Файл: 1 Билет Биохимия наука, изучающая вещества, входящие в состав живых организмов, их превращения, а также взаимосвязь этих превращений с деятельностью органов и тканей..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 179
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
16 билет
Первичная структура белка - линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
Информация о первичной структуре каждого белка закодирована в ДНК-гене. В процессе синтеза белка информация, находящаяся в гене, сначала переписывается на м-РНК, а затем используя м-РНК в качестве матрицы, на рибосоме происходит сборка первичной структуры белка. Каждый из 50 000 индивидуальных белков организма человека имеет уникальную для данного белка первичную структуру. Все молекулы данного индивидуального белка имеют одинаковое чередование аминокислотных остатков в белке, что в первую очередь отличает данный индивидуальный белок от любого другого.
Аминокислотная последовательность белков определяет его пространственную структуру (конформацию) и
специфическую биологическую функцию.
При различных заболеваниях происходит изменение белкового состава тканей. Эти изменения называются
протеинопатиями. Различают наследственные и приобретённые протеинопатии.
Наследственные протеинопатии развиваются в результате повреждений в генетическом аппарате данного индивидуума. Первичная структура белков, т.е. последовательность АК (аминокислот) в нем, программируется последовательностью нуклеотидов в ДНК. Выпадение, вставка, замена нуклеотида в ДНК приводит к изменению аминокислотного состава и, следовательно, структуры синтезируемого белка. Если изменение последовательности
АК носит не летальный характер, а приспособительный или хотя бы нейтральный, то новый белок может передаться по наследству и остаться в популяции. В результате возникают новые белки с похожими функциями. Такое явление называется полиморфизмом белков.
Все здоровые люди имеют гемоглобин с одинаковой первичной и пространственной структурой. У людей, страдающих серповидноклеточной анемией - тяжелым наследственным заболеванием, эритроциты похожи не на диски, как обычно, а на серпы. Такое изменение формы клеток происходит из-за отличия первичной структуры гемоглобина у больных людей. В бета-цепи нормального гемоглобина на шестом месте от NH2-конца стоит глутаминовая кислота. При серповидноклеточной анемии она заменена на аминокислоту валин. Из 574 аминокислот, входящих в состав гемоглобина, заменены только две (по одной в каждой бета-цепи). Но это приводит к существенному изменению третичной и четвертичной структуры белка и, как следствие, к изменению формы и нарушению функции эритроцита. Серповидные эритроциты плохо справляются со своей задачей - переносом кислорода.
Семейная гиперхолестеринемия (сокращенно СГ) - это генетическая болезнь, характеризующаяся высоким уровнем холестерина в крови, в частности, очень высоким уровнем липопротеидов низкой плотности (ЛПНП, т.н.
"плохой холестерин"), а также в молодом возрасте возникновением сердечно-сосудистых заболеваний. У многих пациентов происходят мутации в гене рецептора ЛПНП, кодирующего соответствующий белок ЛПНП-рецептора
(обычно отвечающего за поглощение ЛПНП с кровотока) или аполипопротеина В, который является частью ЛПНП, который связывается с рецептором (процесс, необходимый для связывания ЛПНП с рецептором).
2.
Липиды,
классификация,
нужды
организма,
переваривание
ЛИПИДЫ - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях
(сероуглероде, хлороформе, эфире, бензоле), дающих при гидролизе
высокомолекулярные жирные кислоты. Они не являются в отличие от белков, нуклеиновых кислот и
59 полисахаридов, не являются высокомолекулярными сединениями, их структура весьма разнообразна, они имеют лишь один общий признак – гидрофобность.
В организме липиды выполняют следующие функции:
1. энергетическая - являются резервными соединениями, основной формой запаса энергии и углерода. При окислении 1 г нейтральных жиров (триацилглицеролов) выделяется около 38 кДж энергии;
2. регуляторная – липидами являются жирорастворимые витамины и производные некоторых жирных кислот, которые участвуют в обмене веществ.
3. структурная - являются главными структурными компонентами клеточных мембран, образуют двойные слои полярных липидов, в которые встраиваются белки-ферменты;
4. защитная функция: защищает органы от механических повреждений; участвует в терморегуляции.
Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.
По структуре липиды можно подразделит на три группы:
- простые липиды – к ним относятся только эфиры жирных кислот и спиртов. Сюда относятся: жиры, воски и стериды;
- сложные липиды – в их состав входят жирные кислоты, спирты и другие компоненты различного химического строения. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды и т.д.;
- производные липидов – это в основном жирорастворимые витамины и их предшественники.
В тканях животных жиры находятся в частично свободном состоянии, в большей степени они составляют комплекс с белками.
По химическому составу, строению и функции, выполняемой в живой клетке липиды подразделяются на:
II. Простые липады – соединения, состоящие только из жирных кислот и спиртов. Они делятся на нейтраольные ацилглицериды (жиры) и воска.
1. Ацилглицерины – нейтральные жиры (эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина (глицерола).
Делятся на моно-, ди- и триацилглицерины, содержащие один, два и три эфиросвязанных остатков жирных кислот.
Ацилглицерины относят к резервным липидам. Они в больших количествах могут депонироваться, а затем использоваться для энергетических нужд организма. В организме человека с массой 70 кг в среднем содержится около 10 кг жиров.
Жирные кислоты, входящие в ацилглицерины животных тканей, могут быть:
60
● насыщенными, то есть не содержащими двойных связей, например, пальмитиновая, стеариновая;
● мононенасыщенными, содержащими двойную связь, например, пальмитоолеиновая, олеиновая;
● полиненасыщенными или полиеновыми, в составе которых содержится более двух двойных связей, например, линолевая, линоленовая, арахидоновая.
Полиненасыщенные жирные кислоты в организме не синтезируются и поступают только с пищей, являются незаменимыми, т.е. эссенциальными факторами питания.
Потребность организма в незаменимых жирных кислотах связана с осуществлением трех важных функций.
4.
Они служат предшественниками биологически активных веществ эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов).
5.
Служат структурными компонентами глицеро- и сфинголипидов – сложных липидов, обеспечивают жидкостное состояние, присущее клеточным мембранам в норме.
6.
Обладают гипохолестеринемическим действием, что имеет важное значение в профилактике атеросклероза.
Для непредельных жирных кислот характерна геометрическая или цис-транс-изомерия. Это вид пространственной изомерии, зависящий от различного расположения атомов по отношению к плоскости двойной связи. Цис-изомер – такой изомер, у которого одинаковые атомы или системные группы расположены по одну сторону плоскости двойной связи. У транс-изомеров одинаковые атомы или атомные группы расположены по разные стороны плоскости двойной связи.
Природные ненасыщенные жирные кислоты,имеющие цис-конфигурацию двойной связи, обладают большим запасом внутренней энергии, поэтому менее стабильны по сравнению с транс-изомерами и более подвержены катаболизму.
Физико-химические свойства ацилглицеринов определяются жирными кислотами, входящими в их состав.
Животные жиры (сало) содержат значительное количество насыщенных жирных кислот, поэтому при комнатной температуре они имеют твёрдую консистенцию. Жидкие жиры (масла) содержат моно- и полиненасыщенные кислоты.
Ацилглицерины способны гидролизоваться ферментативно или с участием кислот и щелочей до глицерина и жирных кислот.
Показатели качества жиров:
Йодное число – количество граммов йода, которое может связать 100 г жира в определенных условиях
(характеристика степени ненасыщенности жирных кислот, находящихся в ацилглицеринах).
Кислотное число характеризует интенсивность самопроизвольного гидролиза жира. Оно определяется количество миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, находящихся в 1 г жира.
2. Воски – смесь простых и сложных эфиров высших атомных спиртов и высших жирных кислот с числом углеродных атомов от 20 до 70. Они обладают высокой гидрофобностью, поэтому входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья, пленку на поверхности листьев, стволов.
Пчелиный воск, спермацет, ланолин – природные воски содержат еще и свободные жирные кислоты, спирты и углеводы.
2. Сложные липиды
1. Фосфолипиды.
а) Глицерофосфолипиды – производные фосфатидной кислоты. Они состоят из глицерина, двух остатков
(ацилов) жирных кислот, фосфорной кислоты и азотсодержащего соединения – Х-группы. Фосфолипиды обладают выраженными полярными свойствами. Одна часть их молекулы (радикалы жирных кислот) гидрофобна, а другая
(остаток фосфорной кислоты и присоединённая Х-группа) гидрофильна. Родоначальником глицерофосфолипидов является фосфатидная кислота.
В зависимости от группы, присоединенной к фосфатидной кислоте, различают несколько классов глицерофосфолипидов. В организме человека, животных и высших растений эти глицерофосфолипиды встречаются в наибольшем количестве, являясь главными липидными компонентами мембран клеток.
61
Фосфатидилхолины – состоят из фосфатидной кислоты и азотистого основания холина.
Фосфатидилэтаноламины – состоят из фосфатидной кислоты и азотистого основания этаноламина.
Фосфатидилсерины – состоят из фосфатидной кислоты и остатка аминокислоты серина.
Фосфатидилинозиты – состоят из фосфатидной кислоты и остатка шестиуглеродного сахароспирта – инозита. Вживотном организме содержатся в мозге, печени, легких. Являются посредниками в передаче гормонального сигнала в клетку;
Плазмалогены (ацетальфосфатиды) - отличаются от глицерофосфолипидов тем, что вместо одного остатка высшей жирной кислоты содержат остаток альдегида жирной кислоты;
кардиолипин - дифосфатидилглицерол, состоит из двух остатков фосфатидных кислот, соединенных глицерином. Кардиолипин является главным фосфолипидом митохондриальных мембран.
У глицерофосфолипидов во втором положении находится преимущественно полиеновые кислоты, что обеспечивает текучесть липидного бислоя мембран, необходимого для функционирования белков мембран, выполнения ими биологической роли.
б) Сфинголипиды.
сфингомиелины - самые распространенные сфинголипиды. Непредельный двухатомный аминоспирт сфингозин образует большую группу липидов, в которых высшие жирные кислоты связываются с ним через аминогруппу. Это соединение называется церамид.
Сфингомиелины образуются в результате присоединения к гидроксильной группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином. Обладают, как и глицерофосфолипиды полярными свойствами.
В больших количествах содержатся в нервной ткани, входя в состав миелина, который является оболочкой нервных волокон. Сфингомиелины обнаружены в легких, печени, почках, селезенке, оболочке эритроцитов и других органах.
2. Гликолипиды также являются производными церамида, в которых к гидроксильной группе присоединяются различные углеводы.
а) Цереброзиды - содержат гексозу, чаще галактозу, (галактоцерамид), реже глюкозу(глюкоцерамид). Жирные кислоты представлены лигноцериновой, нервоновой и цереброновой. Входят в белое вещество мозга и миелиновых оболочек, участвуют в функционировании биологических мембран. Они относятся к нейтральным сфинголипидам, так как не содержат заряженных групп.
б) Сульфатиды - производные цереброзидов, содержат остаток серной кислоты (цереброзидсульфат). Связанные с моносахаридом, содержатся в белом веществе ткани мозга. Обладают резко выраженными кислыми свойствами, участвуют в транспорте катионов ччерез мембраны нервных кислот и волокон.
в) Ганглиозиды - производные церамида, содержащие несколько углеводных остатков, включая глюкозу, производны аминосахаров - N-ацетилглюкозамин и N-ацитилнейраминовую кислоту, находятся преимущественно в сером веществе мозга в плазматических мембранах нервных и глиальных клеток, а также в эритроцитах, гепатоцитах и клетках других органов.
Ганглиозиды играют роль в рецепторном восприятии сигналов, обеспечивают специфичность и индивидуальность клеточной поверхности, межклеточные, межмолекулярные контакты.
3. Стероиды.
В этот класс липидов входят производные циклопентанпергидрофенантрена. Они содержат три конденсированных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо.
В организме человека наиболее важным представителем является холестерин. Это - вторичный одноатомный циклический непредельный спирт. У третьего углеродного атома имеется гидроксильная группа, за счет которой образуются сложные эфиры холестерина с жирными кислотами - стериды.
В организме человека с массой тела 70 кг находится около 140 г холестерина, т.е. около 0,2% массы тела. В неэстерифицированном виде холестерин входит в состав различных клеток. Многие ткани наряду со свободным холестерином содержат эфиросвязанный холестерин (в печени 80% - свободного и 20% - связанного). В крови - 2/3 составляет эстерифичированный, 1/3 - свободный холестерин. Человек с пищей получает в среднем 0,4-0,5 г холестерина в день, синтезируется ежедневно в организме 1,5-4,2 г.
62
Биологическая роль холестерина заключается в том, что он входит в состав клеточных мембран в качестве
структурного элемента и выполняет там функцию антиоксиданта. Он придает определенную жесткость
мембране, способствует упорядоченному расположению и фиксации структурных компонентов биомембран. Кроме того, он служит предшественником ряда других стероидов - желчных кислот, стероидных гормонов, витамина
D
3
.
3. Инсулин и глюкагон
Эндокринную функцию выполняют клетки островкового аппарата поджелудчной железы, которые секретируют гормоны, участвующие в регуляции многих процессов в организме.
В островковой части поджелудочной железы выделяют 4 типа клеток, секретирующих разные гормоны: А клетки секретируют глюкагон,
В
- инсулин,
D
- соматостатин,
F
- панкреатический полипептид.
Инсулин – гормон, участвующий в регуляции метаболизма, транспорта глюкоз, аминокислот, ионов, в синтезе белков. Инсулин влияет на процессы репликации и транскрипции, участвуя в регуляции клеточной дифференцировки. Транспорт глюкозы в клетке происходит при участии специальных белков – переносчиков.
Переносчик, регулируемый инсулином (ГЛЮТ-4), содержится только в мышцах и жировой ткани.
Влияние инсулина на метаболизм глюкозы осуществляется путем повышения активности и количества ключевых ферментов гликолиза: глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. В печени и в мышцах под влиянием инсулина снижается концентрация цАМФ в результате активации фосфодиэстеразы. Кроме того, инсулин активирует фосфотазы, дефосфорилирующие гликогенсинтазу, в результате чего происходит активация синтеза гликогена и тормозится его распад. Параллельно с активацией ферментов гликолиза инсулин тормозит глюконеогенез, репрессируя синтез ключевого фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназу.
Глюкагон- одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. Биосинтез глюкагона происходит в альфа-клетках островков Лангерганса, в нейроэндокринных клетках кишечника и в некоторых отделах
ЦНС. Неактивный предшественник проглюкагон в результате частичного протеолиза превращается в несколько пептидов. В клетках поджелудочной железы главный пептид – глюкагон. На секрецию глюкагона влияют аминокислоты, жирные кислоты, кетоновые тела и нейромедиаторы. При приеме пищи, богатой углеводами, секреция глюкагона снижается. Белковая пища стимулирует секрецию инсулина и глюкагона. В плазме крови глюкагон не связан с каким-либо транспортным белком. Период полужизни гормона составляет 5 минут. В печени глюкагон быстро разрушается под действием специфических протеаз.
Эффекты глюкагона в основном противоположны эффектам инсулина. Основные клетки-мишени глюкагона – печень и жировая ткань. Связываясь с рецепторами на плазматической мембране клеток - мишени, глюкагон повышает содержание цАМФ. В гепатоцитах это приводит к активации фосфорилазы гликогена и к снижению активности гликогенсинтазы. В результате ускоряется мобилизация гликогена. Фосфорилирование пируваткиназы вызывает торможение гликолиза и ускорение глюконеогенеза. Кроме того, глюкагон стимулирует глюконеогенез, индуцируя синтез ферментов: глюкозо-6- фосфатазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-6- биофосфатазы. В клетках жировой ткани глюкагон через аденилатциклазный каскад активирует гормончувствительную триацилглицероллипазу и стимулирует липолиз. Таким образом, в противоположность инсулину глюкагон стимулирует мобилизацию основных энергоносителей – углеводов и жиро, оказывают гипергликемический, гиперлипемический эффект.
Синтез жиров в печени и жировой ткани стимулируется инсулином. Мобилизация жира активируется в тех случаях, когда глюкозы недостаточно для обеспечения энергетических потребностей организма: в постабсорбтивный период, при голодании и физической работе под действием гормонов глюкагона, адреналина, соматотропина. Жирные кислоты поступают в кровь и используются тканями как источники энергии.
4.
ИФА
Иммуноферментный анализ (ИФА) - лабораторное исследование основаное на высокой избирательности и специфичности иммунологических реакций
“антиген-антитело”.
ИФА применяют для двух целей - для определения наличия антигенов возбудителей различных инфекций, но значительно чаще метод ИФА применяется для определения наличия антител классов (IgA IgM IgG) к антигенам различных возбудителей болезней. С помощью ИФА можно определить антитела к любой половой инфекции (при условии, конечно, что организм их выработал).
Первичная структура белка - линейная последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи.
Информация о первичной структуре каждого белка закодирована в ДНК-гене. В процессе синтеза белка информация, находящаяся в гене, сначала переписывается на м-РНК, а затем используя м-РНК в качестве матрицы, на рибосоме происходит сборка первичной структуры белка. Каждый из 50 000 индивидуальных белков организма человека имеет уникальную для данного белка первичную структуру. Все молекулы данного индивидуального белка имеют одинаковое чередование аминокислотных остатков в белке, что в первую очередь отличает данный индивидуальный белок от любого другого.
Аминокислотная последовательность белков определяет его пространственную структуру (конформацию) и
специфическую биологическую функцию.
При различных заболеваниях происходит изменение белкового состава тканей. Эти изменения называются
протеинопатиями. Различают наследственные и приобретённые протеинопатии.
Наследственные протеинопатии развиваются в результате повреждений в генетическом аппарате данного индивидуума. Первичная структура белков, т.е. последовательность АК (аминокислот) в нем, программируется последовательностью нуклеотидов в ДНК. Выпадение, вставка, замена нуклеотида в ДНК приводит к изменению аминокислотного состава и, следовательно, структуры синтезируемого белка. Если изменение последовательности
АК носит не летальный характер, а приспособительный или хотя бы нейтральный, то новый белок может передаться по наследству и остаться в популяции. В результате возникают новые белки с похожими функциями. Такое явление называется полиморфизмом белков.
Все здоровые люди имеют гемоглобин с одинаковой первичной и пространственной структурой. У людей, страдающих серповидноклеточной анемией - тяжелым наследственным заболеванием, эритроциты похожи не на диски, как обычно, а на серпы. Такое изменение формы клеток происходит из-за отличия первичной структуры гемоглобина у больных людей. В бета-цепи нормального гемоглобина на шестом месте от NH2-конца стоит глутаминовая кислота. При серповидноклеточной анемии она заменена на аминокислоту валин. Из 574 аминокислот, входящих в состав гемоглобина, заменены только две (по одной в каждой бета-цепи). Но это приводит к существенному изменению третичной и четвертичной структуры белка и, как следствие, к изменению формы и нарушению функции эритроцита. Серповидные эритроциты плохо справляются со своей задачей - переносом кислорода.
Семейная гиперхолестеринемия (сокращенно СГ) - это генетическая болезнь, характеризующаяся высоким уровнем холестерина в крови, в частности, очень высоким уровнем липопротеидов низкой плотности (ЛПНП, т.н.
"плохой холестерин"), а также в молодом возрасте возникновением сердечно-сосудистых заболеваний. У многих пациентов происходят мутации в гене рецептора ЛПНП, кодирующего соответствующий белок ЛПНП-рецептора
(обычно отвечающего за поглощение ЛПНП с кровотока) или аполипопротеина В, который является частью ЛПНП, который связывается с рецептором (процесс, необходимый для связывания ЛПНП с рецептором).
2.
Липиды,
классификация,
нужды
организма,
переваривание
ЛИПИДЫ - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях
(сероуглероде, хлороформе, эфире, бензоле), дающих при гидролизе
высокомолекулярные жирные кислоты. Они не являются в отличие от белков, нуклеиновых кислот и
59 полисахаридов, не являются высокомолекулярными сединениями, их структура весьма разнообразна, они имеют лишь один общий признак – гидрофобность.
В организме липиды выполняют следующие функции:
1. энергетическая - являются резервными соединениями, основной формой запаса энергии и углерода. При окислении 1 г нейтральных жиров (триацилглицеролов) выделяется около 38 кДж энергии;
2. регуляторная – липидами являются жирорастворимые витамины и производные некоторых жирных кислот, которые участвуют в обмене веществ.
3. структурная - являются главными структурными компонентами клеточных мембран, образуют двойные слои полярных липидов, в которые встраиваются белки-ферменты;
4. защитная функция: защищает органы от механических повреждений; участвует в терморегуляции.
Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.
По структуре липиды можно подразделит на три группы:
- простые липиды – к ним относятся только эфиры жирных кислот и спиртов. Сюда относятся: жиры, воски и стериды;
- сложные липиды – в их состав входят жирные кислоты, спирты и другие компоненты различного химического строения. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды и т.д.;
- производные липидов – это в основном жирорастворимые витамины и их предшественники.
В тканях животных жиры находятся в частично свободном состоянии, в большей степени они составляют комплекс с белками.
По химическому составу, строению и функции, выполняемой в живой клетке липиды подразделяются на:
II. Простые липады – соединения, состоящие только из жирных кислот и спиртов. Они делятся на нейтраольные ацилглицериды (жиры) и воска.
1. Ацилглицерины – нейтральные жиры (эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина (глицерола).
Делятся на моно-, ди- и триацилглицерины, содержащие один, два и три эфиросвязанных остатков жирных кислот.
Ацилглицерины относят к резервным липидам. Они в больших количествах могут депонироваться, а затем использоваться для энергетических нужд организма. В организме человека с массой 70 кг в среднем содержится около 10 кг жиров.
Жирные кислоты, входящие в ацилглицерины животных тканей, могут быть:
60
● насыщенными, то есть не содержащими двойных связей, например, пальмитиновая, стеариновая;
● мононенасыщенными, содержащими двойную связь, например, пальмитоолеиновая, олеиновая;
● полиненасыщенными или полиеновыми, в составе которых содержится более двух двойных связей, например, линолевая, линоленовая, арахидоновая.
Полиненасыщенные жирные кислоты в организме не синтезируются и поступают только с пищей, являются незаменимыми, т.е. эссенциальными факторами питания.
Потребность организма в незаменимых жирных кислотах связана с осуществлением трех важных функций.
4.
Они служат предшественниками биологически активных веществ эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов).
5.
Служат структурными компонентами глицеро- и сфинголипидов – сложных липидов, обеспечивают жидкостное состояние, присущее клеточным мембранам в норме.
6.
Обладают гипохолестеринемическим действием, что имеет важное значение в профилактике атеросклероза.
Для непредельных жирных кислот характерна геометрическая или цис-транс-изомерия. Это вид пространственной изомерии, зависящий от различного расположения атомов по отношению к плоскости двойной связи. Цис-изомер – такой изомер, у которого одинаковые атомы или системные группы расположены по одну сторону плоскости двойной связи. У транс-изомеров одинаковые атомы или атомные группы расположены по разные стороны плоскости двойной связи.
Природные ненасыщенные жирные кислоты,имеющие цис-конфигурацию двойной связи, обладают большим запасом внутренней энергии, поэтому менее стабильны по сравнению с транс-изомерами и более подвержены катаболизму.
Физико-химические свойства ацилглицеринов определяются жирными кислотами, входящими в их состав.
Животные жиры (сало) содержат значительное количество насыщенных жирных кислот, поэтому при комнатной температуре они имеют твёрдую консистенцию. Жидкие жиры (масла) содержат моно- и полиненасыщенные кислоты.
Ацилглицерины способны гидролизоваться ферментативно или с участием кислот и щелочей до глицерина и жирных кислот.
Показатели качества жиров:
Йодное число – количество граммов йода, которое может связать 100 г жира в определенных условиях
(характеристика степени ненасыщенности жирных кислот, находящихся в ацилглицеринах).
Кислотное число характеризует интенсивность самопроизвольного гидролиза жира. Оно определяется количество миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, находящихся в 1 г жира.
2. Воски – смесь простых и сложных эфиров высших атомных спиртов и высших жирных кислот с числом углеродных атомов от 20 до 70. Они обладают высокой гидрофобностью, поэтому входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья, пленку на поверхности листьев, стволов.
Пчелиный воск, спермацет, ланолин – природные воски содержат еще и свободные жирные кислоты, спирты и углеводы.
2. Сложные липиды
1. Фосфолипиды.
а) Глицерофосфолипиды – производные фосфатидной кислоты. Они состоят из глицерина, двух остатков
(ацилов) жирных кислот, фосфорной кислоты и азотсодержащего соединения – Х-группы. Фосфолипиды обладают выраженными полярными свойствами. Одна часть их молекулы (радикалы жирных кислот) гидрофобна, а другая
(остаток фосфорной кислоты и присоединённая Х-группа) гидрофильна. Родоначальником глицерофосфолипидов является фосфатидная кислота.
В зависимости от группы, присоединенной к фосфатидной кислоте, различают несколько классов глицерофосфолипидов. В организме человека, животных и высших растений эти глицерофосфолипиды встречаются в наибольшем количестве, являясь главными липидными компонентами мембран клеток.
61
Фосфатидилхолины – состоят из фосфатидной кислоты и азотистого основания холина.
Фосфатидилэтаноламины – состоят из фосфатидной кислоты и азотистого основания этаноламина.
Фосфатидилсерины – состоят из фосфатидной кислоты и остатка аминокислоты серина.
Фосфатидилинозиты – состоят из фосфатидной кислоты и остатка шестиуглеродного сахароспирта – инозита. Вживотном организме содержатся в мозге, печени, легких. Являются посредниками в передаче гормонального сигнала в клетку;
Плазмалогены (ацетальфосфатиды) - отличаются от глицерофосфолипидов тем, что вместо одного остатка высшей жирной кислоты содержат остаток альдегида жирной кислоты;
кардиолипин - дифосфатидилглицерол, состоит из двух остатков фосфатидных кислот, соединенных глицерином. Кардиолипин является главным фосфолипидом митохондриальных мембран.
У глицерофосфолипидов во втором положении находится преимущественно полиеновые кислоты, что обеспечивает текучесть липидного бислоя мембран, необходимого для функционирования белков мембран, выполнения ими биологической роли.
б) Сфинголипиды.
сфингомиелины - самые распространенные сфинголипиды. Непредельный двухатомный аминоспирт сфингозин образует большую группу липидов, в которых высшие жирные кислоты связываются с ним через аминогруппу. Это соединение называется церамид.
Сфингомиелины образуются в результате присоединения к гидроксильной группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином. Обладают, как и глицерофосфолипиды полярными свойствами.
В больших количествах содержатся в нервной ткани, входя в состав миелина, который является оболочкой нервных волокон. Сфингомиелины обнаружены в легких, печени, почках, селезенке, оболочке эритроцитов и других органах.
2. Гликолипиды также являются производными церамида, в которых к гидроксильной группе присоединяются различные углеводы.
а) Цереброзиды - содержат гексозу, чаще галактозу, (галактоцерамид), реже глюкозу(глюкоцерамид). Жирные кислоты представлены лигноцериновой, нервоновой и цереброновой. Входят в белое вещество мозга и миелиновых оболочек, участвуют в функционировании биологических мембран. Они относятся к нейтральным сфинголипидам, так как не содержат заряженных групп.
б) Сульфатиды - производные цереброзидов, содержат остаток серной кислоты (цереброзидсульфат). Связанные с моносахаридом, содержатся в белом веществе ткани мозга. Обладают резко выраженными кислыми свойствами, участвуют в транспорте катионов ччерез мембраны нервных кислот и волокон.
в) Ганглиозиды - производные церамида, содержащие несколько углеводных остатков, включая глюкозу, производны аминосахаров - N-ацетилглюкозамин и N-ацитилнейраминовую кислоту, находятся преимущественно в сером веществе мозга в плазматических мембранах нервных и глиальных клеток, а также в эритроцитах, гепатоцитах и клетках других органов.
Ганглиозиды играют роль в рецепторном восприятии сигналов, обеспечивают специфичность и индивидуальность клеточной поверхности, межклеточные, межмолекулярные контакты.
3. Стероиды.
В этот класс липидов входят производные циклопентанпергидрофенантрена. Они содержат три конденсированных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо.
В организме человека наиболее важным представителем является холестерин. Это - вторичный одноатомный циклический непредельный спирт. У третьего углеродного атома имеется гидроксильная группа, за счет которой образуются сложные эфиры холестерина с жирными кислотами - стериды.
В организме человека с массой тела 70 кг находится около 140 г холестерина, т.е. около 0,2% массы тела. В неэстерифицированном виде холестерин входит в состав различных клеток. Многие ткани наряду со свободным холестерином содержат эфиросвязанный холестерин (в печени 80% - свободного и 20% - связанного). В крови - 2/3 составляет эстерифичированный, 1/3 - свободный холестерин. Человек с пищей получает в среднем 0,4-0,5 г холестерина в день, синтезируется ежедневно в организме 1,5-4,2 г.
62
Биологическая роль холестерина заключается в том, что он входит в состав клеточных мембран в качестве
структурного элемента и выполняет там функцию антиоксиданта. Он придает определенную жесткость
мембране, способствует упорядоченному расположению и фиксации структурных компонентов биомембран. Кроме того, он служит предшественником ряда других стероидов - желчных кислот, стероидных гормонов, витамина
D
3
.
3. Инсулин и глюкагон
Эндокринную функцию выполняют клетки островкового аппарата поджелудчной железы, которые секретируют гормоны, участвующие в регуляции многих процессов в организме.
В островковой части поджелудочной железы выделяют 4 типа клеток, секретирующих разные гормоны: А клетки секретируют глюкагон,
В
- инсулин,
D
- соматостатин,
F
- панкреатический полипептид.
Инсулин – гормон, участвующий в регуляции метаболизма, транспорта глюкоз, аминокислот, ионов, в синтезе белков. Инсулин влияет на процессы репликации и транскрипции, участвуя в регуляции клеточной дифференцировки. Транспорт глюкозы в клетке происходит при участии специальных белков – переносчиков.
Переносчик, регулируемый инсулином (ГЛЮТ-4), содержится только в мышцах и жировой ткани.
Влияние инсулина на метаболизм глюкозы осуществляется путем повышения активности и количества ключевых ферментов гликолиза: глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы. В печени и в мышцах под влиянием инсулина снижается концентрация цАМФ в результате активации фосфодиэстеразы. Кроме того, инсулин активирует фосфотазы, дефосфорилирующие гликогенсинтазу, в результате чего происходит активация синтеза гликогена и тормозится его распад. Параллельно с активацией ферментов гликолиза инсулин тормозит глюконеогенез, репрессируя синтез ключевого фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназу.
Глюкагон- одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. Биосинтез глюкагона происходит в альфа-клетках островков Лангерганса, в нейроэндокринных клетках кишечника и в некоторых отделах
ЦНС. Неактивный предшественник проглюкагон в результате частичного протеолиза превращается в несколько пептидов. В клетках поджелудочной железы главный пептид – глюкагон. На секрецию глюкагона влияют аминокислоты, жирные кислоты, кетоновые тела и нейромедиаторы. При приеме пищи, богатой углеводами, секреция глюкагона снижается. Белковая пища стимулирует секрецию инсулина и глюкагона. В плазме крови глюкагон не связан с каким-либо транспортным белком. Период полужизни гормона составляет 5 минут. В печени глюкагон быстро разрушается под действием специфических протеаз.
Эффекты глюкагона в основном противоположны эффектам инсулина. Основные клетки-мишени глюкагона – печень и жировая ткань. Связываясь с рецепторами на плазматической мембране клеток - мишени, глюкагон повышает содержание цАМФ. В гепатоцитах это приводит к активации фосфорилазы гликогена и к снижению активности гликогенсинтазы. В результате ускоряется мобилизация гликогена. Фосфорилирование пируваткиназы вызывает торможение гликолиза и ускорение глюконеогенеза. Кроме того, глюкагон стимулирует глюконеогенез, индуцируя синтез ферментов: глюкозо-6- фосфатазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-6- биофосфатазы. В клетках жировой ткани глюкагон через аденилатциклазный каскад активирует гормончувствительную триацилглицероллипазу и стимулирует липолиз. Таким образом, в противоположность инсулину глюкагон стимулирует мобилизацию основных энергоносителей – углеводов и жиро, оказывают гипергликемический, гиперлипемический эффект.
Синтез жиров в печени и жировой ткани стимулируется инсулином. Мобилизация жира активируется в тех случаях, когда глюкозы недостаточно для обеспечения энергетических потребностей организма: в постабсорбтивный период, при голодании и физической работе под действием гормонов глюкагона, адреналина, соматотропина. Жирные кислоты поступают в кровь и используются тканями как источники энергии.
4.
ИФА
Иммуноферментный анализ (ИФА) - лабораторное исследование основаное на высокой избирательности и специфичности иммунологических реакций
“антиген-антитело”.
ИФА применяют для двух целей - для определения наличия антигенов возбудителей различных инфекций, но значительно чаще метод ИФА применяется для определения наличия антител классов (IgA IgM IgG) к антигенам различных возбудителей болезней. С помощью ИФА можно определить антитела к любой половой инфекции (при условии, конечно, что организм их выработал).
1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 38