Регуляция синтеза аминолевулинатсинтазы
2. Ионы железа. Их достаточное количество оказывает положительный эффект при синтезе молекулы аминолевулинатсинтазы.
В клетке имеется железосвязывающий белок (англ. IRP, iron-responsive element-binding proteins – белок, связывающий железочувствительный элемент), который в отсутствии ионов железа обладает сродством к железочувствительному участку IRE (англ. iron-responsive element ) на матричной РНК фермента. Это связывание блокирует трансляцию мРНК в рибосоме, т.е. подавляет синтез белковой цепи.
При наличии ионов железа они связываются с железосвязывающим белком, образуя с ним неактивный комплекс, и это инициирует синтез фермента.
3. Положительным модулятором аминолевулинатсинтазы служит внутриклеточная гипоксия, которая в эритропоэтических тканях индуцирует синтез фермента.
4. В печени повышению активности аминолевулинатсинтазы способствуют различные соединения, усиливающие работу микросомальной системы окисления (жирорастворимые вещества, стероиды) – при этом возрастает потребление гема для образования цитохрома Р450, и снижается внутриклеточная концентрация свободного гема. В результате происходит усиление синтеза фермента.
112. Метаболизм эритроцитов: роль и особенности гликолиза и пентозофосфатного пути. Мэриогипп стр 509
113. Обмен железа и меди: транспорт, депонирование, суточная потребность. Нарушения обмена. Ожимтдсп стр
114. Характеристика минерального обмена: кальций, фосфаты, цинк, магний. Функциональная роль, регуляция обмена, нарушения обмена. Особенности минерального обмена в связи с аварией на ЧАЭС. хмокфцмфрроноомовсанч
115. Характеристика водно-солевого обмена: распределение воды в организме, водный баланс. Натрий и калий, функциональная роль, нарушения обмена. Роль почек в регуляции водно-солевого обмена. хвсорввовбникфрнорпврвсо
116. Биохимия мышечной ткани. Саркоплазматические и миофибриллярные белки мышц. Молекулярная структура миофибрилл. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления поперечно-полосатых мышц. Бмтсимбммсмбммсирппм стр523-527
Мышечная ткань составляет 40 % от веса тела человека. Биохимические процессы, протекающие в мышцах, оказывают большое влияние на весь организм человека. Функция мышц - механическое движение, в котором химическая энергия превращается в механическую при постоянном давлении.
Различают 2 группы мышечных белков: саркоплазматические и миофибриллярные.
Саркоплазматические белки экстрагируются из мышц солевыми растворами с малой ионной силой. К ним относятся миоглобин, ферменты гликолиза, ферменты митохондрий, белки, участвующие в обмене Са - (кальсеквестрин и белок «с высоким сродством к кальцию»). Миофибриллярные белки экстрагируются из мышц солевыми растворами с высокой ионной силой. Эти белки составляют основу молекулярной структуры миофибрилл.
Миофибрилла скелетных мышц состоит из сократительных элементов - саркомеров. Саркомеры содержат параллельные белковые нити двух типов - тонкие и толстые. Толстые нити содержат миозин, тонкие - актин, тропомиозин, тропонин. Каждая толстая нить окружена шестью тонкими.
Толстые нити образованы белком миозином. Миозин, М.М. 500 тыс,, состоит из двух тяжелых полипептидных цепей и четырех легких. Nконец каждой тяжелой цепи имеет глобулярную форму, образуя «головку» молекулы. К каждой из головок нековалентно присоединены по 2 легкие цепи. С-конец тяжелой цепи имеет конформацию а-спирали. Головка миозина присоединена к остальной части молекулы гибким участком. Это позволяет головке обратимо присоединяться к актину. Палочкообразные хвосты молекул миозина могут соединяться друг с другом, образуя пучки, головки будут располагаться вокруг пучка по спирали. В области М-линии пучки соединяются «хвост к хвосту», образуя миозиновые нити саркомера.
В головке миозина есть центры связывания с актином и АТФ. Она способна гидролизовать АТФ на АДФ+Рн, т.е. обладает ферментативной активностью. Присоединение АТФ к миозину и гидролиз АТФ происходит очень быстро. Однако отщепление продуктов гидролиза АДФ и Рн от миозина происходит медленно. В покое головка миозина представляет комплекс М+АДФ+Рн; актин обладает к ней большим сродством.
Тонкие нити. Основным белком тонких нитей является актин, дкгин имеет центры связывания с миозином. Он бывает в двух формах: глобулярный G-актин (М.М. 4200) и фибриллярной - F-актин. F8ктин образуется при полимеризации G-актина, это двух-цепочечная спираль из мономеров G-актина.
Тропомиозин — двухцепочечная а-спирализованная палочковидная молекула (М.М. 70000). Располагается в желобке между цепями Fактина. В покое тропомиозин закрывает в G-актине центры связывания с миозином. Длина молекулы тропомиозина равна семи глобулам Gактина.
Тропонин (М.М. 76000) состоит из трех субъединиц с глобулярной структурой, расположен на концах каждой молекулы тропомиозина. Субъединица Т обеспечивает связывание с тропомиозином, субъединица С - образует связь с Са2+, субъединица I расположена таким образом, что в покое мешает взаимодействию актина с миозином. Между собой актин, тропомиозин и тропонин связаны нековалентыми связями.
поперечно-полосатые мышц
Большую роль в мышечном сокращении играют ионы Са и саркоплазматические белки кальсеквестрин и белок с высоким сродством к Са2+. Эти белки расположены в цистернах саркоплазматического ретикулума. Саркоплазматический ретикулум — это внутриклеточная мембранная система, окружающая мышечные нити.
Кальсеквестрин - кислый гликопротеин с Мм 45000 Да, спосо бен присоединять 45 молекул Са2+, белок с высоким сродством к кальцию (Мм 55000 Да) связывает 25 молей Са2+. Перенос Са2+ из цистерн саркоплазматического ретикулума происходит по градиенту концентрации простой диффузией. Из цитоплазмы в цистерны - против градиента при участии Са2+ зависимой АТФазы и затраты АТФ.
В состоянии покоя система активного транспорта накапливает Са в цистернах саркоплазматического ретикулума.
Сокращение мышцы начинается с прихода потенциала действия на концевую пластинку двигательного нерва. В синапс выделяется ацетилхолин, который связывается с постсинаптическими рецепторами мышечного волокна. Далее потенциал действия распространяется вдоль сарколеммы к поперечным трубочкам Т-системы. В области Zлиний происходит передача сигнала от поперечных трубочек на цистерны саркоплазматического ретикулума. Приход потенциала действия вызывает деполяризацию мембран цистерн. Это приводит к освобождению Са2+ и началу мышечного сокращения.
1. Са2+ связывается с субъединицей С тропонина. Это изменяет конформацию всей молекулы тропонина - субъединица I перестает мешать взаимодействию актина с миозином, изменение конформации субъединицы Т передается на тропомиозин.
2. Тропомиозин поворачивается на 20° и открывает закрытые ранее центры в актине для связывания с миозином.
3. Головка миозина, которая в покое представляет собою комплекс М+АДФ+Рн, присоединяется к актину перпендикулярно, причем актин обладает к этому комплексу большим сродством. (Образование поперечных мостиков).
4. Присоединение актина вызывает быстрое освобождение АДФ и Рн из миозина. Это приведет к изменению конформации и головка мозина повернется на 45 градусов (рабочий ход). Поворот головки, связанный с актином, вызовет перемещение тонкой нити относительно миозина.
5. К головке миозина, вместо ушедших АДФ и Рн, вновь присоединяется АТФ, образуя комплекс М+АТФ. Актин обладает к нему малым сродством, это вызовет отсоединение головки миозина (разрыв поперечных мостиков). Она вновь становится перпендикулярно около тонкой нити.
6. В головке миозина, не связанной с актином, происходит гидролиз АТФ. Вновь образуется комплекс АДФ+Рн+миозин и все повторяется с третьего пункта.
После прекращения действия двигательного импульса, Са2+ с помощью Са2+-зависимой АТФ-азы переходит в саркоплазматический ретикулум. Уход Са2+ из комплекса тропонина приводит к смещению субъединиц I и тропомиозина и закрытию активных центров актина, делая его неспособным взаимодействовать с миозином. Мышца расслабляется.
При низкой концентрации АТФ число головок миозина, связанных с актином, нарастает, т.к. не разрываются поперечные мостики. Низкая концентрация АТФ приводит к судорогам. Образование прочных связей между актиновыми и миозиновыми нитями - причина трупного окоченения, обусловленного исчезновением АТФ.
117. Биохимия мышечной ткани. Саркоплазматические и миофибриллярные белки мышц. Молекулярная структура миофибрилл. Биохимические механизмы мышечного сокращения и расслабления гладких мышц. Бмтсимбммсмбммсиргм стр523, 527
Механизм сокращения гладких мышц
Гладкие мышцы содержат молекулы актина, тропомиозина, миозина, но они не обладают тропониновой системой, кроме того, легкие 5 2 7 цепи миозина гладких мышц отличаются от легких цепей попереЧЯо полосатых мышц. Сокращение гладких мышц регулируется Са2+. Миозин гладкой мускулатуры содержит особую легкую цепь (п легкая цепь), предотвращающую связывание миозиновых головок с р актином. Чтобы она не мешала этому взаимодействию, p-легкая цепь должна предварительно фосфорилироваться.
Этапы сокращения гладких мышц
1. 4 Са2+ взаимодействуют с кальмодулином,