1. Биохимия пәні және міндеттері. Биохимия және медицина. Биохимия
жүктеу/скачать 1,99 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 26. Метаболизмнің анаболиттік және катаболиттік жолдары
- 27. Негізгі тағамдық заттар катаболизмінің сызбанұсқасы.
- 29. Макроэргиялық қосылыстар.
- 30. Жоғары энергетикалық фосфаттарға сипаттама.АТФ-АДФ циклі.
| Катаболизм - органикалық молекулалардың соңғы өнімдерге дейін ыдырау процесі. Адамдар
мен жануарларда органикалық заттар ыдырауының соңғы өнімдері – СО2, Н2О және несепнәр. Катаболизм процесіне тамақтың қорытылу өнімдерімен қатар, жасушалардың құрылымдық қызметтік компоненттерінің ыдырау өнімдері де қатысады. Катаболизм реакциялары энергия бөлініп жүреді (экзергоникалық реакциялар). Анаболизм - организмге қажет, биосинтездік процестердегі, яғни қарапайым құрылымдық блоктардан күрделі макромолекулалардың синтезделу реакцияларын біріктіреді.Анаболиттік реакцияларға, катаболизм кезінде бөлінетін энергиялар жұмсалады(эндергоникалық реакциялар). 26. Метаболизмнің анаболиттік және катаболиттік жолдары. Көмірсулар, май қышқылдары және көптеген амин қышқылдары лимон қышқылдары цикліндегі реакциялар нәтижесінде СО2 және Н2О дейін түзіледі. Бұл заттардың катаболизмнің сонғы кезеңіне жеткеніне дейін, көмірсутектік екі көміртектік фрагмент Ацетил-КоА-ға айналады .Осы Ацетил-КоА түрінде көптеген «отындық» молекулалар лимон қышқылы цикліне қатысады. Ацетил-КоА май қышқылдарының және кейбір амин қышқылдары катаболизмінің арнайы реакциялары нәтижесінде түзіледі. Дегенмен, ацетил-КоА-ның негізгі көзі,глюкоза және кейбір амин қышқылдары катаболизмі кезінде түзілетін пирожүзім қышқылы болып табылады.Пируваттың Ацетил-КоА-ға айналуы - пируватдегидрогеназалық комплекске құрылымдық біріктірілген, ферменттер жиынтығының қатысуымен іске асады. Ацетил қалдығы - ацетил-КоА әрі қарай лимон қышқылдары циклінде СО2 және H2О дейін ыдырайды. Бұл тотығу реакцияларында оттегіге ЭТТ-бойынша электрондарды және протондарды жеткізетін NAD- және FAD-қа тәуелді дегидрогеназалар қатысады. Лимон қышқылының циклі-метаболизмнің анаболиттік жолының бірі. Бұл циклде энергетикалық субстраттардың соңғы өнімдер СО2 және Н2О дейін тотығуы ғана жүріп қоймайды, сонымен қатар басқа метаболиттік жолдар үшін субстраттардың түзілуі де жүреді. Лимон қышқылы циклының кейбір аралық өнімдері: альфа-кетоглутарат, сукцинат, оксолоацетат алмасуға жататын амин қышқылдарының синтезі үшін жұмсалады. Аралық өнімдердің мөлшерінін азаюы, талғамды ферменттер катализдейтін реакциялармен толықтырылып отырады. Аралык өнімдерді қолданатын, калыпты жағдайда жүретін циклдегі реакциялар мен олардың орнын толтыратын реакциялар арасында динамикалық тепетендік бар, сондықтан бұл заттардың концентрациясы митохондрияда тұрақты күйде болады. ҮКҚЦ аралық өнімдері қорын толтырып отыратын реакциялар, анаплеротикалық (толықтырушы) реакциялар депаталады. Олардың ішіндегі ең маңыздысы пируваттан оксалоацетаттың синтезі. Бұл реакцияны митохондриялық фермент пируваткарбоксилаза катализдейді. СH,-CO-COОН-CO2 + АТФ➡️HООC-CO-СН2-СООН + АДФ + Н3РО4 Егер де лимон қышқылы цикліне оксалоацетат немесе басқа да бір аралық өнім жетіспесе,пируваттың карбоксилденуі жылдамдайды. Бұл реакцияда энергия көзі ретінде АТФ жұмсалады.Реакция 2 кезеңнен тұрады. Бірінші кезеңде СО2 белсендірілуі, биотин молекуласындағы азот атомының бірімен байланысуы арқылы жүреді. Бұл реакция АТФ гидролизденуімен қатарласа жүреді. АТФ + СО2 + Е-биотин + Н2О ➡️ АДФ + Н3РО4 +E-биотин-СОО-+ 2H+ Екінші кезеңінде белсендірілген карбоксил тобы пируватқа көшіріледі. Е-биотин-СОО- + Пируват ➡️ Е-биотин +Оксалоацетат Цитратты циклдің метаболиттері, көптеген қосылыстардың көміртектік қаңқасының субстраты есебінде ғана емес, сонымен қатар, май қышқылдары, стероидтар және т.б. заттар синтезіне қатысушы коферменттердің тотықсызданған түрін түзу үшін сутек атомдарының доноры болып табылады. Цитратты циклдің екі метаболиті НАДФ-қа тәуелді дегидрогеназалар қатысуымен дегидрлене алады: малат және изоцитрат. Малат және изоцитрат, синтездік процеске қатысушы НАДФН-тың жалпы қорының жартысын қамтамасыз етеді, ксилазаның аллостериялық белсендіруші рөлін атқарады. Қорыта келгенде, ацетилКоА-ның артық мөлшері цитратты циклдің белсендірілуін қамтамасыз етеді. 27. Негізгі тағамдық заттар катаболизмінің сызбанұсқасы. 28. Метаболизм реттелуінің жалпы принциптері. Көптеген ұлпаларда, катаболизм жалпы жолдарының басты қызметі жасушаны энергиямен қамтамасыз ету кезінде - тыныс алуды бақылау, реттеуде маңызды орын алады. Әр түрлі жұмыстарды іске асыруда, АТФ-тың жұмсалуы, АДФ концентрациясын арттырады, NADH-тың ЭТТ-дегі тотығуы жылдамдайды, соған орай, NAD-қа тәуелді дегидрогеназалармен катализдейтін реакциялар жылдамдығы артады. Пируваттың және ацетил-КоА-ның тотығуы, электрондар және протондар NADH және FADH,-ден ЭТТ-е түскенде ғана жүре алады.Қорыта келгенде, АДФ/АТФ-қа және NADH/NAD+ катынасы, катаболизмнің жалпы жолдары (КЖЖ) реакциялары жылдамдықтарын реттейтін негізгі модуляторлар болып табылады. АТФ сияқты соңғы өнімдерінің деңгейінің тұрақтылығын қамтамасыз ететін метаболиттік жолдардың жылдамдығы, реттеуші ферменттер мен катализдейтін реакциялар деңгейінде реттеледі. Катаболизм соңғы реакцияларындағы маңызды реттеуші ферменттер пируватдегидрогеназалық комплекс, цитратсинтаза, изоцитратдегидрогеназа және а-кетоглутаратдегидрогеназалық комплекс. 29. Макроэргиялық қосылыстар. Макроэргиялық қосылыстар-гидролизі кезінде 1 моль байланысқа 30 кДж-дан астам энергия бөлінетін, құрамында жоғары энергетикалық (макроэргиялық ) байланыстары бар заттар. Оларға мыналар жатады:• нуклеозид трифосфаттары (АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ),• нуклеозид дифосфаттары,• фосфоенолпируват, • 1, 3 дифосфоглицерат,• карбамойлфосфат,• сукцинил-КоА,• ацетил-КоА,• креатин фосфаты,• пирофосфат 30. Жоғары энергетикалық фосфаттарға сипаттама.АТФ-АДФ циклі. АДФ үнемі АТФ, аденозинтрифосфат және АМФ, аденозин монофосфатқа айналуда. Бұл молекулалар тек иемденетін фосфат топтарының санымен ерекшеленеді және тірі организмдердің метаболизмінде болатын көптеген реакцияларға қажет. АДФ - бұл жасушалар жүргізетін метаболикалық реакциялардың көп мөлшерінің өнімі. Бұл реакцияларға қажетті энергияны АТФ қамтамасыз етеді және оны бөлу арқылы энергия мен АДФ түзеді.АДФ-ті қалыптастыру үшін қажетті құрылыс материалы ретіндегі функциядан басқа, АДФ қан ұю процесінің маңызды компоненті болып табылады. Ол тромбоциттердің белсенділігін және коагуляция мен тромбозға байланысты басқа факторларды модуляциялайтын бірқатар рецепторларды белсендіруге қабілетті. Көптеген химиялық реакциялардағыдай, АТФ-тың АДФ-қа гидролизі қайтымды құбылыс болып табылады. Яғни, ADP-ді «қайта зарядтауға» болады - бұл біздің батарея ұқсастығын жалғастыру. АДФ пен бейорганикалық фосфаттан АТФ өндіруді қамтитын қарама-қарсы реакция энергияны қажет етеді.ADP және ATP молекулалары арасында энергияның термодинамикалық процесі арқылы бір көзден екіншісіне ауысу арқылы тұрақты цикл болуы керек.АТФ су молекуласының әсерінен гидролизденеді және өнім ретінде АДФ пен бейорганикалық фосфат түзеді. Бұл реакцияда энергия бөлінеді. АТФ фосфаттық байланысының үзілуі АТФ мольына шамамен 30,5 килоджуль бөледі, ал одан кейін АДФ бөлінеді. 31. Ұлпалық тыныс алу және биологиялық тотығу туралы түсінік. Митохондрияның құрылысы және электрондар мен протондар тасымалдау,Жануарлар жасушаларындагы катаболизм процестері тотығу реакцияларына кажет оттегiн қолдану арқылы жүреді.Осы реакциялар нәтижесінде энергия бөлінеді , бөлiнген энергия организм тіршілік ету барысында қажет жұмыстардың әр түрін істеуге кажет . Биологиялық жүйелерге жатпайтын жүйелер , жұмыс істеу үшін жылу энергиясын қолданады , ал биологиялық жүйелер изотермиялык режим де жұмыс істейді және тіршілік үшін химиялық энергияны қолданады . Химиялық реакциялар кезіндегі энергия өзгерісін биоэнергетика немесе биохимиялык термодинамика зерттейді . Кез келген тірі клетка - машина сиякты Сент - Дьёрди әсерлеп айтқандай , клетка жұмыс істеу үшін , машина секілді оған да энергия керек Қоректік заттар биологиялык тотыккан кезде ондай энергия митохондрияларда бөлініп шыгады Митохондрия дегеніміз - клетканың пiшiнi эллипске уксас , узындығы 1,5 2,0 мкм , диаметрі 0,5 - 1,0 мкм органелласы Митохондрияның сыртқы және ішкі екі мембранасы болады . Оны коршап тұрған сыртқы мембрана тегіс те жылтыр ал iшкi мембрананын коптеген терен катпарлары бар . Олар крист деп аталады Кристiн айналасы митохондриялык суйыктыққа толып тұрады және ол матрикс деп аталады Митохондрияларда лимон қышқылының циклы ( Кребс циклы ) жоне тотыга фосфорлану сияқты тіршілік үшін аса Клеткалардың өсуіне және тіршілігіне қажетті барлык энергия дерлік осындай маңызды процестер іске асады . процестер нәтижесінде пайда болады . Тотыгу энергиясы АТФ молекуласына жиналады . Сондыктан физиологиялық биохимиялық « машина » немесе«куат берушi станция » деп аталады тұрғыдан митохондриялар Коректік заттарда жинакталган энергияны сол станциялар сыртқа шығарады Мынадай жағдай есте болу керек электрон бөліп шығаратын(донор)барлык тотықтырушы реакциялар кезiнде екiншi бiр заттар тотықсызданады , яғни озiне электронды косып алады(акцептор), өйткені электрондар бос күйінде тіршілік ете алмайды . Сондықтан бул реакциялар тотығу - тотықсыздану реакциясы немесе оксидоредукция деп аталады.Тiрi организмде органикалык заттар тотығады , бұл кезде сутегі атомдары бөлінеді . Сутегі атомы бiр протоннан (Н) және бір электроннан (2) тұрады Көмірсулар , амин және май қышқылдары аэробты және анаэробты жолмен ыдыраған кезде түзілетін пируват цитозольден митохондрия матриксіне енедi Тотығу процесі кезінде субстраттардың бәрі НАД - Н береді де , ацетил - А коферментке айналады . Ацетил - А - коферменті лимон қышқылы циклында тотыкканда тагы НАД Н мен сукцинат түзіледі . Осы заттар және бурын түзілген НАД - Н молекулалары матрикске етіп , митохондрияның тыныстану тiзбегi мен тотыга фосфорлану ферменттері бар ішкі мембранасы бойына орналасады . Коректік заттар тотыққанда босанып шығатын энергия электрондарға ауысады . Бұл энергия тыныстану тізбегінде НАДН , ФАДН ? және баска тотықсызданган тасымалдаушылырдың электрондарынан молекулалық оттегiне жеткізілу процесінде шығарылып алынады . Ал протондар бос күйінде ерітіндіде жүреді деген болжам бар . Тірі клеткалардағы көмірсулардың,амин және мпй қышқылдарының молекулалық оттегінің қатысуымен СО2 мен Н2О соңғы өніміне дейін ферменттік тотығуын биологиялық тотығу немесе клеткалық тыныстану деп аталды. Билогиялық тотығу туралы В.И.Палладиннің «Сутегінің активтену теориясы» еңбегінде түсініктеме берілген .Ол өз теориясында сутегі дегидрогеназа ферментінің әсерінен субстраттан ажырайтындығын яғни субстрат тотығатындығын айтқан . Биологиялық тотығу туралы әріқарай дамытушыларға –О.Варубург және Д.Кейлинді айтуға болады. О.Варубург – аэробты клеткаларда Fe бар ферментті –цитохромоксидазаны ашты, ФАД және НАД+ құрылымдық формуласын берді.Д.Кейлин – клетка ішіндегі ферменттерді а,б,с цитохромдарды ашты. Зерттеулер,нәтижесінде-митохондрияда электрондарды тасмалдайтын тізбек бар екені дәлелденді.Яғни ол ЭТТ немесе Тыныс алу тізбегі деп аталды . Жалпы О2 ге тасмалдау тізбегі арқылы түскен әрбір 2 электроннның қосылуы кезінде ,матрикстен 2 протон сіңіріліп,Н2О молекуласы түзіледі.Яғни жасушаларда оттегін қолдана және судың түзілуі арқылы органикалық заттардың тотығуы «Тіндік тыныс алу деп аталады». жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|