BIOLOŠKA HEMIJA

Metodički materijal za samostalno učenje)

Petrozavodsk

TEMA 1. STRUKTURA, KLASIFIKACIJA

I BIOLOŠKA ULOGA AMINOKISELINA

vježba:

1. Naučite predloženi teorijski materijal.

2. Upoznajte se sa opcijama za test na tu temu.

(Izvođenje kontrolnog rada na ovu temu izvodi se na prvom laboratorijskom času u 6. semestru, tokom ljetne sesije).

Aminokiselinski sastav proteina

Istorijat. Prva aminokiselina, glicin, izolirana je 1820. kiselom hidrolizom želatina; aminokiselinski sastav proteina u potpunosti je dešifrovan 1938. godine, kada je identificirana posljednja aminokiselina treonin ( Postoje dokazi da je asparagin prvi put izolovan iz šparoga 1806. godine).

Funkcije aminokiselina. Trenutno je poznato više od 300 aminokiselina koje mogu djelovati različite funkcije:

su dio svi proteini- ima ih 20, a takve aminokiseline se zovu standardne, ili proteinogen;

uključeni su samo rijetke ili određene proteine(na primjer, hidroksiprolin, 5-oksilizin su dio kolagena; dezmozin je dio elastina);

dio su drugih spojeva (na primjer, b-alanin je dio vitamina B 3, koji je neophodan za sintezu CoA-SH);

su srednji metaboliti metaboličkih procesa (na primjer, ornitin, citrulin);

neophodni za sintezu biološki aktivnih spojeva, na primjer, biogenih amina, neurotransmitera;

neophodni za sintezu spojeva koji sadrže dušik (poliamini, nukleotidi i nukleinske kiseline);

Ugljični kostur aminokiselina može se koristiti za sintetizaciju drugih jedinjenja:

a) glukoza - takve aminokiseline se nazivaju glukogeni(većina proteinogena);

b) lipidi - ketogeni(šaht, ley, ile, fen, streljana);

Aminokiseline mogu biti izvor određenih funkcionalnih grupa - sulfata (cistein), jednougljičnih fragmenata (metionin, glicin i serin), amino grupa (glutamin, aspartat).

Nomenklatura aminokiselina. Aminokiseline su derivati ​​karboksilnih kiselina, u čijoj molekuli je atom vodika na C, koji stoji na a-poziciji, zamijenjen amino grupom. Opća formula L-izomera aminokiselina:

Aminokiseline se razlikuju jedna od druge po funkcionalnim grupama u bočnom lancu (R). Svaka amino kiselina ima trivijalna, racionalna i skraćena notacija od tri ili jednog slova, na primjer, glicin, aminoacetat, gly.

Trivijalno naziv se najčešće povezuje s izvorom izolacije ili svojstvima aminokiseline:

Serin je dio fibroina svile (od lat. serius- svilenkasta)

Tirozin je prvi put izolovan iz sira (od grč. Tyros- sir),

Glutamin izolovan iz glutena žitarica (iz lat. gluten- ljepilo),

cistin - od kamenja Bešika(iz grčkog. kystis- balon)

asparaginska kiselina - klice šparoga (od lat. šparoge- šparoge)

glicin od grčkog. glikoze- slatko.

racionalno ime nastaje na osnovu činjenice da je svaka aminokiselina derivat odgovarajuće karboksilne kiseline.

Skraćenica koristi se za pisanje aminokiselinskog sastava i sekvence aminokiselina u lancu. U biohemiji se najčešće koristi trivijalna i skraćena oznaka.

Klasifikacija aminokiselina.

Postoji nekoliko klasifikacija:

1) po hemijskoj prirodi bočnog lanca (R),

2) racionalna klasifikacija (prema stepenu polariteta radikala, prema Leningeru),

3) sposobnošću da se sintetiše u organizmu.

Prema hemijskoj prirodi bočnog lanca (R) Sve aminokiseline se dijele na:

Aciklički (alifatski):

· monoaminomonokarboksilna

· monoamin dikarboksilna

· diaminomonokarboksilna

· diaminodikarboksilna

ciklički:

1) homociklički(fen za kosu, streljana);

2) heterociklični:

· amino kiseline(gis, tri);

· iminokiseline(pro).

Prema Lehningeru(prema sposobnosti radikala da stupi u interakciju s vodom), sve aminokiseline se dijele u 4 grupe:

· nepolarni, nenapunjen ( hidrofobna) - ima ih 8: ala, val, ley, ile, met, fen, tri, pro;

· polar, nenapunjen ( hidrofilna) - ima ih 7: ser, tre, gln, asn, cis, tyr, gly;

· negativno naelektrisan- ima ih 2: asp, glu;

· pozitivno naelektrisan- ima ih 3: gis, arg, liz.

sposobnost da se sintetiše u organizmu aminokiseline mogu biti:

· zamjenjiv, koji se može sintetizirati u tijelu;

· neizostavan, koji se ne može sintetizirati u tijelu i mora se snabdjeti hranom.

Pojam "neophodan" je relativan za svaku vrstu - kod ljudi i svinja ih ima 10 (val, ley, ile, tre, met, fen, tri, arg, gis, lys), kod životinja sa četiri komore želudac - 2 koji sadrže sumpor (cis, met), kod ptica - 1 (gli).

Fizičko-hemijska svojstva aminokiselina:

1. Rastvorljivo u vodi(aminokiseline pozitivno i negativno nabijene su bolje topljive, nego hidrofilne , još gore - hidrofobno).

2. Imaju visoku tačku topljenja(zbog činjenice da su u kristalnom obliku u obliku bipolarnih jona).

3. Imaju optičku aktivnostšto je zbog prisustva asimetričnog atoma ugljika (sa izuzetkom glyja). U tom smislu, aminokiseline:

· postoje u obliku L- i D-stereoizomera, ali sastav proteina viših životinja uključuje uglavnom aminokiseline L-serije; broj stereoizomera ovisi o broju asimetričnih atoma ugljika i izračunava se po formuli 2 n , gdje je n broj asimetričnih atoma ugljika;

sposoban da rotira ravan polarizovane svetlosti udesno ili ulevo; vrijednost specifične rotacije za različite aminokiseline varira od 10 do 30 º.

4. Amfoterna svojstva(aminokiseline, osim gly, pri fiziološkim pH vrijednostima iu kristalnom obliku su u obliku bipolarnih iona). pH vrijednost pri kojoj je ukupni naboj aminokiseline 0 naziva se izoelektrična tačka. Za monoaminomonokarboksilne aminokiseline se nalazi u rasponu od 5,5-6,3, za diaminomonokarboksilne aminokiseline je više od 7, za dikarboksilne aminokiseline je manje od 7 .

5. Hemijska svojstva :

· kiselinska svojstva zbog prisustva karboksilne grupe;

osnovna svojstva zbog prisustva amino grupe;

svojstva zbog interakcije amino-

i karboksilne grupe među sobom;

svojstva zbog prisustva funkcionalnih grupa u bočnom lancu.

Klasifikacija aminokiselina.

1. Prema sposobnosti radikala da interaguju sa H 2 O:

Nepolarni (hidrofobni) - slabo rastvorljiv;

Polarni (hidrofilni) nenaelektrisani - visoko rastvorljivi;

negativno naelektrisan;

pozitivno naelektrisan.

2. Po biološkom i fiziološkom značaju:

Esencijalne - organizam ih ne može sintetizirati iz drugih jedinjenja i u potpunosti se snabdijevaju hranom (valin, leucin, izoleucin, treonin, metionin, lizin, fenilalanin, triptofan);

Poluzamjenjivi - stvaraju se u nedovoljnim količinama u tijelu, pa se djelimično snabdijevaju hranom (arginin, tirozin, histidin);

Zamjenjiv - sintetizira se u tijelu (sve ostalo).

3. Po funkcionalnoj pripadnosti:

Alifatične monokarboksilne kiseline: glicin, alanin, valin, leucin, izoleucin;

Alifatične hidroksiamino kiseline: serin, treonin;

Diaminomonokarboksilni: lizin, arginin;

Monoaminodikarboksilne: glutaminska kiselina, glutamin;

Aromatični: fenilalanin, tirozin;

Heterociklični: histidin, triptofan;

Aminokiselina: prolin.

U proteinskom lancu prva aminokiselina ima slobodnu NH2 grupu - to je početak (N-kraj), a konačna aminokiselina ima C-kraj.

Peptidna (amidna) veza je kovalentna, vrlo jaka veza. Do njegovog pucanja dolazi tokom teške hidrolize (katalizator H2SO4 ili alkalija). Otkriveno biuret reakcijom. Peptidi se razlikuju od proteina po tome što imaju manju molekularnu težinu.

Neki od njih su biološki aktivne supstance(hormoni - vazopresin, oksitocin; glutation, endorfini).

Proteinske otopine su koloidne otopine različitih svojstava. Svaki proteinski molekul u vodenom rastvoru okružen je hidratantnom ljuskom zbog svojih hidrofilnih grupa (–COOH, –OH, –NH2, –SH). U vodenim otopinama, proteinski molekul ima naboj koji se može mijenjati ovisno o pH.

Berezov T.T., Korovkin B.F.

Sve prirodne aminokiseline imaju zajedničko vlasništvo- amfoterično (od grčkog amfoteros - obostrano), tj. svaka aminokiselina sadrži najmanje jednu kiselinu i jednu bazičnu grupu. Opći tip strukture α-amino kiselina može se predstaviti na sljedeći način:

Kao što se vidi iz opšta formula, aminokiseline će se razlikovati jedna od druge po hemijskoj prirodi R radikala, koji je grupa atoma u molekuli aminokiseline koja je povezana sa α-ugljičnim atomom i nije uključena u formiranje peptidne veze tokom proteina sinteza. Gotovo sve α-amino- i α-karboksilne grupe su uključene u formiranje peptidnih veza proteinske molekule, dok gube kiselo-bazna svojstva specifična za slobodne aminokiseline. Stoga je čitav niz karakteristika strukture i funkcije proteinskih molekula povezan sa hemijskom prirodom i fizičko-hemijskim svojstvima radikala aminokiselina. Zahvaljujući njima proteini su obdareni nizom jedinstvenih funkcija koje nisu karakteristične za druge biopolimere, a imaju i kemijski identitet.

Klasifikacija aminokiselina zasniva se na hemijskoj strukturi radikala, iako su predloženi i drugi principi. Postoje aromatične i alifatske aminokiseline, kao i aminokiseline koje sadrže sumporne ili hidroksilne grupe. Često se klasifikacija zasniva na prirodi naboja aminokiselina. Ako je radikal neutralan (takve aminokiseline sadrže samo jednu amino i jednu karboksilnu grupu), onda se nazivaju neutralne aminokiseline. Ako aminokiselina sadrži višak amino ili karboksilnih grupa, onda se naziva bazna ili kisela aminokiselina, respektivno.

Moderna racionalna klasifikacija aminokiselina zasniva se na polaritetu radikala (R-grupe), tj. njihova sposobnost interakcije s vodom pri fiziološkim pH vrijednostima (blizu pH 7,0). Postoji 5 klasa aminokiselina koje sadrže sledeće radikale: 1) nepolarne (hidrofobne); 2) polarni (hidrofilni); 3) aromatične (uglavnom nepolarne); 4) negativno naelektrisan i 5) pozitivno naelektrisan. Prikazana klasifikacija aminokiselina (tabela 1.3) prikazuje nazive, skraćene engleske i ruske oznake i jednoslovne simbole aminokiselina prihvaćenih u domaćem i strane književnosti, kao i vrijednosti izoelektrične tačke (pI) i molekulske težine (M). Odvojeno dato strukturne formule svih 20 aminokiselina proteinske molekule.

Prve dvije aminokiseline nalaze se u proteinima vezivno tkivo- kolagen, a dijodotirozin je osnova strukture hormona štitne žlijezde. Miozin mišića takođe sadrži ε-N-metillizin; protrombin (protein za zgrušavanje krvi) sadrži γ-karboksiglutaminsku kiselinu, a selenocistein je otkriven u glutation peroksidazi, u kojoj je OH grupa serina zamijenjena selenom (Se):

Osim ovih, brojne α-aminokiseline obavljaju važne funkcije u metabolizmu, iako nisu dio proteina, posebno ornitin, citrulin, homoserin, homocistein, cistein sulfinska kiselina, dihidroksifenilalanin itd.

STRUKTURA, SVOJSTVA I KLASIFIKACIJA AMINOKISELINA I PROTEINA

Po strukturi, aminokiseline su organske karboksilne kiseline u kojima je najmanje jedan atom vodika zamijenjen amino grupom. Oni su gradivni blokovi proteinskih molekula, ali potreba za njihovim proučavanjem ne leži samo u ovoj funkciji.

Nekoliko aminokiselina su izvor za formiranje neurotransmiteri CNS (histamin, serotonin, gama-aminobutirna kiselina, dopamin, norepinefrin), drugi su i sami neurotransmiteri (glicin, glutaminska kiselina).

Određene grupe aminokiselina neophodne su za sintezu purinskih i pirimidinskih baza, bez kojih nema nukleinskih kiselina, koriste se za sintezu niskomolekularnih biološki važnih spojeva (kreatin, karnitin, karnozin, anserin itd.).

Aminokiselina tirozin je u potpunosti dio hormona štitaste žlijezde i medule nadbubrežne žlijezde.

Brojni poremećaji povezani su s metabolizmom aminokiselina. nasljedne i stečene bolesti praćena ozbiljnim problemima u razvoju organizma (cistinoza, homocisteinemija, leucinoza, tirozinemija itd.). Najpoznatiji primjer je fenilketonurija.

KLASIFIKACIJA AMINOKISELINA

Zbog raznolike strukture i svojstava, klasifikacija aminokiselina može biti različita, ovisno o kvaliteti odabranih aminokiselina. Aminokiseline se dijele:

1. zavisno od položaja amino grupe.

2. Prema apsolutnoj konfiguraciji molekula.

3. Prema optičkoj aktivnosti.

4. Uloga aminokiselina u sintezi proteina.

5. Prema strukturi bočnog radikala.

6. Po kiselinsko-baznim svojstvima.

7. Po potrebi za tijelo.

Prema apsolutnoj konfiguraciji molekula

Prema apsolutnoj konfiguraciji molekula razlikuju se D- i L-oblici. Razlike između izomera povezane su s međusobnim rasporedom četiri supstituentske grupe koje se nalaze na vrhovima imaginarnog tetraedra, čije je središte atom ugljika uα-pozicija.

Protein bilo kojeg organizma sadrži samo jedan izomer, za sisare su to L-aminokiseline. Međutim, optički izomeri prolaze kroz spontanu neenzimsku racemizaciju, tj. L-oblik postaje D-oblik. Ova okolnost se koristi za određivanje starosti, npr. koštanog tkiva zub (u kriminologiji, arheologiji).

U zavisnosti od položaja amino grupe

Odredite α, β, γ i druge aminokiseline. Za organizam sisara najkarakterističnije su α-amino kiseline.

Optičkom aktivnošću

Optičkom aktivnošću aminokiseline se dijele na desnoruke i ljevoruke.

Prisustvo asimetričnog atoma ugljika (hiralni centar) čini mogućim samo dva rasporeda hemijske grupe Oko njega. To dovodi do posebne razlike između supstanci jedna od druge, naime, do promjene smjera rotacije ravnine polarizacije polarizirane svjetlosti koja prolazi kroz otopinu. Ugao rotacije se određuje pomoću polarimetra. AT

prema kutu rotacije izdvajaju se desnorotacijski (+) i levorotatorni (–) izomeri.

Podjela na L- i D-oblike ne odgovara podjeli na desnorotatorne i levorotacione. Za neke aminokiseline, L-oblici (ili D-oblici) su desnorotirajući, za druge su levorotatorni. Na primjer, L-alanin je desnorotirajući, dok je L-fenilalanin levorotirajući. Prilikom miješanja L- i D-oblika iste aminokiseline nastaje racemična smjesa koja nema optičku aktivnost.

Učešćem aminokiselina u sintezi proteina

Postoje proteinogene (20 AA) i neproteinogene (oko 40 AA). Sve proteinogene amino kiseline su α-amino kiseline.

Na primjeru proteinogenih aminokiselina može se pokazati dodatni načini klasifikacije:

o prema strukturi bočnog radikala- nepolarni (alifatski, aromatični) i polarni (nenabijeni, negativno i pozitivno nabijeni),

o elektrohemijski- prema kiselinsko-baznim svojstvima dijele se neutralne (većina), kisele (Asp, Glu) i bazične (Liz, Arg, Gis) aminokiseline,

o fiziološka klasifikacija - ako je potrebno, tijelo se izoluje nezamjenjivo (Leu, Ile, Val, Fen, Tri, Tre, Liz, Met) i zamjenjivo. Dvije aminokiseline su uslovno esencijalne (Arg, His), odnosno njihova sinteza se odvija u nedovoljnim količinama.

1) Hidrofobne aminokiseline (nepolarne). Radikalne komponente obično sadrže ugljikovodične grupe i aromatične prstenove. Hidrofobne aminokiseline uključuju ala, val, ley, ile, fen, tri, met.

2) Hidrofilne (polarne) nenabijene aminokiseline. Radikali takvih aminokiselina sadrže polarne grupe (-OH, -SH, -NH2). Ove grupe stupaju u interakciju s dipolnim molekulima vode koji se orijentiraju oko njih. Polarni nenaelektrisani uključuju gly, ser, tre, tyr, cis, gln, asn.

3) Polarne negativno nabijene aminokiseline. To uključuje asparaginsku i glutaminsku kiselinu. U neutralnom mediju, asp i glu dobijaju negativan naboj.

4) Polarne pozitivno nabijene aminokiseline: arginin, lizin i histidin. Oni imaju dodatnu amino grupu (ili imidazolni prsten, poput histidina) u radikalu. U neutralnom mediju, lys, arg i hys dobijaju pozitivan naboj.

II. biološka klasifikacija.

1) Esencijalne aminokiseline ne mogu se sintetizirati u ljudskom tijelu i moraju se snabdjeti hranom (val, ile, ley, lys, met, tre, tri, fen) i još 2 aminokiseline su djelimično esencijalne (arg, gis).

2) Neesencijalne aminokiseline mogu se sintetizirati u ljudskom tijelu (glutaminska kiselina, glutamin, prolin, alanin, asparaginska kiselina, asparagin, tirozin, cistein, serin i glicin).

Struktura aminokiselina. Sve aminokiseline su α-amino kiseline. Amino grupa zajedničkog dijela svih aminokiselina vezana je za atom α-ugljika. Aminokiseline sadrže karboksilnu grupu -COOH i amino grupu -NH2. U proteinu ionogene grupe zajedničkog dijela aminokiselina učestvuju u formiranju peptidne veze, a sva svojstva proteina određena su samo svojstvima aminokiselinskih radikala. Aminokiseline su amfoterna jedinjenja. izoelektrična tačka aminokiseline je pH vrijednost pri kojoj maksimalni udio molekula aminokiselina ima nulti naboj.

Fizičko-hemijska svojstva proteina.

Izolacija i prečišćavanje: elektroforetsko odvajanje, gel filtracija, itd. Molekularna težina proteina, amfoternost, rastvorljivost (hidratacija, soljenje). Denaturacija proteina, njena reverzibilnost.

Molekularna masa. Proteini su organski polimeri visoke molekularne težine koji sadrže dušik izgrađeni od aminokiselina. Molekularna težina proteina ovisi o broju aminokiselina u svakoj podjedinici.

svojstva bafera. Proteini su amfoterni polielektroliti, tj. kombinuju kisela i bazična svojstva. Ovisno o tome, proteini mogu biti kiseli i bazni.

Faktori stabilizacije proteina u rastvoru. HIDRATNA ŠKOLJKA je sloj molekula vode orijentiranih na određeni način na površini proteinske molekule. Površina većine proteinskih molekula je negativno nabijena, a dipoli molekula vode privlače je svojim pozitivno nabijenim polovima.

Faktori koji smanjuju rastvorljivost proteina. pH vrijednost pri kojoj protein postaje električno neutralan naziva se izoelektrična tačka (IEP) proteina. Za bazične proteine ​​IEP je u alkalnoj sredini, za kisele proteine ​​u kiseloj sredini. Denaturacija je dosljedno kršenje kvartarne, tercijarne, sekundarne strukture proteina, praćeno gubitkom bioloških svojstava. Denaturirani protein se taloži. Protein se može istaložiti promjenom pH podloge (IEP), bilo soljenjem, ili djelovanjem s nekom vrstom faktora denaturacije. Fizički faktori: 1. Visoke temperature.

Neki proteini prolaze kroz denaturaciju već na 40-50 2. ultraljubičasto zračenje 3. Izlaganje rendgenskim i radioaktivnim zracima 4. Ultrazvuk 5. Mehanički udar (na primjer, vibracije). Hemijski faktori: 1. Koncentrovane kiseline i baze. 2. Soli teških metala (na primjer, CuSO4). 3. Organski rastvarači ( etanol, aceton) 4. Neutralne soli alkalnih i zemnoalkalnih metala (NaCl, (NH4)2SO4)

Strukturna organizacija proteinskih molekula.

Primarne, sekundarne, tercijarne strukture. Veze uključene u stabilizaciju struktura. Ovisnost bioloških svojstava proteina o sekundarnoj i tercijarnoj strukturi. Kvartarna struktura proteina. Ovisnost biološke aktivnosti proteina o kvaternarnoj strukturi (promjena konformacije protomera).

Postoje četiri nivoa prostorne organizacije proteina: primarna, sekundarna, tercijarna i kvarterna struktura proteinskih molekula. Primarna struktura proteina- sekvenca aminokiselina u polipeptidnom lancu (PPC). Peptidnu vezu formiraju samo alfa amino grupa i alfa karboksilna grupa aminokiselina. sekundarna struktura- ovo je prostorna organizacija jezgra polipeptidnog lanca u obliku strukture α-heliksa ili β-listova. U α-heliksu se nalazi 36 aminokiselinskih ostataka na 10 okretaja. α-heliks je fiksiran uz pomoć vodikovih veza između NH-grupa jednog zavoja spirale i C=O grupa susjednog zavoja.

Strukturu β-lista takođe drže vodonične veze između C=O i NH grupa. Tercijarna struktura- poseban međusobnog dogovora u prostoru spiralnih i presavijenih delova polipeptidnog lanca. U formiranju tercijarne strukture učestvuju jake disulfidne veze i svi slabi tipovi veza (jonske, vodonične, hidrofobne, van der Waalsove interakcije). Kvartarna struktura- trodimenzionalna organizacija u prostoru nekoliko polipeptidnih lanaca. Svaki lanac se naziva podjedinica (ili protomer). Stoga se proteini s kvaternarnom strukturom nazivaju oligomerni proteini.

4. Jednostavni i složeni proteini, njihova klasifikacija.

Priroda veza prostetičkih grupa sa proteinom. Biološke funkcije proteina. Sposobnost specifičnih interakcija sa ligandom.

Jednostavni proteini grade se od aminokiselinskih ostataka i nakon hidrolize se razlažu samo na slobodne aminokiseline. Kompleksni proteini su dvokomponentni proteini koji se sastoje od jednostavnog proteina i neproteinske komponente koja se naziva prostetička grupa. Prilikom hidrolize kompleksnih proteina, osim slobodnih aminokiselina, oslobađa se i neproteinski dio ili produkti njegovog raspada. Jednostavni proteini se pak dijele na osnovu nekih uvjetno odabranih kriterija u niz podgrupa: protamini, histoni, albumini, globulini, prolamini, glutelini itd.

Klasifikacija kompleksnih proteina:

Fosfoproteini (koji sadrže fosfornu kiselinu), hromoproteini (sadrže pigmente),

nukleoproteini (koji sadrže nukleinske kiseline), glikoproteini (koji sadrže ugljikohidrate),

Lipoproteini (koji sadrže lipide) i metaloproteini (koji sadrže metale).

Aktivni centar proteinske molekule. Tokom funkcionisanja proteina, oni se mogu vezati za ligande - supstance male molekularne težine. Ligand se veže za određeno mjesto u proteinskoj molekuli - aktivni centar. Aktivni centar nastaje na tercijarnom i kvaternarnom nivou organizacije proteinske molekule i nastaje zbog privlačenja bočnih radikala određenih aminokiselina (nastaju vodikove veze između -OH sumpornih grupa, aromatični radikali su povezani hidrofobnim interakcijama, -COOH i -NH2 - jonskim vezama).

Proteini koji sadrže ugljikohidrate: glikoproteini, proteoglikani.

Glavni ugljikohidrati ljudskog tijela: monosaharidi, disaharidi, glikogen, heteropolisaharidi, njihova struktura i funkcije.

Proteini koji sadrže ugljikohidrate (glikoproteini i proteoglikani). Protetičku grupu glikoproteina mogu predstavljati monosaharidi (glukoza, galaktoza, manoza, fruktoza, 6-deoksigalaktoza), njihovi amini i acetilirani derivati ​​amino šećera (acetilglukoza, acetilgalaktoza. Ugljikohidrati u glikoproteinu čine 5 mol.3 do 5% aminoproteina). pretežno globularni proteini Ugljikohidratna komponenta proteoglikana može biti predstavljena sa nekoliko lanaca heteropolisaharida.

Biološke funkcije glikoproteina:

1. transport(krvni proteini globulini transportuju jone gvožđa, bakra, steroidnih hormona);

2. zaštitni: fibrinogen vrši zgrušavanje krvi; b. imunoglobulini pružaju imunološku zaštitu;

3. receptor(na površini ćelijske membrane nalaze se receptori koji pružaju specifičnu interakciju).

4. enzimski(holinesteraza, ribonukleaza);

5. hormonalni(hormoni prednje hipofize - gonadotropin, tirotropin).

Biološke funkcije proteoglikana: hijaluronska i hondroitin sumporna kiselina, keratin sulfat obavljaju strukturne, vezivne, površinsko-mehaničke funkcije.

Lipoproteini ljudskih tkiva. Klasifikacija lipida.

Main predstavnici: triacilgliceroli, fosfolipidi, glikolipidi, holesterol. Njihova struktura i funkcije. Nezamjenjivo masna kiselina i njihovi derivati. Sastav, struktura i funkcije lipoproteina u krvi.

Nukleoproteini.

Karakteristike proteinskog dijela. Istorija otkrića i proučavanja nukleinskih kiselina. Struktura i funkcije nukleinskih kiselina. Primarna i sekundarna struktura DNK i RNK. Vrste RNK. Struktura hromozoma.

Nukleoproteini- kompleksni proteini, koji uključuju protein (protamin ili histon), neproteinski dio predstavljaju nukleinske kiseline (NA): deoksiribonukleinska kiselina (DNK) i ribonukleinska kiselina (RNA). Protamini i histoni su proteini sa izraženim osnovnim svojstvima, tk. sadrže više od 30% arg i lys.

Nukleinske kiseline (NA) - To su dugi polimerni lanci koji se sastoje od više hiljada monomernih jedinica, koje su međusobno povezane 3',5'-fosfodiesterskim vezama. NA monomer je mononukleotid koji se sastoji od azotne baze, pentoze i ostatka fosforne kiseline. Azotne baze su purin (A i G) i pirimidin (C, U, T). Pentoza je β-D-riboza ili β-D-deoksiriboza. Dušična baza je povezana sa pentozom N-glikozidnom vezom. Pentoza i fosfat su međusobno povezani esterskom vezom između -OH grupe koja se nalazi na C5' atomu pentoze i fosfata.

Vrste nukleinskih kiselina:

1. DNK sadrži A, G, T i C, deoksiribozu i fosfornu kiselinu. DNK se nalazi u jezgri ćelije i čini osnovu kompleksnog proteina hromatina.

2. RNA sadrži A, G, U i C, ribozu i fosfornu kiselinu.

Postoje 3 vrste RNK:

a) mRNA (informativna ili šablonska) - kopija segmenta DNK koja sadrži informacije o strukturi proteina;

b) r-RNA formira skelet ribozoma u citoplazmi i igra važnu ulogu u sastavljanju proteina na ribozomu tokom translacije;

c) t-RNA je uključena u aktivaciju i transport AA do ribozoma, lokalizirana je u citoplazmi. NC imaju primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu .

Primarna struktura NK isti za sve vrste - linearni polinukleotidni lanac u kojem su mononukleotidi povezani 3', 5'-fosfodiestarskim vezama. Svaki polinukleotidni lanac ima 3' i 5', ovi krajevi su negativno nabijeni.

Sekundarna struktura DNK je dvostruka spirala. DNK se sastoji od 2 lanca uvijena u spiralu desno oko ose. Zavoj heliksa = 10 nukleotida, koji je dug 3,4 nm. Obje spirale su antiparalelne.

Tercijarna struktura DNK - ovo je rezultat dodatnog uvrtanja u prostoru molekule DNK. To se dešava kada DNK stupi u interakciju s proteinom. Kada je u interakciji sa histonskim oktamerom, dvostruka spirala se vijuga oko oktamera; pretvara u superzavojnicu.

Sekundarna struktura RNK- polinukleotidni lanac savijen u prostoru. Ova zakrivljenost je posljedica formiranja vodikovih veza između komplementarnih azotnih baza. U tRNA, sekundarna struktura je predstavljena "listom djeteline", u kojem razlikujem komplementarne i nekomplementarne regije. Sekundarna struktura rRNA je spirala jedne savijene RNK, a tercijarna struktura je kostur ribosoma. Dolazeći iz jezgra do CK, mRNA formira komplekse sa specifičnim proteinima - informomerima ( tercijarna struktura mRNA) i nazivaju se informosomi.

Hromoproteini, njihova klasifikacija. Flavoproteini, njihova struktura i funkcije.

Hemoproteini, struktura, predstavnici: hemoglobin, mioglobin, katalaza, peroksidaza, citokromi. Funkcije hemoproteina.

Fosfoproteini sadrže ostatak fosforne kiseline kao prostetičku grupu. Primjeri: kazein i kazeinogen mlijeka, svježi sir, mliječni proizvodi, vitelin žumanca, ovalbumin bjelance, ihtulin riblji kavijar. Fosfoproteini su bogati ćelijama CNS-a.

Fosfoproteini imaju različite funkcije:

1. nutritivna funkcija. Mliječni fosfoproteini se lako probavljaju, apsorbiraju i izvor su esencijalne aminokiseline i fosfor za sintezu proteina u tkivima djeteta.

2. Fosforna kiselina je neophodna za potpuno formiranje nervnog i koštanog tkiva dijete.

3. Fosforna kiselina učestvuje u sintezi fosfolipida, fosfoproteina, nukleotida, nukleinskih kiselina.

4. Fosforna kiselina reguliše aktivnost enzima fosforilacijom uz učešće enzima protein kinaze. Fosfat je vezan za -OH grupu serina ili treonina esterskim vezama: hromoproteini- složeni proteini sa obojenim neproteinskim dijelom. To uključuje flavoproteine ​​(žute) i hemoproteine ​​(crvene). Flavin proteini kao prostetička grupa sadrže derivate vitamina B2 - flavine: flavin adenin dinukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN). Oni su neproteinski dio enzima dehidrogenaze koji kataliziraju redoks reakcije.

Hemoproteini kao neproteinsku grupu sadrže hem - željezo porfirinski kompleks.

Hemoproteini se dijele u dvije klase:

1. enzimi: katalaza, peroksidaza, citokromi;

2. neenzimi: hemoglobin i mioglobin.

Enzimi katalaza i peroksidaza uništavaju vodikov peroksid, citohromi su nosioci elektrona u lancu transporta elektrona. Ne-enzimi. Hemoglobin prenosi kiseonik (od pluća do tkiva) i ugljen-dioksid (od tkiva do pluća); mioglobin je depo kiseonika u mišićima koji rade. Hemoglobin- tetramer, jer sastoji se od 4 podjedinice: globin u ovom tetrameru je predstavljen sa 4 polipeptidna lanca 2 varijante: 2 α i 2 β lanca. Svaka podjedinica je povezana sa hemom. Fiziološki tipovi hemoglobina: 1. HbP - primitivni hemoglobin se formira u embrionu. 2. HbF - fetalni hemoglobin - fetalni hemoglobin. Zamjena HbP sa HbF dolazi do starosti od 3 mjeseca.

Enzimi, istorija otkrića i proučavanja enzima, karakteristike enzimske katalize.

Specifičnost djelovanja enzima. Ovisnost brzine enzimskih reakcija o temperaturi, pH, koncentraciji enzima i supstrata.

Enzimi - biološki katalizatori proteinske prirode, formirane od žive ćelije, koje deluju sa visokom aktivnošću i specifičnošću.

sličnost enzimi sa nebiološkim katalizatorima je da:

• enzimi kataliziraju energetski moguće reakcije;
• energije hemijski sistem ostaje konstantan;
• tokom katalize, smjer reakcije se ne mijenja;
• enzimi se ne troše tokom reakcije.

Razlike između enzima i nebioloških katalizatora su sljedeće:

• brzina enzimskih reakcija je veća od reakcija koje kataliziraju neproteinski katalizatori;
• enzimi imaju visoku specifičnost;
• enzimska reakcija se odvija u ćeliji, tj. na temperaturi od 37 °C, konstantnom atmosferskom pritisku i fiziološkoj pH vrijednosti;
• brzina enzimska reakcija može se regulisati.

Moderna klasifikacija enzima na osnovu prirode hemijskih transformacija koje katalizuju. Klasifikacija se zasniva na vrsti reakcije koju katalizira enzim.

Enzimi se dijele u 6 klasa:

1. Oksidoreduktaza - katalizuju redoks reakcije

2. Transferaze - grupni transfer

3. Hidrolaze - hidroliza

4. Liase - nehidrolitičko cijepanje supstrata

5. Izomeraze - izomerizacija

6. Ligaze (sintetaze) - sinteza pomoću energije (ATP)

Nomenklatura enzima.

1. Trivijalni naziv (pepsin, tripsin).

2. Naziv enzima se može formirati od naziva supstrata uz dodatak završetka "aza"

(arginaza hidrolizira aminokiselinu arginin).

3. Dodavanje završetka "aza" nazivu katalizirane reakcije (hidrolaza katalizuje

hidroliza, dehidrogenaza - dehidrogenacija organske molekule, tj. uklanjanje protona i elektrona sa supstrata).

4. Racionalni naziv - naziv supstrata i priroda kataliziranih reakcija (ATP + heksoza heksoza-6-fosfat + ADP. Enzim: ATP: D-heksoza-6-fosfotransferaza).

5. Indeksiranje enzima (svakom enzimu su dodijeljena 4 indeksa ili serijska broja): 1.1.1.1 - ADH, 1.1.1.27 - LDH.

Ovisnost brzine enzimske reakcije o pH podloge. Za svaki enzim postoji pH vrijednost pri kojoj se opaža njegova maksimalna aktivnost. Odstupanje od optimalne pH vrijednosti dovodi do smanjenja enzimske aktivnosti. Uticaj pH na aktivnost enzima povezan je sa jonizacijom funkcionalnih grupa aminokiselinskih ostataka datog proteina, koji obezbeđuju optimalnu konformaciju aktivnog centra enzima. Kada se pH promijeni od optimalnih vrijednosti, mijenja se jonizacija funkcionalnih grupa proteinskog molekula.

Na primjer, kada je medij zakiseljen, slobodne amino grupe se protoniraju (NH 3 +), a kada se alkalizira, proton se cijepa od karboksilnih grupa (COO -). To dovodi do promjene u konformaciji molekula enzima i konformaciji aktivnog mjesta; stoga je vezanje supstrata, kofaktora i koenzima za aktivno mjesto poremećeno. Enzimi koji rade u kisela sredina(na primjer, pepsin u želucu ili lizosomalni enzimi), evolucijski stiču konformaciju koja osigurava rad enzima pri kiselim pH vrijednostima. kako god večina enzima u ljudskom tijelu optimalni pH blizu neutralnog, što se podudara sa fiziološki značaj pH.

Ovisnost brzine enzimske reakcije o temperaturi medija. Povećanje temperature do određenih granica utječe na brzinu enzimske reakcije, slično utjecaju temperature na bilo koju kemijsku reakciju. S povećanjem temperature, kretanje molekula se ubrzava, što dovodi do povećanja vjerovatnoće interakcije supstanci koje reaguju. Osim toga, temperatura može povećati energiju reagujućih molekula, što također ubrzava reakciju.

Međutim, brzina hemijska reakcija, kataliziran enzimima, ima svoj temperaturni optimum, čiji višak je praćen smanjenjem enzimske aktivnosti uslijed termičke denaturacije proteinske molekule. Za većinu ljudskih enzima, optimalna temperatura je 37-38 °C. Specifičnost- vrlo visoka selektivnost enzima u odnosu na supstrat. Specifičnost enzima objašnjava se podudarnošću prostorne konfiguracije supstrata i centra supstrata (sterička koincidencija). Za specifičnost enzima odgovorni su i aktivni centar enzima i njegova čitava proteinska molekula. Aktivno mjesto enzima određuje vrstu reakcije koju enzim može provesti. Postoje tri vrste specifičnosti:

apsolutna specifičnost. Enzimi koji djeluju samo na jedan supstrat imaju takvu specifičnost. Na primjer, saharaza hidrolizira samo saharozu, laktazu - laktozu, maltazu - maltozu, ureazu - ureu, arginazu - arginin itd. Relativna specifičnost je sposobnost enzima da djeluje na grupu supstrata sa uobičajeni tip veze, tj. relativna specifičnost se manifestuje samo u odnosu na određenu vrstu veze u grupi supstrata. Primjer: lipaza cijepa estarsku vezu u životinjskim mastima i biljnog porijekla. Amilaza hidrolizira α-glikozidnu vezu u škrobu, dekstrinima i glikogenu. Alkohol dehidrogenaza oksidira alkohole (metanol, etanol, itd.).

Stereohemijska specifičnost je sposobnost enzima da djeluje samo na jedan stereoizomer.

Na primjer: 1) α, β-izomerizam: α-amilaza pljuvačke i soka pankreasa cijepa samo α-glukozidne veze u škrobu i ne cijepa β-glukozidne veze vlakana. Međunarodna jedinica (IU) enzimske aktivnosti je količina enzima sposobna da pretvori 1 µmol supstrata u produkte reakcije za 1 min na 25 °C i optimalnom pH. Catal odgovara količini katalizatora sposobnog da pretvori 1 mol supstrata u proizvod u 1 sekundi na 25°C i optimalnom pH. Specifična aktivnost enzima- broj jedinica enzimske aktivnosti enzima po 1 mg proteina. Molarna aktivnost je omjer broja jedinica enzimske aktivnosti katala ili IU prema broju molova enzima.

Struktura enzima. Struktura i funkcije aktivnog centra.

Mehanizam djelovanja enzima. Kofaktori enzima: joni metala i koenzimi, njihovo učešće u radu enzima. Aktivatori enzima: mehanizam djelovanja. Inhibitori enzimskih reakcija: kompetitivni, nekonkurentni, ireverzibilni. Lijekovi - inhibitori enzima (primjeri).

Po strukturi enzimi mogu biti:

1. jednokomponentni (jednostavni proteini),

2. dvokomponentni (složeni proteini).

na enzime - jednostavnih proteina- odnositi se digestivni enzimi(pepsin, tripsin). Enzimi - složeni proteini - uključuju enzime koji kataliziraju redoks reakcije. Za katalitičku aktivnost dvokomponentnih enzima potrebna je dodatna hemijska komponenta, tzv kofaktor, mogu se igrati kao organska materija (joni gvožđa, magnezijuma, cinka, bakra itd..), i organske supstance - koenzimi (npr. aktivni oblici vitamina).

Brojni enzimi zahtijevaju i koenzim i metalne ione (kofaktor) za funkcioniranje. Koenzimi - organske tvari niske molekularne težine neproteinske prirode, povezane s proteinskim dijelom enzima privremeno i nestabilne. U slučaju kada je neproteinski dio enzima (koenzim) čvrsto i trajno vezan za proteinski dio, onda se takav neproteinski dio naziva protetska grupa. Proteinski dio kompleksa protein-enzim naziva se apoenzim. Zajedno nastaju apoenzim i kofaktor holoenzim.

U procesu enzimske katalize ne sudjeluje cijeli proteinski molekul, već samo određeno područje – aktivni centar enzima. aktivni centar enzim je dio molekule enzima na koji je vezan supstrat i o kojem zavise katalitička svojstva molekula enzima. Aktivno mjesto enzima se luči odjeljak "kontakt".- mjesto koje privlači i zadržava supstrat na enzimu zbog njegovih funkcionalnih grupa i "katalitička" sekcija, čije su funkcionalne grupe direktno uključene u katalitičku reakciju. Neki enzimi, pored aktivnog centra, imaju još jedan "drugi" centar - alosterični.

Sa alosterskim Centar stupa u interakciju sa raznim supstancama (efektorima), najčešće raznim metabolitima. Veza ovih supstanci sa alosteričnim centrom dovodi do promjene konformacije enzima (tercijarne i kvartarne strukture). Aktivno mjesto u molekuli enzima se ili stvara ili uništava. U prvom slučaju reakcija je ubrzana, u drugom je inhibirana. Stoga se alosterični centar naziva regulacijski centar enzima. Enzimi koji u svojoj strukturi imaju alosterički centar nazivaju se regulatorni ili alosterični. Teorija mehanizma djelovanja enzima zasniva se na formiranju kompleksa enzim-supstrat.

Mehanizam djelovanja enzima:

1. formiranje kompleksa enzim-supstrat, supstrat je vezan za aktivno mjesto enzima.

2. u drugoj fazi enzimskog procesa, koji se odvija sporo, dolazi do elektronskih preuređivanja u kompleksu enzim-supstrat.

Enzim (En) i supstrat (S) počinju da se približavaju jedan drugom kako bi ušli u maksimalan kontakt i formirali jedan kompleks enzim-supstrat. Trajanje druge faze zavisi od energije aktivacije supstrata ili energetske barijere date hemijske reakcije. Energija aktivacije je energija potrebna za prelazak svih molekula od 1 mol S u aktivirano stanje na datoj temperaturi. Svaka hemijska reakcija ima svoju energetsku barijeru. Zbog stvaranja kompleksa enzim-supstrat, energija aktivacije supstrata se smanjuje, reakcija počinje teći na nižem energetskom nivou. Stoga, druga faza procesa ograničava brzinu cjelokupne katalize.

3. u trećoj fazi dolazi do same hemijske reakcije sa stvaranjem produkta reakcije. Treća faza procesa je kratka. Kao rezultat reakcije, supstrat se pretvara u produkt reakcije; Kompleks enzim-supstrat se razgrađuje i enzim ostavlja enzimsku reakciju nepromijenjenom. Dakle, enzim omogućava, zbog formiranja kompleksa enzim-supstrat, da se podvrgne hemijskoj reakciji na zaobilazni način na nižem energetskom nivou.

Kofaktor- neproteinska supstanca koja mora biti prisutna u organizmu u malim količinama kako bi odgovarajući enzimi mogli obavljati svoje funkcije. Sastav kofaktora uključuje koenzime i ione metala (na primjer, ione natrijuma i kalija).

Svi enzimi su globularni proteini, a svaki enzim obavlja specifičnu funkciju povezanu s njegovom inherentnom globularnom strukturom. Međutim, aktivnost mnogih enzima ovisi o neproteinskim spojevima koji se nazivaju kofaktori. Molekularni kompleks proteinskog dijela (apoenzima) i kofaktora naziva se holoenzim.

Ulogu kofaktora mogu imati metalni joni (Zn 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Cu 2+, K+, Na+) ili kompleksni organska jedinjenja. Organski kofaktori se obično nazivaju koenzimima, od kojih su neki izvedeni iz vitamina. Vrsta veze između enzima i koenzima može biti različita. Ponekad postoje odvojeno i povezani su jedno s drugim tokom reakcije. U drugim slučajevima, kofaktor i enzim su povezani trajno i ponekad jakim kovalentnim vezama. U potonjem slučaju, neproteinski dio enzima naziva se prostetička grupa.

Uloga kofaktora se u osnovi svodi na sljedeće:

• promjena tercijarne strukture proteina i stvaranje komplementarnosti između enzima i supstrata;
• direktno učešće u reakciji kao drugi supstrat.

Aktivatori može biti:

1) kofaktori, jer oni su važni učesnici u enzimskom procesu. Na primjer, metali koji čine katalitički centar enzima: amilaza pljuvačke je aktivna u prisustvu Ca jona, laktat dehidrogenaze (LDH) - Zn, arginaze - Mn, peptidaze - Mg i koenzima: vitamina C, derivata raznih vitamini (NAD, NADP, FMN, FAD, KoASH, itd.). Oni osiguravaju vezivanje aktivnog mjesta enzima za supstrat.

2) anjoni takođe mogu imati aktivirajući efekat na aktivnost enzima, na primer, anjona

Cl - aktivira amilazu pljuvačke;

3) aktivatori mogu biti i supstance koje stvaraju optimalni pH medijuma za ispoljavanje enzimske aktivnosti, na primer HCl za stvaranje optimalnog okruženja za želudačni sadržaj za aktiviranje pepsinogena u pepsin;

4) aktivatori su takođe supstance koje pretvaraju proenzime u aktivni enzim npr. enterokinaza crevni sok aktivira konverziju tripsinogena u tripsin;

5) aktivatori mogu biti različiti metaboliti koji se vezuju za alosterični centar enzima i doprinose stvaranju aktivnog centra enzima.

Inhibitori su tvari koje inhibiraju aktivnost enzima. Postoje dvije glavne vrste inhibicije: ireverzibilna i reverzibilna. Uz ireverzibilnu inhibiciju, inhibitor se čvrsto (ireverzibilno) vezuje za aktivno mjesto enzima kovalentnim vezama, mijenja konformaciju enzima. Dakle, soli teških metala (živa, olovo, kadmijum, itd.) mogu djelovati na enzime. Reverzibilna inhibicija je vrsta inhibicije u kojoj se aktivnost enzima može obnoviti. Reverzibilna inhibicija je 2 tipa: kompetitivna i nekonkurentna. Kod kompetitivne inhibicije supstrat i inhibitor su obično vrlo slični hemijska struktura.

U ovoj vrsti inhibicije, supstrat (S) i inhibitor (I) mogu se podjednako vezati za aktivno mjesto enzima. Oni se međusobno takmiče za mjesto u aktivnom mjestu enzima. Klasičan primjer, kompetitivna inhibicija - inhibicija djelovanja sukcinat dehidrogenaza malonska kiselina. Nekompetitivni inhibitori vezuju se za alosterično mjesto enzima.

Kao rezultat, dolazi do promjena u konformaciji alosteričkog centra, što dovodi do deformacije katalitičkog centra enzima i smanjenja enzimske aktivnosti. Često su alosterični nekompetitivni inhibitori metabolički proizvodi. lekovita svojstva inhibitori enzima (Kontrykal, Trasilol, Aminokaproična kiselina, Pamba). Kontrykal (aprotinin) se koristi za liječenje akutni pankreatitis i egzacerbacije hronični pankreatitis, akutna nekroza pankreasa, akutno krvarenje.

Regulacija djelovanja enzima. Alosterički centar, alosterični inhibitori i aktivatori (primjeri). Regulacija aktivnosti enzima fosforilacijom i defosforilacijom (primjeri). Vrste hormonske regulacije aktivnosti enzima.

Razlike u enzimskom sastavu organa i tkiva.

Enzimi specifični za organe, izoenzimi (na primjer, LDH, MDH, itd.). Promjene aktivnosti enzima u patologiji. Enzimopatije, enzimska dijagnostika i enzimska terapija.

Izoenzimi- to su izoforme istog enzima, različite po aminokiselinskom slijedu, koje postoje u istom organizmu, ali po pravilu u njegovim različitim ćelijama, tkivima ili organima.

Izoenzimi imaju tendenciju da budu visoko homologni u sekvenci aminokiselina. Svi izoenzimi istog enzima obavljaju istu katalitičku funkciju, ali se mogu značajno razlikovati u stepenu katalitičke aktivnosti, karakteristikama regulacije ili drugim svojstvima. Primjer enzima koji ima izoenzime je amilaze- amilaza pankreasa razlikuje se po sekvenci aminokiselina i svojstvima od amilaze pljuvačne žlijezde, crijeva i drugih organa. Ovo je poslužilo kao osnova za razvoj i primjenu pouzdanije metode za dijagnosticiranje akutnog pankreatitisa određivanjem ne ukupne plazmatske amilaze, već pankreasne izoamilaze.

Enzimopatije- bolesti uzrokovane kršenjem sinteze enzima:

a) u potpunosti ili djelimično odsustvo enzimska aktivnost;

b) u prekomjernom povećanju enzimske aktivnosti;

c) u proizvodnji patoloških enzima koji se ne nalaze kod zdrave osobe.

Postoje nasljedne i stečene enzimopatije. Nasljedne enzimopatije povezane su s poremećajem u genetskom aparatu stanice, što dovodi do nedostatka sinteze određenih enzima.

To nasljedne bolesti uključuju enzimopatije povezane s kršenjem konverzije aminokiselina:

1. Fenilketonurija - nasljedno kršenje sinteze enzima fenilalanin hidroksilaze, uz sudjelovanje koje dolazi do konverzije fenilalanina u tirozin. S ovom patologijom dolazi do povećanja koncentracije fenilalanina u krvi. Kod ove bolesti kod djece, fenilalanin treba isključiti iz prehrane.

2. Albinizam - bolest povezana s genetskim defektom enzima tirozinaze. Ako melanociti izgube sposobnost da sintetiziraju ovaj enzim (oksidira tirozin u DOPA i DOPA-kinon), melanin se ne stvara u koži, kosi i retini.

Stečene enzimopatije, tj. kršenje sinteze enzima, može nastati kao rezultat:

1. dugotrajna upotreba lijekova (antibiotika, sulfonamida);

2. prenesene zarazne bolesti;

3. zbog beri-beri;

4. maligni tumori.

Enzimodijagnostičko određivanje aktivnosti enzima za dijagnostiku bolesti. Enzimi u krvnoj plazmi dijele se u 3 grupe: sekretorne, indikatorske i izlučujuće. Indikator - stanični enzimi. Kod bolesti povezanih sa oštećenjem ćelijske membrane ovi enzimi se pojavljuju u velikim količinama u krvi, što ukazuje na patologiju u određenim tkivima. Na primjer, aktivnost amilaze u krvi i urinu je povećana kod akutnog pankreatitisa.

Za enzimodijagnostiku se određuju izoenzimi. At patološka stanja oslobađanje enzima u krv može se povećati zbog promjene stanja stanične membrane. Proučavanje aktivnosti enzima u krvi i drugim biološkim tekućinama široko se koristi za dijagnosticiranje bolesti. Na primjer, dijastaza urina i amilaza u krvi kod pankreatitisa (povećana aktivnost), smanjenje aktivnosti amilaze kod kroničnog pankreatitisa.

enzimska terapija- upotreba enzima kao lijekovi. Na primjer, mješavina enzimskih preparata pepsina, tripsina, amilaze (pankreatin, festal) koristi se za bolesti gastrointestinalnog trakta sa smanjenim lučenjem, tripsin i kimotripsin se koriste u hirurškoj praksi za gnojne bolesti za hidrolizu bakterijskih proteina.

Enzimopatija kod djece i značaj njihove biohemijske dijagnoze (na primjeru poremećaja metabolizma dušika i ugljikohidrata).

Najčešća varijanta enzimopatija, koja dovodi do razvoja hemolitička anemija- nedostatak glukoza-6fosfat dehidrogenaze. Razmotrite uzroke enzimopatija kod djece. Bolest je rasprostranjena među Afroamerikancima (630%), manje među Tatarima (3,3%), etničkim grupama Dagestana (511,3%); u ruskoj populaciji se rijetko otkriva (0,4%). Poseban slučaj nedostatka glukoza-6fosfat dehidrogenaze je favizam. Hemoliza se razvija kada se jede fava pasulj, pasulj, grašak, udisanje naftalenske prašine.

Uzroci enzimopatija kod djece Nasljeđivanje nedostatka glukoza-6fosfat dehidrogenaze (N), zbog čega muškarci češće obolijevaju. U svijetu postoji oko 400 miliona nosilaca ovog patološkog gena. Bolest se u pravilu razvija nakon uzimanja određenih lijekova (derivati ​​nitrofurana, kinin, izoniazid, ftivazid, aminosalicilna kiselina (natrijum paraaminosalicilat), nalidiksična kiselina, sulfonamidi itd.) ili u pozadini infekcije.

Enzimopatije kod djece - znaci.

Bolest se manifestuje brzo hemoliza kada koristite gore navedene supstance ili infekcije (posebno kod upale pluća, trbušnog tifusa, hepatitisa). Nedostatak glkzhose6fosfat dehidrogenaze može uzrokovati žuticu kod novorođenčadi. Krvni test otkriva retikulocitozu, povećanje nivoa direktnog i indirektnog bilirubina, LDH i alkalne fosfataze.

Morfologija eritrocita i eritrocitni indeksi nisu promijenjeni. Dijagnoza se postavlja na osnovu rezultata određivanja aktivnosti enzima.

Enzimopatije u djece - liječenje.

Izvan krize liječenje se ne provodi. Kod groznice se koriste fizičke metode hlađenja. Za hroničnu hemolizu, folna kiselina 1 mt/dan tokom 3 sedmice svaka 3 mjeseca. U krizi se sve otkazuje lijekovi, potrošiti infuziona terapija na pozadini dehidracije.

Vitamini, klasifikacija vitamina (prema rastvorljivosti i funkcionalnosti). Istorija otkrića i proučavanja vitamina.

Vitamini su niskomolekularna organska jedinjenja raznih vrsta hemijske prirode i drugačija struktura sintetiziraju uglavnom biljke, dijelom i mikroorganizmi.

Za ljude, vitamini su nezamjenjivi nutritivni faktori. Vitamini su uključeni u mnoge biohemijske reakcije, obavljajući katalitičku funkciju u sastavu aktivni centri veliki broj razne enzime ili djeluju kao informativni regulatorni posrednici, vršeći signalne funkcije egzogenih prohormona i hormona. Prema hemijskoj strukturi i fizička i hemijska svojstva(posebno prema rastvorljivosti) vitamini se dijele u 2 grupe.

Rastvorljiv u vodi:

• Vitamin B 1 (tiamin);
• Vitamin B 2 (riboflavin);
• vitamin PP ( nikotinska kiselina, nikotinamid, vitamin B 3);
• Pantotenska kiselina (vitamin B 5);
• Vitamin B 6 (piridoksin);
• Biotin (vitamin H);
• Folna kiselina (vitamin B c, B 9);
• Vitamin B 12 (kobalamin);
• Vitamin C (askorbinska kiselina);
• Vitamin P (bioflavonoidi).