Реферат: Физические свойства белков 3 страница

31. Углеводы составляют большую часть пищи человека, около 60-70% пищевого рациона. В среднем количе­ство углеводов в суточном рационе че­ловека составляет 450—600 г. Организм человека и животных получает угле­воды с различными пищевыми вещест­вами, главным образом, растительного происхождения. Окисление углеводов в тканях является одним из основных ис­точников энергии, необходимой орга­низму для осуществления разнообраз­ных функций.

Избыток углеводов в пище ведет к пре­вращению их в жиры. Избыточное вве­дение углеводов может привести к не­желательному ожирению у человека, т. е. отложению жира в жировых депо. Недостаточное потребление углеводов для человека также нежелательно. Оно может закончиться нарушением обмена веществ. ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСА­СЫВАНИЕ УГЛЕВОДОВ Распад угле­водов начинается в ротовой полости. В слюне содержится фермент, называе­мый µ-амилазой (птиалином, диаста­зой), расщепляющий крахмал. Расщеп­ление идет до декстринов, а при более длительном воздействии — до мальтозы. В желудке углеводы не подвергаются перевариванию, так как там нет соот­ветствующего фермента. Основное пе­реваривание углеводов происходит в двенадцатиперстной кишке и в даль­нейших отрезках тонких кишок под влиянием µ-амилазы, поступающей в двенадцатиперстную кишку с соком поджелудочной железы. Главным, ко­нечным продуктом гидролиза крахмала µ-амилазой является мальтоза, которая затем расщепляется на две молекулы глюкозы под действием фермента маль­тазы. Мальтаза, а также и другие глико­зидазы — сахараза и лактаза, вырабаты­ваемые в железах слизистой оболочки тонких кишок, расщепляют дисахариды до моносахаридов. Сахараза гидроли­зует сахарозу на глюкозу и фруктозу, а лактаза — лактозу до глюкозы и галак­тозы. Клетчатка (целлюлоза) из-за от­сутствия целлюлазы в животном орга­низме не разлагается ферментами пи­щеварительных соков. Из кишечника в кровь всасываются только моносаха­риды. Скорость всасывания у разных моносахаридов различна. Полагают, что они всасываются в виде моносфорных эфиров, что дает возможность взаимо­превращению в стенке кишечника гек­соз, в частности, превращению фрук­тозы и галактозы в глюкозу. Моносаха­риды с током крови по системе ворот­ной вены попадают в печень. В печени часть глюкозы превращается в глико­ген. Печень способна как синтезировать гликоген, так и расщеплять его с обра­зованием глюкозы. Углеводы принято делить на моносахариды, олигосаха­риды и полисахариды. Моносахариды обычно представляют собой полигид-роксиальдегиды (альдозы) или поли­гидроксикетоны (кетозы) с линейной цепью из 3-9 атомов С, каждый из к-рых (кроме карбонильного) связан с группой ОН. Простейший моноса-ха­рид, глицериновый альдегид, содержит один асим. атом С и известен в виде двух оптич. антиподов (D и L). Прочие моносахариды имеют неск. асим. ато­мов С; их рассматривают как производ­ные D- или L-глицеринового альдегида и относят к D- или L-ряду в соответст­вии с абс. конфигурацией асим. атома С, наиб. удаленного от карбонильной группы. Различия между изомерными моносахаридами в каждом ряду обу­словлены относит, конфигурацией ос­тальных асим. центров.

Олигосахариды содержат в своем со­ставе от 2 до 10-20 моносахаридных остатков, связанных гликозидными свя­зями. Наиб, распространены дисаха­риды, выполняющие ф-цию запасных B-B: сахароза в растениях, трегалоза в насекомых и грибах, лактоза в молоке млекопитающих. Известны многочисл. гликозиды олигосахаридов, к к-рым относят разл. физиологически активные в-ва, напр, гликозиды сердечные, нек-рые сапонины (в растениях), мн. анти­биотики (в грибах и бактериях), глико­липиды. Полисахариды- высокомол. соед., линейные или разветвленные мо­лекулы к-рых построены из остатков моносахаридов, связанных гликозид­ными связями. В состав полисахаридов могут входить также заместители неуг­леводной природы (остатки алифатич. к-т, фосфат, сульфат). В свою очередь цепи высших олигосахаридов и полиса­харидов могут присоединяться к поли­пептидным цепям с образованием гли­копротеинов.

32. Глюкоза, прежде чем превратиться в гликоген, подвергается фосфорилиро­ванию. Эта реакция происходит с уча­стием фермента гексокиназы (фос­фотрансферазы), катализирующего пе­ренос фосфорного остатка с АТФ на глюкозу.

1. Глюкоза+АТФ- ¾® Глюкозо-6-фос­фат+АДФ. гексокиназа

Далее глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозо-1-фосфат при участии фер­мента фосфоглюкомутазы.

2. Глюкозо-6-фосфат ¾¾¾ Глюкозо-1-фосфат¾¾¾®

фосфоглюкомутаза

Глюкозо-1-фосфат в присутствии фер­мента гликозилтрансферазы (пирофос­форилазы) взаимодействует с уридин­трифосфатом (УТФ) с образованием уридиндифосфатглюкозы (УДФ глю­козы) и пиро-фосфата.

3. Глюкозо-1-фосфат+УТФ ¾¾¾ УДФ-глюкоза+Н4Р2О7¾¾¾®

пирофосфорилаза пирофосфaт

Затем в присутствии особой трансфе­разы (гликогенсинтетазы) и «затравоч­ного» количества гликогена происходит удлинение цепочки гликогена за счет присоединения остатков глюкозы, вхо­дящих в состав УДФ-глюкозы.

4. Гликоген+УДФ-глюкоза ¾® Гли­коген +УДФ

(затравка) гликоген-синтетаза

Аналогичным образом идет синтез крахмала в растительных тканях.

Крахмал+УДФ-глюкоза ¾® Крах­мал+УДФ

(затравка) амилосинтетаза

33. ГЛИКОЛИЗ анаэробное (без уча­стия О2) негидролитич. расщепление углеводов в цитоплазме под действием ферментов, сопровождающееся синте­зом АТФ и заканчивающееся образова­нием молочной к-ты. Гликолиз одной молекулы глюкозы м. б. выражен след. ур-нием:

Субстратами гликолиза кроме глюкозы м. б. другие моносахариды, а также по­лисахариды. В мышечной ткани, где основной субстрат гликолиза-гликоген, процесс начинается с р-ции I и наз. гли­когенолизом. У растений субстратом для гликолиза может служить крахмал. Первые этапы гликолиза, спиртового и нек-рых. др. видов брожения сходны. Стадии, в к-рых осуществляются необ­ратимые р-ции (II-IV), играют существ. роль в регуляции скорости гликолиза. Наиб. важный регуляторный фермент-фосфофруктокиназа, катализирующая р-цию III; ее активность ингибируется АТФ, НАДН, лимонной и жирными к-тами, стимулируется АДФ и АМФ. Р-ции II и IV катализируются соотв. гек­сокиназой и пируваткиназой, актив­ность к-рых регулируется адениловыми нуклеотидами, промежуточными про­дуктами гликолиза и цикла трикарбоно­вых к-т. У животных и человека в регу­ляции гликолиза принимают участие также гормоны.

Схема гликолиза. В одинарных рамках-субстраты гликолиза, АТФ -аденозин­трифосфат, АДФ-аденозиндифосфат, НАДН и НАД-соотв. восстановленная и окисленная формы никотинамидаде­ниндинуклеотида, Р-остаток фосфорной к-ты, ~ -высокоэргич. связь. В условиях недостаточности кислорода гликолиз-единств. процесс, поставляющий энер­гию для осуществления физиол. ф-ций организма. В аэробных условиях глико­лиз-первая стадия окислит. превраще­ния углеводов: в присут. О2 пировино­градная к-та может подвергаться дальше окислит. декарбоксилированию, а образующаяся уксусная к-та в виде СН3С(О)КоА (КоА-остаток кофермента А) полностью окисляться до СО2 и воды в цикле трикарбоновых к-т. Ин­тенсивный гликолиз происходит в ске­летных мышцах, где он поставляет энергию для мышечных сокращений, а также в печени, сердце, мозге животных и человека. В клетках осуществляется тонкая регуляция окислит. и анаэроб­ного обмена. Подавление гликолиза дыханием в присут. О2 (эффект П а с т е р а) обеспечивает клетке Наиб. эконом­ный механизм образования богатых энергией соединений. В тканях, где та­кой эффект отсутствует (напр., в эм­бриональных и опухолевых), гликолиз протекает очень активно. В нек-рых тканях с интенсивным гликолизом на­блюдается подавление тканевого дыха­ния (эффект Крабтри).

Гликолиз-простейшая форма биол. ме­ханизма аккумулирования энергии уг­леводов в АТФ. Считают, что он возник в период, когда в атмосфере Земли не было О2. При энергетически более вы­годном аэробном окислении из одной молекулы глюкозы образуется 38 моле­кул АТФ.

34. АЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ УГЛЕ­ВОДОВ. Распад углеводов в аэробных условиях может идти прямым (aпотомическим или пентозным) путем и непрямым (дихотомическим) путем.

Дихотомическое (греч. dicha — на две части, tome-сечение)окисление углево­дов идет по уравнению:

C6H12O6+6O2 ® 6 СО2+б Н2О+686 ккал

Этот путь является основным в образо­вании энергии. Первые этапы этого пути совпадают с анаэробным окисле­нием глюкозы. Расхождение путей на­чинается на стадии образования пиро­виноградной кислоты, которая в живот­ных тканях декарбоксилируется окис­лительным путем. Гликолиз – это по­следовательность ферментативных ре­акций, приводящих к превращению глюкозы в пируват с одновременным образованием АТФ. При аэробных ус­ловиях пируват проникает в митохонд­рии, где полностью окисляется до СО2 и Н2О. Если содержание кислорода не­достаточно, как это может иметь место в активно сокращающейся мышце, пи­руват превращается в лактат. Анаэроб­ный гликолиз – сложный ферментатив­ный процесс распада глюкозы, проте­кающий в тканях человека и животных без потребления кислорода. Конечным продуктом гликолиза является молоч­ная кислота. В процессе гликолиза об­разуется АТФ. Суммарное уравнение гликолиза можно представить следую­щим образом:

В анаэробных условиях гликолиз – единственный процесс в животном ор­ганизме, поставляющий энергию. Именно благодаря гликолизу организм человека и животных определенный период может осуществлять ряд физио­логических функций в условиях недос­таточности кислорода. В тех случаях, когда гликолиз протекает в присутствии кислорода, говорят об аэробном глико­лизе. Первой ферментативной реакцией гликолиза является фосфорили-рование, т.е. перенос остатка ортофосфата на глюкозу за счет АТФ. Реакция катали­зируется ферментом гексокиназой:

Второй реакцией гликолиза является превращение глюкозо-6-фос-фата под действием фермента глюкозо-6-фосфат-изомеразы во фруктозо-6-фосфат:

Третья реакция катализируется фермен­том фосфофруктокиназой; образовав­шийся фруктозо-6-фосфат вновь фос­форилируется за счет второй молекулы АТФ:

Четвертую реакцию гликолиза катали­зирует фермент альдолаза. Под влия­нием этого фермента фруктозо-1,6-бис­фосфат расщепляется на две фосфот­риозы:

Пятая реакция – это реакция изомери­зации триозофосфатов. Катализируется ферментом триозофосфатизомеразой:

Образованием глицеральдегид-3-фос­фата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия – наиболее сложная и важная. Она включает окис­лительно-восстановительную реакцию (реакция гликолитической оксидоре­дукции), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе кото­рого образуется АТФ. В результате шестой реакции глицеральдегид-3-фос­фат в присутствии фермента глицераль­дегидфосфатдегидрогеназы, кофер­мента НАД и неорганического фосфата подвергается своеобразному окислению с образованием 1,3-бисфосфоглицери­новой кислоты и восстановленной формы НАД (НАДН). Эта реакция бло­кируется йод- или бромацетатом, про­текает в несколько этапов:

Седьмая реакция катализируется фос­фоглицераткиназой, при этом происхо­дит передача богатого энергией фос­фатного остатка (фосфатной группы в положении 1) на АДФ с образованием АТФ и 3-фосфогли-цериновой кислоты (3-фосфоглицерат):

Восьмая реакция сопровождается внут­римолекулярным переносом остав­шейся фосфатной группы, и 3-фосфог­лицериновая кислота превращается в 2-фосфоглицериновую кислоту (2-фос­фоглицерат).

Девятая реакция катализируется фер­ментом енолазой, при этом 2-фосфог­лицериновая кислота в результате от­щепления молекулы воды переходит в фосфоенолпировиноградную кислоту (фосфоенолпируват), а фосфатная связь в положении 2 становится высокоэрги­ческой:

Десятая реакция характеризуется раз­рывом высокоэргической связи и пере­носом фосфатного остатка от фосфое­нолпирувата на АДФ (субстратное фос­форилирование). Катализируется фер­ментом пируваткиназой:

В результате одиннадцатой реакции происходит восстановление пировино­градной кислоты и образуется молочная кислота. Реакция протекает при участии фермента лактатдегидрогеназы и ко­фермента НАДН, образовавшегося в шестой реакции:

Биологическое значение процесса гли­колиза заключается прежде всего в об­разовании богатых энергией фосфор­ных соединений. На первых стадиях гликолиза затрачиваются 2 молекулы АТФ (гексокиназная и фосфофрук-то­киназная реакции). На последующих образуются 4 молекулы АТФ (фосфог­лицераткиназная и пируваткиназная реакции). Таким образом, энергетиче­ская эффективность гликолиза в ана­эробных условиях составляет 2 моле­кулы АТФ на одну молекулу глюкозы.

35. БРОЖЕНИЕ.Процессы анаэробного распада глюкозы, вызываемые различ­ными микроорганизмами, известны под названием брожений. Наиболее распро­страненными видами брожений явля­ются:

1. Спиртовое брожение. Его суммарное уравнение:

С6Н120 ® 2 С2Н5ОН+2 СО2

Глюкоза Этиловый

спирт

2. Молочнокислое брожение идет по уравнению:

СбН12Об ® 2 СН3СНОН—СООН

3. Маслянокислое брожение:

СбН120б —® СН3—СН2—СН2—СООН+2СО2+2Н2 Масляная кислота

Молочнокислое брожение играет боль­шую роль при производстве молочно­кислых продуктов (кефира, просто­кваши и др.), при квашении капусты, огурцов, при силосовании кормов. Мас­лянокислое брожение вызывается мас­лянокислыми бактериями, большинство из которых являются анаэробами. Обра­зование масляной кислоты также идет через пировиноградную кислоту. 36. Большую роль печень играет в об­мене углеводов. Глюкоза, приносимая из кишечника по воротной вене, в пе­чени превращается в гликоген. Благо­даря высоким запасам гликогена печень служит основным углеводным депо ор­ганизма. Гликогенная функция печени обеспечивается действием ряда фер­ментов и регулируется центральной нервной системой и гормонами — ад­реналином, инсулином, глюкагоном. В случае повышенной потребности орга­низма в сахаре, например, во время усиленной мышечной работы или при голодании гликоген под действием фермента фосфорилазы превращается в глюкозу и поступает в кровь. Таким образом, печень регулирует постоян­ство глюкозы в крови и нормальное обеспечение ею органов и тканей. Био­синтез крахмала и гликогена хорошо изучен. В основном он заключается в следующем. Под влиянием фермента фосфорилазы от 1-фосфата глюкозы отщепляется неорганический фосфат, а остаток глюкозы присоединяется к не­восстанавливающему концевому глю­козному остатку полисахаридной цепи. Синтез сводится к удлинению цепи; поэтому для начала процесса необхо­дима «затравка» в виде небольшого ко­личества полисахаридов (крахмала или гликогена) или продуктов их расщепле­ния, состоящих из сравнительно не­большого числа глюкозных остатков. Фосфорилазы переводят полисахариды (в частности, гликоген) из запасной формы в метаболически

активную форму; в присутствии фосфорилазы гликоген распадается с образованием фосфорного эфира глюкозы (глюкозо-1-фосфата) без предварительного расще­пления на более крупные обломки мо­лекулы полисахарида. В общей форме эту реакцию можно представить в сле­дующем виде: (C6H10O5)n+ H3PO4–> (C6H10O5)n–1+ Глюкозо-1-фосфат, где (С6Н10О5)n означает полисахаридную цепь гликогена, а (С6Н10О5)n,– ту же цепь, но укороченную на один глюкоз­ный остаток. Образовавшийся в резуль­тате фосфоролитического распада гли­когена глюкозо-1-фосфат превращается под действием фосфоглюкомутазы в глюкозо-6-фосфат. Для осуществления данной реакции необходима фосфо-ри­лированная форма фосфоглюкомутазы, т.е. ее активная форма, которая образу­ется, как отмечалось, в присутствии глюкозо-1,6-бисфосфата .

Образование свободной глюкозы из глюкозо-6-фосфата в печени происхо­дит под влиянием глюкозо-6-фосфа­тазы. Данный фермент катализирует гидролитическое отщепление фосфата:

Рис. 10.2. Распад и синтез гликогена (схема). Жирными стрелками указан путь распада, тонкими — путь синтеза. Цифрами обозначены ферменты: 1 — фосфорилаза; 2 — фос-фоглюкомутаза; 3 — глюкозо-6-фосфатаза; 4 — гексокиназа (глюкокиназа); 5 — глюко-зо-1-фосфат-уридилтрансфераза; 6 — глико-генсин­таза.

36. Гликоген синтезируется в период пищеварения (в течение 1-2 часов после приема углеводной пищи). Необходи­мость превращения глюкозы в гликоген связана с тем, что накопление значи­тельного количества глюкозы в клетке привело бы к повышению осмотиче­ского давления, так как глюкоза хорошо растворимое вещество. Напротив, гли­коген содержится в клетке в виде гра­нул, и мало растворим. Распад глико­гена — гликогенолиз — происходит в пе­риод между приемами пищи. Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальней­шего синтеза глюкозы из лактата, ката­лизируемое ферментами глюконеоге­неза. При интенсивной мышечной ра­боте, а также в условиях отсутствия или недостаточного числа митохондрий (например, в эритроцитах или мышцах) глюкоза вступает на путь анаэробного гликолиза с образованием лактата. Лак­тат не может далее окисляться, он нака­пливается (при его накоплении в мыш­цах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает ха­рактерную ломоту в мышцах). С током крови лактат поступает в печень. Пе­чень является основным местом скоп­ления ферментов глюконеогенеза (син­тез глюкозы из неуглеводных соедне­ний), и лактат идет на синтез глюкозы, которая затем с током крови может воз­вращаться в работающую мышцу.Реакция превращения лактата в пируват катализируется лактатдегидро­геназой, далее пируват подвергается окислительному декарбоксилированию или может подвергаться брожению.

37. Пентозофосфатный путь в метабо­лизме глюкозы. Это путь превращения глюкозы в пентозы. В пентозофосфат­ном пути превращения глюкозы можно выделить две части: А — окислительный путь и Б — неокислительный путь син­теза пентоз. Коферментом дегидрогеназ является NADP+, который восстанавли­вается в NADPH и используется клет­ками в реакции восстановления и гид­роксилирования. Кроме того, пентозо­фосфатный путь (окислительный и не­окислительный) поставляет клетке пен­тозофосфаты, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот и коферментов (NAD, FAD, СоА). Все реакции пенто­зофосфатного пути проходят в цитозоле клетки. Реакции неокислительного этапа пентозофосфатного пути явля­ются обратимыми, поэтому становится возможным синтез гексоз из пентоз. Неко­торые метаболиты неокислительного пути являются также и метаболитами гликолиза. Из этого следует, что оба процесса тесно связаны и в зависимости от потребностей клетки возможны пе­реключения с одного пути на другой. При сбалансированной потребности в NADPH и пентозах в клетке происходит окислительный путь синтеза пентоз. Если потребности в пентозах превы­шают потребности в NADPH, то окис­лительный путь шунтируется за счет использования метаболитов гликолиза: фруктозо-6-фосфат и глицероальдегид­фосфат в реакциях неокислительного пути превращаются в пентозы. Если же NADPH необходим в большей степени, чем пентозы, то возможны два вари­анта: -при высоком энергетическом ста­тусе клетки излишки пентоз путем об­ратных реакций неокислительного пути превращаются в фруктозо-6-фосфат и глицероальдегидфосфат, из которых в процессе глюконеогенеза образуется глюкоза; -при низком энергетическом статусе клетки из пентоз также образу­ются глицероальдегидфосфат и фрук­тозо-6-фосфат, которые затем включа­ются в гликолиз. Реакции представлены окислительной и неокислительной вет­вями. Окислительная ветвь: 1. Дегидри­рование 1-го углеродного атома глю­козо-6-фосфата. Е: глюкозо-6-фосфат­дегидрогеназа. В качестве акцептора электронов выступает НАДФ+. Образу­ется 6-фосфоглюколактон — внутренний эфир. 2. 6-фосфоглюколактон очень нестабильное соединение, легко гидро­лизуется до свободной кислоты с обра­зованием 6-фосфоглюконата. Е: фос­фоглюколактоназа. 3.Окислительное декарбоксилирование 6-фосфоглюко­ната с образованием рибулозо-5-фос­фата. Е: 6-фосфоглюконатдекарбокси­лазы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы (акцептор — НАДФ + ). Т.о. окислитель­ная ветвь завершается восстановлением двух молекул НАДФ+ Биологический смысл ПФП: — в результате реакций окислительной ветви образуются две молекулы НАДФН, которые не окисля­ются в дыхательной цепи (как НАДН), а служат донорами водорода в ряде вос­становительных реакций;- в неокисли­тельной ветви генерируется рибозо-5-фосфат, необходимый для синтеза РНК, ДНК, НАД, ФАД;- ПФП называют еще и пентозофосфатным шунтом т.к. это процесс паралельный основному пути окисления глюкозы — гликолизу и при определенных условиях (см. выше) происходит переключение с дополни­тельного ПФП на основной гликолиз и наоборот.

38. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ, синтез моноса­харидов (гл. обр. глюкозы) из неугле­водных предшественников, происходя­щий в живых клетках под действием ферментов. Глюконеогенез осуществля­ется в направлении, обратном глико­лизу. Большинство стадий этих двух процессов совпадают и катализируются одинаковыми ферментами. Исключение — необратимые р-ции II-IV (см. схему в ст. Гликолиз), к-рые в глюконеогенезе протекают обходными путями. Так, синтез фосфоенол-пировиноградной к-ты из пировиноградной (р-ция IV) осу­ществляется след. образом:

где АТФ-аденозинтрифосфат, АДФ-аденозиндифосфат, НАДН и НАД-со­отв. восстановленная и окисленная формы кофермента никотинамидаде­ниндинуклеотида, ГТФ — гуанозинтри­фосфат, ГДФ-гуанозиндифосфат. Пер­вая и вторая стадии этого процесса про­текают в митохондриях. Образовав­шаяся яблочная к-та способна прони­кать через мембрану митохондрий в цитоплазму и участвовать в дальней­ших превращениях. У растений и бак­терий обнаружены ферменты, осущест­вляющие синтез фосфоенолпиро-вино­градной к-ты без промежут. стадий, а у нек-рых животных он протекает полно­стью в митохондриях, откуда эта к-та поступает в цитоплазму для участия в дальнейших р-циях глюконеогенеза. В цитоплазме может осуществляться также восстановительное карбоксили­рование пировиноградной к-ты с обра­зованием яблочной. Фруктозо-6-фосфат образуется в результате необратимого гидролиза фруктозо-1,6-дифосфата. Глюкозо-6-фосфат дефосфорилируется с образованием глюкозы или превращ. в глюкозо-1-фосфат-ключевое промежут. соед. в синтезе углеводов. Синтез одной молекулы глюкозы м. б. выражен сум­марным ур-нием: 2СН3С(O)СООН + 2НАДН + 4АТФ + 2ГТФ -> -> С6Н12О6 + 2НАД + 4АДФ + 2ГДФ + 6Н3РО4 Осн. пункты контроля глюконеогенеза-регуляция синтезов фосфоенол-пирови­ноградной к-ты и глюкозо-6-фосфата. Первая р-ция катализируется пируват­карбоксилазой (активируется ацетили­рованным коферментом А), вторая — фруктозо-бис-фосфатазой (ингибиру­ется аденозинмонофосфатом и активи­руется АТФ). Регуляция глюконеоге­неза в организме человека и животных осуществляется также гормонами, напр. инсулин тормозит синтез ферментов глюконеогенеза, катехоламины, глюка­гон и адренокортикотропин стимули­руют глюконеогенез в печени, а парати­реоидный гормон-в почках.

39. Главный углевод молока — лактоза — присутствует в молоке всех видов млекопитающих. Биологический синтез лактозы представляется следующим образом: D-глюкоза --АТФ D-глюкозо-6-фосфат ---α-D-глюкозо-1-фосфат УТФ УДФГ ----УДФГал Заключительной стадией является перенос галактозного остатка на D-глюкозу с образо­ванием лактозы: УДФГал + D-глюкоза ---УДФ + лактоза Установлено, что синтез лак­тозы по данной схеме осуществляется в молочной железе из D-глюкозы с по­мощью двух ферментов, составляющих лактозосинтетазную систему. Один из этих белков — белок А — катализирует реакцию: УДФ-Гал + N-ацетилглюко­замин ---УДФ + N-ацетиллактозамин Белок А обнаружен также в печени и в тонком кишечнике. Второй компонент лактозосин­тетазной системы — белок В — представляет собой давно известный α-лактальбумин молока. Не обладая сам по себе каталитической активностью, он изменяет специфичность белка А, в результате чего в приведенном уравне­нии донором галактозных остатков мо­жет быть не N-ацетилглюкозамин, а D-глюкоза. Таким образом, продуктом совместного действия белков А и В яв­ляется не N-ацетиллактозамин, а сво­бодная лактоза. Биосинтез лактозы пу­тем переноса галактозильного остатка от УДФГал на глюкозо-1-фосфат: УДФГал + D-глюкозо-1-фосфат ` — УДФ + лактозилфосфат Далее идет гид­ролиз лактозилфосфата фосфорилазой. Лактоза – основной сахар в питании новорожденного, обеспечивает около 40% его энергетических затрат. В орга­низме ребёнка лактоза: • стимулирует рост нормальной микрофлоры кишеч­ника (т.е. выступает в роли пребиотика) • является основным источником галак­тозы, необходимой в первые месяцы жизни для формирования головного мозга и сетчатки глаза • улучшает вса­сывание магния, марганца, кальция. Таким образом, лактоза играет важную роль в организме ребенка. Однако она не может всасываться в кишечнике в том виде, в каком поступает с молоком, сначала ее необходимо «расщепить» на отдельные молекулы глюкозы и галак­тозы, которые и проникают в кровь че­рез стенку кишки. Расщепление лактозы происходит под действием особого фермента – лактАзы, который образу­ется в клетках эпителия тонкой кишки — энтероцитах. Недостаток фермента лак­тАзы приводит к нарушению расщеп­ления лактОзы, что и становится при­чиной «непереносимости» молока и обозначается термином «лактАзная не­достаточность» (ЛН). Кстати, очень часто в вопросах родителей можно встретить неправильное написание на­звания непереносимости молока — «лак­тОзная недостаточность». Теперь нам стало понятно, почему это написание неверное. Лактоза синтезируется в мо­лочных железах в период лактации. В системе пищеварения человека лактоза расщепляется под воздействием лак­тазы на глюкозу и галактозу. Поступле­ние лактозы в организм с пищей спо­собствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих развитие гни­лостных процессов. Однако, у людей, имеющих низкую активность фермента лактазы (у большинства взрослого на­селения Европы, Востока, арабских стран, Индии), развивается интолерант­ность к молоку. Кстати и интолерант­ность к молоку у детей часто развива­ется именно на гомогенизированное молоко – когда молоко из эмульсии превращается в суспензию и все белки меняют свою изначальную конфигура­цию, принимая более аллергогенную структуру.

41.Окислительное декарбоксилирова­ние а-кетокислот в карбоновые кислоты с уменьшенной на один атом цепью уг­леродных атомов осуществляется при участии системы ферментов. Через ряд каталитических превращений пирови­ноградная кислота, являющаяся одним из продуктов углеводного обмена ( в частности гликолиза), в виде продукта ее декарбоксилирова-ния и дегидриро­вания — высоко макроэргического аце­тил — КоА — вводится в цикл трикарбо­новых кислот в звене превращений ща­велевоуксусной кислоты в лимонную кислоту и в конечном счете окисляется в двуокись углерода и воду. Первичное расщепление пировиноградной кислоты с отделением двуокиси углерода осуще­ствляет ТДФ. В последующих превра­щениях образовавшегося ацильного остатка окислительным агентом служит а-липоевая кислота, которая сама при этом подвергается восстановительному ацилированию при каталитическом действии пируватдегидрогеназы в 6-ацетилдигидролипоевую кислоту. Ами­нокислоты декарбоксилируют только а-кетокислоты. Триметилпировиноград­ная кислота не декарбоксилируется. Установлено, что а-кетокислоты, воз­никшие в процессе дезаминирования а-аминокислот, могут подвергаться в жи­вотных тканях д е к а р-боксилирова­нию и одновременному окислению в жирную кислоту. Так же как а-кетокис­лоты, а, р-ненасыщенные кетоны не взаимодействуют с надкислотами, по­скольку С С-связь в этом случае носит электрофильный, а не нуклеофильный характер. Тидрокси — и а-кетокислоты не расщепляются под действием Н1О4, но эта реакция идет с тетраацетатом свинца, На02 в щелочной среде и дру­гими реагентами. Такие реакции пред­ставляют собой окислительное декар­боксилирование. Окисление пирувата до ацетил-КоА происходит при участии ряда ферментов и коферментов, объе­диненных структурно в мультифер­ментную систему, получившую назва­ние «пируватдегидрогеназный ком­плекс». На I стадии этого процесса пи­руват теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватде­гидрогеназы (E1). На II стадии окси­этильная группа комплекса E1–ТПФ–СНОН–СН3 окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновре­менно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с фер­ментом дигидроли-поилацетилтрансфе­разой (Е2). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образова­нием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетиче­ским (макроэргическим) соединением. На IV стадии регенерируется окислен­ная форма липоамида из восстановлен­ного комплекса дигидролипоамид–Е2. При участии фермента дигидролипоил­дегидрогеназы (Е3) осуществляется пе­ренос атомов водорода от восстанов­ленных сульфгидрильных групп дигид­ролипоамида на ФАД, который выпол­няет роль простетической группы дан­ного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН2 дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образова­нием НАДН + Н+. Процесс окислитель­ного декарбоксилирования пирувата происходит в матриксе митохондрий. В нем принимают участие (в составе сложного мультиферментного ком­плекса) 3 фермента (пируватдегидроге­наза, ди-гидролипоилацетилтрансфе­раза, дигидролипоилдегидрогеназа) и 5 кофер-ментов (ТПФ, амид липоевой кислоты, коэнзим А, ФАД и НАД), из которых три относительно прочно свя­заны с ферментами (ТПФ-E1, ли-по­амид-Е2 и ФАД-Е3), а два – легко дис­социируют (HS-KoA и НАД).