Холестерин может активировать клеточные протеинкиназы
Содержание
- В чем суть процесса выработки молекул холестерина?
- Синтез холестерола в печени
- Биосинтез липопротеидов в составе организма
- Регуляция процесса синтеза липопротеидов
- Использование холестерина организмом
- Метаболизм молекул витамина Д в организме
- Нарушения в процессе синтеза липопротеидов
- Дефицит в организме молекул полезного холестерола
- Протеинкина́зы — подкласс ферментов киназ (фосфотрансфераз). Протеинкиназы модифицируют другие белки путём фосфорилирования остатков аминокислот, имеющих гидроксильные группы (серин, треонин и тирозин) или гетероциклической аминогруппы гистидина.
Фосфорилирование, как правило, изменяет или модифицирует функции субстрата, при этом может изменяться ферментативная активность, положение белка в клетке, или взаимодействие с другими белками. Полагают, что до 30 % всех белков в клетках животных могут быть модифицированы протеинкиназами. В клетке протеинкиназы регулируют метаболические пути, а также пути сигнальной трансдукции и передачи сигналов внутри клетки.
Геном человека содержит около пятисот генов протеинкиназ, которые составляют около двух процентов всех генов.Химическая активность протеинкиназ заключается в отщеплении фосфатной группы от АТФ и ковалентном присоединении её к остатку одной из трех аминокислот, которые имеют гидроксильные группы. Протеинкиназы оказывают значительный эффект на жизнедеятельность клетки, и их активность тщательно регулируется фосфорилированием (в том числе и самофосфорилированием), связыванием с белками-активаторами или белками-ингибиторами и малыми молекулами.
Протеинкиназы регулируют клеточный цикл, рост и дифференцировку клеток, апоптоз. Нарушения работы протеинкиназ приводят к различным патологиям, в том числе, к возникновению некоторых видов рака. Для лечения опухолей такой этиологии разрабатывают лекарства, ингибирующие специфические протеинкиназы.Протеинкиназы классифицируют по остаткам фосфорилируемых аминокислот. Выделяют протеинкиназы, специфичные к остаткам серина и треонина; тирозина; протеинкиназы двойной специфичности (фосфорилирующие остатки трех аминокислот); а также гистидин-специфичные протеинкиназы прокариот.
Связанные понятия
ДНК-метилтрансфера́зы (ДНК-метилазы, англ. DNA methyltransferase, DNA MTase, DNMT) — группа ферментов, катализирующих метилирование нуклеотидных остатков в составе ДНК. Активность метилтрансфераз, заключающаяся в переносе метильных (CH3—) групп на азотистое основание цитозин в составе ДНК, ведет к изменению свойств ДНК, при этом изменяется активность, функции соответствующих генов, а также пространственная структура нуклеиновой кислоты (конформация).
L-аспарагина́за (КФ 3.5.1.1), L-Аспарагин амидогидролаза — фермент класса гидролаз, катализирующий гидролиз преимущественно L-аспарагина. Применяется как противоопухолевое цитостатическое средство в терапии некоторых лейкозов, а также при приготовлении пищи.
Холестерин относится к группе стероидов.Характерным для них является наличие ОН-группы в 3м положении и боковой цепи в 17м положении.
Холестерин-производное стеринов,представляющее собой мононенасыщенный спирт.
Роль холестерина в организме.
1)Холестерин является компонентом всех плазматических мембран.Он влияет на микросвязь бислоя,регулируя фазовые переходы,а также на проницаемость мембран для Н2О,ионов,неэлектролитов.
2)Из холестерина синтезируются стероидные гормоны:в корковом слое надпочечников-альдостерон и кортизол;в яичниках-эстрогены;в семенниках-андрогены.
3)Реакция дегидрирования холестерина в положении 7и 8 приводят к образованию 7-дегидрохолестерина,а это биологический предшественник витамина D3.
4)В печени при окислении холестерина образуются желчные кислоты,которые играют важную роль в переваривании и всасывании липидов.
Синтез ХС осуществляется в клетках почти всех органов и тканей, однако в значительных количествах – в печени (80%), стенке тонкой кишки (10%) и коже (5%).
Биосинтез ХС имеет 3 стадии:
1)биосинтез мевалоновой кислоты 2)образование из мевалоната свалена 3)циклизация сквалена и образование ХС
Регуляторным ферментом биосинтеза ХС является ГМГ-КоА-редуктаза.Различают метаболическую и гормональную регуляцию.
Скорость синтеза ГМГ-КоА-редуктазы в печени подвержена суточным колебаниям.Максимум приходиться на полночь,минимум-на утренние часы.
В печени скорость синтеза ХС регулируется по механизму отрицательной обратной связи.ХС как конечный продукт синтеза ингибирует активность ГМГ-КоА-редуктазы.Пищевой ХС угнетает синтез эндогенного ХС.
В энтероцитах хенодезоксихолевая кислота подавляет синтез эндогенного ХС,поэтому можно считать,что в энтероцитах синтез ХС регулируется концентрацией желчных кислот.
На активность ГМГ-КоА-редуктазы влияют гормоны:инсулин,Т3 и Т4,повышающие активность фермента;глюкагон и глюкокортикоиды-снижают активность.Осуществляется по механизму ковалентной модификации-фосфорилирование/дефосфорилирование(регуляторный фермент-ГМГ-КоА-редуктаза).
Инсулин,Т3 и Т4 активируют протеинфосфатазу,которая катализирует дефосфорилирование ГМГ-КоА-редуктазы,тем самым,стимулируя синтез ХС.
Глюкагон активирует протеинкиназу,которая катализирует фосфорилирование белков.В результате блокируется активность регулируемого фермента ГМГ-КоА-редуктазы и происходит синтез ХС.
В надпочечниках и плаценте из ХС образуются кортикоидные гормоны.В половых железах из ХС синтезируются стероидные гормоны.В печени катаболизм ХС протекает с образованием желчных кислот.
Путём выведения ХС из организма являются желчные кислоты.
2. Предсердный натрийуретический фактор (ПНФ): химическая природа, механизм действия, органы-мишени, биологические эффекты.
Это пептид, содержащий 28 аминокислот с единственным дисульфидным мостиком. ПНФ синтезируется, главным образом, в кардиомиоцитах предсердий, и хранится в виде препрогормона, состоящего из 126 аминокислотных остатков.
Основным фактором, регулирующим секрецию предсердного натрийуретического фактора, является увеличение АД. Другие стимулы секреции — увеличение осмолярности плазмы, повышение частоты сердцебиений, повышенный уровень катехоламинов и глюкокортикоидов в крови.
Основные клетки-мишени ПНФ — почки, периферические артерии. В почках ПНФ стимулирует расширение приносящих артериол, усиление почечного кровотока, увеличение скорости фильтрации и экскреции ионов натрия. В периферических артериях ПНФ снижает тонус гладких мышц и соответственно расширяет артериолы. Таким образом, суммарным действием ПНФ является увеличение экскреции Na+ и понижение АД.
Механизм передачи сигнала ПНФ не включает актвивацию G-белка. Рецептор ПНФ имеет доменное строение: домен связывания с лигандом, локализованный во внеклеточном пространстве, и один домен, пронизывающий мембрану и обладающий активностью гуанилатциклазы. В отсутствие ПНФ его рецептор находится в фосфорилированном состоянии и неактивен. Связывание ПНФ с рецептором вызывает конформационные изменения и возрастание гуанилатциклазной активности рецептора. В результате ГТФ превращается в циклический ГМФ (цГМФ), который активирует протеинкиназу G.
ПНФ обычно рассматривают как физиологический антагонист ангиотензина II, поскольку под его влиянием возникают не сужение просвета сосудов и задержка натрия, а, наоборот, расширение сосудов и увеличение почечной экскреции соли.
Задача.
8-месячный ребёнок доставлен в детское инфекционное отделение. Со слов матери, у ребёнка периодически возникает рвота и потеря сознания после кормления. При обследовании в крови обнаружена высокая концентрация аминокислоты цитруллина. О чём свидетельствует этот диагностический признак? Какова возможная причина данного состояния у этого ребёнка?
Цитруллин – один из участников орнитинового цикла – основного пути обезвреживания аммиака с образованием мочевины. Повышение содержания этого метаболита в крови свидетельствует о нарушении синтеза мочевины и накоплении аммиака в крови (гипераммониемии). Бедная белками (гипопротеиновая) диета снижает образование аммиака в организме.Цитруллинурия связана с наследственно обусловленной недостаточностью синтеза аргининоянтарной кислоты. В сыворотке крови, спинномозговой жидкости и моче отмечается высокое содержание цитруллина. Олигофрения сопровождается приступами рвоты и аммиачной интоксикацией.
Зав. кафедрой, профессор __________________________ Микашинович З.И«___» ___________________ 2016 г.
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-24; Нарушение авторского права страницы
В организме человека происходит ежеминутно много биохимических реакций и обменных процессов. Метаболизм не останавливается ни на секунду.
Многие биохимические процессы возглавляют клетки печени, и несут за них ответственность. Основная функция клеток печени — это синтез холестерола.
От данного процесса зависит выработка стероидного типа половых гормонов, преобразование солнечной энергии в витамин Д, и транспортировка питания во все клетки организма при помощи холестериновых молекул.
В чем суть процесса выработки молекул холестерина?
Многие продукты питания наполняют организм холестерином — это продукты животного происхождения, а также транс-жиры, которые находятся в большом количестве в полуфабрикатах промышленного производства, а также в продуктах быстрого питания (фаст-фудах).
Если употреблять такие продукты безмерно, тогда концентрация в составе крови молекул холестерина станет высокой и придётся прибегать к медикаментозному решению гиперхолестеринемии.
Холестерин, который попадает в организм с продуктами питания, имеет низкую молекулярную плотность, что и привод к оседанию такого холестерина на внутренних оболочках сосудов, что провоцирует развитие холестериновой бляшки и патологии атеросклероз.
Повышение индекса холестерина в составе крови происходит не только по причине попадания его извне, но и от нарушения в процессе синтезирования молекул липопротеидов клетками печени.
Синтез холестерина к содержанию ↑
Синтез холестерола в печени
Синтез холестерола в составе организма составляет приблизительно 0,50 -0,80 грамм в сутки.
Распределяется синтез молекул холестерина в организме:
- 50,0% вырабатывается клетками печени;
- 15,0% — 20,0% — отделами тонкого кишечника;
- 10,0% — синтезируется корой надпочечников и клетками кожных покровов.
Все клетки в человеческом организме имеют способность к синтезу липопротеидов.
С продуктами питания поступает в организм молекулы холестерина до 20,0% от всего общего объема — приблизительно 0,40 грамм в сутки.
Выводится за пределы организма липопротеиды при помощи жёлчной кислоты, и в сутки утилизация молекул холестерола жёлчью — не больше, чем 1,0 грамм.
Биосинтез липопротеидов в составе организма
Биосинтез молекул липидов происходит в эндоплазматическом отделе — ретикулуме. Основой для всех атомов молекул углерода является вещество ацетил-SКоА, которое поступает в эндоплазму из митохондрий в молекулах цитрата.
При биосинтезе молекул липопротеидов принимают участие 18 молекул АТФ, а также участниками синтеза становятся 13 молекул НАДФН.
Процесс образования холестерина проходит не менее 30 этапов и реакций в организме.
Поэтапный синтез липопротеидов можно распределить по группам:
вставить активная подсказка — уровень сахара
- Синтез мевалоновой кислоты происходит в процессе кетогенеза первых двух реакций, а после третьего этапа идёт реакция 3-гидрокси-3-метилглутарил-SКоА с молекулой ГМГ-SКоА-редуктазы. От этой реакции и происходит синтезирование мевалонат. Для этой реакции необходимо достаточного количества глюкозы в составе крови. Восполнить ее можно при помощи сладких продуктов и злаковых культур;
- Синтез изопентенилдифосфата происходит после присоединения фосфата к молекулам мевалоновой кислоты и их дегидрации;
- Синтез фарнезилдифосфат происходит после соединения трёх молекул изопентенилдифосфата;
- Синтезирование сквалена — это связывание 2-х молекул фарнезилдифосфата;
- Происходит реакция перехода сквалена в молекулу ланостерола;
- После удаления ненужных метильных групп и происходит преобразование холестерола.
Регуляция процесса синтеза липопротеидов
Регуляторным элементом в процессе синтеза является фермент гидроксиметилглутарил-SКоА-редуктазы. Способность данного фермента изменять активность более чем в 100 раз.
Регуляция активности фермента происходи по нескольким принципам:
- Регуляция синтезирования на метаболическом уровне. Данный принцип работает «от обратного», фермент ингибируется холестеролом, что дает возможность поддерживать постоянное внутриклеточное его содержание;
- Ковалентная гормональная регуляция.
Регуляция на гормональном уровне происходит по таким этапам:
- Повышение содержания в организме гормона инсулина, активирует протеин-фосфатазу, что провоцирует увеличение активности главного фермента ГМГ-SКоА-редуктазы;
- Гормон глюкагон и гормон адреналин имеют свойства активировать элемент протеинкиназы А, которая фосфорилирует фермент ГМГ-SКоА-редуктазы и снижает их активность;
- Активность синтезирования холестерола зависит от концентрации в составе крови специального белка-транспортировщика, что своевременно связывает промежуточные реакции метаболитов.
Использование холестерина организмом
Синтезируемый в клетках печени холестерин, необходим организму для различных жизненно важных процессов:
- Находясь в каждой мембране клеток, молекулы холестерина укрепляют их и делают эластичными;
- При помощи липопротеинов, сосудистые оболочки увеличивают свою проницаемость, что защищает их от внешнего воздействия;
- Без помощи липопротеидов надпочечники не производят выработку стероидного типа половых гормонов;
- При помощи липидов происходит продуцирование желчной кислоты и предотвращает желчный пузырь от камнеобразования в нем;
- Липопротеиды связывают между собой клетки нейронов в спинном и в головном мозге;
- При помощи липопротеидов происходит укрепление оболочки нервных волокон;
- С помощью холестерола происходит выработка витамина Д, что помогает усваиваться кальцию и предотвращает разрушение костных тканей.
Холестерол помогает производить надпочечниками синтез таких групп гормонов:
- Группа кортикостероидов;
- Группа гормонов глюкокортикоидов;
- Группа минералокортикоидов.
Холестерол помогает производить надпочечниками синтез групп гормонов
Данные гормоны обеспечивают процессы гормонального регулирования репродуктивных органов человека.
Молекулы холестерина после синтеза в клетках печени попадают в эндокринный орган надпочечники и способствуют выработке гормонов и поддержанию баланса в гормональной сфере.
Метаболизм молекул витамина Д в организме
Выработка молекул витамина Д происходит от солнечного света, который проникает в холестерин, находящийся под кожей. В этот момент и происходит синтез витамина Д, который очень важен для усваивания организмом минералов кальция.
Все виды липопротеидов, после синтеза транспортируются по организму системой кровотока.
Витамин Д может преобразовываться только липопротеидами высокой молекулярной плотности, а низкомолекулярные липиды становятся причиной развития патологии атеросклероз, потому что имеют свойства оседать на внутренних оболочках артерий в виде холестериновых бляшек, которые разрастаясь и провоцируют данную патологию.
Иногда холестериновые бляшки можно наблюдать у человека под кожными покровами на кистях рук.
Метаболизм витамина Д к содержанию ↑
Нарушения в процессе синтеза липопротеидов
Во многих обменных процессах в организме может произойти сбой и нарушение. Такие нарушения могут произойти и в липидном обмене. Причин достаточно много и они имеют экзогенную и эндогенную этиологию.
К эндогенным причинам нарушения синтеза липопротеидов относятся:
- Возраст человека. После 40 лет в организме человека происходит затухание выработки половых гормонов и нарушается гормональный фон, а также к 45 — 50 годам происходит замедление всех обменных процессов, что может внести разлад и в липидный обмен;
- Половой признак — мужчины больше подвержены накапливанию холестерина, чем женщины. Женщины до климактерического периода и менопаузы, защищены выработкой половых гормонов, от накопления липопротеинов;
- Генетическая наследственная предрасположенность. Развитие семейной гиперхолестеремии.
К экзогенным причинам липидного сбоя относятся факторы, что зависят от стиля жизни больного, а также сопутствующие патологии, способствующие нарушению в синтезе молекул холестерина:
- Никотиновая зависимость;
- Хроническая алкогольная зависимость;
- Неправильное питание может привести к повышенному содержанию в организме холестерина и накопления его не только в составе крови;
- Малоподвижный образ жизни становится причиной замедленных обменных процессов и синтеза липопротеидов;
- Гипертоническая болезнь — высокое давление в системе кровотока дает предпосылки тому, чтобы сосудистые оболочки пропитывались липидными жирами, которые впоследствии формируют холестериновую бляшку;
- Заболевание дислипидемия — это нарушение в липидном обмене. При патологии происходит дисбаланс между липопротеидами ВП, липидами НП, а также уровень содержания в составе крови триглицеридов;
- Патология ожирение;
- Сахарный диабет. При гипергликемии нарушается метаболизм и обмен липидами.
Патология ожирениек содержанию ↑
Дефицит в организме молекул полезного холестерола
Существуют патологии, которые снижают концентрацию высокомолекулярного холестерина в составе крови по причине снижения синтеза молекул ЛПВП.
Это может привести к патологиям в щитовидной железе, может значительно повлиять на уровень сахара в составе крови и спровоцировать сахарный диабет, а также стать причиной многих заболеваний системы кровотока и сердечного органа.
Последствиями низкой концентрации высокомолекулярного холестерина могут быть:
- Патология рахит, которая развивается в детском возрасте по причине сниженного синтеза витамина Д и не усвояемости молекул кальция;
- Раннее старение клеток организма. Без своевременной подачи холестерина в клеточные мембраны, происходит их разрушение и запускается процесс старения;
- Резкое снижение массы тела, которое происходит от недостаточного синтеза молекул холестерина, и нарушения в липидном обмене;
- Болезненность в мышечных тканях от недостатка в клетках мышц липидов;
- Боли в сердечном органе, что могут спровоцировать сердечный приступ.
Откорректировать индекс высокомолекулярного холестерина можно при помощи диетического питания, в состав которого входит морская рыба, различные растительные масла, а также кисломолочная продукция.
И не стоит забывать о свежих фруктах, зелени и овощах — они должны преобладать в рационе диеты.
«>
P.S. Я тоже из города ))