РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА необходима по следующим причинам:

КОМПОНЕНТЫ РЕГУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕМКИХ МЕМБРАН

2.26M

Categories: biology

biology

chemistry

Метаболизм - обмен веществ

1. МЕТАБОЛИЗМ

(metabole – греч. изменение,
превращение)
- это совокупность процессов превращения
веществ
и
энергии
в
организме,
происходящих с участием ферментов.
МЕТАБОЛИЗМ = ОБМЕН ВЕЩЕСТВ
Вещества, участвующие в метаболизме,
называются метаболитами.

2. Функции метаболизма

1. Обеспечение организма энергией, полученной при
расщеплении богатых энергией пищевых веществ или
путем преобразования энергии Солнца;
2. Превращение пищевых молекул в предшественники, которые
используются в клетке для биосинтеза собственных
макромолекул;
3. Сборка
макромолекулярных
и
надмолекулярных
структур живого организма, т.е. пластическое и
энергетическое поддержание его структуры;
4. Синтез
и
разрушение
биомолекул,
выполняющих
специфические функции в организме (мембранные липиды,
внутриклеточные посредники и пигменты).

3. Типы химических реакций

Окислениевосстановление
Присоединение
с
использованием
энергии
гидролиза АТФ
Добавление или
удаление
функциональных
групп
Гидролиз связей
Изомеризация
Перенос
групп

4. Метаболические пути

Ферментативная цепь химических реакций
называется метаболическим путем.
линейный
циклический
разветвленный

5. Механизмы регуляции метаболизма

• Изменение активности ферментов
• Изменение количества фермента в
клетке
• Изменение проницаемости мембран

6. Фазы метаболизма

• Катаболизм – это ферментативное расщепление
крупных пищевых или депонированных молекул до
более простых с выделением энергии и запасанием
ее в виде АТФ или восстановительных эквивалентов
(НАДН, НАДФН, ФАДН).
• Анаболизм – ферментативный синтез крупных
полимерных молекул из простых предшественников
с затратой АТФ или восстановительных
эквивалентов (НАДН, НАДФН, ФАДН).
Амфиболические пути расположены в точках переключения
метаболизма и связывают катаболизм и анаболизм (например,
ЦТК)

7. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма:

8.

L/O/G/O
Ферменты

9.

Строение активного
центра фермента
Субстрат
Участок
Каталитический
участок
связывания
Аминокислоты, образующие
активный центр
Активный центр

10.

S
Е
Р1
E+S
1
Сближение и ориентация субстрата
относительно активного центра
ES
2
Образование фермент –
субстратного комплекса
EP
3
Образование нестабильного
комплекса фермент - продукт
4
Распад комплекса с
высвобождением продуктов реакции
Р2
Е
E+P

11.

Свободная
энергия
Еа
Еа’
Начальные
субстраты
Конечные
продукты
Еа – энергия активации некатализируемой реакции
Ea’- энергия активации реакции, катализирумой ферментом
Время

12.

V
V
T
pH
V
V max
V½
max
Km
[S]

13.

V
1/Vmax
1/Km
1/[S]

14.

Скорость реакции измеряют количеством
продукта, образовавшегося под действием
фермента, или количеством исчезающего
субстрата (за единицу времени).
Следовательно, скорость реакции выражают
в количеством вещества, отнесенного ко
времени, затраченному на его образование
или исчезновение.
Единицы ферментативной активности.
Эффект фермента зависит при прочих
равных условиях от его активности и именно
активность и концентрация фермента
определяют скорость катализируемой
реакции. Поэтому можно пользоваться
условными единицами активности фермента.

15.

Удельная активность фермента равна числу ЕА
в исследуемом образце, отнесенному к масса белка
в этом же образце , мк моль/мин на 1 мг
Молярная активность количество молекул
субстрата, преврвщенных одной молекулой
фермента за 1 мин(число оборотов)
Катал - количество фермента, способное
превращать 1 моль субстрата за 1 секунду
Международная единица активности (МЕ)
количество фермента, катализирующего
превращение 1 мкмоля субстрата за 1
минуту, т.е число каталов, отнесенное к
числу молей фермента

16.

В
В
В
М
М
М
КК1
КК2
КК3
Старт

17.

R
β
R
АЦ
γ
C
Неактивна
я
α
R
ГТФ
АТФ
C
ПКА
цАМФ
R 2C 2
R
β
АЦ
γ
+
α
Активная
ПКА
ГДФ
Регуляция
активности
аденилатциклазы
Р
ОН
Pi
АТФ
АДФ

18. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

19. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА необходима по следующим причинам:

• Регуляция каждого метаболического пути
обеспечивает синтез веществ, необходимых
для сохранения структуры и функции клеток, в
оптимальных количествах;
• Регуляция процессов образования энергии в
клетке обеспечивает контроль количества
поступающих питательных веществ,
необходимых для ее продукции;
• В результате увеличения или уменьшения
скорости специфических реакций, клетка
относительно быстро реагирует на изменение
окружающей среды (t, pH, ионный состав).

20. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

ВНЕКЛЕТОЧНАЯ
• Нервная регуляция
• Гормональная регуляция
Мембранный комплекс
гормон-рецептор
Цитоплазматический
комплекс
гормон-рецептор
ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ
Аллостерическая
регуляция
Изменение каталитической
активностиготовой молекулы
путем связывания ее с
регуляторным центром

21. ВНЕКЛЕТОЧНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Обеспечивает химическую модификацию ферментов
(фосфорилирование/дефосфорилирование) и изменение
количесва фермента путем изменения экспрессии генов
СИГНАЛЬНЫЕ ПУТИ
Мембранные комплексы
Реализация через
вторичные мессенджеры:
цАМФ
цГМФ
Цитоплазматические
комплексы
Реализация через рецепторы,
расположенные в цитозоле и
ядре клеток.

22. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

23. ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
[греч. allos — другой и stereos — пространственный; лат. regulare — приводить в
порядок, налаживать] — регуляция скорости протекания отдельных
метаболических процессов в организме за счет изменения активности
регуляторных (аллостерических) ферментов. Направлена на наиболее экономичное
использование материальных и энергетических ресурсов клетки.

24. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ

Важнейшая функция биологических мембран - регуляция обмена
веществ между клеткой и средой, а также между различными
компартментами внутри самой клетки.

25. КОМПОНЕНТЫ РЕГУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕМКИХ МЕМБРАН

Рецепторы
каталитические
рецепторы,
проявляющие
ферментативную
активность
рецепторыканалы
Например:
рецепторы, проявляющие
гуанилатциклазную
активность
рецепторы, проявляющие
фосфатазную активность
рецепторы, проявляющие
тирозинкиназную активность
(рецепторы инсулина, многих
ростовых факторов)
Например:
рецепторы,
сопряженные
с G-белками
Например:
холинэргические
адренэргические
ионные каналы
никотиновый
ацетилхолиновый
рецептор в нервно –
мышечном
соединении
Са2+ -каналы
саркоплазматического
ретикулума
рецепторы, не
проявляющие
каталитической
активности, но
сопряженные с
тирозинкиназой
Например:
рецепторы цитоцинов
рецепторы
интерферонов

26. КОМПОНЕНТЫ РЕГУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕМКИХ МЕМБРАН

27. КОМПОНЕНТЫ РЕГУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕМКИХ МЕМБРАН

28. КОМПОНЕНТЫ РЕГУЛЯТОРНОЙ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕМКИХ МЕМБРАН

English Русский Rules