Классификация простых белков, их характеристика (альбумины, глобулины, гистоны, протамины, протеиноиды). Физико – химические свойства простых белков

Свободнорадикальное окисление. Понятие о перекисном окислении липидов.

У пациента с острыми болями в области сердца было установлено увеличение активности аминотрансфераз в крови. Активность какой из аминотрасфераз в наибольшей стапени увеличивается при этой патологии? Напишите реакцию, катализируемую этим ферментом, укажите кофермент.

1. Классификация простых белков - альбумины, глобулины, гистоны, протамины, протеиноиды. Содержат только белковую часть.

Альбумины - глобулярные белки, молекулярная масса 70 000, растворимы в воде, ИЭТ 5, высаливаются 100% сульфатом аммония, синтез в печени.

Функции альбуминов - депо белка в организме, осморегуляция, неспецифическая защита, транспорт лекарств, металлов, холестерина, билирубина, желчных пигментов, гормонов.

Глобулины - глобулярные белки, молекулярная масса 150 000 дальтон, растворимы в солевых растворах, ИЭТ 7, имеют ряд фракций, высаливаются 50% сульфатом аммония, синтезируются в печени и В-лимфоцитах.

Функции глобулинов - ферменты, транспорт витаминов, гормонов, металлов, защита (иммунитет), γ-глобулины являются антителами.

Гистоны - связаны с ДНК, молекулярная масса 20 000, ИЭТ 8, богаты лиз, арг, гис, имеют положительный заряд, содержат тирозин, защищают ДНК от нуклеаз.

Протамины - молекулярная масса 5000, ИЭТ 11, содержат много арг, лиз, имеют положительный заряд, не содержат тирозин, являются белковым компонентом нуклеопротеинов.

Проламины и глютелины - белки растительного происхождения, содержатся в семенах злаков, растворимы в 60-80% водном растворе, а другие простые белки выпадают в осадок, проламины содержат 20-25% глу и 10-15% пролина.

Протеиноиды. Фибриллярные белки: коллаген, эластин, кератины.

Треть общего белка организма приходится на коллаген – основной белок соединительной ткани, молекулярная масса коллагена 300 000, Содержится в: коже, роговице, костях. АМК состав коллагена - глицин -30%, гидроксипролин – 15%, пролин – 5%.

Строение коллагена - молекула коллагена состоит из 3 полипептидных цепей, в каждой примерно 1000 АМК, вторичная структура коллагена – 3 спирали перевиты друг с другом, образуя плотный жгут (тропоколлаген), все 3 цепи параллельны, то есть на одном конце коллагена N-концы цепей, а на другом С-концы. Молекулы коллагена, соединяясь, образуют микрофибриллы, из них образуются пучки волокон. Тройная спираль коллагена стабилизируется межцепочечными сшивками между лизиновыми и гидроксилизиновыми остатками. Гидроксипролин стабилизирует тройную спираль коллагена по отношению к действию протеиназ и действию протеолитических ферментов.

Уникальная особенность метаболизма гидроксипролина - эта АМК, входящая в состав белков пищи, не включается в коллаген, пищевой пролин является предшественником гидроксипролина в составе коллагена. На каждый моль гидроксилированного пролина декарбоксилируется 1 моль α-кетоглутарата с образованием сукцината. В результате реакции один атом кислорода поступает в сукцинат, а другой в пролин. Известно 19 типов коллагена.

Определённую роль в синтезе коллагена играют белки-шапероны, обеспечивающие «контроль качества» коллагена.

Ряд заболеваний связан с нарушением синтеза коллагена. Основная причина - мутации. Заболевания, связанные с нарушением синтеза коллагена - несовершенный остеогенез, хондродисплазии, семейная аневризма аорты.

По мере старения - фибриллы коллагена становятся более жёсткими и хрупкими, меняются свойства хрящей, сухожилий, роговицы.

Эластин - гликопротеин с множеством гидрофобных АМК, сеть полипептидных цепей, поперечно-связанных остатками десмозина, фибриллы эластина хорошо растягиваются, эластичность возникает за счёт наличия гибкой случайной конформации молекул эластина и большого количества эластичных сшивок, молекулярная масса 72 000 дальтон, основной структурный компонент эластических волокон, входит в состав кровеносных сосудов, связок, артерий.

α-кератины образуют волосы, шерсть, перья, рога, когти, чешую, наружный слой кожи. Строение α-кератинов - 3 α-спирали в волосе скручены одна вокруг другой, нерастворимы в воде, так как в их составе преобладают АМК с неполярными радикалами, на поверхности фибрилл находится большое количество гидрофобных радикалов.

2. Свободнорадикальное окисление.

Использование кислорода в организме. До 80-90% фонда кислорода расходуется на окисление субстратов в митохондриальной дыхательной цепи. Помимо тканевого дыхания кислород расходуется в реакциях микросомального окисления, в реакциях, катализируемых оксигеназами, монооксигеназами, диоксигеназами.

Свободный радикал – молекула с неспаренным электроном на орбите. Избыток кислорода повреждает мембраны.
При гипероксии образуются свободные радикалы. Свободнорадикальное окисление – универсальный процесс, сопровождающий нормальную жизнедеятельность и активирующийся при патологии. Свободные радикалы образуются в живом организме в результате естественного метаболизма кислорода, а также в процессе окислительно-восстановительных превращений различных эндогенных субстратов, лекарств, ксенобиотиков. При физиологических условиях 5-6% потребляемого кислорода восстанавливается до О2.

Активные формы кислорода - перекись водорода, свободные радикалы: супероксидрадикал, гидроксилрадикал, оксид азота.

Активность форм кислорода. Свободные радикалы - промежуточные продукты нормального метаболизма.
Образуются: при синтезе простагландинов, при синтезе стероидных гормонов, в дыхательной цепи, в цепи микросомального окисления, при фагоцитозе.

Образование активных форм кислорода

При восстановлении кислорода до воды образуются активные формы кислорода. Конечным этапом четырёхэлектронного восстановления кислорода является вода. Суммарно: О2 + 4ē + 4Н → 2 Н2О

Токсичность кислорода. Свободные радикалы вовлекаются в механизмы, повышающие выживаемость клеток в неблагоприятных условиях, а снижение генерации свободных радикалов в организме способствует ослаблению клеточного иммунитета.

Пути образования супероксидрадикалов.

Ферментативные. Супероксидрадикал может продуцироваться в клетках ферментами: ксантиноксидазой, НАДФ-оксидазой, альдегидоксидазой, дигидрооротатоксидазой. Источник супероксидрадикала – убихинон. В процессе одноэлектронного восстановления кислорода. Под влиянием УФО. Путём взаимодействия кислорода с ионами металлов переменной валентности.

Неферментативные пути - спонтанное окисление некоторых соединений: гидрохинонов, катехоламинов, лейкофлавинов, тетрагидроптеринов, фередоксина.

Гидрофильный супероксидрадикал не может покидать клетку и накапливается в цитоплазме. Его превращения приводят к образованию ряда активных окислителей. Супероксидрадикал способен активировать NO-синтазу, которая образует в тканях NO-радикал.

Оксид азота - вазодилятатор, антикоагулянт, снижает проницаемость сосудов, вторичный посредник: активирует растворимую гуанилатциклазу, продукт которой цГМФ проявляет вазодилятаторные свойства.

Супероксидрадикал способен снижать содержание оксида азота, превращая его в пероксинитрит ONOOH.

Пероксинитрит - может индуцировать апоптоз, в ходе распада может превращаться гидроксилрадикал. Токсичность нитратов и нитритов. Основное повреждающее и токсическое действие нитратов и нитритов осуществляется на стадии превращения нитритов в оксид азота. Нитриты стимулируют развитие лейкозов.

Перекисное окисление липидов физиологически необходимо для - синтеза простагландинов, синтеза лейкотриенов, фагоцитоза, пиноцитоза.

Тетрада ПОЛ - повреждение мембран и других липопротеинов, инактивация ферментов, подавление деления клеток, накопление инертных полимеров.

Для развития ПОЛ необходимо образование радикала жирной кислоты, лишённого атома водорода путём его отрыва. RH→R · → ROO· → ROOH Затем кислород внедряется в ПНЖК с образованием пероксидного радикала ROO·.ROO· с другой ПНЖК приводит к образованию гидропероксида ROOH и нового радикала R1 ·.Гидропероксиды липидов ROOH в присутствии ионов железа распадаются с образованием RО· и ·ОН, поддерживая СРО.

В тканях ПОЛ имеет цепной характер. В клетках накапливаются вторичные продукты ПОЛ: альдегиды, кетоны, спирты. Накопление вторичных продуктов ПОЛ ведёт к гибели клетки. Фосфолипиды мембран содержат много ПНЖК, они легко окисляются.

Модификация белковых фрагментов под действием альдегидов. ПОЛ in vivo катализируется гемовыми соединениями, липооксигеназами тромбоцитов, липооксигеназами лейкоцитов.

Активация ПОЛ играет роль в развитии многих патологических процессов - лучевые поражения, злокачественный рост, гипоксия, ишемия, атеросклероз, старение, стресс.

Резкое усиление СРО при недостаточности АОС приводит к развитию «оксидантного стресса» - один из общих механизмов повреждения тканей организма. В организме существует две системы защиты от чужеродных агентов: иммунная, фагоцитарная. Достоинство иммунной системы – специфичность её реакций. Преимущество фагоцитарной системы – быстрое реагирование.

Гидрофобный АО α-токоферол прерывает ПОЛ, инициируемое в гидрофобном пространстве клеточных мембран.

3. Ответ. Кофермент – витамин B6.

Билет 42.

Поиск по сайту: