Основы биохимии Ленинджера : в 3 т. Т. 2 : Биоэнергетика и метаболизм, ч. 2

Титульный лист Выходные данные ЧАСТЬ II. БИОЭНЕРГЕТИКА И МЕТАБОЛИЗМ 13. Основы биоэнергетики. Типы химических реакций 13.1. Биоэнергетика и термодинамика Преобразования энергии в биологических системах подчиняются законам термодинамики Клеткам необходимы источники свободной энергии Изменение стандартной свободной энергии непосредственно связано с константой равновесия Изменения свободной энергии в реальных системах зависят от концентраций исходных веществ и продуктов реакции Изменения стандартной свободной энергии аддитивны Краткое содержание 13.2. Химические основы биохимических реакций Биохимические и химические уравнения вовсе не одно и то же Краткое содержание 13.3. Перенос фосфатных групп и ATP При гидролизе АТР изменение свободной энергии выражается отрицательным числом, большим по абсолютной величине Свободная энергия других фосфорилированных соединений и тиоэфиров тоже велика ATP поставляет энергию благодаря переносу групп, а не просто гидролиза ATP отдает фосфорильную, пирофосфорильную и аденильную группы Дополнение 13-1. ATP поставляет энергию для светляков Для сборки информационных макромолекул необходима энергия ATP обеспечивает энергию для активного транспорта и для сокращения мышц Во всех типах клеток происходит трансфосфорилирование нуклеотидов Неорганические полифосфаты — потенциальные доноры фосфорильных групп Краткое содержание 13.4. Окислительно-восстановительные реакции в биологических системах Поток электронов может выполнять биологическую работу Окислительно-восстановительные процессы можно представить в виде полуреакций Биологические процессы окисления часто включают и дегидрирование Восстановительный потенциал — мера сродства к электронам Стандартные восстановительные потенциалы можно использовать для расчета изменений свободной энергии Для окисления глюкозы до углекислого газа в клетках необходимы специальные переносчики электронов Некоторые коферменты и белки служат универсальными переносчиками электронов NADH и NADPH действуют совместно с дегидрогеназами — растворимыми переносчиками электронов Дефицит в пище ниацина, витаминной формы NAD и NADP, вызывает пеллагру Флавиннуклеотиды прочно связываются с флавопротеинами Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 14. Гликолиз, глюконеогенез и пентозофосфатный путь 14.1. Гликолиз Гликолиз протекает в две стадии На подготовительной стадии гликолиза расходуется АТP На второй стадии гликолиза образуются ATP и NADH Выигрыш в АТР заметен при составлении полного баланса гликолиза Гликолиз находится под строгим контролем Дополнение 14-1. Медицина. Высокая скорость гликолиза в опухолевых тканях лежит в основе методов химиотерапии при некоторых онкологических заболеваниях и облегчает постановку диагноза Нарушение потребления глюкозы клетками при сахарном диабете I типа Краткое содержание 14.2. Метаболические пути, питающие гликолиз Полисахариды и дисахариды пищи разлагаются до моносахаридов Эндогенные гликоген и крахмал разлагаются в результате фосфоролиза Другие моносахариды включаются в гликолиз на разных участках пути Краткое содержание 14.3. Превращение пирувата в анаэробных условиях: брожение Пируват является последним акцептором электронов при молочнокислом брожении Дополнение 14-2. Спортсмены, аллигаторы и целаканты: гликолиз при пониженном содержании кислорода Этанол — восстановленный продукт спиртового брожения Тиаминпирофосфат переносит «активные» ацетальдегидные группы Дополнение 14-3. Спиртовое брожение: пивоварение и производство биотоплива С помощью брожения получают многие продукты питания и химические реагенты Краткое содержание 14.4. Глюконеогенез Превращение пирувата в фосфоенолпируват протекает в две экзергонические стадии Второй обходной путь — превращение фруктозо-1,6-бисфосфата в фруктозо-6-фосфат Третий обходной путь — образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата Глюконеогенез необходим, но сопряжен с большими энергетическими затратами Интермедиаты цикла лимонной кислоты и некоторые аминокислоты являются глюкогенными Млекопитающие не могут превращать жирные кислоты в глюкозу Гликолиз и глюконеогенез взаимно регулируются Дополнение 14-4. Медицина. Почему пифагорейцы не ели фалафель: дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы Краткое содержание 14.5. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы На окислительном этапе образуются пентозофосфаты и NADPH На неокислительном этапе пентозофосфаты превращаются в глюкозо-6-фосфат Синдром Вернике–Корсакова усугубляется дефектом транскетолазы Глюкозо-6-фосфат распределяется между гликолизом и пентозофосфатным путем Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 15. Принципы регуляции метаболизма 15.1. Регуляция метаболических путей Клетки и организмы существуют в динамическом стационарном состоянии Регулируется не только количество ферментов, но и их каталитическая активность Обычно в клетке регулируются реакции, далекие от состояния равновесия Адениновые нуклеотиды играют особую роль в регуляции метаболизма Краткое содержание 15.2. Теория контроля метаболизма Вклад каждого фермента в поток метаболитов можно измерить экспериментально Дополнение 15-1. Практическая биохимия. Теория контроля метаболизма: количественные аспекты Коэффициент управления С определяет влияние ферментативной активности на поток метаболитов в метаболическом пути Коэффициент эластичности ε связан с откликом фермента на изменения концентраций метаболитов или регуляторов Коэффициент отклика R отражает действие внешнего регулятора на поток через метаболический путь Приложение теории контроля метаболизма к метаболизму углеводов дало неожиданные результаты Теория контроля метаболизма предлагает общий метод для усиления потока в метаболическом пути Краткое содержание 15.3. Согласованная регуляция гликолиза и глюконеогенеза Дополнение 15-2. Изоферменты: разные белки, катализирующие одну и ту же реакцию Глюкозо-6-фосфат по-разному влияет на гексокиназы печени и мышц Регуляция гексокиназы IV (глюкокиназы) и глюкозо-6-фосфатазы осуществляется на уровне транскрипции Фосфофруктокиназа-1 и фруктозо-1,6-бисфосфотаза взаимно регулируются Фруктозо-2,6-бисфосфат — мощный регулятор гликолиза и глюконеогенеза Ксилулозо-5-фосфат — ключевой регулятор метаболизма углеводов и жиров Гликолитический фермент пируваткиназа подвержен аллостерическому ингибированию со стороны АТР Превращение пирувата в фосфоенолпируват в процессе гликолиза регулируется несколькими способами Регуляция гликолиза и глюконеогенеза на уровне транскрипции изменяет количество фермента (число его молекул) Дополнение 15-3. Медицина. Мутации, приводящие к возникновению редких форм сахарного диабета Краткое содержание 15.4. Метаболизм гликогена в клетках животных Расщепление гликогена катализирует гликогенфосфорилаза Глюкозо-1-фосфат может подвергаться гликолизу или, претерпевая превращения в печени, пополнять запасы глюкозы в крови Сахаронуклеотид UDP-глюкоза участвует в синтезе гликогена Дополнение 15-4. Карл и Герти Кори — пионеры исследований метаболизма гликогена и связанных с ним заболеваний Гликогенин обеспечивает связывание первых остатков сахара при синтезе гликогена Краткое содержание 15.5. Согласованная регуляция синтеза и распада гликогена Гликогенфосфорилаза подвержена аллостерической и гормональной регуляции Регуляция гликогенсинтазы также осуществляется путем фосфорилирования– дефосфорилирования Действие инсулина опосредовано киназой 3 гликогенсинтазы Центральная роль фосфопротеинфосфатазы в метаболизме гликогена Аллостерические и гормональные сигналы координируют метаболизм углеводов Метаболизм углеводов и жиров связаны гормональными и аллостерическими механизмами регуляции Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 16. Цикл лимонной кислоты 16.1. Образование ацетил-СоА — активированного ацетата Пируват окисляется до ацетил-СоА и СО2 В работе пируватдегидрогеназного комплекса участвуют пять коферментов Пируватдегидрогеназный комплекс состоит из трех разных ферментов Промежуточные вещества, образующиеся в процессе превращения субстрата, не покидают поверхности фермента Краткое содержание 16.2. Реакции цикла лимонной кислоты Цикл лимонной кислоты осуществляется в восемь стадий Дополнение 16-1. Ферменты со скрытой функцией Дополнение 16-2. Синтазы и синтетазы, лигазы и лиазы, киназы, фосфатазы и фосфорилазы. Да такие названия кого угодно могут сбить с толку! Дополнение 16-3. Цитрат: симметричная молекула с реакциями асимметричной природы Выделяющаяся в цикле лимонной кислоты энергия эффективно сохраняется Почему окисление ацетата осуществляется так сложно? Компоненты цикла лимонной кислоты — важные интермедиаты биосинтеза Анаплеротические реакции служат для восполнения затрат интермедиатов цикла лимонной кислоты Дополнение 16-4. Цитратсинтаза, газированные напитки и запасы продовольствия Биотин в составе пируваткарбоксилазы переносит группы СО2 Краткое содержание 16.3. Регуляция цикла лимонной кислоты Образование ацетил-СоА под действием пируватдегидрогеназного комплекса регулируется аллостерическими и ковалентными взаимодействиями Регуляция цикла лимонной кислоты осуществляется на трех экзергонических стадиях В цикле лимонной кислоты может происходить туннелирование субстрата, характерное для полиферментных комплексов Некоторые мутации генов ферментов, участвующих в цикле лимонной кислоты, способствуют развитию рака Краткое содержание 16.4. Глиоксилатный цикл В глиоксилатном цикле из ацетата образуются четырехуглеродные соединения Цикл лимонной кислоты и глиоксилатный цикл регулируются согласованно Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 17. Катаболизм жирных кислот 17.1. Расщепление, активация и транспорт жиров Жиры пищи всасываются в тонкой кишке Активацию запасенных триацилглицеринов инициируют гормоны Жирные кислоты активируются и переносятся в митохондрии Краткое содержание 17.2. Окисление жирных кислот β-Окисление насыщенных жирных кислот проходит в четыре основные стадии Ацетил-СоА и АТР образуются при повторении четырех реакций β-окисления Дополнение 17-1. У медведей во время зимней спячки происходит β-окисление жиров В дальнейшем ацетил-СоА может окисляться в цикле трикарбоновых кислот Для окисления ненасыщенных жирных кислот требуются две дополнительные реакции Для полного окисления жирных кислот с нечетным числом атомов углерода требуются три дополнительные реакции Дополнение 17-2. Кофермент В12: «радикальное» решение сложной задачи Окисление жирных кислот строго регулируется Синтезу белков, необходимых для катаболизма липидов, способствуют факторы транскрипции Генетические нарушения в ацил-СоА-дегидрогеназах — причина серьезных заболеваний Пероксисомы тоже участвуют в β-окислении Пероксисомы и глиоксисомы растений используют ацетил-СоА, полученный при β-окислении, как предшественник в биосинтезе Ферменты β-окисления из разных органелл в ходе эволюции приобрели отличия ω-Окисление жирных кислот происходит в эндоплазматическом ретикулуме Фитановая кислота подвергается α-окислению в пероксисомах Краткое содержание 17.3. Кетоновые тела Кетоновые тела, образующиеся в печени, экспортируются в другие органы в качестве источников энергии При диабете и голодании кетоновые тела образуются сверх нужного количества Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 18. Окислительное расщепление аминокислот и образование мочевины 18.1. Метаболические пути аминогрупп Белки пищи подвергаются ферментативному расщеплению до аминокислот Пиридоксальфосфат участвует в переносе α-аминогруппы на α-кетоглутарат В печени аминогруппа глутамата высвобождается в виде аммиака Дополнение 18-1. Медицина. Диагностика повреждений органов В кровотоке аммиак транспортируется глутамином Аланин переносит аммиак из скелетных мышц в печень Аммиак токсичен для животных Краткое содержание 18.2. Выделение азота и цикл мочевины Мочевина образуется из аммиака в пяти ферментативных реакциях Цикл лимонной кислоты и цикл мочевины могут быть взаимосвязанными Ферментативные активности в цикле мочевины регулируются на двух уровнях Взаимосвязи путей уменьшают энергетическую цену синтеза мочевины Генетические дефекты цикла мочевины могут нести угрозу для жизни Краткое содержание 18.3. Пути деградации углеродного скелета аминокислот Одни аминокислоты превращаются в глюкозу, другие — в кетоновые тела В катаболизме аминокислот важную роль играют несколько коферментов Шесть аминокислот расщепляются до пирувата Семь аминокислот распадаются до ацетил-СоА Катаболизм фенилаланина у некоторых людей может быть нарушен Пять аминокислот превращаются в α-кетоглутарат Превращение четырех аминокислот происходит до сукцинил-СоА Дополнение 18-2. Медицина. Ученые нашли объяснение загадочного убийства Разветвленные аминокислоты не деградируют в печени Аспарагин и аспартат расщепляются до оксалоацетата Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 19. Окислительное фосфорилирование и фотофосфорилирование ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ 19.1. Реакции переноса электронов в митохондриях Электроны переносят универсальные акцепторы электронов Электроны проходят через цепь встроенных в мембрану переносчиков Переносчики электронов в дыхательной цепи митохондрий образуют полиферментные комплексы Митохондриальные комплексы могут образовывать ассоциаты — «респирасомы» Энергия, высвобождаемая при переносе электронов в дыхательной цепи, запасается в виде протонного градиента (электрохимического потенциала) При окислительном фосфорилировании образуются активные формы кислорода (АФК) Дополнение 19-1. Горячие растения с отвратительным запахом и альтернативные пути переноса электронов В митохондриях растений окисление NADH протекает по другим механизмам Краткое содержание 19.2. Синтез ATP Фермент ATP-синтаза состоит из двух главных компонентов — F1 и F0 Молекулы ATP связаны с поверхностью ферментного комплекса F1 прочнее, чем молекулы ADP Протонный градиент выступает движущей силой для высвобождения ATP с поверхности фермента Каждая β-субъединица ATP-синтазы может существовать в трех различных конформациях Механизм вращательного катализа — ключ к пониманию изменений селективности связывающих центров Хемиосмотическая теория допускает дробные значения для соотношения между количеством поглощенного О2 и количеством образованного ATP Протон-движущая сила используется для активного транспорта веществ через мембрану В окислении внемитохондриального NADH участвуют челночные системы Краткое содержание 19.3. Регуляция окислительного фосфорилирования Образование ATP при окислительном фосфорилировании регулируется энергетическими потребностями клетки При гипоксии гидролиз ATP в клетках блокируется белковым ингибитором Гипоксия приводит к образованию АФК и некоторым адаптационным реакциям Все стадии синтеза ATP при катаболизме углеводов координируются взаимосвязанными регуляторными механизмами Краткое содержание 19.4. Роль митохондрий в термогенезе, синтезе стероидов и апоптозе Разобщение дыхания и фосфорилирования в митохондриях бурого жира позволяет генерировать тепло Митохондриальные ферменты системы P-450 катализируют гидроксилирование стероидов Митохондрии играют важную роль в инициировании апоптоза Краткое содержание 19.5. Митохондриальные гены: происхождение и мутации Митохондрии возникли в результате эндосимбиоза На протяжении жизни организма в митохондриальной ДНК накапливаются мутации Мутации митохондриальных генов вызывают заболевания человека Диабет может возникать из-за дефекта митохондрий в β-клетках поджелудочной железы Краткое содержание ФОТОСИНТЕЗ: ПОГЛОЩЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ 19.6. Основные особенности фотофосфорилирования У растений фотосинтез происходит в хлоропластах Свет индуцирует поток электронов в хлоропластах Краткое содержание 19.7. Поглощение света При фотосинтезе световую энергию поглощают хлорофиллы Вспомогательные пигменты расширяют диапазон длин волн поглощаемого света Хлорофиллы передают энергию света реакционным центрам путем переноса экситона на соседние молекулы Краткое содержание 19.8. Основной фотохимический процесс — это индуцированный светом перенос электронов У бактерий присутствует один из двух типов фотохимических реакционных центров Кинетические и термодинамические факторы, препятствующие потере энергии У растений две реакционные фотосистемы взаимодействуют между собой Антенные молекулы хлорофиллов образуют с переносчиками электронов функциональные комплексы Цитохромный комплекс b6f связывает фотосистемы I и II Циклический поток электронов между ФСI и цитохромным комплексом b6f увеличивает продукцию АТР по сравнению NADPH Перестройка фотосинтетического аппарата изменяет распределение светопоглощающего комплекса II между двумя фотосистемами Вода расщепляется кислородпродуцирующим комплексом Краткое содержание 19.9. Синтез ATP в процессе фотофосфорилирования Протонный градиент связывает процессы фосфорилирования и переноса электронов Установлена стехиометрия процесса фотофосфорилирования ATP-синтаза хлоропластов по строению и функциям напоминает ферментативный комплекс в митохондриях Краткое содержание 19.10. Эволюция оксигенного фотосинтеза Хлоропласты возникли в результате эволюционного развития эндосимбиоза бактерий У галофильных бактерий один и тот же белок поглощает энергию солнечного света и перекачивает протоны из клетки, создавая движущую силу для синтеза ATP Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 20. Биосинтез углеводов у растений и бактерий 20.1. Фотосинтез углеводов Пластиды — уникальные органеллы растительных клеток и водорослей Ассимиляция углекислого газа происходит в три стадии Синтез каждого триозофосфата из СО2 требует шесть NADPН и девять ATP Транспортная система выводит триозофосфаты из хлоропласта и импортирует фосфат Четыре фермента цикла Кальвина косвенно активируются светом Краткое содержание 20.2. Фотодыхание, С4- и САМ-пути Фотодыхание — следствие оксигеназной активности рубиско Усвоение фосфоглицерата обходится клетке весьма дорого У С4-растений фиксация СО2 и активность рубиско пространственно разделены У САМ-растений фиксация СО2 и активность рубиско разделены во времени Краткое содержание 20.3. Биосинтез крахмала и сахарозы ADP-глюкоза — субстрат для синтеза крахмала в пластидах растений и гликогена у бактерий UDP-глюкоза является субстратом для синтеза сахарозы в цитозоле клеток листьев Превращение триозофосфатов в сахарозу и крахмал жестко регулируется Краткое содержание 20.4. Синтез полисахаридов клеточной стенки: целлюлоза растений и пептидогликан бактерий Целлюлоза синтезируется надмолекулярными структурами в плазматической мембране Олигосахариды, которые связаны с липидами, — предшественники бактериальной клеточной стенки Краткое содержание 20.5. Интеграция углеводного метаболизма в растительной клетке В прорастающих семенах жиры и белки превращаются в глюкозу в ходе глюконеогенеза Метаболические пути в различных органеллах связывают пулы общих интермедиатов Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 21. Биосинтез липидов 21.1. Биосинтез жирных кислот и эйкозаноидов Малонил-СоА образуется из ацетил-СоА и гидрокарбоната Синтез жирных кислот происходит в повторяющихся реакционных циклах Синтаза жирных кислот млекопитающих содержит несколько активных центров Синтаза жирных кислот присоединяет ацетильную и малонильную группы Реакции, катализируемые синтазой жирных кислот, повторяются до образования пальмитата Синтез жирных кислот у многих организмов происходит в цитозоле, а у растений — в хлоропластах Ацетат выводится из митохондрий в виде цитрата Биосинтез жирных кислот жестко регулируется Длинноцепочечные насыщенные жирные кислоты синтезируются из пальмитата Для десатурации жирных кислот требуются оксидазы со смешанной функцией Дополнение 21-1. Оксидазы со смешанной функцией, оксигеназы и цитохром Р-450 Эйкозаноиды образуются из содержащих 20 углеродных атомов полиненасыщенных жирных кислот Краткое содержание 21.2. Биосинтез триацилглицеринов Триацилглицерины и глицерофосфолипиды синтезируются из одних и тех же предшественников Биосинтез триацилглицеринов у животных регулируется гормонами Жировая ткань генерирует глицерин-3- фосфат путем глицеронеогенеза Тиазолидиндионы применяют при диабете II типа для увеличения глицеронеогенеза Краткое содержание 21.3. Биосинтез мембранных фосфолипидов Клетки используют две стратегии присоединения полярных «головок» фосфолипидов Для синтеза фосфолипидов у E. coli служат CDP-диацилглицерины Эукариоты синтезируют анионные фосфолипиды из CDP-диацилглицеринов У эукариот метаболические пути образования фосфатидилсерина, фосфатидилэтаноламина и фосфатидилхолина взаимосвязаны При синтезе плазмалогенов образуется простой эфир жирного спирта В синтезах сфинголипидов и глицерофосфолипидов некоторые предшественники и некоторые механизмы общие Полярные липиды локализуются в специальных клеточных мембранах Краткое содержание 21.4. Биосинтез холестерина, стероидов и изопреноидов Холестерин производится из ацетил-СоА в четыре стадии Соединения холестерина в организме Холестерин и другие липиды переносят липопротеины плазмы крови Дополнение 21-2. Медицина. Аллели ароЕ определяют частоту возникновения болезни Альцгеймера Эфиры холестерина попадают в клетку путем эндоцитоза с участием рецепторов Несколько уровней регуляции биосинтеза холестерина Дополнение 21-3. Медицина. Липидная гипотеза и создание статинов Стероидные гормоны образуются путем расщепления боковой цепи холестерина и его окисления Промежуточные продукты биосинтеза холестерина участвуют во многих других метаболических путях Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 22. Биосинтез аминокислот, нуклеотидов и связанных с их метаболизмом молекул 22.1. Общий обзор метаболизма азота В круговороте азота поддерживается пул биологически доступного азота Дополнение 22-1. Необычный стиль жизни многочисленных, но загадочных существ Азот фиксируется ферментным комплексом нитрогеназой Аммоний включается в биомолекулы через глутаминовую кислоту (глутамат) и глутамин Глутаминсинтетаза — основной регуляторный пункт в метаболизме азота Реакции, играющие особую роль в биосинтезе аминокислот и нуклеотидов Краткое содержание 22.2. Биосинтез аминокислот α-Кетоглутарат — предшественник глутаминовой кислоты, глутамина, пролина и аргинина Серин, глицин и цистеин — производные 3-фосфоглицерата Из оксалоацетата и пирувата могут быть синтезированы три заменимые и шесть незаменимых аминокислот Хоризмат — ключевое соединение в синтезе триптофана, фенилаланина и тирозина При биосинтезе гистидина используются предшественники пуринового биосинтеза Биосинтез аминокислот регулируется аллостерически Краткое содержание 22.3. Производные аминокислот Глицин — предшественник порфиринов Дополнение 22-2. Биохимия у королей и вампиров Гем — источник желчных пигментов Аминокислоты — предшественники креатина и глутатиона D-Аминокислоты найдены главным образом у бактерий Ароматические аминокислоты — предшественники многих растительных веществ Биологические амины — продукты декарбоксилирования аминокислот Дополнение 22-3. Медицина. Лечение африканской сонной болезни биохимическим «троянским конем» Аргинин — предшественник оксида азота в биологическом синтезе Краткое содержание 22.4. Биосинтез и деградация нуклеотидов Синтез нуклеотидов de novo начинается с PRPP Биосинтез нуклеотидов регулируется по механизму отрицательной обратной связи Пиримидиновые нуклеотиды образуются из аспартата, PRPP и карбамоилфосфата Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов регулируется по механизму отрицательной обратной связи Нуклеозидмонофосфаты превращаются в нуклеозидтрифосфаты Рибонуклеотиды служат предшественниками дезоксирибонуклеотидов Тимидилат образуется из dCDP и dUMP При распаде пуринов и пиримидинов образуются мочевая кислота и мочевина Пуриновые и пиримидиновые основания повторно используются в путях реутилизации Избыток мочевой кислоты вызывает подагру Большинство ферментов, служащих мишенями химиотерапевтических препаратов, относятся к пути биосинтеза нуклеотидов Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных 23. Гормональная регуляция и интеграция метаболизма у млекопитающих 23.1. Гормоны: различные структуры для различных функций Для обнаружения и очистки гормонов необходимы биологические исследования Дополнение 23-1. Медицина. Как открывали гормоны. Тяжелый путь к чистому инсулину Гормоны действуют через специфические клеточные рецепторы с высоким сродством Гормоны химически разнообразны Высвобождение гормонов регулируется нейрональными и гормональными сигналами иерархически Краткое содержание 23.2. Тканеспецифичный метаболизм: разделение функций Процессы в печени и распределение питательных веществ Жировая ткань запасает и поставляет жирные кислоты Термогенная функция бурой жировой ткани Мышцы используют АТР для механической работы Мозг использует энергию для передачи электрических импульсов Переносчики кислорода, метаболиты и гормоны крови Краткое содержание 23.3. Гормональная регуляция энергетического метаболизма Инсулин препятствует чрезмерному повышению уровня глюкозы в крови Поджелудочная железа секретирует инсулин или глюкагон в ответ на изменения уровня глюкозы крови Глюкагон препятствует чрезмерному понижению уровня глюкозы крови Во время голодания и при истощении метаболизм переключается на обеспечение энергией мозга Адреналин сигнализирует о предстоящей физической нагрузке Кортизол сигнализирует о стрессе, в том числе о низком уровне глюкозы Сахарный диабет развивается из-за нарушений образования инсулина или дефектов его действия Краткое содержание 23.4. Ожирение и регуляция массы тела Жировая ткань выполняет важную эндокринную функцию Лептин стимулирует образование пептидных гормонов, снижающих аппетит Лептин включает сигнальный каскад, регулирующий экспрессию генов Лептиновая система участвует в регуляции ответа на истощение Инсулин действует в аркуатном ядре, регулируя питание и запасание энергии Адипонектин увеличивает чувствительность к инсулину, действуя через АМРK Экспрессия генов, играющих главную роль в поддержании массы тела, регулируется рационом питания Влияние грелина и PYY3_36 на кратковременное пищевое поведение Краткое содержание 23.5. Ожирение, метаболический синдром и диабет II типа При диабете II типа потеряна чувствительность тканей к инсулину Помочь больным диабетом II типа могут диета, физическая нагрузка и лекарственная терапия Краткое содержание Ключевые термины Дополнительная литература для дальнейшего изучения Вопросы и задачи Анализ экспериментальных данных Предметно-именной указатель Оглавление Форзацы Периодическая система элементов Принятые аббревиатуры аминокислот Стандартный генетический код Сокращения размерностей Перевод единиц измерения Некоторые физические постоянные и размерности