Продуктами декарбоксилирования аминокислот являются биологические амины, имеющие существенное биологическое значение.

Все наследственные нарушения обмена аминокислот связаны с врожденными энзимдефектами.

Переваривание ДНК и РНК – последовательный ферментативный процесс. Высвобождающиеся «пищевые» пурины и пиримидины практически не используются для биосинтеза собственных нуклеиновых кислот.

Все пуриновые и пиримидиновые основания de novo синтезируются из общих предшественников в клетках большинства тканей.

Конечными продуктами катаболизма пиримидиновых оснований являются b-аланин и b-аминоизомасляная кислота, а пуриновых – мочевая кислота.

Достаточно распространенная в мире патология – подагра – связана с нарушением обмена пуриновых оснований, вызывается совокупностью ряда факторов, а ведущим биохимическим проявлением является гиперурикемия.

Вопросы для изучения темы

1. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины: гистамин, серотонин, ГАМК, катехоламины - происхождение, биологическая роль. Окисление биогенных аминов, аминооксидазы.

2. Врожденные дефекты метаболизма аминокислот: фенилаланина, тирозина, цистина. Биохимические энзимдефекты, проявления болезней, способы предупреждения. Аминоацидурии.

3. Нуклеотиды: биологическое значение, пищевые источники; переваривание в желудочно-кишечном тракте. Синтез в тканях пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Катаболизм нуклеотидов. Мочевая кислота.

4. Нарушения обмена пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Гиперурикемии.

Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение

1. Современные методы диагностики врожденных нарушений внутриклеточного обмена аминокислот.

2. Особенности метаболизма и диета при подагре.

Вопросы для самоконтроля

1. Изобразите структурными формулами декарбоксилирование глутаминовой кислоты.

2. Заполните таблицу «Биологически активные амины»:

3. Назовите группы нарушений обмена аминокислот. Кратко охарактеризуйте каждую группу.

4. Заполните таблицу «Важнейшие наследственные нарушения обмена аминокислот»:

5. Изобразите схему переваривания нуклеопротеинов в ЖКТ.

6. Изобразите строение пурина, укажите происхождение его элементов.

7. Изобразите строение пиримидина, укажите происхождение его элементов.

8. Изобразите, используя химические названия метаболитов, синтез цитидиловых нуклеотидов из УТФ и тимидиловых – из дУМФ.

9. Дезоксинуклеотиды образуются из рибонуклеотидов за счет восстановления остатка рибозы (донор Н-групп – тиоредоксин). Напишите суммарную схему по образцу: АТФ ® АДФ ® дАДФ ® дАТФ.

а) ГТФ ®

б) ЦТФ ®

в) УТФ ®

С какой целью в практике используются ингибиторы синтеза дезоксирибонуклеотидов?

10. Изобразите, используя химические названия метаболитов, катаболизм пуриновых нуклеотидов.

11. Назовите типы гиперурикемий.

12. Назовите генетические энзимдефекты, приводящие к гиперурикемии.

13. Назовите факторы, обусловливающие классическую подагру.

14. С чем связано развитие синдрома Леша-Нихана.

15. Назовите факторы, вызывающие вторичные гиперурикемии.

16. Назовите энзимдефект, обусловливающий наследственную оротацидурию, и биохимические последствия этого дефекта.

17. Назовите энзимдефект, обусловливающий наследственную ксантинурию, и биохимические последствия этого дефекта.

Ситуационные задачи

1. Укажите место радиоактивной метки в пуриновом ядре, биосинтез которого протекал в присутствии глутамина: содержащего радиоактивный углерод в a-положении; радиоактивный азот в аминогруппе; радиоактивный азот в амидогруппе.

2. Укажите место радиометки в пиримидиновом основании, биосинтез которого протекал в среде, содержащей углекислоту с радиоактивным углеродом.

3. Урацил, содержащий в положении 6 радиоактивный атом углерода, подвергся распаду в тканях при нормальном течении процесса. В составе, какого соединения, и в какой функциональной группе обнаружится ¹⁴С?

4. Почему больным с гиперурикемией (классической подагрой) противопоказаны: кофе; алкоголь, особенно красные вина и темное пиво; мясные продукты, внутренние паренхиматозные органы животных, подвергшиеся термической обработке?

5. У ребенка 1,5 мес в крови содержание фенилаланина составляет 35 мг/дл (норма 1,4 – 1,9 мг/дл), содержание фенилпирувата в моче – 150 мг/сут (норма 5 – 8 мг/сут). На основании представленных данных сделайте вывод о заболевании и его причинах. Напишите реакцию, которая блокирована при этом заболевании, и укажите альтернативный путь метаболизма субстрата.

6. В больницу доставлен двухлетний ребенок. По словам матери, он страдает частыми рвотами. Рвоты случаются, главным образом, после приема пищи. Ребенок отстает в весе и физическом развитии. Волосы темные, но попадаются седые пряди. Проба мочи после добавления FeCl₃ приобрела зеленый цвет. В моче в больших количествах содержится фениллактат. Какова причина заболевания? Предложите вариант лечения.

7. Кролику ввели серин с меченым атомом азота (¹⁵N). Через некоторое время метка была обнаружена в составе креатина. Напишите реакции, в результате которых это произошло. Проследите положение меченого азота в метаболитах процесса.

8. Творог содержит все незаменимые аминокислоты. Известно, что при жировом перерождении и печени больным рекомендуют употреблять в пищу много творога. Объясните, почему такая диета может улучшить состояние больного?

9. Животному ввели метионин, меченный по метильной группе (¹⁴С). Через некоторе время метка была обнаружена в составе адреналина. Напишите реакцию, в результате которой это произошло. Укажите, в какой ткани протеакает эта реакция.

10. Пептид, поступивший в организм с пищей, содержал фенилаланин, все атомы углерода которого были мечены ¹⁴С. Позже меченые атомы были обнаружены в ацетоацетате и глюкозе. Объясните полученные результаты, написав соответсвующие схемы.

11. При наследственном дефекте одного их ферментов метаболического пути Тир→1→2→Меланины, у больных нарушено образование пигментов (альбинизм), увеличена чувствительность к солнечному свету. Назовите фермент, дефект которго приводит к данному заболеванию. Напишите реакцию, которая будет блокирована при отсутствии этого фермента.

12. В моче больного обнаружено значительное количество гомогентинзиновой кислоты. Дефект какого фермента обмена тирозина можно заподозрить? Напишите реакцию, которую он катализирует.

13. Животному ввели смесь аминокислот с мечеными атомами углерода (¹⁴С). Через некоторе время в крови обнаружили гистамин с меченными углеродными атомами. Метаболизм какой аминокислоты привел к образованию этого соединения? Напишите реакцию, укажите фермент. Перечислите основные функции гистамина в организме.

14. Нарисуйте пуриновое кольцо и покажите происхождение в нем отдельных атомов.

15. Для лечения подагры используется аллопуринол – структурный аналог гипоксантина. Дайте обоснование использования этого препарата. Для этого: назовите ферменты, активность которых будет снижена при назначении этого препарата.

16. В 40% случаев у больных с одной из форм гликогеноза – болезнью Гирке, при которой отмечается недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, сопутствующей патологией является подагра. В гепатоцитах отмечается повышение концентрации рибозо-5-фосфата и ФРДФ. Объясните: какие изменения в метаболизме углеводов приводят к накоплению пентоз.

Лабораторная работа

1. Определение показателей азотистого обмена в плазме, сыворотке крови и моче.