В живи организми, които са в процес на постоянен контакт и обмен довкилам, vіdbuvayutsya без прекъсване химически променисъхранение на техния метаболизъм (безлични ензимни реакции) Мащабът на директно метаболитните процеси е съвсем различен. Приложи:

а) броят на E.coli клитините в бактериална култура може да бъде 2/3 за 20 минути в проста среда с глюкоза и неорганични соли. Компонентите на Qi са глинести и дори повече двойки се виждат в средата на растяща бактериална клетка и това добавя до приблизително 2,5 тис. bilkiv, 1 тис. органични съединения, различни нуклеинови киселини в количество 10-3*10 молекули. Очевидно е, че тези клетки ще участват в грандиозния биологичен спектакъл, в който се планира да се доставят голям брой биомолекули, необходими за растежа на клетките. Метаболизмът на зрял човек е не по-малко силно противопоставен, което спестява неизменна маса и телесни запаси от около 40 години, като иска да спести около 6 тона твърда вода и 37850 литра вода на час. Всички речи в тялото се трансформират (сгънати в обикновен и navpak) 2/3 от поредица от последващи охлюви, кожата на които се нарича метаболит. Трансформация на кожата - етапът на метаболизма.

Последователността от такива последни стъпки, които се катализират от естествени ензими, се нарича метаболитен път. От комбинацията на фигуративни метаболитни пътища, тяхното сънно функциониране, се формира метаболизъм. Действа последователно, а не на случаен принцип (синтез на аминокиселини, разграждане на глюкоза, мастни киселини, синтез на пуринови основи). Ние знаем много малко, звездите и механизмите на дискурсите на медицината са още по-проницателни!

Целият път на метаболизма се контролира от първия - друг етап от метаболизма (ограничаващ фактор, ферментация с алостеричен център - регулатор).

Такива етапи се наричат ​​ключови, а метаболитите на тези етапи се наричат ​​ключови метаболити.

Метаболизмите, които са на кръстопътя на метаболизма, се наричат ​​възлови метаболити.

Є циклични начини на обмен: а) извикване на съдбата на друга реч и знания; б) клитин управлява малко количество метаболити - икономия. Контролни пътища за трансформация на основните живи говори

Албинизъм Ендемична гуша

хомогенен пигмент. до-та тироксин

меланин

Алкаптурия

въглероден диоксид и вода

Регулиране на метаболизма

Кожна реакция да отиде zі shvidkіst, porіvnannyu z изисквана clitiny ("разумна" clitiny!). Ци са специфични за регулирането на метаболизма.

I. Регулиране на течливостта на приема на метаболити в клитин (за прехвърляне на молекули на водния концентрационен градиент).

а) проста дифузия (например вода)

б) пасивен транспорт (без загуба на енергия, например пентоза)

в) активен транспорт (носеща система, ATP)

II. Контрол на броя на активните ензими Предпочитание за синтеза на ензими и крайния продукт на метаболизма. Това е груб контрол на метаболизма, например, синтезът на ензими, синтезиращи HIS, се взема предвид в присъствието на HIS среда, бактериална култура. Груб контрол - парчета вино се реализират дълго време, докато се срутят готови молекулиензим. Индукция на един брой ензими от субстрати (повишена концентрация на специфичен ензим). Ssavtsiv имат подобна проява на потомство за няколко години, добивайки жизнеспособен индуктор.

III. Контрол на каталитичната активност а) ковалентна (химическа) модификация; б) алостерична модификация (+/-) връзка. yak mittєvo dіє y vіdpovіd na zmіnu vnutrіshnyoklіtinnogo sredovishcha. ци регулаторни механизмиефективен върху нивата на клитин и субклитин, на интерклитин и нива на органна регулация, които се влияят от хормони, невротрансмитери, вътрешни клитинови медиатори, простагландини.

Начини за метаболизъм:

1) катаболен

2) анаболен

3) амфоболни (първите две се наричат)

Катаболизъм- последователността на ензимните реакции, в резултат на което има разбивка главно за реакцията на окисление на големи молекули (въглехидрати, протеини, липиди, нуклеинови киселини) с приетия леген (млечна и октовая киселина, газ въглероден диоксиди вода) и виденията за енергия се съхраняват в ковалентни връзки на различни части, част от енергията се съхранява в привидно макроенергийни връзки, така че след това преминаваме към механична работа, транспорт на речта, биосинтез на големи молекули.

Разграничават се три етапа на катаболизма:

I етап - Офорт. Големите хранителни молекули се разделят на пъпкови блокове под притока на билкови ензими в мукозно-чревния тракт, с което се вижда 0,5-1% от енергията, която се намира в връзките.

II етап – обединение. Има голям брой продукти, които са се установили на етап 1, давайки прости продукти на етап 2. Броят им е малък, с които се генерира около 30% от енергията. Този етап е важен, тъй като освобождаването на енергия на този етап дава началото на синтеза на АТФ в безкиселинни (анаеробни) умове, което е важно за организма в умовете на хипоксия.

III етап - цикълът на Кребс. (трикарбоксилни киселини/лимонена киселина). По същество процесът на превръщане на бикарбонатната половина (октоинова киселина) в 2 mol въглероден диоксид, алеция е по-нагънат, цикличен, богат на ферментация, основният източник на електрони в дихаланцето и това са същите ATP молекули в процесът на оксидна фосфорилна баня. Ако всички ензими на цикъла са в средата на митохондриите, тогава донорите на електрони в CTC са свободни да дават електрони без средата на дихаланса на митохондриалната мембранна система.

Диаграма на цикъла на трикарбоксилната киселина.

Сукцинил КоА - за смекчаване на макроергичната тиофорна връзка, сградата се трансформира в макроергичната връзка на GTP (субстратно фосфорилиране).

FAD - предава електрони към KoQ на дихаловия ланцет: електрон

алфакетоглутарат вода изоцитрат

алфакетоглутарат сукцинил CoA CO2

Крем на цялата TTK - tse 1-ви етап на едночасов анаболизъм.

1) различни ензимни системи.

2) локализиране на процесите на диференциация (например окисление на мастни киселини в митохондриите и синтез в цитоплазмата).

3) различни механизмиалостерична и генетична регулация.

4) разнообразен склад от крайни продукти за анаболизъм.

5) печалба на енергия по време на анаболизъм и зрение по време на катабо

Є в организми и амфиболни пътища (едночасов процес на разлагане и процес на синтез). Най-голям:

а) гликол фосфотриози ацетил КоА

b) CTK ацетил CoA CO2 + H2O

Разбивката беше разглобена, но с богати продукти на TTC може да се установи при различни условия:

А) оксалова киселина asp, asn, glu

Б) алфакетоглутарат glu, hln, glu

В) лимонена киселина в цитоплазмата ацетил КоА

мастни киселини,

стероиди

Г) сукцинил КоА хем

Раздел 2 1. Алостерична модулация

В случай на алостерична модулация, регулаторният ензим може да има един или повече алостерични центрове в своята структура, които имат високовибрационни взаимодействия с полуалостерични модулатори с ниско молекулно тегло. В резултат на това се променя конформацията на протеиновия ензим, освен това се променя структурата на активния център, което е придружено от промяна в ефективността на катализата. Въпреки каталитичната активност на ензима в неговия растеж, ние може да сме вдясно с алостерично активиране; ако активността на ензима намалява, тогава има нужда от алостерично инхибиране. Свързването на алостеричния модулатор към алостеричния център на ензима, въпреки че има слаби взаимодействия, може лесно да бъде обърнато: с намалена концентрация на модулатора в средата на костта, комплексът ензим-модулатор се дисоциира и ензимът възстановява своите външна конформация и също така катализира чну активността.

Като алостерични модулатори в клитина, те звучат като междинни метаболити или крайни продукти от този друг метаболитен път. Най-често използваният вариант на алостерична регулация се нарича ретро-инхибиране или инхибиране на принципа на отрицателния zvorotny zv'azku. В този случай, крайният продукт на метаболитния път е свързан с алостеричния механизъм на активността на регулаторния ензим, който катализира една от реакциите на кочана на същия метаболитен път: Така се регулират в клитините, например, метаболитни пътища, които са отговорни за синтеза на пурини техните или пиримидинови нуклеотиди.

Като друг вариант на алостерична регулация е възможно да се индуцира механизъм за активиране на форуърди. В този случай един от междинните метаболити, които се установяват в началото на метаболитния път, действа като алостеричен активатор на този друг ензим, който катализира една от крайните реакции на същия метаболитен път:…. Пример може да бъде активирането на пруваткиназа от фруктозо-1,6-бисфосфат в метаболитния път на окислителното разграждане на глюкозата.

Zrozumilo, zovsim not obov'yazkovo, schob в качеството на алостеричен модулатор на регулаторния ензим действа като междинен или краен метаболит на същия метаболитен път. Използвайте безличното приложение на получената алостерична модулация, ако тя действа в качеството на алостеричен модулатор, който се установява в различен метаболитен път. И така, натрупани в клетки АТФ, основното количество, което се абсорбира в хода на окислителното фосфорилиране в копието на дихалните ензими, по алостеричен механизъм, активността на фосфор-руктокиназата към гликолазния ензим, чрез активността на глутамат дехидрогеназата към ензима от системата за трансдеаминиране, I може да види активността на изоцитрат дехидроген. По-малко важно е, че между такива метаболитни пътища може да се протезира това друго ниво на функционална взаимовръзка. В случая на по-рано приложеното, и трите метаболитни процеса са свързани помежду си, така че тяхното функциониране може да бъде пряко свързано с доставката на АТФ до клетките, tobto. за безопасността на клетките с налична енергия.

2. Ковалентна модификация

Ковалентната модификация на механизма за регулиране на активността на ензимите за рибите идва от допълнителна ковалентна връзка в регулаторния център на ензима на атомно групиране или отделяне на това групиране. Придържането към ензима с ковалентна връзка на адитивната група води до промяна в конформацията на протеиновия ензим, което е придружено от промяна в структурата на активния център и промяна в ефективността на катализата. Разделянето на това групиране осигурява безопасно заместване на външната конформация на ензима, от същото до ниво на кочан на каталитичната активност. Като такова модифициращо групиране, излишъците от аденилова киселина, гликозилните излишъци могат да изпъкнат и най-често фосфорилирането се повишава чрез добавяне на излишъци от фосфорна киселина. Освен това в хода на ковалентната модификация е необходимо или разцепването, или разделянето на ковалентната връзка между ензима и групиращия модулатор, за ефективен роботизиран механизъм са необходими два допълнителни ензима: един ензим осигурява безопасно добавяне на групиращия модулатор към регулаторен ензим, друг ензим гарантира, че групирането не се извършва. Очевидно наличието на допълнителни ензими осигурява добавянето на групиращ модулатор към строго аминокиселинен излишък на полипептидния ланцет на регулаторния ензим, като избор на разделяне. Приложенията на такива регулаторни механизми могат да бъдат: активиране на гликоген фосфорилазата по пътя на нейното фосфорилиране, активиране на глутамат дехидрогеназата по пътя на нейната аденолиза, намалена активност на пруват дехидрогеназния комплекс в резултат на фосфорилиране, намалена активност и гликоген синтетаза чрез фосфорилиране. Последният цикъл на регулиране на ензимната активност чрез ковалентна модификация може да бъде илюстриран в приложението на гликоген фосфорилаза в хепатоцитите

3. Взаимодействие протеин-протеин

Според последните открития ензимите на други метаболитни пътища се комбинират в клетките на растението в мултиензимния комплекс на метаболизма. В склада от такива кожни метаболони ензимът е в контакт с един или повече от ензимите на този метаболитен път. Следователно, установено е, че конформацията, а също и каталитичната активност на обогатения с кожата ензим е в присъствието на други ензими, които влизат в контакт с него. Промените в каталитичната активност на регулаторния ензим, който влиза в склада на метаболона, викликан, например, като допълнение към новия алостеричен модулатор, ще бъдат придружени от промяна в активността на други ензими в метаболона, но същата конформация в складът на надмолекулни протеини th комплекс е известен също с пеещи промени. В клитините и пост-клитиновите нативни присъстват протеини, които могат да взаимодействат с протеинови ензими, които регулират тяхната активност. Qi протеините отнеха името на протеини-модулатори.

Така че, преди съхранението на липопротеините в кръвната плазма, има лекарства apo-C-II и apo-C-I, които във връзка с ензимите липопротеин липаза и лецитинхолестерол ацилтрансфераза значително повишават тяхната активност. В плазмата има и протеин-модулатор антитромбин-III, който взаимодейства с ензима на кръвоносната система на ларинкса тромбин, като инактивира останалите.

Калмодулин може да се използва като опора на вътреклетъчния протеинов модулатор. Вин присъства в лошо неактивно състояние в цитозола на клетките на различни органи и тъкани. С увеличаване на концентрацията на Са2+ йони в цитозола се установява Са-калмодулин комплексът, конформацията на калмодулина се променя и Са-калмодулиновият комплекс се увеличава при взаимодействие с различни вътрешни клетъчни ензими. При това взаимодействие се променя конформацията на протеиновия ензим и следователно се променя и неговата каталитична активност. При намалена концентрация на Ca2+ в цитозола, комплексът Ca-калмодулин се разпада и по-големият калмодулин чрез промяна в конформацията на молекулата се споридизира до ензима. В резултат на това ензимът вибрира с комплекса и неговата каталитична активност се повишава до нормалното си ниво. Този метод регулира каталитичната активност на такива ензими като гуанилат циклаза, фосфодиестераза на циклични нуклеотиди, пируват карбоксилаза, NAD-киназа и др. (Div.схема на следващата страница)

4. Ролята на конкурентното и неконкурентното инхибиране в регулирането на ензимната активност в клитините

Многобройни варианти на механизмите за регулиране на активността на ензимите в викарните червеи са редки. Като пример за конкурентно инхибиране, което е заместващо в клетките за регулиране на метаболизма на влагата, е прието да се вземе предвид инхибирането на активността на сукцинат дехидрогеназата към ензимния цикъл на трикарбоксилните киселини от високи концентрации на оксалова киселина или малат, които са междинни продукти от същия метаболитен път. Намалена концентрация в матрицата на митохондриите, нарушаване на метаболитния път, увеличаване на инхибирането, tobto. регулаторен ефект върколаци.

Необходимо е майките да използват лекарства, които често са конкурентни и неконкурентни инхибитори на различни ензими. По този начин лекарството алопуринол, което е ефективно при лечение на подагра, е типичен конкурентен инхибитор на ензима ксантиноксидаза, който се използва в клетките в крайния етап на метаболитния път за синтеза на сехоева киселина. Намалената активност на този ензим води до спад на концентрацията на сехоева киселина в кръвта и тъканите и предотвратява повторната поява на кристали на сехоева киселина в тъканите, което е характерно за подаграта.

Лекарството строфантин G, което е ефективно при лечението на остра сърдечна недостатъчност, е неконкурентен инхибитор на K, Na-ATP-азата на външните клетъчни мембрани на миокардните клетки. Isnuê dumka, какъв е буйният ефект от това лекарствен препаратнормализиране на йонната структура на вътрешната среда на миокардните клетки след корекция на активността на мембранния ензим.

Сред безличните ензими, които са в клетките, далеч не всички са регулаторни. Мащерката е не по-малко, практически в метаболитните пътища на кожата са включени един или повече (2, понякога 3) ензима, които контролират интензивността на потока от метаболити в мащерката и други метаболитни пътища. Qi ензимите zazvichay катализират необратима от термодинамичните причини на реакцията; смрадите често са ензими, които могат да понижат каталитичната активност на средните ензими в даден метаболитен път и по този начин да контролират интензивността на потока на речта в даден метаболитен път; катализират една от първите реакции на този метаболитен път, което ще предотврати натрупването на междинни продукти на метаболитния път в клетките с намалена активност на ензима. Такива ензими, които контролират потока на метаболитите в метаболитния път и влияят положително върху промените в активността на регулаторния път, отнеха името "ключови ензими"; някои от тях се наричат ​​още "ензими, водещи ритъма". Като праймери на такива ензими могат да се използват аспартат карбамоилтрансфераза (метаболитен път за синтеза на пиримидинови нуклеотиди), фосфофруктокиназа (гликолиза) или изоцитрат дехидрогеназа (цикъл на Кребс на трикарбоксилната киселина).

5. Пренос на реч през клитинови мембрани

Клитинът за регулиране на неговия метаболизъм може да помогне за промяна на пропускливостта на мембраните, включително пропускливостта на външната мембрана, както и мембраните, които разделят другите отделения. Самата мащерка може да се регулира както като концентрация на субстрати за различен метаболитен път (например концентрацията на ацетил-КоА в цитозола за синтеза на по-големи мастни киселини, който идва от митохондриалната матрица), така и концентрацията на кофактори , който идва от едно отделение на клетката в следващото (например АДФ, който трябва да премине от цитозола към митохондриалната матрица).

Преносът на реч през клитиновите мембрани може да бъде повлиян от три основни типа процеси:

а) проста дифузия,

б) улеснена дифузия,

в) активен транспорт.

Интензитетът на простата дифузия, tobto. преносът на реч през мембраната по концентрационния градиент през липидната сфера или през каналите в липидната сфера, се регулира, първо, за промяна на конформационното състояние на мембраната или по друг начин, за промяна в центрирането на баланса на преносим метаболит чрез различни партиимембрани. Мембранната мелница може да се промени за промяната в мембраната, например, за промяната в мембраната вместо на холестерола в мембраните и промяната в градиента на концентрация на метаболита на другата мембрана може да бъде променена от отделения от клетки.

Регулиране на надарената дифузия, tobto. прехвърлянето на речта през мембраната за градиент на концентрация за участието на носителя се влияе както за флуктуацията на разликата пред значимостта на факторите, така и за флуктуацията на два нови механизма: промяна вместо транспортера в мембрана, или за флуктуацията на функционалните явни носители. Така че, когато инсулинът се инжектира в клетките, които рецептори могат да достигнат до този хормон, броят на протеините-носители на глюкоза се увеличава във външните мембрани. Промяна на интензивността на активния транспорт, tobto. пренасянето на речта през мембраните чрез участието на носителя срещу концентрационния градиент, който върви с потока на енергия, първо, за сметка на роботизираните механизми, които регулират процесите на улеснена дифузия, и по друг начин, за обменът на змията Количеството налична енергия. Сами по себе си, необходимата енергия се изгражда или за безопасността на механизмите за транспортиране на ATP енергия, или за баланса на трансмембранните електрохимични градиенти, които се създават от клитин, например H + a градиенти повече градиенти на Na+ йони .

По този начин в хода на еволюцията природата е създала различни механизми, които позволяват на клитите да регулират интензивността на обменните процеси с топлина, механизмите за вибрационна регулация на работата и други метаболитни пътища. Всички регулаторни механизми, които работят в тялото, могат да бъдат разделени на две равни части: 1. Механизми, които осигуряват регулация на равни части от други клетки или вътрешни регулаторни механизми.

2. Механизмите, които осигуряват регулирането на метаболитните процеси, са по-малко от равни на надклетъчните регулаторни механизми на целия организъм.

Кожата от тези реки може да бъде разделена на подводители. И така, в рамките на вътрешната клитинна наредба, наредбата може да се разглежда като:

pídriven okremih khіmіchnih reaktsіy,

ускоряване на метаболитните пътища,

задвижване на клитинови органели,

поддвигател на метаболитните пътища

доставка на tієї chi и други тъкани

подкрепа за това друго тяло

подсилване на органната система

разграждането на целия организъм.

Дял 3 1.

Друг вариант на класификация се основава на химическата природа на хормоните. Поради химическата си природа хормоните се разделят на 4 класа:

1. Хормони от протеинова природа, освен това в този клас могат да се видят два подкласа:

а) хормони и прости протеини (инсулин, соматотропин);

б) хормони, сгъващи протеини (стимулиращ хормон на щитовидната жлеза, гонадотропни хормони), поради химическата природа на вонята - гликопротеини)

2. Полипептидни хормони (либерин и статини на хипоталамуса, вазопресин и окситоцин, глюкагон, кортикотропин).

3. Хормони от аминокиселини (мелатонин, адреналин, тиронин йод).

4. Стероидни хормони (кортизол, алдостерон, прогестерон, естрадиол, тестостерон).

2. Прицелни клетки и хормонални рецептори

Клитините, наречени по този начин за втори път, предложиха вливането на този хормон, те отнеха името на клитин-мишените за този хормон. В собствената си линия, органите или тъканите, в които, след като инжектират хормона в специфична биохимична или физиологична реакция, отнемат името на целевия орган или тъкан-мишена за този хормон. Ако само майка е на ръба, тази друга тъкан звучи като отмъщение за някои видове диференцирани клетки, а не всички миризми реагират на притока на определен хормон.

За да може клитинът да реагира на появата в излишния среден хормон или друга сигнална молекула, е виновна майката в нейния склад от специализирани структури, изграждащи разпознаването на тези сигнални молекули. Такива специални структури са клетъчните рецептори. Поради химическата природа на клитиновите рецептори, сгъваемите протеини на гликопротеините, които имат своя собствена структура, имат специализирани функционални центрове, изграждащи вибрационно взаимодействие с тази друга сигнална молекула.

Usí рецепторите са полидомейни протеини. Върху един от домените се намира свързващият център на сигналната молекула - така нареченият разпознаващ домейн. Разпознаването на Crimium домейн в склада на рецепторите е домейн, който е отговорен за стартирането на вътрешни клетъчни механизми, което осигурява реакцията на клетките към външен регулаторен сигнал, така че домейнът е успешен. Взаимодействието между свързващия център на рецептора с неговата собствена сигнална молекула, например с хормон, променя конформацията на домена за разпознаване, променя конформационните промени и домейна за придобиване, което води до "активиране" на рецептора и включване на вътрешния клитин от тях са механизмите за осъществяване на подходящ регулаторен сигнал.

3. Освобождаващи хормони (либерини)

1. Тиролиберинът (TRH) стимулира зрението на хипофизата на тироид-стимулиращия хормон (TSH).

2. Кортиколиберинът (CRH) стимулира появата на адренокортикотропен хормон (ACTH) в хипофизата.

3. Гонадолиберинът (GnRH) стимулира зрението на лутеинизиращия (LH) и фоликулостимулиращия (FSH) хормон в хипофизната жлеза.

4. Соматолиберин (STH-RG) стимулира появата на соматотропен хормон (STH) на хипофизата.

В хипоталамуса има също източник на пролактолиберин (PRL-RG) и либерин меланоцит-стимулиращ хормон (MSH-RG), протеолизата на които във високо пречистен вид не е далеч. б). Статини 1. Соматостатин (SS), който инхибира растежа на GH от хипофизата; освен това, vin prignichu vidílennya TTG.

2. Гонадолиберин-асоцииран пептид (GAP), който инхибира пролактина (PRL) от хипофизата; В допълнение, виждането на Prl е силно инхибирано от допамин. Някои HAP и допамин се наричат ​​пролактин-инхибиращи хормони (PIH). Използването на меланостатин (MSG-S) също се обмисля, но не са намерени доказателства за тази употреба.

Третата група хормони в хипоталамуса се образува от два хормона, окситоцин и вазопресин, които, като се синтезират в хипоталамуса, идват в задната част на хипофизата, натрупват се наведнъж и след това идват в кръвния поток. Хипофизните хормони могат да бъдат разделени на три групи. Първата група се състои от хормоните на предната част на хипофизата, които стимулират дейността на периферните жлези с вътрешна секреция. Пред тях се виждат:

1. TSH, който стимулира синтеза на тетрайодтиронин (Т4) и трийодтиронин (Т3) в щитовидната жлеза.

2. ACTH, който стимулира синтеза на глюкокортикоиди в кората на епидермиса.

3. LH и FSH, които стимулират синтеза на държавни хормони в яйчниците и яйчниците.

4. Роботизираните регулаторни механизми, подобно на други cAMP, cGMP или продукти на хидролиза на инозитол фосфатиди, имат един решаващ момент в системата за включване на механизма за усилване на сигнала. Хормон или друга сигнална молекула, следвайки рецептора, активира ензима, който генерира разделянето на клетки от безлични молекули, които играят ролята на друг пратеник. В собствената си линия друга билка също активира ензим, изграждащ бърза промяна във функционалната активност на голям брой пресни белтъцина техните молекули, yakі без посредник vіdpovіdat за образуването на метаболитен vіdpovіdі kіtin. Mekhanizm dії hormonіv znachnym іroy лежи іn іt іnіѕt физико-химични сили на молекулите hormonіv. Хормони с протеинова природа, хормоно-пептиди, хормоноподобни аминокиселини зад тинктурата на йодирани тиронини, както и други сигнални молекули, притежаващи хидрофилни способности, неспособни да проникнат през външните клетъчни мембрани, калай. Рецепторите на тези биорегулатори са локализирани от външната страна на външната клетъчна мембрана, което изисква специален механизъм за осигуряване на трансформацията на постклитиновия регулаторен сигнал във вътрешния клетъчен сигнал. Като правило, това е свързано със синтеза в клитин сполук, който действа като вътрешни посланици или "други времеви" посланици, които осигуряват образуването на метаболитния стимул на клитина върху външния регулаторен сигнал.

5. Хормоните със стероидна природа и йодираният тиронин, които имат хидрофобна сила, могат да проникнат през външната мембрана вътре в клитина, свързвайки се с техните рецептори в цитозола или ядрото, и сами участват в образуването на метаболитни пътища, отиват при призива към ovnіshnіy регулаторен сигнал, във връзката z chim qi биорегулатори Регулаторният ефект на хормоните в първата група се основава на първо място на промените във функционалната активност, които вече са очевидни в клетките на протеините, въпреки че регулаторните ефекти на хормоните-стероиди и йодирания тиронин на първо място се основават на ефективността на генната експресия и на тази основа променят броя на протеините в клитина. Безумно, с притока на хормони-протеини, хормони-пептиди и хормоноподобни аминокиселини, ефективността на генната експресия също може да се промени и резултатът от навлизането в генома на клетките на модифицирани протеини-регулатори, структурата на тези болестите чай се променят за медиираната съдба на вътрешните пратеници. Това са най-честите представители на cAMP, cGMP, Ca+ йони, продукти на разграждане на инозитол фосфатид в инозитол трифосфат и диацилглицерол.

Раздел 4. 1. ИНСУЛИН

Инсулинът се въвежда в хормони с протеинова природа. Vín се синтезира от b-клитините на субскутелума. Инсулинът е един от най-важните анаболни хормони. Свързването на инсулина с клитина цели да доведе до процеси, които увеличават скоростта на протеиновия синтез, както и натрупването на гликоген и липиди в клитина, като резерв от пластичен и енергиен материал. Инсулинът, вероятно поради анаболния си ефект, стимулира растежа на клетките.

Молекулата на инсулина е изградена от две полипептидни копия, A-ланцет и B-ланцет. Има 21 аминокиселинни остатъка към А-ланцетния склад, 30 аминокиселини към В-ланцетния склад. mid A20 и B19. Третото дисулфидно място се намира в линия А, свързваща А6 и А11.

Основният физиологичен стимул е наблюдението на инсулин от b-клитин в кръвта и повишаването на глюкозата в кръвта.

Инжектирането на инсулин в обмена на въглехидрати може да се характеризира със следните ефекти:

1. Инсулинът увеличава проникването на клетъчните мембрани за глюкоза в така наречените инсулин-депозирани тъкани.

2. Инсулинът активира окислителното разграждане на глюкозата в клитините.

3. Инсулинът инхибира разграждането на гликогена и активира синтеза в хепатоцитите.

4. Инсулинът стимулира превръщането на глюкозата в резервни триглицериди.

5. Инсулинът инхибира глюконеогенезата, като намалява активността на определени ензими в глюконеогенезата.

Инжектирането на инсулин в липидния метаболизъм се дължи на инхибирането на липолизата в липоцитите за дефосфорилиране на триацилглицеролаза и стимулиране на липогенезата.

Инсулинът има анаболен ефект върху метаболизма на протеините: той стимулира доставката на аминокиселини в клетките, стимулира транскрипцията на протеинови гени и стимулира, очевидно, синтеза на протеинови протеини, както вътрешни, така и външни.

2.ТИРОНИНИ

Щитовидната жлеза произвежда два хормона 3,5,3-трийодтиронин (Т3) и 3,5,3,5-тетрайодтиронин (тироксин, Т4), които играят важна роля в регулирането на спонтанния метаболизъм, развитието и диференциацията на тъканите. Освобождаването на тези хормони става по време на посттранскрипционната обработка на специфичен протеин до тиреоглобулин, по време на който се организира йодът, който се натрупва в клетките на щитовидната жлеза. По-нататъшната вътреклетъчна протеолиза на йодирания тиреоглобулин води до елиминиране на хормоните.

Синтез на йодиран тиронин йод в клетките на щитовидната жлеза в тироцитите при съхранение на йоден тироглобулин протеин.

Синтезът на тиреоглобулин се извършва върху рибозомите на тироцитите в базалната част на клининума, по-нататък в цистерните на късия ендоплазмен ретикулум и след това в апарата на Голджи, гликозилирането на полипептидни ланцетни молекули се извършва близо до две дузини олигозахариди.

Инактивирането на хормоните на щитовидната жлеза става по различни начини: миризмите могат да бъдат дезодорирани, дезаминирани, декарбоксилирани. Във всички тези настроения хормоните използват своята биологична активност. В черния дроб продуктите от разграждането на тиреоидните хормони могат да бъдат разпознати като конюгирани от далечни видения на живота.

Рецептори за тиреоидни хормони в клетките на различни органи и тъкани. Рецепторите с нисък афинитет се намират в цитозола на клитините, докато рецепторите с висок афинитет се намират в ядрата на същите клитини. Въвеждането на тироксин на опитни същества е придружено от развитието на положителен азотен баланс, повишено производство на топлина и повишена активност на богати ензимни системи. За цял час е показано, че въвеждането на хормона ще доведе до повишаване на активността на над 100 ензима. Увеличаването на активността на голям брой ензими е по-изразено за всичко, което стимулира стимулиращия хормон за синтеза на протеини в различни органи и тъкани.

Въвеждането на хормони на щитовидната жлеза може ефективно да доведе до увеличаване на производството на топлина и в допълнение към увеличаването на производството на топлина, то не се причинява от окисляване на фосфорилирането в митохондриите, а от увеличаване на абсорбцията на АТФ в клетките в енергоспестяващи процеси ах

3. АДРЕНАЛИН

Хромофиновите клетки на медулата на епидермалните хребети произвеждат група биологично активни изказваниякатехоламини, които съдържат адреналин, норепинефрин и допамин, които играят важна роля в адаптирането на организма към тежък и хроничен стрес, особено при формирането на реакция на тялото от типа "борба срещу изтичане". В хода на развитието на реакциите в организма се извършва спешна мобилизация на енергийните ресурси: ускорява се липолизата в мастната тъкан, активира се гликогенезата в черния дроб и се стимулира гликогенолизата в месото.

Всички катехоламини се синтезират от аминокиселината тирозин и приблизително 80% от катехоламините, които се абсорбират в медулата на супраспинатуса, участват в адреналина. Синтезът започва от превръщането на тирозин в дихидроксифенилаланин (DOPA), като реакцията се катализира от ензима тирозин хидроксилаза. Простетичната група на ензима е тетрахидробиоптерин. В хода на започналата реакция DOPA претърпява декарбоксилиране с участието на ензима DOPA-декарбоксилаза, протетичната група на който ензим е пиридоксал фосфат.

Допаминът се установява. В процеса на окисляване като донор на електрони (реакционен косубстрат) аскорбинова киселина. В крайната реакция, метилиране на норепинефрин според аминогрупата с превръщане на його в адреналин, като донор метилова група S-аденозилметионинът печели.

Под притока на нервни импулси, които идват близо до медулата на епидермалните гънки по протежение на черепномозъчния нерв, хромафиновите гранули от плазмената мембрана с катехоламини се освобождават от кръвния поток. Адреналинът, който се намира близо до кръвния поток в комплекс, който е слабо свързан с албумина, се пренася от кръвния поток до други органи и тъкани.

Тривалността на адреналина в кръвния поток умира за един час за около 1030 секунди; Неговата плазмена концентрация обикновено не надвишава 0,1 µg/l (по-малко от 0,55 nM/l). Инактивирането на адреналина, както и на други катехоламини, може да стане или чрез тяхното оксидно дезаминиране, или чрез метилиране. Основните крайни продукти на инактивирането на адреналина, гледани от напречното сечение, са метанефрин и ванилинбадемова киселина.

Когато се свързва с хормона с b1 и b2 рецепторите, активирането на аденилил циклазата се медиира от взаимодействието на активирани рецептори с Gs-протеини, което е придружено от повишаване на концентрацията на cAMP в клитина. С взаимодействието на хормона с a2 рецептора, участието на Gi протеина в инхибирането на аденилил циклазата и намаляването на концентрацията на cAMP в клитина.

В различни случаи адреналинът чрез b2-рецептори стимулира разграждането на гликоген в черния дроб с освобождаване на глюкоза в кръвния поток, като в същото време има слабо стимулиране на глюконеогенезата в хепатоцитите. В месото адреналинът стимулира гликогенолизата чрез b2-рецепторите. Чрез този тип адреналинови рецептори той насърчава секрецията на инсулин и глюкагон в подкожния канал или секрецията на ренин в зърната.

4. Глюкагон

Глюкагонът е хормон с полипептидна природа, който се наблюдава в а-клитините на субмукозната обвивка. Основната функция на този хормон е да поддържа енергийната хомеостаза на организма за мобилизиране на ендогенни енергийни ресурси, което обяснява цялостния му катаболен ефект.

Преди съхранението на полипептидния ланцет глюкагонът съдържа 29 аминокиселинни остатъка, молекулното му тегло е 4200, а съхранението му съдържа цистеин. синтезиране на глюкагон химичен път, което остатъчно потвърди химичната му структура.

Основният носител за синтеза на глюкагон е a-целлинът на чревната лигавица, който произвежда големи количества от този хормон, за да се абсорбира в други органи на чревния тракт. Глюкагонът се синтезира върху рибозомите на a-клитин в бившия предшественик с молекулно тегло близо до 9000. В процеса на обработка се получава недостиг на полипептидния ланцет, след което глюкагонът се секретира в кръвта. В кръвта на вените се намира във вариантна форма, а концентрацията в кръвния серум достига 20-100 ng / l. Периодът на йога пиене е дълъг около 5 минути. Основната част от глюкагона се инактивира в черния дроб чрез хидролитично разделяне на 2 аминокиселинни остатъка на N-терминалната молекула.

Секрецията на глюкагон от a-клитините на субфаринкса се активира от високо ниво на глюкоза в кръвта, както и от соматостатин, което се вижда от D-клитините на субфекалиите. Възможно е секрецията на глюкагон да се инхибира от инсулин или IGF-1. Стимулира секрецията на намалени концентрации на глюкоза в кръвта, prote механизма на този ефект на незнание. В допълнение, секрецията на глюкагон се стимулира от соматотропния хормон на хипофизата, аргинин и Са2+.

Механизъм на глюкагон добревчени. Рецептори за локализиране на хормони във външната клетъчна мембрана. Освобождаването на хормонални рецепторни комплекси е придружено от активиране на аденилил циклаза и повишаване на концентрацията на сАМР в клитина, което е придружено от активиране на протеин киназа и фосфорилиране на протеини с промяна във функционалната активност на останалите. .

Под влияние на глюкагона в хепатоцитите се ускорява мобилизирането на гликоген с освобождаването на глюкоза от кръвта. Ефектът на хормона на объркването е активирането на гликоген фосфорилазата и инхибирането на гликоген синтетазата след фосфорилиране. Трябва да се отбележи, че глюкагонът, върху адреналина, не влияе върху скоростта на гликогенолизата в месото.

Глюкагонът активира процеса на глюконеогенеза в хепатоцитите: първо, той по-рано ще разгради протеините в черния дроб и аминокиселините, които са разтворени, викорат, като субстрати за глюконеогенезата; в противен случай се повишава активността на ниски ензими, като фруктозо-1,6-бисфосфатаза, фосфоенолпируват карбоксикиназа, глюкозо-6-фосфатаза, които участват в глюконеогенезата, както за активиране на очевидни ензими, така и за индуциране на техния синтез . За активиране на глюконеогенезата се увеличава приема на глюкоза в кръвта. Увеличеното използване на аминокиселини за глюконеогенеза е придружено от увеличаване на синтеза на сечовин и увеличаване на количеството сечовин, който се извлича от разфасовката.

Глюкагонът стимулира липолизата в липоцитите, увеличавайки приема на глицерол и други мастни киселини в кръвта. В черния дроб халмуиновият хормон синтезира мастни киселини и холестерол от ацетил-КоА и ацетил-КоА, който се натрупва, заместващ синтеза на ацетонови антитела. По този начин глюкагонът стимулира кетогенезата.

При nirkah глюкагонът повишава гломерулната филтрация, може би, cym се обяснява след въвеждането на глюкагон за увеличаване на екскрецията на натриеви йони, хлор, калий, фосфор и сехоева киселина.

5. КОРТИЗОЛ

Основният глюкокортикоид при хората е кортизолът: 10-30 mg кортизол и 2-4 mg друг глюкокортикоид кортикостерон се синтезират в надкожните кухини. Хормоните на морбили от супранални язви, особено глюкокортикоидите, играят важна роля в адаптирането към силен стрес.

В основата на структурата на всички стероидни хормонилъжа лъжа циклопентанперхидрофенантреново ядро, което има 17 въглеродни атома в своя склад и включва някои цикли или пръстени, които са обозначени с буквите A, B, C и D.

Синтез на кортизол в клетките на фасцикуларните и клетъчните зони на морбили на епидермиса. Основната функция за синтеза на кортизол е холестеролът, вин трябва да се намира в клетките на морбили от наднервните отлагания в кръвта, само незначителна част се утаява в клетките чрез синтеза на ацетил-КоА.

Върху секрецията на кортизол голяма инжекция се дава от физически и емоционален стрес, безпокойство, страх и други, но всички тези ефекти са медиирани нервна системачрез хипоталамусната ланка на регулация.

Въвеждането на кортизол води до повишаване на общите мастни киселини в плазмата. Често това може да бъде резултат от стимулиране на липолизата в клетките на мастната тъкан. Тъй като излишните количества кортизол стимулират липолизата в мастната тъкан, липогенезата се стимулира едновременно в мастната тъкан на тръбата и кожата. При увеличаване на общите мастни киселини, за да се убие първият принос на галванизирането на излишъка от глюкоза в клетките на периферните тъкани: първо, липсата на глюкоза в клетките на периферните тъкани води до увеличаване на мобилизацията на резервните триглицериди, по друг начин липсата на глюкоза в липоцитите води до липса на фосфоди в тях. за синтеза на триглицериди на невикоранови мастни киселини е необходим и от липоцитите в кръвта.

По този начин абсорбцията на гликоген и млечна киселина в черния дроб вероятно може да осигури важна връзка между метаболизма в месото и черния дроб. Чрез участието на черния дроб, гликогенът от m'yaziv се трансформира в наличен кръвен tsukor и този tsukor се трансформира в m'yazovy гликоген. По-късно в тялото има затворен цикъл на трансформация на глюкозни молекули ... Беше показано, че адреналинът ще ускори реакциите директно от гликогена на стомаха към гликогена на черния дроб ... м' лингвален гликоген .

K. F. Kori и G. T. Kori, 3 статии в списанието Biological Chemistry, 1929 г.

15. ПРИНЦИПИ НА РЕГУЛИРАНЕ НА МЕТАБОЛИЗМА

Регулирането на реакциите към метаболизма се превръща в основната разлика в биохимията и е една от най-прекрасните характеристики на живия клитин. Сред хилядите ензимни реакции, които протичат в клитина, е възможно, не много, но в този случай изглежда не е регулирано. Докато в ръцете е прието (това е и полезно) да се развие метаболитният процес на ръба на „пътя“, така че функциите на безопасната за живота клитина да се подобрят, в самата клитина няма такова подилу. Освен това пътят на кожата, който се обсъжда в тази книга, е непоследователно свързан с други клинични процеси, което е показано за допълнителна богата мярка за реакции (фиг. 15-1). Например на целта. 14 Обсъдихме три възможни пътя за превръщане на глюкозо-6-фосфат в чернодробни клитини: ролята на гликола за натрупването на АТФ, ролята на пентозофосфатния път за отстраняване на NADPH и пентозофосфата и хидролизата до глюкозофосфат за попълване на глюкоза в кръвта. Но наистина има много малко други възможни начини за трансформация глюкозо-6-фосфат; VIN, може, vicoristovyuvati за синтеза на същия tsukriv, като глюкозамин, галактоза, галактозамин, фукоза и neramіnova киселина, братска съдба в Glikosilyuvanni Bilkiv abed, доставен Acetyl-Soa за синтеза на мастни киселини. Например, бактерията Escherichia coli замества глюкозата за синтеза на въглеродните гръбнаци на всички свои молекули. Ако клитинът насочва глюкозо-6-фосфата към един от пътищата, той се влива във всички останали пътища, в който реч е предшественик или междинен продукт. Независимо дали става въпрос за промяна в разпределението на глюкозо-6-фосфат в един метаболитен път, пряко или косвено засяга неговата съдба във всички останали пътища.

Подобни промени в метаболитите на розподил често се проследяват в живи клетки. Луис Пастьор е първият, който описва значителното увеличение на задържането на глюкоза (по-голямо по-ниско в 10 пъти) от културата на дрожди по време на прехода от аеробни към анаеробни умове. Това явление, наречено ефект на Пастьор, не е придружено от възпоменателни концентрации на АТФ или друга реч от стотици междинни продукти и продукти от метаболизма на глюкозата. Подобни промени се наблюдават в костите на скелета на бегач на спринт. Clitini може да бъде в състояние да третира красотата на града наведнъж и икономично, за да предприеме всички стъпки на взаимната метаболитна трансформация и да отнеме продукта за кожата от строго определено количество и в строго определен момент, един час за умовете на ефирна среда.

мал. 15-1. Тривимирна мярка за реакции към метаболизма. Една типична еукариотна клетка е способна да синтезира около 30 000 различни протеини, които катализират хиляди реакции, при които се метаболизират стотици метаболити - много задачи в няколко метаболитни пътя. Илюстрация, взета от база данни KEGG PATHWAY (Киото Енциклопедия на гените и геномите www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map0ll00.html).Кожната област може да се гледа по-ясно, точно до нивото на около 10 ензима и междинни продукти.

В този случай илюстративно имаме основната растителна регулация на метаболизма на базата на метаболизма на глюкозата. Разумно е да се разгледа решаващата роля на регулацията за постигане на метаболитна хомеостаза и е позната от теорията за метаболитния контрол, въз основа на която е възможно да се проведе калкулационен анализ на сложни метаболитни процеси. Нека да разгледаме спецификата на регулацията на оксиензимите в метаболизма на глюкозида и каталитичната активност на ензимите, участващи в гликозидната глюконеогенеза, описани в гл. 14. Също така може да се спори, че каталитичната регулаторна сила на ензимите, които участват в синтеза и поддържането на гликоген, е едно от най-важните приложения в регулирането на метаболизма. Избран за илюстриране на принципите на метаболитната регулация на метаболизма на въглехидратите, ние го въведохме самостоятелно в метаболизма на мастните киселини. Всъщност два процеса от страна на клиента са тясно обвързани, все едно сме уцелили целта. 23.

15.1. Регулиране на метаболитните пътища

Реакциите на катаболизъм в метаболизма на гликогена осигуряват енергията, необходима за потискане на силите на ентропията, а реакциите на анаболизъм водят до приемане на външни молекули за биосинтеза и съхранение на метаболитна енергия. Процесите на настилката са важни за живота на клетките, които в хода на еволюцията са се превърнали в по-сгъваеми регулаторни механизми, които осигуряват преноса на метаболитите по правилните пътища, в правилната посока и с необходимата сигурност, за да за възстановяване на повърхността stu задоволява текущото потребление на клиента или тялото; при промяна на умовете на умовете се коригира промяната в трансформацията на метаболитите в различни метаболитни пътища.

Zovnіshnі ум dіysno zmіnuyuyutsya, іnоdі dosit силно. При великия физическа амбициянеобходимостта от m'yazіv в Азиатско-Тихоокеанския регион може да нарасне в lіchenі секунда в стотици пъти. Наличието на кисело може да бъде намалено чрез хипоксия (подобрено доставяне на кисело в тъканите) или исхемия (промяна в притока на кръв към тъканите). Подправките в въглехидратите, мазнините и протеините в їzhі се различават, а богатата енергия на живата реч влиза в тялото нередовно, в резултат на което между приема на zhіzhі и по време на гладуване, необходимостта от корекция на метаболитните процеси iv, какво правят мислиш. Големината на количеството енергия и молекули е необходима за биосинтеза, например при заздравяване на рани.

Клитините и организмите се намират в динамична стационарна станция

Молекулите, богати на енергия, като глюкоза, се измиват от клетките и в резултат на метаболизма, например, CO 2 я напуска, но с много тегло, съхранението на клетките, което е заобиколено от орган или възрастно същество, практически не се променя за един час; клетки и организми се намират в динамична стационарна станция, но не и в балансирана среда с наивна среда. Субстратът на кожната реакция на метаболитния път трябва да бъде намерен в предната реакция със същата скорост, с която виното е оставено да се трансформира в продукта. С други думи, желанието да бъдете бързи (v) към потока на речта (или просто пот) на този етап от метаболизма, той може да бъде висок и силно променен, концентрацията на субстрата става постоянна. За реакция в две стъпки

при v 1 = v 2 концентрацията е станала. Например, промяна в нивото на прием на глюкоза от различни кръвоносни съдове се компенсира от промяна в накисването на кръвната глюкоза в тъканта, така че концентрацията на глюкоза в кръвта се намалява до около 5 mM. Це хомеостазана молекулярно ниво. Човек, чиито механизми на хомеостаза са унищожени, често е причината за заболяването. Например, когато циркулаторен диабетрегулирането на концентрацията на глюкоза в кръвта е нарушено поради липса на инсулин или нечувствителност към новия, което причинява вредни ефекти върху здравето.

Ако същите инфузии не се смесват само с timchasny инфузия или ако клитин от един тип се трансформира в клитин от различен тип, регулирането на склада и метаболизма на клитина може да изглежда по-значимо и да копнее за възпоменателни и тривалентни промени в рози на енергия и други речи за синтез, така че да можете точно да създадете прехода. Да се ​​демонстрира, например, процеса на диференциация на клетката Stovbur на кистозния мозък до еритроцита. Vihídna kіtina да отмъсти на ядрото, митохондриите и малко или никак да не отмъсти на хемоглобина, в същото време, както в случая на по-диференциран хемоглобин на еритроцитите, има голям брой, но няма ядра, няма митохондрии. Складовите циєї китини постоянно се променят в отговор на сигнали, че трябва да дойдат повиквания, и следователно се променя и метаболизма. Диференциация на клитинблагодарение на прецизното регулиране на концентрацията на клетъчните протеини.

В хода на еволюцията съществува чудотворен набор от регулаторни механизми, които правят възможно подобряването на хомеостазата само на ниво молекули, клетки и цели организми. Значението на регулирането на метаболизма за тялото зависи от броя на гените, които кодират елементите на регулаторния апарат: при хората около 4000 гена (около 12% от всички гени) кодират регулаторни протеини, включително различни рецептори, регулатори на генната експресия и близо 500 различни протеин кинази! Регулаторните механизми работят на различни часови интервали (в секунди за достигане) и са чувствителни към промените в нормалната среда. По различни начини механизмите се припокриват: един и същ ензим може да бъде обект на регулиране в много регулаторни механизми.

Регулира се не само броят на ензимите, но и каталитичната активност

Интензивността на ензимния процес може да се регулира както чрез промяна на броя на ензимите, така и чрез модулиране на каталитичната активност на молекулите, присъстващи в ензима. Подобни трансформации се извършват в часовия диапазон от десет милисекунди до десетилетия и в зависимост от вътрешния или външния сигнал. Някои промени в ензимната активност, алостеричните промени се причиняват от промени в локалната концентрация на малки молекули, субстрата на този метаболитен път (при реакции гликолоза-глюкоза), продукта на пътя (АТР при гликолизата) или ключовия метаболит іtu або кофактор ( като NADH), scho pov' Той е свързан с метаболитното здраве на клетките. Вторичните посланици (като цикличния AMP и Ca 2+), които са медиирани в средата на клитина в отговор на субклетъчни сигнали (хормони, цитокини и др.), също медиират алостеричната регулация и понякога повече влияят върху механизмите на предаване на сигнала y (раздел. гл. 12).

Позаклитинните сигнали (фиг. 15-2, F) могат да бъдат хормонални (инсулин или адреналин), невронни (ацетилхолин) или предадени за допълнителни растежни фактори или цитокини. Броят на този ензим в клитините се дължи на взаимозависимостта между синтеза и разграждането. Скоростта на синтеза се регулира от пътя на активиране (за всеки външен сигнал) на транскрипционния фактор (Фиг. 15-2, (D; подробности за div. в Глава 28). Транскрипционни факторивсички ядрени протеини, които след активиране се свързват със специфични участъци на ДНК (по отзивчиви елементи)близо до областта на генния промотор (точка на кочана на транскрипцията), които активират или потискат транскрипцията на този ген, което води до увеличаване или промяна в производството на специфичен протеин. Активирането на транскрипционния фактор често се приписва на връзката му със специфичен лиганд и понякога се причинява от фосфорилиране или дефосфорилиране. Генът на кожата се контролира от един или повече чувствителни елементи, които се разпознават от специфични транскрипционни фактори. Действащите гени за отмъщение на малък брой отзивчиви елементи и следователно се контролират от различни транскрипционни фактори, които реагират на малък брой различни сигнали. Групи от гени, които кодират протеини, които са свързани с някои от ензимите в гликолизата или глюконеогенезата, често отговарят на реагиращи елементи със същата последователност, тоест същият сигнал, който преминава през транскрипционния фактор на песента, включително или имитиращ цялата група на гени наведнъж. В клона 15.3 се обсъжда регулирането на въглехидратния метаболизъм под влиянието на специфични транскрипционни фактори.

Стабилността на молекулите на иРНК спрямо рибонуклеазата (фиг. 15-2, (D) може да бъде различна, така че количеството на иРНК от даден вид в клитин е функция на гъвкавостта, синтеза и разграждането (глава 26). 5-2, (4)) също се регулира и депозира в съответствие с факторите за етикети, описани подробно в раздел 27.

мал. 15-2. Служители, които инжектират активността на ензимите. Цялостната активност на ензима може да бъде променена чрез промяна в броя на молекулите, дадени (брой) на ензима в клитина, неговата ефективна активност във видовете един клитин ((1)-(6)) или модулиране на активността на основните молекули на ензима, както се съобщава в текста. Активността на конкретен ензим зависи от редица фактори.

Трябва да се отбележи, че увеличаването на производството на иРНК n пъти не означава непременно n-кратно увеличение на синтеза на жизнеспособен протеин.

Молекулата на протеина, която се е утаила, има един час затъмнение и самата тя от dekilkoh khvilin до богати дни (Таблица 15-1). Степента на разграждане на ензимите (фиг. 15-2, (5)) също се определя от вътрешния клинин. Активните протеини претърпяват разграждане в протеазомите (раздел. гл. 28) в резултат на ковалентно свързване с убиквитин (познайте протеина циклин; раздел. фиг. 12-46). Швидки оборот(синтез с по-нататъшно разграждане) на покрития с по-големи енергийни витрати, протеини с по-кратък период на пиене (час, за който се губи половината от първичния обем на речта) могат да достигнат до нов стационарен лагер за собствена промяна svidche за катерици , часът на пиене на някои страхотни и спечелването на такава бърза реакция е виновен за vrívnovazhuvat или е по-голям за енергичните витрати на klitini.

Таблица 15-1. Ориентировъчен час пиене на белтъци в органите на съветниците

Друг фактор, който допринася за ефективната активност на ензима, е наличието на този субстрат (фиг. 15-2, (6)). Хексокиназата с m'yaziv не може да действа върху глюкозата, докато цукорът не се намери в кръвта в клетките на m'yaziv и способността за проникване на глюкоза в клетките да лежи под формата на молекули-носители (разд. Таблица 11-3) на плазмената мембрана. Всички клетки действат като ензими и ензимни системи в различни мембранно свързани отделения; Доставянето на субстрати на qi може да бъде ограничаващ фактор за ензима.

Причините за очевидността на тези децилни механизми на регулиране на ензимната активност на клетките на растението директно променят набирането на ензими в промяна в умовете на метаболизма. В гръбначния орган, който е най-прикрепен, е черният дроб; например, замяната на богати на въглехидрати їzhі с їzhu с високо съдържание на липиди се добавя към транскрипцията на стотици гени, а също и синтеза на стотици протеини. Подобни глобални промени в експресията на гени могат да бъдат оценени с помощта на ДНК микрочипове (раздел. Фиг. 9-22), които позволяват да се анализира целия набор от иРНК на този тип клетки или органи (транскриптом),или за помощта на двусветова гел електрофореза (раздел. Фиг. 3-21) - методът за присаждане на всички протеини от даден тип клитин или специфичен орган (протеом).Нападателните чи методи са по-разяждащи в случай на по-нататъшно регулиране на метаболизма. Промените в протеома често причиняват промени в целия ансамбъл от метаболити с ниско молекулно тегло. - Метаболизъм.

Следователно, в резултат на различни регулаторни механизми, които контролират синтеза и разграждането на протеина, броят на кожните ензими, активността на тези ензими и по-нататъшното регулиране са установени в клитина: чрез промяна на концентрацията на субстрати; път към притока на алостерични ефектори; начин на ковалентна модификация; или чрез свързване на регулаторни протеини. Всички тези процеси могат да променят активността на няколко молекули на ензима (фиг. 15-2, (7)-(10)).

Всички ензими са чувствителни към концентрацията на субстратите (фиг. 15-2, (7)). Познайте какво най-простият ум (за умовете на кинетиката на Михаелис-Ментен) има ранна бърза реакция към здравата половина максимална скоростпри концентрация на субстрата, която е по-благоприятна за стойността на Km (тоест, когато ензимът е наситен със субстрата). С промяна в концентрацията на субстрата се променя и скоростта на реакцията, а с „Km скоростта на реакцията, в линеен ред, отлага водата. Важно е да запомните, че скаларната вътреклетъчна концентрация на субстрата често е близо до най-ниската стойност. Например, активността на хексокиназата зависи от концентрацията на глюкоза, а вътрешната концентрация на глюкоза се променя с концентрацията на глюкоза в кръвта. Доколкото можем да кажем, различните форми (изоформи) на хексокиназата са различни Km и също така наличието на различни изоформи на хексокиназата се среща във вътрешната концентрация на глюкоза, което може да има физиологично значение.

Запас 15-1. Активност на преносителя на глюкоза

За преносител на глюкоза в черния дроб (GLU T2) Kt (еквивалентен на Km) = 40 mM, в зависимост от промяната в скоростта на доставка (поток) на глюкоза към хепатоцитите, когато концентрацията на глюкоза в кръвта се повиши от 3 до 10 mM.

Решение.За vyznachennya kobkovoї svidkostí nadhodzhennia глюкоза vikoristuєmo равна на 11-1 (том 1, 555).

При 3 mM глюкоза

V 0 \u003d V m ah (3 mM) / (40 mM + 3 mM) \u003d V m ah (3 mM / 43 mM) \u003d 0,07 V m ah При 10 mM глюкоза

V 0 \u003d V m ah (10 mM) / (40 mM + 10 mM) \u003d V m ah (10 mM / 50 mM) \u003d 0,20 V m ah

По този начин, тъй като концентрацията на глюкоза в кръвта се повишава от 3 на 10 mM, това означава, че скоростта на глюкозния поток в хепатоцита се увеличава 3 пъти (0,20/0,07).

Ензимната активност може да се повиши или промени под въздействието на алостеричните ефектори (Фиг. 15-2, (8); раздел също Фиг. 6-34). При притока на алостерични ефектори, кинетиката на реакцията ще звучи вместо хиперболичния staê S-подобен, или напротив (например div. Фиг. 15-14, b). В най-стръмната част на S-подобната крива, малки промени в концентрацията на субстрата или алостеричния ефектор могат да повлияят на скоростта на реакцията. Як ми обсъдиха гол. 5 (стр. 239, т. 1), за описанието на поведението на алостеричните ензими, те са покрити с коефициента на кооперативност на Хил и по-голямата стойност на този коефициент означава повече кооперативност. За алостеричен ензим с коефициент на Хил, равен на 4, трикратното увеличение на концентрацията на субстрата води до увеличаване на скоростта на реакцията от 0,1 Vm ax до 0,9 Vm ax, същото за ензим, който не имат сила в кооперативността (коефициент іtsіent Khіlla 1; div. таблица 15-2), за такава промяна в ензимната активност е необходимо да се увеличи концентрацията на субстрата с 81 пъти!

Ковалентни модификации на всеки друг протеин, който вече е известен на ензима (Фиг. 15-2, (9)) се появяват в рамките на няколко секунди от момента на пристигането на сигнала, като правило, след клитин. Най-широката модификация е ce фосфорилиране-дефосфорилиране (фиг. 15-3); до половината от всички протеини в еукариотните клетки се разпознават като фосфорилирани. Фосфорилирането може да промени електростатичното доминиране на активното място на ензима, да премахне инхибирането на протеина от активното място, вклинено във взаимодействието на този протеин с по-малки молекули, или може да причини конформационни промени, които водят до min Vm ax i K м. clitina може да превърне катерицата в yogo vyhіdnogo stan. Семейството от фосфопротеин фосфатази, чиито членове са под контрол, катализира дефосфорилирането на протеини, които се фосфорилират от протеин кинази.

Таблица 15-2. Spivvіdnenja между коефициента на Хил и притока на концентрацията на субстрата върху скоростта на реакцията за алостерични ензими

мал. 15-3. Фосфорилиране-дефосфорилиране на протеин. Протеинкиназите пренасят фосфорилната група от АТФ към излишъците Ser, Thr или Tur в протеина. Протеиновите фосфатази отстраняват фосфорилната група от P i.

Nareshti, регулирането на богатите ензими се достига чрез път на свързване с регулаторни протеини (фиг. 15-2, (10)). Например, сАМР-изчерпаната протеин киназа (PKA; div. Фиг. 12-6) е изчерпана от неактивна точка, докато в резултат на свързване на сАМР каталитичната и регулаторната субединица към ензима се разделят.

Разгледаните механизми на прекрасната реакция на метаболитния път не включват само един. Дозирането често на един и същ ензим е обект на регулиране на еднаква транскрипция, както и път на алостерични механизми и ковалентно свързване. Poednannya tsikh mehanizmіv zabezpechu shvidku и ефективно регулиране в vіdpovіd на nayrіznomanіtnіshі промяна в kіtinі и сигнали, scho да дойде.

За по-нататъшно обсъждане, нека да разгледаме промените в ензимната активност, когато има две различни, взаимно допълващи се функции. срок регулиране на метаболизмаще обозначим процеса на насочване на подобряването на хомеостазата на молекулярно ниво, така че подобряването на най-важните клинични параметри (като концентрацията на метаболитите) може да бъде постигнато чрез промяна на потока от метаболити в този метаболитен път. срок метаболитен контролние ще назовем процесите, така че да водят промяната в резултата от метаболитния път на час по време на деня, звуковите сигнали за промяната на умовете. Следващото нещо, което трябва да кажем, prote, е, че не винаги е лесно да се чете между две разбирания.

Звук при клиента, реакциите са регулирани, далеч ще ревнувам

В последните етапи на метаболитния път реакциите се приближават равномерно (фиг. 15-4). Високата скорост на метаболитите при такива реакции се характеризира с малка разлика между директните и серумните реакции, които, когато се приближат, ще станат подобни. Малки промени в концентрацията на субстрата или продукта от реакцията могат значително да променят общата скорост на процеса и да доведат директно. Можем да идентифицираме дори по-равни реакции в клитин, просто като сравним стойността на инкубацията на мъртвите маси Q с равната реакционна константа K "eq. Познайте какво за реакцията A + B -> C + D Q \u003d [C] / [A] [B] . Важно е, че ако Q и K "eq са по-малко от 1-2 порядъка, реакцията е близка до равна. Например, струва си да се вземат предвид шест от 10 реакции на гликолаза (Таблица 15-3).

мал. 15-4. Равни и маловажни етапи на метаболизма. На етапа на клиента (2), че (3) този начин може да бъде равен; тежестта на директните реакции е по-малко от три пъти по-голяма от тежестта на нежеланите реакции, също така тежестта на тежестта (10) е ниска и промяната в свободната енергия ∆G′ на кожата от тези етапи е близка до нула . Увеличаването на вътрешната концентрация на метаболитите C или D може директно да промени тези етапи. Етап (1) в клитина далеч не е ревнив - тежестта на пряката реакция значително надвишава тежестта на обратната реакция. Общата тежест на етап (1) (10) е по-богата от тежестта на реакцията на спасяване (0,01) и в стационарно състояние е по-голяма от тежестта на етапи (2) и (3). Етап (1) се характеризира с голяма отрицателна стойност на ∆G'.

Много реакции в клиниката обаче, далеч от ревност. Например, за реакцията на гликолиза, която се катализира от фосфофруктокиназа-1 (PPK-1), K "eq ≈ 1000, и за типична клетка в стационарна станция, Q \u003d [фруктоза-1,6-бисфосфат] [AD P] / [фруктоза-6 - фосфат] [ATP]) ≈ 0,1 (Таблица 15-3) Самата причина, че реакцията е толкова далеч от еднаква, във вътрешните клинични умове на датчаните, процесът е екзергоничен и протича директно y, продукт и ефектор скоростта на превръщане на фруктозо-6-фосфат във фруктозо-1,6-бисфосфат се обменя от активността на PFK-1, която се регулира от броя на молекулите PFK-1 и броя на ефектори и гликол в други реакции от този път, а стабилността на обратния реакционен поток за участието на PFK -1 е практически равна на нула.

Таблица 15-3. Константи на Rivnovagi, най-сините и важни промени в свободната енергия на ензимните реакции по време на метаболизма на въглехидратите

	K"eq	Въвеждане на собствени тежести Q Бисквитено сърце		Близка до равна ли е реакцията in vivo?	∆G′ (kJ/mol)	∆G′ в сърцето (kJ/mol)
Хексокиназа
ПФК-1		9 . 10 -2	3 . 10 - 2
Алдолаза
Триозофосфат изомераза
Глицералдехид-3-фосфат дехидрогеназа +
фосфоглицерат киназа
Фосфоглицерат мутаза
пируват киназа
Фосфоглюкоизомераза
Пируват карбоксилаза + PEP-карбоксикиназа
Глюкозо-6-фосфатаза

* За простота помислете какви са всички реакции, за които ∆G′<6, близки к равновесию.

Клитина не може да допусне, че реакциите с големи стойности на равни константи са били близки до равни. Въпреки че при най-високите концентрации на фруктозо-6-фосфат, ATP и ADP (милимола) PFK-1 реакцията, която катализира, може да достигне равни, тогава концентрацията на фруктозо-1,6-бисфосфат ще се появи в моларния диапазон, какво би водят до загиване на клитина - поради високия осмотичен порок

Нека да разгледаме друг пример. Въпреки че в клитина реакцията ATP -> ADP + Pi може да бъде близка до равна, за реакцията промяната в свободната енергия ∆G' -> 0 (Gp ; div. Priklad 13-2, p. 31); в резултат на АТФ, изразходвайки висок потенциал на носител на фосфатни групи, който е толкова необходим на клетките. Следователно е важно ензимите, които катализират отлагането на АТФ и други екзергонични реакции в клетките, да са по-стабилни за регулиране, така че когато метаболитните процеси се променят в резултат на токсични реакции, дължащи се на участието на тези ензими, да бъдат облечени в такъв ранг, така че концентрацията на АТФ беше оставена много по-висока от еднакво важна равна. За такива промени в метаболизма има промяна в активността на ензимите във всички взаимно свързани метаболитни пътища, което не позволява критичните етапи да достигнат равни нива. Не е изненадващо, че много ензими (като PFK-1), които катализират реакции с голяма отрицателна змийска енергия, са фино регулирани от безлични начини. Tsya регулиране vіdbuvaєєєtsі pіdbuєєєєê êêêêêêê êêêêê's сгъваем начин, scho със силата на мощността само на един ензимен метаболитен път не може да се определи, колко голямото вливане на този ензим в процеса като цяло; за които е необходимо да се получи теория за метаболитния контрол, към която сме животински в розд. 15.2.

Адениновите нуклеотиди играят специална роля в регулацията на метаболизма

Вероятно, приятел за важността на главата на клитина (след защита срещу увреждане на ДНК) - това е подкрепа за последните резерви на APR. Богатите на АТФ-депозирани ензими могат да бъдат Km mizh 0,1 и 1 mM, а нормалната концентрация на АТФ в клитините става 5 mM. В резултат на това концентрацията на АТФ е значително по-ниска и ензимите не могат да достигнат насищането на своя субстрат (АТФ), в резултат на което намалява честотата на стотици реакции, които се дължат на участието на АТФ (фиг. 15-5). Клитина, очевидно, не можеше да преживее такъв кинетичен скок в голям брой реакции.

От друга страна, промяната в концентрацията на АТФ може да бъде важен термодинамичен ефект. Парчетата при vikonanní работа в clitiny на ATP се трансформират в ADP или AMR, spivvіdnoshnja / nadê дълбока инфузия на разтягане на всички реакции, в някои zadіyanі tsі кофактор. Трябва да имате предвид и други кофактори-NADH/NAD+ и NADPH/NADP+.

мал. 15-5. Инжектиране на концентрация на АТФ в порьозността на кочана на реакцията, която се катализира от типичен ензим за отлагане на АТФ. Въз основа на експериментални данни за ATP, K m ≈ 5 mM. В животинската тъкан концентрацията на [АТФ] е 5 mM.

Например, нека да разгледаме реакцията, която се катализира от хексокиназа:

Zyubazh, virazu viplka в този vipad, редица продукти на реакцията, реакцията на реакцията се намира в концентратите на ребрата, с Yakiki ∆G ′ = 0. Ако сте от същите концентрати ∆G ′ ≠ 0. Zgadayta (гл. 13), стр. промяна на концентрацията на продуктите от реакцията спрямо концентрацията на субстратите (промяната на разложимите маси Q задава стойността и знака на ∆G′ i, също и силата на скъсване (∆G′ ) на реакцията:

Oskolki zmína tsієї ruzhіynoї сила вливане на всички реакции с участието на Азиатско-Тихоокеанския регион, в процеса на еволюция на организмите, регулаторните механизми вибрираха, което води до подобряване на спонтанността /.

Концентрацията на АМР е по-чувствителна към енергийното състояние на клетката, по-ниската концентрация на АТФ. В клетките концентрацията на АТФ (5-10 mM) е богата, концентрацията на AMP е по-ниска (<0,1 мМ). При расходовании АТР, например при мышечном сокращении, АМР образуется в результате двустадийного процесса. Сначала при гидролизе АТР образуется ADP , а затем в результате действия аденилат киназа- AMR:

2ADP AMP + ATP

При промяна на концентрацията на АТФ с 10%, увеличението на концентрацията на АМФ е значително по-високо, по-ниско за АДФ (Таблица 15-4). Не е изненадващо, че много регулаторни процеси са свързани с концентрацията на AMR. Играе важна роля като посредник на регулирането AMP - протеин киназа надолу по веригата,в резултат на повишаването на концентрацията на AMR се инициира фосфорилиране на ключови протеини, регулиращи тяхната активност. Подобрението [AMR] може да се дължи на липсата на живот на живите речи или на големите физически приключения. Диагностика на AMP-изчерпана протеин киназа (не бъркайте с цАМР-изчерпана протеин киназа, раздел 15.5) подобрява транспорта на глюкоза, активира гликолизата и окислението на мастни киселини, но в същото време също така намалява енергийно-витратните процеси, като синтеза на мастни киселини, холестерол и 15-6). Ъгъл. 23 В нашия доклад ще обсъдим ензима и механизма на yogo diy в значими процеси.

Таблица 15-4. Забележителни промени в концентрациите на АТФ и АМФ в присъствието на АТФ и функционални групи

мал. 15-6. Ролята на AMP-изчерпаната протеин киназа (AMPK) в метаболизма на мазнините и въглехидратите. В час на физическа стимулация, AMPK се активира в отговор на повишаване на концентрацията на AMP или промяна в концентрацията на ATP чрез сигнали от симпатиковата нервна система (SNR) или хормони в мастната тъкан (лептин и адипонектин, докладвайте div 23). Активираният AMPK фосфорилира ключови протеини и регулира метаболизма в богатите тъкани, като инхибира такива енергийно-потискащи процеси, като синтеза на гликоген, мастни киселини и холестерол; директен обмен на речи от черния дроб на заместващи мастни киселини като токсични молекули; и в черния дроб започва глюконеогенеза, за да снабди мозъка с глюкоза. В хипоталамуса AMPK стимулира хранителното поведение на тялото, като яде по-оживени речи.

Редът на АТФ в клетките при необходимите концентрации може да присъства в стотици метаболитни междинни продукти. Например, междинният гликолизен дихидроксиацетон фосфат и 3-фосфоглицерат служат като прекурсори на триацилглицерол и серин по подобен начин. Ако е необходимо, скоростта на гликола трябва да се промени по такъв начин, че да може да се осигури необходимия брой речи, без да се понижава нивото на одобрение на ATP. Този модел е верен и за други важни кофактори, като NADH и NADPH: промяната на съотношението на тези активни маси (т.е. промяната на концентрацията на модифицираната форма на кофактора към концентрацията на втората окислена форма) е още по-силна повлиян от метаболизма.

Очевидно еволюционното развитие на регулаторните механизми също е повлияно от приоритети, които се приписват на жизнеността на организма. В главния мозък запасите от енергия са практически ежедневни, така че мозъкът може да депозира поради доставката на глюкоза в кръвния поток. Ако нивото на кръвната захар се промени 2 пъти, равно на нормата (4-5 mM), ще има увреждане на мозъчната дейност, а 5-кратното намаляване на нивото на кръвната захар ще доведе до смърт. Повишаване на нивото на кръвната захар в норма, допълване на хормоните инсулин и глюкагон, които се наблюдават при повишени и понижени нива на глюкоза; qi хормоните предизвикват серия от метаболитни реакции, които допринасят за нормализирането на нивата на глюкозата.

В допълнение, в хода на еволюцията се развива друг селективен поток, който изисква избор на регулаторни механизми, насочени към изпълнението на същите цели.

1. Осигуряване на максимална ефективност на възстановяването на енергия чрез едночасово надхвърляне на реакциите на протиленно изправените метаболитни пътища (например гликолиза и глюконеогенеза).

2. Метаболити на Rozpodil между алтернативни метаболитни пътища (като гликол и пентозофосфатни пътища).

3. Избор на източник на енергия за развитие на текущите задачи на тялото (глюкоза, мастни киселини, гликоген или аминокиселини).

4. Подсилване на пътищата за биосинтеза по време на натрупване на його продукти.

В следващите раздели има безлични приложения на регулаторни механизми от типа кожа.

Кратко zmіst разпределени 15.1. Регулиране на метаболитните пътища

■ При пациенти с активен метаболизъм, които са в стационарен лагер, метаболитните междинни продукти се установяват и оцветяват със същата swidkistyu. В резултат на това, независимо дали има някакви притоци в кръвния поток или инфилтрацията на метаболита е променена, клитинът има компенсаторна промяна в активността на ензимите, което трябва да доведе до установяване на стационарен лагер.

■ Клитини регулират своя метаболизъм за допълнителни различни механизми в часовия диапазон от милисекунди до няколко минути, променяйки активността на вече основни ензими или броя на синтезиращите молекули на специфичен ензим.

■ Различни сигнали могат да активират или инактивират транскрипционни фактори, които регулират генната експресия в клетъчното ядро. Промените в транскриптома водят до промени в протеома, в резултат на това в метаболома на клетките и тъканите.

■ При процеси с богат етап, като гликолоза, реакциите в стационарна станция са близки до равни; Скоростта на тези реакции се контролира от концентрацията на субстрата и се променя и увеличава с всяка промяна. Другите реакции далеч не са еднакви; озвучете вонята, за да контролирате потока от речи като цяло във вашия метаболитен път.

■ Регулаторни механизми за насочване към pidtrimku в клинините на практически постоянно ниво на ключови метаболити, като ATP и NADH, или кръвна глюкоза; когато се променят нуждите на тялото, використът трябва да съхранява гликоген.

ДИНАМИЧНА БИОХИМИЯ

ГлаваIV.8.

Обмен на реч и енергия

Метаболизъм иначе размяната на речи е континуумът от химични реакции в организма, който му осигурява необходимата за живот енергия. В обмена на речи могат да се видят два основни етапа: подготвителен - ако хранителният път на речта е даден на химически трансформации, те могат да попаднат в кръвния поток и да проникнат далеч в клетките, и водния метаболизъм, tobto. химични трансформации от пода, които са проникнали в средата на клетките.

Метаболитен начин - природата на тази последователност от химически трансформации на специфична реч в тялото. Междинните продукти, които са се включили в процеса на метаболизма, се наричат ​​метаболити, а останалата част от метаболитния път е крайният продукт.

Процесът на разпадане на сгъваемите речи се нарича просто катаболизъм. Така че по-простите хранилища (аминокиселини, мастни киселини и монозахариди) се разграждат в още повече протеини, мазнини, въглехидрати под притока на ензими в билковия тракт. Чиято енергия вибрира. Обратният процес, към синтеза на сгъваеми рафтове с по-прости, се нарича анаболизъм . Víde іz vítratoyu енергия. От аминокиселини, мастни киселини и монозахариди, които са елиминирани в резултат на ецване, в клитините се синтезират нови клетъчни протеини, мембранни фосфолипиди и полизахариди.

разбиране амфиболизъм ако едната страна е унищожена, тогава друга се синтезира с другата.

Метаболитен цикъл - същият метаболитен път, един от крайните продукти от някакъв вид, идентичен на един от половините, получени преди целия процес.

Частен път към метаболизма е последователността на трансформацията на половината от половината (въглехидрати и протеини). Горещ път към метаболизма - ако се облъчват два или повече вида (въглехидратите, липидите и често протеините се облъчват до енергиен метаболизъм).

Субстрати на метаболизма - с половин уста, какво да отида след това. Сред тях може да се види основната фарингеална реч (протеини, въглехидрати, липиди) и второстепенни, които се намират в малки количества (витамини, минерална реч).

Интензивността на метаболизма се определя от нуждата на клиента в тихи реки или енергия, регулирането се контролира от chotirma канали:

1) Цялостната тежест на реакцията на единичния метаболитен път се определя от концентрацията на дермалния ензим в този път, стойността на рН на средата, вътреклетъчната концентрация на дермалните междинни продукти, концентрацията на кофактори и коензими.

2) Активността на регулаторните (алостерични) ензими, които катализират първите етапи на метаболитните пътища. Повечето от тях се считат за краен продукт на този маршрут и този тип лечение се нарича "зад принципа на централната връзка".

3) Генетичен контрол, първоначална гъвкавост за синтеза на този или онзи друг ензим. Yaskravy задника - появата на индуцируеми ензими в clitiny в присъствието на подходящ субстрат.

4) Хормонална регулация. Редица здравословни хормони активират и инхибират богатите ензими в метаболитните пътища.

Живите организми са термодинамично нестабилни системи. За формоване и функциониране е необходимо да има непрекъснато захранване с енергия във формата, която е прикрепена към bagatoplan vikoristannya. За възстановяване на енергията практически всички живи същества на планетата бяха прикрепени да хидролизират една от пирофосфатните връзки на АТФ. Във връзка с cym една от основните цели на биоенергетиката на живите организми е натрупването на ATP vicos от ADP и AMP.

Основният източник на енергия в клетките е окисляването на субстратите при кисело време. Този процес се извършва по три пътя: ще добавя въглерод към атома, ще разделя водата с втория електрон. В клитините окислението протича под формата на последващ пренос на вода и електрони към субстрата до киселинност. Kysen играе по този начин ролята на подсилващия z'ednanny (окисляващ). Оксидните реакции протичат с жизнена енергия. За биологичните реакции обикновено са характерни малки промени в енергията. Той е в обсега на раздробяването на процеса на окисляване на няколко междинни етапа, което ви позволява да съхранявате на малки порции в привидно макроенергийни полета (ATP). Когато един атом се вкисва, когато взаимодейства с двойка протони и електрони, това води до създаването на водна молекула.

Tkaninne dihannya

Процесът на окисление от клитини на тъканния организъм е кисел, който участва в биологичното окисление. Този тип окисление се нарича аеробно окисление . Тъй като последният акцептор в копията за пренос на вода не е киселина, а друга реч (например пирогроздена киселина), тогава този тип окисление се нарича анаеробни.

Че. биологично окисление - дехидрогениране на субстрата за допълнителни междинни носители във вода и крайния акцептор на iogo.

див ланцеуг (Ензими на тъканната дихания) - носители на протони и електрони от окислен субстрат до кисен. Okislyuvach - tse z'êdnannya, zdatne приема електроника. Такава сграда се характеризира кратко потенциал на оксидно изместване сто от стандартен воден електрод, чието рН е равно на 7,0. Колкото по-малък е потенциалът на деня, толкова по-силна е йогата на силата, която вдъхновява и от друга страна.

Че. be-yaké z'ednannya може да използва електроника само z'ednannya с по-голям висок окислително-кислороден потенциал. В дихаловия ланцет кожната напреднала част има по-голям потенциал, по-ниска отпред.

Дивият ланцет се състои от:

1. NAD - дехидрогеназа на угар;

2. FAD-дехидрогеназа на угар;

3. Убихинон (K Q);

4. Цитохроми b, c, a + a 3 .

NAD-дехидрогеназни отлагания . Як коензим отмъщение ПО-ГОРЕі NADP. Пиридиновият пръстен на никотинамида не трябва да се допълва с електронна и протонна вода.

FAD и FMN-резервна дехидрогеназа отмъщение като коензим фосфорен етер към витамин B 2 ( ПРИЩЯВКА).

Убихинон (Преди Q ) отнема вода от флавопротеините и се превръща в хидрохинон.

Цитохром - протеини на хромопротеини, здатни за добавяне на електрони, завдяк на присъствие в нечии склад като простетична група зализопорфирини. Вонята получава електрон от речта, която е трио от най-силния агент, и го предава на най-силния окислител. Припокриващият се атом с азотния атом на пръстена на имидазоловата аминокиселина и хистидин от едната страна в областта на порфириновия пръстен, а от другата страна с атома на пръстена на метионина. Следователно потенциалът за образуване на атом на оклузия в цитохромите за свързване на киселото е намален.

При цитохром h повърхността на порфирина е ковалентно свързана с протеина чрез два излишъка на цистеин и в цитохромиb і , няма да бъде ковалентно свързан от протеини.

При цитохром а+а 3 (цитохромоксидаза) на мястото на протопорфирина се заменя с порфирин А, който има редица структурни характеристики. P'yate coordinatiyne stavishche zaliza е заета от аминогрупа, така че има излишък от аминозахар, така че да може да влезе в склада на самия протеин.

На vіdmіnu víd hemа hemolgobіnu атомът на zalíza в цитохромите може обратимо да премине от две към тривалентно състояние. Tse осигурява транспортирането на електроника.

Механизъм на робота и електрическо транспортно копие

Външната мембрана на митохондриите (фиг. 4.8.1) е проникната от повечето други молекули и йони, вътрешната от всички йони (кремави протони H) и по-голямата част от незаредените молекули.

Всички рециркулиращи компоненти на дихалния ланцет се зараждат във вътрешната мембрана. Транспортирането на протони и електрони чрез дистално копие се осигурява от разликата в потенциалите между компонентите. При това увеличение на потенциала на кожата с 0,16 е достатъчна енергията, достатъчна за синтеза на една ATP молекула от ADP и H 3 RO 4. Когато една молекула се срине, 2 стават 3 АТФ.

Окислителни процеси за превръщане на ATP в ADP и фосфорна киселина tobto. фосфорилирането се извършва в митохондриите. Вътрешната мембрана задоволява безличните гънки - Христо. Пространство на органична вътрешна мембрана - матрица. Пространството между вътрешната и външната мембрана се нарича интермембрана.

Такава молекула има три макроергични връзки в себе си. Макроергичен в противен случай богатата енергия се нарича химическа връзка, когато се развие, тя вибрира над 4 kcal / mol. При хидролитично разделяне на АТФ до АДФ и фосфорна киселина, 7,3 kcal / mol. По същия начин стелките се оцветяват за абсорбирането на АТФ от АДФ и излишната фосфорна киселина и това е един от основните пътища за съхраняване на енергия в тялото.

В процеса на електронен транспорт енергията вибрира с дихал копие, тъй като отразява добавянето на излишък от фосфорна киселина към ADP с една ATP молекула и една водна молекула. В процеса на прехвърляне една двойка електрони от дихал ланцета вибрира и се съхранява в три ATP молекули 21,3 kcal / mol. Целта е да се доближат до 40% от енергията, генерирана от електронен транспорт.

Такъв начин за съхраняване на енергия в кода се нарича окислено фосфорилиране abo pov'yazanim фосфорилиране.

Молекулярните механизми на този процес са обяснени най-добре от хемоосмотичната теория на Мичъл от 1961 г.

Механизмът на оксидното фосфорилиране (Фиг.4.8.2.):

1) NAD-депозитната дехидрогеназа се засажда върху повърхността на матрицата на вътрешната мембрана на митохондриите, давайки няколко електрона във водата на FMN-депозитната дехидрогеназа. С тази матрица двойка протони също преминава към FMN и в резултат на FMN се установява H 2. В този час няколко протона, които лежат НАД, се издигат в междумембранното пространство.

2) FAD-депозитната дехидрогеназа дава няколко електрона на Co Q и цаца от протони vishtovhuy в междумембранното пространство. Изтеглена Electronics Co. Q получава няколко протона от матрицата и се трансформира в Ko Q H 2 .

3) До Q H 2 vishtovhuê двойка протони в междумембранното пространство, а двойка електрони се прехвърля към цитохромите и по-нататък към кислорода от разтворените водни молекули.

В резултат на това, когато електронната двойка се прехвърля по дължината на копието от матрицата, 6 протона (3 двойки) се изпомпват в междумембранното пространство, което води до регулиране на разликата в потенциалите и рН разликата между повърхностите на вътрешната мембрана. .

4) Разликата в потенциалите и разликата в pH осигуряват транспортирането на протони през протонния канал обратно към матрицата.

5) Такъв обрат на протоните води до активиране на АТФ синтазата, синтеза на АТФ от АДФ и фосфорна киселина. С прехвърлянето на една двойка електрони (т.е. три двойки протони) се синтезират 3 молекули АТФ (фиг. 4.7.3.).

Разграждане на процесите на храносмилане и оксидно фосфорилиране изглежда, че протоните започват да проникват през вътрешната мембрана на митохондриите. По този начин градиентът на рН се променя и се разкрива разрушителната сила на фосфорилирането. Химическа реч - розите се наричат ​​протонофори, които са способни да транспортират протони през мембраната. До такъв може да се види 2,4-динитрофенол, хормони на щитовидната жлеза и в. (фиг. 4.8.3.).

Установеният АТФ се транспортира от матрицата до цитоплазмата чрез ензими транслокази, докато една молекула АДФ и една молекула фосфорна киселина се пренасят директно в матрицата. Разбираемо е, че транспортът на ADP и galmu фосфат е нарушен при синтеза на ATP.

Количеството оксидно фосфорилиране трябва да се отложи на първо място на мястото на АТФ, колкото повече се оцветява, толкова повече се натрупва ADP, толкова повече енергия е необходима и следователно процесът на оксидно фосфорилиране е по-активен. Регулирането на нивото на оксидно фосфорилиране чрез концентрацията на ADP в клетките се нарича дихален контрол.

ЛИТЕРАТУРА ПРЕД РОЗДИЛУ IV.8.

1. Бишевски А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия за лекар // Екатеринбург: Уралский роботник, 1994, 384 с.;

2. Knorre D. G., Mizina S. D. Биологична химия. - М.: Вищ. училище 1998, 479 стр.;

3. Leninger A. Биохимия. Молекулярни основи на структурата и функциите на клетките // М .: Svit, 1974, 956;

4. Пустовалова Л.М. Семинар по биохимия / / Ростов на Дон: Феникс, 1999, 540 с.;

5. Степанов В. М. Молекулярна биология. Структура и функции на протеини // М .: Vishcha shkola, 1996, 335 с.;

Принципи на регулиране на метаболитните пътища

Всички химични реакции в клитините протичат с участието на ензими. Освен това, за да се увеличи скоростта на преминаване на метаболитния път, е достатъчно да се регулира количеството на ензимната активност. Звукът в метаболитните пътища са ключовите ензими, завдяците са начинът за регулиране на скоростта на целия път. qi ензимите (един qi kilka метаболитен път) се наричат ​​регулаторни ензими; миризмите катализират, като правило, първичните реакции на метаболитния път, необратими реакции, краткотрайно ограничаващи реакции (най-честите) или реакции в мъглата на метаболитния път (точки на разлагане).

Регулирането на течливостта на ензимните реакции се основава на 3 независими нива:

• Промяна в броя на ензимните молекули;
• · Наличие на молекули към субстрата и коензима;
• · Промяна на каталитичната активност на ензимната молекула.

Регулиране на каталитичната активност на ензимите

Най-важната промяна в метаболитните пътища е регулирането на каталитичната активност на един от няколкото ключови ензима в този метаболитен път. Това е много ефективен начин за регулиране на метаболизма.

Основните начини за регулиране на ензимната активност:

• Алостерична регулация;
• регулация за допълнителни протеин-протеинови взаимодействия;
• · регулиране по пътя на фосфорилиране/дефосфорилиране на ензимната молекула;
• · Регулиране чрез честа (обмежена) протеолиза.

Алостерична регулация

Алостеричните ензими се наричат ​​ензими, чиято активност се регулира от броя на молекулите на субстрата и от други речи, наречени ефектори. Ефекторите, които участват в алостеричната регулация - клетъчния метаболизъм често са самият начин, чиято регулация се създава.

Алостеричните ензими играят важна роля в метаболизма, смрадливите парченца реагират бързо дори на най-малките промени във вътрешното състояние на клетката. Алостеричното регулиране може да бъде от голямо значение в такива ситуации:

• · С анаболни процеси. Инхибирането на крайния продукт на метаболитния път и активирането от метаболитите на кочана позволяват регулиране на синтеза на тези спори;
• · При катаболни процеси. По време на натрупване на АТФ в клетките, метаболитните пътища се инхибират, като по този начин се осигурява синтеза на енергия. Собствените им субстрати са оцветени от реакцията на съхранението на резервни живи речи;
• · За координиране на анаболните и катаболните пътища. ATP и ADP са алостерични ефектори, които действат като антагонисти;
• · за координация, паралелно протичат тези взаимно свързани метаболитни пътища (например синтеза на пуринови и пиримидинови нуклеотиди, които са викоритни за синтеза на нуклеинови киселини). По този начин крайните продукти на един метаболитен път могат да бъдат алостерични ефектори на друг метаболитен път.

Алостерични ефектори. Ефектът, който води до намаляване (инхибиране) на ензимната активност, се нарича отрицателен ефектор или инхибитор. Ефектът, който води до насърчаване (активиране) на ензимната активност, се нарича положителен ефектор или активатор.

Алостеричните ефектори често имат различни метаболити. Крайните продукти на метаболитния път често са инхибитори на алостерични ензими, а външната реч е активатор. Това се нарича хетеротропна регулация. Този вид алостерична регулация е дори по-разпространена в биологичните системи.

Рядък тип алостерична регулация, ако самият субстрат може да действа като положителен ефектор. Такава регулация се нарича хомотропна (ефектор и субстрат - една и съща реч). Ензимите Qi могат да имат няколко свързващи центрове за субстрата, тъй като те могат да изпълняват зависима функция: каталитична и регулаторна. Алостеричните ензими от този тип викорират в ситуация, в която субстратът е натрупан в излишък и може лесно да се превърне в продукт.

Възможно е да се разкрият ензими с алостерична регулация, като се разгледа кинетиката на тези ензими.

Особености на функционирането на алостеричните ензими:

zvchichay tse олигомерни протеини, които са сгънати от няколко протомера или за създаване на доменна пещ;

вонята може да е алостеричен център, достатъчно разстояние от активния каталитичен център;

effectori се прикрепят към ензима нековалентно в алостерични (регулаторни) центрове;

Алостеричните центрове, подобно на каталитичните, могат да покажат разлика в специфичността по отношение на лигандите: те могат да бъдат абсолютни и групови. Някои от ензимите могат да имат някои алостерични центрове, някои от които са специфични за активатори, други - за инхибитори.

протомир, върху който се намира алостеричният център, - регулаторен протомир, от гледна точка на каталитичния протомир, който отмъщава на активния център, в който протича химическата реакция;

алостеричните ензими могат да захранват кооперативността: взаимодействието на алостеричен ефектор с алостеричен център води до последваща кооперативна промяна в конформацията на всички субединици, което води до промяна в конформацията на активния център и промяна в споридността на ензима към субстрата, които намаляват или повишават каталитичната активност на ензима;

регулирането на алостеричните ензими е обратимо: въвеждането на ефектор в регулаторната субединица засяга каталитичната активност на ензима;

Алостеричните ензими катализират ключовите реакции на този метаболитен път.

Малюнок 3. Схема, обясняваща работата на алостеричен ензим. A - дия отрицателен ефектор (ингибитор); B - действието на положителен ефектор (активатор).

Локализация на алостеричните ензими в метаболитния път.

Броят на метаболитните процеси, които трябва да се депозират, зависи от концентрацията на речите, които са жизнени и реакциите, които се установяват в това копие. Такава регулация изглежда логична, тъй като с натрупването на крайния продукт на виното (крайния продукт) той може да действа като инхибитор на алостеричен ензим, който най-често катализира стъпката на кочана на този метаболитен път:

Ензимът, който катализира превръщането на субстрат А в продукта, може да бъде алостеричен център за отрицателен ефектор, който служи като краен продукт на метаболитния път F. В резултат на това концентрацията на F се увеличава (така че речта F се синтезира повече, по-слабо оцветен), инхибирайки активността на един от ензимите на кочана. Такова регулиране се нарича отрицателна повратна точка или ретро-инхибиране. Отрицателната обратна връзка е механизъм за регулиране на метаболизма в клетките, който често се наблюдава.

В централните метаболитни пътища речта може да бъде активатор на ключови ензими в метаболитния път. По правило ензимите, които катализират ключовите реакции на крайните етапи на метаболитния път, се задействат от всяко алостерично активиране:

Като пример може да се разгледат принципите на регулиране на гликолозата - специфичен (кочан) път за разграждане на глюкозата (фиг. 4). Един от крайните продукти на разграждането на глюкозата е АТФ молекулата. При излишък на АТФ в клитина възниква ретро-инхибиране на алостеричните ензими фосфофруктокиназа и пируват киназа. При използване на голямо количество фруктозо-1,6-бисфосфат се наблюдава алостерично активиране на ензима пруваткиназа.

Malyunok 4. Схема на положителна и отрицателна регулация на катаболизма на глюкозата.

Молекулата на АТФ участва в ретро-инхибирането на алостеричните ензими фосфофруктокиназа и пируват киназа. Фруктозо-1,6-бисфосфатът е активатор на метаболитния път за разграждане на глюкозата. Плюсовете са активирането, минусите са инхибирането на ензимите.

Zavdyaki такова регулиране zdijsnyuєtsya zlagodzhenіst perebіgu метаболитен път към разграждането на глюкозата.