Kolme feng cis ile. Proteiinit, niiden rakenne ja tehtävät

CH 3 CH 3

IEP on alueella pH≈7

GLI - GLU

(CH2)2-COOH (CH2)2-COOH

IET on pH-alueella<7

GLI - LIZ

H 2 N–CH 2 –CO–NH–CH–COOH ↔ H 3 N + –CH 2 –CO–NH–CH–COO ‾

(CH2)4-NH2(CH2)4-NH2

IEP on pH>7 alueella

16.4 PROTEINIT

Proteiinit ovat suurimolekyylisiä typpeä sisältäviä biologisia makromolekyylejä, jotka koostuvat biogeenisesta α:sta,L-aminohapot, jotka on kytketty lineaariseen sekvenssiin peptidi- (amidi)sidoksilla.

Yksinkertaisin proteiini on polypeptidi, jonka rakenteessa on vähintään 70 aminohappotähdettä.

Proteiinit ovat solun tärkeimpiä komponentteja, niiden osuus on vähintään 50 % kuivapainosta. He toteuttavat geneettisen tiedon toteuttamista, solu- ja kehorakenteiden rakentamista, aineenvaihduntaprosessien virtausta ja kehon immuunipuolustusta.

Ero peptidien ja proteiinien välillä ei ole vain kvantitatiivinen vaan myös laadullinen. Proteiinien polypeptidiketjun biosynteesin jälkeen ribosomeissa ja sen jälkeen konvergenssissa sytosolin hydrofiiliseen ympäristöön muodostuu spontaanisti korkeammat organisoitumistasot - toissijainen, tertiäärinen ja useille proteiineille - kvaternäärinen rakenne.

1. Ensisijainen rakenne- määritellään lineaarisena sekvenssinä biogeenisiä aminohappoja, jotka on liitetty peptidisidoksilla. Se määritetään geneettisesti kullekin spesifiselle proteiinille lähetti-RNA:n nukleotidisekvenssissä. Primäärirakenne määrittää myös proteiinimolekyylien korkeammat organisoitumistasot. Ensisijaisen rakenteen tuntemalla proteiinia voidaan johdonmukaisesti saada synteettisesti (insuliini syntetisoitiin ensimmäistä kertaa, myöhemmin monia muita proteiineja, joten synteettiset polypeptidit AIDSin ja monien muiden sairauksien hoitoon ovat yleistyneet).

2. Toissijainen rakenne proteiini - polypeptidiketjun paikallinen konformaatio, joka johtuu sen yksittäisten osien pyörimisestä, mikä johtaa tämän ketjun osan kiertymiseen, laskostumiseen tai taipumiseen. Toissijaista rakennetta voidaan esittää α-heliksi, β-rakenne (rakenne

taitettu arkki).

3. Tertiäärinen rakenne- koko polypeptidiketjun konformaatio (avaruusjärjestys), mikä johtuu sekä läheisten että kaukaisten aminohappotähteiden sekundaarirakenteen elementtien vuorovaikutuksesta. Sen muodostumiseen ja stabiloitumiseen osallistuvat kaikenlaiset vuorovaikutukset: hydrofobiset, van der Waalsin, sähköstaattiset (ioniset), disulfidikovalenttiset sidokset. Merkittävimmät ovat hydrofobinen vuorovaikutus ja disulfidisidokset.

4. Kvaternaarirakenne orava. Tapa asettaa avaruuteen yksittäisiä polypeptidiketjuja (identtisiä tai erilaisia), joilla on tertiäärinen rakenne, mikä johtaa yksittäisen makromolekyylimuodostelman muodostumiseen rakenteellisesti ja toiminnallisesti ( multimeeri).

Jokaista yksittäistä polypeptidiketjua multimeerirakenteessa kutsutaan protomeeri. Protomeerit ovat steerisesti täydentäviä ja yhdistävät rakenteen ei-kovalenttisilla sidoksilla. Esimerkiksi proteiinimolekyyli, joka on osa verta - hemoglobiini koostuu useista symmetrisesti rakennetuista hiukkasista (identtiset polypeptidiketjut), joilla on sama primaarinen, sekundaarinen ja tertiäärinen rakenne.

III luku. PROTEINIT

§ 6. AMINOHAPOT PROTEIINIEN RAKENNEALAISINA

luonnolliset aminohapot

Elävien organismien aminohapot löytyvät pääasiassa proteiinien koostumuksesta. Proteiinit rakennetaan pääasiassa kahdellakymmenellä standardiaminohapolla. Ne ovat a-aminohappoja ja eroavat toisistaan ​​sivuryhmien (radikaalien) rakenteessa, joita merkitään kirjaimella R:

Aminohappojen sivuradikaalien monimuotoisuudella on keskeinen rooli proteiinien tilarakenteen muodostumisessa, entsyymien aktiivisen keskuksen toiminnassa.

Standardiaminohappojen rakenne on annettu taulukon 3 kappaleen lopussa. Luonnollisilla aminohapoilla on triviaaleja nimiä, joita on hankala käyttää proteiinien rakennetta kirjattaessa. Siksi niille otetaan käyttöön kolmi- ja yksikirjaiminen nimitykset, jotka on myös esitetty taulukossa 3.

Spatiaalinen isomerismi

Kaikilla aminohapoilla, paitsi glysiinillä, a-hiiliatomi on kiraalinen, ts. niille on ominaista optinen isomeria. Taulukossa. Kuviossa 3 kiraalinen hiiliatomi on merkitty tähdellä. Esimerkiksi alaniinille molempien isomeerien Fischer-projektiot ovat seuraavat:

Niiden nimeämiseen, kuten hiilihydraattien, käytetään D-, L-nimikkeistöä. Proteiinit sisältävät vain L-aminohappoja.

L- ja D-isomeerit voivat muuttua keskenään. Tätä prosessia kutsutaan rasemisoituminen.

Mielenkiintoista tietää! Hampaiden valkoisessa - dentiini -L-asparagiinihappo rasemoituu spontaanisti ihmisen kehon lämpötilassa 0,10 % vuodessa. Hampaiden muodostumisen aikana dentiini sisältää vainL-asparagiinihappo, aikuisella rasemisoitumisen seurauksena,D-asparagiinihappo. Mitä vanhempi henkilö, sitä korkeampi D-isomeeripitoisuus. Määrittämällä D- ja L-isomeerien suhteen voidaan määrittää tarkasti ikä. Siten Ecuadorin vuoristokylien asukkaat paljastettiin, koska he pitivät liian paljon ikää itselleen.

Kemiallisia ominaisuuksia

Aminohapot sisältävät amino- ja karboksyyliryhmiä. Tästä johtuen niillä on amfoteerisia ominaisuuksia eli sekä happojen että emästen ominaisuuksia.

Kun aminohappo, kuten glysiini, liuotetaan veteen, sen karboksyyliryhmä dissosioituu muodostaen vetyionin. Lisäksi vetyioni on kiinnittynyt aminoryhmään typpiatomin yksinäisen elektroniparin vuoksi. Muodostuu ioni, jossa on sekä positiivisia että negatiivisia varauksia, ns zwitterion:

Tämä aminohapon muoto on vallitseva neutraalissa liuoksessa. Happamassa ympäristössä aminohappo muodostaa vetyionin kiinnittyessään kationin:

Alkalisessa ympäristössä muodostuu anioni:

Siten väliaineen pH:sta riippuen aminohappo voi olla positiivisesti varautunut, negatiivisesti varautunut ja sähköisesti neutraali (samalla positiivisella ja negatiivisella varauksella). Kutsutaan pH-arvoksi liuokselle, jossa aminohapon kokonaisvaraus on nolla isoelektrinen piste tämä aminohappo. Monilla aminohapoilla isoelektrinen piste on lähellä pH-arvoa 6. Esimerkiksi glysiinin ja alaniinin isoelektriset pisteet ovat 5,97 ja 6,02.

Kaksi aminohappoa voivat reagoida keskenään, minkä seurauksena vesimolekyyli lohkeaa ja muodostuu tuote, jota ns. dipeptidi:

Sidosta, joka yhdistää kaksi aminohappoa, kutsutaan peptidisidos. Jos käytämme aminohappojen kirjainmerkintöjä, dipeptidin muodostuminen voidaan esittää kaavamaisesti seuraavasti:

Samoin, tripeptidit, tetrapeptidit jne.:

H2N-lys-ala-gly-COOH-tripeptidi

H2N-trp-gis-ala-ala-COOH-tetrapeptidi

H 2 N - tyr - lys - gly - ala - leu - gly - trp - COOH - heptapeptidi

Peptideillä, jotka koostuvat pienestä määrästä aminohappotähteitä, on yleinen nimi oligopeptidit.

Mielenkiintoista tietää! Monilla oligopeptideillä on korkea biologinen aktiivisuus. Näitä ovat joukko hormoneja, esimerkiksi oksitosiini (nanopeptidi) stimuloi kohdun supistuksia, bradykiniini (nanopeptidi) tukahduttaa kudosten tulehdusta. Antibiootti gramicidiini C (syklinen dekapeptidi) häiritsee bakteerikalvojen ionien läpäisevyyden säätelyä ja siten tappaa ne. Sienimyrkyt amanitiinit (oktapeptidit), jotka estävät proteiinisynteesiä, voivat aiheuttaa vakavan myrkytyksen ihmisille. Laajalti tunnettu aspartaami on aspartyylifenyylialaniinin metyyliesteri. Aspartaami on makean makuista ja sitä käytetään erilaisten ruokien ja juomien makeuttamiseen.

Aminohappoluokitus

Aminohappojen luokittelussa on useita lähestymistapoja, mutta edullisin on niiden radikaalien rakenteeseen perustuva luokittelu. Aminohappoja on neljä luokkaa, jotka sisältävät seuraavan tyyppisiä radikaaleja; yksi) ei-polaarinen ( tai hydrofobinen); 2) napainen varaamaton; 3) negatiivisesti varautunut ja 4) positiivisesti varautunut:

Ei-polaarisia (hydrofobisia) aminohappoja ovat ei-polaariset alifaattiset (alaniini, valiini, leusiini, isoleusiini) tai aromaattiset (fenyylialaniini ja tryptofaani) R-ryhmät ja yksi rikkiä sisältävä aminohappo, metioniini.

Polaariset varauksettomat aminohapot liukenevat ei-polaarisiin verrattuna paremmin veteen, ovat hydrofiilisempiä, koska niiden funktionaaliset ryhmät muodostavat vetysidoksia vesimolekyylien kanssa. Näitä ovat aminohapot, jotka sisältävät polaarisen HO-ryhmän (seriini, treoniini ja tyrosiini), HS-ryhmän (kysteiini), amidiryhmän (glutamiini, asparagiini) ja glysiini (glysiinin R-ryhmä, jota edustaa yksi vetyatomi, on liian pieni kompensoimaan a-aminoryhmän ja a-karboksyyliryhmän voimakasta polaarisuutta).

Asparagiini- ja glutamiinihappo ovat negatiivisesti varautuneita aminohappoja. Ne sisältävät kumpikin kaksi karboksyyli- ja yhden aminoryhmän, joten ionisoidussa tilassa niiden molekyyleillä on negatiivinen kokonaisvaraus:

Positiivisesti varautuneita aminohappoja ovat lysiini, histidiini ja arginiini, ionisoidussa muodossa niillä on positiivinen kokonaisvaraus:

Radikaalien luonteesta riippuen myös luonnolliset aminohapot jaetaan neutraali, hapan ja pää. Ei-polaariset ja polaariset varaamattomat ovat neutraaleja, negatiivisesti varautuneet ovat happamia ja positiivisesti varautuneet ovat emäksisiä.

Kymmenen 20 aminohaposta, jotka muodostavat proteiineja, voidaan syntetisoida ihmiskehossa. Loput on sisällytettävä ruokaamme. Näitä ovat arginiini, valiini, isoleusiini, leusiini, lysiini, metioniini, treoniini, tryptofaani, fenyylialaniini ja histidiini. Näitä aminohappoja kutsutaan korvaamaton. Välttämättömiä aminohappoja käytetään usein ravintolisissä ja niitä käytetään lääkkeinä.

Mielenkiintoista tietää! Äärimmäisen tärkeä rooli on ihmisen ravitsemuksen tasapainolla aminohappojen suhteen. Koska elintarvikkeissa ei ole välttämättömiä aminohappoja, keho tuhoaa itsensä. Tässä tapauksessa aivot kärsivät ensinnäkin, mikä johtaa erilaisiin keskushermoston sairauksiin, mielenterveyshäiriöihin. Nuori kasvava organismi on erityisen haavoittuvainen. Joten esimerkiksi kun tyrosiinin synteesi fenyylialaniinista häiriintyy, lapset kehittävät vakavan sairauden, fenyylipyruvoosioligofrenian, joka aiheuttaa vakavan henkisen jälkeenjääneisyyden tai lapsen kuoleman.

Taulukko 3

Normaalit aminohapot

Aminohappo (triviaali otsikko)	yleissopimukset			Rakennekaava
		latinan kieli
		kolmikirjaiminen	yksikirjaiminen
EI-POLAARINEN (HYDROFOBINEN)
Isoleusiini
Fenyylialaniini
tryptofaani
metioniini
POLAR LATAAMATTA
Asparagiini
Glutamiini

Tiedot ACTH:n vaikutusmekanismista steroidihormonien synteesissä osoittavat adenylaattisyklaasijärjestelmän merkittävän roolin. Oletetaan, että ACTH on vuorovaikutuksessa solukalvon ulkopinnalla olevien spesifisten reseptorien kanssa (reseptoreita edustavat proteiinit yhdessä muiden molekyylien, erityisesti siaalihapon kanssa). Sen jälkeen signaali välitetään adenylaattisyklaasientsyymille, joka sijaitsee solukalvon sisäpinnalla, joka katalysoi ATP:n hajoamista ja cAMP:n muodostumista. Jälkimmäinen aktivoi proteiinikinaasia, joka puolestaan ​​ATP:n osallistuessa fosforyloi koliiniesteraasia, joka muuttaa kolesteroliesterit vapaaksi kolesteroliksi, joka siirtyy lisämunuaisen mitokondrioihin, jotka sisältävät kaikki entsyymit, jotka katalysoivat kolesterolin muuntamista kortikosteroideiksi. somatotrooppinen hormoni (GH, kasvuhormoni, somatotropiini) syntetisoituu aivolisäkkeen etuosan acidofiilisissä soluissa, sen pitoisuus aivolisäkkeessä on 5–15 mg per 1 g kudosta. Ihmisen kasvuhormoni koostuu 191 aminohaposta ja sisältää kaksi disulfidisidosta; N- ja C-terminaalisia aminohappoja edustaa fenyylialaniini.STH:lla on laaja biologinen vaikutuskirjo. Se vaikuttaa kaikkiin kehon soluihin ja määrittää hiilihydraattien, proteiinien, lipidien ja kivennäisaineiden aineenvaihdunnan intensiteetin. Se tehostaa proteiinin, DNA:n, RNA:n ja glykogeenin biosynteesiä ja samalla edistää rasvojen mobilisaatiota varastosta sekä korkeampien rasvahappojen ja glukoosin hajoamista kudoksissa. Assimilaatioprosessien aktivoinnin lisäksi, johon liittyy kehon koon kasvu, luuston kasvu, GH koordinoi ja säätelee aineenvaihduntaprosessien nopeutta. Monet tämän hormonin biologiset vaikutukset suoritetaan erityisen proteiinitekijän kautta, joka muodostuu maksassa hormonin - somatomediinin - vaikutuksen alaisena. Luonteeltaan se osoittautui peptidiksi, jossa oli laituri. paino 8000. Tyreotrooppinen hormoni (TSH, tyrotropiini) on monimutkainen glykoproteiini ja sisältää lisäksi kaksi α- ja β-alayksikköä, joilla ei yksittäin ole biologista aktiivisuutta: he sanovat. sen massa on noin 30 000. Tyreotropiini säätelee kilpirauhasen kehitystä ja toimintaa sekä kilpirauhashormonien biosynteesiä ja erittymistä vereen. Tyreotropiinin α- ja β-alayksiköiden primäärirakenne on täysin selvitetty: α-alayksikkö, joka sisältää 96 aminohappotähdettä; ihmisen tyrotropiinin β-alayksikkö, joka sisältää 112 aminohappotähdettä, Gonadotrooppiset hormonit (gonadotropiinit) follikkelia stimuloiva hormoni (FSH, follitropiini) ja luteinisoiva hormoni (LH, lutropiini). Molemmat hormonit syntetisoidaan aivolisäkkeen etuosassa ja ovat monimutkaisia ​​proteiineja - glykoproteiineja, joissa on mol. paino 25 000. Ne säätelevät steroideja ja gametogeneesiä sukupuolirauhasissa. Follitropiini aiheuttaa follikkelien kypsymistä munasarjoissa naisilla ja siittiöiden muodostumista miehillä. Naarailla lutropiini stimuloi estrogeenin ja progesteronin eritystä sekä follikkelien repeämistä keltasolun muodostumisen myötä, ja miehillä testosteronin eritystä ja interstitiaalisen kudoksen kehittymistä. Gonadotropiinien biosynteesiä säätelee, kuten todettiin, hypotalamuksen hormoni gonadoliberiini.Lutropiini koostuu kahdesta α- ja β-alayksiköstä: hormonin α-alayksikkö sisältää 89 aminohappotähdettä N-päästä ja eroaa luonteeltaan 22 aminohappoa.

29. Aivolisäkkeen takaosan hormonit: vasopressiini, oksitosiini. Kemiallinen luonne. Niiden vaikutusmekanismi, biologinen vaikutus. Kehon toimintojen häiriöt, jotka liittyvät näiden hormonien tuotannon puutteeseen.

Hormonit vasopressiini ja oksitosiini syntetisoituu ribosomireitin kautta. Molemmat hormonit ovat seuraavan rakenteen omaavia nonapeptidejä: Vasopressiini eroaa oksitosiinista kahdella aminohapolla: se sisältää fenyylialaniinia isoleusiinin sijasta N-pään kohdassa 3 ja arginiinia leusiinin sijaan asemassa 8. Oksitosiinin tärkein biologinen vaikutus nisäkkäillä liittyy synnytyksen aikana kohdun sileiden lihasten ja rintarauhasten keuhkorakkuloiden ympärillä olevien lihaskuitujen supistumisen stimulaatioon, mikä aiheuttaa maidon erittymistä. Vasopressiini stimuloi verisuonten sileän lihaksen kuitujen supistumista ja saa aikaan voimakkaan vasopressorivaikutuksen, mutta sen päätehtävänä elimistössä on säädellä veden aineenvaihduntaa, mistä johtuu sen toinen nimi antidiureettiseksi hormoniksi. Pienissä pitoisuuksissa (0,2 ng / 1 kg painokiloa) vasopressiinilla on voimakas antidiureettinen vaikutus - se stimuloi veden käänteistä virtausta munuaistiehyiden kalvojen läpi. Normaalisti se säätelee veriplasman osmoottista painetta ja ihmiskehon vesitasapainoa. Patologiassa, erityisesti aivolisäkkeen takaosan surkastumisessa, kehittyy diabetes insipidus - sairaus, jolle on ominaista erittäin suurten nestemäärien vapautuminen virtsaan. Samaan aikaan veden imeytymisen käänteinen prosessi munuaisten tubuluksissa häiriintyy.

Oksitosiini

Vasopressiini

30. Kilpirauhashormonit: trijodityroniini ja tyroksiini. Kemiallinen luonne, biosynteesi. Hormonien vaikutusmekanismi molekyylitasolla, biologinen vaikutus. Metaboliset muutokset kilpirauhasen liikatoiminnassa. Endeemisen struuman esiintymismekanismi ja sen ehkäisy.

tyroksiini ja trijodityroniini- kilpirauhasen follikulaarisen osan tärkeimmät hormonit. Näiden hormonien (joiden biosynteesiä ja toimintoja käsitellään jäljempänä) lisäksi erityisissä soluissa - niin kutsutuissa parafollikulaarisissa soluissa eli kilpirauhasen C-soluissa - syntetisoidaan peptidiluonteista hormonia, joka varmistaa jatkuva kalsiumin pitoisuus veressä. Hän sai nimen kalsitoniini≫. Kalsitoniinin biologinen vaikutus on suoraan vastakkainen lisäkilpirauhashormonin vaikutuksen kanssa: se aiheuttaa resorptioprosessien tukahduttamista luukudoksessa ja vastaavasti hypokalsemiaa ja hypofosfatemiaa. L-tyroniinista syntetisoituu helposti kilpirauhashormoni tyroksiini, joka sisältää jodia rengasrakenteen 4 kohdassa. Kilpirauhashormonien biologinen vaikutus ulottuu moniin kehon fysiologisiin toimintoihin. Hormonit säätelevät erityisesti perusaineenvaihdunnan nopeutta, kudosten kasvua ja erilaistumista, proteiinien, hiilihydraattien ja lipidien aineenvaihduntaa, vesi- ja elektrolyyttiaineenvaihduntaa, keskushermoston toimintaa, ruoansulatuskanavaa, hematopoieesia, sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintaa. vitamiinien tarve, elimistön vastustuskyky infektioita vastaan ​​jne. Kilpirauhasen vajaatoiminta varhaislapsuudessa johtaa sairauden kehittymiseen, joka tunnetaan kirjallisuudessa ns. kretinismi. Kasvupysähdyksen lisäksi havaitaan erityisiä muutoksia ihossa, hiuksissa, lihaksissa, aineenvaihduntaprosessien nopeuden jyrkkää laskua, kretinismin kanssa, syvällisiä mielenterveyshäiriöitä; erityinen hormonaalinen hoito ei tässä tapauksessa anna positiivisia tuloksia. Kilpirauhasen liikatoiminta (hypertyreoosi) aiheuttaa kilpirauhasen liikatoiminta

L-tyroksiini L-3,5,3"-trijodityroniini

31. Lisämunuaiskuoren hormonit: glukokortikoidit, mineralokortikoidit. Kemiallinen luonne. Vaikutusmekanismi molekyylitasolla. Niiden rooli hiilihydraatti-, mineraali-, lipidi- ja proteiiniaineenvaihdunnan säätelyssä.

Biologisen vaikutuksen luonteesta riippuen lisämunuaiskuoren hormonit jaetaan ehdollisesti glukokortikoideihin (kortikosteroideihin, jotka vaikuttavat hiilihydraattien, proteiinien, rasvojen ja nukleiinihappojen aineenvaihduntaan) ja mineralokortikoideihin (kortikosteroideihin, joilla on hallitseva vaikutus suolojen aineenvaihduntaan). ja vesi). Ensimmäiset sisältävät kortikosteroni, kortisoni, hydrokortisoni (kortisoli), 11-deoksikortisoli ja 11-dehydrokortikosteroni, kun taas jälkimmäiset sisältävät deoksikortikosteroni ja aldosteroni. Niiden rakenne, samoin kuin kolesterolin, ergosterolin, sappihappojen, D-vitamiinien, sukupuolihormonien ja useiden muiden aineiden rakenteen perusta, perustuu skondensoituneeseen rengasjärjestelmään. Glukokortikoidit niillä on monipuolinen vaikutus aineenvaihduntaan eri kudoksissa. Lihas-, imu-, side- ja rasvakudoksissa glukokortikoidit, joilla on katabolinen vaikutus, vähentävät solukalvojen läpäisevyyttä ja vastaavasti estävät glukoosin ja aminohappojen imeytymistä; kun taas maksassa niillä on päinvastainen vaikutus. Glukokortikoideille altistumisen lopputulos on hyperglykemian kehittyminen, joka johtuu pääasiassa glukoneogeneesistä. Mineralokortikoidit(deoksikortikosteroni ja aldosteroni) säätelevät pääasiassa natriumin, kaliumin, kloorin ja veden vaihtoa; ne edistävät natrium- ja kloridi-ionien pysymistä kehossa ja kalium-ionien erittymistä virtsaan. Ilmeisesti natrium- ja kloori-ionit imeytyvät käänteisesti munuaisten tubuluksiin vastineeksi muiden aineenvaihduntatuotteiden erittymisestä,

kortisoli

32. Lisäkilpirauhashormoni ja kalsitoniini. Kemiallinen luonne. Vaikutusmekanismi molekyylitasolla. Vaikutus kalsiumaineenvaihduntaan, hyperkalsemiaan ja hypokalsemiaan.

Lisäkilpirauhashormoni (parathormoni) kuuluu myös proteiinihormoneihin. Lisäkilpirauhaset syntetisoivat niitä. Naudan lisäkilpirauhashormonimolekyyli sisältää 84 aminohappotähdettä ja koostuu yhdestä polypeptidiketjusta. On havaittu, että parathormoni osallistuu kalsiumkationien ja niihin liittyvien fosforihappoanionien pitoisuuden säätelyyn veressä. Ionisoitua kalsiumia pidetään biologisesti aktiivisena muotona, sen pitoisuus vaihtelee 1,1–1,3 mmol / l. Kalsiumionit osoittautuivat välttämättömiksi tekijöiksi, joita muut kationit eivät voi korvata useissa elintärkeissä fysiologisissa prosesseissa: lihasten supistuksessa, hermo-lihaksen virityksessä, veren hyytymisessä, solukalvon läpäisevyydessä, useiden entsyymien aktiivisuudessa jne. Siksi kaikki muutokset näissä prosesseissa, jotka johtuvat pitkäaikaisesta kalsiumin puutteesta ruoasta tai sen imeytymisen häiriintymisestä suolistossa, johtavat lisäkilpirauhashormonin synteesin lisääntymiseen, mikä edistää kalsiumsuolojen huuhtoutumista. sitraattien ja fosfaattien muodossa) luukudoksesta ja vastaavasti luiden mineraali- ja orgaanisten komponenttien tuhoamiseen. Toinen lisäkilpirauhashormonin kohdeelin on munuaiset. Lisäkilpirauhashormoni vähentää fosfaatin reabsorptiota munuaisten distaalisissa tubuluksissa ja lisää kalsiumin tubulusreabsorptiota Erityisissä soluissa - ns. parafollikulaarisissa soluissa eli kilpirauhasen C-soluissa syntetisoidaan peptidihormonia, joka tuottaa jatkuva kalsiumin pitoisuus veressä - kalsitoniini. Kaava:

Kalsitoniini sisältää disulfidisillan (1. ja 7. amiinihappotähteiden välissä), ja sille on tunnusomaista N-terminaalinen kysteiini ja C-terminaalinen prolinamidi. Kalsitoniinin biologinen vaikutus on suoraan päinvastainen lisäkilpirauhashormonin vaikutuksen kanssa: se aiheuttaa resorptioprosessien tukahduttamista luukudoksessa ja vastaavasti hypokalsemiaa ja hypofosfatemiaa. Siten ihmisten ja eläinten veren kalsiumpitoisuuden pysyvyyden takaavat pääasiassa lisäkilpirauhashormoni, kalsitrioli ja kalsitoniini, ts. sekä kilpirauhasen että lisäkilpirauhasen hormonit ja D3-vitamiinista johdettu hormoni. Tämä tulee ottaa huomioon näiden rauhasten kirurgisten terapeuttisten manipulaatioiden aikana.

33. Lisämunuaisen ydinhormonit - katekoliamiinit: adrenaliini ja norepinefriini. Kemiallinen luonne ja biosynteesi. Hormonien toimintamekanismi molekyylitasolla, niiden rooli hiilihydraattien, rasvojen ja aminohappojen aineenvaihdunnan säätelyssä. Aineenvaihduntahäiriöt lisämunuaisten sairauksissa.

Nämä hormonit ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin aminohappo tyrosiini, josta ne eroavat ylimääräisten OH-ryhmien läsnäololla renkaassa ja sivuketjun β-hiiliatomissa sekä karboksyyliryhmän puuttuessa.

Adrenaliini Norepinefriini Isopropyyliadrenaliini

10 g painavan ihmisen lisämunuaisydin sisältää noin 5 mg epinefriiniä ja 0,5 mg norepinefriiniä. Niiden pitoisuus veressä on 1,9 ja 5,2 nmol/l. Veriplasmassa molemmat hormonit ovat läsnä sekä vapaassa tilassa että sitoutuneessa tilassa, erityisesti albumiinin kanssa. Pieniä määriä molempia hormoneja kertyy suolana ATP:n kanssa hermopäätteisiin, jotka vapautuvat vasteena niiden stimulaatiolle. Lisäksi ne ovat kaikki niillä on voimakas verisuonia supistava vaikutus, mikä lisää valtimopainetta, ja tässä suhteessa niiden vaikutus on samanlainen kuin sympaattisen hermoston. Näiden hormonien voimakas säätelevä vaikutus hiilihydraattien aineenvaihduntaan kehossa tunnetaan. Joten erityisesti adrenaliini aiheuttaa jyrkän nousun veren glukoosipitoisuudessa, mikä johtuu glykogeenin hajoamisen kiihtymisestä maksassa fosforylaasientsyymin vaikutuksesta. Norepinefriinin hyperglykeeminen vaikutus on paljon pienempi - noin 5% adrenaliinin vaikutuksesta. Samanaikaisesti kudoksiin, erityisesti lihaksiin, kertyy heksoosifosfaatteja, epäorgaanisen fosfaatin pitoisuus laskee ja tyydyttymättömien rasvahappojen määrä veriplasmassa lisääntyy. On näyttöä glukoosin hapettumisen estymisestä kudoksissa adrenaliinin vaikutuksen alaisena. Jotkut kirjoittajat katsovat tämän toiminnan johtuvan glukoosin soluun tunkeutumisnopeuden (kuljetuksen) vähenemisestä. Tiedetään, että sekä epinefriini että norepinefriini tuhoutuvat nopeasti kehossa; aineenvaihdunnan inaktiiviset tuotteet erittyvät virtsaan pääasiassa 3-metoksi-4-hydroksimantelihapon, oksoadrenokromin, metoksinorepinefriinin ja metoksiadrenaliinin muodossa. Nämä metaboliitit löytyvät virtsasta pääasiassa glukuronihappoon liittyvässä muodossa. Näitä katekoliamiinien muunnoksia katalysoivia entsyymejä on eristetty monista kudoksista ja niitä on tutkittu melko hyvin, erityisesti monoamiinioksidaasi (MAO), joka määrää katekoliamiinien biosynteesin ja hajoamisen nopeuden, sekä katekolimetyylitransferaasi, joka katalysoi katekoliamiinien pääreittiä. adrenaliinin muuntaminen, ts. . noin- metylaatio S-adenosyylimetioniinilla. Annamme kahden lopullisen hajoamistuotteen rakenteen

34. Glukagoni ja insuliini. Kemiallinen luonne, insuliinin biosynteesi. Näiden hormonien toimintamekanismi molekyylitasolla. Niiden rooli hiilihydraattien, rasvojen, aminohappojen aineenvaihdunnan säätelyssä. Diabetes mellituksen biokemialliset häiriöt.

Insuliini on nimetty haiman saarekkeiden mukaan. 51 aminohappotähdettä sisältävä insuliinimolekyyli koostuu kahdesta polypeptidiketjusta, jotka on liitetty toisiinsa kahdesta pisteestä disulfidisillalla. Veren glukoosipitoisuudella on hallitseva rooli insuliinisynteesin fysiologisessa säätelyssä. Siten verensokerin nousu lisää insuliinin eritystä haiman saarekkeissa, ja sen pitoisuuden väheneminen päinvastoin hidastaa insuliinin eritystä. Tätä palautekontrollin ilmiötä pidetään yhtenä tärkeimmistä verensokerin säätelymekanismeista. Riittämättömällä insuliinin erityksellä kehittyy tietty sairaus - diabetes. Insuliinin fysiologiset vaikutukset: Insuliini on ainoa hormoni, joka alentaa verensokeria. Tämä toteutuu:

§ lisääntynyt glukoosin ja muiden aineiden imeytyminen soluihin;

§ glykolyysin avainentsyymien aktivointi;

§ glykogeenisynteesin intensiteetin lisääntyminen - insuliini tehostaa glukoosin varastointia maksa- ja lihassoluissa polymeroimalla sen glykogeeniksi;

§ glukoneogeneesin intensiteetin lasku - glukoosin muodostuminen maksassa eri aineista vähenee

Anaboliset vaikutukset

§ tehostaa aminohappojen (erityisesti leusiinin ja valiinin) imeytymistä soluihin;

§ tehostaa kalium-ionien sekä magnesiumin ja fosfaatin kuljetusta soluun;

§ tehostaa DNA:n replikaatiota ja proteiinien biosynteesiä;

§ tehostaa rasvahappojen synteesiä ja niiden seuraavaa esteröintiä - rasvakudoksessa ja maksassa insuliini edistää glukoosin muuttumista triglyserideiksi; insuliinin puutteessa tapahtuu päinvastoin - rasvojen mobilisointi.

Antikataboliset vaikutukset

§ estää proteiinien hydrolyysiä - vähentää proteiinien hajoamista;

§ vähentää lipolyysiä - vähentää rasvahappojen virtausta vereen.

Glukagoni on haiman Langerhansin saarekkeiden alfasoluista peräisin oleva hormoni. Kemiallisesti glukagoni on peptidihormoni. Glukagonimolekyyli koostuu 29 aminohaposta ja sen molekyylipaino on 3485. Glukagonimolekyylin päärakenne on seuraava.

Peptidit- luonnolliset tai synteettiset yhdisteet, joiden molekyylit rakentuvat peptidi- (amidi)sidoksilla yhdistetyistä α-aminohappotähteistä. Peptidit voivat sisältää myös ei-aminohappokomponentin. Peptidimolekyyleihin sisältyvien aminohappotähteiden lukumäärän mukaan erotetaan dipeptidit, tripeptidit, tetrapeptidit jne.. Peptidejä, jotka sisältävät jopa kymmenen aminohappotähdettä, kutsutaan oligopeptidit joka sisältää yli kymmenen aminohappotähdettä - polypeptidit. Luonnollisia polypeptidejä, joiden molekyylipaino on yli 6000, kutsutaan proteiinit.

Peptidien aminohappotähdettä, jossa on vapaa a-aminoryhmä, kutsutaan N-päätteeksi ja tähdettä, jossa on vapaa a-karboksyyliryhmä, kutsutaan C-terminaaliseksi. Peptidin nimi muodostuu sen muodostavien aminohappotähteiden nimistä, jotka on lueteltu peräkkäin N-päästä alkaen. Tässä tapauksessa käytetään triviaaleja aminohappojen nimiä, joissa pääte "in" korvataan "il". Poikkeuksena on C-terminaalinen tähde, jonka nimi on sama kuin vastaavan aminohapon nimi. Kaikki peptideihin sisältyvät aminohappotähteet on numeroitu N-päästä alkaen. Peptidin primaarisen rakenteen (aminohapposekvenssin) tallentamiseksi käytetään laajalti kolmi- ja yksikirjaimia aminohappotähteiden nimityksiä (esim. Ala-Ser-Asp-Phe-GIy on alanyyli-seryyli-asparagyyli-fenyylialanyyli- glysiini).

Peptidien yksittäiset edustajat

Glutationi- tripeptidi -glutamyylikysteinyyliglysiini, joka sisältyy kaikkiin eläin- ja kasvisoluihin, bakteereihin.

Glutationi osallistuu useisiin redox-prosesseihin. Se toimii antioksidanttina. Tämä johtuu kysteiinin läsnäolosta sen koostumuksessa ja määrittää glutationin olemassaolon mahdollisuuden pelkistetyissä ja hapettuneissa muodoissa.

Karnozjan(lat. carnosus - liha, caro - liha), C 9 H 14 O 3 N 4, on dipeptidi (β-alanyylihistidiini), joka koostuu aminohapoista β-alaniini ja L-histidiini. Avasi vuonna 1900 V. S. Gulevich lihauutteessa. Molekyylipaino 226, kiteytyy värittömien neulojen muodossa, liukenee vapaasti veteen, ei liukene alkoholiin. Löytyy useimpien selkärankaisten luurankolihaksista. Kalojen joukossa on lajeja, joissa karnosiinia ja sen sisältämiä aminohappoja ei ole (tai vain karnosiinia). L-histidiini tai vain β-alaniini). Selkärangattomien lihaksissa ei ole karnosiinia. Karnosiinipitoisuus selkärankaisten lihaksissa vaihtelee yleensä välillä 200-400 mg% niiden märkäpainosta ja riippuu niiden rakenteesta ja toiminnasta; ihmisillä - noin 100-150 mg%.

Karnosiini (β-alanyyli-L-histidiini) Anseriini (β-alanyyli-1-metyyli-L-histidiini)

Karnosiinin vaikutus luustolihaksissa tapahtuviin biokemiallisiin prosesseihin on monipuolinen, mutta karnosiinin biologista roolia ei ole lopullisesti selvitetty. Karnosiinin lisääminen eristetyn hermolihasvalmisteen lihasta pesevään liuokseen palauttaa väsyneen lihaksen supistukset.

dipeptidi anseriini(N-metyylikarnosiini tai β-alanyyli-1-metyyli-L-histidiini), joka on rakenteeltaan samanlainen kuin karnosiini, puuttuu ihmisen lihaksista, mutta sitä esiintyy niiden lajien luurankolihaksissa, joiden lihakset pystyvät supistamaan nopeasti (kanin raajan lihakset). , rintalihaslinnut). P-alanyyli-imidatsolidipeptidien fysiologiset toiminnot eivät ole täysin selviä. On mahdollista, että ne suorittavat puskuritoimintoja ja ylläpitävät pH:ta luurankolihasten supistuessa anaerobisissa olosuhteissa. Se on kuitenkin selvää karnosiini ja anseriini stimuloivat myosiinin ATP-aasiaktiivisuutta in vitro, lisäävät lihasten supistumisen amplitudia, jota väsymys on aiemmin vähentänyt. Akateemikko S.E. Severin osoitti, että imidatsolia sisältävät dipeptidit eivät suoraan vaikuta supistumislaitteistoon, vaan lisäävät lihassolun ionipumppujen tehokkuutta. Molemmat dipeptidit muodostavat kelaattikomplekseja kuparin kanssa ja edistävät tämän metallin imeytymistä.

Antibiootti gramicidiini S eristetty Bacillus brevisistä ja on syklinen dekapeptidi:

Gramicidin S

Rakenteessa gramicidiiniS siinä on 2 ornitiinitähdettä, aminohapon arginiinin johdannaisia ​​ja 2 fenyylialaniinin D-isomeerien tähdettä.

Oksitotsjan- hormoni, jota tuottavat hypotalamuksen etummaisten ytimien hermostoa erittävät solut ja siirtyvät sitten hermosäikeitä pitkin aivolisäkkeen takaosaan, missä se kerääntyy ja vapautuu vereen. Oksitosiini supistaa kohdun sileitä lihaksia ja vähäisemmässä määrin virtsarakon ja suoliston lihaksia, stimuloi maidon vapautumista rintarauhasista. Oksitosiini on kemialliselta luonteeltaan oktapeptidi, jonka molekyylissä 4 aminohappotähdettä on kytketty renkaaksi kystiinillä, joka on myös liitetty tripeptidiin: Pro-Leu-Gly.

oksitosiini

Harkitse neuropeptidit (opaattipeptidit). Kaksi ensimmäistä neuropeptidien edustajaa, nimeltään enkefaliineja, eristettiin eläinten aivoista:

Rengas - Gli - Gli - Fen - Met-Met-enkefaliini

Tyr - Gli - Gli - Fen - Lei-Lei-enkefaliini

Näillä peptideillä on kipua lievittävä vaikutus ja niitä käytetään lääkkeinä.