Biochemijos egzamino špera

1. Vitaminu klasifikacija. Vitaminu balanso sutrikimo organizme priezastys. Riebaluose tirpus vitaminai: A (retinolis, antikseroftalminis), D (kalciferolis, antirachitinis), E (tokoferolis, antirachitinis), K (filochinonas, antihemoraginis). Vandenyje tirpus vitaminai: B1 (tiaminas, antineuritinis), B2 (riboflavinas, augimo vitaminas), B3 (niacinas, antidermatinis), B5 (pantoteno r, antipelagrinis), B6 (piridoksolis, antidermatinis), B9 (folio r, antianeminis), B12 (kobalaminas, antianeminis), H (biotinas, antiseborejinis), C (askorbo r, antiskorbutinis). Avitaminozes – kai visai negaunama vitaminu, hipovitaminozes – kai napakankamai gaunama. Priezastys skirstomos: egzogenines, endogenines. Priezastys: vitaminu stoka maiste; padideje organizmo poreikiai; vitaminu rezorbcijos plonojoje zarnoje sutrikimai; vidaus ligos, ypac kepenu, kai sutrinka vitaminu virtimas F; netinkamas maisto paruosimas; vaistu turinciu antivitaminini veikima vartojimas; alkoholizmas; genetiniai defektai. Kai organizamas gauna per daug vitaminu – hipervitaminozes, tai irgi kenksminga. 2. Vitaminas A: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Vit A – retinolis. Aktyvios formos: retinolis, retinalis, retinoine r (nedalyvauja regejime). Bio reiksme: dalyvauja regėjimo procese; reguliuoja augimą; reguliuoja greit besidalijančių epitelinių audinių ląstelių dalijimąsi ir diferenciaciją. Retinolio rg. veikia augimą ir ląstelių diferenciaciją. Regėjimo procese dalyvauja vitamino A aldehidas. Karotinai atlieka antioksidantų vaidmenį, nutraukdami peroksidacijos r-jas (gaunami su augaliniais maisto produktais: morkomis, pomidorais, salotomis). Šaltiniai: kepenys, kiaušinio trynys, sviestas ir kt pieno produktai. Hipovitaminozė: vištakumas; šiurkšti oda, nes sulėtėja epitelio atsinaujinimas; sumažėjęs atsparumas infekcijai; mažakraujystė; sulėtėjęs vaikų augimas; sutrinka dauginimosi f-ja (susilpnėja spermatogenezė, placentos susidarymas). Doze - 1-1,5mg. 3. Vitaminas D: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Aktyvios formos: D2 – ergokalciferolis, cholekalciferolis. Bio vaidmuo: reguliuoja kalcio ir fosforo jonų rezorbciją plonosiose žarnose; jų judėjimą iš kaulinio audinio; padeda palaikyti pastovią kalcio jonų ir fosforo koncentraciją kraujyje. Šaltiniai: Vitamino D2 yra augaliniuose produktuose: saulėgrąžų, alyvų aliejuje ir kt. Vitamino D3 yra gyvūniniuose maisto produktuose: kepenyse, žuvų taukuose, gyvuliniuose riebaluose. Hipovitaminozė: Vaikai suserga rachitu, sutrinka kaulinio audinio mineralizacija; nustoja augti kaulai. Kaulai tampa minkšti. Veikiami kūno svorio, jie deformuojasi: iškrypsta stuburas, kojų kaulai įgauna “X” arba “O” formą. Suaugusiems minkštėja kaulai. Kaulai yra silpnesni. Doze: 0,01 – 0,025 mg. 4. Vitaminas E. vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Aktyvios formos – daugiau nei 8 tokoferoliai ir tokotrienoliai, aktyviausias alfa tokoferolis. Biologinis vaidmuo: dalyvauja ląsteliniame kvėpavime; jis veikia kaip antioksidantas; apsaugo nesočiąsias riebalų r nuo peroksidacijos. Šaltiniai: gausu augaliniuose aliejuose (kukurūzų, saulėgrąžų, alyvų ir kt.) bei augaliniuose produktuose (salotose, kopūstuose, grūduose). Hipovitaminozė: vyksta membranų lipidų peroksidacija. Membranos tampa nepatvarios, ir ląstelės greitai suyra. Sėklidėse vyksta degeneraciniai pakitimai: sutrinka spermatozoidų judrumas, jie netenka uodegėlių, vėliau visai negaminami, išnyksta antriniai lytiniai požymiai. Keičiasi mineralinių medžiagų santykis. Doze 8 - 10mg. 5. Vitaminas K vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Aktyvios formos – K1 folochinonai, K2 – menachinonai. Biologinis vaidmuo: reguliuoja kraujo krešėjimą; dalyvauja kraujo krešėjimo sistemos faktorių sintezėje. Šaltiniai: K1 yra augaliniuose maisto produktuose: kopūstuose, ropėse, pomidoruose, šermukšnio uogose. Vitamino K2 yra gyvūniniuose produktuose: kepenyse. Hipovitaminozė: ją gali sukelti sutrikusi kepenų, tulžies pūslės, kasos f-ja; antibiotikų vartojimas. Sutrinka kraujo krešėjimas. Kūdikiai suserga hemoragine liga. Doze - 1mg. 6. Vitaminas B1: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Vitamino ir kofermento struktura: Tiamina sudaro piridinas (2.5-dimetil-6-animopirimidinas) ir tiazolas (4-metil-5-hidroksietiltiazolas), sujungti metileno tilteliu. Biologinis vaidmuo: Biologiskai aktyvi vitamino forma – tiamino difosfatas (TDP). Jis labai svarbus angliavandeniu apykaitai. Jis yra liaziu klases, kak kuriu fermentu kofermentas. Jis svarbus perduodant nervini impulsa. Gavimo saltiniai:Placiai paplites gamtoje. Augaliniuose maisto produktuose: rupaus malimo duonoje, pupose, zirniuose, mielese irk t.,maziau bulvese, morkose, kopustose. Daug tiamino yra grudu luobelese. Gyvuliniuose produktose: kepenys, inkstai, smegenys. Hipovitaminozes pozymiai: Susergama Beriberio liga, kuri labiausiai pazeidzia nervini audini. Viena is pazeidimumo priezasciu – sutrikes gliukozes skaidymas audiniuose, ypac nerviniame. Lasteliu aprupinimas ATP pablogeja, taip pat pablogeja nerviniu impulse perdavimas ir acitoze. Pazeidziama: nervine sistema, sirdies ir kraujagysliu sisitema, virskinamojo kanalo motorine ir sekrecine funkcija. Alkoholikams Vernike-Korsakovo sindromas: sutrinka judesiu koordinacija, regejimas, susilpneja atmintis. Paros doze: 1.5-2mg. 7. Vitaminas B2: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Vitamino ir kofermento struktura: Vit. B2 (riboflavina) sudaro heterociklinis flavinas – dimetilizoaloksazinas, prie 10 azoto atomo prisijunges penkiahidroksili alkoholi ribitoli ( C5H12O5) Biologinis vaidmuo: Vit. B2 kofermentines formos: flaviamononukleotidas FMN ir flaviadenindinukleotidas FAD. Flavoproteinai dalyvauja oksidacijos-redukcijos reakcijose. FMN irFAD ieina i svarbiu oksireduktaziu sudeti. Falavinai fermentai dalyvauja daugelyje okidacijos reakcijose lasteleje. Jie butini lasteliniam kvepavimui ir energijos gamybai. Gavimo saltiniai: Jo daug: mesoje, kepenyse, inkstuose, zuvyje, piene, varskeje, kiausinio trynije, mielese, zaliose lapinese salotose. Hipovitaminozes pozymiai: Kai truksta riboflavino pazeidziami biologines oksidacijos procesai ir ATPsinteze. Vit. B2 trukumas pirmiausia pasireiskia odoje, akiu ir burnos gleivines epiteliniame audinyje. Burnos gleivine, lupos, akies jungine, oda yra sausos, veliau trukineja, lupasi, atsiranda paraudimai apie lupas, akis, ausis ir itrukimu akiu bei lupu kampuciuose. Prasideda uzdegimai: odos, liezuvio, burnos gleivines, akiu jungines, ragienos. Vyksta pakitimai ir nerviniame audinyje: nugaros smegenu nerviniu lasteliu atrofija, pazeidziamas mielininis apvalkalas. Paros doze: 1.5-2mg. 8. Vitaminas PP (niacinas) B3: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Vitamino ir kofermento struktura: Vitamino PP aktyvumas budingas 2 junginiams: nikotino r. ir nikotinamidui. Biologinis vaidmuo:Kofermentine funkcija: NAD+ ir NADP+ kaip kofermentai ieina i kai kuriu pirmosios klases fermentu – oksireduktaiu sudeti ir dalyvauja biologines oksidacijos procesuose. Redukcine funkcija: NADH ir NADPH veikia kaip alosteriniai efektoriai energijos apykaitoje. Substratine funkcija sintezes reakcijose.Gavimo saltiniai: Mesa, kepenys, zuvis, bulves, morkos, grikiu kruopos, duona. Hipovitaminozes pozymiai: Vit. PP avitaminoze pasireiskia pellagra, kurios metu pazeidziama: 1)oda – prasideda odos uzdegimai; 2) virskinamasis kanalas – netenkama apetito, atsiranda pykinimas, viduriavimas; 3) nervu sistema – atsiranda galvos skausmai, svaigimas, padidejes jautrumas, prasideda depresija, psichozes… galima silpnaprotyste. Paros doze: ~20 NE ( NE = 1 mg laisvojo niacino ). 9. Vit. B5 (pantoteno r.): vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Biologinis vaidmuo: Pantoteno r. aktyvios kofermentines formos: 4-fosfopanteteinas, defosfo-CoA, CoA sintetinamos lasteles citoplazmoje, katalizuojant fermentams. Dalyvauja pernesant acilo grupes, last ieina i daugelio fermentu sudeti. CoA dalyvaujant vyksta daugelis medziagu apykaitos procesu: angliavandeniu, riebalu irk t. junginiu skilimo bei sintezes reakcijos. Gavimo saltiniai: Mesa, kepenys, inksta, zuvis, kiausiniai, pienas, mieles, zirniai. Hipovitaminozes pozymiai: Prasideda: plauku ir odos depigmentacija, gleivines ir odos uzdegimai, vidaus sekrecijos liauku (antinksciu) distrofiniai pokyciai, sirdies, inkstu bei nervu sistemos pokyciai, augimo sutrikimai (sulieteja) Paros doze:~5mg. 10. Vitaminas B6: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Biologinis vaidmuo: PLP susidaro daugelyje audiniu, katalizuojant piridoksalkinazei. Dalyvauja: peramininimo reakcijose; amino rugsciu dekarboksilinimo reakcijose; sfingolipidu sintezeje; glikogenolizeje; nikotino r. (vit PP) sintezeje is triptfano; serino ir treonino deamininimas ir kt. Gavimo saltiniai: Mesa, kiausinio trynis, ankstines kulturos, bulves, duona, mieles. Hipovitaminozes pozymiai: Kai truksta vit B6, pazeidziama: oda; nervu sistema (jautrumas, depresija) ; sirdies ir kraujagysliu sistema (hipertrofuoja sirdies raumuo, padazneja sirdies ritmas) ; kepanys. Paros doze: ~1.8-2.2 mg 11. Vitaminas Bc (folio rugstis): vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Biologinis vaidmuo: bioaktyvi folio rugsties forma – tetrahidrofolio rugstis (THFR) THFR kofermentai dalyvauja: kai kuriu amino rugsciu sintezeje; purino ir pirimidino nukleotidu sintezeje. Folio rugstis ypac svarbi nukleorugsciu biosintezeje ir lasteles dalijimuisi. Jos kofermentiniu formu apykaita susijusi su vit B12. Gavimo saltiniai: folio rugstis yra: zaliose lapinese darzovese, mielese, mesoje, kepenyse, inkstuose irk t. Hipovitaminozes pozymiai: prasideda megaloblastine aemija (mazakraujyste, panasi i vit B12 avitaminoze) kraujyje sumazeja eritrocitu ir hemoglobinu koncentracija, atsiranda jaunu stambiu lasteliu – megaloblastu (lasteles buna interfazes S fazes). Kraujyje taip pat sumazeja leukocitu kiekis. Paros doze: 1-2 mg. 12. Vitaminas B12: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Biologinis vaidmuo: Kofermentiskai aktyvios vitamino B12 formos: metilkobalaminas (metal-B12), kuris dalyvauja transmetilinimo reakcijoje; deoksiadenozilkobalaminas (5’-adenozil-B12), kuris dalyvauja izomerizacijos reakcijoje. Dalyvauja: 1)metionino sintezeje 2) propionil-CoA metabolizme. Gavimo saltiniai: Kiauliena, paukstiena, kepenys, inkstai zuvis, augaluose nera. Hipovitaminozes pozymiai: Vitamino B12 avitaminoze – piktybine mazkraujyste ir negriztamieji nervu sistemos degenereciniai pakitimai. Kraujo vaizdo pokyciai: mazai eritrocitu (eritrocitopenija), trombocitu, atsiranda jaunu eritrocitu formu ir t.t. Paros doze: Tik 0.003 mg 13. Vitaminas H (biotinas): vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Biologinis vaidmuo: Jis yra ligaziu klases fermentu, dalyvaujanciu karboksilinimo reakcijose, kofermentas. Karboksilinimo reakcijos svarbios: angliavandeniu sintezei, riebalu rugsciu sintezei, propionate metabolizmui, leucino apykaitai irk t.Gavimo saltiniai: Kiausinio trynis, kepenys, inkstai, pienas, avizines kruopos, mieles. Hipovitaminozes pozymiai: Avitaminozei budingas dermatitis: oda parausta, pleiskanoja, o riebalu liaukos isskiria daug riebalu. Burnos gleivine dirginama, liezuvio speneliai atrofuojasi. Pazeidziama ir nervu sistema: atsiranda mieguistumas, depresija, porostezijos, paralyziai. Paros doze: Tik 0.25 mg 14. Vitaminas C: vitamino ir jo biologiskai aktyviu formu struktura, bio vaidmuo, gavimo saltiniai, hipovitaminozes pozymiai, paros doze. Aktyvi forma – L-askorbo r. Biologinis vaidmuo: Askorbo rugstis dalyvauja oksidacijos redukcijos reakcijose ir veikia kaip reduktorius. Dalyvauja: kolageno sintezeje ( hidroksilina prolina ir lizina); antinksciu zieves steroidiniu hormonusintezeje is cholesterolio; tulzies rugsties sintezeje, hidrolizuojant cholesteroli; karnitino sintezeje; serotonino sintezeje; tirozino apykaitoje; noradrenalino sintezeje; redukuojant Fe3+ i Fe2+ , kad zarnyne Fe2+ butu rezorbuojama, ir atsiskiriant geleziai nuo baltymo transferino, kad patektu i anolinius; antioksidaciniuose procesuose, kaip H2O tirpus antioksidantas. Tai yra vienas is antioksidaciniu vitaminu, profilaktikos priemone nuo persalimo. Gavimo saltiniai: Sviezi vaisiai bei darzoves: salotos, kopustai, paprikos, krienai, bulves ( ypac lupenose), braskes, serbentai, ersketuoges, citrusiniai vaisiai ir t.t. Hipovitaminozes pozymiai: Avitaminoze pasireiskia skorbutu. Kraujuoja dantenos, kraujas issilieja poodyje, I raumenys, vidaus organuose, po antakiais ir t.t.tkaulinio audinio, ypac dantu strukturos pokyciai, prasidedakaulu retejimas, kliba ir iskrenta dantys. Sirdies funkcijos sutrikimai ir mazakraujyste. Greitas nuovargis, silpnumas, mazesnis atsparumas ivairioms ligoms, virskinimo sutrikimai ir t.t. Paros doze: 70-100mg. 15. F klasifikavimas ir nomenklatura. F klases. Pagal fermento katalizuojamos r-jos tipą, fermentai skirstomi į 6 klases: I.Oksidoreduktazės – katalizuoja oksidacijos – redukcijos procesus. Poklasiai – dehidrogenazės, oksidazės, oksigenazės, peroksidazės, reduktazės. II.Transferazės – katalizuoja funkcinių grupių ir radikalų pernašą. Poklasiai – aminotransferazės, metiltransferazės, kinazės, aciltransferazės. III.Hidrolazės – tai fermentai, kurie, dalyvaujant vandeniui, skaido cheminius ryšius. Poklasiai – peptidilhidrolazės, esterazės. IV.Liazės – katalizuoja cheminio ryšio nutraukimą substrate, neprijungiant vandens ir ne oksidacijos būdu. V.Izomerazės – katalizuoja izomerizacijos r-jas. Poklasiai – racemazės, epimerazės, mutazės. VI.Ligazės – katalizuoja dviejų molekulių susijungimą panaudojant ATP. Pagal tarptautinę klasifikaciją kiekvienas fermentas turi šifrą iš skaičių, atskirtų taškais (klasės Nr., poklasis, popoklasis, eilės Nr. popoklasyje). Poklase patikslina F veikima, parodo substrato chemines grupes prigimti arba donora, popoklase dar patikslina F veikima, nurodo veikiama rysi substrate arba akceptoriu. Trivialieji fermentų pavadinimai sudaromi keliai būdais: 1) prie substrato pavadinimo pridedama galūnė “-azė” (kolagenazė – skaido kolageną); 2) prie katalizuojamos r-jos tipo pavadinimo pridedama galūnė “-azė” (laktatas yra dehidrinamas veikiant fermentui laktatdehidrogenazei). Palikti ir seni darbiniai pavadinimai: pepsinas, tripsinas ir kt. 16. F sandara, veikimo mechanizmas, specifiskumas. Nereguliacinių ir reguliacinių fermentų struktūra skiriasi. Visi fermentai turi aktyvųjį centrą – vieta erdvinėje fermento struktūroje prie kurios prisijungia S. Substratas –tai medžiaga, kuri kinta veikiant fermentui. Fermento aktyviajame centre skiriamos: kontaktinė sritis, katalizinė sritis. Kontaktinėje srityje vyksta substrato prisijungimas, o katalizinėje-substrato kitimai. Paprastuose fermentuose funkcinių grupių vaidmenį atlieka tiktai tam tikri AR šoniniai radikalai. Sudėtiniuose fermentuose funkcinių grupių vaidmenį atlieka kofaktoriai. Paprastų fermentų (tų, kurie neturi kofaktoriaus) aktyvųjį centrą (AC) sudaro polipeptidinės grandinės 12-16 ARliekanų, sudarančios aktyvųjį centrą yra skirtingose polipeptidinės grandinės vietose. Formuojantis fermento erdvinei struktūrai, jie suartėja ir susidaro AC. Kitos AR polipeptidinėje grandinėje lemia taisyklingą AC išsidėstymą erdvėje. Sudėtiniuose fermentuose (tų, kurie turi kofaktorių) kofaktoriai atlieka katalizės funkciją. Kofaktoriai gali būti tvirtai ir silpnai surišti su apofermentu. Kofaktoriai, kurie yra tvirtai prisijungę prie apofermento ir neatsisikiria vienas nuo kito išskyrimo ir valymo metu, vadinami prostetinėmisgrupėmis. Prostetinę grupę galima atskirti nuo holofermento galima tik suardžius fermento erdvinę struktūrą. Reguliaciniai fermentai be AC turi ir RC arba alosterinius centrus. Reguliacinis arba alosterinis centras fermento molekulėje erdviškai yra atskirtas nuo AC. Medžiagos sąveikaujančios su fermento alosteriniu centru vad. Alosteriniaiselektoriais. Elektoriais gali būti aktyvikiai ir inhibitoriai. Fermente gali būti atskiri alosteriniai centrai aktyvikiams ir inhibitoriams. Fermentų veikimo mechanizmas: fermentinės katalizės procesą galima suskirstyti į 3 stadijas: E +E =ES = ES1 ir tt = EP = E + P 1. Substrato difuzija link fermento ir jo stereocheminis susijungimas su fermento aktyviuoju centru t.y. fermento-substrato komplekso(ES) susidarymas. Susidarant ES kompleksui dalyvauja vandeniliniai, elektrostatiniai (joniniai) ryšiai, hidrofobinė sąveika, kartais kovalentiniai ir koordinaciniai ryšiai. 2.Pirminio ES komplekso virtimas vienu arba keliais aktyvintais ES kompleksais (ES1, ES2ir t.t.). 3.Reakcijos produktų atsiskyrimas nuo fermento AC ir jų difuzija į supančią aplinką (kompleksas EP disocijuoja į E ir P). Vyksta labai greitai. Jos metu aktyvacijos energija (Ea) kinta labai nežymiai. Antroji stadija vyksta lėčiausiai, nes susidaro tarpiniai aktyvinti ES kompleksai, sumažėja substrato Ea. Būtent ši stadija apsprendžia visos katalizėsgreitį. Trečioji stadija vyksta trumpai, kaip ir pirmoji. Kad molekulės tarpusavyje reaguotų, būtinas tam tikras papildomas energijos kiekis, kad įveikti reakcijos energetinį barjerą. Toks papildomos energijos kiekis vadinamas laisvąja aktyvacijos energija. Paprastose sąlygose tiktai nedidelis molekulių kiekis turi tokį kinetinės energijos kiekį, kad įveikti energetinį barjerą. F, kaip ir kiti katalizatoriai neveikia nei reaguojančių medžiagų, nei produktų laisvąją energiją, t.y. reakcijos vykimo galimybė, kurią nusako ΔG, nepriklauso nuo F. F sumažina reakcijos Ea t.y. sumažina energetinį barjerą, kurį reikia įveikti reaguojančioms molekulėms, todėl padaugėja galinčių reaguoti molekulių ir reakcijos greitis padidėja. Stereocheminis substratinis specifiškumas–fermentas katalizuoja tik vieno iš galimų substrato steroizomerų kitimus. Pvz., fumarathidratazė katalizuoja H2O prisijungimą prie fumaro rūgšties, bet nekatalizuoja prie jos stereoizomero maleino rūgšties. Absoliutus substratinis specifiškumas–fermentas katalizuoja tik vieno substrato kitimus, ureazė katalizuoja tiktai karbamido(ureos) skilimą, arginazė tiktai arginino. Absoliutus grupinis substratinis specifiškumas–fermentas katalizuoja tiktai tam tikros grupės substratų kitimus, alkoholdehidrogenazė katalizuoja ne tiktai etanolio, bet ir kitų alifatinių alkoholių kitimus. Santykinis grupinis substratinis specifiškumas–fermentas specifiškai veikia ne tam tikrų substrato molekulių grupę, o tam tikrus ryšius tarp tam tikros grupės substratų, fermentai pepsinas, tripsinas skaido peptidinius ryšius tarp tam tikrų AR. Santykinis substratinis specifiškumas -fermentas katalizuoja substratų, priklausančių skirtingoms cheminių junginių grupėms, kitimus, citochromas P450 katalizuoja tūkstančių substratų hidroksilinimą. Tai mažiausiai specifiška fermentinė sistema, katalizuojanti autobiotikų ir ksenobiotikų (tarp jų ir vaistų bei nuodų) metabolizmą. Citochromo P450substratai turi atitikti tik vieną sąlygą–jie turi būti nepoliniai. Specifiškumas čia yra ne substrato struktūrai, o fizikinėms- cheminėms savybėms. Fermentų veikimo specifiškumui paaiškinti buvo pasiūlytos kelios hipotezės: Fišerio„rakto ir spynos, Košlando „priverstinio atitikimo“. Fišerio„rakto ir spynos“hipotezė: Pagal šią hipotezę substratas (S)griežtai erdviškai atitinka fermento aktyvų centrą kaip raktas spyną. Fišerio hipotezė paaiškina didelio specifiškumo fermentų veikimą. Tačiau ja remiantis sunku paaiškinti absoliutų grupinį ir santykinį grupinį specifiškumą. Labai jau skirtingi „raktai“tinka tai pačiai „spynai“. Košlando „priverstinio atitikimo“ hipotezė: Vėliau nei Fišeris, Košlandas pateikė „priverstinio atitikimo“ hipotezę. Pagal šią hipotezę fermento molekulė yra ne stangri, o lanksti, elastinga. Fermento ir jo AC konfigūracija kinta jungiantis substratams arba kitiems ligandams. Ligandas–tai molekulė ar jonas, susijungiantis su baltymu. Priverstinio atitikimo hipotezė buvo patvirtinta eksperimentais, buvo nustatyta, kad kai kurių fermentų AC funkcinių grupių išsidėstymas pakinta, prisijungus substratą. 17. Fermentinių reakcijų kinetika. F aktyvumo nustatymas, F aktyvumo vienetai F kinetika tiria įvairių veiksnių įtaką fermentinės reakcijos greičiui. Fermentinės reakcijos greitis išreiškiamas medžiagos kiekiu, kuris pakinta per laiko vienetą. Fermentinės reakcijos greitis yra fermento katalizinio aktyvumo matas ir vadinamas tiesiog fermento aktyvumu. Nustatyti fermento aktyvumą galima tik netiesiogiai pagal pakitusio substrato kiekį arba pagal susidariusio produkto kiekį per laiko vienetą. Fermentinės reakcijos greičio priklausomybę nuo [S] koncentracijos išreiškia Michaelio konstanta (Km) - toks substrato kiekis, kuriam esant reakcijos greitis yra lygus pusei maksimalaus. Km= [S], kai V = ½Vmax. Km išreiškiama substrato koncentracija, t.y. moliais / litre. Km parodo fermentų giminingumą substratams. Giminingumas- tai fermentogeba prisijungti S. Kuo didesnis fermento giminingumas substratui, tuo mažesnė Km. Michaelio-Menten grafiku, kuriame atidėti tiesioginiai dydžiai, naudotis nėra patogu, nes sunku nustatyti Vmax, todėl Lainuiveris ir Berkas pasiūlė naudotis grafiku, kuriame atidėtos S koncentracijos ir reakcijos greičio dydžio atvirkštinės reikšmė. Sis grafikas –tai tiesė, kurios pasvirimo kampo tangentas lygus Km/Vmax santykiui, atstumas, kurį atkerta tiesė y (ordinačių) ašyje lygus atvirkštiniam Vmax dydžiui (Vmax-1, 1/Vmax), jei tiesę pratęsti iki susikirtimo su x (abscisių) ašimi, atstumas, kurį atkerta linija ant šios ašies lygus atvirkštiniam Km dydžiui (-Km-1, -1/Km), vadovaujantis šiuo grafiku Vmax ir Km galima nustatyti tiksliau. Fermentų inhibavimas substratu: kai kurių fermentų aktyvumas sumažėja esant didelėms S koncentracijoms. Šis reiškinys vadinamas inhibavimu substratu. Jis vyksta todėl, kad: didelis S kiekis trukdo molekulėms laisvai judėti ir atsidurti tinkamoje padėtyje, kad galėtų jungtis su fermento AC, todėl sulėtėja ES komplekso susidarymo greitis, didelis molekulių kiekis sulėtina susidariusio produkto difuziją iš fermento AC, todėl sulėtėja EP komplekso skilimo greitis. Michaelio-Menten grafikas taikomas pavaizduoti tik paprastų nesudėtingų fermentų greičio priklausomybei nuo fermento koncentracijos. Sudėtingiems alosteriniams fermentams Michaelio-Menten kinetikos dėsningumai netinka. Paprastai ši priklausomybė nustatoma esant: S pertekliui, Optimaliai terpės pH tam tikro fermento veiklai, Optimaliai temperatūrai(25 °C). Esant tokioms sąlygoms fermentinės reakcijos greitis yra tiesiog proporcingas fermento kiekiui. Šią priklausomybę išreiškia tiesi linija. Tokia priklausomybė išlieka tol, kol po kurio laiko ima trūkti S ir reakcijos greitis sulėtėja. Fermentinės reakcijos greičio priklausomybėnuo terpės pH - kreivėyra varpo formos. Kiekvienam fermentui būdinga tam tikra optimali pH reikšmė, kuriai esant katalizuojamos reakcijos greitisyra maksimalus. Padidėjus ar sumažėjus pH, mažėja ir fermentinės reakcijos greitis. Daugelio ląstelių fermentų optimalus veikimo pH yra artimas neutraliam (pH 6,5-7,5).Tačiau tam tikrų virškinimo fermentų optimalus veikimo pH yra kitoks, pepsino pH 1,5-2,5, tripsino pH 7,8. Fermentai yra labai jautrūs terpės pH, nes kintant pH: gali keistis ryšių pobūdis tarp apofermento ir kofermento, AC grupių ir S jonizacijos laipsnis, o tai gali veikti ES sąveiką ir patį katalizės procesą. Fermentinės reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros. Keliant terpės temperatūrą fermentinės reakcijos greitis didėja, pasiekia maksimumą, o po to ima mažėti. Temperatūra, kuriai esant fermentinė reakcija vyksta greičiausiai vadinama optimalia temperatūra. Pakėlus t°daugiau nei 45°C reakcijos greitis ima mažėti, nes dėl chaotiško molekulių judėjimo pakinta fermentoir jo AC erdvinėstruktūra. Keliant T dar aukščiau, fermentai, kaip ir visi baltymai denatūruoja. Daugeliui fermentų optimali veikimo t° yra 20-40 °C. Kai kurie fermentai denatūruojajau esant 40°C, bet daugelis jų netenka aktyvumo esant aukštesnei nei 50°C temperatūrai. Kartais dirbtinis organizmo atšaldymas taikomas atliekant chirurgines operacijas. Atšaldžius organizmą fermentinių reakcijų greitis sumažėja. Pakilus kūno t° biocheminių reakcijų greitis padidėja. Pakilus kūno t°1 laipsniu, reakcijų greitis padidėja apie 20%. Pakilus kūno t° iki 40 °C, dalis termolabilių fermentų gali denatūruoti ir sutrikdyti natūralią biocheminių procesų eigą. Kad nustatyti fermentų, esančių ląstelėse ir audiniuose aktyvumą, būtina juos išskirti. Audiniai yra homogenizuojami, kad suardyti ląstelių membranas, o gautas homogenatas naudojamas fermentų išskyrimui panaudojant įvairius baltymų išskyrimo ir valymo metodus (centrifugavimas, gelfiltracija, elektroforezėir kt.). Kraujo serumas, šlapimas ir kt. biologiniai skysčiai yra tartum fermentų tirpalai ir todėl juos iškart galima panaudoti fermentų aktyvumo nustatymui. Fermentų aktyvumas nustatomas reakcijos pradžioje, kol yra S perteklius ir fermentinės reakcijos greitis yra tiesiog proporcingas fermento kiekiui, nustatomas netiesiogiai t.y. pagal substrato kiekio sumažėjimą arba pagal produkto kiekio padidėjimą per laiko vienetą, atliekamas optimalioms sąlygoms t.y. esant S pertekliui, optimaliai terpės pH ir temperatūrai . Standartinėmis sąlygomis 25°C. Dažnai fermento aktyvumas nustatomas toje t°, kurioje fermentas veikia, pvz., žmogaus kūno t°. Tarptautinis fermento aktyvumo vienetas (U)– tai toks fermento kiekis, kuris paveikia 1 μmol substrato per 1 min. standartinėmis sąlygomis. SI sistemoje tarptautinis fermento aktyvumo vienetasyra katalas(simbolis kat). Katalas tai toks fermento kiekis, kuris paveikia 1 molį substrato per 1 sekundę standartinėmis sąlygomis. Specifinis fermento aktyvumas tai tarptautinio fermento aktyvumo vienetų skaičius (U) 1 mg baltymo, t.y. U/mg baltymo, arba μmol/min/mg baltymo. SI specifinis fermento aktyvumas išreiškiamas katalųs kaičiumi 1 kg baltymo, t.y.kat/kg baltymo arba mol/s/kg baltymo. Paprasčiau sakant specifinis fermentų aktyvumas parodo kiek fermento aktyvumo vienetų yra viename fermento preparato miligrame(U/mg). Specifinis fermentų aktyvumas parodo fermento grynumą. Gryninant fermentą specifinis aktyvumas didėja. Visiškai išgryninus fermento preparatą, specifinis aktyvumas tampa pastovus ir didžiausias. 18. F sistemos ir kompleksai. F aktyvumo, F sistemu ir metaboliniu keliu reguliavimas. Fermentų tarpusavio sąveika –fermentų sistemos ir kompleksai (polifermentinės sistemos). Kiekvienoje organizmo ląstelėjeyra specifinis fermentų rinkinys. Manoma, kad kiekvienoje ląstelėje yra apie 100 000 fermentų molekulių, katalizuojančių daugiau kaip 2000 įvairių reakcijų. Kai kurie fermentai yra visose organizmo ląstelėse, kai kurie tik tam tikrose. Kiekvieno ląstelės fermento veikla betarpiškai susijusi su kitais fermentais. Sąveikaujant fermentams tarpusavyje susidaro polifermentinės sistemos, kurio veikia tartum konvejeriai. Yra skiriamos dviejų tipų sąveikos tarp fermentų: funkcinė, struktūrinė. Funkcinės fermentų sąveikos atveju fermentus tarpusavyje sieja Sir P. Šios sąveikos metu medžiagos kinta palaipsniui veikiant eilei fermentų. Pirmojo fermento veiklos produktas yra substratas antrajam fermentui, antrojo fermento produktas yra substratas trečiajam ir t.t. Atskiri fermentai sujungti į fermentinę sistemą per metabolitus, kurie difunduota nuo vieno fermento prie kito. Funkcinės fermentinės sistemospavyzdžiu gali būti: glikolizė–t.y. gliukozės skaidymo anaerobinėmis sąlygomis iki pieno rūgšties metabolinis kelias, Krebso ciklas–acetilo grupėsskaidymo kelias iki CO2.Struktūrinės fermentų sąveikos atveju atskiri fermentai yra arba tam tikro sudėtingo baltymų komplekso subvienetai arba tam tikro baltymo domenai- baltymo molekulės, kuriai būdinga tretinėstruktūra, sritis, atliekanti specifinę funkciją. Fermentai, struktūriškai surišti vieni su kitais sudaro fermentų kompleksus. Fermentų kompleksai paprastai dalyvauja viename metaboliniame kelyjeir atlieka tam tikrą funkciją. Struktūrinės fermentų sistemos (fermentų kompleksų) pavyzdžiu gali būti: PDH (piruvatdehidrogenazės) fermentinis kompleksas. Jį sudaro 3 struktūriškai tarpusavyje surišti fermentai. Šis kompleksas katalizuoja piruvato oksidacinį dekarboksilinimą. Vykstant procesui, tarpinių reakcijos produktų vidinėje ląstelės terpėje neaptinkama. Šie produktai iš vieno fermento AC patenka į kito fermento AC, todėl į fermentinį kompleksą iš vidinės ląstelės terpės patenka tik pirmieji substratai, o išsiskiria tik galutiniai produktai. Ląstelės viduje, įvairiuose jos organoiduose yra tam tikri fermentai. Toks reiškinys vadinamas kompartmentalizacija – atskiriami ir priešingi metaboliniai procesai vykstantys ląstelėse. Pvz.: RR sintezė vyksta citozolyje, RR skilimas- mitochondrijose. Fermentų aktyvumo reguliavimas. Svarbiausi veiksniai, turintys įtakos fermentų aktyvumui ląstelėje yra šie: terpės pH, S koncentracija, fermentų kiekis, temperatūra, aktyvikiai ir inhibitoriai. Fermentai yra trumpaamžiai baltymai. Jų gyvavimo trukmę apibūdina gyvavimo pusperiodis –tai laikas per kurį suyra pusė tam tikrų lastelėje esančių fermentų. Įvairių fermentų gyvavimo pusperiodis yra skirtingas. Greitai atsinaujinantys fermentai turi trumpą gyvavimo pusperiodį, lėčiau atsinaujinantys–ilgesnį. Fermentų sintezės greitis taip pat nevienodas. Jis priklauso nuo fermentą koduojančio geno raiškos(ekspresijos). Jei fermentą koduojančio genoraiška yra pastovi, tai tokio fermento kiekis beveik nekinta per visą ląstelės gyvavimo laiką – konstitutyviniais F. Jei fermentą koduojančio genoraiška priklauso nuo organizme susidariusių sąlygų, pvz., pakitusio hormonų kiekio, tai toks fermento kiekis ląstelėje nepastovus - indukuojamaisiai, kepenyse Glc fosforilina du fermentai heksokinazė ir gliukokinazė, heksokinazėyra konstitutyvinis, Gliukokinazėyra indukuojamasis. Gliukokinazę koduojančio genoraiška priklauso nuo hormono insulino kiekio kraujyje. Fermentinių sistemų ir metabolinių kelių reguliavimas. Fermentinių reakcijų seka skirta tam tikros medžiagos sintezei arba skaidymui yra vadinama metaboliniu keliu. Metabolinį kelią gali sudaryti viena arba kelios FS ir FK, Pvz.: metaboliniame kelyje, kuriame Glc skyla anaerobinėmis sąlygomis iki laktato yra tik viena FS–tai glikolizė, metaboliniame kelyje, kuriame Glc skyla aerobinėmis sąlygomis veikia dvi FS–glikolizė ir Krebso ciklas bei vienas FK– piruvatdehidrogenazė. Bet kurį metabolinį kelią sudarančių FS aktyvumai yra tarpusavyje susiję, Ląstelėje vienu metu vyksta daug metabolinių kelių, todėl jie turi būti reguliuojami. Svarbiausi metabolinių kelių aktyvumo reguliavimo būdaiyra šie: reguliuojamas S patekimas į ląstelę t.y. substrato kiekis, fermentų, įeinančių į FS aktyvumas, reguliuojama fermentų genų raiška (ekspresija). 19. Reguliaciniai F, ju aktyvumo reguliavimo budai. Kiekvienoje FS yra fermentų nuo kurių priklauso visos FS aktyvumas - reguliaciniais fermentais. Reguliaciniai fermentai skiriasi nuo paprastų tuo kad: juos aktyvina arba inhibuojatam tikri vidiniai ląstelės signalai, pvz., tarpiniai metabolitai, specifiniai junginiai ir kiti baltymai bei fermentai, jie skiriasi reakcijų kinetika, juose yra dviejų tipų centrai–aktyvieji ir reguliaciniai. (AC) atsakingas už katalizę, (RC) atsakingas už aktyviojo centro katalizinį aktyvumą. Paprastai reguliaciniai fermentai katalizuoja vieną iš pirmųjų tam tikros FS reakcijų, todėl nuo jų aktyvumo priklauso. FS katalizuojamų reakcijų greitis. Yra skiriamos dvi reguliacinių fermentų klasės: alosteriniai fermentai, fermentai reguliuojami grįžtamojo kovalentinio modifikavimo būdu. Vienoje FS gali būti ir alosterinių fermentų ir fermentų reguliuojamų grįžtamojo kovalentinio modifikavimo būdu. Yra fermentų, kurie reguliuojami ir alosteriniu irgrįžtamojo kovalentinio modifikavimo būdu. Alosterinio fermento molekulės modelis (R ir T forma) (atsipalaidavusi) (įtempta). Alosteriniai fermentai yra sudaryti iš dviejų arba daugiau polipeptidinių grandinių (subvienetų) t.y. jie turi ketvirtinę struktūrą, gali turėti kelis aktyviuosius ir kelis alosterinius (reguliacinius) centrus. Medžiagos, kurios jungiasi prie alosterinio centro vadinamos alosteriniais efektoriais: aktyvikiai, inhibitoriai. R (relaxed, atsipalaidavusi), T (taut, įtempta), R formos konfigūracija yra tokia, kad ji gali jungtis su S ir aktyvikiu, T formos konfigūracija tokia, kad ji gali jungtis tik su inhibitoriumi. Šios formos yra tarpusavio pusiausvyroje. R forma yra kataliziškai aktyvi, T forma yra kataliziškai neaktyvi. Perėjimas iš vienos formos į kitą vadinamas alosteriniu perėjimu. Su vienu iš alosterinio fermento centrų jungiasi efektoriai, kurie susidaro kitose FS arba yra galiniai tos pačios FS arba viso metabolinio kelio produktai. Efektoriai prisijungia prie alosterinio centro silpnais nekovalentiniais ryšiais ir stabilizuoja molekulę R arba T būsenoje. Efektorius, prisijungęs prie vieno iš subvienetų sukelia F erdvinės struktūros pokyčius ne tiktai jame, bet ir kituose subvienetuose. Tuomet visi tam tikro alosterinio fermento subvienetai prisijungia: aktyviklį ir S ir visi jie tampa kataliziškai aktyviais, prisijungia inhibitorių ir visi jie tampa kataliziškai neaktyviais – kooperatyvumu. Reakcijos, kurią katalizuoja alosterinis fermentas, greičio priklausomybę nuo S koncentracijos išreiškia S-formos kreivė. Taip yra todėl, kad esant mažoms S koncentracijoms alosterinis fermentas yra praktiškai neveiklus, jis pradeda veikti tik pasiekus tam tikrą „slenkstinę“ S koncentraciją, kad fermento subvienetų AC funkcionuoja ne autonomiškai, o kooperatyviai. Alosterinių fermentų inhibavimas grįžtamuoju ryšiu. Kai kurių FS alosterinį fermentą inhibuoja galinis šios sistemos produktas – inhibavimas grįžtamuoju ryšiu. Galinis FS produktas yra alosterinio fermento (šiuo atveju E1) inhibitorius, kuris jungiasi su jo alosteriniu centru. Inhibavimas grįžtamuoju ryšiu yra svarbus reguliuojant daugelį sintezės procesų, pvz., hemo, cholesterolio, purino nukleotidų ir kt. Medžiagų sintezę. Fermentų aktyvumo reguliavimas grįžtamojo kovalentinio modifikavimo būdu (GKMB). Kovalentinis fermentų modifikavimas– tai tam tikrų cheminių grupių arba radikalų prijungimas kovalentiniais ryšiais prie fermento reguliacinio centro. Šios grupės ir radikalai yra prijungiami veikiant fermentams.Prijungtąsias grupes nuo jų atskelia kiti fermentai, todėl šis reguliavimo tipas vadinamas grįžtamuoju modifikavimu. Fermentai, kurių aktyvumas reguliuojamas GKMB, katalizuoja vieną iš pirmųjų tam tikro metabolinio kelio reakcijų. GKMB reguliuojamieji fermentai, kaip ir alosteriniai, yra sudėtiniai baltymai. Jų molekulėse yra vienas arba keli aktyvieji ir reguliaciniai centrai. Reguliaciniuose centruose yra AR, gebančių kovalentiškai jungtis su modifikuojančiomis grupėmis. Šioms grupėms prisijungus prie reguliacinio centro, kinta fermento erdvinė struktūra ir AC įgauna gebėjimą katalizuoti reakciją. Dažniausias kovalentinio fermentų modifikavimo būdas yra grįžtamasis fosforilinimas. Eukariotų ląstelėse beveik 2/3 visų baltymų gali būti fosforilinami. Grįžtamojo fosforilinimo būdu reguliuojami daugelis fermentinių procesų. Fosfato grupė paprastai jungiasi prie RCAR, turinčių–OH grupę(Ser, Thr, Tyr). Prisijungus fosfato grupę pasikeičia fermento erdvinė struktūra, nes fermento molekulėje padaugėja neigiamai jonizuotų grupių, kurios veikia molekulės silpnuosius vidinius ryšius. Pakitus fermento erdvinei struktūrai, pasikeičia ir jo katalizinės savybės. Grįžtamojo fosforilinimo būdu reguliuojamas pvz.: fermento glikogeno fosforilazės aktyvumas, fermento glikogeno sintazės aktyvumas. Fosforilinta glikogeno fosforilazė yra aktyvi, nefosforilinta– neaktyvi, glikogeno sintazė atvirkščiai –fosforilinta neaktyvi, o nefosforilinta –aktyvi. Negrįžtamasis kovalentinis fermentų modifikavimas. Negrįžtamasis kovalentinis fermentų modifikavimas– tai profermentų aktyvinimas dalinės proteolizės būdu. Daugelis virškinamojo trakto fermentų sintetinami ilgesnės grandinės negu yra aktyvus fermentas – profermentais. Profermentai nėra aktyvūs, nes jų AC yra aktyvinami proteoliziniais fermentais atskeliant dalį polipeptidinės grandinės,profermentas tripsinogenas yra aktyvinamas ir virsta aktyviu fermentu tripsinu veikiant proteoliziniam fermentui enterokinazei, kuri atskelia nuo tripsinogeno molekulės polipeptidinės grandinės dalį. Atvirkščiai, iš tripsino tripsinogenas susidaryti negali, nes reakcija yra negrįžtama, todėl toks fermentų modifikavimo būdas vadinamas negrįžtamuoju kovalentiniu modifikavimu. Fermento modifikavimo metu pakinta fermento erdvinė struktūra, susiformuoja AC ir prasideda katalize. Fermentų inhibitoriai– tai bet kokie cheminiai junginiai, kurie jungiasi su fermentu (F), sumažindami reakcijos greitį. Inhibicija gali būti: grįžtamoji, negrįžtamoji. Grįžtamieji inhibitoriai jungiasi su F nekovalentiniais ryšiais. Susidaręs FI kompleksas yra nepatvarus ir vėl gali skilti į aktyvų Fir I. Negrįžtamieji inhibitoriai (kitaip jie vadinami inaktyvatoriais, Lehninger) sudaro kovalentinius ryšius su viena iš pagrindinių F grupių ir neleidžia jam katalizuoti reakcijos. Naujo kovalentinio ryšio susidarymas neleidžia atstatyti F aktyvumą. 20. Grįžtamasis F inhibavimas. Skiriamos kelios grįžtamojo F inhibavimo rūšys: konkurencinis, nekonkurencinis, bekonkurencinis, mišrusis. Konkurenciniai inhibitoriai– tai junginiai, kurių struktūra panaši į S struktūrą, todėl jie susijungia su F AC. I ir S, būdami panašios struktūros, konkuruoja dėl FAC. Su AC susijungia tas junginys, kurio yra daugiau. Su F susijungia arba S arba I, bet niekada konkurencinio inhibavimo atveju nesusidaro trigubas kompleksas FSI.Tuo šis inhibavimo tipas skiriasi nuo kitu. Panaikinti konkurencinį inhibavimą galima S pertekliumi, kuris išstumia I iš FAC. Konkurenciniais I gali būti autobiotikai- medžiagų apykaitos metabolitai, o taip pat ksenobiotikai. Nubrėžus Michaelio-Menten kreivę, matome, kad Vmax veikiant konkurenciniams inhibitoriams yra toks pats kaip ir be jo, bet jam pasiekti reikalinga didesnė S koncentracija, veikiant konkurenciniams inhibitoriams Km yra didesnė. Konkurencinio F inhibavimo būdu veikia daug vaistų, preparatų, naudojamų žemės ūkyje kovoje su žemės ūkio kenkėjais, o taip pat kai kurios nuodingos karinės medžiagos, F acetilcholinesterazė (AChE) hidrolizuoja nervų sistemos neuromediatorių acetilcholiną: Inhibavus šį F padidėja acetilcholino kiekis, nes sumažėjajo hidrolizė. Kai kurie vaistai, Fizostigminas (Physostigminum), Prozerinas (Proserinum) yra AchE konkurenciniai inhibitoriai. Fizostigminas naudojamas nervų sistemos ligoms gydyti, siekiant padidinti nervinio impulso pralaidumą, o taip pat glaukomai gydyti. Prozerinas naudojamas nervų sistemos ligoms gydyti, siekiant padidinti nervinio impulso pralaidumą po smegenų traumų, paralyžių, meningitų, encefalitų. Vaistas metotreksatas (Methotrexatum) yra folio rūgšties struktūrinis analogas. Jo struktūra panaši į vitamino folio rūgšties struktūrą. Metotreksatas naudojamas kaip priešvėžinis preparatas leukozei gydyti. Jis veikia kaip konkurencinis F dehidrofolato reduktazės inhibitorius. F dehidrofolato reduktazė katalizuoja dihidrofolato virtimą tetrahidrofolatu. F vietoje dihidrofolato prisijungia metotreksatą ir netenka aktyvumo. Tuomet slopinama NR sintezė ir visų greitai besidauginančių ląstelių, tarp jų ir vėžinių, dalijimasis. Metotreksatas yra folio rūgšties antimetabolitas– antagonistas. Nekonkurencinis F inhibavimas. Nekonkurenciniai inhibitoriai jungiasi ne prie F AC, o prie kitos F vietos, bet sukelia AC erdvinės struktūros pokyčius, sumažindami jo katalizinį aktyvumą. Šių inhibitorių struktūra yra nepanaši į S struktūrą. Nekonkurencinis inhibitorius gali jungtis tiek prie F, tiek prie FS komplekso. Skirtingai nuo konkurencinio inhibavimo, čia gali susidaryti trigubas kompleksas FSJ. Fermentinės reakcijos greičio priklausomybė nuo S koncentracijos rodo, kad nekonkurentinio inhibavimo atveju Vmax nepasiekiama, o Km–išlieka ta pati. Veikiant nekonkurenciniams inhibitoriams, dalis F inaktyvuojama, sumažėja fermentinės reakcijos greitis, o tuo pačiu sumažėja ir Vmax. Bekonkurencinis F inhibavimas gali vykti, kai fermentinėje reakcijoje dalyvauja du ir daugiau S. F, katalizuojančio tokias reakcijas, AC paprastai yra keli S prisijungimo centrai. Esant šio tipo inhibavimui, I prisijungia prie viename iš AC-e jau susidariusio FS komplekso. Dėl trigubo komplekso FSI susidarymo sulėtėja reakcijos greitis, sumažėja Vmax ir sumažėja Km. Mišrusis F inhibavimas: Būdingas reakcijoms, kuriose dalyvauja du ir daugiau S, Šiuo atveju I jungiasi ir prie laisvo F ir prie FS komplekso EI+S. I jungiasi prie tam tikros AC vietos, prie kurios nesijungia S. Mišriojo inhibavimo metu sumažėja Vmax ir padidėja Km. 21. Negrįžtamasis F inhibavimas. reaktyvatoriai - medžiagos, negrįžtamai inhibuojančios F, dažniausiai patvariais kovalentiniais ryšiaisjungiasi su F AC esančiomis AR, Diizopropilfluorfosfatas (DIFP) jungiasi su F AC esančia Ser OH ir negrįžtamai inhibuoja fermentą. Alkilinimo reagentas jodacetatas jungiasi su FAC esančio CysSH–grupe ir negrįžtamai jį inhibuoja. Negrįžtamieji inhibitoriai yra stiprūs nuodai. Prisijungę prie F, jie jį inhibuoja visam laikui. Ar paveikta tokiu inhibitoriumi ląstelė išgyvens priklauso nuo to kiek liko neinhibuoto F, kaip greitai sintetinamos naujos F molekulės. Negrįžtamieji inhibitoriai naudojami: žemės ūkyje kovojant su žemės ūkio kenkėjais, kariniams tikslams kaip cheminis ginklas, kai kurie jų nedidelėmis koncentracijomis naudojami kaip vaistai, nervus paralyžiuojančios dujos zarinas yra DIFP struktūrinis analogas: Šiam fosforoorganiniam junginiui būdingas stiprus neurotoksinis poveikis, nes jis negrįžtamai inhibuoja F acetilcholinesterazę. Šis F katalizuoja acetilcholino hidrolizę: acetilcholinas kaupiasi, jo vis daugėja, stipriai sužadinama nervųsistema, atsiranda traukuliai, nervų paralyžius ir organizmas žūva. Kai kurie negrįžtamieji AchE inhibitoriai mažomis dozėmis naudojami kaip vaistai: arminas (Arminum) naudojamas kaip akims lašai sergant glaukoma, aminostigminas (Aminostigminum) –naudojamas kaip priešnuodis apsinuodijus m-cholinolitinėmis medžiagomis tarp jų ir augalais, turinčiais į atropiną panašių alkaloidų. Šis preparatas leidžiamas įraumenis arba įveną. “Savižudybės“inaktyvatoriai -tai medžiagos, kurios veikiant fermentui virsta negrįžtamaisiais inhibitoriais, todėl negrįžtamai inhibuoja patį F. „Savižudybės“ inaktyvatorius F atpažįsta kaip S-tus, todėl fermentinės katalizės reakcijos gali vykti. Reakcijos metu F juos paverčia negrįžtamaisiais I, kurie lieka susijungę su FAC ir negrįžtamai inhibuoja F. „Savižudybės“ I panaudojami kuriant naujus vaistus. Jie veikia tam tikrus F ir yra gana specifiški. Negrįžtamieji I yra cianidai (CN-), kurie jungiasi su F, turinčiais metalo jonų (Fe3+, Cu2+ir kt.), kvėpavimo grandinės F citochromoksidazė turi Fe3+ ir Cu2+ jonų. Inhibavus šį F, nutrūksta elektronų judėjimas kvėpavimo grandine, energijos gavyba ir ląstelės bei organizmas gali žūti. Intoksikacijos dydis priklauso nuo nuodo koncentracijos. Negrįžtamasis I yra ir antibiotikas penicilinas. Jis inhibuoja bakterijų F transpeptidazę, kuris dalyvauja sintetinant bakterijos membranos baltymus. Negrįžtamasis I yra aspirinas, kuris acetilina F ciklooksigenazės AC esantį Ser. Šis F dalyvauja prostaglandinų sintezėje. Aspirinas vartojamas kaip priešuždegiminė, analgetinė, antipiretinė priemonė. Negrįžtamieji I yra sunkiųjų metalų jonai, pvz., Hg, Pb, Cd, As. Jie kovalentiškai prisijungia prie FAC esančių SH–grupių, todėl yra labai toksiški. Reaktyvatoriai – negrįžtamųjų I poveikį galima panaikinti tik įvedus medžiagų, kurios prisijungia I tvirčiau nei F. Kai kurie reaktyvatoriai yra vaistai., pvz., Dipiridoksinas (Dipiridoxinum), Izonitrozinas (Isonitrozinum), Aloksimas (Alloximum) yra AchE reaktyvatoriai. Jie naudojami kaip priešnuodžiai apsinuodijus fosforo organiniais junginiais, pvz., kariniais tikslais naudojamomis nervus paraliuojančiomis dujomis zarinu, zamanu, sevinu. Minėti junginiai defosforilina fosforilintą AchE ir F aktyvumas atsistato. Apsinuodijus sunkiaisiais metalais kaip priešnuodžiai naudojami reaktyvatoriai. SH-grupes turintis cisteinas, dimerkapto-propanolis, trikarboksirūgštis–citrinos rūgštis, EDTA (etilendiaminotetraactorūgštis). 22. Izofermentai. Fermentu aktyvumo nustatymo panaudojimas susirgimu diagnostikai - tai F katalizuojantys tokią pačią cheminę reakcijątam tikros rūšies organizmuose, bet besiskiriantys struktūra ir katalizinėmis savybėmis. Izofermentai–tai F molekulinės formos. Šis skirtumas yra apspręstas genetiškai. Izofermentai skiriasi baltymo pirmine struktūra, o tuo pačiu ir fizikinėmis- cheminėmis savybėmis. Izofermentai yra sudaryti iš dviejų ar daugiau vienodų arba skirtingų subvienetų. Ryšiai tarp subvienetų yra nekovalentiniai, todėl šie F gana lengvai disocijuoja į subvienetus. Laktatdehidrogenazė (LDH), Flaktatdehidrogenazė (LDH) turi 5 izofermentines formas (izofermentus). Kiekvienas izofermentas sudarytas iš 4 subvienetų. Subvienetai yra 2 tipų: H -tipo(nuo angl. heart–širdis), M –tipo (nuo angl. muscle–raumenys). Iš šių subvienetų gali būti sudaryti tokie skirtingi deriniai: LDH1–HHHH, LDH2–HHHM, LDH3–HHMM, LDH4 –HMMM, LDH5–MMMM. LDH izofermentams būdingas beveik vienodas fermentinis aktyvumas. Jie skiriasi fizikinėmis- cheminėmis savybėmis: molekuline mase, elektroforetiniu judrumu, giminingumu substratui, aktyvikių ir inhibitorių poveikiu jiems. Išskirti LDH izofermentus galima panaudojant elektroforezę. Kiekviename audinyje yra jam būdingas LDH izofermentų rinkinys tam tikrais kiekiais. Pvz.: širdies raumenyje daugiausia yra LDH1, kepenyse daugiausia yra LDH. LDH izofermentų sudėtis ir kiekis kraujo serume nustatomas klinikoje diagnozuojant ligas. Pažeidus audinius ir organus padidėja ląstelių membranų pralaidumas ir F iš organų ir audinių ląstelių patenka į kraują. Jei kraujyje padidėja LDH1 ir LDH2 kiekis galima manyti, kad yra pažeistas širdies raumuo (pvz., miokardo infarkto atveju), jei padidėja LDH5 kiekis, galima manyti, kad pažeistos kepenys (pvz., hepatito atveju). Miokardo infarkto atveju didžiausias LDH1 ir LDH2 kiekis stebimas praėjus 2 paroms po MI.Vėliau šių izofermentų kiekis mažėja ir grįžta į normą. Fosfokreatinkinazė (PKK) yra dimerassudarytas iš dviejų tipų subvienetų: M(muscles), B(brain), BB tipo PKK aptinkama smegenų ląstelėse, MB ir MM tipo izofermentų- miokarde. MM tipo -tik griaučių raumenyse. MI diagnozuoti tiriamas PKK MB izofermentų kiekis kraujyje. Didžiausias šio fermento kiekis aptinkamas praėjus 20 val. po MI. Praėjus 60 val. PKK MB kiekis grįžta į normą. PKK MB tipo izofermentas yra specifiškesnis miokardo pažeidimo rodiklis nei LDH ir tinka įvertinti miokardo pažeidimą ankstyvųjų MI stadijų metu. LDH maksimalus aktyvumas būna praėjus 2 paroms po MI. Izofermentai yra nevienodai pasiskirstę ne tiktai audiniuose, bet ir ląstelės organoiduose. Jei ta pati reakcija vyksta įvairiose ląstelės dalyse, pvz. Citoplazmoje ir mitochondrijose, tai ją paprastai katalizuoja skirtingi izofermentai, kepenų ląstelėse yra du karbamoilfosfato sintetazės izofermentai: mitochondrijose− karbamoilfosfato sintetazėI, citozplazmoje– karbamoilfosfato sintetazėII. Abu fermentai sintetina karbamoilfosfatą, bet skirtingam tikslui: mitochondrijose šis junginys naudojamas karbamido (ureos) sintezei, citoplazmoje– pirimidino nukleotidams sintetinti. 23. Pasyvioji pernasa. Palengvinta pernasa. Baltymai nesikliai ir kanalu baltymai. Jonu kanalai. Pernasa kuriai en nereikia. Tam tikros molekules skverbiasi pro plazmine membr pagal konc grad. Difuzija- esant pastoviai t, priklauso nuo pernesamo jung konc grad. Palengvintoji pernasa. Vyksta pagal pernesamo jung konc grad, taciau tarpininkaujant membr balt. Pernasos balt tipai: balt nesikliai- integraliniai membr balt, kuriu ardvine strukt prisijungus pernesamajam jung kinta taip kad jung pernesamas pro membr ir išskiriamas i citoplazma. Kanalo balt- neprijungia pernesamojo jung, bet sudaro pora, per kuria sis jung patenka i last. Greitesne negu pernasa per nesiklius. Jonu kanalai. Kanalai atrankiai laidus tam tikriems jonams. Pro spec jonu kanalus Na +, K+, Ca 2+ ir Cl- patenka y last. Kanalai laidus jonams tik pagal konc grad, todel pernasai nenaude n. Kanalu laidumas reguliuojamas pagal reguliuojančius veiksnius: 1. el pot reguliuojami kanalai; 2.mech valdomi kanalai; 3. ligandais reguliuojami kanalai. 24. Aktyvioji pernasa pro membranas. Na+/K+ siurblys, Ca siurblys, Na – Ca nesiklis, sirdi veikiančiu glikozidu veikimo mech. Pirmine, antrine, tretine pernasa. Na /K siurblys vad NaK- ATPaze, nes kiekvienos pernasos ciklui ji sskaido ATP. Na/K siurbly sudarytas is 2 subvnt- didžiojo ir mazojo. 1. Na/K siurblys palaiko Na ir K konc grad, išlaiko sal kuri butina gyvybei palaikyti. 2, Na/K siurblys yra elektrogeniskas. Jo veikla priklauso nuo: ATp kiekio; jonu konc grad abipus membr; t, mazejant t veikla letena arba visaj užgesta, didėjant- veikla didėja (ne iki begalybes nes balt denatūruoja); tam tikros chem medz aktyvina veikla, sirdy veikiantys glikozidai slopina Na/K siurblio veikima. Sio siurblio sukurtas Na ir K grad sulaiko H2O srauta i last ir apsaugo ja nuo brinkimo. Sirdi veikiančiu glikozidu veik mech. Sie glikozidai inhibuoja Na/K siurblio defosforilinima, todel sutrikdo Na ir K mainus. Na grad sumazeja ir negali citoplazmoje palaikyti mazos Ca 2+ konc, kuria sukuria Ca2+ atpaze ir Na-Ca nesiklis. Ca2+ patenka i miokardo last citoplazma ir didina sirdies raumens susitraukimo jega. Ca2+ siurblys. Na- Ca nesiklis. Aktyvi pernasa. Ca siurblys pan y Na/K siurbli nes koduojančiu genu strukt yra pan. Jo tam tikra dalis Ca per ansos metu yra fosforilinama ir defosforilinama. Na-Ca nesiklis. Naudojama Na elektrochem grad en. Jis itraukia 3 Na jonus mainais i kiekviena išstumiama Ca kona. Na grad atkuria Na/K siurblys panaudodamas ATP en. Ca pernasos sist: citoplazmoje maza Ca jonu konc paliko 2 kartu veikiančios sist- Ca-ATPaze ir Ca-Na nesiklis. Atsiszvelgiant i tai, kuriam pernasos etapui sunaudojama en, akt pernasa gali buti: pirmine- jos metu en panaudojama tam tikro jung arba jono pernasai (Na/K siurblys) antrine- tam tikram jung pernesti pro membr en tiesiogiai nenaudojama, bet ji jau buvo panaudota sudaryti jonu gradienta, kuri syra butinas siai pernasai. Tretine –ja palaiko antrine pernasa. Susijusi su tos pacios krypties jonu pernasa. 25. Medziagu ir E apykaitos bendra charakteristika. Katabolizmas ir anabolizmas. Lasteles E resursai. Pagrindiniu maisto medziagu katabolizmo schema, stadijos. Katabolizmas – sudėtingų molekulių skaidymas į mažesnes. Anabolizmas – sudėtingų molekulių sudarymas iš paprastesnių. Katabolizmo metu išsiskiria energija, kuri kaupiama ATP pavidalu. Be to katabolinizmo metu susidaro paprasti metabolitai, kurie gali būti panaudoti kaip pradinės medžiagos monomerų ir makromolekulių sintezei. Anabolinių r-jų metu ATP sunaudojama, susidaro ADP ir (P)n. Pagrindiniai resursai ląstelėse yra monosacharidai, amino rg., glicerolis ir riebalų rg. Pagrindiniai energijos šaltiniai yra riebalai ir angliavandeniai. Riebalai kaupiami riebaliniame audinyje. Rieb. audinys esant reikalui aprūpina kitus organus ir audinius energetiniais substratais – gliceroliu ir RR. Glicerolis ir RR patenka į kraują hidrolizuojant riebalinio audinio riebalus. Riebalų skaidymas vadinamas riebalų mobilizacija. Glikogenas kaupiamas kepenyse ir raumenyse. Tačiau tik kepenyse glikogenas gali būti skaidomas iki laisvos gliukozės, patekti į kraują, oper jį kitus aud. ir organus. Organizmui badaujant, kepenyse sukauptos glikogeno atsargos sunaudojamos per 1 parą. Raumenyse sukauptas glikogenas suskaidomas tik iki G-6-P, nes čia nėra F G-6-fosfatazės. Pereiti ląst. membr. gali tik laisva Glc.I – oji stadija – paruošiamoji. Biopolimerai paverčiami monomerais. Šios stadijos metu baltymai skaidomi iki amino rg., o angliavandeniai iki gliukozės, riebalai – iki glicerolio ir riebalų rg. Šią stadiją vykdo žarnyno hidrolizės arba ląst. viduje esančios hidrolizės.II – oji stadija tai dalinis monomeru skilimas iki bendro acetil CoA. Šios stadijos metu išsiskiria 20% energijos sukauptos substrate. Daugelis r-jų vyksta citoplazmoje, o paskutinės r-jos – mitochondrijose. R-jų metu išsiskiria H, kurį tuoj pat prijungia NAD+ ir FAD, susidaro NADH + H+ ir FADH2. Išsiskiria CO2.III – oji stadija, įvairūs kataboliniai keliai susilieja į Krebso ciklą ir su juo susijusią kvėpavimo grandinę Krebso ciklo metu išsiskiria H, kurį tuoj pat prijungia NAD+ ir FAD, susidaro NADH + H+ ir FADH2. Krebso cikle išsiskiria CO2. Tačiau H2O nesusidaro. Jis susidaro kvėpavimo grandinėje. Šios stadijos metu išsiskiria 80% energijos, sukauptos substrate. Vyksta mitochondrijose. 26. Mitochondriju kvėpavimo grandinės struktūra ir funkcijos. Kvepavimo grandines substratai ir inhibitoriai. Kvėpavimo grandinė tai e–nešiklių fermentinė sistema, kurios pgr funkcija- pernešti e–nuo oksiduojamų NADH ir FADH2 ant O2 ir palengva išlaisvinti juose sukauptą E. NADH ir FADH2 yra kvėpavimo gr substratai. Jie susidaro dehidrinant oksiduojamas medžiagas.Kvėpavimo gr komponentai yra vidinėje mitochondrijų membranoje. Galinis e–akceptorius yra O2, galinis bio oksidacijos produktas- H2O. Kad palaipsniui išlaisvinti E, e–nešiklių sistemos komponentai yra išsidėstę tartum konvejeryje pagal didėjantį oks/red potencialą. E naudojama H+ pernešti pro vidinę mitochondrijos membraną, o susidaręs protonų potencialas -sintetinti ATP. Kvėpavimo gr sudaro 4 fermentų kompleksai: I (dar vad NADH-dehidrogenaze, NADH-CoQreduktaze) Jo prostetinės grupės yra FMN, Fe-S centrai, F-ja-pernešti e–nuo NADH ant CoQ. II (dar vad sukcinatoDH, sukcinato-ubichinonoreduktaze). Jo prostetinės grupės yra FAD, Fe-S centrai. F-ja-pernešti e–nuo sukcinato ant CoQ. III (dar vad citochromų b –c1 kompleksu, ubichinolio–citochromoc reduktaze). Jo prost grupės yra Fe-S centrai, citochromo b 562 hemas, citochromo b566 hemas, citochromoc 1hemas. F-ja pernešti e– nuo ubichinolio ant citochromo c. IV (dar vad citochromų a a 3 kompleksu, citochromoksidaze). Jo prost grupės yra citochromo a hemas, citochromo a3 hemas, Cu jonai. F-ja pernešti e–nuo citochromo c ant deguonies (O2)Citochromai - raudonos spalvos hemproteinai, kurių molekulėse yra tvirtai prijungtas hemas. Hemo Fe oks laipsnis - nuo 3+ iki 2+, todėl ji gali prisijungti ir atiduoti e–. Visi kompleksai turi apofermentus bei vieną ar kelias prost grupes, kurios gali prisijungti ir atiduoti e–Kompleksai sąveikauja dalyvaujant judriems e–nešikliams: CoQir citochromui c. Judrusis e–nešiklis CoQ–tai vienintelis kv. gr. komponentas, nesujungtas su baltymu. Judrusis e–nešiklis citochromas c yra hidrofilinis periferinis baltymas silpnai prisitvirtinęs prie mitoch vidinės membranos išorinės pusės. Skiriasi citochromai baltymine dalimi, kuri turi įtakos oks/red potencialo dydžiui ir skirtinga spinduliuotės sugertimi. Pgl bangų ilgį: citochromas a sugeria ilgų bangų spinduliuotę, cit b , citochromas c . Citochromoksidazė katalizuoja O2 redukcijos reakciją, kurios metu susidaro H2 (į citochromoksidazės sudėtį įeina tam tikras bimetalis centras, kurį udaro hemoFe3+/2+ ir Cu 2+/1+jonai, jis geba prisijungti O2 ir ten jį sulaikyti tol, kol prisijungia visi 4 e–). Kvėpavimo grandinės inhibitoriai. Šie inhibitoriai nutraukia e–srauto judėjimą kvėpavimo grandine, sąveikauja su vienu iš kompl. Nuodai. Jų poveikis priklauso nuo jų kiekio, inhibuojamo komplekso ir sąveikos patvarumo. Rotenonas (žuvų nuodas) ir amitalis (barbamilis, migdomasis preparatas priklausantis barbitūratams), yra I komplekso inhibitoriai (e– negali patekti nuo NADH, todėl NADH kaupiasi ir sumažėja visų NAD priklausomų DH ( t.y. F, kurie turi kofermentą NAD) aktyvumas; Nėra lb nuodingi, nes inhibavus I kompleksą, II kompleksas ir kt. kv. gr. kompleksai lieka aktyvūs ir e–nuo FADH2 teka kvėpavimo grandine. Taigi FAD priklausomos DH–sukinat DHir GOPDH lieka aktyvios. Tuomet oksiduojami S sukcinatas ir GOPIII komplekso inhibitorius antibiotikas aktinomicinasA yra nuodingesnis, nes nutraukia e–tekėjimą ir nuo NADH ir nuo FADH2. Beveik visiškai sustabdo audinių kvėpavimą, ima trūkti oksiduotų kof NAD+ ir FAD, ir tiek NAD priklausomos DH, tiek FAD priklausomos DH tampa neaktyviomis. e–tekėjimas kv. gr. įmanomas, jei jie nuo medžiagos tiesiogiai patenkaį IV kompleksą t.y. po bloko. Tokia medžiaga yra pvz. askorbo rūgštis (vitaminas C). Inhibitoriai, kurie inhibuoja IV kompleksą nuodingiausi, nes tuomet e–tekėjimas kv. gr. visiškai nutrūksta ir audinių kvėpavimas irgi visiškai sustoja. Tokios medžiagos yra CN–, CO, NaN3. Nesusidaro protonų potencialas ant membranos, nevyksta oksidacinis fosforilinimas, nutrūksta ATP sintezė ir ląstelės žūva dėl E trūkumo. Šios medžiagos sukelia O2 bado efektą, nors iš tikrųjų O2 yra pakankamai, o yra E badas. Cianidai(CN–)yra labai stiprūs nuodai. Pažeidus kaulavaisių kauliuką, amigdalinas skyla, išskirdamas cianidus. Labai nuodinga medžiaga yra ir smalkės (CO) Jos jungiasi su visais hemproteinais (t.y. citochromais, Hb, Mb), bet tvirčiausiai su citochromoksidaze(IV kompleksu). Todėl nutrūksta e–pernaša kv. gr, energijos gavyba ir ląstelės žūva. 27. Oksidacinis ir substratinis fosforilinimas ATP susidaro fosforilinant ADP: ADP + Pn→ATP + H2O (ΔG°=+ 7,4 kcal/mol). ATP sintezė gali vykti jei: ADP fosforilinimas yra susijęs (konjuguotas) su kito makroenerginio junginio hidrolize, kurios metu išsiskiria daugiau negu 7,4 kcal/mol E. Jei ATP sintezė yra konjuguota su kito makroenerginio junginio hidrolize, toks fosforilinimo būdas vad substratiniu fosforilinimu. naud oksidacijos metu M išlaisvinta E. Sintetinant ATP šiuo būdu makroenerginė fosfato grupė yra pernešama nuo makroenerginio S ant ADP, nedalyvaujant kvėpavimo grandinei ir su juo susijusiam oksidaciniam fosforilinimui. Jei E, reikalingą ATP sintezei, tiekia kvėpavimo gr vykstantys oks– red procesai, vad oksidaciniu fosforilinimu. Mitčelo chemoosmosinė hipotezė. Šios hipotezės esmė yra teiginys, kad M kvėpavimą su fosforilinimu (t.y. ATP sinteze) sieja elektrocheminis protonų potencialas, kuris susidaro ant vidinės M membranos. M vidinė membrana yra nelaidi H+. Manoma, kad H+ pernašoje dalyvauja baltymai, kertantys membraną - protonų (H+) siurbliai. e–pernaša kv. gr. sukelia H+ pernašą iš matrikso į tarpmembraninę ertmę. E kaupiama elektrocheminio protonų potencialo (ΔμΗ+) pavidalu H+ perneša I, III ir IV kompleksai. Vykstant medžiagų apykaitai kv. gr. teka nenutrūkstantis e– srautas, todėl H+ išstumiami iš M matrikso pro vid M membraną į tarpmembraninę ertmę. Susidaro H+ konc skirtumas abejose M vid membranos pusėse ΔpH. Kadangi H+ turi teig krūvį ir jie yra pernešami pro M vid membraną, jos išorinė pusė įgyja teigiamą krūvį, o vidinė pusė – neigiamą, susidaro ΔΨ. Nepažeistose M membranose ΔμΗ+ yra apie 0,22 V. Šis potencialas nėra pastovus. Susidaręs ΔμΗ+ naudojamas: ATP sintezei iš ADP ir Pn t.y. oksidaciniam fosforilinimui. ATP sintezė vyksta veikiant vidinės mitochondrijos membranos F-tui ATP-sintazei; osmosiniam darbui atlikti, t.y. jonams pernešti pro vidinę M membraną, pvz., fosfato jonus; NADPH sintetinti; išsisklaido kaip šiluma. Chemoosmosinė hipotezė teigia, kad H+, susidarius atitinkamam ΔμΗ+, skverbiasi atgal į M matriksą per ATP-sintazę. Tai aktyvina ATP-sintazę, kuri fosforilina ADP. Sintetinta ATP pernešama į tarpmembraninį tarpą, dalyvaujant adenino n/t nešikliui, esančiam vidinėje M membranoje.Šis nešiklis keičia 1 molekulę ATP į 1molekulę ADP. Kadangi sintezės procesai vyksta citoplazmoje, ATP būtina pernešti iš M matrikso į citoplazmą. ATP-sintazė yra sudėtingas F, kurį sudaro 3 subvienetai: membraną kertantis protonų kanalas, žymimas simboliu Fo, jungtis, katalizinis subvienetas F1. Simbolis Fo pažymi, kad ši ATP-sintazės dalis yra inhibuojama klasikiniu oksidacinio fosforilinimo inhibitoriumi a/b oligomicinu. 28. Oksidacijos ir fosforilinimo procesų atskyrimas. Skyrikliai Proporcijos tarp oksidacijos ir fosforilinimo sutrikimas vad atskyrimu. Jį sukelia: skyrikliai (diskonjugatoriais); veiksniai, kurie pažeidžia M membranos vientisumą. Skyrikliai - tai medžiagos, veikiančios kvėpavimo ir fosforilinimo konjugaciją, t.y. į elektrocheminį protonų potencialą ΔμΗ+. Skyriklių veikimo esmė yra tame, kad jie yra katijonų (H+ir kt. jonų) nešikliai per membraną. Jiems veikiant su AMPkiekis. AMPaktyvina Glc skaidymo kelią – glikolizę. Dėl intensyviai vykstančios glikolizės kraujyje pa> pieno r kiekis ir prasideda acidozė. Protonoforų savybės būdingos: antikoaguliantams dikumaroliui ir fenilinui; tiroksinui ir trijodtironinui; benzimidazolo dariniams; fenilhidrazino dariniams. Jonoforai pa> vid M membranos laidumą H+ ir kt. Jonams; pa> vid M membranos laidumą tiktai kokiam nors katijonui (pvz., Na+arba K+). Valinomicinas yra ciklinės formos molekulė gerai tirpi lipiduose. Ji įsitvirtina M vidinėje membranoje ir perneša K+ iš išorinės aplinkos į M vidų.Tai panaikina elektrinį potencialą (ΔΨ), tačiau lieka ΔpH. Valinomicinas sukelia stiprų ΔμΗ+ potencialo su50%), glikolizė(25%), pentozinis GLC skaidymo kelias(2%), gliukogenolizė(18%). Metab. kelių aktyvumas organuose ir audiniuose skiriasi. G-6-P yra polinis ir į krauja iš ląst. patekti negali, gali tik laisva GLC 31. Anaerobinis Glc skaidymas. Glikolizė. Glikolizė–tai anaerobinis Glc skaidymas susidarant 2molekulėms pieno rūgšties. Šį metabolinį kelią katalizuoja 11 F. Jie sudaro funkcinę fermentų sistemą. Glikolizė vyksta ląstelių citoplazmoje Glikolizės reakcijų seka. 1. Glc fosforilinimas. Heksokinazė yra alosterinis F. Heksokinazę inhibuoja G-6-P. Jis yra F alosterinis inhibitorius. Kepenų ląstelėse veikia ir heksokinazės izofermentas gliukokinazė Gliukokinazės giminingumas Glc

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!