Материал: Биохимия учебное пособие

г)гидроксилированиефенилаланина собразованиемтирозина; д)декарбоксилированиетриптофана; е) гидролиз аргинина с образованием мочевины.

Какие витамины являются предшественниками коферментов, участвующих

вэтих реакциях? Какие из приведенных аминокислот являются незаменимыми?

3.В эксперименте на животных изучали метаболизм аминокислот. Для этого им скармливали аспарагиновую кислоту, меченую радиоактивным азотом по аминогруппе. Через некоторое время в моче животных радиоактивная метка была обнаружена в двух низкомолекулярных веществах. Первое вещество оказалось хорошорастворимов воде, второелегкообразовывалоосадок. Экспериментповторилив условияхбелковогоголодания.Выведениерадиоактивныхпродуктов обмена с мочой резко увеличилось. О каких веществах идет речь в задаче? Как объяснить наблюдавшиеся закономерности? В каких еще веществах мог быть обнаружен меченый атом азота?

4.Напишите структурную формулуучастка молекулы ДНК, содержащую азотистые основания А – Г – Ц, и комплементарного ему участка. Какие типы связи образуются между нуклеотидами в пределах одной цепи и между двумя комплементарными цепями?

Д о п о л н и т е л ь н о е

1.Напишите химические реакции обмена аминокислот в клетках и дайте названия катализирующимих ферментам:

а)декарбоксилированиецистеина; б)внутримолекулярноедезаминированиегистидина;

в) переаминирование лейцина и -кетоглутарата; г)гидроксилированиетриптамина с образованием серотонина; д)метилированиенорадреналина в адреналин;

е) окисление аргинина в цитруллин с образованием оксида азота (NO).

2.В медицине используются лекарственные препараты, влияющие на обмен нуклеотидов:оротаткалия,инозин (рибоксин), 5-фторурацил. Напишитеихструктурныеформулы. Укажите, какиеметаболическиепути они активируютили ингибируют, каким лечебным действием обладают.

Типовой вариант тестовогоконтроля по теме «Обмен аминокислот, белков и нуклеиновых кислот»

Инструкция: при отсутствии дополнительных указаний в вопросе теста выберите один верный вариант ответа.

1. Выберите название фермента, катализирующего следующую реакцию: а) карбамоилфосфатсинтетаза; б)аргининосукцинатсинтетаза;

105

в)аргининосукцинатлиаза; г)аргиназа; д) уреаза.

2.Укажите продукты декарбоксилирования аминокислот: а) новая аминокислота и кетокислота; б) углекислый газ и вода; в) новая аминокислота и аммиак; г) углекислый газ и амин; д) аммиак и вода.

3.Выберитефермент, катализирующий окислительноедезаминированиеаминокислот:

а) аспартатаминотрансфераза; б)аланинаминотрансфераза; в) глутаминаза; г) глутаматдегидрогеназа;

д) глутаматдекарбоксилаза.

4.Углеродные скелеты аминокислоты АСП и АСН превращаются в субстрат цикла Кребса оксалоацетат, поэтому данные аминокислоты называют:

а) условно заменимыми; б) незаменимыми; в)глюкогенными; г) кетогенными; д)протеиногенными.

5.Укажите свойства мочевины, делающие ее нетоксичной:

а) сильное основание, растворима в воде, легко выводится с мочой; б) слабое основание, растворима в воде, легко выводится с мочой; в) сильное основание, растворима в липидах, легко выводится с мочой; г) слабое основание, растворима в липидах, не выводится с мочой; д) слабое основание, растворима в воде, не выводится с мочой.

6. Участок молекулы ДНК, комплементарный участку ААГЦЦТ, имеет вид: а) ААГЦЦТ;

106

б) ТТАГГУ; в) ТТЦГАА; г) ЦЦАГУУ; д) ТАГЦТУ.

7.Какая связь образуется между двумя фосфорными остатками в нуклеотиде: а) пептидная; б)фосфоангидридная;

в)фосфодиэфирная; г)гликозидная; д) водородная.

8.Какиепроцессы в биосинтезебелка происходят на этапе транскрипции:

а)сборка рибосоми синтез полипептидной цепи; б) синтез и созревание мРНК; в) взаимодействие тРНК с аминокислотой;

г)присоединениенебелковогокомпонента кполипептидной цепи; д) ничего из перечисленного.

9. Вставьте пропущенные слова (3 ответа) в предложение: «Мочевая кислота – конечный продукт распада … нуклеотидов, … растворима в воде и может образовывать … в почках».

10. Напишитеназванияи номера классов ферментов (6ответов), катализирующих реакции 1, 2 и 3:

3 S-AГ

107

Раздел 6

РЕГУЛЯЦИЯМЕТАБОЛИЗМА. БИОХИМИЯКРОВИ

1.1. Регуляция метаболизма

Обмен веществ – единый процесс. Лишь в учебных целях метаболизм углеводов, белков, липидов можно рассматривать по отдельности. Объединяют (интегрируют)различныестороныметаболизмарегуляторныесистемы:нервная, эндокринная, иммунная. Ведущая роль в регуляции метаболизма принадлежит эндокринной системе и биологически активным веществам – гормонам.

Наука, изучающая системы гормональной регуляции обмена веществ и физиологических функций организма, носит название эндокринологии. Она представляетсобой какфундаментальнуюбиологическую, таки клиническуюдисциплину. Современнаяэндокринологияоформиласькаксамостоятельнаядисциплина около 100 лет назад. Сегодня это высокотехнологичная и бурно развивающаяся отрасль биологии, которая владеет полным комплексом морфологических, химических, биохимических и молекулярно-генетических методов исследования. Результатом этих исследований служитпониманиефизиологии и патологии желез внутренней секреции, раскрытиехимической структуры и механизмов функционирования сотен биологически активных веществ, а также синтез лекарственных препаратов на их основе.

Изучая курс биохимии, мы уженеоднократносталкивались с разнообразными молекулами, обладающими регуляторными свойствами и служащими для передачи информации в живых системах. Такие молекулы называют информонами, или сигнальными молекулами. Среди последнихможновыделитьгруппу, традиционно относимую по ряду их общих свойств к гормонам.

6.1.1. Гормоны, определение понятия и свойства

Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые специализированными эндокринными клетками, секретируемые в кровь или лимфуи оказывающие действие на строениеи функции организма вне места своегообразования. Прогормон–биологически неактивыйпредшественникгормона,превращающийся в гормон в результате каких-либо метаболических реакций.

Особенности действия гормонов:

1. Синтез и секреция специализированными клетками. Сегодня очевидно,

что эндокринную систему составляют не только общеизвестные железы внутренней секреции, нои отдельныеклетки, выделяющиев кровь сигнальныемолекулы.

108

Такие клетки есть в составе органов желудочно-кишечного тракта, почек, печени, легких, сердца, жировой ткани и иммунной системы. Все эти клетки принято объединять в диффузную гормональную систему.

2.Высокая биологическая активность. Гормоны обладают чрезвычайно вы-

сокой биологической активностьюи обнаруживаются в биологическихжидкостях

вмикро-, нано-и пикомолярныхконцентрациях. Поэтой причинеколичественное определение гормонов в биологических жидкостях осуществляется высокочувствительными иммунохимическими методами (радиоиммунологическим, иммуноферментным, иммунохемилюминесцентым и др.).

3.Специфичность действия. Каждый гормон способен оказывать присущий лишь ему спектр биологических эффектов и лишь в тех клетках, которые обладают к нему специфическими рецепторами: клетках-мишенях. Клетки, лишенные рецепторов, нечувствительныкдействию гормона, гормонорезистентны. Какправилоугормона имеютсяопределенноеглавноеи второстепенноедействия. Например, глюкокортикоиды–стимуляторыглюконеогенеза, побочноедействие–проти- вовоспалительные вещества. Встречаются ситуации, когда несколько гормонов по некоторому своему действию однонаправленны, например, кортизол, адреналин, глюкагон повышаютуровеньсахара крови, норазличаютсяподругимэффектам, что и обусловливает неповторимую характеристику каждого из них.

4.Дистантность действия. Условием отнесения вещества к гормонам являетсяоказаниебиологическогодействиявдалиотместасвоегоформированияи транспорт кровью или лимфой (гемокринное действие). Если вещество, секретируясь эндокринной клеткой, оказывает эффект, не толькотранспортируясь кровью, но и тканевой жидкостью, то говорят об изокринном действии. Так, получены данныеовзаимномвлиянииразличныхгормоновна соседниеклеткиоднойэндокринной железы, например, взаимодействие между клетками островков Лангерганса, клеткамиаденогипофиза и корынадпочечников.Частный случай изокринногодействия гормонов – нейрокринное действиелиберинов и статинов гипоталамуса.

Вещества, не удовлетворяющие этому условию, могут считаться гормоноподобными веществами (гормоноидами, аутокоидами):

а) «клеточныегормоны» действуют на ту клетку, в которой образуются (ауто-

кринное действие);

б) «тканевые гормоны» действуют на близлежащие клетки (паракринное действие), если гормон при этом не попадает в межклеточную жидкость, а передается через плазмолемму соседней клетки, говорят о юкстакринном действии.

5.Регулируемость действия. Гормональная регуляция предназначена для оптимальногоприспособления организма кусловиям внешней среды, поэтомуколичество и спектр гормонов, находящихся в крови и действующих на клетки-мише- ни в данный момент, подвержены разнообразным влияниям и имеют биоритмы различной периодичности. Регуляция гормонального действия может осуществляться на всех этапах их метаболизма.

109