BIOLOŠKA KEMIJA

Metodološki materijal za samostalno učenje)

Petrozavodsk

TEMA 1. STRUKTURA, KLASIFIKACIJA

I BIOLOŠKA ULOGA AMINOKISELINA

Vježba:

1. Naučiti predloženi teorijski materijal.

2. Upoznajte se s opcijama testa na temu.

(Kolokvir iz ove teme izvodi se na prvom satu laboratorijskih vježbi u 6. semestru, u ljetnom roku).

Aminokiselinski sastav proteina

Povijesna referenca. Prva aminokiselina, glicin, izolirana je 1820. godine metodom kiselinske hidrolize želatine, a aminokiselinski sastav proteina u potpunosti je dešifriran 1938. godine, kada je identificirana posljednja aminokiselina, treonin ( Postoje dokazi da je asparagin prvi izoliran iz šparoga 1806. godine).

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

dio su sve bjelančevine– ima ih 20, a takve aminokiseline nazivamo standardnim, odn proteinogeni;

· samo uključeno 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 intermedijarni metaboliti metaboličkih procesa (na primjer, ornitin, citrulin);

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

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

· ugljikov kostur aminokiselina može se koristiti za sintezu drugih spojeva:

a) glukoza – ove se aminokiseline nazivaju glukogeni(većina proteinogenih);

b) lipidi – ketogeni(val, lei, ile, fen, streljana);

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

Nomenklatura aminokiselina. Aminokiseline su derivati ​​karboksilnih kiselina u čijoj je molekuli vodikov atom na C, koji se nalazi u a-položaju, zamijenjen amino skupinom. Opća formula L-izomera aminokiselina:

Aminokiseline se međusobno razlikuju po funkcionalnim skupinama u bočnom lancu (R). Svaka aminokiselina ima trivijalan, racionalan i skraćen troslovni ili jednoslovni zapis, Na primjer, glicin, aminooctena, gli.

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

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

Tirozin je prvi put izoliran iz sira (iz grč. tyros- sir),

Glutamin je izoliran iz glutena žitarica (od lat. gluten- ljepilo),

· cistin – iz kamenaca Mjehur(od grčkog kystis– mjehurić),

· asparaginska kiselina – klice šparoga (od lat. šparoga– šparoge),

· glicin od grč. glikozi- slatko.

Racionalno ime temelji se na činjenici da je svaka aminokiselina derivat odgovarajuće karboksilne kiseline.

Skraćenica koristi se za pisanje sastava aminokiselina i slijeda aminokiselina u lancu. U biokemiji se najčešće koristi trivijalni i skraćeni zapis.

Klasifikacija aminokiselina.

Postoji nekoliko klasifikacija:

1) prema kemijskoj prirodi bočnog lanca (R),

2) racionalna klasifikacija (prema stupnju polariteta radikala, prema Lehningeru),

3) prema sposobnosti da se sintetiše u organizmu.

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

Aciklički (alifatski):

· monoaminomonokarboksilni

· monoaminodikarbonski

· diaminomonokarboksilna

· diaminodikarbonski

Ciklički:

1) homociklički(sušilo za kosu, streljana);

2) heterociklički:

· aminokiseline(gis, tri);

· imino kiseline(pro).

Prema Lehningeru(na temelju sposobnosti radikala za interakciju s vodom), sve aminokiseline su podijeljene u 4 skupine:

· nepolarni, nenaplaćeno ( hidrofobni) – ima ih 8: ala, val, lei, ile, met, fen, tri, pro;

· polarni, nenaplaćeno ( hidrofilni) – ima ih 7: ser, tre, gln, asn, cis, tyr, gly;

· negativno nabijen– ima ih 2: asp, glu;

· pozitivno nabijen– ima ih 3: gis, arg, lys.

Po sposobnosti da se sintetizira u tijelu aminokiseline mogu biti:

· zamjenjiv, koji se može sintetizirati u tijelu;

· nezamjenjiva, koji se ne mogu sintetizirati u tijelu i moraju se unijeti hranom.

Koncept "esencijalnog" je relativan za svaku vrstu - kod ljudi i svinja ima ih 10 (val, lei, ile, tre, met, fen, tri, arg, gis, lys), kod životinja s četiri komore želudac - 2 one koje sadrže sumpor (cis, met), kod ptica - 1 (gli).

Fizikalno-kemijska svojstva aminokiselina:

1. Topljiv u vodi(pozitivno i negativno nabijene aminokiseline bolje su topive nego hidrofilne , gore – hidrofobni).

2. Imati visoko talište(zbog činjenice da su u kristalnom obliku u obliku bipolarnih iona).

3. Imaju optičku aktivnostšto je posljedica prisutnosti asimetričnog atoma ugljika (s izuzetkom gly). U tom smislu, aminokiseline:

· postoje u obliku L- i D-stereoizomera, ali proteini viših životinja sadrže uglavnom aminokiseline L-serije; broj stereoizomera ovisi o broju asimetričnih atoma ugljika i izračunava se formulom 2 n, gdje je n broj asimetričnih atoma C;

· sposoban zakretati ravninu polarizirane svjetlosti udesno ili ulijevo; Vrijednost specifične rotacije za različite aminokiseline varira od 10 do 30º.

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 točka. Za monoaminomonokarboksilne aminokiseline nalazi se u rasponu od 5,5-6,3, za diaminomonokarboksilne aminokiseline je više od 7, za dikarboksilne aminokiseline je manje od 7 .

5. Kemijska svojstva :

· svojstva kiselina, zbog prisutnosti karboksilne skupine;

· osnovna svojstva zbog prisutnosti amino skupine;

svojstva zbog interakcije amino-

i karboksilne skupine među sobom;

· svojstva zbog prisutnosti funkcionalnih skupina u bočnom lancu.

Klasifikacija aminokiselina.

1. Prema sposobnosti radikala za interakciju s H2O:

Nepolarni (hidrofobni) - slabo topljivi;

Polarni (hidrofilni) nenabijeni - visoko topljivi;

Negativno nabijen;

Pozitivno nabijen.

2. Prema biološkom i fiziološkom značaju:

Esencijalni - tijelo ih ne može sintetizirati iz drugih spojeva i u potpunosti dolazi iz hrane (valin, leucin, izoleucin, treonin, metionin, lizin, fenilalanin, triptofan);

Poluzamjenjivi - nastaju u nedovoljnim količinama u tijelu, pa se djelomično unose hranom (arginin, tirozin, histidin);

Zamjenjivi - sintetizirani u tijelu (svi ostali).

3. Po funkcionalnosti:

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

Alifatske hidroksiaminokiseline: serin, treonin;

Diaminomonokarboksilne kiseline: lizin, arginin;

Monoaminodikarboksilne kiseline: glutaminska kiselina, glutamin;

Aromatični: fenilalanin, tirozin;

Heterociklički: histidin, triptofan;

Aminokiselina: prolin.

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

Peptidna (amidna) veza je kovalentna, vrlo jaka veza. Do njegovog pucanja dolazi tijekom teške hidrolize (H2SO4 katalizator ili lužina). Otkriva se reakcijom biureta. Peptidi se od proteina razlikuju po nižoj molekulskoj masi.

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

Proteinske otopine su koloidne otopine različitih svojstava. Svaka molekula proteina u vodenoj otopini okružena je hidratacijskim omotačem zbog svojih hidrofilnih skupina (–COOH, –OH, –NH2, –SH). U vodenim otopinama proteinska molekula ima naboj koji se može mijenjati ovisno o pH.

Berezov T.T., Korovkin B.F.

Sve prirodne aminokiseline imaju zajedničko vlasništvo– amfoteran (od grč. amphoteros – dvostran), tj. Svaka aminokiselina sadrži najmanje jednu kiselinsku i jednu bazičnu skupinu. Opći tip strukture α-aminokiselina može se prikazati na sljedeći način:

Kako se vidi iz opća formula, aminokiseline će se razlikovati jedna od druge po kemijskoj prirodi radikala R, koji predstavlja skupinu atoma u molekuli aminokiseline povezanu s α-ugljikovim atomom i nije uključen u stvaranje peptidne veze tijekom sinteze proteina. Gotovo sve α-amino- i α-karboksilne skupine sudjeluju u stvaranju peptidnih veza proteinske molekule, pri čemu gube svoja acidobazna svojstva specifična za slobodne aminokiseline. Stoga je sva raznolikost značajki strukture i funkcije proteinskih molekula povezana s kemijskom prirodom i fizičko-kemijskim svojstvima radikala aminokiselina. Zahvaljujući njima, proteini su obdareni nizom jedinstvenih funkcija koje nisu karakteristične za druge biopolimere i imaju kemijsku individualnost.

Klasifikacija aminokiselina razvijena je na temelju kemijske strukture radikala, iako su predložena i druga načela. Postoje aromatske i alifatske aminokiseline, kao i aminokiseline koje sadrže sumporne ili hidroksilne skupine. Često se klasifikacija temelji na prirodi naboja aminokiseline. Ako je radikal neutralan (takve aminokiseline sadrže samo jednu amino i jednu karboksilnu skupinu), tada se nazivaju neutralne aminokiseline. Ako aminokiselina sadrži višak amino ili karboksilnih skupina, naziva se bazična ili kisela aminokiselina.

Suvremena racionalna klasifikacija aminokiselina temelji se na polarnosti radikala (R-skupina), tj. njihova sposobnost interakcije s vodom na fiziološkim pH vrijednostima (blizu pH 7,0). Postoji 5 klasa aminokiselina koje sadrže sljedeće radikale: 1) nepolarne (hidrofobne); 2) polarni (hidrofilni); 3) aromatski (uglavnom nepolarni); 4) negativno nabijen i 5) pozitivno nabijen. Prikazana klasifikacija aminokiselina (tablica 1.3) prikazuje nazive, skraćene engleske i ruske oznake i jednoslovne simbole aminokiselina usvojene u ruskom i strane književnosti, kao i vrijednosti izoelektrične točke (pI) i molekularne težine (M). Daju se zasebno strukturne formule svih 20 aminokiselina proteinske molekule.

Prve dvije aminokiseline nalaze se u proteinima vezivno tkivo– kolagen, a dijodtirozin je osnova strukture hormona Štitnjača. ε-N-metillizin je također pronađen u mišićnom proteinu miozinu; Protrombin (protein zgrušavanja krvi) sadrži γ-karboksiglutaminsku kiselinu, a glutation peroksidaza sadrži selenocistein u kojem je OH skupina serina zamijenjena selenom (Se):

Osim njih, brojne α-aminokiseline obavljaju važne funkcije u metabolizmu, iako ne ulaze u sastav proteina, posebice ornitin, citrulin, homoserin, homocistein, cisteinsulfinska kiselina, dioksifenilalanin itd.

STRUKTURA, SVOJSTVA I KLASIFIKACIJA AMINOKISELINA I PROTEINA

Aminokiseline po strukturi su organske karboksilne kiseline u kojima je barem jedan atom vodika zamijenjen amino skupinom. Oni su građevni blokovi proteinskih molekula, ali potreba za njihovim proučavanjem ne leži samo u ovoj funkciji.

Nekoliko aminokiselina je izvor za stvaranje neurotransmitera u središnjem živčanom sustavu (histamin, serotonin, gama-aminomaslačna kiselina, dopamin, norepinefrin), drugi su i sami neurotransmiteri (glicin, glutaminska kiselina).

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

Aminokiselina tirozin je u potpunosti uključena u hormone štitnjače i srži nadbubrežne žlijezde.

Brojni su poremećaji povezani s poremećajima metabolizma aminokiselina nasljedne i stečene bolesti, praćen ozbiljnim problemima u razvoju tijela (cistinoza, homocisteinemija, leucinoza, tirozinemija, itd.). Najpoznatiji primjer je fenilketonurija.

KLASIFIKACIJA AMINOKISELINA

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

1. Ovisno o položaju amino skupine.

2. Prema apsolutnoj konfiguraciji molekule.

3. Prema optičkoj aktivnosti.

4. O sudjelovanju aminokiselina u sintezi proteina.

5. Prema strukturi bočnog radikala.

6. Prema kiselo-baznim svojstvima.

7. Po potrebi za organizam.

Prema apsolutnoj konfiguraciji molekule

Na temelju apsolutne konfiguracije molekule razlikuju se D- i L-oblici. Razlike između izomera povezane su s relativnim položajem četiri supstituentske skupine smještene na vrhovima zamišljenog tetraedra, čije je središte ugljikov atom uα-položaj.

Protein bilo kojeg organizma sadrži samo jedan izomer, za sisavce to su L-aminokiseline. Međutim, optički izomeri podliježu spontanoj neenzimskoj racemizaciji, tj. L-oblik se mijenja u D-oblik. Ova se okolnost koristi za određivanje dobi, npr. koštano tkivo zub (u kriminalistici, arheologiji).

Ovisno o položaju amino skupine

Postoje α, β, γ i druge aminokiseline. Za tijelo sisavaca najkarakterističnije su α-aminokiseline.

Optičkom aktivnošću

Optičkom aktivnošću aminokiseline se dijele na desnokretne i lijevokretne.

Prisutnost asimetričnog atoma ugljika (kiralni centar) omogućuje samo dva rasporeda kemijske skupine Oko njega. To dovodi do posebne razlike između tvari jedne od drugih, naime, promjene smjera rotacije ravnine polarizacije polarizirane svjetlosti koja prolazi kroz otopinu. Kut rotacije se određuje pomoću polarimetra. U

Prema kutu rotacije razlikuju se desnorotirajući (+) i lijevorotirajući (–) izomeri.

Podjela na L- i D-oblik ne odgovara podjeli na dešnjake i ljevoruke. Za neke aminokiseline, L-oblici (ili D-oblici) su dekstrorotatorni, dok su za druge lijevorotatorni. Na primjer, L-alanin je desnorotirajući, a L-fenilalanin lijevorotirajući. Kod miješanja L- i D-oblika jedne aminokiseline nastaje racemična smjesa koja nema optičku aktivnost.

O sudjelovanju aminokiselina u sintezi proteina

Postoje proteinogeni (20 AK) i neproteinogeni (oko 40 AK). Sve proteinogene aminokiseline su α-aminokiseline.

Koristeći proteinogene aminokiseline kao primjer, možemo pokazati dodatne načine klasifikacije:

o strukturom bočnog radikala– nepolarne (alifatske, aromatske) i polarne (nenabijene, negativno i pozitivno nabijene),

o elektrokemijski– prema acidobaznim svojstvima dijele se neutralne (većina), kisele (Asp, Glu) i bazične (Lys, Arg, His) aminokiseline,

o fiziološka klasifikacija – prema potrebi tijela razlikuju se nezamjenjivi (Lei, Ile, Val, Fen, Tri, Tre, Liz, Met) i zamjenjivi. Dvije aminokiseline su uvjetno esencijalne (Arg, Gis), tj. njihova sinteza se odvija u nedovoljnim količinama.

1) Hidrofobne aminokiseline (nepolarne). Radikalne komponente obično sadrže ugljikovodične skupine i aromatske prstenove. Hidrofobne aminokiseline uključuju ala, val, lei, ile, fen, tri, met.

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

3) Polarne negativno nabijene aminokiseline. To uključuje asparaginsku i glutaminsku kiselinu. U neutralnom okruženju asp i glu dobivaju negativan naboj.

4) Polarne pozitivno nabijene aminokiseline: arginin, lizin i histidin. Imaju dodatnu amino skupinu (ili imidazolski prsten, poput histidina) u radikalu. U neutralnom okruženju lys, arg i gαis dobivaju pozitivan naboj.

II. Biološka klasifikacija.

1) Esencijalne aminokiseline ne mogu se sintetizirati u ljudskom tijelu i moraju se unijeti hranom (val, ile, leu, lys, met, tre, tri, fen) a još 2 aminokiseline su klasificirane kao djelomično 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-aminokiseline. Amino skupina zajedničkog dijela svih aminokiselina vezana je za α-ugljikov atom. Aminokiseline sadrže karboksilnu skupinu -COOH i amino skupinu -NH2. U proteinu ionogene skupine zajedničkog dijela aminokiselina sudjeluju u stvaranju peptidne veze, a sva svojstva proteina određena su samo svojstvima radikala aminokiselina. Aminokiseline su amfoterni spojevi. Izoelektrična točka aminokiselina je pH vrijednost pri kojoj najveći udio molekula aminokiselina ima nula naboja.

Fizikalno-kemijska svojstva proteina.

Izolacija i pročišćavanje: elektroforetska separacija, gel filtracija i dr. Molekulska masa proteina, amfoternost, topljivost (hidratacija, soljenje). Denaturacija proteina, njena reverzibilnost.

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

Svojstva međuspremnika. Proteini su amfoterni polielektroliti, tj. spajaju kisela i bazična svojstva. Ovisno o tome, bjelančevine mogu biti kisele i bazične.

Čimbenici stabilizacije proteina u otopini. HIDRATNA LJUSKA je sloj molekula vode na određeni način orijentiran na površini proteinske molekule. Površina većine proteinskih molekula je negativno nabijena, a dipole molekula vode privlače svojim pozitivno nabijenim polovima.

Čimbenici koji smanjuju topljivost proteina. pH vrijednost pri kojoj protein postaje električki neutralan naziva se izoelektrična točka (IEP) proteina. Za bazične proteine, IET je u alkalnom okruženju, za kisele proteine ​​- u kiselom okruženju. Denaturacija je sekvencijalno kršenje kvarterne, tercijarne i sekundarne strukture proteina, praćeno gubitkom bioloških svojstava. Denaturirani protein se taloži. Protein se može istaložiti promjenom pH medija (IET), ili isoljavanjem, ili djelovanjem na neki faktor denaturacije. Fizički faktori: 1. Visoke temperature.

Neki proteini podliježu denaturaciji već na 40-50 2. Ultraljubičasto zračenje 3. X-zrake i radioaktivno zračenje 4. Ultrazvuk 5. Mehanički utjecaj (na primjer, vibracije). Kemijski faktori: 1. Koncentrirane kiseline i lužine. 2. Soli teških metala (na primjer, CuSO4). 3. Organska otapala ( etanol, aceton) 4. Neutralne soli alkalnih i zemnoalkalijskih 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 (promjene konformacije protomera).

Postoje četiri razine prostorne organizacije proteina: primarna, sekundarna, tercijarna i kvaternarna struktura proteinskih molekula. Primarna struktura proteina- slijed aminokiselina u polipeptidnom lancu (PPC). Peptidnu vezu tvore samo alfa amino skupina i alfa karboksilna skupina aminokiselina. Sekundarna struktura je prostorna organizacija jezgre polipeptidnog lanca u obliku strukture α-heliksa ili β-lista. U α-heliksu postoji 36 aminokiselinskih ostataka na 10 zavoja. α-heliks je fiksiran pomoću vodikovih veza između NH skupina jednog zavoja zavojnice i C=O skupina susjednog zavoja.

Struktura β-lista također se drži zajedno vodikovim vezama između C=O i NH skupina. Tercijarna struktura- poseban međusobni dogovor u prostoru spiralno oblikovanih i naboranih dijelova polipeptidnog lanca. U formiranju tercijarne strukture sudjeluju jake disulfidne veze i svi slabi tipovi veza (ionske, vodikove, hidrofobne, van der Waalsove interakcije). Kvartarna struktura- trodimenzionalna organizacija u prostoru nekoliko polipeptidnih lanaca. Svaki lanac naziva se podjedinica (ili protomer). Stoga se proteini s kvaternarnom strukturom nazivaju oligomerni proteini.

4. Jednostavni i složeni proteini, njihova klasifikacija.

Priroda veza prostetičkih skupina s proteinima. Biološke funkcije proteina. Sposobnost specifične interakcije s ligandom.

Jednostavni proteini građene su od aminokiselinskih ostataka i hidrolizom se razlažu samo na slobodne aminokiseline. Složeni proteini- To su dvokomponentni proteini koji se sastoje od nekog jednostavnog proteina i neproteinske komponente koja se naziva prostetička skupina. Prilikom hidrolizacije složenih proteina, osim slobodnih aminokiselina, oslobađa se i neproteinski dio ili njegovi razgradni produkti. Jednostavni proteini se, pak, dijele na temelju nekih uvjetno odabranih kriterija u nekoliko podskupina: protamini, histoni, albumini, globulini, prolamini, glutelini itd.

Klasifikacija složenih proteina:

Fosfoproteini (sadrže fosfornu kiselinu), kromoproteini (sadrže pigmente),

Nukleoproteini (sadrže nukleinske kiseline), glikoproteini (sadrže ugljikohidrate),

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

Aktivni centar proteinske molekule. Kada proteini funkcioniraju, mogu se vezati na ligande - tvari niske molekularne težine. Ligand se veže za određeno mjesto u proteinskoj molekuli – aktivno središte. Aktivni centar nastaje na tercijarnoj i kvarternoj razini organizacije proteinske molekule i nastaje privlačenjem bočnih radikala pojedinih aminokiselina (vodikove veze nastaju između -OH skupina sumpora, aromatski radikali povezani su hidrofobnim interakcije, -COOH i -NH2 - ionskim 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 skupinu glikoproteina mogu predstavljati monosaharidi (glukoza, galaktoza, manoza, fruktoza, 6-deoksigalaktoza), njihovi amini i acetilirani derivati ​​amino šećera (acetilglukoza, acetilgalaktoza. Udio ugljikohidrata u molekulama glikoproteina iznosi do 35% Glikoproteini su pretežno globularni proteini.Proteoglikani ugljikohidratne komponente mogu biti predstavljeni s nekoliko lanaca heteropolisaharida.

Biološke funkcije glikoproteina:

1. prijevoz(proteini krvi globulini prenose željezo, ione bakra, steroidne hormone);

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

3. receptor(receptori se nalaze na površini stanične membrane koji osiguravaju specifičnu interakciju).

4. enzimski(kolinesteraza, ribonukleaza);

5. hormonska(hormoni prednje hipofize - gonadotropin, tireotropin).

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

Lipoproteini ljudskih tkiva. Klasifikacija lipida.

Osnovni, temeljni predstavnici: triacilgliceroli, fosfolipidi, glikolipidi, kolesterol. Njihova struktura i funkcije. Nezamjenjiva masna kiselina i njihove izvedenice. Sastav, struktura i funkcije lipoproteina krvi.

Nukleoproteini.

Značajke proteinskog dijela. Povijest otkrića i proučavanja nukleinskih kiselina. Struktura i funkcije nukleinskih kiselina. Primarna i sekundarna struktura DNA i RNA. Vrste RNA. Građa kromosoma.

Nukleoproteini- složeni proteini koji sadrže protein (protamin ili histon), neproteinski dio predstavljaju nukleinske kiseline (NA): dezoksiribonukleinska kiselina (DNA) i ribonukleinska kiselina (RNA). Protamini i histoni su proteini s izraženim bazičnim svojstvima jer sadrže više od 30% Arg i Lys.

Nukleinske kiseline (NA) - To su dugi polimerni lanci koji se sastoje od mnogo tisuća monomernih jedinica koje su međusobno povezane 3',5'-fosfodi-eterskim vezama. NA monomer je mononukleotid koji se sastoji od dušične baze, pentoze i ostatka fosforne kiseline. Dušikove baze su purinske (A i G) i pirimidinske (C, U, T). Pentoza je β-D-riboza ili β-D-deoksiriboza. Dušikova baza povezana je s pentozom N-glikozidnom vezom. Pentoza i fosfat međusobno su povezani esterskom vezom između -OH skupine koja se nalazi na C5' atomu pentoze i fosfata.

Vrste nukleinskih kiselina:

1. DNK sadrži A, G, T i C, deoksiribozu i fosfornu kiselinu. DNA se nalazi u jezgri stanice i čini osnovu složenog proteina kromatina.

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

Postoje 3 tipa RNA:

a) m-RNA (informacija ili predložak) - kopija dijela DNA, sadrži podatke o strukturi proteina;

b) r-RNA čini kostur ribosoma u citoplazmi i igra važnu ulogu u sklapanju proteina na ribosomu tijekom translacije;

c) tRNA sudjeluje u aktivaciji i transportu AK do ribosoma i lokalizirana je u citoplazmi. NC imaju primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu .

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

Sekundarna struktura DNA je dvostruka spirala. DNK se sastoji od 2 niti uvijene u spiralu udesno oko osi. Zavoj spirale = 10 nukleotida, što je duljina 3,4 nm. Obje spirale su antiparalelne.

Tercijarna struktura DNK - to je rezultat dodatnog uvijanja u prostoru molekule DNA. To se događa kada DNA stupi u interakciju s proteinom. Prilikom interakcije s histonskim oktamerom, dvostruka spirala se namotava na oktamer, tj. pretvara u superspiralu.

Sekundarna struktura RNA- polinukleotidna nit, savijena u prostoru. Ova zakrivljenost je posljedica stvaranja vodikovih veza između komplementarnih dušikovih baza. U t-RNA sekundarnu strukturu predstavlja “list djeteline”, u kojem razlikujemo komplementarne i nekomplementarne regije. Sekundarna struktura rRNA je spirala jedne zakrivljene RNA, a tercijarna struktura je kostur ribosoma. Dolazeći iz jezgre u središnju zonu, m-RNA tvori komplekse sa specifičnim proteinima - informomerima ( tercijarna struktura mRNA) i nazivaju se infosomi.

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

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

Fosfoproteini sadrže ostatak fosforne kiseline kao prostetičku skupinu. Primjeri: kazein i kazeinogen mlijeka, svježeg sira, mliječnih proizvoda, vitelin žumanjka, ovalbumin Bjelanjak, ichtullin riblja jaja. Stanice CNS-a bogate su fosfoproteinima.

Fosfoproteini imaju različite funkcije:

1. Nutritivna funkcija. Fosfoproteini mliječnih proizvoda lako se probavljaju, apsorbiraju i izvor su esencijalne aminokiseline a fosfor za sintezu proteina u djetetovim tkivima.

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

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

4. Fosforna kiselina regulira aktivnost enzima fosforilacijom uz sudjelovanje enzima protein kinaze. Fosfat je esterskim vezama vezan za -OH skupinu serina ili treonina: Kromoproteini- složeni proteini s obojenim neproteinskim dijelom. To uključuje flavoproteine ​​(žuto) i hemoproteine ​​(crveno). Flavoproteini kao prostetička skupina sadrže derivate vitamina B2 - flavine: flavin adenin dinukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN). Oni su neproteinski dio enzima dehidrogenaze koji kataliziraju redoks reakcije.

Hemoproteini Sadrže hem-željezo porfirinski kompleks kao neproteinsku skupinu.

Hemoproteini se dijele u dvije klase:

1. enzimi: katalaza, peroksidaza, citokromi;

2. neenzimi: hemoglobin i mioglobin.

Enzimi katalaza i peroksidaza uništavaju vodikov peroksid, citokromi su prijenosnici elektrona u transportnom lancu elektrona. Neenzimi. Hemoglobin prenosi kisik (od pluća do tkiva) i ugljikov dioksid (od tkiva do pluća); mioglobin je skladište kisika u mišićima koji rade. Hemoglobin- tetramer, jer sastoji se od 4 podjedinice: globin u ovom tetrameru predstavljaju 4 polipeptidna lanca 2 varijante: 2 α i 2 β lanca. Svaka podjedinica povezana je s hemom. Fiziološki tipovi hemoglobina: 1. HbP - primitivni hemoglobin nastaje u embriju. 2. HbF - fetalni hemoglobin - fetalni hemoglobin. Zamjena HbP s HbF događa se do 3. mjeseca života.

Enzimi, povijest otkrića i proučavanja enzima, značajke enzimske katalize.

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

Enzimi - biološki katalizatori proteinske prirode, formirane od žive stanice, djelujući visokom aktivnošću i specifičnošću.

Sličnosti enzima s nebiološkim katalizatorima je da:

• enzimi kataliziraju energetski moguće reakcije;
• energije kemijski sustav ostaje konstantan;
• tijekom katalize smjer reakcije se ne mijenja;
• enzimi se ne troše tijekom reakcije.

Razlike između enzima i nebioloških katalizatora su sljedeće:

• brzina enzimskih reakcija veća je od reakcija kataliziranih neproteinskim katalizatorima;
• enzimi su visoko specifični;
• u stanici se odvija enzimska reakcija, tj. pri temperaturi od 37 °C, konstantnom atmosferskom tlaku i fiziološkom pH;
• ubrzati enzimska reakcija može se prilagoditi.

Suvremena klasifikacija enzima na temelju prirode kemijskih transformacija koje kataliziraju. Klasifikacija se temelji na vrsti reakcije koju katalizira enzim.

Enzimi se dijele u 6 klasa:

1. Oksidoreduktaze - kataliziraju redoks reakcije

2. Transferaze - grupni transfer

3. Hidrolaze - hidroliza

4. Liaze - nehidrolitičko cijepanje supstrata

5. Izomeraze - izomerizacija

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

Nomenklatura enzima.

1. Trivijalni naziv (pepsin, tripsin).

2. Naziv enzima može biti sastavljen od naziva supstrata uz dodatak završetka “aza”

(arginaza hidrolizira aminokiselinu arginin).

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

hidroliza, dehidrogenaza - dehidrogenacija organske molekule, t.j. uklanjanje protona i elektrona iz 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 (svaki enzim ima 4 indeksa ili serijska broja): 1.1.1.1 - ADH, 1.1.1.27 - LDH.

Ovisnost brzine enzimske reakcije o pH medija. Za svaki enzim postoji pH vrijednost pri kojoj se opaža njegova maksimalna aktivnost. Odstupanje od optimalne pH vrijednosti dovodi do smanjenja enzimske aktivnosti. Učinak pH na aktivnost enzima povezan je s ionizacijom funkcionalnih skupina aminokiselinskih ostataka određenog proteina, koji osiguravaju optimalnu konformaciju aktivnog središta enzima. Kada se pH promijeni s optimalnih vrijednosti, mijenja se ionizacija funkcionalnih skupina proteinske molekule.

Na primjer, kada se okoliš zakiseli, slobodne amino skupine (NH 3 +) se protoniraju, a kada dođe do alkalizacije, proton se uklanja iz karboksilnih skupina (COO -). To dovodi do promjene konformacije molekule enzima i konformacije aktivnog centra; posljedično, vezanje supstrata, kofaktora i koenzima na aktivno središte je poremećeno. Enzimi koji djeluju u kiselim uvjetima(primjerice, pepsin u želucu ili lizosomski enzimi), evolucijski dobivaju konformaciju koja osigurava da enzim djeluje pri kiselim pH vrijednostima. Međutim većina enzima ljudskog tijela ima pH optimalni blizu neutralnog, podudara se s fiziološki značaj pH.

Ovisnost brzine enzimske reakcije o temperaturi medija. Povećanje temperature do određenih granica utječe na brzinu enzimske reakcije, slično učinku temperature na bilo koju kemijsku reakciju. Kako temperatura raste, kretanje molekula se ubrzava, što dovodi do povećanja vjerojatnosti interakcije između reaktanata. Osim toga, temperatura može povećati energiju reagirajućih molekula, što također ubrzava reakciju.

Međutim, brzina kemijska reakcija, kataliziran enzimima, ima vlastiti temperaturni optimum, čiji je višak popraćen smanjenjem enzimske aktivnosti koja je posljedica toplinske 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 središta supstrata (sterička koincidencija). I aktivno središte enzima i cijela njegova proteinska molekula odgovorni su za specifičnost enzima. Aktivno mjesto enzima određuje vrstu reakcije koju enzim može izvesti. Postoje tri vrste specifičnosti:

Apsolutna specifičnost. Ovu specifičnost imaju enzimi koji djeluju samo na jedan supstrat. Na primjer, saharaza hidrolizira samo saharozu, laktaza - laktozu, maltaza - maltozu, ureaza - ureu, arginaza - arginin itd. Relativna specifičnost- je sposobnost enzima da djeluje na skupinu supstrata sa opći tip veze, tj. relativna specifičnost očituje se samo u odnosu na određenu vrstu veze u skupini supstrata. Primjer: lipaze razgrađuju esterske veze u životinjskim mastima i biljnog porijekla. Amilaza hidrolizira α-glikozidnu vezu u škrobu, dekstrinima i glikogenu. Alkohol dehidrogenaza oksidira alkohole (metanol, etanol itd.).

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

Na primjer: 1) α, β-izomerija: α - amilaza sline i pankreasnog soka razgrađuje samo α-glukozidne veze u škrobu, a ne razgrađuje β-glukozidne veze vlakana. Međunarodna jedinica (IU) aktivnosti enzima je količina enzima sposobna pretvoriti 1 µmol supstrata u produkte reakcije u 1 minuti na 25 °C i optimalnom pH. Catal odgovara količini katalizatora koja može pretvoriti 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. Građa i funkcije aktivnog centra.

Mehanizam djelovanja enzima. Enzimski kofaktori: metalni ioni i koenzimi, njihovo sudjelovanje u radu enzima. Aktivatori enzima: mehanizam djelovanja. Inhibitori enzimskih reakcija: kompetitivni, nekompetitivni, ireverzibilni. Lijekovi - inhibitori enzima (primjeri).

Po strukturi enzimi mogu biti:

1. jednokomponentni (jednostavni proteini),

2. dvokomponentni (složeni proteini).

Na enzime - jednostavnih proteina- odnositi se probavni enzimi(pepsin, tripsin). Enzimi – složeni proteini – uključuju enzime koji kataliziraju redoks reakcije. Za katalitičku aktivnost dvokomponentnih enzima potrebna je dodatna kemijska komponenta tzv kofaktor, mogu se igrati kao ne organska tvar (ioni željeza, magnezija, cinka, bakra itd..), te organske tvari – koenzimi (npr. aktivni oblici vitamina).

Brojni enzimi za funkcioniranje zahtijevaju i koenzim i metalne ione (kofaktor). Koenzimi su niskomolekularne organske tvari neproteinske prirode, povezane s proteinskim dijelom enzima privremeno i krhko. U slučaju kada je neproteinski dio enzima (koenzim) čvrsto i trajno povezan s proteinom, tada se takav neproteinski dio naziva protetička grupa. Proteinski dio kompleksa protein-enzim naziva se apoenzim. Zajedno nastaju apoenzim i kofaktor holoenzim.

U procesu enzimske katalize ne sudjeluje cijela proteinska molekula, već samo određeni dio - aktivno središte enzima. Aktivni centar enzim predstavlja dio molekule enzima na koji je vezan supstrat i o kojem ovise katalitička svojstva molekule enzima. U aktivnom središtu enzima nalazi se "kontaktno" područje- mjesto koje privlači i drži supstrat na enzimu zahvaljujući svojim funkcionalnim skupinama i "katalitičkom" dijelu, čije su funkcionalne skupine izravno uključene u katalitičku reakciju. Neki enzimi, osim aktivnog centra, imaju i "još jedan" centar - alosterički.

S alosteričnim centar međudjeluje s različitim tvarima (efektorima), najčešće raznim metabolitima. Kombinacija ovih tvari s alosteričkim središtem dovodi do promjene konformacije enzima (tercijarna i kvaternarna struktura). Aktivni centar u molekuli enzima je ili stvoren ili je poremećen. U prvom slučaju reakcija se ubrzava, u drugom slučaju usporava. Stoga se alosterički centar naziva regulatornim centrom enzima. Enzimi koji u svojoj strukturi imaju alosterički centar nazivaju se regulatorni odn alosterički. Teorija mehanizma djelovanja enzima temelji se na stvaranju kompleksa enzim-supstrat.

Mehanizam djelovanja enzima:

1. stvaranje kompleksa enzim-supstrat, supstrat je vezan za aktivno središte enzima.

2. u drugoj fazi enzimatskog procesa, koja se sporo odvija, dolazi do elektronskih preustroja u kompleksu enzim-supstrat.

Enzim (En) i supstrat (S) počinju se približavati jedan drugome kako bi ostvarili maksimalan kontakt i formirali jedan kompleks enzim-supstrat. Trajanje druge faze ovisi o energiji aktivacije supstrata ili energetskoj barijeri dane kemijske reakcije. Energija aktivacije- energija potrebna da se sve molekule od 1 mola S prevedu u aktivirano stanje na određenoj temperaturi. Svaka kemijska reakcija ima svoju vlastitu energetsku barijeru. Uslijed stvaranja kompleksa enzim-supstrat, aktivacijska energija supstrata se smanjuje, a reakcija se počinje odvijati na nižoj energetskoj razini. Stoga druga faza procesa ograničava brzinu cjelokupne katalize.

3. U trećoj fazi dolazi do same kemijske reakcije uz nastajanje produkata reakcije. Treća faza procesa je kratka. Kao rezultat reakcije, supstrat se pretvara u produkt reakcije; kompleks enzim-supstrat se raspada i enzim izlazi nepromijenjen iz enzimske reakcije. Dakle, enzim omogućuje, zbog stvaranja kompleksa enzim-supstrat, da se podvrgne kemijskoj reakciji kružnim putem na nižoj energetskoj razini.

Kofaktor- neproteinska tvar koja mora biti prisutna u tijelu u malim količinama kako bi odgovarajući enzimi mogli obavljati svoje funkcije. Kofaktor sadrži koenzime i metalne ione (na primjer, natrijeve i kalijeve ione).

Svi enzimi pripadaju globularnim proteinima, 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 obavljati metalni ioni (Zn 2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+, Cu 2+, K +, Na +) ili složeni organski spojevi. Organski kofaktori obično se nazivaju koenzimima, a neki od njih su derivati ​​vitamina. Vrsta veze između enzima i koenzima može biti različita. Ponekad postoje odvojeno i vežu se jedno za drugo tijekom reakcije. U drugim slučajevima, kofaktor i enzim povezani su trajno, a ponekad i jakim kovalentnim vezama. U potonjem slučaju, neproteinski dio enzima naziva se prostetička skupina.

Uloga kofaktora uglavnom se svodi na sljedeće:

• mijenjanje tercijarne strukture proteina i stvaranje komplementarnosti između enzima i supstrata;
• izravno sudjelovanje u reakciji kao drugi supstrat.

Aktivatori Može biti:

1) kofaktori, jer važni su sudionici u enzimskom procesu. Na primjer, metali koji su dio katalitičkog centra enzima: salivarna amilaza aktivna je u prisutnosti Ca iona, laktat dehidrogenaza (LDH) - Zn, arginaza - Mn, peptidaza - Mg i koenzimi: vitamin C, derivati ​​raznih vitamini (NAD, NADP, FMN, FAD, KoASH itd.). Oni osiguravaju vezanje aktivnog centra enzima za supstrat.

2) anioni također mogu imati aktivirajući učinak na aktivnost enzima, npr. anioni

Cl - aktivirati salivarnu amilazu;

3) aktivatori također mogu biti tvari koje stvaraju optimalnu pH vrijednost okoline za ispoljavanje enzimske aktivnosti, npr. HCl za stvaranje optimalne okoline za želučani sadržaj za aktivaciju pepsinogena u pepsin;

4) aktivatori su također tvari koje pretvaraju proenzime u aktivni enzim npr. enterokinaza crijevni sok aktivira pretvorbu tripsinogena u tripsin;

5) aktivatori mogu biti različiti metaboliti koji se vežu za alosterički centar enzima i pridonose stvaranju aktivnog centra enzima.

Inhibitori- to su tvari koje inhibiraju aktivnost enzima. Postoje dvije glavne vrste inhibicije: nepovratna i reverzibilna. U slučaju ireverzibilne inhibicije, inhibitor se kovalentnim vezama čvrsto (nepovratno) veže za aktivno središte enzima, mijenjajući konformaciju enzima. Tako soli teških metala (živa, olovo, kadmij i dr.) mogu djelovati na enzime. Reverzibilna inhibicija je vrsta inhibicije u kojoj se aktivnost enzima može obnoviti. Postoje dvije vrste reverzibilne inhibicije: kompetitivna i ne-kompetitivna. U kompetitivnoj inhibiciji, supstrat i inhibitor obično su vrlo slični kemijska struktura.

Kod ove vrste inhibicije, supstrat (S) i inhibitor (I) mogu se jednako vezati na aktivno mjesto enzima. One se međusobno natječu za mjesto u aktivnom mjestu enzima. Klasičan primjer je konkurentska inhibicija – inhibicija akcije sukcinat dehidrogenaza malonska kiselina. Nekompetitivni inhibitori vežu se za alosterički centar enzima.

Uslijed toga dolazi do promjena u konformaciji alosteričkog centra, što dovodi do deformacije katalitičkog centra enzima i smanjenja enzimske aktivnosti. Metabolički proizvodi često djeluju kao alosterički nekompetitivni inhibitori. Ljekovita svojstva inhibitori enzima (Contrical, Trasylol, Aminocaproic acid, Pamba). Kontrikal (aprotinin) se koristi za liječenje akutni pankreatitis i egzacerbacije kronični pankreatitis, akutna nekroza pankreasa, akutno krvarenje.

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

Razlike u enzimskom sastavu organa i tkiva.

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

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

Izoenzimi su obično vrlo homologni u sekvenci aminokiselina. Svi izoenzimi istog enzima obavljaju istu katalitičku funkciju, ali se mogu značajno razlikovati u stupnju katalitičke aktivnosti, regulatornim značajkama ili drugim svojstvima. Primjer enzima koji ima izoenzime je amilaza- pankreasna amilaza razlikuje se od amilaze po aminokiselinskom slijedu i svojstvima žlijezde slinovnice, crijevima i drugim organima. To je poslužilo kao osnova za razvoj i primjenu pouzdanije metode za dijagnosticiranje akutnog pankreatitisa određivanjem ne ukupne amilaze u plazmi, već izoamilaze gušterače.

Enzimopatije- bolesti uzrokovane poremećenom sintezom enzima:

a) u cijelosti ili djelomična odsutnost enzimska aktivnost;

b) pretjerano pojačanje enzimske aktivnosti;

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

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

DO nasljedne bolesti uključuju enzimopatije povezane s poremećenom pretvorbom aminokiselina:

1. Fenilketonurija - nasljedni poremećaj u sintezi enzima fenilalanin hidroksilaze, uz čije sudjelovanje dolazi do pretvorbe fenilalanina u tirozin. S ovom patologijom dolazi do povećanja koncentracije fenilalanina u krvi. Uz ovu bolest u djece, fenilalanin mora biti isključen iz prehrane.

2. albinizam - bolest povezana s genetskim defektom enzima tirozinaze. Kada melanociti izgube sposobnost sintetiziranja ovog enzima (oksidira tirozin u DOPA i DOPA-kinon), melanin se ne stvara u koži, kosi i mrežnici.

Stečene enzimopatije, tj. Poremećaj sinteze enzima može biti posljedica:

1. dugotrajna primjena lijekova (antibiotici, sulfonamidi);

2. preležane zarazne bolesti;

3. zbog nedostatka vitamina;

4. maligni tumori.

Enzimska dijagnostika - određivanje aktivnosti enzima za dijagnostiku bolesti. Enzimi krvne plazme dijele se u 3 skupine: sekretorne, indikatorske i ekskretorne. Indikator - stanični enzimi. Za bolesti praćene oštećenjem stanične membrane, ti se enzimi pojavljuju u velikim količinama u krvi, što ukazuje na patologiju u određenim tkivima. Na primjer, aktivnost amilaze u krvi i urinu povećava se tijekom akutnog pankreatitisa.

Za enzimsku dijagnostiku određuju se izoenzimi. Na patološka stanja otpuštanje enzima u krv može se povećati zbog promjene stanja stanične membrane. Proučavanje aktivnosti enzima u krvi i drugim biološkim tekućinama naširoko se koristi za dijagnosticiranje bolesti. Na primjer, dijastaza urina i amilaze u krvi kod pankreatitisa (povećana aktivnost), smanjena aktivnost amilaze kod kroničnog pankreatitisa.

Enzimska terapija- korištenje enzima kao lijekovi. Na primjer, mješavina enzimskih pripravaka pepsina, tripsina, amilaze (pankreatin, festal) koristi se za bolesti probavnog trakta sa smanjenim izlučivanjem, tripsin i kimotripsin koriste se u kirurškoj praksi za gnojne bolesti za hidrolizu bakterijskih proteina.

Enzimopatije u djece i važnost njihove biokemijske dijagnoze (npr. poremećaji metabolizma dušika i ugljikohidrata).

Najčešća varijanta enzimopatija koja dovodi do razvoja hemolitička anemija- nedostatak glukoza 6 fosfat dehidrogenaze. Razmotrimo uzroke enzimopatije kod djece. Bolest je raširena među Afroamerikancima (630%), rjeđe među Tatarima (3,3%) i narodima Dagestana (511,3%); rijetko se otkrivaju u ruskoj populaciji (0,4%). Poseban slučaj nedostatka glukoza-6-fosfat dehidrogenaze je favizam. Hemoliza se razvija kada se jede fava grah, grah, grašak ili udiše naftalenska prašina.

Uzroci enzimopatija u djece Nasljeđivanje nedostatka glukoza 6 fosfat dehidrogenaze (N), zbog čega češće obolijevaju muškarci. U svijetu postoji oko 400 milijuna nositelja ovog patološkog gena. Bolest se razvija, u pravilu, nakon uzimanja određenih lijekova [derivati ​​nitrofurana, kinin, izoniazid, ftivazid, aminosalicilna kiselina (natrijev para-aminosalicilat), nalidiksična kiselina, sulfonamidi itd.] ili na pozadini infekcije.

Enzimopatije u djece - znakovi.

Bolest se očituje brzim razvojem hemoliza kada konzumirate gore navedene tvari ili imate infekcije (osobito upalu pluća, trbušni tifus, hepatitis). Nedostatak glukoza-6-fosfat dehidrogenaze može uzrokovati žuticu u novorođenčadi. Krvna pretraga otkriva retikulocitozu, povišenu razinu izravnog i neizravnog bilirubina, LDH i alkalne fosfataze.

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

Enzimopatije u djece - liječenje.

Izvan krize, liječenje se ne provodi. Za groznicu se koriste fizikalne metode hlađenja. Za kroničnu hemolizu propisano je folna kiselina 1 mt/dan tijekom 3 tjedna svaka 3 mjeseca. Tijekom krize sve se poništava lijekovi, izvršiti infuzijska terapija na pozadini dehidracije.

Vitamini, podjela vitamina (po topljivosti i djelotvornosti). Povijest otkrića i proučavanja vitamina.

Vitamini su organski spojevi niske molekulske mase različitih kemijske prirode I raznih struktura, sintetiziraju uglavnom biljke, dijelom mikroorganizmi.

Za ljude su vitamini bitni čimbenici prehrane. Vitamini sudjeluju u mnogim biokemijskim reakcijama, obavljajući katalitičku funkciju u sastavu aktivnih centara velika količina razne enzime ili djelujući kao informacijski regulatorni posrednici, obavljajući signalne funkcije egzogenih prohormona i hormona. Prema kemijskoj strukturi i fizička i kemijska svojstva(posebno prema topljivosti) vitamini se dijele u 2 skupine.

Vodotopljivi:

• vitamin B1 (tiamin);
• vitamin B2 (riboflavin);
• Vitamin PP ( nikotinska kiselina, nikotinamid, vitamin B 3);
• Pantotenska kiselina (vitamin B 5);
• Vitamin B6 (piridoksin);
• Biotin (vitamin H);
• Folna kiselina (vitamin B c, B 9);
• vitamin B12 (kobalamin);
• vitamin C (askorbinska kiselina);
• Vitamin P (bioflavonoidi).