р-ии разрыва связей в субстрате без присоединения воды или окисления.5.Изомеразы –катализ.превращения в пределах одной молекулы.6.Лигазы –катализ.соединение двух молекул с использованием энергии фосфатной связи.Изоферменты – формы ферм, который катализирует одну и туже реакцию, но различны по некоторым свойствам (аминокисл.составу, М, Составу субъединиц, электрофорет.подвиж.и др.). Изоферменты – продукты экспрессии разных генов. Существуют различия в распределении изоферментов в разных тканях, в разных участках клетки, что отражает различие в метаболизме. Одним из осн-х механизмов образования изоферментов включает объединение разных субъединиц в разных комбинациях при образовании активного олигомерного фермента, т.е. 4-ная структура.
СКОРОСТЬ ФЕР.Р-ИЙ
Завис.от кол-ва ферментов-завис.имеет вид прям.линии, чем больше фермента, тем выше скорость р-ии.Зави.от темпер-повыш.до опред.пределов вызыв.ускорение р-ии,примерно до 37, после чего возникает денатурация.Завис.от рН-для каждого фермента сущ.свое значение, при котором наблюд.его максим.активность.Завис.от колич.субстрата-опис.гиперболой,при увелич.кол-ва субстрата нач.скорость возрастает, когда фермент становится полностью насыщ, то гнаблюд.наибольш.скорость образ.продукта.
ИНГИБИТОРЫ
Обратимые ингибиторы связ с ферментом слабыми нековол.связями и при опред.усл.легко отделяются от ф-тов. Бывают: конкурентными (ингибитор,связываясь с активным центром и препятствывая образованию фермент-субстратного комплекса,т.е. конкуренция с субстр.за акт.центр); неконкурентные (ингибитор взаимодействует с фер-том в участке, отличном от активного центра). Необратимое ингибирование наблюдается в случае образования ковалентных связей между молекулами ингибитора и ф-та. Модификации подвергается актив центр, и ф-т не вып.кат.ф-ий (ионы Ме: Hg, Ag). Многие лек препараты оказывают терапевтическое действие по мех.конкурентного ингибирования. Четвертичные аммониевые основания ингибируют ацетилхолинэстеразу, катализирующюю р-ю гидролиза ацетилхолина на холин и уксусную к-ту. При добавлении ингибиторов, активность ацетилхолистеразы уменьшается, конц субстрата увелич, что сопровождается усилением проведения нервного импульса. Ингибитора холинэстеразы используются про лечении мышечных дистрофий.
ФЕРМЕНТАТИВ.СОСТАВ
Большинство ф-тов имеет внутриклет.локализ.и распределены в орг.нереавномерно.Все ф-ты одного метаболит.пути находятся в одном отделе клетки. Особенно разделение метаболических путей важно для противоположно направл.катабол. и анабол.процессов (синтез жирных к-т происх в цитопл, а их распад в митохондриях). Энзимодиагностика-в норм.услов.активность ф-тов в сыв крови относит невелика. При поражении ряда орг и тканей происх увеличение актив ф-тов. Количественно определяя нефункциональные ф-ты плазмы, можно диагностировать заболевания (при заболиваниях костей пов актив щелочной фосфатазы, при заболеваниях печени – аланинаминотрансферразы). Энзимотерапия- исп. ф-тов с терапевтич.цель.Ещё в прошлом веке, после открытия пепсина, его стали применять при лечении диспепсий и труднозаживающих язв. Более 25% всех ф-тов для проявления полной каталит.активности нуждаются в ионах металла. Ионы Ме стабилизируют молекулы субстрата. Для нек.ф-тов субстратом служит комплекс превращаемого в-ва с ионом Ме (для большинства кеназ в кач.одного из субстратов выст комплекс Mg-АТФ). Ионы Ме стабилизир актив центры фермента, служит мостиком между ф-том и субстратом (Mg, Mn, Zn). В отсутствии Ме нек ф-ты активностью не обладают – метпаллоэнзими (пируваткиназа). Ионы Ме выст в роли регуляторных молекул (Ca служит активатором ф-та протеинкиназы-С).
КОФЕРМЕНТНЫЕ Ф-ИИ
Для проявления каталитической активности большинству ферментов необходимо налич.кофермента.Он может быть связан с белковой частью молекулы ковал.(липоевая кислота) и нековал.связями(например тиаминдифосфат). Традиционно к коферментам относят производные витаминов, геммы входящие в состав цитохромов.Дегидрогеназы катализируют реакции отщепления водорода(пример: НАД и ФАД).Все ферм.этой группы обладают высокой субстратной специфич. ВитВ2(рибофлавин)-в основе его стр-ры лежит стр-ра изоаллоксазина, соединенного со спиртом ребитолом. В слизистой оболочке кишечника после всасывания витамина происходит образование кофермента ФАД. Он входит в состав флавиновых ферментов, принимающих участие в о-в реакциях. ВитВ6(пиридоксин)-все его формы используются в организме для синтеза коферментов: перидоксальфосфата и передоксаминфосфата. коферменты образуются путем фосфорилирования по гидроксиметильной группе в 5-ом положении перемидинового кольца. Вит РР-никот.к-та входит в организме в состав НАД, выполняющего функцию кофермента различных дегидрогеназ.
ОБМЕН В-В
Обмен в-в склад.из 3 этапов: поступление в-в в орг, межуточный обмен(тканевое превращение веществ),образ.и вывед.конечных продуктов.Пища человека содержит множество химических соед, как орг, так и мин,они делятся на основные пищевые вещества(бел, жиры, угл) и минорные(витюи мин.соед.).Основные пищевые вещества – полимеры в ЖКТ гидрализуются при участии ферментов до мономеров, которые проникают через клеточные мембраны кишечного эпителия. Полимеры практически не всасываются.С кровью мономеры транспорт.во все органы и ткани и используются клетками. Пищ.в-а могут быть замен.и не замен.Не заменимым.-все мин.соед,вит,некоторые аминокислоты (ВАЛ, ЛЕЙ, ИЗОЛЕЙ, ТРЕ, МЕТ,АРГ,ЛИЗ,ФЕН,ТРИПТ,ГИС)и полиненасыщенные жирные к-ы (ленолевая, линоленовая).Выд.2 напр.превращения в-в: кат.и анаб.При кат.орг.в-ва распадаются до СО2 и Н2О, процесс эгзэрганический.У взрослого человека за сутки высвобождается 8-12 тысяч кДж. Анаб–превр.простых веществ в более сложные. Многие реакции анаболизма являются эндэргоническими источ.которой служит процесс катаболизма.
ПИЩЕВЫЕ В-ВА
Белки:сут.пот.80-100гр из них половина должна быть живот.происхождения.Любые пищевые белки сравниваются по составу аминокислот с эталоном(белком кур.яйца)Углеводы: биологическую ценность имеют полисах.(крахмал,гликоген),дисахариды(сахароза, лактоза, мальтоза). Осн.ф-ия Углев.–энергетическая, но они выполняют структурные и др.ф-ии.Сут.пот.400-500 гр.из них 400 приходится на крахмал.Жиры:сут.пот80-100 гр.из них 20-25 гр.растительные.С жирами пищи поступают не замен.для организма жирораств.вит.и витаминоподобные соединения.Вода относится к незаменимым компонентам пищи, хотя небольшие количества воды образуются из белков, жиров и углеводов при обмене их с тканями.Суточная потребность 1750-2200 гр.
Пищ.в-а м.б.замен.и не замен. К не заменимым относятся все мин.соед,вит,нек.аминокислоты (ВАЛ, ЛЕЙ, ИЗОЛЕЙ, ТРЕ, МЕТ,АРГ,ЛИЗ,ФЕН,ТРИПТ,ГИС)и полиненасыщ.жирные к-ы(ленолевая, линоленовая).
ВИТАМИНЫ
ВОДОРАСТВ: В1(тиамин) -хлеб,рис,горох,фасоль…В орг.образ.в печени,почках,мозге.Сут-2-3мг.Входит в сост.фермент.комплексов.Уч.в пентофосфатном пути превр.углев.¯полиневрит-потеря кожной чувствит.,наруш.сердеч.деят. В2(рибофлавин) -печень,почки,част.деят.микрофл.кишеч.Сут-1.8-2.6мг.Вх.в сост.ферменов,приним.уч.в о-в р-иях.¯остановка роста, восп.слиз.рта. РР -рис,пшеница,отруби,печень,почки.СУт-15-25мг.Вход.в сот.NAD.¯пеллагра-дерматит,диарея,деменция. В5(пантотен.к-та). Синт.растен.и микроорг.Сут-10-12мг.Исполь.для синт.фермента-КоА-уч.в переносе ацильных радикалов в реакц.каткаб.ж.к.,синтеза холестерина и кетоновых тел.¯дермати, нар.работы Н.С. В6(пиридоксин) -печень,яйца,молоко.Сут-2-3мг.Исп.для синт.коферм-пиредоксалевых ферм.¯судороги,дерматит.Н(биотин)-во всех прод.Сут-10мкг.Уч.в образов.актив.формы СО2.¯дисбактериоз,дерматит. Фоливая -дрожжи,печень,почки.Сут-50-200vru/Ex/d переносе. УВрадикалов.¯нарушение кроветвор, задер.роста. В12(кобаламин) -Синтезпруют только микроорг.Сут-1-2мкг.Участвует в образ.кофермента. ¯макроцитарная анемия. С(аск.к-та) -Сут-50-75мг.Синтез коллагена,восстанов.железа.¯цинга-разрыхл.десен,расшат.зубов.
ЖИРОРАСТВОР. А(ретинол) печень,яич.желток,молоко.Сут1-2мг.Превращ.в ретиналь.¯нарушение сумер.зрения,сухость роговицы. D(холекальциферол) слив.масло,желток.Сут-12-25мг.Регулирует обмен кальция.¯рахит-деформация скелета. Е(токоферол), салат,капуста.Сут-5мг.Антиоксидант.
МИН.ЭЛЕМЕНТЫ
Минеральные вещ-ва поступают в организм с пищей и водой 90% живых клеток C,H2,O2,N. Классиф:1Макроэлементы: Na,Cl,P,Ca,Mg,K,S – составляют 9% веса тела; 2Микроэлементы: Fe,I,Cu,Mn,Zn,Co,Hb,Se,Vd,Ni; 3Ультрамикроэлементы: все остальные. Роль: I Макроэлементов: Ме этой группы используются клетки для создания электрич биопотенциалов и биотопов, а также в качестве «спусковых крючков» опосредущих передачу сигналов. II Микроэлементы:1.входит в состав актив центров различ ферментов; 2.входят в состав прогармонов и активных гармонов; 3.входят в состав транс белков (Fe в гемоглобин); 4.входят в состав редокс систем, участвующих в продукции анактивации кислородных радикалов в организме.Недостаток или избыток поступления мин вещ-в в организм приводит к развитию пат.процессов.
ОБМЕН ЖЕЛЕЗА В ОРГ
В ор-ме чел-ка содер-ся 3-4 гр Fe, 70%-в Нв эритроцитов, 20%-в гемоглобине мышц, до 15% в печени и селезенке, около 1% в составе гиминовых ферменов.В процессе эвол.возникли белки способные поддерживать Fe в форме удобной для транспарт.и использ.при синтезе гемма.Это белки трансферин, феритин.Трансферин – гликопротеин плазмы крови, имеет 2 центра связывания Fe, в составе трансферина Fe3Т в форме карбонана.Трасферин содержащий Fe, эндоцитируется в клетки при участии мембранных рецепторов.Главная ф-ция перенос Fe с током крови к местам дипонирования и использования.Содержание трансферрина в плазме крови 4 гр на 1 литр.Ферритин – крупый белок, молек м=450 тыс, содержит 24 едентичных протомера, образующих полую сферу кот=12нм, в белковой оболочке 6 каналов ведущих в полость через них проникают ионы Fe, образуя железное ядро молекулы кол-во атомов Fe от 0 до 4500.Содержится в виде формы гидроксит фосфата Fe3+ .ф-ция: депонирование Fe. Его много в печени, селезенке, кост мозге. Fe освобождается из гемма при распаде эритроцитов и используется повторно.1 мг в сутки теряется с желчью, а суточное потребление 10-20 мг.Всасывание Fe в кишечнике весьма ограничено и происходит при участии белка, сходного с трансферином. Затем Fe поступает на трансфеорин крови, кот передает его феретину в клетках разных органов. В соединении с белками Fe3+, но при переходе с одного белка на другой, валентность каждый раз дважды меняется Fe3+àFe2+àFe3+Этот процесс катализируется он-вост ферментами или самими белками переносчиками и необходимым для освобождения Fe и соединения с белком.
БИОГЕННЫЕ ПРОВИНЦИИ
Биохим.провинции-регионы биосферы в пределах которых по недостат. или избыт.определенного хим.элемента выделяется естественные геохим. аномалии. В Чел обл распространены болезни связанные с недостатком I(эндемический зоб)Сут-0.15-0.3мг.
ПОРФИРИНЫ
Наследств.и приобретенные нарушения синтеза гемма,сопровождающиеся повышением содерж.порфоириногенов,а так же прод.их окиления в тканях и крови появлением их в моче,назыв.порфириями.Насл.порфии обусл.генетич.дефектами ферментов,учавств.в синтезе гемма, за искл.аминолевулинсинтазы.При этих забол.отмечают снижения образования гемма.Поскольку гемм-аллостерич.ингибитор аминолевулинатсинтазы, то активность этого фермента повышаетсяÞнакопл.промеж.прод.синтеза гемма(аминолевул.к-та и порфириногены).В завис.от локализ.пат.процесса:печеночные(накопл.порф.в гепатоцитах) и эритропоэтические(накопл.в нормобл.и эритроц).При тяж.формах:поврежд.кожи,нерв.расстр.Порфириногены на свету превр.в порфириногены-прявл.интенс.окраску на УФ.
ХРОМОПРОТЕИДЫ
Хромопротеиды- слож белки которые окрашиваются. Классиф:1.Fe содержащие(красные);2.Mg содержащ(зеленые);3.Флавопротеиды(желтые).Fе содерж.делятся:неферментные (гемоглобин, миоглобин)ферментные (цитохром, каталаза, пероксидаза).Неферм – это слож белок, в простетической группе которого содержится гем(гемопротеиды).Гем- представляет собой комплекс Fе2+ с протопорфирином.Протопорфирин образ.4пирольными кольцами,соед.мителеновыми мостиками (=СН-). Миоглобин. - красный пигмент мышц, снабжает мыш клетки О2, захват.его из гемоглобина. Сложный белок с молекулярной массой 17 тыс. состоящий из 1 полипептидной цепи и связанных с ней молекулой гема.Иимеет сфер.форму, имеет ряд L- спиралей, а молекула гема расположена м/у 2 из них.насыщ.миоглобинаО2 при увелич парци.давл.хар-ся гиперболической кривой. Миоглобин обладает высоким сродством к О2, поэтому без труда забирает его от оксигемоглобина крови. В мышцах, где концентрация О2 падает миоглобин отдает связанный О2. Цитохром Р450 – гемопротеин, содержит простетичесую группу – гем, и имеет участки связывания для О2 и субстрата (ксенобиотика). Молекулярный О2 в триплетном состоянии инертен и не способен взаимодействовать с орг.соед Чтобы сделать О2 реакционосп.необходимо его превратить в синглетный, используя ферментные системы его восстановления(моноксигеназная система).
Каталаза -фермент антиоксид.действия защищает клетки от действ.актив.форм О2.Она нах.в пероксисомах, где образуется наибольшее кол-во пероксида Н2,и в лейкоц, где она защ.клетки от последствий «респираторного взрыва». Пероксидаза - защищает от активных форм О2, также как и каталаза.
ГЕМОГЛОБИН
Гемоглобины-род.белки,наход.в эритр.человека.Ф-ии:перенос О2и СО2.Гемогл.относ.к гемопротеидам,имеют 4ую ст-ру.Гемогл.А-осн.гемог.взрос.орг-ма.Сост.из 2х полипепт.цепей:a иb. Гемог.А2-нах.в орг.челов.в мень.концентр,2%.Сост.из 2a и 2dцепей. Гемог.А1с-гемогл.А модиф.ковал.присоед.к нему глюкозы. Эмбрион.гемогл.-синт.в эбр.желточн.мешке.Тетрамер из2e2x. Гемогл.F-син.в печени и кост.мозге до рожд.Имеет тетрамер.стр-ру,из2a2g. Протом.гемогл.сост.из 8 спир.,сверн.в плот.глобуляр.ст-ру,содерж.внутр.гидрофоб.ядро и карман для связывания гемма.Соединение гемма с глобином-гидрофоб.окруж.гема за искл.2х остатков ГИС. 4полипеп.цепи,соед.вместе,образ.почти прав.форму шара,где каждая aцепь контакт.сb.В области контакта м/у ними нах.многогидрофоб.радикалов.В ре-те образ.димеры-a1b1a2b2.М/у димерами возн.поляр.связи.Нарушен:1.Серп.клет.анемия,1Гемог.М(заменаГис на Тир.В рез-те железо окисл.до+3.К наму вместо О2 присоед.Н2О.
РОЛЬ ГЕМОГЛОБИНА
Окисл.орг.в-в происх.в митох.с исполь.О2.Þобраз.конечные прод.распада-СО2 и Н2О,ко-во которых пропорц.интенс.окислен.СО2образ.в тканях,транспорт.к эритроц.Там под действ.карбангидразы происх.образ.Н2СО3®Н+и НСО3-.Присоед.3пар протонов к гемоглоб.уменьшает его сродство к О2 и усилив.транспорт О2 в ткани.Увеличение освобожд.О2гемоглобином в завис.от концентр.Н+ -эффект Бора.В норм.условиях 2,3-бифосфоглицерат присут.в эритроц.в той же концентр, что и гемогл.БФГ,присоед.к гемогл.может изменять его сродство к О2.В центре молекулы гемогл.есть полость,для присоед.БФГ.Размеры центральной полости могут изменяться-отщепл.О2 вызыв.расшир.полости.Поверхность полостей ограничена остат.аминокисл. В расширен.полость дезоксигемоглоб.БФГ присоед.с помощью ионных связей.Присоединение БФГ к дезоксигемог.происх.в участке ином по сравнению с гемом,где происх связывание О2.Такой лиганд-аллостерич.
БИОСИНТЕЗ ГЕМОГЛОБИНА
В ретикул.протсх.синтез цепей Нв,и его простетической группы гема.Синтез гемма:нач.и заканч. в митохондриях – цикл Шейлина или янтарно-глициновый. В митохондриях взаимодействует Гли и сукценил-КоА, фермент АЛК-синтетаза, так как образуется аминолевулиновая к-та (АЛК). АЛК® цитоплазма, где роисходит дальнейший синтез гема, до образ.протопорфирина-9, котор.в митох.при участии феррохелатазы(гем-синтаза)превращ.в гем, присоед.Fe2+.Регул.синтеза:Активность АЛК-синтазы регулир.весь процесс;синтез АЛК-синтазы регулируется кол-вом Fe;уровень Fe зависит от кол-ва трансферина;уровень Fe по механизму обрат связи регулирует синтез белка рецептора трансферина.Снтез АЛК синаза регулируется в эритроцитах на уровне трансляции.На уч-ке инициации трансляция мРНК фермента есть участок называемый Fе чувствительным элементом. Нет трансляции-> нет фермента-> нет синтеза гема.Синтез фер-та- появление АЛК-синтазы- синтез гема. Все кл.чел-ка синтезируют гем тем же путем, что и кл крови.Гем нужен для цитохрома в цепи транспрта е и др.ферментов.Регул.АЛК-синтазы чеувствительна к действию ксенобиотиков (глюкокортикоиды, барбитураты, сульфаниламиды).Гемохроматоз-когда кол-во Fe в Кл превышает объем ферритинового депо, Fe откладывается в белковой части мол ферритина.Феритин превращ.в гемосидирин, который плохо растворим в воде и содержит до 37% Fe. Накопление гранул гемосидерина в печени, поджелудочной жел приволит к повреждению органов. Гемахроматоз может быть наслед. Накопление гемоседирина в поджел.прив.к сахар диабету.Отложение в гепатоцитах - цирроз печени, а в миокардиоцитах к сердеч недостаточности. Железодефицитные анемии.снижение кол-ва эрит, Нв-> анемия,(бледность кожи, слабость).Анемия – лаковый язык, покалывание языка, бледность.
ПАТ.ГЕМОГЛОБИН
