Тема 4.10. ОБМЕН НУКЛЕОТИДОВ

(семинар)

 

Цель занятия. Сформировать представления о путях синтеза и распада нуклеотидов. Уметь объяснять причины возникновения заболеваний, связанных с нарушением метаболизма нуклеотидов. Усвоить принципы метода и диагностическое значение определения концентрации мочевой кислоты в сыворотке крови.

Исходный уровень. Строение и роль нуклеиновых кислот и нуклеотидов (курс биоорганической химии).

Повторить. Пентозофосфатный путь, трансаминирование, матричные биосинтезы.

 

Содержание теоретического материала. 1. Расщепление нуклеиновых кислот и нуклеотидов в пищеварительном тракте. 2. Два пути синтеза пуриновых нуклеотидов. Основные этапы синтеза пуриновых нуклеотидов de novo. Образование пуринового кольца, происхождение атомов гетероциклического кольца пурина. Регуляция синтеза. Регуляторные ферменты. Реутилизация азотистых оснований, образующихся в процессе катаболизма нуклеиновых кислот (путь спасения). 3. Синтез пиримидиновых нуклеотидов: локализация процесса в клетке, ключевой фермент, регуляция синтеза. Происхождение атомов кольца пиримидина. Нарушения синтеза нуклеотидов, приводящие к оротовой ацидурии.4. Катаболизм пуриновых нуклеотидов, образование мочевой кислоты, ее формула. Нормальная концентрация мочевой кислоты в сыворотке крови. Причины возникновения гиперурикемии. Подагра и синдром Леша-Найхана, как проявления нарушений обмена пуринов. 5. Особенности катаболизма пиримидиновых нуклеотидов. 6. Биосинтез дезоксирибонуклеотидов. Субстраты и доноры водорода для синтеза. Ключевой регуляторный фермент. Особенности синтеза дТМФ в организме. Роль фолиевой кислоты в образовании тимидилового нуклеотида. Ингибиторы синтеза дезоксирибонуклеотидов.

 

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Общий предшественник биосинтеза всех пуриновых нуклеотидов – ИМФ (инозинмонофосфат).

2) Общий предшественник фосфорибозы в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов – 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФРПФ).

3) В синтезе пуриновых нуклеотидов не образуется свободное азотистое основание, а формируется на остатке рибозо-5-фосфата.

4) Синтез пуриновых нуклеотидов регулируется по принципу обратной отрицательной связи.

5) В процессе катаболизма пуриновх нуклеотидов не происходит расщепление гетероциклического кольца. Конечный продукт – мочевая кислота, выводится с мочой. Пиримидиновые основания способны разрушаться до СО₂, NН₃, β–аминобутирата и β-аланина.

6) Дезоксирибонуклеотиды в организме синтезируются из соответствующих рибонуклеотидифосфатов путем восстановления рибозного остатка.

7) Скорость синтеза дТМФ из дУМФ зависит от скорости восстановления продукта реакции – дигидрофолата в ТГФК (Н₄-фолат).

8) Синтез регуляторных ферментов биосинтеза дезоксирибонуклеотидов – рибонуклеотидредуктаза и тимидилатсинтетаза – регулируется на генетическом уровне и зависит от скорости синтеза ДНК.

 

Вопросы и упражнения для самоподготовки и контроля усвоения темы

1. Назовите ферменты, участвующие в переваривании нуклеотидов. К какому классу они относятся? Какие продукты переваривания всасываются?

2. Перечислите конечные продукты распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

3. Напишите распад адениловой кислоты до мочевины. Назовите три участвующих фермента и классы, к которым они относятся.

4. Напишите распад уридиловой кислоты до бета-аланина. Чем отличается распад тимидиловой кислоты?

5. Какова нормальная концентрация мочевой кислоты в сыворотке крови?

6. Что такое подагра? Каковы ее причины и основные принципы лечения?

7. Напишите пуриновое и пиримидиновое ядра, обозначьте происхождение их атомов.

8. Какова роль ТГФК в биосинтезе пуриновых нуклеотидов? Какой витамин является основой данного кофермента?

9. Какова роль дикарбоновых кислот в биосинтезе нуклеотидов? Напишите синтез уридиловой кислоты и ЦМФ.

10. Чем отличаются процессы синтеза пуриновых нуклеотидов и пиримидиновых нуклеотидов?

11. Что такое тиоредоксин? Какова его роль в биосинтезе дезоксирибонуклеотидов?

12. Напишите превращения ГДФ в дГДФ.

13. Назовите регуляторные ферменты биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

14. При наследственной оротовой ацидурии с мочой выводится до 1,5 г оротовой кислоты. Напишите реакцию, торможение которой приводит к возникновению этого заболевания.

15. Заболевание, сопровождающееся отложением уратов в суставах и почках называется: 1). Пеллагра; 2). Алкаптонурия; 3). Подагра; 4). Фенилкетонурия.

16. С отсутствием какого фермента связано наследственное заболевание – синдром Леша-Найхана? Запишите реакции, протекание которых нарушается у больных с этим заболеванием. Как меняется скорость образования мочевой кислоты при этой патологии?

17. В 40% случаев у больных одной из форм гликогенеза (болезни Гирке), сопутствующей патологией является подагра. В гепатоцитах отмечается повышение концентрации рибозо-5-фосфата и ФРПФ. Какие изменения в метаболизме углеводов приводят к накоплению пентоз? Нарушение регуляции активности каких ферментов, участвующих в метаболизме пуринов, приводит к развитию подагры при этом заболевании?

18. Назовите соединения, участвующие в синтезе пиримидинового кольца:

1). Глицин; 2). СО₂; 3). Аспартат; 4). Глутамин; 5). Мочевина; 6). Аммиак.

19. Структурный аналог фолиевой кислоты – метотрексат – тормозит синтез тимидиловых нуклеотидов и используется в качестве лечебного препарата, подавляющего опухолевый рост. Напишите реакцию, которая тормозится в присутствии метотрексата и назовите фермент, активность которого ингибируется.

20. На общую схему метаболизма нанесите основные реакции обмена нуклеотидов, выделите регуляторные реакции. Обозначьте точки приложения действия противоопухолевых и противовирусных препаратов. Стрелками покажите взаимосвязь с обменами углеводов, липидов и белков.

 

Литература для самоподготовки.  Лекционный материал; (1) - С. 366-378; (2) - С. 469-477; (3) - С. 257-267; (4) - 2т. С. 15-34.

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: