Презентация на тему Механизмы окислительной модификации макромолекул. Материал для студентов ЛФ(стоматология)

Содержание

Предмет изучения: - понятие об окислительной модификации мак- ромолекул (ОММ), локализации и механизмах, - основные субстраты окисления, - окислительная модификация белка(ОМБ), - окислительная модификация нуклеиновых кислот, - перекисное окисление липидов
«Механизмы окислительной модификации макромолекул» 
 материал для студентов ЛФ (стоматология)   кафедра Предмет изучения:
 - понятие об окислительной модификации мак-
  ромолекул Место ОММ в разделах биохимии Статическая биохимия – раздел о химическом составе организма, структуре и ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС (ОС) Ферментативные (дыхательная цепь МХ, микросомальное окисление, респираторный взрыв, ксантиноксидаза и др.) Неферментативные (свободные радикалы, I КЛАСС ферментов ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ катализ окислительно-восстановительных реакций, лежащих в основе биологического окисления, микросомального окисления, перекисного Роль кофакторов в ОВР 
 1) кофакторы хромопротеинов   Сочетание белков с окрашенными веществами: ГЕМ цитохромов способен осуществлять перемещение 1ȇ 
 путём изменения валентности железа: 
 Fe2+→Fe3+,  Fe3+ Витамин B2 (рибофлавин) переносит 2Н 2) витамин РР-  никотинамидные
   кофакторы переносят 
 1Н и 1ê СУБСТРАТЫ процессов ОММ Субстраты-макромолекулы: - белки
 (АК, полипептидная цепь),  - нуклеиновые кислоты 
 (азотистые Жизнь – водная форма существования 
 белковых тел Информация об организме записана 
 в генах 1. Аминокислоты с неполярными или гидрофобными R-группами: 
  Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Met, 2. Аминокислоты с полярными незаряженными 
 R-группами:
 Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln 3. Аминокислоты с полярными заряженными 
 R-группами: 
 (-) заряд Asp, Glu; (+) заряд Arg, Роль О-содержащих АК (норма)
  1) фосфопротеины    Белки фосфорилируются через боковые радикалы 2) гликопротеины, протеогликаны Содержат углеводную часть, соединённую с белком ковалентно через боковые радикалы 
 СЕР, N- и O-гликозидные связи Широко распространён узел белка и углеводной части ГП посредством О-связи СЕР с дисахаридом (N-ацетилгалактозамин-галактоза-…) Гликозаминогликан - связующий трисахарид (КОР) - серин кóрового белка Связь ГАГ-полисахаридов с кóровым белком: 1. О-гликозидная В норме в коллагене-I необходимо окисление ПРО, ЛИЗ : 1) ПРО→ОН-ПРО до ~1/4 АК, стабилизируют Гидроксилирование остатков ПРО в α-цепи проколлагена с получением 4-ОН-ПРО
 (реакция для получения 5-ОН-ЛИЗ аналогична ) Сшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗ Сшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗ Окисление ароматических аминокислот (норма) Окисление остатков ЦИС → дисульфидные мосты В ходе синтеза белка SS-связи образуются при спонтанном окислении SH-групп сближающихся остатков ЦИС первичной Фолдинг – спонтанное сворачивание синтезированной полипептидной цепи 
 в уникальную пространственную структуру: на внешней поверхности ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКА при ОС 
    окисление и осаждение белка с Обратимое окисление и РЕНАТУРАЦИЯ     При ренатурации белок вновь сворачивается в нативную Обратимое окисление белков 
 по остаткам МЕТ и ЦИС при ОС Вариант окисления ЦИС как свободной АК НЕОБРАТИМОЕ окисление в белках В отличие от дисульфидов и сульфенов невозможно вос-становить до SH-группы сульфиновые НЕобратимое окисление белков Получение свободнорадикальных продуктов при атаке по аромати-ческим боковым цепям АК, как в Окисление белковой цепи, боковых радикалов АК 
 ведёт к необратимой модификации – карбонилированию  АРГ ЛИЗ   АРГ   ГЛУ Пролин при окислительном стрессе КАРБОНИЛИРОВАНИЕ ЦЕПИ и ПРОЛИН
 При избыточном окислении пептидной цепи обычно происходит Окислительная модификация белковой цепи Альфа-амидный и диамидный пути разрыва пептидной цепи Металлопротеины Содержат ионы одного или нескольких металлов. Характерна связь ионов с Асп, Глу, Цис, Гис Fe(II) - Fe(III) и другие металлы 
 с переменной валентностью Белки-металлопротеины Связывание металлов предупреждает металл-катализируемое металлы с переменной валентностью Пространственное строение комплексов 
 металл-трансферрин   Строение церулоплазмина (содержит Cu, играет роль СОД плазмы строение гемоглобина и миоглобина гемоглобин (а), 
 его субъединица (б), 
  Расположение гема Связь гема, глобина, молекулы кислорода 
 (без доставки О2 невозможно окисление) Удаление окисленных белков Необратимо повреждённые белки могут разрушаться несколькими способами:
 1) протеазы (с разной субстратной Убиквитинирование (убиквитинилирование) — присоединение убиквитинлигазами 1-го или нескольких мономеров убиквитина ковалентной связью к боковым аминогруппам лизина Убиквитин из 76 АК ubuque (лат.) вездесущий Нуклеопротеины и окислительная модификация нуклеиновых кислот (ОМНК) Апобелки НП защищают нуклеиновые кислоты от окисления и АПОБЕЛКИ НП – гистоны и протамины   протамины - простые белки, 
 не содержат Редокс-чувствительная мишень
 для ОН-радикалов:
 -СН2- группы дезокси-рибозы ДНК При ОС:
 критично повреждение 
 азотистых оснований ДНК 
 ОН-радикалами Повреждения ДНК могут быть без окисления. Пример – депуринизация дезоксирибозы Подробно механизмы повреждения – на практическом занятии Сшивки ДНК Окислительная модификация липидов – это перекисное 
 окисление липидов (ПОЛ) Плазматическая мембрана клетки и транспортные Фосфолипиды – основа мембраны (глицеро- и сфингофосфолипиды) Фосфолипиды 
 транспортных 
 ЛП крови Липопротеины (ЛП) 1) транспортные ЛП крови – надмолекулярные структуры, содержат все классы липидов и белки, Пример:
 наружная стенка бледной
 трепонемы состоит из
 липопротеинов и белков.
 Липопротеины поддер-
 живают механическую
 целостность Окислительный стресс Полиненасыщенные жирные кислоты (вит F) Механизм ПОЛ Продукты ПОЛ образуют ковалентные сшивки 
 с белками и липидами мембран Примеры продуктов ПОЛ Последовательность синтеза продуктов ПОЛ Влияние промежуточных продуктов ПОЛ на белок может быть обратимым (зависит от дозы и мишени)

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
«Механизмы окислительной модификации макромолекул»
материал для студентов ЛФ (стоматология)

кафедра биохимии

«Механизмы окислительной модификации макромолекул»
 материал для студентов ЛФ (стоматология) кафедра биохимии и молекулярной биологии
и молекулярной биологии с курсом КЛД СибГМУ
Жаворонок Т.В.


Слайд 2 Предмет изучения: - понятие об окислительной модификации

Предмет изучения:
 - понятие об окислительной модификации мак-
 ромолекул (ОММ), локализации и
мак- ромолекул (ОММ), локализации и механизмах, - основные субстраты окисления, - окислительная модификация белка(ОМБ), - окислительная модификация нуклеиновых кислот, - перекисное окисление липидов (ПОЛ), - продукты ОММ в норме и при патологии, - последствия ОММ для клетки и влияние на организм



Слайд 3 Место ОММ в разделах биохимии
Статическая биохимия – раздел о химическом составе

Место ОММ в разделах биохимииСтатическая биохимия – раздел о химическом составе организма, структуре и свойствах
организма, структуре и свойствах молекул живых тканей

Динамическая биохимия – раздел о химических реак-циях живого организма, их взаимосвязях, регуляции и сопряженных с ними превращениях энергии

Функциональная биохимия – изучает как биохимичес-кие превращения реализуются в функции органов. Иными словами, рассматривает биохимические процессы, лежа-щие в основе жизнедеятельности тканей и органов, проявлений их специфических функций

Клиническая биохимия – раздел изучает нарушения био-химических процессов в организме и методы выявления этих нарушений с целью их устранения или исправления. Это прикладной раздел, для его освоения необходимо знание основ биохимии

Слайд 5 ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС (ОС)

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС (ОС)

Слайд 6
Ферментативные (дыхательная цепь МХ, микросомальное окисление, респираторный взрыв, ксантиноксидаза и др.)
Неферментативные

Ферментативные (дыхательная цепь МХ, микросомальное окисление, респираторный взрыв, ксантиноксидаза и др.)Неферментативные (свободные радикалы, АФК, ионы
(свободные радикалы, АФК, ионы металлов с переменой валентностью, реакции взаимопревращения оксидов азота ; переменный ток, рентгеновское и радиоактивное излучение, УФО; дегидроаскорбат в высоких концентрациях, витамины А и D; восстановители, способные частично восстанавливать и др.)

Слайд 8 I КЛАСС ферментов ОКСИДОРЕДУКТАЗЫ
катализ окислительно-восстановительных реакций, лежащих в основе биологического окисления,

I КЛАСС ферментов ОКСИДОРЕДУКТАЗЫкатализ окислительно-восстановительных реакций, лежащих в основе биологического окисления, микросомального окисления, перекисного окисления.
микросомального окисления, перекисного окисления.
Коферменты НАД+, НАДФ+, ФАД, ФМН, убихинон, глутатион, липоат.
22 подкласса (действующие на СН-ОН-группу доноров Н, СН-СН-группу доноров Н, СН-NН2-группу доноров Н, гемосодержащие доноры ȇ и др.)
Примеры:
Дегидрогеназы – катализируют дегидрирование субстрата с использо-ванием в качестве акцептора водорода любых молекул, кроме кислорода.
Редуктазы – если перенос водорода от молекулы донора трудно доказуем.
Оксидазы – катализируют окисление субстратов с О2 в качестве акцептора электронов без включения кислорода в молекулу субстрата.
Монооксигеназы – катализируют внедрение одного атома кислорода в молекулу субстрата с О2 в качестве донора кислорода.
Диоксигеназы – катализируют внедрение 2 атомов кислорода в молекулу субстрата с О2 в качестве донора кислорода.
Пероксидазы – катализируют реакции с пероксидом водорода в качестве акцептора электронов.

Слайд 9 Роль кофакторов в ОВР 1) кофакторы хромопротеинов
Сочетание белков с

Роль кофакторов в ОВР 
 1) кофакторы хромопротеинов Сочетание белков с окрашенными веществами: флаво-, гемо-,
окрашенными веществами: флаво-, гемо-, ретинальпротеины и другие
Гемопротеины: их небелковый компонент – гем.
Ферменты: каталаза (Н2О2 → Н2О + О2↑), цитохромы дыхательной цепи митохондрий (а, а3, b, c, с1), микросомальной цепи окисления (Р450) (неферментативные белки мио- и гемоглобины)
Флавопротеины: окислительно-восстановитель-ные ферменты, их небелковый компонент –витамин В2 (рибофлавин) в виде ФМН или ФАД. ФМН – фосфорилированный витамин, ФАД – к ФМН присоединён АМФ

Слайд 10 ГЕМ цитохромов способен осуществлять перемещение 1ȇ путём изменения валентности железа: Fe2+→Fe3+,

ГЕМ цитохромов способен осуществлять перемещение 1ȇ 
 путём изменения валентности железа: 
 Fe2+→Fe3+, Fe3+ → Fe2+
Fe3+ → Fe2+

Слайд 11 Витамин B2 (рибофлавин) переносит 2Н


Витамин B2 (рибофлавин) переносит 2Н

Слайд 13
2) витамин РР-
никотинамидные кофакторы
переносят 1Н и 1ê

НАД+ →

2) витамин РР- никотинамидные
  кофакторыпереносят 
 1Н и 1êНАД+ → НАДННАДФ+ → НАДФН
НАДН
НАДФ+ → НАДФН

Слайд 14 СУБСТРАТЫ процессов ОММ
Субстраты-макромолекулы:
- белки (АК, полипептидная цепь),
- нуклеиновые кислоты (азотистые основания,

СУБСТРАТЫ процессов ОММСубстраты-макромолекулы:- белки
 (АК, полипептидная цепь), - нуклеиновые кислоты 
 (азотистые основания, D-рибоза цепи
D-рибоза цепи ДНК)
- липиды (ПНЖК)
Локализация субстратов ОММ:
- в клетке: первый удар принимает мембрана (первичность окисления белков или липидов?), фатальность ОММ в ядре
- в организме: транспортные липопротеины и др.

Слайд 15 Жизнь – водная форма существования белковых тел
Информация об организме записана в

Жизнь – водная форма существования 
 белковых телИнформация об организме записана 
 в генах (ДНК).
генах (ДНК). Реализация информации и поддержание жизнедеятельности организма основаны на построении белков из аминокислот.

редокс-чувствительны:
1) аминокислоты и пептидные цепи, 2) нуклеотиды и нуклеотидные цепи

Жизнь – водная форма существования белковых тел


Слайд 16 1. Аминокислоты с неполярными или гидрофобными R-группами: Gly, Ala, Val,

1. Аминокислоты с неполярными или гидрофобными R-группами: 
 Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Met, Phe,
Leu, Ile, Met, Phe, Trp, Pro



Слайд 17 2. Аминокислоты с полярными незаряженными R-группами: Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln

2. Аминокислоты с полярными незаряженными 
 R-группами:
 Ser, Thr, Cys, Tyr, Asn, Gln

Слайд 18 3. Аминокислоты с полярными заряженными R-группами: (-) заряд Asp, Glu; (+)

3. Аминокислоты с полярными заряженными 
 R-группами: 
 (-) заряд Asp, Glu; (+) заряд Arg,
заряд Arg, Lys, His



Слайд 19 Роль О-содержащих АК (норма) 1) фосфопротеины
Белки фосфорилируются через

Роль О-содержащих АК (норма)
 1) фосфопротеины  Белки фосфорилируются через боковые радикалы аминокислот, имеющих ОН-группу:
боковые радикалы аминокислот, имеющих ОН-группу: СЕР, ТРЕ, ТИР. В противоположность протаминам, гистонам с их основными свойствами, фосфат придаёт белкам выраженный кислый характер.





Слайд 20 2) гликопротеины, протеогликаны
Содержат углеводную часть, соединённую с белком ковалентно через боковые

2) гликопротеины, протеогликаныСодержат углеводную часть, соединённую с белком ковалентно через боковые радикалы 
 СЕР, ТРЕ
радикалы СЕР, ТРЕ (атом О) или АСН (атом N).
Сахарная часть защищает белок от протеолиза, придаёт белку новые свойства (биологическую активность, заряд, растворимость, устойчивость к tºC), влияет на взаимодействие с мембранами клеток и трансмембранный перенос, является важным компонентом межклеточных контактов.

Слайд 21 N- и O-гликозидные связи

N- и O-гликозидные связи

Слайд 22 Широко распространён узел белка и углеводной части ГП посредством О-связи СЕР

Широко распространён узел белка и углеводной части ГП посредством О-связи СЕР с дисахаридом (N-ацетилгалактозамин-галактоза-…)
с дисахаридом (N-ацетилгалактозамин-галактоза-…)






Слайд 23 Гликозаминогликан - связующий трисахарид (КОР) - серин кóрового белка
Связь ГАГ-полисахаридов с

Гликозаминогликан - связующий трисахарид (КОР) - серин кóрового белкаСвязь ГАГ-полисахаридов с кóровым белком:1. О-гликозидная между СЕР
кóровым белком:
1. О-гликозидная между СЕР и ксилозой
2. О-гликозидная между СЕР(ТРЕ) и N-ацетилглюкозамином
3. N-гликозиламидная между АСН и N-ацетилглюкозамином

Гликозаминогликан - связующий трисахарид (КОР) - серин кóрового белка

N-ацетилированный сахар


Слайд 24 В норме в коллагене-I необходимо окисление ПРО, ЛИЗ :
1) ПРО→ОН-ПРО до

В норме в коллагене-I необходимо окисление ПРО, ЛИЗ :1) ПРО→ОН-ПРО до ~1/4 АК, стабилизируют II-структуру;2)
~1/4 АК, стабилизируют II-структуру;












2) 1% ЛИЗ→ОН-ЛИЗ,аль-ЛИЗ. Образуют ковал.сшивки.

Обычный белок Стерическое напряжение гидрофобных колец Pro


Слайд 25 Гидроксилирование остатков ПРО в α-цепи проколлагена с получением 4-ОН-ПРО (реакция для получения

Гидроксилирование остатков ПРО в α-цепи проколлагена с получением 4-ОН-ПРО
 (реакция для получения 5-ОН-ЛИЗ аналогична )
5-ОН-ЛИЗ аналогична )



Слайд 26 Сшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗ
Сшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗ

Сшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗСшивки коллагена, сформированные гидроксиЛИЗ и гидроксиаль-ЛИЗ

Слайд 27 Окисление ароматических аминокислот (норма)

Окисление ароматических аминокислот (норма)

Слайд 28 Окисление остатков ЦИС → дисульфидные мосты

Окисление остатков ЦИС → дисульфидные мосты

Слайд 29
В ходе синтеза белка SS-связи образуются при спонтанном окислении SH-групп сближающихся

В ходе синтеза белка SS-связи образуются при спонтанном окислении SH-групп сближающихся остатков ЦИС первичной структуры.
остатков ЦИС первичной структуры.
Особо много SS-связей в секретируемых белках









Связь -SS- разрушается при восстановлении до
-SH или еще более сильном окислении до кислот

Слайд 30 Фолдинг – спонтанное сворачивание синтезированной полипептидной цепи в уникальную пространственную структуру:

Фолдинг – спонтанное сворачивание синтезированной полипептидной цепи 
 в уникальную пространственную структуру: на внешней поверхности
на внешней поверхности глобулы белка формируются полости активных центров, места контакта субъединиц белка между собой, с регуляторами, мембраной клетки.
Рефолдинг – восстановление нативной конформации белка после денатурирующих воздействий и возврата в оптимальные для него условия. Рефолдинг нуждается в участии специальных белков-«нянек» – шаперонов.
Фолдинг/рефолдинг энергозатратен (комплексы шаперонов имеют белки с АТФазной активностью).

Слайд 32 ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКА при ОС
окисление и осаждение

ДЕНАТУРАЦИЯ БЕЛКА при ОС 
  окисление и осаждение белка с нарушением пространственной структуры
белка с нарушением пространственной структуры и потерей биологических свойств. При этом поисходит:
1) не только разрыв слабых связей с разрушением нативной структуры белка, но и
2) окислительная модификация боковых радикалов редокс-чувствительных аминокислот,
3) окисление и разрыв самой пептидной цепи.
Денатурация в процессе ОМБ бывает 1) обратимая
2) необратимая

Слайд 33 Обратимое окисление и РЕНАТУРАЦИЯ
При ренатурации белок вновь

Обратимое окисление и РЕНАТУРАЦИЯ  При ренатурации белок вновь сворачивается в нативную конформацию и его
сворачивается в нативную конформацию и его биологическая активность восстанавливается – в случае сохранения первичной структуры и возвращения в условия, оптимальные (или допустимые) для существования и функционирования этого белка. При этом:

ренатурация окисленного БЕЛКА – возможна после работы ферментов-редуктаз по его вос-становлению (доноры Н – НАДФН, GSH, спецбелки).
ренатурация восстановленного БЕЛКА – возможна при окислении его избыточно восстановленных химических групп.

Слайд 34 Обратимое окисление белков по остаткам МЕТ и ЦИС при ОС

Обратимое окисление белков 
 по остаткам МЕТ и ЦИС при ОС

Слайд 36 Вариант окисления ЦИС как свободной АК

Вариант окисления ЦИС как свободной АК

Слайд 37 НЕОБРАТИМОЕ окисление в белках
В отличие от дисульфидов и сульфенов невозможно вос-становить

НЕОБРАТИМОЕ окисление в белкахВ отличие от дисульфидов и сульфенов невозможно вос-становить до SH-группы сульфиновые и
до SH-группы сульфиновые и сульфоновые кислоты, в которые может окислиться тиол (ЦИС белка).

Примеры других сульфенов и сульфонов


Слайд 38 НЕобратимое окисление белков
Получение свободнорадикальных продуктов при атаке по аромати-ческим боковым цепям

НЕобратимое окисление белковПолучение свободнорадикальных продуктов при атаке по аромати-ческим боковым цепям АК, как в составе
АК, как в составе белка, так и свободных АК









Вариант конъюгации двух свободнорадикаль- ных форм тирозина в битирозин, возможна конъюгация через атом О группы –ОН.
Битирозины и окисленный ТРИ не репарируются и накапливаются в белках при ОС

Слайд 39 Окисление белковой цепи, боковых радикалов АК ведёт к необратимой модификации –

Окисление белковой цепи, боковых радикалов АК 
 ведёт к необратимой модификации – карбонилированиюАРГ → алутаминовый
карбонилированию


АРГ → алутаминовый полуальдегид
ЛИЗ → Аминоадипиновый полуальдегид
ТРЕ → 2-амино-3-кетобутират





Слайд 40
ЛИЗ


АРГ


ГЛУ

ЛИЗАРГГЛУ

Слайд 41 Пролин при окислительном стрессе
КАРБОНИЛИРОВАНИЕ ЦЕПИ и ПРОЛИН При избыточном окислении пептидной цепи

Пролин при окислительном стрессеКАРБОНИЛИРОВАНИЕ ЦЕПИ и ПРОЛИН
 При избыточном окислении пептидной цепи обычно происходит разрыв
обычно происходит разрыв белка по месту ПРО




Этот тип фрагментации белка используют при расшифровке последовательности АК в белке

Слайд 42 Окислительная модификация белковой цепи

Окислительная модификация белковой цепи

Слайд 44 Альфа-амидный и диамидный пути разрыва пептидной цепи

Альфа-амидный и диамидный пути разрыва пептидной цепи

Слайд 45 Металлопротеины
Содержат ионы одного или нескольких металлов. Характерна связь ионов с Асп,

МеталлопротеиныСодержат ионы одного или нескольких металлов. Характерна связь ионов с Асп, Глу, Цис, Гис белка
Глу, Цис, Гис белка (см «цинковые пальцы», в Hb связь Fe с Гис белка). Функции металлопротеинов. 1) являются ферментами (Cu,Zn-СОД, Mn-СОД). Здесь металлы функционируют в активном центре фермента: • никель – кофактор уреазы, расщепляющей мочевину на аммиак и углекислый газ; • ванадий – кофактор нитратредуктазы 2) транспортируют металлы 3) хранят металлы (наиболее важно связывать металлы переменной валентности Fe,Cu и др.). Например, для Fe: ферритин - депо Fe, трансферрин - транспорт ионов Fe
Часто с Металлопротеинами соотносят Гемопротеины (гемоглобин, миоглобин, цитохромы, каталаза и др.) Снижение содержания гем-содержащего фермента каталазы в эритроцитах человека ведёт к тяжелым явлениям, например, гангрене полости рта.



Слайд 46 Fe(II) - Fe(III) и другие металлы с переменной валентностью
Белки-металлопротеины
Связывание металлов предупреждает

Fe(II) - Fe(III) и другие металлы 
 с переменной валентностьюБелки-металлопротеиныСвязывание металлов предупреждает металл-катализируемое окисление (МКО)
металл-катализируемое окисление (МКО) белка – исключает передачу ȇ.
Металлопротеины в качестве ферментов-антиоксидантов
Борьба за железо клеток организма и микрофлоры

Слайд 47 металлы с переменной валентностью

металлы с переменной валентностью

Слайд 48 Пространственное строение комплексов металл-трансферрин
Строение церулоплазмина (содержит Cu, играет роль

Пространственное строение комплексов 
 металл-трансферрин Строение церулоплазмина (содержит Cu, играет роль СОД плазмы крови) Белок
СОД плазмы крови)

Белок лактоферрин из семейства трансферринов






Слайд 49 строение гемоглобина и миоглобина
гемоглобин (а), его субъединица (б),
Расположение гема и

строение гемоглобина и миоглобинагемоглобин (а), 
 его субъединица (б), 
 Расположение гема 
 и белковой
белковой части в миоглобине

структура гема (в) Связь Fe в геме с: 1) молекулой кислорода 2) боковым радикалом гистидина в белке


Слайд 50 Связь гема, глобина, молекулы кислорода (без доставки О2 невозможно окисление)

Связь гема, глобина, молекулы кислорода 
 (без доставки О2 невозможно окисление)

Слайд 51 Удаление окисленных белков
Необратимо повреждённые белки могут разрушаться несколькими способами: 1) протеазы (с

Удаление окисленных белковНеобратимо повреждённые белки могут разрушаться несколькими способами:
 1) протеазы (с разной субстратной специфичностью)
разной субстратной специфичностью) 2) протеасомы (убиквитинирование) 3) лизосомы (аутофагосомы)
Необратимо окисленные белки могут предварительно получить «чёрную метку» в виде присоединённого спецбелка убиквитина, по которому они распознаются при утилизации (Убиквитин полифункционален, может использоваться также при пролиферации и дифференцировке клеток; экспрессии, активации и изменениях функций белков)

Слайд 52 Убиквитинирование (убиквитинилирование) — присоединение убиквитинлигазами 1-го или нескольких мономеров убиквитина ковалентной связью

Убиквитинирование (убиквитинилирование) — присоединение убиквитинлигазами 1-го или нескольких мономеров убиквитина ковалентной связью к боковым аминогруппам лизина белка-мишени
к боковым аминогруппам лизина белка-мишени

Слайд 53 Убиквитин из 76 АК ubuque (лат.) вездесущий

Убиквитин из 76 АК ubuque (лат.) вездесущий

Слайд 54 Нуклеопротеины и окислительная модификация нуклеиновых кислот (ОМНК)
Апобелки НП защищают нуклеиновые кислоты

Нуклеопротеины и окислительная модификация нуклеиновых кислот (ОМНК)Апобелки НП защищают нуклеиновые кислоты от окисления и иных
от окисления и иных повреждений.
При синтезе нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) организм репарирует только возможные нарушения ДНК. При ошибках в РНК – клетке проще заново синтезировать РНК при транскрипции, чем исправлять повреждения.
ДНК РЕДОКС-чувствительна к ОН-радикалу, другим АФК много сложнее или невозможно её повредить.
Мишенями окисления в составе ДНК служат: 1) азотистые основания, 2) -СН2-группа дезокси-рибозы сахарофосфатной цепи

Слайд 55 АПОБЕЛКИ НП – гистоны и протамины
протамины - простые белки,

АПОБЕЛКИ НП – гистоны и протамины протамины - простые белки, 
 не содержат серы, у
не содержат серы, у некоторых видов играют роль гистонов, подобны им по свойствам, в составе ≈80% АРГ. Апобелки выполняют не только структурную, но и защитную роль: гистоны в соматических клетках, протамины в сперматозоидах (защита азотистых оснований от окисления и др. повреждений)

Взаимодействие α-спирали протамина с ДНК

аргинин


Слайд 56 Редокс-чувствительная мишень для ОН-радикалов: -СН2- группы дезокси-рибозы ДНК



Редокс-чувствительная мишень
 для ОН-радикалов:
 -СН2- группы дезокси-рибозы ДНК

Слайд 57 При ОС: критично повреждение азотистых оснований ДНК ОН-радикалами

При ОС:
 критично повреждение 
 азотистых оснований ДНК 
 ОН-радикалами

Слайд 58 Повреждения ДНК могут быть без окисления. Пример – депуринизация дезоксирибозы

Повреждения ДНК могут быть без окисления. Пример – депуринизация дезоксирибозы

Слайд 59
Подробно механизмы повреждения – на практическом занятии

Подробно механизмы повреждения – на практическом занятии

Слайд 60
Сшивки ДНК

Сшивки ДНК

Слайд 61 Окислительная модификация липидов – это перекисное окисление липидов (ПОЛ)
Плазматическая мембрана клетки

Окислительная модификация липидов – это перекисное 
 окисление липидов (ПОЛ)Плазматическая мембрана клетки и транспортные липопротеины
и транспортные липопротеины содержат в составе фосфолипидов полиненасыщенные жирные кислоты. Именно они подвергаются атакам АФК разной природы и различного генеза.

Слайд 62 Фосфолипиды – основа мембраны (глицеро- и сфингофосфолипиды)

Фосфолипиды – основа мембраны (глицеро- и сфингофосфолипиды)

Слайд 63
Фосфолипиды транспортных ЛП крови


Фосфолипиды 
 транспортных 
 ЛП крови

Слайд 64 Липопротеины (ЛП)
1) транспортные ЛП крови – надмолекулярные структуры, содержат все классы

Липопротеины (ЛП)1) транспортные ЛП крови – надмолекулярные структуры, содержат все классы липидов и белки, контакт
липидов и белки, контакт через гидрофобные связи. Функция – перенос липидов по организму с током крови. Строение – гидрофобные липиды (ТАГ, эфиры холе-стерола) окружены оболочкой из амфифильных фосфолипидов, холестерола, апобелков (А,В,С,Д). Снаружи оболочка ЛП гидрофильна. Классы трансп. липопротеинов: хиломикроны (ХМ) и липопротеины разной плотности - очень низкой (ЛПОНП), низкой (ЛПНП), высокой (ЛПВП). От ХМ к ЛПВП постепенно снижается количество ТАГ, растёт – ФЛ (до 25%) и белка (до 50%).

Слайд 65 Пример: наружная стенка бледной трепонемы состоит из липопротеинов и белков. Липопротеины поддер- живают механическую целостность мембраны, а

Пример:
 наружная стенка бледной
 трепонемы состоит из
 липопротеинов и белков.
 Липопротеины поддер-
 живают механическую
 целостность
встроенные в мембрану белки–рецепторы определяют способность бактерии к поражению клеток организма).

2) структурные ЛП мембран есть в тканях зуба, кости. В мембране липопротеины осуществляют функцию механической целостности



Пример: наружная стенка бледной трепонемы состоит из липопротеинов и белков. Липопротеины поддер- живают механическую целостность мембраны, а встроенные в мембрану белки–рецепторы определяют способность бактерии к поражению клеток организма).




Слайд 66 Окислительный стресс

Окислительный стресс

Слайд 67 Полиненасыщенные жирные кислоты (вит F)

Полиненасыщенные жирные кислоты (вит F)

Слайд 68 Механизм ПОЛ

Механизм ПОЛ

Слайд 71
Продукты ПОЛ образуют ковалентные сшивки с белками и липидами мембран

Продукты ПОЛ образуют ковалентные сшивки 
 с белками и липидами мембран

Слайд 74 Примеры продуктов ПОЛ

Примеры продуктов ПОЛ

Слайд 75 Последовательность синтеза продуктов ПОЛ

Последовательность синтеза продуктов ПОЛ

Слайд 76
Влияние промежуточных продуктов ПОЛ на белок
может быть обратимым (зависит от дозы

Влияние промежуточных продуктов ПОЛ на белокможет быть обратимым (зависит от дозы и мишени)
и мишени)

  • Имя файла: mehanizmy-okislitelnoy-modifikatsii-makromolekul-material-dlya-studentov-lfstomatologiya.pptx
  • Количество просмотров: 17
  • Количество скачиваний: 0