Контрольные вопросы к итоговому занятию по разделу:

«Обмен и функции аминокислот. Основы молекулярной генетики»

1. Динамическое состояние белков в организме. Катепсины.

Белки тканей организма постоянно обновляются, то есть подвергается распаду, и постоянно замещаются вновь синтезированными белками. Период полуобмена белков в таких тканях как кровь, слизистая кишечника, печень составляет приблизительно 10 дней. В таких тканях, как кожа, мышцы период полуобмена белков более продолжителен,

Распад тканевых белков (катаболизм) осуществляют особые тканевые протеолитические ферменты катепсины. Выделяют несколько их видов, которые обозначают буквами А, В, Д, Н, N. Катепсины локализованы как в лизосомах, так и в цитозоле. Лизосомальные катепсины называются кислыми катепсинами, так как оптимум рН для них равен 4,5-5,5. Катепсины могут относиться как к эндопептидазам, так и к экзопептидазам. В активном центре катепсинов могут присутствовать цистеин, аспарагиновая кислота, серин. Биологическая роль катепсинов:

• участвуют в обновлении тканевых белков

• разрушают дефектные, денатурированные белки. Обычно эти белки вначале соединяются с особым белком убиквинтином, после чего разрушаются катепсинами

• реконструктивная функция – катепсины переводят неактивные формы белков в активные белки.

• при голодании, кровопотере, интоксикации катепсины обеспечивают мобилизацию белков из условных депо белков (плазма крови, мышцы, печень).

2. Пищевые белки как источник аминокислот. Переваривание белков.

Фонд свободных аминокислот организма составляет примерно 35 г. Содержание свободных аминокислот в крови в среднем 35-65 мг/дл. Большая часть входит в состав белков, масса которых во взрослом организме 15 кг. В организме в сутки распадается на аминокислоты 400 грамм белка, столько же синтезируется. Для поддержания баланса необходимо 30-50 г в сутки, при физической нагрузки 100-120 г в сутки.

95-97% белков пищи всасываются в виде АК.Пептидазы ЖКТ поэтапно расщепляют пептидные связи белковой молекулы до конечного продукта гидролиза белков- АК,При гидролизе происходит разрыв СО-NН связи.

3. Протеиназы желудочно-кишечного тракта, субстратная специфичностьпротеиназ.

Переваривание происходит под действием протеаз - пептидгидролаз. Протеазы, гидролизирующие пептидные связи внутри молекулы - эндопептидазы, концевые аминокислоты - экзопептидазы.

Специфичность действия протеаз. Трипсин преимущественно гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина. Химотрипсины наиболее активны в отношении пептидных связей, образованных карбоксильными группами ароматических аминокислот. Карбоксипептидазы А и В - цинксодержащие ферменты, отщепляют С-концевые остатки аминокислот. Причём карбоксипептидаза А отщепляет преимущественно аминокислоты, содержащие ароматические или гидрофобные радикалы, а карбоксипептидаза В - остатки аргинина и лизина. Последний этап переваривания - гидролиз небольших пептидов, происходит под действием ферментов аминопептидаз и дипептидаз, которые синтезируются клетками тонкого кишечника в активной форме.

Дипептидазы расщепляют дипептиды на аминокислоты, но не действуют на трипептиды.

В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство пищевых белков расщепляется до свободных аминокислот.

Эндопептидазы (эндопротеиназы) — протеолитические ферменты (пепсин, трипсин, химотрипсин), расщепляющие пептидные связи внутри пептидной цепи. С наибольшей скоростью ими гидролизуются связи, образованные определёнными аминокислотами.

4. Проферменты протеиназ, механизм превращения в ферменты, биологическое значение.

Пепсиноген - белок, состоящий из одной полипептидной цепи с молекулярной массой 40 кД. Под действием НСl он превращается в активный пепсин (с оптимумом рН 1,0-2,5. В процессе активации в результате частичного протеолиза от N-конца молекулы пепсиногена отщепляются 42 аминокислотных остатка, которые содержат почти все положительно заряженные аминокислоты, имеющиеся в пепсиногене. Таким образом, в активном пепсине преобладающими оказываются отрицательно заряженные аминокислоты, которые участвуют в конформационных перестройках молекулы и формировании активного центра. 

Активация панкреатических ферментов. В поджелудочной железе синтезируются проферменты ряда протеаз: трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В. В кишечнике они путём частичного протеолиза превращаются в активные ферменты трипсин, химотрипсин, эластазу и карбоксипептидазы А и В.

Активация трипсиногена происходит под действием фермента эпителия кишечника энтеропептидазы. Этот фермент отщепляет с N-конца молекулы трипсиногена гексапептид Вал-(Асп)4-Лиз. Изменение конформации оставшейся части полипептидной цепи приводит к формированию активного центра, и образуется активный трипсин. Последовательность Вал-(Асп)4-Лиз присуща большинству известных трипсиноге-нов разных организмов - от рыб до человека.

5. Пепсин, роль, методы количественного определения.

Пепсин - фермент активированный из пепсиногена. Образовавшиеся под действием НС1 активные молекулы пепсина быстро активируют остальные молекулы пепсиногена (аутокатализ). Пепсин в первую очередь гидролизует пептидные связи в белках, образованные ароматическими аминокислотами (фенилаланин, триптофан, тирозин) и несколько медленнее - образованные лейцином и дикарбоновыми аминокислотами. Пепсин - эндопептидаза, поэтому в результате его действия в желудке образуются более короткие пептиды, но не свободные аминокислоты.

Метод определения по Пятницкому. Пепсин способен гидролизировать белки при рН 1,5-2,5, при рН 5,0 - створаживает казеиноген молока.

За единицу активности фермента принимают такое его количество, которое створаживает такое количество 5 мл молочно-ацетатной смеси рН 5,0. При 25 градусах. За 60 секунд. 100 единиц это 1 мг фермента. В норме 20-40 ед/мл пепсина.

6. Экзопептидазы, их роль в переваривании белков.

Экзопептидазы (экзопротеиназы) ферменты, гидролизующие белки, отщепляя аминокислоты от конца пептида: карбоксипептидазы — от C-конца, аминопептидазы — от N-конца, дипептидазы расщепляют дипептиды. Экзопептидазы синтезируются в клетках тонкого кишечника (аминопептидазы, дипептидазы) и в поджелудочной железе (карбоксипептидаза). Функционируют эти ферменты внутриклеточно в кишечном эпителии и, в небольшом количестве, в просвете кишечника.

Экзопептидазы отщепляют концевые амикислоты, освобождая их от бремени пептидной связи, VIVA LA RESISTANCE!!!

7. Протеиназы поджелудочной железы. Панкреатит.

В тонком кишечнике продолжаются процессы переваривания и дело протеиназ живет.

Под действием ТРЕХ эндопептидаз - пепсина, трипсина, химотрипсина происходит гидролиз внутренних связей белков на более мелкие участки и свободные ак.

Затем в ход вступают пептидазы, они доводят дело до конца. Это панкреатическая карбоксипептидазы, кишечная аминопептидаза и дипептидазы.

Аминопептидазы с N-конца.

Карбоксипептидазы с С-конца.

Затем всё всасывается через эпителий кишечника в кровь.

8. Соляная кислота, механизм секреции, роль в пищеварении.

ТЫ, да, ТЫ, потребитель, что нужно для соляной кислоты? ПРАВИЛЬНО СОЛЬ и КИСЛОТА, МУАХАХАХА.

А если точнее, ион водорода и ион хлора.

Ион водорода получается в результат диссоциации угольной кислоты, потом бикарбонат меняется на хлор из крови. Компоненты есть, теперь их надо выделить в просвет желудка.

Водород - через мембранную Н/К-АТФ-азой.

Хлор через ХЛОРИДНЫЙ канал.

Роль в пищеварении - обеспечивает денатурацию белков и рабочую рН для работы пепсина.

Роль соляной кислоты: 1) денатурирование белков 2) активация проферментов 3) создание оптимума рН для пепсина 4) регулирует работу привратника 5) способствует выработке секретина 6) бектерицидные свойства.

9. Кислотность желудочного сока, виды, определение по методу Михаэлиса, клиническое значение.

Кислотность желудочного сока выражается в титрационных единицах (ТЕ) - количество 0.1 М NaOH в 1 мл, затраченное на титрование 100 мл по определённому индикатору. При определении кислотности сока различают: общую кислотность, связанную НСl и свободную НСl.

Виды кислотности:

- Общая кислотность желудочного сока - совокупность всех кислотореагирующих веществ желудочного сока, собираемый в течение 1 ч. Значение в норме 40-60 ТЕ.

- Связанная соляная кислота - связанная с белками и продуктами их переваривания. 20-30 ТЕ.

- Свободная соляная кислота - не связанная с компонентами желудочного сока. 20-40 ТЕ.

В норме рН 1,5-2,0.

Метод Михаэлиса.

Титрируем желудочный сок по всем видам кислотности. И определяем их значение.

В желудочном соке присутствуют органические кислоты и кислые фосфаты – это кислореагирующие продукты. Они вместе с общей соляной кислотой дают общую кислотность желудочного сока, которая определя-ется методом титрования 0,1н гидроксидом натрия. При титровании всех видов кислотности желудочного сока в одной пробе используется два ин-дикатора: фенолфталеин (одноцветный индикатор с зоной перехода 8,0-10,2), и парадиметиламидоазобензол (двухцветный с зоной перехода 2,9-4,0).

Диагностическое значение: Общая кислотность желудочного сока может как повышаться (гипера-цидное состояние), так и снижаться (гипоацидное), вплоть до исчезнове-ния (анацидное состояние). Гиперацидное состояние вызывается в основ-ном избытком свободной соляной кислоты, т.е. возникает гиперхлоргид-рия. Снижение HCI в желудочном соке — это гипохлоргидрия, отсутствие – ахлоргидрия. Изменение кислотности желудочного сока имеет место при язвенной болезни, гастритах, при раке, злокачественном малокровии.

10. Диагностическое значение биохимического анализа желудочного и

дуоденального соков.

Желудочный сок — сложный по  составу пищеварительный сок, вырабатываемый различными клетками слизистой оболочки желудка. Желудочный сок содержит соляную кислоту и ряд минеральных солей, а также различные ферменты, главнейшими из которых являются пепсин, расщепляющий белки, химозин (сычужный фермент), створаживающий молоко, липаза, расщепляющая жиры. Составной частью желудочного сока является также слизь, играющая важную роль в защите слизистой оболочки желудка от раздражающих веществ, попавших в него; при высокой кислотности желудочного сока слизь нейтрализует ее.Кроме соляной кислоты, ферментов, солей и слизи, в желудочном соке содержится также особое вещество - внутренний фактор Касла. Это вещество необходимо для всасывания витамина В12 в тонких кишках, что обеспечивает нормальное созревание красных кровяных телец в костном мозге. При отсутствии фактора Касла в желудочном соке, что обычно связано с заболеванием желудка, а иногда с его оперативным удалением, развивается тяжелая форма малокровия. Анализ желудочного сока является очень важным методом исследования больных с заболеваниями желудка, кишечника, печени, желчного пузыря, крови и пр

Низкая кислотность - симптом гастрита. Повышенная кислотность - изжога, диарея, симптом язвы.

В соке нет пепсина и соляной кислоты ( желудочная ахилия) при атрофических гастритах, часто сопровождается пернициозной анемией, так как недостаток фактора Касла. 

Анацидозность ( рН меньше 6) вероятно рак, повреждение слизистой.