Аннотация по теме занятия

Нуклеопротеины – сложные белки, состоящие из белков и нуклеиновых кислот. Существует два типа нуклеопротеинов, которые отличаются друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам: дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНП).

Нуклеопротеины пищи подвергаются перевариванию в ЖКТ, образуя ряд низкомолекулярных продуктов, всасывающихся в тонком кишечнике.

1 этап – это отщепление нуклеиновой кислоты от белковой части нуклеопротеина. Этот разрыв связи между белком и простетической группой происходит как в желудке, так и в кишечнике. В желудке этот процесс происходит под действием пепсина, в кишечнике – под действием трипсина. Затем белок в ЖКТ подвергается обычным превращениям.

Расщепление нуклеиновых кислот, содержащихся в пище, происходит в результате переваривания в тонком кишечнике под действием нуклеаз: РНК-азы и ДНК-азы. Всасывание продуктов гидролиза нуклеиновых кислот происходит в виде нуклеотидов и нуклеозидов, а также в виде азотистых оснований, пентозы и остатка фосфорной кислоты.

Биосинтез пуриновых мононуклеотидов.

Первоначальным соединением синтеза служит Д-рибозо-5-фосфат, который является продуктом пентозофосфатного цикла и на который переносится пирофосфатная группа АТФ. Образовавшийся 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФРПФ) взаимодействует с глутамином, который является донором NН2-группы в результате чего образуется β-5-фосфорибозил-амин. Эта стадия становится ключевой в синтезе пуринов. Затем присоединяется молекула глицина к свободной NН2-группе β-5-фосфорибозил-амина с образованием глицинамидрибонуклеотида. Еще через несколько стадий образуется первый пуриновый нуклеотид инозинмонофосфат (ИМФ), из которого затем синтезируются остальные нуклеозидфосфаты.

Схема:

Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов

Первоначальными соединениями этого процесса являются карбамоилфосфат и аспарагиновая кислота. Из них через длинную цепь реакций образуется уридинмонофосфат (УМФ) и остальные пиримидиновые нуклеотиды.

Превращение УМФ в уридиндифосфат (УДФ) и уридинтрифосфат (УТФ) осуществляется путем фосфорилирования:

УМФ + АТФ УДФ + АДФ

УДФ + АТФ УТФ + АДФ

ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота

ФРДФ – фосфорибозил-дифосфат

Распад пуриновых нуклеотидов.

Аденозин и гуанозин, которые образуются при гидролизе пуриновых нуклеотидов, подвергаются ферментативному распаду с образованием конечного продукта – мочевой кислоты, которая выводится с мочой из организма.

Распад пиримидиновых нуклеотидов.

Начальные этапы этого процесса катализируются специфическими ферментами. Конечные продукты: СО2, NН3 , мочевина, β-аланин, β-аминоизомасляная кислота. β-аланин используется для синтеза дипептидов мышц – карнозина и ансерина или выделяется с мочой.

Содержание мочевой кислоты в крови и моче отражает интенсивность расщепления нуклеиновых кислот в организме. Образование мочевой кислоты происходит в печени. В норме ее содержание составляет в крови 0,18-0,24 ммоль/л, а в моче – 0,7 г/сут. Изменение этих показателей возникает при некоторых заболеваний (см. патологию белкового обмена).

Причиной нарушений в обмене отдельных аминокислот служит полное или частичное выключение определенной ферментативной активности. При этом врожденном дефекте идет накопление большого количества промежуточных или побочных продуктов, оказывающих токсическое действие на организм, особенно на ЦНС. Вот почему, прежде всего, поражаются дети раннего возраста с последующим нарушением психической деятельности.

Фенилкетонурия – это заболевание, связанное с отсутствием фермента фенилаланингидроксилазы, в связи с чем фенилаланин превращается не в тирозин, а в фенилпировиноградную кислоту (ФПВК). Накопление ее приводит к заболеванию, проявляющемуся в отсталом психическом развитии у детей (олигофрены), у которых содержится в моче очень много ФПВК.

Фенилаланин фен-ала тирозин

гидроксилаза

ФПВК

Из аминокислоты тирозина образуются: тироксин, норадреналин, адреналин, меланин и др. При отсутствии ферментов, расщепляющих тирозин, наблюдается следующая патология:

Альбинизм – наследственное заболевание, связанное с отсутствием фермента тирозиназы. Тирозин не превращается в диоксифенилаланин (ДОФА), следовательно, не образуется пигмент меланин.

тирозин

ДОФА

дофамин гомогентизиновая кислота

меланин норадреналин ацетоуксусная фумаровая

кислота кислота

адреналин

Алкаптонурия – заболевание, связанное с отсутствием фермента, расщепляющего гомогентизиновую кислоту. Она выводится с мочой и при соприкосновении с воздухом моча приобретает темную окраску.

Одним из характерных нарушений азотистого обмена является белковая недостаточность, которая является следствием не только дефицита белка, но и ряда тяжелых заболеваний даже при достаточном поступлении белка с пищей. Причины белковой недостаточности: малобелковое питание или плохое усвоение белков пищи, непроходимость пищевода, патология пищеварительной системы.

Результатом этих состояний являются: отрицательный азотистый баланс, гипопротеинемии (снижение концентрации белков в сыворотке крови до 30-50 г/л, в норме – 65-85 г/л) и нарушения коллоидно-осмотического и водно-солевого обменов (развитие отеков).

При тяжелых формах пищевых дистрофий, например, при квашиоркоре – заболевании, которое распространено среди детей развивающихся стран, наблюдаются тяжелые поражения печени, остановка роста, отечность, атония мышц, резкое снижение сопротивляемости организма инфекциям. Болезнь часто заканчивается летальным исходом.

При белковой недостаточности наблюдается резкое снижение интенсивности процессов дезаминирования, трансаминирования, биосинтеза аминокислот и синтеза мочевины в печени. Эти нарушения обусловлены нарушением ферментативных функций печени и других органов. Следствием их являются накопление аминокислот в крови, экскреция с мочой свободных аминокислот (до 10-20 г/сут, в норме – 1г/сут) и резкое снижение образования и выделения мочевины с мочой.

Аминоацидурия – дефект белков одной из транспортных систем аминокислот в почках, где происходит их реабсорбция, сопровождающийся потерей их с мочой в 3-5 раз больше нормы.

Цистинурия – дефект белка, транспортирующего цистин, приводит к повышенному выделению с мочой преимущественно цистина и образованию цистиновых камней в почках.

Фруктозурия, глюкозурия и пентозурия – патологии, связанные с дефектом соответствующих мембранных транспортных белков в почках, сопровождаются потерей моносахаридов (фруктозы, глюкозы или пентоз).

Иногда эти протеинопатии называют почечным диабетом.

Кетонурия – болезнь, сопровождающаяся появлением мочи с запахом ''кленового сиропа'', является следствием недостаточности декарбоксилазы кетопроизводных аминокислот, т.е. валина, лейцина и изолейцина. В результате нарушения окислительного декарбоксилирования происходит повышение содержания в крови этих аминокислот и их кетопроизводных, а также выделение их с мочой. Моча таких больных имеет характерный запах ''кленового сиропа''. Клинически у таких детей наблюдается рвота, периодические судороги, мышечная ригидность.

Подагра – заболевание, вызванное нарушением обмена нуклеиновых кислот. В хрящах, сухожилиях, в суставных сумках, иногда в почках, коже, мышцах откладываются кристаллы мочевой кислоты, вокруг этих отложений образуется воспаление и грануляционный вал, который окружает омертвевшую ткань, при этом образуются подагрические узлы (в суставах пальцев рук, ног, в хрящах ушной раковины), что сопровождается деформацией и болезненностью пораженных суставов. Обычно больные склонны к атеросклерозу и гипертонии. В их крови наблюдается большая концентрация мочевой кислоты – гиперурикемия. В течение нескольких дней перед приступом подагры увеличивается выделение воды и хлорида натрия с мочой, т.е. сдвигается водно-солевой баланс. Вследствие этого возрастает концентрация мочевой кислоты в крови и отложение ее в тканях и почках.

Синдром Леш-Нихана – тяжелая форма гиперурикемии. Проявляется у мальчиков. Кроме симптомов подагры наблюдаются церебральные параличи, нарушение интеллекта, попытки наносить себе раны (укусы губ, пальцев). Связана болезнь с дефектом фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы, которая катализирует превращение гипоксантина и гуанина в гуанинимонофосфат (ГМФ), поэтому они превращаются в мочевую кислоту.