Биосинтез фосфолипидов у бактерий.

Фосфолипиды(сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы) являются преообладающей формой липидов в микроорганизмах. Фосфолипиды практически содержатся только в клеточных мембранах и очень редко в небольших количествах обнаруживаются в составе запасных отложений.

Фосфолипиды делят на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Из глицерофосфолипидову бактерий присутствуют:

・фосфатидилглицерины (в мембранах в форме аминокислотных производных)

・фосффатидали

При синтезе фосфолипидов сначала происходит активация глицерина фосфорилированием АТФ (для того чтобы занять 3 положение), далее присоединяются остатки жирных кислот, и так до диацилглицерола. Далее возможны две стратегии синтеза фосфолипидов (вторая схема) где учавствует уже ЦТФ(Цитидинтрифосфат — цитозиновый нуклеотид, содержащий три фосфатных остатка).

Билет № 12

Окислительное фосфорилирование.(Связано с дыхательной цепью. Транспорт протона, передача субстрату за счет соединения, дельта G которого повышается)

Окислительное фосфорилирование это энергозапасающий процесс являющийсяч финальной стадией клеточного дыхания. Протекает в митохондриях у эукариот. Суть процесса сводится к востановлению О2 до Н₂О за счет переноса электронов от НАДН и ФАДН₂. В процессе окисления глюкозы после гликолиза из одной молекулы получаются 2 молекулы пирувата идущие в митохондрии. Из молекул пирувата в пируватдегидрогеназном комплексе получается ацетил КоА. Он вступает в цикл Кребса в котором окисляется до СО2 и воды, что сопровождается получением АТФ и востановительных эквивалентов (НАДН и ФАДН2). Электрон полученный путем окисления восстановительного эквивалента поступает в электронно-транспортную цепь дыхания. Дыхательная цепь митохондрий состоит из ряда последовательно действующих переносчиков электронов, в том числе некоторых интегральных белков мембраны.

Суть цикла: электроны, полученные в результате окисления НАДН передаются на белок флавопротеин в составе комплекса НАДН убихинонредуктазы(комплекс 1). Далее электроны переносятся на железосерные белки, а с них на хинон вместе с Н+ из матрикса. К хинону также приходят электроны из комплекса 2, полученные путем окисления сукцината до фумарата. Хинон переносит электроны в Q-цикл в процессе которого электроны переносятся на цитохром С, а протоны в межмембранное пространство. Цитохром С переносит электроны в комплекс 4, который через гемы передает их кислороду(при этом из матрикса берутся недостающие протоны) . Кислород востанавливается до воды. При этом выделяемая в процессе энергия используется для переноса протонов в межмембранное пространство. Итог- энергия высвобождаемая при переносе электронов в дых цепи запасается в виде протонного градиента.
Этот протонный градиент фоормирует протон движущую силу которая служит источником энергии для синтеза АТФ, когда ионы Н+ спонтанно возвразаются по граадиенту концентрации из цитозоля в матрикс, проходя через поры для Н+ в АТФ синтазе. АТФ синтаза состоиз F1(переферический мембранный белок) и F0(интегральный белок). Процесс синтеза АТФ проходит по механизму вращательного катализа: при каждом переносе Н+ в матрикс через F0 происходит циклическое изменение конформации 3-х центров связывания нуклеотидов в F1. Центры принимают конформацию благоприятную для связывания АДФ и фосфата, АТФ, пустой конформации, освобождающей нуклеотид. При этом энергия протон движущей силы расходуется на высвобождения АТФ из центра связывания. Активность окислительного фосфорилироввания зависит от соотнощения АТФ/АДФ.

Олигосахариды. Синтез. Значение. (Арабиноза. Связь инозита с галактозой. Синтез за счет активирования моносахаридов при связи с нуклеотидами)

Олигосахариды - это углеводы, состоящие из коротких цепей моносахаридных звеньев, соединенных гликозидными связями(связь, образуемая между OН группой одной молекулы и аномерным атомом(полуацетальным) другой молекулы с высвобождением молекулы воды).Наиболее распространенные дисахариды (сахароза:глюкоза+фруктоза). L-арабиноза????. Рафиноза (раффиноза) — невосстанавливающий трисахарид, состоящий из остатков D-галактозы, D-глюкозы и D-фруктозы., соединения между ними происходит через антомерные атомы

Сахароза Арабиноза

В живых организмах под действием аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) с участием ферментов происходит избиратель­ное фосфорилирование только по гидроксильной группе при ато­ме С-6 глюкозы с образованием глюкозо-6-фосфата:

Значение: запасание питательных веществ (в вакуолях растений например), форма транспортировки питательных веществ. Сахароза является основным субстратом для синтеза целлюлозы, в мембранном комплексном белке (сахароз-синтаза и целлюлоз-синтаза) она разрушается и синтезируется целлюлоза.

Билет 13

Биосинтез жирных кислот

Синтез жирных кислот протекает в цитоплазме клетки. В митохондриях в основном происходит удлинение существующих цепей жирных кислот. Первой реакцией биосинтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил-КоА, для чего требуются бикарбонат, АТФ, ионы марганца.

HCO3- + АТФ +биотин= карбоксилированный биотин. Карбоксилированный биотин + CH3-CO-S-КоА= HOOC-CH2-CO-S-КoА. Катализирует эту реакцию фермент ацетил-КоА-карбоксилаза. Фермент содержит в качестве простетической группы биотин. Реакция протекает в два этапа: I – карбоксилирование биотина с участием АТФ и II – перенос карбоксильной группы на ацетил-КоА, в результате чего образуется малонил-КоА. Малонил-КоА представляет собой первый специфический продукт биосинтеза жирных кислот. В присутствии соответствующей ферментной системы малонил-КоА быстро превращается в жирные кислоты. Путем реакций малонилКоА и ацетил КоА с ацилпереносящим белком(АПБ) ацетил и малонил переносятся на АПБ, далее ацетилАПБ и малонилАПБ обединяются в ацетоацетилАПБ с потерей СО2. Цикл реакций повторяется вплоть до получения цепочки нужной длины.

Видно при последовательном восстановлении можно оставлять двойные связи для синтеза полиненасыщенных жирных кислот

Запасные и структурные полисахариды растенийПолисахариды-полимерные молекулы состоящие из большого количества остатков моносахаридов соединенных гликозидными связями(связь между аномерным атомом одной молекулы и ОН группы другой молекулы). Бывают гомополисахариды(один тип моносахаридов) и гетерополисахариды.

Функции: запасающая (крахмал, гликоген), структурная(целлюлоза, хитин)

Крахмал - смесь двух полимеров глюкозы: амилозы(длинные неразветвленные цепи из остатков D глюкозы соединенных альфа 1-4 связями) и амилопектина(длинные неразветвленные цепи из остатков D глюкозы соединенных как альфа 1-4, так и альфа 1-6 связями, через каждые 24-30 остатков разветвление). Тк связи в крахмале затрагивают один аномерный атом, следовательно краевые остатки глюкозы имеют свободные аномерные атомы, обладающие высокой хим. активностью.

Крахмал

Целлюлоза- основной компонент клеточной стенок растений. Является линейным неразветвленным гомополисахаридом из 10-15 тыс. остатков D глюкозы, но связи между остатками бетта 1-4

фрагмент целлюлозы

Каллоза - нерастворимый в воде полисахарид, содержащийся в растениях и состоящий из остатков молекулы глюкозы, соединённых в спиральную цепочку (в отличие от целлюлозы, в которой молекулы глюкозы соединены в прямую цепочку). Каллоза выстилает канальцы ситовидных пластинок флоэмы; по мере старения ситовидных трубок количество каллозы увеличивается, и ситовидные трубки закупориваются и перестают функционировать. При поранении каллоза откладывается на стенках клеток паренхимы, образуя каллюс. Встречается также в стенках клеток некоторых водорослей и грибов

Билет 14

Углеводы. Строение, свойства.Углеводы (сахара, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями. Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы – дисахариды, от двух до десяти единиц — олигосахариды, а более десяти — полисахариды.

Моносахари́ды — простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения, одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Некоторые моносахариды обладают сладким вкусом. Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и так далее.

Дисахари́ды — сложные органические соединения, одна из основных групп углеводов, при гидролизе каждая молекула распадается на две молекулы моносахаридов, являются частным случаем олигосахаридов. По строению дисахариды представляют собой гликозиды, в которых две молекулы моносахаридов соединены друг с другом гликозидной связью, образованной в результате взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие. Например, в молекуле мальтозы у второго остатка моносахарида (глюкозы) имеется свободный полуацетальный гидроксил, придающий данному дисахариду восстанавливающие свойства. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одним из основных источников углеводов в рационе человека и животных..

Сахароза

Олигосахариды — углеводы, молекулы которых синтезированы из 2 — 10 остатков моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Соответственно различают: дисахариды, трисахариды и так далее.

Наиболее распространены среди олигосахаридов дисахариды. Среди природных трисахаридов наиболее распространена рафиноза — невосстанавливающий олигосахарид, содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы — в больших количествах содержится в сахарной свёкле и во многих других растениях.

Полисахариды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в

группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков. Гомополисахариды (гликаны), состоящие из остатков одного моносахарида, могут быть гексозами или пентозами, то есть в качестве мономера может быть использована гексоза или пентоза. В зависимости от химической природы полисахарида различают глюканы (из остатков глюкозы), маннаны (из маннозы), галактаны (из галактозы) и другие подобные соединения. К группе гомополисахаридов относятся органические соединения растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (декстраны) происхождения.

Крахмал

целлюлоза