Обмен нуклеотидов - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Обмен нуклеотидов. Доклад-сообщение содержит 40 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Обмен нуклеотидов Дисциплина: биохимия (С2.Б.4) Специальность: 31.05.01 лечебное дело НГМУ, кафедра медицинской химии Д.б.н., доцент Суменкова Дина Валерьевна

Слайд 2

Описание слайда:

Лекция 16. Обмен нуклеотидов

Слайд 3

Описание слайда:

Актуальность темы Нуклеотиды и их производные выполняют многообразные функции в организме человека: участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, нуклеотидных коферментов (NAD, NADP, FAD, FMN), участвуют в образовании активных форм углеводов (УДФ-глюкоза), аминокислот (SAM), «энергетических молекул» (АТФ, ГТФ), участвуют в передаче сигнала гормонов в клетку (цАМФ, цГМФ). Нарушение процессов обмена нуклеотидов лежит в основе патогенеза некоторых заболеваний человека (подагра, мегалобластная анемия, иммунодефицитные состояния). В основе механизма действия ряда противовирусных и противоопухолевых препаратов лежит ингибирование процессов синтеза нуклеотидов.

Слайд 4

Описание слайда:

План лекции Образование фосфорибозилдифосфата (ФРДФ) – ключевой момент в синтезе нуклеотидов Синтез и катаболизм пуриновых нуклеотидов: ход процесса, регуляция, «запасные» пути синтеза. Нарушения обмена пуриновых нуклеотидов Синтез и катаболизм пиримидиновых нуклеотидов: ход процесса, регуляция, «запасные» пути синтеза. Нарушения обмена пиримидиновых нуклеотидов Образование дезоксирибонуклеотидов Синтез нуклеотидов – мишень действия лекарственных препаратов (задание для самостоятельной работы, см. слайд 38)

Слайд 5

Описание слайда:

Цель лекции Знать: Основные метаболические пути превращения пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Знания об обмене нуклеотидов необходимы для понимания: механизмов возникновения заболеваний, связанных с нарушением их синтеза и катаболизма механизма действия противоопухолевых и противовирусных лекарственных препаратов – ингибиторов синтеза нуклеотидов

Слайд 6

Описание слайда:

Вспомните самостоятельно из курса химии Пуриновые и пиримидиновые азотистые основания Структура пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Виды химических связей в нуклеотидах Роль нуклеотидов в организме человека

Слайд 7

Описание слайда:

Структура нуклеотида Компоненты нуклеотида: АЗОТИСТОЕ ОСНОВАНИЕ (АО) (циклические соединения, производные пурина или пиримидина) ПЕНТОЗА (рибоза или дезоксирибоза) ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ (нуклеотид моно-, ди- или трифосфаты) Виды химических связей между компонентами нуклеотида: N-гликозидная связь между АО (N9 у пуриновых и N1 у пиримидиновых) и пентозой (1᾽) 5᾽ -фосфоэфирная связь между пентозой и фосфорной кислотой

Слайд 8

Описание слайда:

Азотистые основания

Слайд 9

Описание слайда:

Пентозы

Слайд 10

Описание слайда:

Образование фосфорибозилдифосфата (ФРДФ) Почти все клетки способны к синтезу нуклеотидов. Продукты расщепления нуклеиновых кислот тканей и пищи используются повторно в незначительной степени. Образование ФРДФ – центральное место в синтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов Источник образования ФРДФ: рибозо-5-фосфат (продукт ПФП окисления глюкозы) рибозо-5-фосфат + АТФ → 5-фосфорибозил-1-дифосфат + АМФ (ФРДФ синтаза)

Слайд 11

Описание слайда:

Синтез пуриновых нуклеотидов (см. схему синтеза на след. слайде) Сборка пуринового гетероциклического основания осуществляется на ФРДФ при участии глицина, глутамина, аспартата, СО2 и одноуглеродных производных Н4-фолата в цитозоле: формирование 5-членного кольца формирование 6-членного кольца образование первого пуринового нуклеотида – инозинмонофосфата (ИМФ) Синтез ИМФ включает 10 стадий и требует затрат 6 АТФ образование АМФ и ГМФ

Слайд 12

Описание слайда:

Слайд 13

Описание слайда:

Слайд 14

Описание слайда:

Образование АМФ и ГМФ из ИМФ Образование АДФ, ГДФ, ГТФ В образовании АМФ из ИМФ участвует аспартат В образовании ГМФ из ИМФ участвует глутамин Схема реакций представлена на след. слайде. Нуклеозидди- и трифосфаты синтезируются при участии АТФ и киназ: АМФ + АТФ ↔ 2АДФ (аденилаткиназа) ГМФ + АТФ → ГДФ + АДФ (гуанилаткиназа) ГДФ + АТФ → ГТФ + АДФ Внимание! Образование АТФ происходит путем субстратного (в процессе гликолиза, цикла Кребса) и окислительного (в процессе работы тканевого дыхания) фосфорилирования АДФ

Слайд 15

Описание слайда:

Слайд 16

Описание слайда:

Ферменты синтеза АМФ И ГМФ: подписи к схеме слайда 15. В синтезе АМФ из ИМФ участвуют ферменты: 1 – аденилосукцинатсинтетаза 2 – аденилосукциназа В синтезе ГМФ из ИМФ участвуют ферменты: 3 – ИМФ-дегидрогеназа 4 – ГМФ-синтетаза КМФ – ксантозин-5-монофосфат

Слайд 17

Описание слайда:

Регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов Аллостерические ферменты: ФРДФ-синтаза Амидофосфорибозилтрансфераза ИМФ-дегидрогеназа Аденилосукцинатсинтетаза Отрицательные эффекторы: АМФ, ГМФ

Слайд 18

Описание слайда:

Запасные пути синтеза пуриновых нуклеотидов : «пути спасения» В период активного роста тканей синтез пуриновых нуклеотидов из простых предшественников не способен полностью обеспечить нуклеиновые кислоты субстратами, поэтому в этих условиях важную роль играют запасные пути, или «пути спасения» Для синтеза нуклеотидов по «пути спасения» используются азотистые основания и нуклеозиды, образующиеся в процессе катаболизма нуклеиновых кислот

Слайд 19

Описание слайда:

Слайд 20

Описание слайда:

Ферменты «пути спасения» в синтезе пуриновых нуклеотидов К слайду 19: 1 – гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза 2 – аденинфосфорибозилтрансфераза 3 - аденозинкиназа

Слайд 21

Описание слайда:

Катаболизм пуриновых нуклеотидов Схема реакций катаболизма представлена на следующих слайдах Терминальный фермент катаболизма: ксантиноксидаза (аэробная дегидрогеназа); кофакторы: Fe 3+, Мо 2+, FAD Конечный продукт: мочевая кислота образуется в основном в печени и кишечнике выводится с мочой и через кишечник слабая кислота: в биологических жидкостях находится в комплексе с белками или в виде натриевой соли (ураты) в крови: 0,15 – 0,47 ммоль/л (3-7 мг/дл) выводится в сутки: 0,4 – 0,6 г мочевой кислоты и уратов

Слайд 22

Описание слайда:

Слайд 23

Описание слайда:

Ферменты катаболизма пуриновых нуклеотидов К слайду 22: 1 – фосфатаза (нуклеотидаза) 2 – аденозиндезаминаза 3 – пуриннуклеозидфосфорилаза 4 – гуаназа 5 - ксантиноксидаза

Слайд 24

Описание слайда:

Нарушения обмена пуриновых нуклеотидов Причина: дефект генов ферментов гиперактивация или устойчивость ФРДФ-синтазы к аллостерическим ингибиторам снижение активности гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы (отсутствие активности вызывает тяжелое заболевание синдром Леша-Нихена, сопровождающееся психическими отклонениями) Проявления: гиперурикемия Подагра (отложение мочевой кислоты в суставах) Аллопуринол (лекарственный препарат) – структурный аналог гипоксантина - используется в лечении подагры. Каков механизм действия препарата? Катаболизм пуринов останавливается на стадии гипоксантина, который лучше растворяется в жидкостях организма, чем мочевая кислота.

Слайд 25

Описание слайда:

Синтез пиримидиновых нуклеотидов Основные этапы синтеза: Формирование пиримидинового кольца (оротата) из глутамина, аспартата, СО2 Взаимодействие оротата с ФРДФ с образованием УМФ Фосфорилирование УМФ с образованием УТФ Образование ЦТФ из УТФ

Слайд 26

Описание слайда:

Образование оротата и УМФ глутамин + СО2 + 2 АТФ + Н2О → карбамоилфосфат + 2 АДФ + Рi (карбамоилфосфатсинтетаза II) присоединение аспартата (образование карбамоиласпартата), отщепление воды (образование циклического дигидрооротата) Данные реакции катализирует мультиферментный комплекс КАД-фермент: карбамоилфосфатсинтетаза аспартаттранскарбамоилаза дигидрооротаза окисление дигидрооротата при участии NAD-дегидрогеназы с образованием оротата реакция с ФРДФ: перенос фосфорибозила на оротат и декарбоксилирование оротидинфосфата с образованием УМФ (УМФ-синтаза: трансфераза и декарбоксилаза)

Слайд 27

Описание слайда:

Нарушения образования оротата Мутация в гене УМФ-синтазы приводит к нарушению образования УМФ из оротата и вызывает наследственное заболевание, которое сопровождается оратацидурией Клинические проявления: мегалобластная анемия, нарушение работы ЖКТ, сердца, интеллектуальной и двигательной активности Причина проявлений: «пиримидиновый голод», нарушение синтеза нуклеиновых кислот и деления клеток Для лечения применяют уридин или цитидин, которые используются в «запасных» путях синтеза УМФ и ЦМФ

Слайд 28

Описание слайда:

Фосфорилирование УМФ и образование ЦТФ Фосфорилирование УМФ: образование УТФ УМФ + АТФ → УДФ + АДФ УДФ + АТФ → УТФ + АДФ Реакции катализируют киназы Образование ЦТФ: УТФ + глутамин + АТФ → ЦТФ + глутамат + АДФ +H3PO4 (ЦТФ синтетаза)

Слайд 29

Описание слайда:

Регуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов Аллостерическая регуляция по механизму отрицательной обратной связи: УТФ ингибирует КФС II в составе КАД-фермента УМФ и ЦМФ ингибируют УМФ-синтазу ЦТФ ингибирует ЦТФ-синтетазу

Слайд 30

Описание слайда:

Запасные пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов Запасные пути синтеза пиримидиновых нуклеотидов не играют существенной роли: Урацил или Цитозин + ФРДФ → УМФ или ЦМФ + РРi (пиримидинфосфорибозилтрансфераза) Урацил + рибозо-1-фосфат → уридин + H3PO4 (уридинфосфорилаза) Уридин + АТФ → УМФ + АДФ (уридинкиназа)

Слайд 31

Описание слайда:

Катаболизм пиримидиновых нуклеотидов Отщепление остатков фосфорной кислоты и рибозы (аналогично катаболизму пуриновых нуклеотидов) Пиримидиновые основания разрушаются ферментными системами: например Цитозин → СО2 + NH3 + бета-аланин Конечные продукты – растворимы в воде Бета-аланин включается в состав карнозина и ансерина (мышечные пептиды, антиоксиданты)

Слайд 32

Описание слайда:

Образование дезоксирибонуклеотидов Внутриклеточная концентрация дезоксирибонуклеотидов низкая Активность процесса их образования повышается перед делением клеток во время репликации Образование дНДФ (А, Г, Ц, У) из НДФ Образование дТМФ из дУМФ 2 ферментных комплекса: Рибонуклеотидредуктаза (РНР) (восстановление рибонуклеотидов с образованием дезоксипроизводных): рибонуклеотидредуктаза белок-восстановитель тиоредоксин тиоредоксинредуктаза тимидилсинтаза

Слайд 33

Описание слайда:

Слайд 34

Описание слайда:

Регуляция активности рибонуклеотидредуктазного комлпекса Количество ферментов комплекса зависит от скорости синтеза ДНК (регуляция по механизму индукции) Аллостерическая регуляция: Отрицательные эффекторы: дНТФ дАТФ – ингибитор восстановления всех рибонуклеотидов дГТФ – ингибитор восстановления пиримидиновых НДФ

Слайд 35

Описание слайда:

Иммунодефициты Возникают при ингибировании работы РНР-комплекса вследствие: 1) недостаточности аденозиндезаминазы (см. катаболизм АМФ) В этом случае, накопление дАТФ приводит к ингибированию РНР и лишает клетки-предшественники В и Т-лимфоцитов образования дезоксирибонуклеотидов (пуриновых и пиримидиновых). Нарушается синтез ДНК, деление клеток. Возникают тяжелые формы клеточного и гуморального иммунодефицита. Дети погибают от частых инфекций. 2) недостаточность пуриннуклеозидфосфорилазы (см. катаболизм ГМФ) В этом случае, накопление дГТФ приводит к ингибированию РНР и нарушению синтеза пиримидиновых дезоксирибонуклеотидов. Снижается клеточный иммунитет. Больные страдают частыми инфекционными заболеваниями.

Слайд 36

Описание слайда:

Синтез тимидиловых нуклеотидов

Слайд 37

Описание слайда:

Тимидилсинтаза и запасные пути синтеза Тимидилсинтаза (включение одноуглеродного радикала в дУМФ) Дигидрофолатредуктаза Сериноксиметилтрансфераза (перенос оксиметильной группы с серина на Н4-фолат с образованием метилен-Н4-фолата) Запасные пути синтеза: Тимидин + АТФ → дТМФ + АДФ (тимидинкиназа)

Слайд 38

Описание слайда:

Задание для самостоятельной работы Изучить информацию по теме: «Ферменты синтеза нуклеотидов – мишени действия противоопухолевых и противовирусных препаратов» (см. литературу) Составить таблицу (препарат – механизм действия – область применения) и охарактеризовать препараты: фторурацил, метотрексат, ацикловир, азидотимидин

Слайд 39

Описание слайда:

Заключение Большая часть используемых в клетках нуклеотидов синтезируется de novo из простых предшественников (с участием аминокислот, производных фолиевой кислоты). Центральное место в синтезе нуклеотидов занимает образование фосфорибозилдифосфата. «Запасные» пути синтеза (из имеющихся в клетке азотистых оснований и нуклеозидов) играют важную роль в образовании пуриновых нуклеотидов. Нарушение метаболизма пуриновых нуклеотидов лежит в основе патогенеза подагры, синдрома Леша-Нихена. Нарушение синтеза пиримидиновых нуклеотидов лежит в основе патогенеза мегалобластной анемии. Механизм действия ряда противовирусных и противоопухолевых лекарственных препаратов связан с нарушением синтеза нуклеотидов.

Слайд 40

Описание слайда:

Литература Биохимия: учебник для ВУЗов / Е. С. Северин -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. -784 с. (раздел 10) Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / ред. С. Е. Северин. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 624 с. (С. 476 – 495, для выполнения самостоятельной работы «Лекарственные препараты-ингибиторы синтеза нуклеотидов» см. С. 487) Биологическая химия: учебник для студентов медицинских вузов / А.Я. Николаев. – М.: Мед. информ. агенство, 2007. – 568 с.

Теги Обмен нуклеотидов

Похожие презентации