Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 30
Текст из файла (страница 30)
ацияарсенаты де~ко разлагаются без участия катализаторов. о а Ф я — с — а — А.— о-+ н„а я--с — о-+ нала.- -н. 0 О- В отличие от ннх ацилфасфаты,например З-фосфаглицероилфосфат, более устойчивы н подвергаются в клетке превращениям 474 чАсть и БНОэнергетикл и метАБОлизм только под действиеы соответствующих ферментов. а] Как повлияет замена фосфата арсенатом на суммарную реакцию, каталнзируемую глиперальдегнд-3-фосфатдегидрогеназой? б) Каковы последствия замены фосфата ареопагом? Для большинства организмов арсенат крайне токсичен.
Чем эзо объясняется? 8 Потребноопь в кзосфоте при спиртовом брожении. В 1905 з. Гарден и Йонг провели ряд работ по спиртовому брожению, ставших классическими. Изучая сбраживание О-глюкозы до эталона н СОз под действием экстрактов пивных дрожжей, исследователи установили следующее. П Для сбраживання необходим неорганический фосфат: по исчерпании запаса фосфата брожение прекращается еше до того, как будет использована вся глюкоза.
2) При брожении в этих условиих накапливаются зтанол, СОз и гексозодифосфат. 3) Если заменить фосфат на арсенат, то гексозодифосфаг не накапливается, но брожение продолжается до тех пор, пока вся глюкоза не превратится в этанол и СО . а) Почему при исчерпании запаса фосфаза брожение прекращается? б) Почему накапливаются этанол и СОз? Необходимо ли превращение пнруваза в этанол и СОз? Почему? Укажите, какой гексозодифосфат накапливается Почему он накапливается? в] Почему замена фосфата на арсенат предотвращает накопление гексоэодифосфата, ио в то же время обеспечивает завершение брожения, т.е, полное превращение глюкозы в этанол и СОз (см, и 7]? 9.
Обмен глнцерола. Глнцерол, образующнися при расщеплении жиров, превращается в результате двух ферментативных реакций в промежуточный продукт гликолиза -дигидроксиацетонфосфат. Выскажите свои предположения о возможной последовательности реакций в процессе обмена глицерола. На каких известных ферментативных реакпияхоснованы ваши предположения? Напишите суммарное уравнение превращения глицерола в пируват исходя из своих представлений. Зтпчл 4 Г»1 нгз — сн,.
-с -гн.--он и ! злы шз Таблица ! и Каиушапсп коннентрв- Нип. ьзМ 1лзкмользмл внутриклеточной НзО) Мезоболиз Фруктово-б-фосфат 0,087 Фруктово-!.6-дифос- 0,022 фат АТР 11,52 АОР 1.32 " 1)о Чз'8!запас», 1. Вю!. Сны. 24В, 2308, 1965. 1О. Измерение впутриклеточпых концентрация метаболнтов. Измерение концентраций промежуточных продуктов метаболизма в живой клетке сопряжено с большими экспериментальными трудностями. Поскольку клеточные ферменты катализируют быстро протекающие метаболические превращения, одна из обычных проблем при всяком экспериментальном вмешательстве в жизнь клетки связана с тем, что данные, полученные путем измерений, отражают не физиологические, а равновесные концентрации метаболитов. Поэтому любая экспериментальная методика будет надежной лишь в том случае, если с ее помощью удастся мгновенно подаыпь все ферментативные реакции в интактной ткани и тем самым предотвратить дальнейшие превращения промежуточных продуктов метаболизма.
Этой цели можно достичь путем быстрого сжатия ткани между болыпими алюминиевыми пластинами, охлажденными жидким азотом ( — 190* С); такой прием носит название «фиксация замораживанием». После замораживания. мгновенно подавлянзшего дейстние ферментов, ткань растирают в порошок и ферменпл инактивируют путем осаждения хлорной кислотой.
Осадок улалюот центрифугироаанием, а прозрачную надосадочную жидкость анализируют на содержание в ней метаболитов с помощью спедифических ферментативных тестов. Истинную концентрацию данного метаболита в клетке определяют расчетным путем, учитывая общее содержание воды в ткани и данные измерений объема внеклеточного простран. став В табл.
1 приведены кажущиеся внутриклеточиые концентрации субстратов и продуктов реакции фосфорилирования фруктово-б-фосфата, катализируемой фер- ГЛ. !5. ГЛИКОЛИЗ-ЦЕНТРАЛЪНЫЙ ПУТЪ КАТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ 475 13. кв ментом фосфофруктокиназой в изолированной ткани сердца крысы. а! По данным табл. ! вычислите отношение действующих масс Д для фосфофруктокиназной реакции при физиологических условиях [Фруктозо-1,б-дифосфат1 [АПРЗ [Фруктозо-6-фосфат) [АТР1 б) Величина Ьбв' лля фсфофруктокиназной реакции равна -3,4 ккал/моль. Исходя нз этого вычислите константу равновесия для этой реакции.
в) Сравните величины Д и К ',. Находится ли данная физиологическая реакция в состоянии равновесия7 Что говорит этот эксперимент о роли фосфофруктокниазы в качестве регулятор- ного фермента? 11. Регуляция фогфофрукглокинаэы. Приве денный на рисунке график описывает зависимость между концентрацией АТР и активностью фосфофруктокиназы, которая представляет собой аллостерический фермент. При данной концентрации фруктоэо.б-фосфата активность фосфофруктокиназы с повышением концентрации АТР сначала возрастает, но в какой-то момент наступает перелом — дальнейшее повышение концентрации АТР вызывает уже иигибирование фермента. в 1Х3Ш а) Объясните, как может АТР быть и субстратом, н ингнбитором фосфофруктокиназы.
Как регулируется активность этого фермента с помощью АТР? б) Каким образом регулируется гликолиэ в зависимости оэ уровня АТР? в] Ингибируюшее действие АТР на фосфофруктокиназу проявляется слабее при высокой концентрации АОР. Как можно объяснить этот факт? 12. Ферментативнал активность ы фиэиоло- гическая функция. Гликоген-фосфорилаэа из скелетных мышц характеризуетси го- раздо более высокой величиной 1', „, чем тот же фермент из ткани печени. а) Какую физиологическую функцию выполняет гликоген-фосфорилаэа в скелетной мышце н в ткани печени? б) Почему величина У для мышечного фермента должна быть больше, чем для фермента из печени7 Ферментиая недостаточность лри угле- водном обмене.
Ниже описаны четыре клинических случая. Назовите для каждого случая дефектный фермент и дайте соответствующие рекомендации, выбрав ик из приложенного перечни Укажите, на чем основано ваше решение. Ответьте на вопросы, приведенные в описании каждого иэ четырех случаев. Случай 1. Болъной не переносит молока.
Как только он его выпьет, у него сразу же начинаются рвота и понос. Проведен тест на толерантность к лактозе. (Испытуемый получает при этом определенное количество лактозы, после чего у него через соответствующие промежутки времени измеряют концентрацию глюкозы и галактозы в плазме крови. В норме уровень этих сахаров возрастает ло максимума примерно через час, а затем снижается.) У больного в этом тесте концентрация глюкоэь! и галактоэы в крови не возрастала, а оставалась постоянной.
Объясните, почему у здоровых людей концентрация глюкозы и галактозы в крови сначаг!а растет, а затем снижается. Почему у больного таких изменений ие происходит7 Случай 2. У больногос умственной отсталостью молоко вызывает рвоту и понос. В крови концентрация глюкозы низка, а концентрация редуцируюшнх сахаров значительно выше нормы. В моче обив. руживается галактоэа. Чем объясняется высокая концентрация редупируюших сахаров в крови? Почему в моче обнаруживается галактоза? ' Случай 3.
Больной страдает от судорог в мышцах при напряженной физической работе, но в остальном чувствует себя здоровым. Биопсия мышечной ткани выявила, что концентрация гликогеиа в мышцах этого больно~о гораздо выше нормы. Почему накапливается глико. ген 7 Случай 4. Больная вялая, апатичная. Печень увеличена; при биопсии печени обнаружен большой избыток гликогена. Конпентрация глюкозы в крови ниже нормы. В чем причина гюниженной концентрации глюкозы в крови этой больной? 47Б ЧАСТЬ П БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ Рекомендации Ферменты, антненость которых наручаена а) Фосфофруктокиназа мышц б) Фосфоманноизомераза в) Галактозо-1-фос- фатуридилилтрансфераза г] Фосфорилаза печени д) Трнозокиназа е) Лактаза в сдизистой кишечника ж] Мальтаза в слизистой кишечника 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
