Материал: Функции белков в организме. Стероидные гормоны. Липиды

Функции белков в организме. Стероидные гормоны. Липиды

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Биохимия»

г.

План

Строение, состав и физиологическая роль отдельных органелл клетки

Напишите структурные формулы дипептидов карнозин (бета-аланилгистидин) и ансерин (бета- аланил-1- метилгистидин), опишите их функции в организме

Функции белков в организме

Классификация белков по степени сложности. Липопротеиды. Состав, строение, биологическая роль

Напишите последовательность оснований в м-РНК, образованной на цепи ДНК с последовательностью ГТГ-ГЦТ-ГЦА-ТАЦ-ЦЦГ-АГЦ-ГТГ-ГАТ-ААГ-ГТА-ГЦГ-ГЦЦ-ТЦГ-ТАГ-ТГТ-ЦТГ-ЦЦГ-АЦТ-ГЦА-ТЦА. Установите последовательность аминокислот в пептиде

Привести структурную формулу витамина С, указать его физико-химические характеристики (агрегатное состояние, растворимость в воде и органических растворителях, влияние температуры, кислотности среды и солнечного облучения на стабильность витамина), пояснить, в какой кофермент оно включается в организме или не включается, подчеркнуть биологическую роль витамина, а также его минимальную норму потребления в сутки в составе продуктов питания, указать источник витамина, признаки гипер - и авитаминоза

Привести структурную формулу витамина В6 (пиридоксин), указать его физико-химические характеристики (агрегатное состояние, растворимость в воде и органических растворителях, влияние температуры, кислотности среды и солнечного облучения на стабильность витамина), пояснить , в какой кофермент оно включается в организме или не включается, подчеркнуть биологическую роль витамина, а также его минимальную норму потребления в сутки в составе продуктов питания, указать источник витамина, признаки гипер- и авитаминоза

Механизм ферментативного катализа

Стероидные гормоны. Мужские половые гормоны. Строение и биологическая роль гормонов

Вода в живом организме. Состояние воды в живых тканях, ее функции. Эндогенная вода

Полисахариды морских водорослей. Состав, строение. Функции в организме

Классификация липидов. Сложные липиды. Фосфолипиды. Строение. Распространение. Биологическая роль

Литература

гормон липид белок органелла

Строение, состав и физиологическая роль отдельных органелл клетки

Основными компонентами клетки являются: наружная клеточная мембрана, цитоплазма и ядро. Клеточная мембрана - это оболочка клетки, выполняющая следующие функции:

разделение содержимого клетки и внешней среды;

регуляция обмена веществ между клеткой и средой;

место протекания некоторых биохимических реакций (в том числе фотосинтеза <#"870672.files/image001.gif">

Они увеличивают амплитуду мышечного сокращения, предварительно сниженную утомлением. Имидазолсодержащие дипептиды не влияют непосредственно на сократительный аппарат, но увеличивают эффективность работы ионных насосов мышечной клетки.

Карнозин участвует в процессах фосфорилирования, происходящего в мышцах при образовании фосфатных соединений. Карнозин является естественным дипептидом, который находится в мышечных волокнах обоих типов - 1 и 2 (медленные и быстрые) . Но в значительно более высоких концентрациях он содержится в волокнах 2 типа. Именно этот тип является наиболее чувствительным к мышечному росту.

Ансерин также связан с физиологической функцией мышц: появление его в мышечной ткани совпадает по времени с формированием их сократительной функции; мышцы, несущие большую функциональную нагрузку, содержат больше ансерина.

Функции белков в организме

Белки занимают центральное место в метаболизме организма человека, выполняя ряд важных функций:

) структурную или пластическую (структурная основа клеток, органеллы, фибриллярные белки);

) транспортную (липопротеиды, гемоглобин, альбумин);

) сократительную (мышечные белки - актин, миозин);

) каталитическую (ферменты);

) регуляторную (гормоны);

) защитную (иммуноглобулины, антитела, интерферон; белки системы свертывания крови и фибринолиза);

) энергетическую (распад аминокислот обеспечивает до 18% потребляемой энергии).

Пример:

В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 - 80 г/л. Белки плазмы крови выполняют множество функций. Альбумин, транстиретин, транскортин, трансферрин и некоторые другие белки вьшолняют транспортную функцию.

Классификация белков по степени сложности. Липопротеиды. Состав, строение, биологическая роль

Простые белки состоят только из аминокислот, а сложные белки содержат, кроме аминокислот, другие небелковые вещества,, например, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и др.

Липопротеиды.

Этот класс сложных беков состоит из белка и простетической группы, представленной каким-либо липидом. Белковая группа гидрофильна, а простетическая гидрофобна, что и играет роль в организации мембран и их избирательной проницаемости. В частности, в составе липопротеинов открыты нейтральные жиры (триглицериды), свободные жирные кислоты, фосфолипиды, холестериды. Липопротеины широко распространены в природе и выполняют разнообразные биологические функции. Они входят в состав клеточной мембраны      и внутриклеточных биомембран ядра, митохондрий, микросом (структурированные липопротеины), а также присутствуют в свободном состоянии (главным образом в плазме крови). К липопротеинам относятся, кроме того, тромбопластический белок ткани легких, липовителлин желтка куриного яйца, некоторые фосфолипиды молока и т.д. Установлено, что липопротенины участвуют в структурной, комплексной организации миелиновых оболочек, нервной ткани, фоторецепторной и электронно-транспортной систем, палочек и колбочек сетчатки и др.

Большинство ЛП синтезируется в печени или в слизистой оболочке кишечника. Они содержат гидрофобное липидное ядро, окруженное полярными липидами и оболочкой из белков, получивших название апобелки. Обычно ЛП содержат до 5% углеводов (глюкоза, галактоза, гексозамины, сиаловая кислота), поэтому некоторые из них являются и гликопротеинами.

Триглицериды, холестерин, эфиры холестерина и фосфолипиды транспортируются в форме водорастворимых липопротеидов. Липопротеиды - это сферические частицы, состоящие из гидрофобной сердцевины и гидрофильной оболочки. Сердцевина содержит неполярные липиды - триглицериды и эфиры холестерина. Оболочка построена из полярных липидов - холестерина и фосфолипидов, причем заряженные концы этих молекул обращены наружу. Кроме того, в состав оболочки входят белки, нековалентно связанные с фосфолипидами и холестерином, - апопротеины. Апопротеины поддерживают структуру липопротеидных частиц и обеспечивают их взаимодействие с рецепторами липопротеидов. Липопротеиды подразделяют на несколько классов в зависимости от их плотности и подвижности при электрофорезе. Плотность липопротеидной частицы определяется отношением апопротеины/липиды: чем больше это отношение, тем выше плотность. В крови, взятой натощак, присутствуют только ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП, тогда как другие липопротеиды (хиломикроны, остаточные компоненты хиломикронов, а также ЛППП) выявляются только после еды или при нарушениях обмена липидов. ЛПОНП образуются главным образом в печени. Это основная транспортная форма эндогенных триглицеридов, синтезирующихся в печени. ЛПОНП - главный поставщик триглицеридов для скелетных мышц и миокарда. В состав ЛПОНП входят апопротеины C, E и B100. По сравнению с хиломикронами, ЛПОНП содержат меньше триглицеридов, но больше холестерина и эфиров холестерина. Известно, что развитие атеросклероза ускоряется на фоне повышенной концентрации ЛПОНП при сахарном диабете и болезнях почек.

ЛППП. В капиллярах скелетных мышц, миокарда и жировой ткани ЛПОНП расщепляются липопротеидлипазой с образованием ЛППП. ЛППП содержат апопротеины E и B100. В печени половина ЛППП превращается в ЛПНП под действием триацилглицероллипазы, а оставшиеся ЛППП связываются с рецепторами гепатоцитов, подвергаются эндоцитозу и разрушаются.

ЛПНП являются конечными продуктами расщепления ЛПОНП и ЛППП. ЛПНП - это самые атерогенные липопротеиды. В составе ЛПНП содержится примерно две трети всего холестерина плазмы, преимущественно в виде эфиров холестерина. В отличие от других липопротеидов, ЛПНП содержат только один апопротеин - B100. Избыток ЛПНП - один из главных факторов риска атеросклероза.

ЛПВП синтезируются в печени и кишечнике и содержат эфиры холестерина и фосфолипиды. Важнейшая функция ЛПВП - удаление холестерина из тканей. Связывание ЛПВП с рецепторами вызывает выброс холестерина из клеток. Первоначально холестерин встраивается в оболочку ЛПВП, но затем под действием лецитинхолестерин-ацилтрансферазы он этерифицируется и перемещается в сердцевину ЛПВП. В печени ЛПВП связываются с рецепторами и разрушаются. Таким образом, ЛПВП - это антиатерогенные липопротеиды.

Напишите последовательность оснований в м-РНК, образованной на цепи ДНК с последовательностью ГТГ-ГЦТ-ГЦА-ТАЦ-ЦЦГ-АГЦ-ГТГ-ГАТ-ААГ-ГТА-ГЦГ-ГЦЦ-ТЦГ-ТАГ-ТГТ-ЦТГ-ЦЦГ-АЦТ-ГЦА-ТЦА. Установите последовательность аминокислот в пептиде

Генетический код - система записи генетической информации в ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов определяет последовательность включения АК в синтезируемый белок. 3 нуклеотида - триплет - кодон - кодируют 1 АК. Совокупность триплетов и составляет генетический код.

в ДНК содержится тимин, а в РНК - урацил.

В качестве азотистых оснований в РНК присутствуют урацил, цитозин, аденин и тимин

Заменяем цитозин на гуанин, гуанин на цитозин, тимин на аденин, аденин на урацил

ГТГ-ГЦТ-ГЦА-ТАЦ-ЦЦГ-АГЦ-ГТГ-ГАТ-ААГ-ГТА-ГЦГ-ГЦЦ-ТЦГ-ТАГ-ТГТ-ЦТГ-ЦЦГ-АЦТ-ГЦА-ТЦА.

М-РНК

ЦАЦ-ЦГА-ЦГУ-АУГ-ГГЦ-УЦГ-ЦАЦ-ЦУА-УУЦ-ЦАУ-ЦГЦ-ЦГГ-АГЦ-АУЦ-АЦА-ГАЦ-ГГЦ-УГА-ЦГУ-АГУ.

Пептид:

ГИС-ТРЕГ- АРГ-МЕТ-ГЛИ-СЕР-ГИС-ЛЕЙ-ФЕН-ГИС-АРГ-АРГ-СЕР-ИЛЕЙ-ТРЕ-АСП-ГЛИ-СТОП-АРГ-СЕР

Привести структурную формулу витамина С, указать его физико-химические характеристики (агрегатное состояние, растворимость в воде и органических растворителях, влияние температуры, кислотности среды и солнечного облучения на стабильность витамина), пояснить, в какой кофермент оно включается в организме или не включается, подчеркнуть биологическую роль витамина, а также его минимальную норму потребления в сутки в составе продуктов питания, указать источник витамина, признаки гипер - и авитаминоза

По физическим свойствам аскорбиновая кислота представляет собой белый кристаллический порошок кислого вкуса. Легко растворим в воде, растворим в спирте. Легко тразлагается при нагревании, в кислой среде более устойчива. Аскорбиновая кислота или витамин С получила название антискорбутного, антицинготного фактора, предохраняющего от развития цинги - болезни, принимавшей в средние века характер эпидемии. По химической структуре аскорбиновая кислота представляет собой лактон кислоты со структурой, близкой структуре L-глюкозы. Аскорбиновая кислота относится к сильным кислотам; кислый характер ее обусловлен наличием двух обратимо диссоциирующих енольных гидроксилов у 2-го и 3-го углеродных атомов.

Из представленных структурных формул видно, что наиболее важным химическим свойством  аскорбиновой кислоты  <#"870672.files/image003.gif">

Все формы витамина В6 используются в организме для синтеза коферментов: пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата. Коферменты образуются путём фосфорилирования по гидроксиметильной группе в пятом положении пиримидинового кольца при участии фермента пиридоксалькиназы и АТФ как источника фосфата.

Строение КоА и 4'-фосфопантотеина. 1 - тиоэтаноламин; 2 - аденозил-3'-фосфо-5'-дифосфат; 3 - пантотеновая кислота; 4 - 4'-фосфопантотеин (фосфорилированная пантотеновая кислота, соединённая с тиоэтаноламином).

Все 3 формы витамина - бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Пиридоксин довольно устойчив даже при нагревании в присутствии кислот и щелочей, он хорошо растворим в этиловом спирте и воде. Однако при воздействии солнечных лучей витамин В6 быстро разрушается. Все формы витамина В6 (пиридоксин, пиридоксаль и пиридоксамин) реагируют как основания с кислотами, образуя соли. Он обладает горьковато-кислым вкусом.

Пиридоксалевые ферменты играют ключевую роль в обмене аминокислот: катализируют реакции трансаминирования и декарбоксилирования аминокислот, участвуют в специфических реакциях метаболизма отдельных аминокислот: серина, треонина, триптофана, серосодержащих аминокислот, а также в синтезе гема. Пиридоксальфермент катализирует реакцию переаминирования. В результате серии реакций, включающих в себя образование фермент-субстратных комплексов с гистидинаминотрансферазой, гистидин переходит в оксогистидин, а глиоксилевая килотая - в глицин. Над стрелкой внизу - схематически группа лизина от ферментного белка

Взаимодействие между субстратом <#"870672.files/image007.gif">

Пиридоксаминфосфат на второй стадии реакции реагирует с α-кетокислотой - глиоксилевой, что через те же стадии образования промежуточных соединений (идущих в обратном направлении) приводит к синтезу новой аминокислоты <#"870672.files/image008.gif">

Авитаминоз В6 у детей проявляется повышенной возбудимостью ЦНС, периодическими судорогами, что связано, возможно, с недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК, специфическими дерматитами. У взрослых признаки гиповитаминоза В6 наблюдают при длительном лечении туберкулёза изониазидом (антагонист витамина В6). При этом возникают поражения нервной системы (полиневриты), дерматиты.

Источники витамина В6 для человека - такие продукты питания, как яйца, печень, молоко, зеленый перец, морковь, пшеница, дрожжи. Некоторое количество витамина синтезируется кишечной флорой.

Содержание пиридоксина в 100 граммах продукта составляет: в печени - 0,9 мг, в постном мясе (говядина, телятина) - примерно 0,3 мг, в мясе птицы - 0,17 мг, в рыбе - не менее 0,39 мг, в соевых бобах - около 0,86 мг, в грецких орехах - не менее 0,68 мг, в пророщенных зёрнах пшеницы - 0,72 мг, в бананах - не менее 0,34 мг, в авокадо - 0,22 мг, в шпинате - 0,25 мг, в отрубях - 0,17 мг.