ВОПРОС понятие о четырех этапах катаболизма. Хор ка субстратов и продуктов каждого этапа
Катаболизм - это процессы распада биологических сложных веществ на более простые составные части, это гидролиз, окисление продуктов. В результате освобождается энергия и пластический материал. В биологических реакциях необходимы особые катализаторы - биологические. Их называют ферментами или энзимами. В настоящее время открыто более 3000 ферментов, представляющих собой по химической природе глобулярные белки.
2.Этапы катаболизма:
В результате расщепления белков, жиров и углеводов в клетке образуются вещества, богатые энергией - прежде всего АТФ. Синтез АТФ происходит в митохондриях. В катаболизме различают три этапа.1. Пищеварения происходит чаще всего вне клеток, в пищеварительной полости. Белки при этом разлагаются при этом на аминокислоты, сложные углеводы - простые сахара, жиры - на жирные кислоты и глицерин. 2. Брожение происходит без участия кислорода (О2). На этом этапе продукты пищеварения поступают внутрь клеток. Важнейшая часть второго этапа катаболизма - гликолиз, расщепление глюкозы в отсутствие кислорода. Молекула глюкозы распадается на две молекулы молочной кислоты, а за счет выделенной энергии образуются две молекулы АТФ. У анаэробных (живущих в отсутствии кислорода) организмов гликолиз часто является основным источником энергии. У остальных организмов (включая животных и человека) гликолиз служит средством быстрого получения энергии при недостатке кислорода. 3. Дыхание происходит с участием кислорода (О2). В результате дыхания две молекулы молочной кислоты распадаются в конечном итоге на воду и углекислый газ и образуется 36 молекул АТФ. Легко видеть, что дыхание - значительно более энергетически выгодный процесс, дающий гораздо больше АТФ, чем брожение. Клеточное дыхание происходит в митохондриях.
БИЛЕТ № 22.
ВОПРОС №
1- Оксидоредуктазы. Общая характеристика. Анаэробные дегидрогеназы. Примеры.
Оксидоредуктазы - катализируют окислительно-восстановительные реакции.
S восстан.+S'окисл. S окисл. + S'восстан.
ДЕГИДРОГЕНАЗЫ катализируют отщепление или присоединение водорода.
ДГ различают в зависимости от того, переносятся ли Н+ и е- на кислород (аэробные ДГ) или реакция идет без кислорода (анаэробные дегидрогеназы).
Анаэробные дегидрогеназы удаляют водород из субстрата, без использования кислорода. Например, алькогольДГ является анаэробной, т. к. эта реакция протекает без участия О2. Другой пример лактатдегидрогеназа (ЛДГ):
СН3-С-СООН СН3-СН-СООН
О НАД.Н2 НАД ОН
ПВК Мол. к-та
Анаэробные ДГ являются НАД и НАДФ-зависимыми дегидрогеназами,
т.е., их коферментом является
1)НАД(никотинамидадениндинуклеотид)
2)НАДФ (никотинамидадениндинуклеотид-фосфат)
Водород, который отнимается этими ДГ, используется в двух разных путях:
а) в процессе тканевого дыхания;
б) использование в восстановительном синтезе.
НАД-зависимые дегидрогеназы участвуют в производстве энергии в клетке.
НАДФ-зависимые дегидрогеназы участвуют в процессах восстановительного синтеза, например, в синтезе высших жирных кислот, холестерина.
Кроме НАД и НАДФ, коферментами анаэробных дегидрогеназ могут быть также ФМН (флавинмононуклеотид) и
ФАД (флавинадениндинуклеотид).
Эти дегидрогеназы либо переносят электроны в дыхательной цепи, либо поставляют электроны для нее.
ВОПРОС№ 2 Ферментные комплексы цепи передачи электронов. Роль дых цепи
Комплексы дыхательной цепи
Комплекс I (НАДН дегидрогеназа) окисляет НАД-Н, отбирая у него два электрона и перенося их на растворимый в липидах убихинон, который внутри мембраны диффундирует к комплексу III. Вместе с этим, комплекс I перекачивает 4 протона из матрикса в межмембранное пространство митохондрии.
Комплекс II (Сукцинат дегидрогеназа) не перекачивает протоны, но обеспечивает вход в цепь дополнительных электронов за счёт окисления сукцината.
Комплекс III (Цитохром bc1 комплекс) переносит электроны с убихинола на два водорастворимых цитохрома с, расположенных на внутренней мембране митохондрии. Убихинол передаёт 2 электрона, а цитохромы за один цикл переносят по одному электрону. При этом туда также переходят 2 протона убихинола и перекачиваются комплексом.
Комплекс IV (Цитохром c оксидаза) катализирует перенос 4 электронов с 4 молекул цитохрома на O2 и перекачивает при этом 4 протона в межмембранное пространство. Комплекс состоит из цитохромов a и a3, которые, помимо гема, содержат ионы меди.
В дыхательной цепи происходит дискриминация протонов и электронов: в то время как протоны переносятся через мембрану, создавая ΔрН, электроны движутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохромоксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-синтазой. Таким образом, тканевое дыхание «заряжает» митохондриальную мембрану, а окислительное фосфорилирование «разряжает» ее.
БИЛЕТ№ 28
1 вопрос регуляция активности ферментов
Клетку или организм можно считать больными, если они неадекватно реагируют на внутреннее или внешнее воздействие.
Перечислим общие принципы регуляции работы ферментов:
1)Регуляция количества фермента путем изменения его количества, т.е. путем регуляции скорости его синтаза и распада.
2)Регуляция каталитической активности ферментов. Если в результате физиологических процессов изменяется активность фермента, то мы часто не можем сказать, чем это обусловлено: изменением его количества или эффективности его функционирования. Изменением каталитической активности фермента называют все изменения его активности, происходящие при постоянном количестве ферментного белка.
3) Третий принцип регуляции активности ферментов заключается
в пространственной организации клеточных компонентов. . Специфические химические процессы протекают в определенной части клетки, в которой для этого собраны необходимые ферменты. Такая организация позволяет осуществлять наиболее тонкую регуляцию метаболизма.
4) Четвертый принцип регуляции активности ферментов основан на участии в реакции наряду с ферментами активаторов или ингибиторов ферментативной реакции.
Фосфорилирование — процесс переноса остатка фосфорной кислоты от фосфорилирующего агента- донора к субстрату, как правило, катализируемый ферментами и ведущий к образованию эфиров фосфорной кислоты[1]:
АТФ + R-OH АДФ + R-OPO3H2
Дефосфорилирование (dephosphorylation) - Реакция отщепления остатка ортофосфорной кислоты от молекулы фосфорсодержащего органического соединения, например, АТФ или фосфопротеинов. Дефосфорилирование – процесс, обратный фосфорилированию.
2.окислительноедекарбоксилирование пировиноградной кислоты:
Пируват + НАД+ + HS-KoA –> Ацетил-КоА + НАДН + Н+ + СO2.
1 стадия:пируват теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватдегидрогеназы (E1).
2 стадия:На II стадии оксиэтильная группа комплекса E1–ТПФ–СНОН–СН3 окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновременно переносится на амидлипоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидроли-поилацетилтрансферазой (Е2)
3 стадия:III стадия – перенос ацетильной группы на коэнзимКоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением.
4 стадия:При участии фермента дигидролипоилдегидрогеназы (Е3) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет рольпростетической группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН2дигидролипоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образованием НАДН + Н+.