Биохимия (стр. 2 )

8На сегодняшний день известно свыше 20 аминокислот, которые принято делить на заменимые (синтезируются в организме человека), частично заменимые (эти аминокислоты могут быть синтезированы организмом из других аминокислот) и незаменимые (поступают в организм только извне с пищей). К первой группе относятся такие аминокислоты, как аланин (источник энергии), аспарагиновая кислота (улучшает усвоение минералов), цистин (мощный антиоксидант), глутаминовая кислота (уменьшает тягу к алкоголю и сладостям) и глютамин (важнейший источник энергии), глицин, орнитин (способствует выработке гормона роста), пролин (полезен при лечении травм), серин (участвует в процессе обновления клеток), таурин (помогает поглощению жиров, имеет антиоксидантные свойства, снижает уровень холестерина). К частично заменимым аминокислотам относятся аргинин, цистеин и тирозин. Развитие мускулатуры, нормализация веса, заживление ран, а также регуляция работы вилочковой железы и улучшение иммунной функции связаны с выработкой такой аминокислоты, как аргинин. Он же участвует в выработке гормонов роста и интенсификации сперматогенеза. L-аргинин способствует улучшению настроения, делает человека более активным и выносливым, он используется для увеличения очистительных возможностей почек по выведению конечных продуктов азотистого обмена, а также он увеличивает скорость зарастания повреждённых тканей, растяжений сухожилий, переломов кости. Цистеин — антиоксидантная аминокислота, тирозин — кислота-антидепрессант, к тому же он способствует уменьшению количества жировых запасов в организме. Незаменимыми для человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Действие аминокислот связано с их способностью проникать во все органы и ткани организма. На сегодняшний день известно свыше 20 аминокислот, которые принято делить на заменимые (синтезируются в организме человека), частично заменимые (эти аминокислоты могут быть синтезированы организмом из других аминокислот) и незаменимые (поступают в организм только извне с пищей).К первой группе относятся такие аминокислоты, как аланин (источник энергии), аспарагиновая кислота (улучшает усвоение минералов), цистин (мощный антиоксидант), глутаминовая кислота (уменьшает тягу к алкоголю и сладостям) и глютамин (важнейший источник энергии), глицин, орнитин (способствует выработке гормона роста), пролин (полезен при лечении травм), серин (участвует в процессе обновления клеток), таурин (помогает поглощению жиров, имеет антиоксидантные свойства, снижает уровень холестерина). К частично заменимым аминокислотам относятся аргинин, цистеин и тирозин. Развитие мускулатуры, нормализация веса, заживление ран, а также регуляция работы вилочковой железы и улучшение иммунной функции связаны с выработкой такой аминокислоты, как аргинин. Он же участвует в выработке гормонов роста и интенсификации сперматогенеза. L-аргинин способствует улучшению настроения, делает человека более активным и выносливым, он используется для увеличения очистительных возможностей почек по выведению конечных продуктов азотистого обмена, а также он увеличивает скорость зарастания повреждённых тканей, растяжений сухожилий, переломов кости. Цистеин — антиоксидантная аминокислота, тирозин — кислота-антидепрессант, к тому же он способствует уменьшению количества жировых запасов в организме. Незаменимыми для человека являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Действие аминокислот связано с их способностью проникать во все органы и ткани организма

9Общие пути метаболизма предполагают отщепление от аминокислоты либо аминогруппы (дезанимнирование), либо отщепление от аминокислоты карбоксильной группы (декарбоксилирование). Дезаминирование. После отщепления аминогруппы от аминокислоты остается ее углеродный скелет (карбоновая кислота с ее карбоксильной группой) и  эта карбоновая кислота либо подвергается распаду, путем включения в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК). Ряд углеродных скелетов аминокислот могут быть вовлечены в процесс глюкогена, т. е. процесс синтеза глюкозы из аминокислот. В биологических системах выявлены 4 вида дезаминирования аминокислот: 1) Восстановительное дезаминирование. Обеспечивается путем присоединения к аминокислоте водорода и отщеплению аминогруппы. 2) Гидролитическое дезаминирование, в ходе которого молекула воды присоединяется к аминокислоте, отщипляется аминогруппа. 3) Внутримолекулярное дезаминирование – отщепление аминогруппы и появление двойной связи. 4) В организме человека представлено окислительное дезаминирование, в ходе которого к аминокислоте присоединяется 1 атом кислорода и она превращается в кетокислоту с выделением аммиака. Трансаминирование. В реакцию взаимодействия всегда вступают 2 аминокислоты. Смысл трансдезаминирования заключается в том, что аминогруппа с аминокислотой переносится на б-кетоглюторат  и образовавшаяся при этом глютаминовая кислота подвергается окислительному дезаминированию – освобождается аммиак, а глютомат превращается в б-кетоглюторат  и он снова может обеспечить трансаминирование другой кислоты.  Катализ реакции трансаминирования осуществляется ферментами (трансаминазами).

10Общие пути метаболизма предполагают отщепление от аминокислоты либо аминогруппы (дезанимнирование), либо отщепление от аминокислоты карбоксильной группы (декарбоксилирование). Декарбоксилирование аминокислот сводится к отщеплению карбоксильной группы (б-декарбоксилирование). Эта реакция катализируется специфическиме декарбоксилазами аминокислот, т. е. для каждой аминокислоты есть своя декарбоксилаза, специфичность которой обеспечивается белковой частью фермента. В качестве кофермента выступает пиридоксальфосфат. Эти реакции характеризуются общими механизмами, но при декарбоксилировании различных аминокислот образуются биогенные амины, обладающие различной функциональной активностью и исполняющие важные роли.

В организме у человека биогенные амины образуются при декарбоксилировании следующих аминокислот: триптофан – триптанин, окситриптофан – серотонин.

11Основное количество фенилаланина расходуется по 2 путям: включается в белки, превращается в тирозин. Превращение фенилаланина в тирозин прежде всего необходимо для удаления избытка фенилаланина, так как высокие концентрации его токсичны для клеток. Образование тирозина не имеет большого значения, так как недостатка этой аминокислоты в клетках практически не бывает.  Основной путь метаболизма фенилаланина начинается с его гидроксилирования, в результате чего образуется тирозин. При наличии блока метаболизма развивается тяжелая генетическая патология (фенилкетонурия). Блок метаболизма на пути синтеза меланина: клинические проявления сводятся к той или иной форме альбинизма. Возможно нарушение метаболизма в процессе окислительного распада тирозина: в организме накапливается кислота, которая конденсируется в полимер, называемый алкаптоном. Он плохо выводиться из организма с мочой. Алкаптон накапливается в хрящевых тканях, формируя их окрашивание. У таких людей кончики ушей и носа коричнего цвета.

12Глицин метаболически весьма активен, его пути превращения сводятся к следующему:  глицин может быть подвергнут катаболизму (расщиплению), но в этом случае он не явдляется источником энергии, а ценность катаболизма в том, что оставшиеся после дезаминирования и декарбоксилирования одноуглеродистый фрагмент присоединяется к  активному носителю, который выступает в роли поставщика этого одноуглеродистого фрагмента для синтеза аминокислоты метилаланина и нуклеотидов.

Глицин играет важную роль в синтезе оксикислот. Из глицина может быть синтезирован серин или тирозин. Глицин необходим для синтеза гемоглобина, креатина.

Серин. Большая часть серина в фосфопротеинах находи­тся в форме

О-фосфосерина. Серин участвует в синтезе сфингозина. н участвует также в синтезе пуринов и пиримидинов. в-Углерод является источником метальных групп тимина (и холина) и атомов углерода в поло­жениях 2 и 8 пуринового ядра.

Треонин в реакциях переаминирования не уча­ствует; его D-изомер и соответствующая б-кетокислота млекопитающими не усваиваются. В ряде белков треонин находится в форме О-фосфотреонина.

13Дикарбоновые аминокислоты метаболически весьма активные аминокислоты, которые участвуют в метаболизме других аминокислот, в инактивации аминного азота, синтезе биологически активных соединений (ГАНК, глютотеон, производные кетакислоты являются компонентами цикла трикарбоновых кислот).Из триптофана синтезируется серотонин, так же может синтезироваться структурный компонент кофермента, называемый НАД, витамин РР (никотиновая кислота). Триптофан участвует в синтезе НАДа уменьшает потребность в организме витамина РР. При дефиците этого витамина развивается пеллагра – слабоумие, понос и воспаление). При  карбоксилировании гистадина образуется гистамин. Гистамин обладает широким спектром биологической активности. Главным источником гистамина в организме являются клетки соединительной ткани, именуемые «тучными». При раздражении этих клеток происходит дегрануляция лаброцитов и освобождаемый гистамин выделяется в окружающие ткани. Гистамин изменяет проницаемость кровеносных сосудов и способствует развитию локального отека. Данный феномен происходит при воспалении и участвует в формировании спусковой стадии воспаления. Аналогичные гистаминовые механизмы формируются при аллергических реакциях, именуемых гиперчувствительностью немедленного типа (ГНТ). В очаге воспаления или при ГНТ гистамин вступает в роли медиатора боли или зуда. Гистамин влияет на функции слизистых оболочек пищеварительного тракта (стимулирует секрецию соляной кислоты в желудке)

14В организме обнаружены три серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин и цистин), метаболически тесно связанные друг с другом. Взаимодействие 2 молекул цистеина приводит к образованию аминокислоты – цестина, эта реакция является окислительно-восстановительной. В результате этой реакции формируется дисульфидная связь, которая образуется в молекулах белков, закрепляя их трипептидную стуктуру. Цистеин входит в состав глютотеона и его –SH - группа обусловливает способность глютотеона к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Глютотеон благодаря своим способностям к окислительно-восстановительным превращениям участвует в формировании активно действующих ферментов и регулирует их активность. Он может способствовать разрыву дисульфидных связей в молекулах белка, в частности, к этому сводится механизм инактивации инсулина, поскольку под воздействием глютетеона разрываются дисульфидные мостики между 2 полипептидными цепями. Сера, входящая в состав серосодержащих аминокислот, взаимозаменяема, т. е. она используется при взаимопревращениях этих аминокислот. Очень высокой активностью обладает метионин, который содержит –S-CH3- группу. Метеонин может вступать в реакцию взаимодействия с АТФ, образуя соединение S-аденозилметионин.