 |
Транспорт липидов из кишечника в органы и ткани.
|
|
|
|
Образование хиломикронов в эпителиальных клетках кишечника, их строение и выведение в кровяное русло. Основные белки, входящие в состав хиломикронов, их роль. Транспорт липидов в кровеносной системе. Липопротеинлипазы. Судьба хиломикронов в кровяном русле и остатка хиломикрона в печени.
Липопротеины плазмы крови: липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины промежуточной плотности (ЛППП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП) и их роль в переносе триглицеридов, холестерина и его эфиров из печени к другим тканям, и в переносе холестерина из периферических тканей в печень. Этерификация холестерина. Белки липопротеинов различной плотности.
Жировая ткань и ее участие в обмене липидов. Распад триглицеридов в тканях на жирные кислоты и глицерин - тканевой липолиз, три-, ди-, моноацилглицеринлипазы. Гормональная регуляция тканевого липолиза - липолитический каскад.
Судьба глицерина, образовавшегося при расщеплении липидов; включение глицерина в гликолитические реакции.
Источники жирных кислот в периферических тканях.
Транспорт жирных кислот в крови и в цитоплазме клетки.
Окисление жирных кислот.
1) Активация жирных кислот, ацил-СоА-синтетаза.
2) Транспорт жирных кислот из цитоплазмы в митохондрии (схема
транспорта), роль карнитина в этом процессе, ацилкарнитин (основные свойства соединения); карнитинацилтрансферазы I (регуляция фермента) и II.
3) Окислительный распад жирных кислот (b-окисление):
последовательность реакций и ферменты, их катализирующие (ацил-СоА-дегидрогеназа, еноил-СоА-гидротаза, 3-гидроксиацил-дегидрогеназа, тиолаза: основные свойства ферментов, их классы, коферменты).
|
|
|
Стехиометрическое уравнение и энергетическая эффективность b-окисления жирных кислот. Сходство реакций β-окисления жирных кислот и цикла Кребса.
Окисление жирных кислот в пероксисомах.
Судьба ацетил-СоА.
Причины образования кетоновых тел (ацетоацетат, b-гидроксибутират и ацетон) в матриксе митохондрий клеток печени и биологическое значение этого процесса. Синтез кетоновых тел: последовательность реакций, ферменты, их катализирующие (кетоацил-СоА-тиолаза и деацилаза; гидроксиметил-глутарил-СоА-синтаза, гидроксиметил-глутарил-СоА-лиаза, β-гидроксибутиратдегидрогеназа), коферменты. Утилизация кетоновых тел. Содержание кетоновых тел как физиологический показатель.
Регуляция окисления жирных кислот и образования кетоновых тел.
Распад фосфолипидов в тканях: фосфолипазы А1, А2, С и D; активация фосфолипаз А2 и С в мембране. Фосфорилирование фосфатидилинозитола, образование двух вторичных мессенджеров - диацилглицерола (ДАГ) и инозитол-1,4,5-трис-фосфата (PIP2) под действием фосфолипазы С. Фосфоинозитидный каскад.
Пути увеличения концентрации Са2+ в цитоплазме (поступление ионов Са2+ в цитоплазму извне клетки, из эндоплазматического ретикулума и кальциосом), роль PIP2 в этом процессе. Са2+-регуляция. Активация протеинкиназы С под действием ДАГ и ионов Са2+. Биохимические и физиологические ответы на повышение уровня Са2+ и активацию протеинкиназы С. Кальмодулин (КМ): строение, биологическая роль. Са2+-КМ-зависимая протеинкиназа и ее биологическая роль.
Биосинтез жирных кислот. Источники ацетил-СоА и NADPH для синтеза жирных кислот. Образование пирувата из малата в адипоцитах: малик-фермент и его кофермент NADP+.
1) Челночный механизм переноса ацетильных групп из митохондрий в цитоплазму (цитрат-малат-пируватный челнок).
2) Образование малонил-СоА: ацетил-СоА-карбоксилаза (кофермент, регуляция активности фермента).
|
|
|
Синтазная система образования жирных кислот, строение мультиферментного комплекса.
1) Ацилпереносящиий белок (АПБ): структура, основные свойства.
2) Последовательность реакций:
2.1) присоединение ацетильной группы к остатку цистеина β-кето-АПБ-синтазы (малонил-ацетил-КоА-АПБ-трансфераза);
2.2) присоединение малонил-СоА к SH-группе АПБ (малонил-ацетил-КоА-АПБ-трансфераза));
2.3) конденсация с образованием ацетоацетильной группы (β-кетоацил-АПБ-синтаза);
2.4) восстановление ацетоацетил-АПБ (β-кетоацил-АПБ-редуктаза);
2.5) дегидратация β-гидроксиацил-АПБ (β-гидроксиацил-АПБ-дегидратаза);
2.6) восстановление двойной связи (еноил-АПБ-редуктаза);
2.7) перенос бутирильной группы на SH-группу β-кетоацил-АПБ-синтазы (кетоацил-АПБ-синтаза).
Наращивание цепи и завершение цикла. Стехиометрическое уравнение синтеза жирных кислот. Общие принципы синтеза длинных и ненасыщенных жирных кислот. Регуляция синтеза жирных кислот и их окисления. Сходства и различия между синтезом и окислением жирных кислот. Классы ферментов синтеза жирных кислот.
Синтез нейтральных жиров в организме: синтез фосфатидной кислоты, синтез триацилглицеридов.
Синтез фосфолипидов (2 стратегии синтеза).
Синтез холестерина: образование мевалоната из ацетилКоА, фосфорилирование мевалоната с образованием активированных изопренов (изопентенилпирофосфата и диметилаллилпирофосфата), образование скванена, образование циклической молекулы холестерина.
Внутриклеточная локализация метаболизма липидов.
Метаболизм аминокислот.
Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте: в ротовой полости, желудке, тонком кишечнике. Роль НСl в переваривании белков. Понятие зимогенов, протеолитические ферменты (пепсин, трипсин, химотрипсин, аминопептидазы, карбоксипептидазы), их активация и специфичность. Всасывание аминокислот и их перенос из кишечника в кровяное русло.
Распад тканевых белков. Различные классы протеиназ (сериновые, цистеиновые, аспартильные, металлозависимые). Распад белков в лизосомах; катепсины. Распад белков в протеосомах, и роль убиквитина в этом процессе. Ограниченный протеолиз белков – одна из форм посттрансляционной модификации (образование инсулина). Апоптоз клеток и роль каспаз в этом процессе.
|
|
|
Транспорт аминокислот в клетку.
Пути метаболического превращения (образования и распада) аминокислот в тканях.
Типы дезаминирования аминокислот.
1. Прямое неокислительное дезаминирование серина, треонина, цистеина и гистидина.
Прямое окислительное дезаминирование.
1.1. Оксидазы L- и D-аминокислот (глициноксидаза)
1.2. Окислительное дезаминирование глутамата. Глутаматдегидрогеназа: свойства и регуляция фермента, обратимость катализируемой реакции, её коферменты и роль в метаболизме аминокислот.
2. Непрямое дезаминирование аминокислот (трансаминирование):
2.1. Трансаминазы, механизм реакции, кофермент реакции пиридоксальфосфат (структура и роль в превращении аминокислот), роль a-кетоглутарата в процессе трансаминирования.
Свойства аммиака, пути его образования и результаты токсического действия.
Детоксикация аммиака:
Восстановительное аминирование в глутаматдегидрогеназной реакции. Транспортные системы переноса аммиака из периферических тканей в печень и почки; роль аминокислот (глутамина, аспарагина и аланина) в этом процессе. Глюкозо-аланиновый цикл.
Конечные продукты обмена азота и 3 способа их выведения из организма: а ммониотелия, уреотелия и урикотелия.
Синтез мочевины (цикл мочевины) - конечного продукта обмена азотистых соединений у млекопитающих: последовательность и локализация химических реакций; ферменты, катализирующие синтез мочевины; суммарное уравнение, энергетическая цена процесса, регуляция, биологическая роль.
Пути превращения углеродных скелетов аминокислот: через пируват и ацетил-СоА, через ацетил-СоА без образования пирувата, через a-кетоглутарат, сукцинил-СоА, фумарат и оксалоацетат; их включение в цикл Кребса. a-Кетокислоты - продукты распада аминокислот. Гликогенные и кетогенные аминокислоты.
Декарбоксилирование аминокислот (пиридоксальфосфатзависимое декарбоксилирование); механизм реакции. Образование биогенных аминов (триптамин, серотонин, гистамин, катехоламины: дофамин, норадреналин, адреналин) и других биологически активных веществ (g-аминомасляная кислота). Роль декарбоксилированных производных аминокислот в метаболизме. Инактивация биогенных аминов под действием моноаминоксидаз.
|
|
|
Заменимые и незаменимые для млекопитающих аминокислоты. Общие представления о синтезе заменимых аминокислот (из a-кетокислот (α-кетоглутарата, оксалоацетата и пирувата), из других аминокислот, из промежуточных продуктов метаболизма). Образование незаменимых для млекопитающих аминокислот.
Биологическая роль отдельных аминокислот.
Алифатические аминокислоты: структура, свойства, биологическая роль.
Дикарбоновые аминокислоты: структура, свойства, роль в формировании структуры белка и участие в обмене веществ.
Положительно заряженные аминокислоты: структура, свойства и биологическая роль.
Кислородсодержащие аминокислоты: структура, свойства, биологическая роль.
Ароматические аминокислоты: структура, свойства, биологическая роль.
Серосодержащие аминокислоты: структура, свойства, биологическая роль. Образование S-аденозилметионина, его структура и биологическая роль.
Глицин: структура, свойства, роль в формировании структуры белка и участие в обмене веществ.
Амиды: структура и биологическое значение.
Современная теория тканевого дыхания. Источник энергии АТР - перенос электронов от субстратов на кислород Коферменты - продукты окислительно-восстановительных реакций (NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH2, FMN/FMNH2) – универсальные акцепторы электронов.
Строение митохондрий. Локализация компонентов дыхательной цепи во внутренней мембране митохондрий. Строение дыхательной цепи: комплексы I-V. Генерация электрохимического потенциала на внутренней мембране митохондрий (хемиосмотическая теория Митчелла); энергия электрохимического потенциала (протон-движущая сила). Окислительное фосфорилирование (электрохимическая теория сопряжения в окислительном фосфорилировании).
Синтез АТР в аэробных клетках: обратимая АТФ-синтаза (Н+-АТРаза), ее строение (комплексы F0 и F1) и механизм действия (механизм вращательного катализа). Баланс между синтезом АТР и транспортом электронов в дыхательной цепи. Стехиометрические уравнения окисления NADH и убихинона кислородом. Адениннуклеотид- и фосфаттранслоказы.
Энергетическая эффективность окисления глюкозы, жирных кислот и аминокислот.
Соединения с высоким потенциалом переноса групп: их синтез и биологическое значение.Концепция фосфорильного потенциала. «Богатые энергией» соединения и метаболические пути, в которых они встречаются:
|
|
|
1) фосфокреатин: образование и распад в организме, креатинкиназная реакция, физиологическая роль;
2) пирофосфат;
3) фосфоенолпируват;
4) 1,3-фосфоглицериновая кислота;
5) ацилфосфаты;
6) ацилтиоэфиры (ацил-СоА, ацетил-СоА),
7) UDP-глюкоза;
8) S-аденозилметионин;
9) ацилкарнитин.
АТР - универсальный источник энергии в биологических системах; пути синтеза и распада АТР в организме.
|
|
|
