Загрузка...
Учебная работа. Гормональная регуляция метаболизма
Столичная мед академия имени И.М. Сеченова
Кафедра общей химии
Реферативная работа №1
Гормональная регуляция метаболизма
Студентки 1 курса 9 группы
Факультета ВСО заочного отделения
Ромашковой Екатерины Дмитриевны
Москва 2010
Механизмы регуляции метаболических действий
А. Главные механизмы регуляции метаболических действий
Активность всех путей обмена веществ повсевременно регулируется, что обеспечивает соответствие синтеза и деградации метаболитов физиологическим потребностям организма. В этом разделе рассматриваются механизмы таковой регуляции. Наиболее детально вопросцы регуляции клеточного метаболизма представлены на .Поток метаболитов в обмене веществ определяется до этого всего активностью ферментов .Для действия на тот либо другой путь довольно регулировать активность фермента, катализирующего более неспешную стадию. Такие ферменты, именуемые главными ферментами, имеются в большинстве метаболических путей. Активность главного фермента регулируется на 3-х независящих уровнях,
Контроль транскрипции. Контроль за биосинтезом фермента (1) осуществляется на генетическом уровне. До этого всего речь идет о синтезе соответственной мРНК (mRNA), также о транскрипции кодирующего фермент гена, т.е. о регуляции транскрипции .В этом процессе учавствуют регуляторные белки (RP) (причины транскрипции), действие которых ориентировано конкретно на ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). К тому же в генах имеются особые регуляторные участки — промоторы — и участки связывания регуляторных белков (регуляторные элементы). На эффективность деяния этих белков влияют метаболиты либо гормоны. Если этот механизм увеличивает синтез фермента, молвят о индукции, если же понижает либо подавляет — о репрессии. Процессы индукции и репрессии осуществляются только в определенный отрезок времени.
Взаимопревращение. Существенно резвее, чем контроль транскрипции, действует взаимопревращение главных ферментов (2). В этом случае фермент находится в клеточке в неактивной форме. При метаболической потребности по сигналу снаружи и при посредничестве вторичного мессенджера активирующий фермент (E1) переводит главный фермент в каталитически активную форму. Если Потребность в этом пути обмена веществ отпадает, инактивирующий фермент (E2) опять переводит главный фермент в неактивную форму. процесс взаимопревращения почти всегда состоит в АТФ-зависимом фосфорилировании ферментных белков протеинкиназой и соответственно дефосфорилировании фосфатазой .Почти всегда наиболее активна фосфорилированная форма фермента, но встречаются также и обратные случаи.
Модуляция лигандами. Принципиальным параметром, контролирующим протекание метаболического пути, является Потребность в первом реагенте (тут это метаболит А). Доступность метаболита А растет с увеличением активности метаболического пути (3), в каком появляется А, и падает с увеличением активности остальных путей (4), в каких А расходуется. Доступность А быть может ограничена в связи с его транспортом в остальные отделы клеточки.
Нередко лимитирующим фактором является также доступность кофермента (5). Если кофермент регенерируется по второму независящему пути, этот путь может лимитировать скорость главный реакции. Таковым образом, к примеру, гликолиз и цитратный цикл регулируются доступностью НАД+.Потому что НАД+ регенерируется в дыхательной цепи, крайняя регулирует катаболизм глюкозы и жирных кислот .В конце концов, активность главного фермента может регулироваться лигандом (субстратом, конечным продуктом реакции, коферментом, иным эффектором) как аллостерическим эффектором методом связывания его не в самом активном центре, а в другом месте фермента, и вследствие этого конфигурацией ферментативной активности .Ингибирование главного фермента нередко вызывается конечными продуктами реакции соответственной метаболической цепи (ингибирование по типу оборотной связи) либо метаболитом, участвующим в другом пути. Провоцировать активацию фермента может также 1-ый реагент обскурантистской цепи.
Гормональная регуляция метаболизма
Катализируемые ферментами активация и соответственно инактивация главных ферментов промежного метаболизма именуются взаимопревращениями. Такие процессы находятся под различным контролем, и том числе и гормональным. В этом разделе рассмотрены процессы взаимопревращений, осуществляющие регуляцию метаболизма гликогена в печени.
А. Гормональная регуляция расщепления гликогена
Гликоген служит в организме резервом углеводов, из которого в печени и мышцах методом расщепления стремительно создается глюкозофосфат .Скорость синтеза гликогена определяется активностью гликоген-синтазы (на схеме понизу справа), в то время как расщепление катализируется гликоген-фосфорилазой (на схеме понизу слева). Оба фермента действуют на поверхности нерастворимых частиц гликогена, где они зависимо от состояния обмена веществ могут находиться в активной либо неактивной форме. При голодании либо в стрессовых ситуациях (борьба, бег) растет Потребность организма в глюкозе. В таковых вариантах выделяются гормоны адреналин и глюкагон. Они активируют расщепление и ингибируют синтез гликогена. Адреналин действует в мышцах и печени, а глюкагон — лишь в печени.
Оба гормона связываются с сенсорами на плазматической мембране (1) и активируют при посредничестве G-белков аденилатциклазу (2), которая катализирует синтез 3′,5′-цикло-AMФ (цАМФ) из АТФ (АТР). Зеркально обратным является действие на этот «вторичный мессенджер» фосфодиэстеразы цАМФ (3), гидролизующей цАМФ до АМФ (AMP). В печени диэстераза индуцируется инсулином, который потому не препятствует действию 2-ух остальных гормонов (не показано). цАМФ связывается и тем активирует протеинкиназу А (4), которая действует по двум фронтам: с одной стороны, при помощи фосфорилирования с ролью АТФ в качестве кофермента она переводит в неактивную D-форму гликоген-синтазу и вследствие этого останавливает синтез гликогена (5); с иной, активирует — также методом фосфорилирования — другую протеинкиназу, киназу фосфорилазы (8). Активная киназа фосфорилазы фосфорилирует неактивную b-форму гликоген-фосфорилазы, превращая ее в активную а-форму (7). Это приводит к высвобождению из гликогена глюкозо-1-фосфата (8), который опосля перевоплощения в глюкозо-6-фосфат с ролью фосфоглюкомутазы врубается в гликолиз (9). В печени добавочно появляется вольная глюкоза, которая поступает в образованная водянистой соединительной тканью (Совокупность различных и взаимодействующих тканей образуют органы). Состоит из плазмы и форменных частей: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов»>тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов) (10).
По мере уменьшения уровня цАМФ активизируются фосфопротеинфосфатазы (11), которые дефосфорилируют разные фосфопротеины описанного каскада и тем останавливают расщепление гликогена и инициируют его синтез. Эти процессы протекают в течение нескольких секунд, так что метаболизм гликогена стремительно приспосабливается к модифицированным условиям.
Б. Взаимопревращение гликоген-фосфорилазы
Структурные конфигурации, которые сопровождают взаимопревращения гликоген-фосфорилазы, были установлены рентгеноструктурным анализом. Фермент представляет собой димер с симметрией второго порядка. Любая субъединица имеет активный центр, который размещен снутри белка и в b-форме плохо доступен для субстрата. Взаимопревращение начинается с фосфорилирования серинового остатка (Ser-14) поблизости N-конца каждой из субъединиц. С фосфатными группами связываются остатки аргинина примыкающих субъединиц. Связывание инициирует конформационные перестройки, которые значительно наращивают сродство фермента к аллостерическому активатору АМФ. действие АМФ и воздействие конформационных конфигураций на активные центры приводят к появлению наиболее активной а-формы. Опосля удаления фосфатных остатков фермент самопроизвольно воспринимает начальную b-конформацию.
Гормональная регуляция метаболизма жирных кислот
метаболизм фермент гормональная регуляция
Адреналин и глюкагон активируют внутриклеточную липазу. действие этих гормонов опосредовано аденилатциклазным каскадом реакций, начиная с активации аденилатциклазы и заканчивая фосфорилированием липазы, которая при всем этом перебегает в активную форму и расщепляет эфирные связи в ТАГ. Глицерол как растворимое в плазме вещество транспортируется в печень, где употребляется в реакциях глюконеогенеза. Жирные кислоты транспортируются кровью (внутренней средой организма) в виде комплексов с сывороточными альбуминами в различные органы и ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология), где врубаются в процесс окисления.
Гормональная регуляция метаболизма белков обеспечивает обеспечивает динамическое равновесие их синтеза и распада.
· Анаболизм белков контролируется гормонами аденогипофиза (соматотропин), поджелудочной железы (инсулин), мужских половых желез (адроген). Усиление анаболической фазы метаболизма белков при излишке этих гормонов выражается в усиленном росте и увеличении массы тела. Недочет анаболитических гормонов вызывает задержку роста у малышей.
· Катаболизм белков регулируется гормонами щитовидной железы (тироксин и трийодтиронон), коркового (клюкокортикоиды) и мозгового (адреналин) вещества надпочечников. Излишек этих гормонов увеличивает распад белков в тканях, что сопровождается истощением и отрицательным азотистым балансом. Недочет гормонов, к примеру, щитовидной железы сопровождается ожирением.
Расположено на /