Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)
Индивидуальная работа
«Катаболизм белка»
Выполнил: Иванова А.Г.
Томск-2017г.
План
Дайте характеристику аминокислот, входящих в состав белка, по биологическим функциям
Какова ИЭТ данного белка и что это означает
Предложите метод, с помощью которого можно определить концентрацию белка. Укажите принцип метода
Перечислите и охарактеризуйте специфичность ферментов желудочно-кишечного тракта, способных гидролизовать данный белок. Укажите продукты гидролиза
Опишите механизм всасывания и пути метаболизма аминокислот, полученных при гидролизе белка
Перечислите пути использования этих аминокислот в организме
Напишите реакцию дезаминирования одной из аминокислот, входящих в состав белка. Какие требуются ферменты и витамины для этих процессов?
Напишите реакцию декарбоксилирования одной из аминокислот, входящих в состав белка, в результате которых образуются биогенные амины. Какие требуются ферменты и витамины для этих процессов?
Какие токсические продукты могут образовываться при избытке данного белка?
Напишите две реакции обезвреживания аммиака
1. Дайте характеристику аминокислот, входящих в состав белка, по биологическим функциям
Незаменимые аминокислоты.
Аргинин (2-амино-5-гуанидинпентановая кислота) -- алифатическая основная б-аминокислота. Оптически активна, существует в виде L- и D- изомеров. L-Аргинин входит в состав пептидов и белков, особенно высоко содержание аргинина в основных белках -- гистонах и протаминах (до 85 %). Новое исследование позволяет предположить, что чрезмерное потребление аргинина иммунными клетками, которые обычно защищают мозг, является причиной возникновения болезни Альцгеймера.
Аргинин -- частично-заменимая аминокислота. У взрослого и здорового человека аргинин вырабатывается организмом в достаточном количестве. В то же время, у детей и подростков, у пожилых и больных людей уровень синтеза аргинина часто недостаточен. Биосинтез аргинина осуществляется из цитруллина под действием аргининсукцинатсинтазы и аргининсукцинатлиазы.
Аргинин является одним из ключевых метаболитов в процессах азотистого обмена (орнитиновом цикле млекопитающих и рыб).
Аргинин является субстратом NO-синтаз в синтезе оксида азота NO, являющегося локальным тканевым гормоном с множественными эффектами -- от противоспалительного до сосудистых эффектов и стимуляции ангиогенеза.
Валин (2-амино-3-метилбутановая кислота) -- алифатическая б-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот, входит в состав практически всех известных белков. Названо в честь растения валерианы.
Химическая формула: C5H11NO2
Валин -- одна из восьми незаменимых аминокислот.
Один из главных компонентов в росте и синтезе тканей тела. Вместе с лейцином и изолейцином служит источником энергии в мышечных клетках, а также препятствует снижению уровня серотонина. Опыты на лабораторных крысах показали, что валин повышает мышечную координацию и понижает чувствительность организма к боли, холоду и жаре и т.д.
Используется для лечения болезненных пристрастий и вызванной ими аминокислотной недостаточности, наркоманий, депрессий (несильное стимулирующее соединение); рассеянного склероза, так как защищает миелиновую оболочку, окружающую нервные волокна в головном и спинном мозге.
Также необходим для поддержания нормального обмена азота в организме.
Гистидимн (L-б-амино-в-имидазолилпропионовая кислота) -- гетероциклическая альфа-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот. По современным представлениям также является незаменимой кислотой как для детей, так и для взрослых.
Остаток гистидина входит в состав активных центров множества ферментов. Гистидин является предшественником в биосинтезе гистамина. Одна из незаменимых аминокислот, способствует росту и восстановлению тканей. В большом количестве содержится в гемоглобине; используется при лечении ревматоидных артритов, язв и анемии. Недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.
Гистидин -- ароматическая альфа-аминокислота со слабыми основными свойствами, обусловленными присутствием в молекуле остатка имидазола. Образует окрашенные продукты в биуретовой реакции и с диазотированной сульфаниловой кислотой (реакция Паули), что используется для количественного определения гистидина. Вместе с лизином и аргинином гистидин образует группу осномвных аминокислот. Образует бесцветные кристаллы.
Лейцин - незаменимая разветвленная аминокислота, необходимая для построения и развития мышечной ткани; синтеза протеина организмом и укрепления иммунной системы. Лейцин, как и изолейцин, может, на клеточном уровне, служить источником энергии.
Также данная аминокислота предотвращает перепроизводство серотонина, участвует в понижении уровня глюкозы в крови.
Лизин - незаменимая аминокислота, необходимая для производства альбуминов, гормонов, ферментов, антител; для роста и восстановления тканей (через участие в формировании коллагена [32]). Аминокислота обеспечивает должное усвоение кальция и его доставку в костную ткань; в сочетании с пролином и витамином С, лизин предупреждает образование липопротеинов.
Лизин в организме человека также служит исходным веществом для синтеза карнитина.
Метионин - незаменимая аминокислота, служащая в организме донором метильных групп (в составе S-аденозил-метионина) при биосинтезе, в том числе, адреналина и холина, является источником серы при биосинтезе цистеина.
Метионин является основным поставщиком сульфура, предотвращающего расстройства в формировании ногтей, кожи и волос; усиливает производство лецитина печенью; участвует в процессах образования аммиака, очищая от него мочу (что приводит к понижению нагрузок на мочевой пузырь); способствует понижению уровня холестерина; участвует в выводе тяжелых металлов из организма.
Цистеин (б-амино-в-тиопропионовая кислота; 2-амино-3-меркаптопропановая кислота) -- алифатическая серосодержащая аминокислота. Оптически активна, существует в виде L- и D- изомеров. L-Цистеин входит в состав белков и пептидов, играет важную роль в процессах формирования тканей кожи. Имеет значение для дезинтоксикационных процессов.
Цистеин -- заменимая аминокислота. Он может синтезироваться в организме млекопитающих из серина с участием метионина как источника серы, а также АТФ и витамина В6. В некоторых микроорганизмах источником серы для синтеза цистеина может быть сероводород. Цистеин способствует пищеварению, участвуя в процессах переаминирования. Способствует обезвреживанию некоторых токсических веществ и защищает организм от повреждающего действия радиации. Один из самых мощных антиоксидантов, при этом его антиоксидантное действие усиливается при одновременном приеме витамина С и селена. Цистеин является предшественником глутатиона -- вещества, оказывающего защитное действие на клетки печени и головного мозга от повреждения алкоголем, некоторыми лекарственными препаратами и токсическими веществами, содержащимися в сигаретном дыме.
Треонимн (б-амино-в-гидроксимасляная кислота; 2-амино-3-гидроксибутановая кислота) -- гидроксиаминокислота; молекула содержит два хиральных центра, что обусловливает существование четырёх оптических изомеров: L- и D-треонина (3D), а также L- и D-аллотреонина (3L).
L-треонин вместе с 19 другими протеиногенными аминокислотами участвует в образовании природных белков. Для человека треонин является незаменимой аминокислотой. Суточная потребность в треонине для взрослого человека составляет 0,5 г, для детей -- около 3 г.
Бактериями и растениями треонин синтезируется из аспарагиновой кислоты через стадию образования гомосерин-O-фосфата. Треонин участвует в синтезе коллагена и эластина, в белковом и жировом обмене, стимулирует иммунитет и помогает работе печени, препятствуя отложению в ней жиров.
* Треонин является важной аминокислотой, которая способствует нормальному развитию организма, вместе с другими протеиногенными аминокислотами участвует в образовании природных белков.
* Треонин также поддерживает работу печени, сердечно-сосудистую, центральную нервную и иммунную системы.
* Треонин необходим для биосинтеза аминокислот глицина и серина , которые, в свою очередь, отвечают за производство коллагена (основу соединительной ткани организма), эластина (белок, отвечающий за упругость соединительных тканей) и мышечной ткани. Треонин помогает соединительным тканям (сухожилиям, костям, хрящам, дерме) и мышцам стать сильными и упругими, в том числе треонин влияет на сердечную мышцу (сердце), где он находится в значительных количествах. Треонин помогает формированию крепких костей и зубной эмали, и может ускорить заживление ран и восстановление после травм.
* Треонин в сочетании с метионином и аминокислотами аспарагиновой кислоты помогают печени выполнять липотропные функции (расщеплять жиры и жирные кислоты). Без достаточного количества треонина в организме жиры могут накапливаться в печени и в конечном итоге привести к печеночной недостаточности.
* Треонин поддерживает иммунную систему, помогая в выработке антител. Треонин используется для лечения различных расстройств нервной системы, может быть полезен в лечении некоторых типов депрессии.
* Добавки треонина могут быть полезны при лечении бокового амиотрофического склероза (ALS), также известного как болезнь Лу Герига или болезнь Шарко, потому что L-треонин увеличивает уровень глицина в центральной нервной системе. Исследования показывают, что симптомы другого заболевания - рассеянного склероза (MS) , которое поражает нервную и мышечную функцию, могут быть уменьшены добавками треонина. Исследование, проведенное в 1992 году показало, что ежедневный прием 7,5 г L-треонина снижал спастичность мышц наблюдаемых участников исследования.
Триптофамн (в-(в-индолил)-б-аминопропионовая кислота, сокр.: Три, Трп, Trp, W) -- ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах, L и D, и в виде рацемата (DL).
L-триптофан является протеиногенной аминокислотой и входит в состав белков всех известных живых организмов. Относится к ряду гидрофобных аминокислот, поскольку содержит ароматическое ядро индола. Участвует в гидрофобных и стэкинг-взаимодействиях.
Триптофан по воле природы принимает участие в самых разных реакциях и процессах, протекающих в пределах человеческого организма. В первую очередь он отвечает за аппетит человека, его степень и время усиления в связи с возникновением чувства голода. Когда внутренняя среда тела насыщена этой аминокислотой, нам не хочется есть - даже к сладкому не тянет. Зато истощение запасов триптофана в клетках возбуждает неудержимую тягу к шоколаду, конфетам и другим весьма соблазнительным лакомствам.
Вторая основная функция незаменимой аминокислоты заключается в контроле настроения. Именно от содержания в организме данного соединения в большей степени зависит наше с вами расположение духа. В основе этой связи лежит уже упомянутый ранее механизм преобразования триптофана в серотонин, за которым прочно закрепился титул «гормона счастья». Когда его в крови достаточно, мы находимся в состоянии гармонии с окружающим миром и самими собой.
Фенилаланимн (б-амино-в-фенилпропионовая кислота, сокр.: Фен, Phe, F) -- ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах l и d и в виде рацемата (dl). По химическому строению соединение можно представить как аминокислоту аланин, в которой один из атомов водорода замещён фенильной группой.
l-Фенилаланин является протеиногенной аминокислотой и входит в состав белков всех известных живых организмов. Участвуя в гидрофобных и стэкинг-взаимодействиях, фенилаланин играет значительную роль в фолдинге и стабилизации белковых структур, является составной частью функциональных центров.
Нормализует деятельность центральной нервной системы, избавляя от депрессий, бессонницы и нервных расстройств. Применяется для лечения гиперактивности и болезни Паркинсона.
Стимулирует деятельность головного мозга, благодаря чему придает бодрости, возвращает ясность мышления и позволяет принимать быстрые решения даже в экстемальной ситуации. Очень полезен для людей, страдающих от хронической потери памяти.
Активно участвует в метаболических процессах, препятствуя образованию жировых отложений. Обладает свойством снижать аппетит, что очень важно для людей, страдающих от избыточного веса.