Baltymai, baltymų funkcijos

1. Baltymų biologinės funkcijos, elementinė sudėtis, kiekis organizme. Baltymai– tai makromolek., sudarytos iš L-α-aminorūgščių, kurios tarpusavyje sujungtos peptidiniais ryšiais. Baltymų funkcijos: 1) Katalizinė (medž. apykaitos reakcijas katalizuoja fermentai, jiems veikiant vyksta medžiagų biosintezė ir skilimas) 2)Hormoninė (medžiagų apykaitą ląstelių viduje ir viso organizmo audiniuose reguliuoja hormonai); 3)Receptorinė (receptoriai sąveikauja su įvairiais reguliatoriais, o šie taip realizuoja savo biologinį poveikį); 4)Pernašos (tam tikri baltymai sugeba prisijungti ir pernešti medžiagas iš vienų audinių į kitus ir per ląstelių membranas); 5)Struktūrinė (baltymai yra membranų, neląstelinio matrikso ir citoskeleto struktūros elementai); 6)Atraminė, mechaninė (baltymai įeina į atraminių audinių sudėtį ir lemia jų tvirtumą) 7)Energinė(baltymus galima panaudoti kaip ląstelės energijos šaltinį); 8)Motorinė (miofibrilių baltymai aktinas ir miozinas dalyvauja raumenų susitraukimo procese); 9)Reguliacinė (tam tikri baltymai gali keisti nukleorūgščių, bei kitų baltymų biologinį aktyvumą); 10)Toksigeninė (choleros, difterijos toksinai yra baltymai); 11) Apsauginė(organizme sintetinami baltymai antikūnai dalyvauja šalinant organizmui svetimų makromolekulių – antigenų kenksmingumą) ; 12)Hemostatinė (tam tikri baltymai dalyvauja kraujo krešėjimo procese).Elementinė sudėtis: C, O, N,H,S/P. Baltymai sudaro apie 20% kūno masės. 2. AR bendroji charakteristika, struktūra, klasifikacija. Aminorūgštys – organinės karboksirūgštys, kurių nors vienas grandinės vandenilio atomas pakeistas aminogrupe. Atsižvelgiant į NH2 gr padėtą, yra skiriamos ,, amino r. Žmogaus organizme yra apie 60 aminorūgščių ir jų darinių, iš kurių 20 yra pagrindinės baltymus sudarančios aminorūgštys. Visos aminor, kurios įeina į baltymų sudėtį, yra L--aminorūgštys ir turi NH2gr, užimančią  padėtį. Fiziologinėmis sąlygomis aminor amino-ir karboksi gr yra jonizuotos formos. Žmogaus organizmo ląstelėse yra aminor, kurios baltymuose neaptinkamos, bet yra l svarbios medž apykaitai. Aminorūgščių klasifikacija: Struktūrinė – remiantis šoninio radikalo struktūra (alifatinės ir ciklinės);Elektrocheminė – atsižvelgiant į šoninio radikalo rūgštines – bazines savybes. Rūgščiosios šoniniame radikale turi papildomas karboksigr, kurios ir lemia tokias savybes (asparto, glutamo, aminocitrinų rūgštys). Silpnos rūgštinės savybės būdingos šoniniame radikale turinčiam merkaptogr cisteinui ir Ohgr turinčiam tirozinui. Bazinės (lizinas, argininas, histidinas) šoninėje grandinėje turi atitinkamai amino, guanidino ir imidazolo gr. Neutraliosios glicinas, alaninas, valinas, leucinas, izoleucinas, metioninas, serinas, prolinas) šoniniam radikalui nebūdingos nei rūgštinės nei bazinės sav. Rūgšč ir bazinės aminor yra polinės, neutraliosios-nepolinės arba hidrofobinės. Biologinė, arba fiziologinė klasifikacija. Reminantis organizmo geba sintetinti, aminor skirstomos į nepakeičiamąsias (organizmas negali sintetinti arba sintetina nepakankamai, turi būti gaunamos su maistu, tokių yra 10, visiškai nepakeičiamos 8-valinas, leucinas, izoleucinas, treoninas, lizinas, metioninas, fenilalaninas ir triptofanas. Argininas ir histidinas yra nepak.aminr. tik intensyvios baltymų biosintezės laikotarpiu, organizmui sveikstant, augant. 3. Pirmine baltymu struktūra. Biologiškai svarbus peptidai. Pirminė baltymų struktūra-tai L-ά-aminorūgščių išsidėstymas lijinine polipeptidinėje grandinėje. Pirminę struktūrą sąlygoja peptidiniai ryšiai-stiprūs kovalentiniai ryšiai. Peptidai – sudaryti iš 2-20 α-aminorūgščių, vadinami oligopeptidais, o peptidai sudaryti iš 20-100 α-aminorūgščių, vadinami polipeptidais. Junginiai, kuriuos sudaro 2 AR, vadinami dipeptidais. Peptidus sudaro iki 100 α-aminorūgščių peptidinės grandinės. Polipeptidinė grandinė prasideda nuo N galo(AR turinčios laisvą -amino gr) ir baigiasi C(AR turinčios laisvą -karboksi gr) galu. Peptidinėje grupėje C atomas yra sp2 hibridizacijos. N atomo e- pora konjuguojasi su dvigubo ryšio C=O pi-e-.C, O, N atomai sudarantys konjuguotą sistemą, yra vienoje plokštumoje, tai sunkina sukimąsi apie C-N ryšį, tai lemia standžią peptidinės gr struktūrą. Peptidinė gr erdvėja gali išsidėstyti cis (peptidinio ryšio H ir O atomai yra toje pačioje peptidinės gr plokštumoje, šoninių gr R-R’ irgi užima cis padėtį) ir trans ( O ir H yra priešingose pusėse, R-R’ priešingose pusėse) konfigūracijomis. Trans konfigūracija yra energetiškai palankesnė. Polipeptidinę grandinę galima pavaizduoti, kaip daugelį kampu viena kitos atžvilgiu išsidėsčiusių peptidinių grupių plokštumų, sujungtų tam tikrais ryšiais. Ryšys tarp -anglies atomo ir karboksilo gr vadinamas , o ryšys tarp N atomo ir -anglies atomo-. Elektroninė ir erdvinė peptidinės gr sandara lemia polipeptidinės grandinės struktūrą ir išsidėstymą erdvėje. Dipeptidai – karnozinas ir anserinas. Anserino žmogaus organizme nėra. Karnozinas ir anserinas yra svarbūs raumenims susitraukti, jie aktyvina miozino ATP-azę. Tripeptidai – glutationas. Glutationas dalyvauja įvairiose oksidacijos – redukcijos reakcijose, apsaugo baltymus ir peptidus, nuo oksidacijos, padeda susidaryti disulfidiniams ryšiams daugelyje baltymų ir peptidinių hormonų molekulių, dalyvauja skaidant kenksmingą vandenilio peroksidą. Oligopeptidai– būdingas įvairus biologinis poveikis. Peptidiniai antibiotikai (cikliniai) – peptidai, kuriems būdingas antibakterinis poveikis. Antibiotikas gramicidinas S yra ciklinis dekapeptidas, turintis D-fenilalaniną ir AR ornitiną. Gramiidinas S veikia baktericidiškai stafilokokus, pneumokokus ir kt. mikroorganizmus. Jis yra jonoforas. Valinomicinas taip pat jonoforas. Ciklinę molekulę sudaro 3 vienodi fragmentai, sudaryti iš nuosekliai sujungtų D-valino, L-pieno rūgšties, L-valino ir D-hidroksiizovalerijonų. Peptidiniai hormonai, reguliuoja chemines reakcijas organizme. Neuropeptidai (endorfinai-malšina skausmą, sukelia euforijos būseną, dinorfinai dalyvauja atminties, mokymosi, baimės procesuose)- reguliuoja nervų sistemos veiklą. Daugelis toksinių medžiagų yra peptidinės-baltyminės prigimties. 4. Antirne, tretine ir ketvirtine baltymu struktura Antrinė baltymo str.- tai polipeptidinės grandinės išsidėstymas erdvėje. Antrinę struktūrą sąlygoja vandeniliniai ryšiai. Antrinė baltymų st,gali būti: α spiralė, β klostė. Fibriliniai baltymai α-kreatinai, įeinantys į plaukų , odos, vilnos ir plunksnų sudėtį, atlieka mechanines f-jas. Alfa spirales- budinga labiau globulininiams baltymams. Ja stabilizuoja vandeniliniai rysiai, kurie susidaro tarp kiekvienos pirmos AR liekanos COO- ir kiekvienos penktos AR =NH grupes vandenilio. Kompaktiska struktura. Beta klostes- si str. Gana istesta, ja stabilizuoja ratpmolekuliniai vandeniliniai rysiai, kurie susidaro tarp kaimyniniu 2 ar daugiau istestos formos polipeptidiniu grandiniu. Yra lygiagreti ir antilygiagreti beta str. variantai. Netaisyklinag antrine str. – globulininiu baltymu molekulese daznai yra sriciu, kuriu negalima priskirti ne prie alfa sirales, nei prie beta klosciu – tos sritys vadinamos netaisyklingomis. Dar yra superantrine str. – yra ir alaf sp. ir beta kl. Ir netaisyklingu sriciu, kurios tarpusavyje sujungtos ie sudaro tvarkingos strukturos elementus. Tretinė baltymo str.-tai antrinės str.išsidėstymas erdvėje vienas kito atžvilgiu. Šią str.stabilizuoja ryšiai tarp L-ά-aminorūgščių šoninių radikalų. Tai gali buti vandeniliniai, joniniai rysiai, hidrofobine saveika ir kovalentiniai rysiai. Vandenilinia rysiai susidaro tarp vienu Ar soniniu radikalu, NH2, OH, SH grupiu ir kt. AR soniniu radikalu COOH grupiu. Joniniai – susidaro tarp kruvi turinciu AR lizino, arginino soniniu grandiniu NH3+ grupiu ir aspartato, gliukarono rugsties COO- grupiu. Hidrofobine saveika – atsiranda saveikaujant tarpusavyje nepoliniu AR hidrofobiniams radikalams. Tretiniai str. Susidaryti turi reiksmes silpnos Vandervalso jegos. Baltymo tretinė struk.būtina, kad galėtų jo biologinės f-jos. Pažeidus jas kinta baltymo savybės ir jo biologinis aktyvumas. Ketvirtinė struktūra būdinga baltymams, sudarytiems iš daugiau nei vienos polipeptidinės grandinės. Šias grandines tarpusavyje jungia nekovalentiniai ryšiai. Ketvirtinę str.būdinga baltymams, sudarytiems iš daugiau nei vienos polipeptidinės grandinės. Šias grandines tarpusavyje jungia nekovalentiniai ryšiai ( yra daug vandeniliniu ir joniniu rysiu, kurie stabilizuoja ketv.str.). Ketvirtinę struktūrą turintys baltymai vadinami oligomerais, o atskiros polipeptidinės grandinės-protomerais. Formuojantis ketv. str. baltymai issaugo pagrindine tretines str.konfiguracija. Jai būdinga: 1.reguliuoja baltymų biologinį aktyvumą. 2.Dažnai subvienetų sąveika būtina katalitiniam aktyvumui pasireikšti, nes suartinamos svarbios funkcinės grupės. 3.genetinė ekonomija- vienas genas koduoja vieną genetinį subvienetą. 4. padidėja baltymo stabilumas, sumažėja santykinis paviršius, tūris, paslepiamos paviršiuje esančios hidrofobinės grupės. 5.Baltymų klasifikacija. Klasifikacija remiantis tirpumu, atsižvelgiama į baltymų tirpumą vandenyje, vandeniniuose druskų tirpaluose, praskiestame etanolyje, baltymai skirstomi į albuminus, globulinus, prolaminus, histonus ir skleroproteinus. Globulinai skirstomi į lengvai tirpstančius vandenyje pseudoglobulinus, netirpstančius-euglobulinus. Klasf, remiantis molekulių forma. Skirstoma į globulinus(būdingas kompaktinis polipeptidinių grandinių išsidėstymas, susidaro panaši į rutulinę forma) ir fibrilinus(sudaryti iš polipeptidinių grandinių, kurios yra susuktos viena ant kitos ir sujungtos tarpusavyje skersiniais vandeniliniais ryšiais, pluošto, molekulės siūlų formos) Klasif, atsižvelgiant į biologines f-jas: struktūriniai, kataliziniai, pernašos, reguliaciniai, apsauginiai ir kt. Klasf, atsižvelgiant į hidrolizės produktus. Paprastieji((proteinai) sudaryti iš AR) ir sudėtingieji((proteidai) paprastųjų ir tam tikrų nebaltyminių medžiagų junginiai, jų nebaltyminė dalis- prostetinė grupė). 6. Imunoglobulinai (antikūnai). Tai baltymai, kuriuos sintetina gyvūnų organizmai, reaguodami į antigeną. Antigenas (imunogenas)- organizmui svetima makromolekulė, kuri sugeba sukelti antikūnų susidarymą. Antigenai gali būti baltymai, polisacharidai, nukleorūgštys. Jie gali turėti daug antigeninių determinančių- mažų antigeno molekulės sričių, kurios specifiškai sukelia antikūnų, su kuriais jungiasi antigenai, sintezę. Organizmui svetimos mažos molekulės – haptenai patys nesukelia antikūnų susidarymo, tačiau kai jie kovalentiškai prisijungia prie makromolekulės, ima veikti kaip antigeninė determinantė ir sukelia savitųjų antikūnų biosintezę. Imunoglobulinai atpažįsta antigenus ir su jais komplementiškai susijungia nekovalentiniais ryšiais. Antikūnus gamina B-limfocitai, kurie sudaro apie 15% kraujyje cirkuliuojančių limfocitų. Visi imunoglobulinai yra glikoproteinai. Tai yra sudėtingieji baltymai, sudaryti iš baltyminės ir angliavandeninės dalies. Imun.molekulės sudarytos iš 2 lengvųjų-L grandinių, 2 sunkiųjų-H grandinių. Šios grandinės sujngtos tarpusavyje disulfidiniais tilteliais, sudaro tetramerą L2H2. visų keturių molekulės grandinių N galai yra viršuje, o sunkiųjų grandinių C-galai-apačioje. Lengvosios grandinės sudarytos iš dviejų dalių: kintamosios srities ir pastoviosios srities.. Kiekviena antikūnų antigeną jungianti vieta sudaryta iš aminor.liekanų, esančių lengvųjų ir sunkiųjų grandinių N-galo kintamosiose srityse. Žmogaus organizme yra 5 pagrindiniai antikūnų izotopai, kurie nustatomi, remiantis sunkiosiomis grandinėmis Kiekvienas antikūnas gali turėti tik kappa arba λ lengvąsias grandines, bet niekada abiejų kartu. 7. Kolagenas. Pagrindinis jung.audinio baltymas gyvūnų organizmuose. Jis randamas kauluose, kremzlėse, sausgyslėse, odoje, dantyse. Įeina į daugialąsčių organizmų neląstelinį matriksa praktiškai visuose oranizmo audiniuose ir organuose suteikdamas jiems formą ir tvirtumą.kolageno tipas ir sandara priklauso nuo įtakos, kokią turi kolagenas tamtikram organui(gelis, susuktas į skaidulas). Kolagenas išsiskiria iš kitų baltymų unikalia aminor sudėtimi: vyrauja glicinas, prolinas, hidroksiprolinas, hidroksilizinas. Pagr kolageno strukt vnt yra tropokolagenas. Jis jungiasi skersiniais ryšiais, sudarydamaskalogeniniuose audiniuose ilgas skaidulas – fibriles. Kolageno struktūra: Visi kolageno tipai sudaryti iš 3 vienodų arba skirtingų polipeptidinių grandinių- α-spiralių, kurios sukasi viena aplik kitą, sudarydamos superspiralę. Kiekviena I tipo kolageno α-spiralė yra kairiojo sukimosi spiralė, sudaryti iš 1050 aminorūgščių liekanų. Jos vienam apsisukimui tenka 3 aminr.liekanų. trys kairiojo sukimosio spiralių toliau susisuka į dešniojo sukimosi trigubąją spiralę (superspiralę), susidarant vandeniliniams ryšiams tarp jų. Susiformuoja stangri, cilindrinė, lazdelės formos molekulė – tropokologenas. Kolageno tipo superspiralė gali susidaryti, nes kiekviena trečia α-spiralės aminorūgštis yra glicinas. Kiekvienoje polipeptidinėje grandinėje glicino liekanos išsirikiuoja viename polipeptidinės grandinės šone, formuodamos nepolinį polip.grandinės kraštą. Trys polipep. grand. kraštai nekovalentiškai asocijuojasi į uždarą struktūrą, kurią palaiko hidrofobiniai ryšiai. Kolageno ypatybė ne tiktai glicinas, bet ir protinas bei hidroksiprolinas dažnai yra kas trečia aminorūgštis. Ryšys tarp α-anglies ir azoto atomo proline ir hidroksiproline neleidžia atomams suktis, todėl didelis kiekis šių aminorūgščių skatina kairiojo sukimosi α-spiralės formavimąsi. Kolageno molekulę sutvirtina ir vandeniliniai ryšiai, kuriuos sudaro hidroksiprolino hidroksigrupės. Kai kurios hidroksilizino liekanos yra glikozilinamos, prijungiant vieną ar dvi angliavandenių liekanas Tropokologeno molekulė asocijuojasi tarpusavyje, sudarydamos fibriles. Jas sutvirtina skersiniai kovalentiniai ryšiai tarp tropokologeno molekulių. Kolageno tipai. Žmogaus ir stuburinių gyv organizmuose randama daugiau nei 12 tipų. Visi jie sudaryti iš trijų skirtingų arba vienodų polipeptidinių grandinių, grandinės vienodo ilgio, skiriasiaminor sudėtimi ir savybemis. 8. Elastinas. Jungiamojo audinio fibrilinis baltymas, kuris įeina į elastinių savybių turinčių audinių sudėtį. Šie baltymai sudaro fibriles, kurios gali būti ištemptos kelis kartus didesniu atstumu negu jų pačių normalus ilgis, o po to vėl susisukti ir sugrįžti į pradinę padėtį. Elastinas nėra taip paplitęs kaip kolagenas, bet didelių jo kiekių randama plaučiuose, didelėse arterijose, tampriuose raiščiuose. Mažesnių jo kiekių randama odoje, ausų kremzlėse ir kt.org. Elastinas dažniausiai sudarytas iš mažų nepolinių aminorūgščių – glicino, alanino, valino. Jame yra daug prolino ir lizino, nedaug hidroksiprolino, nėra hidroksilizino. Elastinas yra sudarytas iš tropoelastino molekulių, sujungtų desmozino skersiniais ryšiais. Ją sudaro viena polipeptidinė grandinė, kurios konformacija yra netvarkinga spiralė. Tropoelastine nėra skersinių ryšių, todėl jis tirpus. Elastine yra daug desmozino skersinių ryšių, todėl subrendęs elastinas yra netirpus ir l.stabilus. Elastinui būdinga netvarkingos spiralės konfirmacija, todėl baltymas gali lengvai išsitempti,o po to išsivynioti, atlikdamas fiziologines f-jas. Dėl desmozino skersinių ryšių susidarymo elastinas, skirtingai nuo kitų fibrilinių baltymų, gali temptis dviem kryptimis. Keturios polopeptidinės grandinės, sujungtos tarpusavyje, sudaro elastino monomerus, kurie toliau jungiasi desmozino skersiniais ryšiais, sudarydami lengvai tempiamą tinklą-elastino skaidulas (fibriles). 9. Keratinai. α-keratinai yra fibriliniai baltymai, kurie sudaro fibriles. Jų randama žinduolių plaukų, nagų ir odos epidermiuose, yra ląstelių citoskeleto filamentų dalis. α-keratinuose yra daug cisteino ir hidrofobinių AR (Phe, Ile, Val, Met, Ala) liekanų, kurios išsidėsto polipeptidinių α-keratino grandinių išorėje, sudarydamos hidrofobinį paviršių. Cisteinas α-keratinuose sudaro skersinius disulfidinius ryšius tarp greta esančių polipeptidinių grandinių, o jos sudaro netirpias vandenyje ir atsparias tempiant skaidulas. Α-keratinai tarpusavyje skiriasi AR sudėtimi. Molekulių erdvinė struktūra panaši. Baltymai sudaryti iš 2 tarpusavyje susuktų polipeptidinių grandinių. Kiekviena grandinė panaši į lazdelės formos dešniojo sukimosi α-spiralę, sudarytą iš 311-344 AR liekanų, kurios galuose yra nespiraliniai N ir C galai. α-keratinų pirminę struktūrą sudaro pasikartojančių 7 AR seka. 1 ir 4 yra hidrofobinės, 5 ir 7 polinės. Šią seką galima pavaizduoti formule (a-b-c-d-e-f-g)n, čia a ir d AR, turinčios hidrofobines šonines gradines, o e ir g polines jonizuotas šonines grandines. 7 AR sudaro du pilnutinius α-spiralės apsisukimus n=3,6. Nepolines liekanas a ir d galima išrikiuoti ir jos sudaro nepolinį kraštą. Pasikartojančios amino sekos sudaro nepolinius kraštus. Ant kiekvienos polipeptidinės grandinės paviršiaus, tarp jų atsirandančios hidrofobinės sąveikos skatina sudaryti superspiralės komformaciją. Dvi α-spiralės sąveikauja nepoliniais kraštais ir susisuka tarpusavyje, sudarydamos kairiojo sukimosi superspiralės struktūrą. Dvi dešiniojo histidino liekanas, dalyvaujančios tik prijungiant deguonį, yra tik nepolinės aminorūgštys(Leu,Val,Phe,Met) . apie 75% mioglobino polipeptidinės grandinės yra α-spiralės formos, kurioje yra 8 spiralizuoti segmentai, sudaryti iš 7-20 aminorūgščių liekanų. Yra 8 segmentai A,B,C,D,E,F,G,H. Mioglobino hemas yra nišoje tarp E ir F spiralių. Jo polinės propiono rūgšties liekanos orientuotos į globulės paviršių, o kitos grupės molekulės viduje apsuptos nepolinių grupių(išskyrus His F8 ir His F7). -keratinų polipeptidinėms grandinėms būdinga  klosčių struktūra, jose yra ir α-spiralės domenų bei netvarkingos spiralės sričių. -konformacijos nesudaro vidinių molekulinių vandenilinių ryšių. -keratino peptidinės gr dalyvauja, sudarant tarmolekulinius vandenilinius ryšius tarp greta esančių ištemtos konformacijos polipeptidinių grandinių.  –keratinuose nėra skersinių disulfidinių ryšių tarp greta esančių grandinių, jos būna priešingos krypties. 10. Baltymų biologinė reikšmė. Baltymų kiekis įvairiuose maisto produktuose Gyvuose organizmuose nuolat vyksta baltymų irimas ir jų bio­sintezė,t.y. vyksta baltymų apykaita, kurios metu atsinaujina "su­sidėvėję" junginiai. Beveik visi kūno baltymai nuolat yra sinteti­nami. Pvz., daugiau nei pusė kepenų baltymų, kraujo serumo bei žarnyno gleivinės baltymų suyra ir "atsinaujina" per 20 dienų. Lė­čiau "atsinaujina" raumenų, odos ir nervinio audinio baltymai. Organizmas baltymus naudoja statybai, jie yra biocheminių re­akcijų katalizatoriai, svarbi ir jų energinė vertė. Kai trūksta baltymų, ne tik mažėja kūno masė, bet silpnėja baltymų sintezė, ypač fermentų. Baltymai (jų hidrolizės produktai yra aminorūgštys) vartojami kai kurių hormonų bei kitų biologiškai aktyvių medžiagų biosintezei. Bal­tymų struktūrą sudarančios 20 aminorūgščių per α-ketonorūgštis yra labai susijusios su angliavandenių, lipidų ir nukleorūgščių apykaita. Padidėjus baltymų apykaitai, didėja ir bal­tymų poreikis. Jis priklauso nuo mitybos režimo ir jo kokybės. Organizme nekaupiama baltymų atsargų (tai būdinga angliavan­deniams ir lipidams). Optimali baltymų sintezė vyksta tada, kai yra visos aminorūgš­tys, t.y. 20. Galioja dėsnis - "viskas arba nieko". Su maistu gali patekti visos aminorūgštys. Jei sutrinka nors vienos jų rezorbcija arba padidėja žarnyno mikrofloros veikla, ardanti kažkurią amino­rūgštį, baltymų sintezė sutrinka arba trūkstamą aminorūgštį kom­pensuoja organizmo baltymai. Kai trūksta angliavandenių ir 1ipidų, daugiau baltymų naudojama energijai gauti. Baltymų apykaita priklauso ir nuo organizmo aprūpinimo vita­minais, ypač B1 B2, B6, PP ir kt. Bandymų su gyvuliukais metu pastebėta, kad, kai trūksta vitaminų, nevienodai mažėja atskirų au­dinių ir organų masė. Daugiausia mažėja kepenų, raumenų, kraujo plazmos ir mažiausia – smegemų ir širdies masė. Baltymų apykaitą reguliuoja hormonai. Reikiamas baltymų kiekis maisto racione priklauso nuo energi­jos naudojimo. Žmogus, dirbantis protinį arba nesunkų fizinį dar­bą (apie 12000 kJ), per parą turėtų gauti apie 100 g baltymų. Didė­jant energijos naudojimui, turėtų didėti ir baltymų poreikis (maž­daug 10 g kiekvienam 1200 kJ). Ankstyvoje vaikystėje baltymų poreikis per parą yra 50-70 g. Augant ši norma didėja ir sulaukus 12-15 metų pasiekia suaugu­sių žmonių normą. Juo su maistu vartojamų baltymų aminorūgščių sudėtis panašesnė į žmogaus kūno baltymų sudėtį juo jų biologi­nė vertė didesnė. Baltymų vertė labai priklauso nuo nepakeičiamųjų aminorūgš­čių kiekio ir santykio su kitomis aminorūgštimis. Žmogui visaverčiai yra mėsos, pieno, kiaušinio bal­tymai, nes jų aminorūgščių sudėtis panašesnė įjo audinių ir orga­nų baltymus. Augalinių baltymų aminorugščių sudėtis nėra panaši į žmogaus audinių ir organų baltymus, todė1 jų reikia vartoti daugiau. Rezerviniais baltymais vadinami ne kažkokios baltymų sankau­pos (tai būdinga angliavandeniams ir lipidams), bet lengvai telkia­mi, jei reikia, audinių baltymai, kuriuos specifinės proteazės hid­rolizuoja, o laisvosios aminorūgštys yra vartojamos gyvybiškai svarbių junginių sintezei (fermentų, hormonų ir kt.).Baltymų kiekis kai kuriuose maisto produktuose Mėsa-18-22, Žuvis-17-22, Sūris-20-36, Kiaušiniai-13, Pienas-3,5, Rupi duona-7,8, Ryžiai-8, Žirniai-26, Soja-35, Makaronai-9-13, Grikių kruopos-11. 11. Baltymu virškinimas, AR rezorbcija. HCl susidarymo mechanizmas, biologine reiksme. Virškinimo reguliavimas. Baltymų virškinimas. B įeina į įv. ląstelių sudėtį ir naud. E gavimui. B biologinė vertė є nuo nepakeičiamųjų AR kiekio ir santykio su kitomis AR. Gyvūliniai B yra vertingesni, nei augaliniai. Žmogui per parą reikia 80 – 100g B, iš jų 50% gyvūlinių. Su maistu patekę B burnoje nekinta, nes seilėse nėra F, kurie galėtų katalizuoti jų hidrolizę. B pradedami virškinti skrandyje, kur yra optimalus katalizei pH, optimali T ir aktyvūs proteoliziniai F (pepsinas), kurie sintetinami ir išskiriami per viršk. traktą neaktyvių proF pavidalu. Skrandžio sulčių per parą išsiskiria apie 2l, kurias gamina skrandžio liaukos. Skrandžio sultims būdingos bakteriocidinės savybės. Virškinami tiek denatūruoti, tiek ne B. Pagr. skrandžio F – pepsinas, kurio optimalus pH=1,5 – 2. Susidaro iš neaktyv. pepsinogeno, kurį išskiria pagr. skrandžio ląst.-ės. Jį aktyvina HCl. Aktyvinimo metu atskyla nuo pepsinogeno atskyla keletas peptidų, iš kurių vienas yra pepsino inhibitorius, turintis 34 AR liekanas. Tada pepsinas įgyja rūgštines savybes. Veikiant skrandžio prpteoliziniams F gali susidaryti ir laisvųjų AR. Kitas F – gastriksinas, kurio optimalus pH = 3,5. Jis hidrolizuoja peptidinius ryšius, kuriuos sudaro dikarboninės AR. Pepsino ir gastrino santykis skr. sultyse yra 4:1. Dviejų F buvimas skr. sultyse leidžia organizmui prisitaikyti prie skirtingo maisto, nes pepsinas veikia stipriai rūgščioje, o gastriksinas – vidutiniškai rūgščioje terpėje. Aug. maistas neutralizuoja HCl ir pH tampa artimesnis gastrino veikimui. Veikiant pepsinui ir gastrinui, skaidomos B-o polipept. grandinės iki polipeptidų mišinio. B skaidymas є nuo maisto išlikimo trukmės. Paprastai šis laikotarpis yra trumpas. Apvirškinti B patenka į plon. žarnas. Toliau jų hidrolizę atlieka kasos ir žarnyno proteo- liziniai F. Maistas, patekęs į 12-žarną, susimaišo su kasos sultimis ir tulžimi, o proF virsta aktyviais F. Tulžis sudaro optimalias sąlygas F-ams veikti ir R –ams emulsinti. Kasos F yra: tripsinas, chimotripsinas, karboksi- peptidazės A ir B, elastazės. Žarnyne veikia ir žarnyno epitelio F: aminopepti- dazės, dipeptida- zės. Visi kasos F sintetinami ir išskyriami neaktyvių proF pavidalu, kurie aktyvinami dalinės proteolizės būdu ir virsta aktyviais. (Shema) Tripsinogenas ↓ Enteropeptidazė→ ← Autokatalizė Tripsinas Chimotripsinogenas Proelastazė ↓ ↓ Chimotripsinas Elastazė Prokarboksipeptidazė A ir B ↓ Karboksipeptidazė A ir B Veikiant kasos F, B skaidomi iki peptidų. Veikiant žarnyno epitelio F aminopeptidazėms nuo N galo atskeliamos AR. Karboksipeptida- zės A atskelia nuo C galo visas AR, išskyrus Lys, Arg, Prol. Karboksilazės B atskelia nuo C galo Lys ir Arg. Endopeptidazės skaido peptidinius ryšius tarp konkrečių AR. AR rezorbcija. AR rezorbuojamos plonosiose zarnose dalyvaujant spec AR pernasos sistemoms, budingoms tik gamtiniams L-AR izomerams. AR pernasa pro žarnyno sienele nuo jos gleivines iki serozinio pavirsiaus yra aktyvi. AR spec nesikliu sistema: 1) neutraliu ir alifatiniu AR 2) cikliniu 3) baziniu 4) rugstiniu 5) prolino pernasos. Jos veikia tik Kartu su Na jonais t.y. nuo atitinkamu Na jonu gradiento. Na jonai aktyviosios pernasos metu patenka i lasteles vidu kartu su AR. Is lasteles jie pasalinami per Na, K ATP-aze, o AR lieka lasteles viduje. Pagal maisterio hipoteze, kuri teigia, kad pernesant AR svarbiausia reiksme turi membranoje esantis fermentas gama-gliutaamiltransferaze. Is pradziu susidaro kompleksas gama-gliutamilaminorugstis, kuri perejusi pro membrana ir veikiant intralasteliniai gliutamilciklotransferazei skyla i laisva AR ir 5-oksoprolina. Po rezorbcijos su krauju AR patenka i audiniu, cia prasideda ju tarpine apykaita. HCl susidarymas skrandyje, biolog. reikšmė. HCl susidaro skrandžio dengiamosiose gleivynės ląstelėse. Skrandyje B veikia jo sultyse esanti HCl ir pepsinas. F-jos: 1.Esant mažam pH skrandy esantys globulininiai baltymai denatūruojami, nutrakiami H ryšiai, grandinės išsivynioja didėja jų pavirš, tuo didindamas proteolizinių ferm veikimo galimybes. 2.HCl aktyvina pepsinogeną kuris virsta pepsinu 3.Skrandyje brinkina maisto medž 4.Skatina prievarčio tonusą ir stimuliuoja maisto medž pašalinimą iš skrandžio. 5.Skatina kasos sulčių sekreciją 6.Veikia bakteriocidiškai 7.Lemia antiseptines sąlygas. HCl sekteciją skatina histaminas, acetilcholinas, hormonas gastrinas. (Shema) Kraujas Epitelio ląst. Skr.ertmė H2O → H2O CO2 → CO2 } H2CO3 HCO3- ← HCO3- H+ → H+ NaCl → Cl- → Cl-} HCl Disocijavus NaCl, Cl- difunduoja per sienelę ir jungiasi su H+, kurie susidaro disociavus H2CO3, o šis susidaro veikiant karboanhidratui dengiamosiose ląst. Iš H2O ir CO2. Susidariusį HCl dengiamosios ląst. sekretuoja į skr. ertmę. Kad palaikyti jonų pusiausvyrą, HCO3- difunduoja į kraują. Manoma, kad reikalinga ATP, nes H+ pernešami per membraną aktyv. pernašos būdu. Virškinimo reguliavimas. Virškinimo reguliatoriai reguliuoja skrandžio sulciu susidaryma ir sekrecija. Hormonas gastritas sistetinams G lastelese, nedidelis jo kiekis susidaro dvylikapirsteje ir plonuju zarnu gleivines lastelese. Jis didina HCl sekrecija skrandžio dengiamosiose lastelese i rpepesinogeno susidaryma pagrindinese skarndzio lastelese. Gastritas dalyvauja beveik visuose virškinimo trakro funkcijose: veikia motorika, trofines funkcijas, stimuliuoja HCL sekrecija, veikia tulžies pusle ir kasa, didindamas rugsciuju karbonatu kieki. Gastrito biosinteze stimuliuoja cheminiai mechaniniai, nerviniai ir humoraliniai veiksniai. Cheminiai veiksniai- baltymai ir peptidai, mechaniniai –maisto turinys., nerviniai – klajoklis nervas, o humoraliniai- katecholaminai ir epinefrinas. Gastrito sekrecija mazina pH ir sekretinas. Histaminas – susidaro skr.gleivines putliose lastelese dekarboksilinant histidina. Didėjant histamino konc kraujyje tiesiogiai proporcigai didėja sulciu sekrecija. Jam veikiant skrandyje didėja gleiviu issikryrimas bei skrandžio motorika, didina HCl pepsinogeno sekrecija. Skrandžio sulciu sekrecija slopina medžiagos iskirtos is skrandžio žarnyno audiniu. Si medz gr vad gastronais. Priklauso enterogastronas, gaminamas 12-pirsteje ir tusiojoje zarnoje. Jis yra HCl ir pepsinogeno susidarymo bei sekrecijos inhibitorius. Enterogastronas slopina gastrito sinteze. Skrandžio sulciu sekrecija slopina ir H jonai veikdami žarnyno gleivine. Ja nežymiai slopina ir 12-pirstes zarnos issikiami reguliator iai – sekretinas, cholecistokininas. Skrandžio sulciu sekrecija slopinacius veiksnius galima suskirstyti i keleta grupiu: 1) tiesiogiai veikia medz apykaita ir ju pernasa 2) veikia stimuliatoriams jautrius lasteliu receptorius 3) užkerta kelia stimuliatoriams išsiskirti 4) keicia last memb laiduma 5) užkerta kelia baltymu nesikliu ir membraniniu balt sinteze lasteleje. Kasos sulciu išsiskyrimas t.p. yra reguliuojamas virškinimo reguliatoriu. Sekretinas patekes i krauja skatina kasos sulciu sekrecija didindamas jos bei rugsciuju karbonatu kieki. Sekretino kiekis priklauso ne nuo HCl konc, bet nuo išskiriamo jos kiekio. Holecistokininas – stimuliuoja kasos fermentu sekrecija bei tulžies pusles susitraukima. Gastrinai didina kasos sultyse balt ir F kieki. 12. Baltymu puvimo produktu susidarymas storojoje zarnoje ir ju detoksinimas. Veikiant zarn. mikro florai susidaro nuodingi AR skilimo iproduktai: putresceinas, kadaverinas, fenolis, krezolis, skatolas, H2S, metilmerkaptanas. Susidaro ir netoksiski produktai: alk. , aminai, keto r., hidroksi r., RR r.AR kitimai veikiant mikro florai vad. baltymu puvimu zarnyne. Skylant S turinciom AR susidaro H2S ir CH3SH. Diamino r. –CO2 susidarant putresceinui ir kadaverinui (r-jos).-CO2 aromat. AR susidaro feniletilaminas, airaminas, ariptaminas. Be to m/o F skaido AR sonines grandines susidarant nuodingiems produk- tams: krezolui, indolui, skatolui(r-jos). Dalis toks. produktu per vartu vena patenka i kepenis kur jie detoks. su S ir gliukurono r. Detoks. dalyvauja aktyvintos siu r. Formos: fosfo-adenozil-fosfo-sulfatas(PAPS) ir uridin-difosfat-gliukurono r.(UDPGR). Dalis pasisalina su ismatom ir nulemia ju kvapa(PAPS ir UDPGR formules) .Sie jung. susidaro kepenyse veikiant transferazems(r-jos). Pgl. indikano kieki slapime g. spresti apie baltym. puvimo greiti zarnyne ir f-e kepenu bukle(is hipuro r. susidarymo). 13. Aminorūgščių šaltiniai ir jų vartojimas. Pakeičiamosios ir nepakeičiamosios aminorūgštys. Azoto pusiausvyra Aminorūgščių šaltini ląstelėje sudaro: 1)laisvosios AR, aktyvios pernašos būdu patekusios iš žarnyno į krauja; 2) viduląstelinė baltymų hid­rolizė (pagrindinis aminorūgščių susidarymo būdas); 3) pakeičiamųjų aminorūgščių biosintezė.Aminorūgštys vartojamos: 1) baltymų ir peptidų biosintezei(pagrindinis aminorūgščių vartojimo būdas). 2)Nebaltyminių azoto turinčių junginių-purinų,pirimidinų, por­firinų, cholino, kreatino, melaninų, kai kurių vitaminų, kofermen­tų (nikotinamidinių, folio rūgšties, kofermento A), audinių reguliatorių(histamino, serotonino), mediatorių(adrenalino, noradre­nalino, acetilcholino) sintezei.3)angliavandenių sintezei, vartojant aminorūgščių angliavande­nilinius skeletus(gliukoneogenezė).4)lipidų sintezei, vartojant aminorūgščių angliavandenilinių skeletų acetilines liekanas. 5)oksidacijai iki galutinių apykaitos produktų, išsiskiriant energijaį. Aminorūgštys, nesuvartotos baltymų ar kitų azotą turinčių jungi­nių sintezei, organizme nesikaupia. Jų atsargų nesusidaro. Nepakeičiamosios aminorūgštys yra tos, kurių organizmas nesintetina, jų reikia gauti su maistu. Nepakeičiamosios aminorūgštys:1.Izoleucinas2.Leucinas3.Lizinas4.Metioninas5.Fenilalaninas6.Treoninas 7.Triptofanas 8.Valinas 9.Argininas 10.Histidinas. Pakeičiamosios aminorūgštys:1.Glutamatas 2.Glutaminas 3.Prolinas 4.Aspartatas 5.Asparaginas 6.Alaninas 7.Glicinas 8.Serinas9.Tirozinas10.Cisteinas 11.Hidroksilizinas.12. Hidroksiprolinas. Azoto pusiausvyra. Tai skirtumas tarp bendro azoto kiekio, kuris patenka į organizmą su maistu, ir išsiskyrusio iš organizmo azoto kiekio. Jeigu azoto patenka daugiau nei išsiskiria, tai susidaro tei­giama azoto pusiausvyra (ji budinga augimo laikotarpiui). Suaugu­sio žmogaus organizmas paprastai išlaiko azoto pusiausvyrą. Neigiama azoto pusiausvyra - azoto iš organizmo pasišalina dau­giau negu gaunama su maistu (badaujant negaunant baltymų-kva­šiorkoras, esant progresuojančioms vėžio formoms). 14. Aminorūgščių deamininimo būdai, jų trumpa charakteristika Organizmo audinių ląstelėse nuo AR atskyla NH2-grupė, susidarant NH3.Šis procesas vadinamas deamininimu. Yra 4deamininimo būdai: 1)Redukcinis 2)Hidrolizinis 3)Vidumolekulinis 4)Oksidacinis. Visų deamininimo reakcijų metu susidaro NH3.Be to susidaro sočiosios rūgštys, hidroksirūgštys, nesočiosios rūgštys ir α-ketono rūgštys.Daugeliui gyvūnų, tarp jų ir žmogui, būdingas AR oksidacinis deamininimas.išimtis histidinas(His), kuris deamininamas viduląstelinio deamininimo būdu.Oksidacinis deamininimas vyksta daugiausiai: 1)kepenyse2)inkstuose.Jis gali būti:1)tiesioginis2)netiesioginis. 15.Tiesioginis AR oksidacinis deamininimas. Tiesioginį AR oksidacinį deamininimą katalizuoja L-ir D-AR oksidazės.Šie F yra ląstelių peroksisomose.L-AR oksidazių kofermentai yra FMN.D-AR oksidazių kofermentai yra FAD.Oksidacinis deamininimas vyksta 2 stadijomis:Pirmoji stadija vyksta katalizuojant F L-AR oksidazei arba D-AR oksidazei, susidaro nepatvarus tarpinis produktas imidorūgštis.Antrosios stadijos metu imidorūgštis spontaniškai (savaime), neveikiant F, prisijungia H2O ir skyla į α-ketono rūgštį ir NH3.Reakcijos produktai yra α-ketono rūgštis, NH3 ir H2O2.H2O2 čia pat peroksisomose, veikiant katalazei, suskaidomas į O2 ir H2O.L-AR oksidazės mažai aktyvios, aktyvesnės D-AR oksidazės.Kodėl būtent taip yra, nėra visiškai aišku, nes su maistu patenkantys baltymai sudaryti iš L-AR.Dalis L-AR, veikiant žarnyno bakterijų F izomerazėms paverčiamos D-AR, kurios rezorbuojamos ir oksiduojamos audinių ląstelėse veikiant D-AR oksidazėms.Tačiau, bendrai paėmus, tiesioginiam oksidaciniam deamininimui tenka nedidelis vaidmuo deamininant AR.Pagrindinis AR deamininimo būdas žmogaus ir gyvūnų organizmuose yra netiesioginis oksidacinis deamininimas. 16.Netiesioginis AR oksidacinis deamininimas. Aminotransferazių aktyvumo nustatymo kraujo serume diagnostinė reikšmė Vyksta 2 etapais:Pirmasis etapas–peramininimas, t.y. NH2-grupės nuo bet kokios AR pernaša ant α-ketono rūgšties, neišsiskiriant NH3.Antrasis etapas –Glu oksidacinis deamininimas.Trumpai tariant, pirmojo etapo metu NH2-grupės nuo visų AR surenkamos į vienos AR–Glu sudėtį,antrojo etapo metu Glu deamininama tiesioginio oksidacinio deamininimo būdu.I etapas. AR peramininimas.Šiame procese dalyvauja beveik visos AR.Peramininimas tai NH2-grupės nuo bet kokios AR pernaša ant α-ketono rūgšties, neišsiskiriant NH3.Peramininimo reakcijos yra grįžtamos.Jas katalizuoja aminotransferazės(transaminazės).Aminotransferazių yra visose gyvūnų, augalų ir mikroorganizmų ląstelėse.Žinoma > 50 įvairių aminotransferazių.Daugelis jų veikia tik L-AR.Žarnyno m/o yra aminotransferazių veikiančių tik D-ARNH2-grupės šaltiniu peramininimo reakcijoms yra ne tiktai α-AR, bet ir β-, γ-, δ-, ε-AR, o taip pat AR amidai–Gln ir Asn.Daugeliui aminotransferazių būdingas grupinis substratinis specifiškumas, nes kaip substratus jos gali naudoti keletą AR.NH2-grupių akceptoriumi peramininimo reakcijose yra trys α-KR:1)Piruvatas2)Oksalacetatas3)α-KG.Dažniausiai NH2-grupių akceptoriumi yra α-KG,prisijungdamas NH2-grupę jis tampa Glu.Pernešant NH2-grupę ant piruvato arba OA, susidaro atitinkamai Ala ir Asp.Po to NH2-grupės nuo Ala ir Asp pernešamos ant α-KG.Šias reakcijas katalizuoja:alaninaminotransferazė(ALT) ir aspartataminotransferazė(AST):Aminotransferazių kofermentas yra vitamino B6 darinys piridoksalfosfatas(PLP). ASTirALTaktyvumo nustatymo diagnostinėreikšmė. AST ir ALT normoje yra viduląsteliniai F.ASTatsiradimas kraujo plazmoje rodo širdies, o ALT kepenų ląstelių membranų pažaidas.MI atveju, praėjus 3-5 val., stebimas žymus (20-30 kartų) AST aktyvumo pa>.Pa>ir ALT aktyvumas, tačiau jos aktyvumas, vystantis ligai, auga lėtai.MI kliniškai nesunku atskirti nuo kepenų ligų.II etapas. Glu oksidacinis deamininimas.Netiesioginio deamininimo I etapo tikslas yra surinkti visų skaidomų AR NH2-grupes į vieną Glu rūgštį.Peramininimo reakcijos vyksta ląstelių citoplazmoje.Čia susidaro Glu, kuri pernešama į mitochondrijas, kur vyksta antrasis netiesioginio deamininimo etapas–Glu oksidacinis deamininimas.Reakciją katalizuoja glutamatdehidrogenazė, kurios kofermentas yra NAD+ arba NADP+.Glutamatdehidrogenazė:yra alosterinisF,jįaktyvinaADP ir GDP,inhibuoja ATP ir GTP.Kuomet ląstelėje trūksta energijos, glutamat-dehidrogenazės aktyvumas pa>ir skatinamas Glu deamininimas, susidarant α-KG.Abiejų netiesioginio deamininimo etapų reakcijos yra grįžtamos.Veikiant glutamat-DH,kurios kofermentas yra NADPH,iš α-KG ir NH3 susidaro Glu.Po to NH2-grupė nuo Glu gali būti pernešta ant bet kokios α-KR, susidarant atitinkamoms AR.Gyvūnų ląstelėse susidaro visų pakeičiamų AR α-KR,augalų ir bakterijų–visų AR α-KR. 17. Pagrindiniai amoniako šaltiniai organizme. Karbamido (ureos) sintezė. Kiti amoniako detoksinimo būdai organizme Pagrindiniai NH3šaltiniai organizme: 1)ARdeamininimas2)Biogeninių aminų(histamino, serotoninoir kt.) deamininimas3 )Purino bazių (adeninoir guanino) deamininimas 4)Pirimidino bazių(timino, citozinoir uracilo) deamininimas ir skilimas5)AR amidų(Asn, Gln) deamininimas. NH3:labai toksiška, ypač nervinėms ląstelėms, medžiaga,NH3 norma kraujyje yra ne > 60 μmol/l,Letalinė koncentracija 3 mmol/l,Amoniakas stipriai sužadina nervų sistemą, gali atsirasti traukuliai ir organizmas gali žūti. NH3 detoksinimo būdai organizme: 1)Karbamido(ureos) sintezė 2)Redukcinisamininimas3)AR amidų(Asn, Gln) susidarymas 4)Amonio druskų susidarymas . Karbamido (ureos) sintezė. Pagrindinis NH3 detoksinimo būdas yra karbamido (ureos) sintezė.Karbamidas žymiai mažiau toksiška medžiaga nei NH3.Jo sintezė vyksta kepenyse.norma kraujyje yra 2,5-8,3 mmol/l.Per parą su šlapimu išsiskiria 20-30g karbamido, t.y. 80-90%viso azoto, kuris pasišalina iš organizmo. Pirmosios dvi karbamido sintezės reakcijos vyksta mitochondrijose, kitoscitoplazmoje.Karbamido sintezė yra ciklinis procesas, kuris prasideda ir baigiasi ornitinu.Šis ciklas vadinamas karbamido ciklu.Karbamido ciklo reakcijos: 1.Karbamoilfosfatosintezė.Veikiant karbamoilfosfatsintetazei I, iš CO2 ir NH3 sintetinamas karbamoilfosfatas.F aktyviklis yra N-acetilglutamorūgštis.Reakcijai vykti reikia 2 ATP.Viena ATP molekulė yra fosfato grupės donoras.NH3, kuris įeina į karbamoilfosfato sudėtį yra gaunamas iš Glu oksidacinio deamininimo būdu. KarbamoilfosfatsintetazėI skiriasi nuo kito F karbamoilfosfatsintetazėsII, kuris yra citoplazmoje ir dalyvauja pirimidino nukleotidų sintezėje. KarbamoilfosfatsintetazėsII nereikia aktyvuoti N-acetilglutamorūgštimi .2. Citrulino sintezė.Veikiant ornitin-karbamoiltransferazei, karbamilo grupė(H2N-CO-)nuo karbamoilfosfato pernešama ant ornitino, išsiskiriant Pn.Čia baigiasi mitochondrijose vykstančios reakcijos.Sekančios reakcijos vyksta citoplazmoje.3. Arginino sukcinato sintezė. Veikiant arginino sukcinato sintetazei, vyksta Asp ir citrulino kondensacija.Reakcijai vykti reikia ATP.4. Arginino susidarymas. Veikiant arginino sukcinato liazei, arginino sukcinato molekulės kyla į Arg ir fumaratą.Fumaratas yra tarpinis karbamido ciklo ir Krebso ciklo produktas.Per šią medžiagą šie du ciklai sąveikauja tarpusavyje.5. Arginino skilimas. Veikiant arginazei Arg skyla į ornitiną ir karbamidą.Ornitinas vėl gali jungtis su nauja molekule karbamoilfosfato ir ciklas prasideda iš naujo.Karbamido sintezei reikia 3ATP molekulių. Karbamido ciklas betarpiškai susijęs su Krebso ciklu:1)CO2, reikalingas karbamido sintezei, gali patekti iš Krebso ciklo2)Fumaro rūgštis, susidariusi karbamido cikle yra tarpinis Krebso ciklo produktas3)Asp reikalinga Arg sintezei, gali susidaryti iš OA peramininimo būdu.Karbamido ciklo reguliavimas. Lėčiausiai vyksta ir ciklo greitį riboja pirmoji reakcija, kurią katalizuoja karbamoilfosfatsintetazėI .Šio F aktyvikis yra N-acetilglutamatas, kuris yra sintetinamas iš acetil-CoA ir glutamato. Kiti NH3detoksinimo būdai organizme. *Redukcinis amininimas.α-KG + NH3+ NADPH →Glu+ NADP+.Šis kelias mažai efektyvus, nes reikia labai daug α-KG.*AR amidų(Asn, Gln) susidarymas.Tai svarbus pagalbinis NH3 detoksinimo kelias.Vyksta veikiant asparaginsintazei ir glutaminsintazei:Asp + NH3+ATP →Asn+ AMP + PPn/Glu + NH3+ ATP →Gln+ ADP + Pn.Šis procesas aktyvus nervų, raumenų ir inkstų audinių ląstelėse.*Amonio druskų susidarymas.NH3 pernešamas krauju, susijungęs su Gln arba Asn.Šie junginiai yra netoksiški.Gln ir mažiau Asn yra laikomi NH3 pernašos formomis kraujyje, kadangi jie susidarę audiniuose su krauju patenka į inkstus.Čia vyksta Gln ir Asn hidrolizė veikiant specifiniams F glutaminazei ir asparaginazei:Gln + H2O →Glu + NH3/Asn + H2O →Asp + NH3.Inkstų kanalėliuose susidaręs NH3 neutralizuojamas, susidarant amonio druskoms: NH3+ H++ Cl–→NH4Cl.Susidariusios amonio druskos išsiskiriamos su šlapimu. 18. AR dekarboksilinimo būdai. Biogeninių aminų inaktyvavimas. Aminooksidazės, jų inhibitoriai – vaistai. Dekarboksilinimas–tai karboksi grupės atskėlimas nuo AR ar kitų junginių, susidarant CO2.Šį procesą katalizuoja dekarboksilazės.Jų kofermentas yra piridoksalfosfatas(PLP) .Dekarboksilinimo reakcijų produktai yra biogeniniai aminai.Šiems junginiams būdingas didelis aktyvumas. Dekarboksilinimo reakcijos yra negrįžtamos. AR dekarboksilinimo būdai: 1)α-dekarboksilinimas-būdingas gyvūnų audinių ląstelėms. Atskeliama COOH-grupė, esanti prie α C atomo.2)ω-dekarboksilinimas-būdingas m/o.Šiuo būdu pvz., iš Asp sintetinamas Ala. 3)Dekarboksilinimas, susijęs su peramininimu.Reakcijos metu susidaro aldehidas ir nauja AR,atitinkanti reakcijoje dalyvaujančią α-KR. 4)Dekarboksilinimas, susijęs su dviejų molekulių kondensacijos reakcija.Ši reakcija –tai pirmoji hemo sintezės iš Gly ir sukcinil-CoA reakcija.Ją katalizuoja δ-aminolevulinatosintetazė. Biogeninių aminų inaktyvavimas. Aminooksidazės. Kadangi biogeniniamsaminams būdingas didelis biologinis aktyvumas, tai pa> jųkiekis gali sutrikdyti organizmo veiklą.Inaktyvuojami biogeniniai aminai oksidacinio deamininimo būdu, veikiant F aminooksidazėms.Gamtoje sutinkamos 2 tipų aminooksidazės: 1)MAO(monoaminooksidazės), kurių kofermentas yra FAD,MAO yra mitochondrijose, MAO inaktyvuoja pirminius, antrinius ir tretinius aminus. 2)DAO(diaminooksidazės), kurių kofermentas PLP, DAO yra citoplazmoje, DAO inaktyvuoja daugiausiai histaminą, putresciną, kadaveriną ir žymiai mažiau alifatinius aminus.Nedideli MAO ir DAO kiekiai yra kraujyje.Žmogaus organizme daugiausiai yra 2 monooksigenazių–MAO-A ir MAO-B.Jos skiriasi specifiškumu substratams ir jautrumu skirtingiems inhibitoriams.Abi jos yra išorinėje mitochondrijų membranoje, abiejų kofermentas yra FAD.Jiems veikiant NH2-grupės oksiduojamos iki aldehidų.Vyksta oksidacinio deamininimo reakcija.Susidarę aldehidai toliau oksiduojami veikiant aldehid-DH iki organinių rūgščių. Aminooksidazių inhibitoriai –vaistai. Įvairūs inhibitoriai gali skirtingai veikti MAO.Inhibavus MAO, lėčiau vyksta monoaminų inaktyvavimas (skilimas), todėl pa> jų kiekis ir jie aktyviau veikia specifinius jiems receptorius, esančius neuronuose ir vidaus organų ląstelėse.MAO inhibitoriai pasižymi antidepresiniu poveikiu. Medicinoje naudojami MAO-A ir MAO-B inhibitoriai.*MAO-A inhibitoriai vartojami kaip antidepresantai.Pvz., Moclobemidum(Aurorix) yra grįžtamasis MAO-A inhibitorius, naudojamas tada, kai neefektyvūs kiti antidepresantai.*MAO-B inhibitoriai naudojami Parkinsono ligos gydymui. Pvz., Selegilinum(Eldepryl, Jumex, Apo-Selegilinum). 19.Serotonino sintezė, sintezė, biologinis vaidmuo Serotoninas yra neuromediatorius. Jį sintetina neuronai. Serotoninerginėse nervinėse ląstelėse yra įvairūs receptoriai(5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C, 5-HT1D, 5-HT2, 5-HT3, 5-HT4)serotoninui.Sąveikaudamas su įvairių nervinių ląstelių skirtingais receptoriais, jis sukelia skirtingus metabolinius kitimus jose.Serotoninas sintetinamas iš Trp, katalizuojant triptofano hidroksilazei ir aromatinių AR dekarboksilazei.Trp-hidroksilazės veikimui reikia tetrahidrobiopterino (BH4) ir O2.Šio F kofermentas PLP.Šis F yra mišrių funkcijų oksigenazė.Vienas O2atomas yra prijungiamas prie substrato, o kitas redukuojamas iki H2O.Serotoninas gaunamas dekarboksilinant 5-hidroksitriptofaną. Serotonino biologinis vaidmuo. Serotoninas atlieka svarbų vaidmenį sužadinimo, jautrumo, elgsenos procesuose.Su serotonino kiekio pokyčiais siejama afekto būsena ir depresija.LSD(lizergininėsrūgšties dietilamidas)yra serotonino struktūrinis analogas. Pavartojus sukelia haliucinacijas.Veikiantys psichiką vaistai paprastai veikia į serotonino metabolizmą. Tricikliniai antidepresantai–Imipraminum ir Disipraminum blokuoja serotonino, noradrenalino ir kt. neuromediatorių reabsorbciją iš sinapsinio plyšio, todėl pa>jų kiekis ir sustiprėja poveikis.Šie vaistai naudojami depresijai gydyti.Vaistai Fluoxetinum (Prozac) ir Sertalinum (Zoloft) yra aktyvūs antidepresantai.Jie blokuoja serotonino reabsorbciją sinapsiniame plyšyje, o tuo pačiu ir apykaitą, dėl to pa>serotonino koncentracija.Depresijai gydyti naudojami ir MAO-A inhibitoriai, pvz., Moclobemidum(Aurorix). Veikiant MAO-A inhibitoriams, sulėtėja neuromediatorių serotonino, noradrenalino ir kt. inaktyvavimas, todėl pa>jų kiekis ir neuromediatoriams būdingas aktyvumas. 20.Katecholaminų sintezė, biologinis vaidmuo. Adrenalinas,noradrenalinas ir dopaminas yra biologiškai aktyvūs aminorūgšties Tyr dariniai, vadinami bendru pavadinimu katecholaminais.Dopaminas ir noradrenalinas yra nervų sistemos neuromediatoriai.Ne nervų sistemos ląstelėse noradrenalinas ir adrenalinas veikia kaip hormonai reguliuojantys a/v ir lipidų apykaitą.Noradrenalinas ir adrenalinas išsiskiriamas iš antinksčių žievinės dalies pūslelių kaip atsakas į stresą, fizinį aktyvumą, šaltį, sumažėjusį Glc kiekį.Šie hormonai veikia į adrenerginius receptorius(α1, α2, β1, β2, β3)ląstelėse taikiniuose ir skatina TG ir glikogeno skilimą, skatina širdies darbą ir pa>kraujospūdį.Visi išvardinti poveikiai būdingi stresui, todėl šie hormonai vadinami streso hormonais.Neuromediatoriaus dopaminas veikia į dopamino receptorius(D1A, D1B, D2S, D2L, D3ir D4),sukeldamas metabolinius kitimus ląstelėse taikiniuose. Dopamino trūkumas smegenų juodojoje medžiagoje siejamas su Parkinsono liga.Dopamino perteklius limbinėje žievės dalyje siejamas su šizofrenija.Kaip jau minėjome, noradrenalino ir serotonino trūkumas, ar sumažėjęs jų veikimo efektyvumas, siejamas su depresijos išsivystymu. Katecholaminų(dopamino, noradrenalino ir adrenalino) sintezė.Pradžioje Tyr yra oksiduojamas veikiant tirozino hidroksilazei,susidaro dihidroksi-fenilalaninas(DOPA).Reakcijai vykti reikia tetrahidrobiopterino (BH4) ir O2.Toliau veikiant aromatinių AR dekarboksilazei, kurios kofermentas yra PLP, vyksta DOPA dekarboksilinimas susidarant dopaminui.Nervų ląstelėse, kurios sekretuoja dopaminą kaip neuromediatorių, sintezė nutrūksta šiame etape.Kitose nervų ląstelėse reakcijos vyksta toliau ir čia veikia dopamino-β-hidroksilazė.Šiam F veikti reikalingas O2 ir vitaminas C.Susidaro noradrenalinas, askorbato laisvasis radikalas (dehidroaskorbatas) ir H2O. Noradrenalinerginėse ląstelėse, kurios sekretuoja noradrenaliną, ši reakcija yra paskutinė.Antinksčių šerdinėje dalyje be visų anksčiau vykusių reakcijų, vyksta ir feniletanolamin-N-metiltransferazės katalizuojama reakcija.Reakcijai vykti, kaip metilo grupių donoras, reikalingas S-adenozilmetioninas.Susidaro adrenalinas ir S-adenozil-homocisteinas.Lėčiausiai vykstanti, katecholaminų sintezės greitį ribojanti yra pirmoji reakcija, kurią katalizuoja tirozino hidroksilazė. 21.Histamino sintezė, biologinis vaidmuo. GABA (g-aminobutirato) sintezė, biologinis vaidmuo Histaminas yra neuromediatorius, sintetinamas iš His veikiant histidino dekarboksilazei, kurios kofermentas yra PLP.Histaminą išskiria nervinių sinapsių pūslelės.Jis sąveikauja su receptoriais histaminui H1, H2ir H3, sukeldamas metabolinius kitimus.Histamino yra beveik visuose organizmo audiniuose ir organuose, bet ypač daug plaučių audiniuose, odoje, skrandžio gleivinėje.Histaminui būdingas platus biologinio veikimo spektras.Skirtingai negu kiti biogeniniai aminai, jis plečia kraujagysles ir mažina kraujospūdį. Daug histamino susidaro uždegimo židinyje. Histaminas išplečia kraujagysles uždegimo vietoje, pagerina leukocitų pritekėjimą. Daug histamino susidaro skrandžio gleivinėje, kur jis veikia į pepsino ir HCl sekreciją.Histaminas tiesiogiai susijęs su sensibilizacijos-desensibilizacijos procesais.Jis laikomas alerginių procesų mediatoriumi.*H1 receptorių antagonistai vaistai Dimedrol, Hismanal, Pipolphen, Suprastinir kt. naudojami alergijų bei viršutinių kvėpavimo takų ligų gydymui.*H2 receptorių antagonistai, pvz., vaistas Cimetidinum, naudojamas skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opaligei gydyti, nes slopina skrandžio HCl sekrecija, mažina pepsino aktyvumą.GABA sintezė, biologinis vaidmuo.GABA(γ-aminobutiratas) yra pagrindinis slopinimo sinapsių neuromediatorius galvos smegenyse. GABA sintetinamas iš Glu veikiant glutamatdekarboksilazei, kurios kofermentas yra PLP.Daugiausiai GABA ir glutamatdekarboksilazės randama galvos smegenų pilkojoje medžiagoje.Baltojoje smegenų medžiagoje ir periferinėje nervų sistemoje šių medžiagų labai mažai.GABA sąveikauja su 2rūšių receptoriais:GABA A ir GABA B.*GABA A receptoriai alosteriškai prisijungia Diazepam (raminantis vaistas) ir barbitūratus, pvz.Phenobarbitalum (migdomasis, priešepilepsinis vaistas).Šie vaistai sustiprina GABA poveikį į GABA A receptorius.Manoma, kad etanolio veikimas taip pat iš dalies yra susijęs su poveikiu į šiuos receptorius•GABABreceptoriainesijungianei su diazepamunei su barbitūratais.Pats GABA naudojamas gydant kai kurias CNS ligas, susijusias su stipriu galvos smegenų didžiųjų pusrutulių dirginimu.Geras efektas gaunamas gydant epilepsiją, sumažėja priepuolių dažnumas.Epilepsijai gydyti naudojama ir Glu, kuri organizme virsta GABA. 22.Aminorūgščių beazotinės liekanos metabolizmas. Gliukogeninėsir ketogeninėsAR. Atskėlus NH2-grupę, AR metabolizuojamos ir virsta vienu ar keliais Krebso ciklo metabolitais. Metabolizuojantis AR gali susidaryti 5 Krebso ciklo metabolitai:1)acetil-CoA2)OA3)α-KG4)sukcinil-CoA 5)fumaratas. Metabolitai oksiduojami Krebso cikle ir su juo susijusioje kvėpavimo grandinėje iki galutinių medžiagų apykaitos produktų CO2 ir H2O.Oksiduojantis AR išsiskiria daug energijos.Intensyviai skylant AR pvz.badavimo metu arba sergant cukriniu diabetu,kepenyse susidaro dideli acetoninių medžiagų kiekiai. Gliukogeninėsir ketogeninėsAR.AR skirstomos į 3 grupes:1)gliukogenines-vadinamos tos AR, kurių metabolitai gali būti panaudoti Glc sintetinti gliukoneogenezės būdu. Gliukogeninės AR yra metabolizuojamos iki piruvato arba tarpinių Krebso ciklo metabolitų 2)ketogenines-vadinamos tos AR, kurių metabolitai yra paverčiami acetoninėmis medžiagomis. Ketogeninės AR yra metabolizuojamos iki acetoacetil-CoA,acetil-CoA arba abiejų šių produktų. Visiškai ketogeninė AR yra tik Leu. 3)gliukogenines ir ketogenines-vadinamos tos AR, kurių metabolizmo metu vieni jų metabolitai paverčiami Glc, kiti –acetoninėmis medžiagomis. Phe, Tyr, Trp, Ileu ir Lys yra ir ketogeninės ir gliukogeninės AR.Likusios AR–gliukogeninės 23.Kreatino sintezė, biologinis vaidmuo. Sintetinant kreatiną dalyvauja 3AR: 1)Arg 2)Glu 3)Met.Sintezė vyksta 2 stadijomis dvejuose organuose.*Pirmoji kreatinio sintezės stadija vyksta inkstuose katalizuojant F glicinamidino-transferazei. *Antroji stadija vyksta kepenyse, katalizuojant F guanidinacetatmetiltransfetrazei.Šioje reakcijoje metilo grupės(–CH3)donoru yra S-adenozilmetioninas(SAM), kuris sintetinamas iš Met ir ATP, veikiant F S-adenozilmetioninsintazei.Metilinimo reakcijos metu SAM atidavęs CH3-grupę, virsta SAH, kuris skyla į adenoziną ir homocisteiną.Met regeneruojamas metilinant homosisteiną.CH3-grupę homocisteinas gauna iš N5-CH3-THFR.Didžiausias kreatino kiekis randamas griaučių raumenyse, širdyje ir galvos smegenyse.Veikiant kreatinfosfokinazei(KPK), kreatinas virsta kreatinfosfatu.Kreatinfosfatas sintetinamas tiktai paimant makroenerginę fosfato grupę nuo ATP ir gali ją atiduoti tiktai ADP.Kreatinas yra pagalbinis junginys.Jis naudojamas energijos kaupimui kreatinfosfato pavidalu, kuomet visas ADP jau paverstas ATP.Kai tik atsiranda laisvo ADP, kreatinfosfatas atiduoda jam savo fosfato grupę.Kreatinfosfatas atlieka ir makroenerginės fosfato grupės pernešėjo vaidmenį. Defosforilinamas kreatinfosfatas savaime, spontaniškai, nedalyvaujant F.Dehidratuojant kreatiną arba defosforilinant kreatinfosfatą susidaro kreatininas.Per parą su šlapimu pašalinama (4,4–17,6 mmol/parą) kreatinino. Sumažėjęs jo šalinimas rodo inkstų nepakankamumą.Iš sveiko suaugusio žmogaus organizmo su šlapimu kreatinas neišsiskiriamas, išskiriamas tik kreatininas. Išsiskiriančio kreatinino kiekis priklauso nuo kūno raumenų masė.Kreatino normoje randama tik mažų vaikų ir nėščių moterų šlapime.Kitais atvejais, kreatino buvimas šlapime rodo patologiją, ypač raumenų sistemos.Kraujo serume yra nedideli kreatino ir kreatinino kiekiai.Kreatinino kiekis kraujyje yra 70-132 μmol/l.Laipsniškas kreatinino kiekio pa>kraujyje rodo inkstų nepakankamumą(inkstų veiklos sutrikimą, atsiradusį po uždegimų ir pan.).Be to kreatinino kiekis kraujyje gali pa>ir širdies nepakankamumo atvejais, ar staiga pažeidus raumenis(pvz., dėl kontūzijos).Kreatinino kiekis kraujo plazmoje su jo jautrumas svetimam baltymui). Įvedus baltymą pakartotinai, gali įvykti anafilaksinis šokas. Kad taip neatsitiktų, parenteraliniam maitinimui naudojami baltymų hidrolizatai, t.y. AR mišinys.AR nesukelia alerginių reakcijų, kadangi joms nebūdingas rūšinis specifiškumas.Ligoniams parenteraliniam maitinimui naudojami įvairių AR tirpalai kartu su įvairiomis mineralinėmis medžiagomis. Tai vaistai: *Aminoplazmal*Infusamin*Infesol*Vamin.Įvesti parenteraliai, šie preparatai kompensuoja baltymų trūkumą organizme: 1)ligoniams po skrandžio ar žarnyno operacijų 2)ligoniams, kuriems yra sutrikęs baltymų virškinimas ir AR rezorbcija3)ligoniams po nudegimų. Vartojant AR preparatus ilgesnį laiką, atstatoma azoto pusiausvyra, ar net pasiekiamas teigiamas azoto balansas.AR –vaistai:1)Glutamo rūgštis.Labai svarbi palaikant azoto pusiausvyrą ir nukenksminant NH3.Iš NH3 ir Glu susidaro Gln, kuris yra NH3 pernašos forma kraujyje ir būtinas tam, kad nugabenti NH3 į inkstus, kur Gln deamininamas, susidaro NH4+ druskos, kurios pašalinamos su šlapimu.Iš Glu sintetinamas GABA–slopinimo procesų mediatorius CNS.Glu naudojama gydant CNS ligas–epilepsiją, psichozes, depresijas.Gydymui naudojami preparatai gryna Glu ir jos Ca druska:Acidum glutaminicum, Calcii glutaminas .2)Asparto rūgštis naudojama medicinoje K ir Mg druskų pavidalu.Šių asparto rūgšties druskų preparatai yra Asparkam, Panangin.Jie vartojami kaip kalio preparatai esant širdies aritmijoms, atsirandančioms dėl hipokalemijos .3)Metioninas.Nepakeičiama AR, dalyvauja metilinimo reakcijose. Aktyvi jos forma S-adenozilmetioninas.Metilinimo būdu nukenksminamos kai kurios toksinės medžiagos.Vartojamas metioninas sergant įvairiomis kepenų ligomis, esant kepenų cirozei, distrofijai, apsinuodijus benzinu, chloroformu ir kt. toksinėmis medžiagomis .Preparatas Methioninum .4)Histidinas .Organizme His dekarboksilinamas, susidarant histaminui.Histidino preparatas yra Histidini hydrochloridum.Jis vartojamas hepatitų, skrandžio ir 12-pirštės žarnos opoms gydyti.5)Cisteinas. Ši AR savo sudėtyje turi SH-grupę (merkaptogrupę).SH-grupei būdingas didelis aktyvumas.Esant atitinkamoms sąlygoms nuo SH-grupės atskyla H, ir dvi molekulės Cys susijungia tarpusavyje, sudarydamos disulfidinius tiltelius. Hatskilimas-prisijungimas yra oksidacijos-redukcijos reakcija, turinti svarbią reikšmę reguliuojant medžiagų apykaitą.Cys dalyvauja S(sieros) apykaitoje organizme .Kataraktos atsiradimas siejamas su cisteino kiekio suCO2 negu HbO2.CO2 prisijungimas stabilizuoja HHbT-formą(deoksiformą) ir su

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!