Vjeverice- prirodni polimeri visoke molekularne težine koji se sastoje od aminokiselinskih ostataka , povezani peptidnom vezom; su glavna komponenta živih organizama i molekularna osnova životnih procesa.
U prirodi je poznato više od 300 različitih aminokiselina, ali samo 20 od njih je dio proteina ljudi, životinja i drugih viših organizama. Svaka amino kiselina ima karboksilna grupa, amino grupa u α-poziciji (kod 2. atoma ugljika) i radikalan (bočni lanac), koji se razlikuje među različitim aminokiselinama. Pri fiziološkom pH (~7,4), karboksilna grupa aminokiselina obično se disocira i amino grupa se protonira.
Sve aminokiseline (s izuzetkom glicina) sadrže asimetrični atom ugljika (tj. takav atom, čije su sve četiri valentne veze zauzete različitim supstituentima, naziva se kiralnim centrom), stoga mogu postojati u obliku L- i D-stereoizomeri (standard je gliceraldehid):
Za sintezu ljudskih proteina koriste se samo L-amino kiseline. U proteinima s dugim životnim vijekom, L-izomeri mogu polako dobiti D-konfiguraciju, a to se događa određenom brzinom karakterističnom za svaku aminokiselinu. Dakle, proteini dentina dentina sadrže L-aspartat, koji se na temperaturi ljudskog tijela pretvara u D-oblik brzinom od 0,01% godišnje. Budući da se dentin dentin praktički ne izmjenjuje niti sintetizira kod odraslih u odsutnosti traume, sadržaj D-aspartata se može koristiti za određivanje starosti osobe, što se koristi u kliničkoj i forenzičkoj praksi.
Svih 20 aminokiselina u ljudskom tijelu razlikuju se po strukturi, veličini i fizičko-hemijskim svojstvima radikala vezanih za atom α-ugljika.
Strukturne formule 20 proteinogenih aminokiselina obično se daju u obliku tzv. tabele proteinogenih aminokiselina:
Nedavno se koriste jednoslovne oznake za označavanje aminokiselina (četvrti stupac) za njihovo pamćenje.
Uredio Knunyants I.L. - M.: Izdavačka kuća za stranu književnost, 1963. - 397 str.
Preuzmi(direktan link) :
uoc1.djv Prethodni 1 .. 66 > .. >> Sljedeći
Liz. Liz. apr. apr. Pro. Shaft. Liz. osovina " "
15 16 17 18 19 20 Y" A " " "¦
" - N.Liz. apr.
N. Apr. Pro. Shaft. Liz. HE ¦ N. Liz. apr. apr. HE
Dakle, tidrolizat nije sadržavao peptide sa il-lizil vezom, kao ni peptide sa N-terminalnim arginil-arginil ostatkom, ali je pronađen peptid sa C-terminalnom arginil-arginil grupom. Prisustvo peptida N.Pro. ValLys.OH nije identifikovan, iako izolacija peptida H.Lys.Arg.Arg.OH ukazuje na cepanje -Apr veze.
Pro-. Uslovi za hidrolizu ovčjeg kortikotropina" (pH9,3, 38e, iv
6 sati) razlikovala se od uslova pod kojima je hidroliziran svinjski kortikotropin (pH 7,8-9,0, 25°, 4 sata), ali ova okolnost ne može objasniti potpuno drugačiji tok hidrolize hormona tripsinom. Moguće je da je to zbog reakcija transpeptidacije, kao u slučaju polilizina (vidi str. 181-183).
Melanoforestimulirajući hormoni. Kortikotropin, pored kortikotropne aktivnosti, ima i melanofor-stimulirajuću aktivnost, približno jednaku aktivnosti čistog melanofor-stimulirajućeg hormona (MSH) izolovanog iz svinjske hipofize. Svinjska hipofiza sadrži dvije aktivne. stimuliraju melanofore
hormona. Izolovana je glavna komponenta hormona (a-MSH) i druga komponenta (β-MSH).
R. Ser. streljana Ser. Met. Glu. Gis. Fe. apr. Tri. Gli. Liz. Pro. Shaft. NH2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Il 12 13
Obveznice se dijele
tripsin I. " "
himotripsin
Obveznice se dijele
prije svega
P n s. 7. Redoslijed rasporeda aminokiselina u a-MSH i veza u njemu, hidroliziranih tripsinom i kimotripsinom.
čista forma. Aminokiselinska sekvenca a-MSH i p-MSH [I20, 142] određena je na vrlo malim količinama supstance.
N. Asp. Glu. Gln. Pro. streljana Liz. Met. Glu. Gns. Fe. apr-
1 23456 7 8 9 10 11
Obveznice se dijele
tripsin himotripsin
Cepive veze
tripsin himotripsin
¦ Tri. Gli. Ser. Pro. Pro. Liz. Asp. HE
12 13 14 15 16 17 je
T Veze koje se mogu rastaviti f Ostale veze koje se mogu rastaviti prve
Rice. 8. Redoslijed rasporeda aminokiselina u β-MSH i veza u njemu, hidroliziranih tripsinom i kimotripsinom.
α-MSH (slika 7) ima isti red rasporeda prvih trinaest aminokiselina N-terminalnog dijela lanca kao kortikotropin, ali njegova α-amino grupa sadrži nepoznatu
Selektivno cijepanje proteina
zamjenik. Osim toga, a-MOG ima C-terminalnu amidnu grupu. α-MSH (slika 8) karakterizira isti niz aminokiselina na pozicijama 7-13 kao α-MSH i kortikotropin na pozicijama 4-10, ali ima drugačiji slijed aminokiselina na N- i C-terminalu sekcije lanca.
Hidroliza a-MSH tripsinom dala je samo dva fragmenta koji odgovaraju cijepanju -Apr.Tri-veze.
Kao iu slučaju kortikotropina, ispostavilo se da je -Lys.Pro- veza
održivo.
Od β-MSH pod uticajem tripsina nastala su tri fragmenta, dok se α-Lys.Asp.OH veza pokazala stabilnom. Prinos svih peptidnih fragmenata je premašio 80%. Budući da je C-terminalna -Lys.Ala.OH veza u inzulinu razbijena tripsinom, stabilnost -Lys.Asp.OH veze u β-MSH je očigledno posljedica kombinovanog efekta a- i f-karboksilnih grupa asparaginske kiseline, jer se u oba slučaja ispred naznačenih C-terminalnih grupa nalazi prolilni ostatak. Utvrđeno je da je lizinska veza stabilna u N.Tyr.Lys.Glu.OH, ali ne i u N.Tyr.Lys.Glu.Tyr.ON. U ribonukleazi (slika 4), -Arg.Glu- i -Lys.Asp- veze su lako prekinute.
Hipertenzija. Djelovanjem renina na proteine u serumu proizvodi nekoliko tvari koje povećavaju krvni tlak. Redosled aminokiselina
N. Asp. apr. Shaft. streljana Shaft. Gns. Pro. Fe. Gis. Lei. HE
Obveznice se dijele
tripsin I
himotripsin I I
Rice. 9. Redoslijed rasporeda aminokiselina u hipertenzinu i veza u njemu, hidroliziranih tripsinom i kimotripsinom.
u glavnoj komponenti dobijenoj iz goveđeg krvnog seruma je hipertenzin I, koji je dekapeptid prikazan na sl. 9.
Slična sekvenca aminokiselina, ali sa izoleucinom umjesto valinom, određena je za dekapvptid,
Reagensi koji cijepaju veze u polipeptidnom lancu
izolovani iz seruma konjske krvi. Ovaj dekapeptid, pod uticajem enzima prisutnog u krvnoj plazmi, cijepa histidinil leucin iz C-terminalnog područja i pretvara se u oktapeptid hipertenzin II.
Tripsin, kao što bi se očekivalo na osnovu podataka o njegovoj specifičnosti djelovanja, razbija Arg.Val- vezu u molekulu.
Ostali proteini. Proučavanjem sekvence aminokiselina u drugim proteinima hidrolizom tripsina dobijeni su rezultati koji su u skladu sa postojećim podacima o specifičnosti djelovanja tripsina. Međutim, u slučajevima kada je tačna lokacija aminokiselina u ispitivanoj supstanci nepoznata, ne može se procijeniti učinak sekvence aminokiselina na hidrolizu datog proteinskog spoja tripsinom.
Poglavlje III. PROTEINI
§ 6. AMINOKISELINE KAO STRUKTURNI ELEMENTI PROTEINA
Prirodne aminokiseline
Aminokiseline u živim organizmima nalaze se uglavnom u proteinima. Proteini se prvenstveno sastoje od dvadeset standardnih aminokiselina. One su a-aminokiseline i razlikuju se jedna od druge po strukturi bočnih grupa (radikala), označenih slovom R:
Raznolikost bočnih radikala aminokiselina igra ključnu ulogu u formiranju prostorne strukture proteina i u funkcionisanju aktivnog centra enzima.
Struktura standardnih aminokiselina data je na kraju paragrafa u tabeli 3. Prirodne aminokiseline imaju trivijalne nazive, koje je nezgodno koristiti prilikom pisanja strukture proteina. Stoga su za njih uvedene troslovne i jednoslovne oznake koje su također prikazane u tabeli 3.
Prostorni izomerizam
U svim aminokiselinama, sa izuzetkom glicina, atom a-ugljika je kiralni, tj. Karakterizira ih optička izomerija. U tabeli 3 kiralni atom ugljika označen je zvjezdicom. Na primjer, za alanin, Fischerove projekcije oba izomera izgledaju ovako:
Za njihovo označavanje, kao za ugljikohidrate, koristi se D, L-nomenklatura. Proteini sadrže samo L-amino kiseline.
L- i D-izomeri se mogu međusobno pretvarati jedan u drugi. Ovaj proces se zove racemizacija.
Zanimljivo je znati! U bjelini zuba - dentin -L-asparaginkiselina se spontano racemizira na temperaturi ljudskog tijela brzinom od 0,10% godišnje. U periodu formiranja zuba dentin sadrži samoL-asparaginska kiselina, kod odrasle osobe, kao rezultat racemizacije, nastajeD-asparaginska kiselina. Što je osoba starija, to je veći sadržaj D-izomera. Određivanjem odnosa D- i L-izomera može se prilično precizno odrediti starost. Tako su stanovnici planinskih sela Ekvadora bili izloženi jer su sebi pripisivali preveliku starost.
Hemijska svojstva
Aminokiseline sadrže amino i karboksilne grupe. Zbog toga pokazuju amfoterna svojstva, odnosno svojstva kiselina i baza.
Kada se aminokiselina, kao što je glicin, otopi u vodi, njena karboksilna grupa se disocira i formira vodikov ion. Zatim, vodikov ion se vezuje za amino grupu zbog usamljenog para elektrona na atomu dušika. Nastaje jon u kojem su istovremeno prisutni pozitivni i negativni naboji, tzv zwitterion:
Ovaj oblik aminokiseline je dominantan u neutralnom rastvoru. U kiseloj sredini, aminokiselina vezuje vodikov ion da bi formirala kation:
U alkalnoj sredini nastaje anjon:
Dakle, ovisno o pH okoline, aminokiselina može biti pozitivno nabijena, negativno nabijena i električno neutralna (sa jednakim pozitivnim i negativnim nabojem). Naziva se pH vrijednost otopine pri kojoj je ukupni naboj aminokiseline nula izoelektrična tačka ove aminokiseline. Za mnoge aminokiseline, izoelektrična tačka je blizu pH 6. Na primer, izoelektrične tačke glicina i alanina imaju vrednosti od 5,97 odnosno 6,02.
Dvije aminokiseline mogu reagirati jedna s drugom, uzrokujući odcjepljivanje molekule vode i formiranje produkta tzv. dipeptid:
Veza koja povezuje dvije aminokiseline naziva se peptidnu vezu. Koristeći slovne oznake aminokiselina, formiranje dipeptida može se shematski prikazati na sljedeći način:
Slično formiran tripeptidi, tetrapeptidi itd.:
H 2 N – lys – ala – gly – COOH – tripeptid
H 2 N – trp – gis – ala – ala – COOH – tetrapeptid
H 2 N – tyr – lys – gly – ala – leu – gly – trp – COOH – heptapeptid
Peptidi koji se sastoje od malog broja aminokiselinskih ostataka imaju opšti naziv oligopeptidi.
Zanimljivo je znati! Mnogi oligopeptidi imaju visoku biološku aktivnost. To uključuje niz hormona, na primjer, oksitocin (nanopeptid) stimulira kontrakcije maternice, bradikinin (nanopeptid) suzbija upalne procese u tkivima. Antibiotik gramicidin C (ciklični dekapeptid) remeti regulaciju ionske permeabilnosti u bakterijskim membranama i na taj način ih ubija. Pečurke truju amanitine (oktapeptide), blokirajući sintezu proteina, mogu izazvati teško trovanje kod ljudi. Aspartam je nadaleko poznat - metil ester aspartil fenilalanina. Aspartam je slatkog ukusa i koristi se za dodavanje slatkog ukusa raznim jelima i pićima.
Klasifikacija aminokiselina
Postoji nekoliko pristupa klasifikaciji aminokiselina, ali najpoželjnija je klasifikacija zasnovana na strukturi njihovih radikala. Postoje četiri klase aminokiselina koje sadrže radikale sledeće vrste; 1) nepolarni ( ili hidrofobni); 2) polarni nenaelektrisani; 3) negativno nabijena i 4) pozitivno nabijena:
Nepolarne (hidrofobne) uključuju aminokiseline s nepolarnim alifatskim (alanin, valin, leucin, izoleucin) ili aromatskim (fenilalanin i triptofan) R-grupama i jednom aminokiselinom koja sadrži sumpor - metionin.
Polarne nenabijene aminokiseline, u odnosu na nepolarne, bolje su topljive u vodi i hidrofilnije, jer njihove funkcionalne grupe formiraju vodikove veze s molekulima vode. To uključuje aminokiseline koje sadrže polarnu HO grupu (serin, treonin i tirozin), HS grupu (cistein), amidnu grupu (glutamin, asparagin) i glicin (glicinska R grupa, predstavljena jednim atomom vodika, premala je da bi kompenzira jak polaritet a-amino grupe i a-karboksilne grupe).
Asparaginska i glutaminska kiselina su negativno nabijene aminokiseline. Sadrže dvije karboksilne i jednu amino grupu, pa će u ioniziranom stanju njihovi molekuli imati ukupan negativan naboj:
Pozitivno nabijene aminokiseline uključuju lizin, histidin i arginin u ioniziranom obliku imaju ukupan pozitivan naboj:
U zavisnosti od prirode radikala, dijele se i prirodne aminokiseline neutralno, kiselo I osnovni. Neutralni uključuje nepolarne i polarne nenabijene, kisele - negativno nabijene, bazične - pozitivno nabijene.
Deset od 20 aminokiselina koje čine proteine mogu se sintetizirati u ljudskom tijelu. Ostatak mora biti sadržan u našoj hrani. To uključuje arginin, valin, izoleucin, leucin, lizin, metionin, treonin, triptofan, fenilalanin i histidin. Ove aminokiseline se nazivaju nezamjenjiv. Esencijalne aminokiseline su često uključene aditivi za hranu, koriste se kao lekovi.
Zanimljivo je znati! Isključivo važnu ulogu igra ulogu u ravnoteži ljudske ishrane u aminokiselinama. Ako u hrani postoji nedostatak esencijalnih aminokiselina, tijelo se samouništava. U ovom slučaju prvenstveno je zahvaćen mozak, što dovodi do različitih bolesti centralnog nervni sistem, mentalni poremećaji. Mladi organizam koji raste posebno je ranjiv. Na primjer, kada je poremećena sinteza tirozina iz fenilalanina, djeca razvijaju tešku bolest, finilpiruvičnu oligofreniju, koja uzrokuje tešku mentalnu retardaciju ili smrt djeteta.
Tabela 3
Standardne aminokiseline
|
Amino kiselina (trivijalno ime) |
Legenda |
Strukturna formula |
||
|
Latinski |
||||
|
troslovno |
jednoslovno |
|||
|
NEPOLARNI (HIDROFOBNI) |
||||
 |
||||
 |
||||
 |
||||
|
Izoleucin |
 |
|||
 |
||||
|
fenilalanin |
 |
|||
|
Triptofan |
 |
|||
|
Metionin |
 |
|||
|
POLAR UNCHARGED |
||||
 |
||||
 |
||||
|
Asparagin |
 |
|||
|
Glutamin | ||||
Podaci o mehanizmu djelovanja ACTH na sintezu steroidnih hormona ukazuju na značajnu ulogu sistema adenilat ciklaze. Vjeruje se da ACTH stupa u interakciju sa specifičnim receptorima na vanjskoj površini ćelijske membrane (receptori su predstavljeni proteinima u kompleksu s drugim molekulima, posebno sijaličnom kiselinom). Signal se zatim prenosi na enzim adenilat ciklazu, koji se nalazi na unutrašnja površina stanična membrana, koja katalizuje razgradnju ATP-a i stvaranje cAMP-a. Potonji aktivira protein kinazu, koja zauzvrat, uz sudjelovanje ATP-a, fosforilira holinesterazu, koja pretvara estere kolesterola u slobodni kolesterol, koji ulazi u mitohondrije nadbubrežne žlijezde, koji sadrži sve enzime koji kataliziraju pretvaranje kolesterola u kortikosteroide. Somatotropno hormon (GH, hormon rasta, somatotropin) se sintetiše u acidofilnim ćelijama prednje hipofize, njegova koncentracija u hipofizi je 5-15 mg po 1 g tkiva. Ljudski GH se sastoji od 191 aminokiseline i sadrži dvije disulfidne veze; N- i C-terminalne aminokiseline su predstavljene fenilalaninom. STH ima širok spektar bioloških efekata. Utječe na sve stanice u tijelu, određujući intenzitet metabolizma ugljikohidrata, proteina, lipida i minerali. Pospešuje biosintezu proteina, DNK, RNK i glikogena i istovremeno potiče mobilizaciju masti iz skladištenja i razgradnju viših masnih kiselina i glukoze u tkivima. Osim što aktivira procese asimilacije, praćene povećanjem veličine tijela i rastom skeleta, hormon rasta koordinira i regulira brzinu metaboličkih procesa. Mnogi biološki efekti ovog hormona se provode kroz poseban proteinski faktor koji se formira u jetri pod uticajem hormona - somatomedina. Po svojoj prirodi ispostavilo se da je to peptid sa molom. težak 8000. Tireostimulirajući hormon (TSH, tireotropin) je složeni glikoprotein i, osim toga, sadrži dvije α- i β-podjedinice, koje pojedinačno nemaju biološku aktivnost: kažu. njegova masa je oko 30.000 Tirotropin kontrolira razvoj i funkciju štitne žlijezde i reguliše biosintezu i lučenje hormona štitnjače u krv. Primarna struktura α- i β-podjedinica tirotropina je potpuno dešifrovana: α-podjedinica koja sadrži 96 aminokiselinskih ostataka; β-podjedinica humanog tirotropina, koja sadrži 112 aminokiselinskih ostataka, Za gonadotropne hormone (gonadotropine) uključuju folikulostimulirajući hormon (FSH, folitropin) i luteinizirajući hormon (LH, lutropin). Oba hormona se sintetiziraju u prednjem režnju hipofize i složeni su proteini - glikoproteini sa molom. težine 25.000 regulišu steroide i gametogenezu u gonadama. Folitropin uzrokuje sazrijevanje folikula u jajnicima kod žena i spermatogenezu kod muškaraca. Lutropin kod žena stimuliše lučenje estrogena i progesterona, kao i pucanje folikula sa stvaranjem žutog tela, a kod muškaraca stimuliše lučenje testosterona i razvoj intersticijalnog tkiva. Biosintezu gonadotropina, kao što je navedeno, regulira hipotalamski hormon gonadoliberin Lutropin se sastoji od dvije α- i β-podjedinice: α-podjedinica hormona sadrži 89 aminokiselinskih ostataka sa N-kraja i razlikuje se po prirodi. 22 aminokiseline.
29. Hormoni zadnjeg režnja hipofize: vazopresin, oksitocin. Hemijska priroda. Mehanizam njihovog djelovanja, biološki učinak. Poremećaji tjelesnih funkcija povezani s nedostatkom proizvodnje ovih hormona.
Hormoni vazopresin i oksitocin sintetiziran ribosomskim putem. Oba hormona su nenapeptidi sa sledećom strukturom: Vasopresin se razlikuje od oksitocina po dve aminokiseline: sadrži fenilalanin na poziciji 3 sa N-kraja umesto izoleucina, a na poziciji 8 sadrži arginin umesto leucina. Glavni biološki efekat oksitocina kod sisara povezan je sa stimulacijom kontrakcije glatkih mišića materice tokom porođaja i mišićna vlakna oko alveola mliječnih žlijezda, što uzrokuje lučenje mlijeka. Vazopresin stimuliše kontrakciju glatkih mišićnih vlakana krvnih sudova, ispoljavajući snažno vazopresorno dejstvo, ali njegova glavna uloga u organizmu je da reguliše metabolizam vode, pa otuda i njegov drugi naziv, antidiuretski hormon. U malim koncentracijama (0,2 ng na 1 kg tjelesne težine), vazopresin ima snažan antidiuretski učinak - stimulira obrnuti protok vode kroz membrane bubrežnih tubula. Normalno, kontrolira osmotski tlak krvne plazme i ravnotežu vode u ljudskom tijelu. Uz patologiju, posebno atrofiju stražnjeg režnja hipofize, razvija se dijabetes insipidus - bolest koju karakterizira oslobađanje izuzetno velike količine tekućine u urinu. U ovom slučaju, obrnuti proces apsorpcije vode u bubrežnim tubulima je poremećen.
Oksitocin
vazopresin
30. Hormoni štitnjače: trijodtironin i tiroksin. Hemijska priroda, biosinteza. Mehanizam djelovanja hormona na molekularnom nivou, biološki učinak. Promjene u metabolizmu kod hipertireoze. Mehanizam nastanka endemske strume i njena prevencija.
Tiroksin i trijodtironin– glavni hormoni folikularnog dela štitaste žlezde. Osim ovih hormona (o čijoj će biosintezi i funkcijama biti riječi u nastavku), peptidni hormon se sintetizira u posebnim stanicama - takozvanim parafolikularnim stanicama, ili C-ćelijama štitnjače, koje osiguravaju stalnu koncentraciju kalcija. u krvi. Dobio je naziv ≪ kalcitonin≫. Biološki efekat kalcitonina je direktno suprotan učinku paratiroidnog hormona: it uzrokuje supresiju resorptivnih procesa u koštanom tkivu i, shodno tome, hipokalcemiju i hipofosfatemiju. Hormon štitnjače tiroksin, koji sadrži jod u 4 položaja prstenaste strukture, lako se sintetizira iz L-tironina. Biološki učinak hormona štitnjače proteže se na mnoge fiziološke funkcije tijela. Konkretno, hormoni regulišu brzinu bazalnog metabolizma, rast i diferencijaciju tkiva, metabolizam proteina, ugljenih hidrata i lipida, metabolizam vode i elektrolita, aktivnost centralnog nervnog sistema, digestivnog trakta, hematopoezu, funkciju kardiovaskularnog sistema, potrebu za vitamine, otpornost organizma na infekcije itd. Hipotireoza u ranom djetinjstvu dovodi do razvoja bolesti poznate u literaturi kao kretenizam. Osim zastoja rasta, specifičnih promjena na koži, kosi, mišićima i oštrog smanjenja brzine metaboličkih procesa, s kretenizmom se bilježe duboki mentalni poremećaji; Specifično hormonsko liječenje u ovom slučaju ne pruža pozitivni rezultati. Pojačana funkcija štitne žlijezde (hiperfunkcija) uzrokuje razvoj hipertireoza
L-tiroksin L-3,5,3"-trijodtironin
31. Hormoni kore nadbubrežne žlijezde: glukokortikoidi, mineralokortikoidi. Hemijska priroda. Mehanizam djelovanja na molekularnom nivou. Njihova uloga u regulaciji metabolizma ugljikohidrata, minerala, lipida i proteina.
Ovisno o prirodi biološkog djelovanja, hormoni kore nadbubrežne žlijezde se konvencionalno dijele na glukokortikoide (kortikosteroide koji utiču na metabolizam ugljikohidrata, proteina, masti i nukleinskih kiselina) i mineralokortikoide (kortikosteroide koji primarno djeluju na metabolizam soli i voda). Prvi uključuju kortikosteron, kortizon, hidrokortizon (kortizol), 11-deoksikortizol i 11-dehidrokortikosteron, drugi - deoksikortikosteron i aldosteron. Njihova struktura, kao i struktura holesterola, ergosterola, žučnih kiselina, vitamina D, polnih hormona i niza drugih supstanci, zasniva se na kondenzovanom prstenastom sistemu ciklopentanperhidrofenantrena. Glukokortikoidi imaju različit uticaj na metabolizam u različite tkanine. U mišićnom, limfnom, vezivnom i masnom tkivu glukokortikoidi, pokazujući katabolički učinak, uzrokuju smanjenje permeabilnosti staničnih membrana i, shodno tome, inhibiciju apsorpcije glukoze i aminokiselina; istovremeno, na jetru imaju suprotan efekat. Krajnji rezultat izlaganja glukokortikoidima je razvoj hiperglikemije, uglavnom zbog glukoneogeneze. Mineralokortikoidi(deoksikortikosteron i aldosteron) uglavnom regulišu metabolizam natrijuma, kalijuma, hlora i vode; doprinose zadržavanju jona natrijuma i hlorida u organizmu i izlučivanju kalijumovih jona u urinu. Očigledno, joni natrijuma i klorida se reapsorbuju u bubrežnim tubulima u zamjenu za izlučivanje drugih metaboličkih proizvoda,
kortizol
32. Paratiroidni hormon i kalcitonin. Hemijska priroda. Mehanizam djelovanja na molekularnom nivou. Utjecaj na metabolizam kalcija, hiperkalcemiju i hipokalcemiju.
Proteinski hormoni takođe uključuju paratiroidni hormon (paratiroidni hormon). Sintetiziraju ih paratireoidne žlijezde. Molekul goveđeg paratiroidnog hormona sadrži 84 aminokiselinske ostatke i sastoji se od jednog polipeptidnog lanca. Utvrđeno je da paratiroidni hormon učestvuje u regulaciji koncentracije kalcijevih kationa i pridruženih anjona fosforne kiseline u krvi. Biološki aktivni oblik smatra se jonizovanim kalcijumom, njegova koncentracija se kreće od 1,1-1,3 mmol/l. Pokazalo se da su joni kalcija esencijalni faktori koji se ne mogu zamijeniti drugim kationima za niz vitalnih fizioloških procesa: mišićnu kontrakciju, neuromuskularnu ekscitaciju, zgrušavanje krvi, propusnost stanične membrane, aktivnost niza enzima itd. Stoga, sve promjene u ovim procesima uzrokovane dugotrajnim nedostatkom kalcija u hrani ili kršenjem njegove apsorpcije u crijevima dovode do povećane sinteze paratiroidnog hormona, koji pospješuje ispiranje kalcijevih soli (u obliku citrata i fosfata). ) od koštanog tkiva i, shodno tome, do uništavanja mineralnih i organskih komponenti kostiju. Drugi ciljni organ paratiroidnog hormona je bubreg. Paratiroidni hormon smanjuje reapsorpciju fosfata u distalnim tubulima bubrega i povećava tubularnu reapsorpciju kalcija. osiguravajući stalnu koncentraciju kalcija u krvi - kalcitonin. Formula:
Kalcitonin sadrži disulfidni most (između 1. i 7. aminokiselinskih ostataka) i karakterizira ga N-terminalni cistein i C-terminalni prolinamid. Biološki učinak kalcitonina je direktno suprotan učinku paratiroidnog hormona: uzrokuje supresiju resorptivnih procesa u koštanom tkivu i, shodno tome, hipokalcemiju i hipofosfatemiju. Dakle, konstantnost razine kalcija u krvi ljudi i životinja osiguravaju uglavnom paratiroidni hormon, kalcitriol i kalcitonin, tj. hormoni štitne i paratiroidne žlijezde, te hormon koji potiče od vitamina D3. Ovo treba uzeti u obzir prilikom hirurških terapijskih manipulacija na ovim žlijezdama.
33. Hormoni medule nadbubrežne žlijezde - kateholamini: adrenalin i norepinefrin. Hemijska priroda i biosinteza. Mehanizam djelovanja hormona na molekularnom nivou, njihova uloga u regulaciji metabolizma ugljikohidrata, masti i aminokiselina. Metabolički poremećaji kod bolesti nadbubrežnih žlijezda.
Ovi hormoni strukturno podsjećaju na aminokiselinu tirozin, od koje se razlikuju po prisustvu dodatnih OH grupa u prstenu i na β-ugljičnom atomu bočnog lanca i odsustvu karboksilne grupe.
Adrenalin Norepinefrin Izopropiladrenalin
Ljudska nadbubrežna moždina teška 10 g sadrži oko 5 mg adrenalina i 0,5 mg norepinefrina. Njihov sadržaj u krvi je 1,9 odnosno 5,2 nmol/l. U krvnoj plazmi oba hormona su prisutna i u slobodnom stanju iu stanju vezanom, posebno za albumin. Male količine oba hormona se talože u obliku soli sa ATP-om u nervnim završecima, oslobađajući se kao odgovor na njihovu stimulaciju. Štaviše, oni su sve o Imaju snažno vazokonstriktorno dejstvo, izazivajući povećanje krvnog pritiska, i u tom pogledu njihovo delovanje je slično delovanju simpatičkog nervnog sistema. Poznato je snažno regulatorno djelovanje ovih hormona na metabolizam ugljikohidrata u tijelu. Tako, posebno, adrenalin uzrokuje naglo povećanje razine glukoze u krvi, što je posljedica ubrzanja razgradnje glikogena u jetri pod djelovanjem enzima fosforilaze. Hiperglikemijski učinak norepinefrina je mnogo niži - otprilike 5% od učinka adrenalina. Paralelno, dolazi do nakupljanja heksoze fosfata u tkivima, posebno u mišićima, smanjenju koncentracije anorganskog fosfata i porastu razine nezasićenih masnih kiselina u krvnoj plazmi. Postoje dokazi o inhibiciji oksidacije glukoze u tkivima pod uticajem adrenalina. Neki autori ovu akciju povezuju sa smanjenjem brzine penetracije (transporta) glukoze u ćeliju. Poznato je da se i adrenalin i norepinefrin brzo uništavaju u tijelu; Neaktivni produkti njihovog metabolizma izlučuju se urinom, uglavnom u obliku 3-metoksi-4-hidroksimandelična kiselina, oksoadrenohroma, metoksinoadrenalina i metoksiadrenalina. Ovi metaboliti se nalaze u urinu uglavnom u obliku koji je povezan s glukuronskom kiselinom. Enzimi koji kataliziraju ove transformacije kateholamina izolovani su iz mnogih tkiva i prilično su dobro proučavani, posebno monoamin oksidaza (MAO), koja određuje brzinu biosinteze i razgradnje kateholamina, i katehol metiltransferaza, koja katalizuje glavni put konverzije adrenalina. , tj. . O- metilacija zbog S-adenozilmetionina. Predstavljamo strukturu dva finalna proizvoda razgradnje
34. Glukagon i insulin. Hemijska priroda, biosinteza inzulina. Mehanizam djelovanja ovih hormona na molekularnom nivou. Njihova uloga u regulaciji metabolizma ugljikohidrata, masti i aminokiselina. Biohemijski poremećaji kod dijabetes melitusa.
Inzulin, koji je dobio ime po nazivu otočića pankreasa. Molekul inzulina, koji sadrži 51 aminokiselinski ostatak, sastoji se od dva polipeptidna lanca povezana jedan s drugim na dvije tačke disulfidnim mostovima. U fiziološkoj regulaciji sinteze inzulina dominantnu ulogu ima koncentracija glukoze u krvi. Dakle, povećanje sadržaja glukoze u krvi uzrokuje povećanje lučenja inzulina u otočićima pankreasa, a smanjenje njegovog sadržaja, naprotiv, usporava lučenje inzulina. Ovaj fenomen kontrole povratnih informacija smatra se jednim od najvažnijih mehanizama za regulaciju nivoa glukoze u krvi. Uz nedovoljnu sekreciju inzulina razvija se specifična bolest - dijabetes melitus Fiziološki efekti insulina: Inzulin je jedini hormon koji smanjuje nivo glukoze u krvi, a to se ostvaruje kroz:
§ povećana apsorpcija glukoze i drugih supstanci ćelijama;
§ aktivacija ključnih glikolitičkih enzima;
§ povećanje intenziteta sinteze glikogena - insulin ubrzava skladištenje glukoze u ćelijama jetre i mišića polimerizacijom u glikogen;
§ smanjenje intenziteta glukoneogeneze - smanjeno je stvaranje glukoze iz različitih supstanci u jetri
Anabolički efekti
§ pojačava apsorpciju aminokiselina u ćelijama (posebno leucina i valina);
§ pojačava transport jona kalijuma, kao i magnezijuma i fosfata, u ćeliju;
§ poboljšava replikaciju DNK i biosintezu proteina;
§ pojačava sintezu masnih kiselina i njihovu kasniju esterifikaciju - u masnom tkivu i u jetri insulin podstiče pretvaranje glukoze u trigliceride; Sa nedostatkom insulina dešava se suprotno - mobilizacija masti.
Antikatabolički efekti
§ potiskuje hidrolizu proteina - smanjuje razgradnju proteina;
§ smanjuje lipolizu - smanjuje protok masnih kiselina u krv.
Glukagon- hormon alfa ćelija Langerhansovih ostrvaca pankreasa. Prema svojoj hemijskoj strukturi, glukagon je peptidni hormon. Molekul glukagona se sastoji od 29 aminokiselina i ima molekulsku težinu od 3485. Primarna struktura molekula glukagona je sljedeća.
