Informacija

22: Aminorūgščių, nukleotidų ir susijusių molekulių biosintezė – biologija

22: Aminorūgščių, nukleotidų ir susijusių molekulių biosintezė – biologija

We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

eA PI DT xh Rb fz Wz Uj ml ub tl ZL
22: Aminorūgščių, nukleotidų ir susijusių molekulių biosintezė

15 SKYRIUS. Aminorūgščių ir susijusių junginių biosintezė

Šiame skyriuje apžvelgiama aminorūgščių ir susijusių junginių biosintezė. Trys aminorūgštys, būtent alaninas, asparto rūgštis ir glutamo rūgštis, lengvai susidaro transaminuojant iš citrinų rūgšties ciklo produktų. Skyriuje apžvelgiamas tam tikrų biologiškai svarbių junginių, gaunamų iš aminorūgščių, susidarymas. Serino biosintezės metaboliniai keliai atrodo labai logiški dėl jų pirmtakų prieinamumo ir analogijos su įvairių kitų aminorūgščių susidarymu. Fermentiškai susidarančio aktyvaus formaldehido autentiškumą nustatė jo reaktyvumas serino biosintezėje ir oksidacija iki formil-FH4 trifosfopiridinonukleotidu ir CH2OH-FH4dehidrogenazė. L-homoserino kaupimasis iš L-aspartato mutanto suspensijose Escherichia coli blokuojamas homoserino pavertimas treoninu. Homoserino ir treonino susidarymo reakcijos į asparto rūgštį keliu daugiausia buvo nustatytos fermentų tyrimais. Buvo atrasti du skirtingi lizino biosintezės būdai. Grybai naudojasi keliu per α-aminoadipo rūgšties bakterijas, o melsvadumbliai – per diaminopimelio rūgštį. Esminį histidino biosintezės reakcijų pobūdį rodo faktas, kad jų pašalinimas mutacijos būdu lemia histidino poreikį augimui.


ASM mokslas

ASM pristatė naujas savo mokslinio turinio platformas. Jei esate šiame puslapyje, kai ką praleidome nustatydami peradresavimus. Norėdami pasiekti ASM turinį, naudokite toliau pateiktas nuorodas.

Mikrobibiblioteka

  • Mokymo programų archyvas: Nuoroda ateina
  • Laboratorijos protokolai: Nuoroda ateina
  • Vaizdų galerijos: Nuoroda ateina
  • Visual Media trumpikės: Nuoroda ateina

Žurnalas „Mikroba“. - Nuoroda ateina

Jei ieškote to, ko nėra aukščiau esančiame sąraše, naudokite svetainės paiešką. Jei jums reikia pagalbos norint pasiekti prenumeruojamą turinį, susisiekite su klientų aptarnavimo tarnyba 202-737-3600 arba [email protected]

Registruokitės Pasaulio mikrobų forume

Atraskite ASM narystę

Paskelbti

Amerikos mikrobiologijos draugija

1752 N St. NW
Vašingtonas, 20036 m

Amerikos mikrobiologijos draugija (ASM) yra įsipareigojusi išlaikyti jūsų pasitikėjimą informacija, kurią renkame iš jūsų ASM priklausančiose ir valdomose svetainėse („ASM svetainės“) ir kituose šaltiniuose. Šioje privatumo politikoje nurodoma, kokią informaciją apie jus renkame, kaip šią informaciją naudojame, ir jūsų pasirinkimus, kaip mes naudojame tokią informaciją. Sužinokite daugiau čia.


Purino ir pirimidino sintezė

Skirtingai nei pirimidinai, purinai yra biologiškai sintetinami kaip nukleotidai, ypač kaip ribotidai.

Mokymosi tikslai

Atskirkite purino ir pirimidino sintezę

Key Takeaways

Pagrindiniai klausimai

  • Pagrindinis purinų sintezės reguliavimo etapas yra 5-fosfo-α-D-ribozilo 1-pirofosfato (PRPP) gamyba PRPP sintetaze, kurią aktyvuoja neorganinis fosfatas ir inaktyvuoja purino ribonukleotidai.
  • Tiek adeninas, tiek guaninas yra gaunami iš nukleotido inozino monofosfato (IMP), kuris yra pirmasis junginys, turintis visiškai suformuotą purino žiedo sistemą.
  • Skirtingai nei purinai, pirimidinai surenkami prieš prijungiant juos prie 5-fosforibozil-1-pirofosfato (PRPP).

Pagrindinės sąlygos

  • purino: bet kuri iš organinių heterociklinių bazių klasės, kurioje yra kondensuotų pirimidino ir imidazolo žiedų, jie yra nukleorūgščių komponentai
  • pirimidino: Diazinas, kuriame du azoto atomai yra meta- padėtyse, yra trijų DNR ir RNR bazių, timino, uracilo ir citozino, pagrindas.
  • PRPP: Fosforibozilo pirofosfatas (PRPP) yra pentofosfatas, susidarantis iš ribozės 5-fosfato fermento ribozės-fosfato difosfokinazės. Jis vaidina vaidmenį perduodant fosforibozės grupes keliose reakcijose:

Purinai yra biologiškai sintetinami kaip nukleotidai ir ypač kaip ribotidai, ty bazės, prijungtos prie ribozės 5-fosfato. Pagrindinis reguliavimo žingsnis yra 5-fosfo-α-D-ribozilo 1-pirofosfato (PRPP) gamyba PRPP sintetaze, kurią aktyvuoja neorganinis fosfatas ir inaktyvuoja purino ribonukleotidai. Tai nėra įsipareigojimas purinų sintezei, nes PRPP taip pat naudojamas pirimidino sintezei ir gelbėjimo keliams. Pirmasis žingsnis yra PRPP, glutamino ir vandens reakcija į 5′-fosforibozilaminą, glutamatą ir pirofosfatą –, katalizuojama pirofosfato amidotransferazės, kurią aktyvuoja PRPP ir slopina AMP, GMP ir IMP.

Purino struktūra: Purinas yra nukleotidas (nukleozido + fosfato grupė), kuris yra aminų pagrindu ir plokščias, aromatinis ir heterociklinis. Purino struktūra yra cikloheksano (pirimidino grupės) ir ciklopentano (imidazolo grupės), sujungtų vienas su kitu, struktūra. Azoto atomai yra 1, 3, 7, 9 padėtyse. Adeninas (A) ir guaninas (G) yra purinų, dalyvaujančių kuriant DNR ir RNR, pavyzdžiai.

Tiek adeninas, tiek guaninas yra gaunami iš nukleotido inozino monofosfato (IMP), kuris yra pirmasis junginys, turintis visiškai suformuotą purino žiedo sistemą. Inozino monofosfatas sintetinamas ant jau esančio ribozės fosfato sudėtingu būdu. Purino žiedo anglies ir azoto atomai, atitinkamai 5 ir 4, yra kilę iš kelių šaltinių. Aminorūgštis glicinas sudaro visus anglies (2) ir azoto (1) atomus, o papildomi azoto atomai gaunami iš glutamino (2) ir asparto rūgšties (1), o papildomi anglies atomai gaunami iš formilo grupių (2). Jie perkeliami iš kofermento tetrahidrofolato kaip 10-formiltetrahidrofolatas kartu su anglies atomu iš bikarbonato (1). Formilo grupės sudaro anglies-2 ir anglies-8 purino žiedų sistemoje, kurios veikia kaip tiltai tarp dviejų azoto atomų.

Priešingai nei purinai, pirimidinai surenkami prieš prijungiant juos prie 5-fosforibozil-1-pirofosfato (PRPP). Pirmasis reguliuojamas pirimidino biosintezės etapas yra karbamoilo fosfato susidarymas karbamoilfosfato sintetaze II. Tada jį paverčia karbamoilasparto rūgštis asparto transkarbamolazės (aspartato karbamoilo transferazės) būdu, kuri bus dehidratuota į dihidroorotatą, veikiant dihidroorotazei. Tada dihidroorotatas patenka į mitochondrijas, kur dihidroorotato dehidrogenaze pašalinus vandenilius oksiduojamas į orotatą. Tai vienintelis mitochondrijų etapas nukleotidų žiedų biosintezėje. Tada orotatas paverčiamas OMP, naudojant orotato fosforiboziltransferazę. Tada OMP bus dekarboksilintas į UMP, naudojant OMP dekarboksilazę. UMP savo ruožtu bus paverstas UDP fosforilinant per uridino-citidino kinazę 2. UDP savo ruožtu bus fosforilintas į UTP nukleozidinio difosfato kinazeuridino 5′-trifosfatu (UTP). UDP taip pat gali paversti CTP CTP sintazės citidino 5’trifosfatu (CTP), naudojant glutaminą ir ATP. Visus pirmuosius tris fermentus koduoja tas pats Metazoa (CAD) genas.

Kas sudaro nukleino rūgšties struktūrą?: Keturios azoto bazės, esančios DNR, yra adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T). Adeninas ir guaninas yra purinai, o citozinas ir timinas yra pirimidinai.

Grybuose yra panašus baltymas, tačiau jam trūksta dihidroorotazės funkcijos: kitas baltymas katalizuoja antrąjį etapą. Kituose organizmuose (bakterijose, archejose ir kitose eukariotuose) pirmuosius tris veiksmus atlieka trys skirtingi fermentai. CTP sintazė (arba CTP sintetazė) yra fermentas, dalyvaujantis pirimidino biosintezėje. Jis intrakonvertuoja UTP ir CTP. Amino/amino grupės šaltinis CTP yra glutaminas. CTP sintazę aktyvuoja GTP, purinas. Tai subalansuoja santykinį purino ir pirimidino nukleotidų kiekį. CTP sintazę slopina grįžtamasis CTP ir negrįžtamas, pavyzdžiui, glutamino analogas DON. Šie žmogaus genai koduoja baltymus, turinčius CTP sintazės aktyvumą:


13 - Biosintezė

Šiame skyriuje išsamiai aprašomi riebalų rūgščių fosfolipidų mevalonato, skvaleno 262 ir sterolių aminorūgščių purinų ir pirimidinų biosintezės keliai. Acetil-CoA yra riebalų rūgščių ir susijusių junginių sintezės pradžios taškas. Acetil-CoA karboksilazė, biotino turintis fermentas, katalizuojantis nuo ATP priklausomą CO fiksaciją2 Į acetil-, propionil- ir butiril-CoA, atlieka pirmąją de-novo riebalų rūgščių sintezės reakciją. Reakcija vyksta dviem etapais: biotino karboksilinimas bikarbonatu, katalizuojamas biotino karboksilazės, ir CO pernešimas.2 grupė iš karboksi-biotino į acetil-CoA, kad susidarytų malonil-CoA, tarpininkaujant karboksiltransferazei. Fosfolipidų biosintezė prasideda nuo jų susidarymo sn-glicerolis-3-fosfatas (G3P). Į E. coli, G3P gali susidaryti iš dihidroksiacetono fosfato (DOHAP), gauto skaidant heksozę, veikiant biosintetinei G3P dehidrogenazei, koduojamai gpsA. Pirmieji fosfogliceridų biosintezės žingsniai apima dviejų riebalų rūgščių molekulių sujungimą su G3P. Tai katalizuoja dvi aciltransferazės. Glutamatas ir glutaminas atlieka pagrindinį vaidmenį aminorūgščių biosintezėje, nes lengvai perkeliamos atitinkamai amino arba amido grupes, kitų aminorūgščių sintezėje transamininimo arba transamidavimo reakcijomis. Glutaminas sintetinamas iš glutamato, dalyvaujant amoniakui ir ATP.


Mokslininkai atskleidžia paslaptį, kaip gaminama 22-oji aminorūgštis

Remiantis naujais tyrimais, naujausia atrasta aminorūgštis, pirolizinas, gaminama tik trijų cheminių reakcijų metu su vienu pirmtaku – aminorūgštimi lizinu.

Ohajo valstijos universiteto mokslininkai naudojo masių spektrometriją ir daugybę eksperimentų, kad išsiaiškintų, kaip ląstelės gamina aminorūgštį – procesas, kuris iki šiol buvo nežinomas.

Jie patvirtino, kad pirolizinas gaunamas iš fermentinių reakcijų su dviem lizino molekulėmis – tai stebina išvada, nes kai kurios jo struktūros dalys tyrėjams pasiūlė, kad jo kilmė gali būti sudėtingesnė.

Tyrimas paskelbtas žurnalo kovo 31 d Gamta.

Pirolizinas yra retas ir iki šiol žinoma, kad jis egzistuoja maždaug keliolikoje organizmų. Tačiau jo atradimas 2002 m., kaip genetiškai užkoduota aminorūgštis metaną gaminančiuose mikrobuose, iškėlė naujų klausimų apie genetinio kodo raidą. Pirolizinas yra tarp 22 aminorūgščių, kurios naudojamos baltymams iš genuose saugomos informacijos gaminti. Baltymai yra būtini visam gyvenimui ir atlieka didžiąją dalį darbo ląstelėse.

Ši informacija apie tai, kaip jis gaminamas – jo biosintezės kelias – suteikia išsamesnį supratimą apie tai, kaip gaminamos aminorūgštys. Ir dėl savo retumo ši molekulė tampa patogia priemone manipuliuoti baltymais atliekant biomedicininius tyrimus. Nustačius gamybos mechanizmą, mokslininkai gali naudoti šią informaciją, kad sukurtų būdus, kaip masiškai gaminti panašias arba identiškas sintetines molekules įvairiems tyrimų tikslams.

Ohajo valstijos mokslininkai tyrimo metu patyrė tikrą „ah-ha“ akimirką. Eksperimentuodami jie sujungė liziną su viena kita aminorūgštimi ir kai kuriais fermentais ir tikėjosi, kad tai sudarys vadinamąjį tarpinį produktą – iš esmės aminorūgšties gabalėlį, susidarantį biosintezės procese.

Jie pažymėjo liziną, kad jis atrodytų sunkesnis nei įprasta, kai stebimas naudojant masės spektrometriją. Tačiau vienas prietaisų sukurtas signalas turėjo daug skirtingą masę, nei būtų galima priskirti tarpiniam signalui.

"Mes nematėme šios keistos molekulės, pagamintos iš dviejų skirtingų aminorūgščių, kurių tikėjomės. Matėme įprastą pirolizino molekulę ir visa tai buvo gaunama iš lizino. Kiekviena jo dalis", - sakė mikrobiologijos profesorius Josephas Krzyckis. Ohajo valstija ir vyresnysis tyrimo autorius. "Tai buvo vienintelis būdas, kuriuo matėme piroliziną, ir visa tai buvo paženklinta lizinu. Tai yra pagrindinis pastebėjimas. Ir tai tikra staigmena."

Išvada, kad lizinas buvo vienintelis pirmtakas, buvo staigmena, nes gamybos procesas buvo toks paprastas – nors jį pasiekti nebuvo paprasta, iš dalies dėl to, kad kai kurios cheminės reakcijos niekada nebuvo pastebėtos.

„Mane stebina visas cheminis kelias, kad jums reikia tik trijų fermentų ir dviejų to paties dalyko molekulių, kurios kartu sudarytų vieną išbaigtą molekulę, kuri atrodo visiškai kitaip nei pradėjai“, – sakė Marsha Gaston, pirmoji šio straipsnio autorė. mikrobiologijos doktorantas. "Jūs turite vieną dalį, kuri atrodo lygiai taip pat, kaip pirmtakas, bet tada turite kitą dalį, kurią fermentai gali pertvarkyti visiškai unikaliu ir niekada anksčiau nematytu būdu."

Krzyckis pažymėjo, kad masių spektrometrija, analitinė technika, leidžianti tiksliai nustatyti dalelių masę, tapo labai svarbia atradimams. Liwen Zhang ir Kari Green-Church Ohajo valstijos universiteto Cheminių instrumentų centras / Masės spektrometrijos ir proteomikos centras yra papildomi tyrimo bendraautoriai.

Krzyckis vadovavo vienai iš dviejų Ohajo valstijos tyrėjų komandų, kurios 2002 m. atrado piroliziną. Nuo to laiko komandos susintetino aminorūgštį ir parodė, kaip bakterijos ją įtraukia į baltymus.

"Dėl to liko neatsakytų didelių klausimų: kaip gaminate piroliziną? Iš kur jis atsiranda? Kokiais metabolizmo keliais jis išsiskiria? Nes jis turi būti generuojamas jį naudojančioje ląstelėje", - sakė Krzyckis.

Cheminė pirolizino forma suteikė keletą užuominų. Jo anglies skeletas panašus į liziną. Tačiau viename jo gale taip pat yra neįprastas žiedas ir prie jo pritvirtinta metilo grupė, kuri tyrėjams sukėlė klausimų dėl jo kilmės.

Tyrėjai iš savo ankstesnio darbo taip pat žinojo, kad norint sukurti baltymų, kurių sudėtyje yra pirolizino - pylB, pylC ir pylD, surinkimo instrukcijas, reikalingi trys genai. Taigi šių trijų genų gaminami fermentai turėjo turėti įtakos kuriant aminorūgštį. Galiausiai, ankstesni kitų tyrinėtojų bandymai apibrėžti jo biosintezę parodė, kad pirolizino gamyboje dalyvavo kita aminorūgštis – D-ornitinas.

Taigi Krzyckis ir jo kolegos nusprendė patikrinti šią teoriją. Atliekant visus savo eksperimentus padermė E. coli bakterijos, dažniausiai naudojamos biologinėms funkcijoms tirti, jos sujungė lizino ir D-ornitino molekules.

Jie nustatė, kad dėl to susidaro ne pirolizinas, o tokia molekulė, kaip pirolizinas, kuriai trūko pagrindinės dalies, tačiau paaiškėjo, kad ši molekulė nebuvo paversta pirolizinu. Ši molekulė taip pat buvo suformuota nedalyvaujant pylB - geno, kurio negalima palikti procese, kuris iš tikrųjų gamina piroliziną.

Vietoj to, naudojant masių spektrometriją, lizinas buvo nustatytas kaip vienintelis pirolizino pirmtakas, mokslininkai panaudojo genetiką, tarpinių produktų masės spektrometriją ir dedukciją, kad nustatytų fermentinių reakcijų, kurios dvi lizino molekules pavertė pirolizino aminorūgštimi, eiliškumą.

Jie nustatė, kad įvykių seka atitiko trijų dalyvaujančių fermentų abėcėlę: PylB naudoja liziną, kad sudarytų į D-ornitiną panašų tarpinį produktą, PylC sujungia dvi lizino molekules ir tai skatina reakciją, kurioje dalyvauja PylD, dėl kurios susidaro pirolizino. Reakcijos parodė, kaip susidaro žiedas pirolizino gale, pagrindinė jo identifikavimo charakteristika.

„Jei išskleidžiate pirolizino molekulę, galite atpažinti, kad iš tikrųjų ji labai panaši į liziną, išskyrus tai, kad norint patekti į šį žiedą, reikia padaryti antrąją molekulę vienu anglies vienetu trumpesnę“, – sakė Krzyckis. „Lizinas pereina tam tikro tipo fermentinę reakciją, vadinamą mutazės reakcija, kai anglies skeletas pertvarkomas, kad susidarytų ši trumpesnė molekulė, kuri yra kaip D-ornitinas, bet viena papildoma anglis dabar kabo nuo grandinės naujoje vietoje. ką daro vienas iš mūsų pirolizino biosinetinių fermentų PylB.

Krzyckis pažymėjo, kad šis atradimas papildys diskusijas apie genetinio kodo raidą. Pavyzdžiui, bendros evoliucijos teorija rodo, kad aminorūgštys, atsirandančios iš bendro pirmtako, turi panašius kodonus. Kodonai yra trijų raidžių „žodžiai“, identifikuojantys bazes, kurias DNR naudoja tam tikroms amino rūgštims nurodyti kaip baltymų statybinius blokus. Paprastai kodonai signalizuoja apie baltymo arba tam tikros aminorūgšties, naudojamos jam sukurti, pradžią arba pabaigą.

„Mokslininkams, kurie yra atsidavę tyrinėti, kaip vystėsi genetinis kodas, mūsų duomenys suteikia naujų įžvalgų, kurios gali remtis įvairiomis teorijomis apie tai, kaip kodas išsivystė, bendros evoliucijos teorija yra tik vienas iš tokių pavyzdžių“, – sakė Krzyckis.

Išvada, kad pirolizinas gaunamas tik iš lizino, reiškia, kad pirolizinas yra asparto rūgšties šeimos dalis bakterijose ir Archaea – vienaląsčių mikroorganizmų grupėje, kuri yra panaši į bakterijas savo dydžiu ir forma, tačiau turi skirtingą evoliucijos istoriją. Mikrobai, kuriuose yra pirolizino, yra Archaea domene ir gali paversti bendrą junginių klasę – metilaminus – metano dujomis.

Šis darbas buvo paremtas Nacionalinių sveikatos institutų ir JAV Energetikos departamento dotacijomis.

Istorijos šaltinis:

Pateiktos medžiagos Ohajo valstijos universitetas. Originalus parašė Emily Caldwell. Pastaba: turinys gali būti redaguojamas pagal stilių ir ilgį.


Biosintezės keliai

α-Ketoglutarato grupė


Biosintezės keliai į glutamatas ir glutaminas yra paprasti, o visi arba kai kurie žingsniai vyksta daugumoje organizmų. Svarbiausias NH4+ asimiliacijos į glutamatą būdas reikalauja dviejų reakcijų. Pirmas, glutamino sintetazė katalizuoja glutamato ir NH4+ reakciją į glutaminą. Ši reakcija vyksta dviem etapais, kai tarpinis produktas yra su fermentu surištas α-glutamilfosfatas:

(1) Glutamatas + ATP → α-glutamilfosfatas + ADP

(2) α-Glutamilfosfatas + NH4 + → glutaminas + Pi + H +

Suma: Glutamatas + NH4 + + ATP → glutaminas + ADP + Pi + H +

Glutamino sintetazė randama visuose organizmuose ir atlieka pagrindinį vaidmenį aminorūgščių metabolizme žinduolių organizme, paverčiant toksišką laisvą NH4+ į glutaminą, skirtą pernešti kraujyje.
Bakterijose ir augaluose glutamatas susidaro iš glutamino ir α-ketoglutarato reakcijos, kurią katalizuoja glutamato sintazė. α-Ketoglutaratas, citrinų rūgšties ciklo tarpinis produktas, redukciniu būdu aminuojamas naudojant glutaminą kaip azoto donorą:

α-ketoglutaratas + glutaminas + NADPH + H + → 2 glutamatas + NADP

Glutamino sintetazės ir glutamato sintazės grynoji reakcija yra tokia:

α-ketoglutaratas + NH4 + + NADPH + ATP → L-glutamatas + NADP + ADP + Pi

Glutamato sintazės gyvūnuose nėra, o jie palaiko aukštą glutamato kiekį procesų, tokių kaip α-ketoglutarato transamininimas aminorūgščių katabolizmo metu. Glutamatas taip pat gali susidaryti kitu, nors ir nedideliu, būdu: α-ketoglutarato ir NH4+ reakcija, kad susidarytų glutamatas per vieną veiksmą. Tai katalizuoja L-glutamato dehidrogenazė, fermentas, esantis visuose organizmuose. Sumažinančią galią teikia NADPH:

α-ketoglutaratas + NH4 + + NADPH → L-glutamatas + NADP+ + H2O

Su šia reakcija susidūrėme aminorūgščių katabolizme. Eukariotinėse ląstelėse L-glutamato dehidrogenazė yra mitochondrijų matricoje. Reakcijos pusiausvyra yra palanki reagentams, o Km NH4+ (

1 mM) yra toks didelis, kad reakcija tikriausiai tik nežymiai prisideda prie NH4+ asimiliacijos į aminorūgštis ir kitus metabolitus. Prisiminkite, kad glutamato dehidrogenazės reakcija yra atvirkštinė. NH4+ koncentracijos pakankamai didelės, kad glutamato dehidrogenazės reakcija reikšmingai prisidėtų prie glutamato kiekio, paprastai susidaro tik tada, kai į dirvą įpilama NH3 arba kai organizmai auginami laboratorijoje, esant didelėms NH3 koncentracijoms.

Prolinas yra ciklizuotas glutamato darinys. Pirmajame prolino sintezės etape ATP reaguoja su glutamato γ-karboksilo grupe ir sudaro acilfosfatą, kurį NADPH arba NADH redukuoja iki glutamato γ-semialdehido. Šis tarpinis produktas greitai spontaniškai ciklizuojasi ir toliau redukuojamas, kad gautų proliną. Argininas yra sintetinamas iš glutamato per ornitiną ir karbamido ciklą gyvūnams. Iš esmės ornitiną taip pat galima susintetinti iš glutamato γ-semialdehido transaminuojant, tačiau spontaniškas pusialdehido ciklizavimas prolino kelyje neleidžia pakankamai tiekti šio tarpinio produkto ornitino sintezei. Bakterijos turi de novo biosintezės kelią ornitinui (taigi ir argininui), kuris yra lygiagretus kai kuriems prolino kelio etapams, bet apima du papildomus veiksmus, padedančius išvengti spontaniško glutamato γ-semialdehido ciklizacijos problemos (15 2 pav.). Pirmajame etape glutamato α-amino grupė blokuojama acetilinimo būdu, kuriam reikalingas acetil-CoA, tada po transamininimo etapo acetilo grupė pašalinama, kad būtų gautas ornitinas.

15 PAVEIKSLAS 2 Prolino ir arginino biosintezė iš glutamato bakterijose. Visi penki prolino anglies atomai atsiranda iš glutamato. Daugelyje organizmų glutamato dehidrogenazė yra neįprasta, nes kaip kofaktorius naudoja NADH arba NADPH. Tas pats gali būti pasakytina ir apie kitus šiuose keliuose esančius fermentus. Prolino kelyje esantis -semialdehidas greitai ir grįžtamai ciklizuojasi iki 1-pirolino-5-karboksilato (P5C), o pusiausvyra skatina P5C susidarymą. Ciklizacijos ornitino/arginino kelyje išvengiama pirmame etape acetilinant glutamato α-amino grupę ir pašalinus acetilo grupę po transamininimo. Nors kai kurioms bakterijoms trūksta arginazės, taigi ir viso karbamido ciklo, jos gali sintetinti argininą iš ornitino, lygiagrečiai su žinduolių karbamido ciklu, kai tarpiniai produktai yra citrulinas ir argininosukcinatas. Čia ir tolesniuose šio skyriaus paveiksluose reakcijos rodyklės rodo tiesinį kelią iki galutinių produktų, neatsižvelgiant į atskirų etapų grįžtamumą. Pavyzdžiui, antrasis kelio, vedančio į argininą, etapas, katalizuojamas N-acetilglutamato dehidrogenazės, yra chemiškai panašus į gliceraldehido 3-fosfato dehidrogenazės reakciją glikolizės metu ir yra lengvai grįžtamas.

3-fosfogliceratų grupė


Pagrindinis būdas formuotis serinas yra vienodas visuose organizmuose (15 3a pav.). Pirmajame etape 3-fosfoglicerato hidroksilo grupė oksiduojama a dehidrogenazė (naudojant NAD+), kad gautųsi 3-fosfohidroksipiruvatas. Transaminuojant iš glutamato gaunamas 3-fosfoserinas, kuris hidrolizuojamas į laisvą seriną. fosfoserino fosfatazė. Serinas (trys anglies atomai) yra pirmtakas glicinas (dvi anglies atomai), pašalinant anglies atomą serinu hidroksimetiltransferazė. Tetrahidrofolatas priima serino β anglį (C-3), kuri sudaro metileno tiltelį tarp N-5 ir N-10, kad gautų N5,N10-metilentetrahidrofolatą. Bendrai reakcijai, kuri yra grįžtama, taip pat reikalingas piridoksalio fosfatas. Stuburinių gyvūnų kepenyse gliciną taip pat gali gaminti glicino sintazė (taip pat vadinamas glicino skilimo fermentu):

CO2 + NH4 + + N5,N10-metilentetrahidrofolatas + NADH + H + → glicinas + tetrahidrofolatas + NAD +

Augalai ir bakterijos gamina redukuotą sierą, reikalingą jos sintezei cisteinas (ir metioninas, aprašytas vėliau) iš aplinkos sulfatų, kelias parodytas 15 3b, c paveiksle. Sulfatas aktyvuojamas dviem etapais, kad susidarytų 3-fosfoadenozin-5'-fosfosulfatas (PAPS), kuris aštuoniais elektronais redukuojamas į sulfidą. Tada sulfidas naudojamas dviejų pakopų būdu formuojant cisteiną iš serino. Žinduoliai cisteiną sintetina iš dviejų aminorūgščių: metioninas sudaro sieros atomą, o serinas – anglies skeletą (15-3d pav.). Reakciją katalizuoja cistationino ir #946 sintazės, gauti cistationino ir cistationinas γ-liazė, PLReikalingas fermentas, katalizuoja amoniako pašalinimą ir cistationino skilimą, kad gautų laisvą cisteiną.


15 PAVEIKSLAS 3
a) Serino biosintezė iš 3-fosfoglicerato ir glicino iš serino visuose organizmuose.
b) Cisteino biosintezė iš serino bakterijose ir augaluose.
c) redukuotos sieros kilmė
d) cisteino biosintezė iš homocisteino ir serino žinduoliuose. Homocisteinas susidaro iš metionino.

Oksaloacetatas ir piruvato grupė


Alaninas ir aspartatas yra sintetinami atitinkamai iš piruvato ir oksaloacetato, transaminuojant iš glutamato. Asparaginas yra sintetinamas amidinant aspartatą, o glutaminas suteikia NH4+. Tai yra neesminės aminorūgštys, o jų paprasti biosintezės keliai vyksta visuose organizmuose. Metioninas, treoninas, lizinas, izoleucinas, valinas ir leucinas yra nepakeičiamos aminorūgštys. Jų biosintezės keliai yra sudėtingi ir tarpusavyje susiję (15 4 pav.). Kai kuriais atvejais bakterijų, grybų ir augalų keliai labai skiriasi. Aspartatas sukelia metioninas, treonino ir lizinas. Atskyrimo taškai atsiranda ties aspartato β-semialdehidu, tarpiniu visuose trijuose keliuose, ir ties homoserine, treonino ir metionino pirmtaku. Treoninas, savo ruožtu, yra vienas iš izoleucino pirmtakų. The valinas ir izoleucinas keliuose yra keturi fermentai (15–4 pav., 18–21 žingsniai).
Piruvatas sukelia valino ir izoleucino susidarymą keliuose, kurie prasideda nuo dviejų piruvato anglies kondensacijos su kita piruvato molekule (valino kelias) arba su α-ketobutiratu (izoleucino kelias). α-ketobutiratas gaunamas iš treonino reakcijos metu, kuriai reikalingas piridoksalio fosfatas (15 4 pav., 17 veiksmas). Tarpinė valino kelio dalis, α-ketoizovaleratas, yra keturių pakopų šakos kelio, vedančio į leucinas (22–25 žingsniai).

15 4 PAVEIKSLAS Šešių nepakeičiamų aminorūgščių biosintezė iš oksaloacetato ir piruvato bakterijose: metionino, treonino, lizino, izoleucino, valino ir leucino. Čia ir kituose daugiapakopiuose keliuose fermentai yra išvardyti rakte. Atkreipkite dėmesį, kad L,L-α,ε-diaminopimelatas, 14 žingsnio produktas, yra simetriškas. Iš piruvato gautos anglies (ir amino grupės, gautos iš glutamato) toliau nėra, nes vėlesnės reakcijos gali patekti į bet kurį lizino molekulės galą.

Fosfenolpiruvato ir eritrozės 4-fosfato grupė


Aromatiniai žiedai nėra lengvai prieinami aplinkoje, nors benzeno žiedas yra labai stabilus. Šakotasis kelias į triptofaną, fenilalaniną ir tiroziną, atsirandantis bakterijose, grybuose ir augaluose, yra pagrindinis biologinis aromatinio žiedo susidarymo kelias. Jis vyksta uždarant alifatinio pirmtako žiedą, po kurio palaipsniui pridedamos dvigubos jungtys. Pirmieji keturi veiksmai gamina šikimatą – septynių anglies molekulę, gaunamą iš eritrozės 4-fosfato ir fosfoenolpiruvato (15 5a pav.). Šikimatas paverčiamas chorizmatu trimis etapais, į kuriuos įeina dar trys anglies atomai iš kitos fosfoenolpiruvato molekulės. Chorizmatas yra pirmasis kelio šakos taškas, kurio viena šaka veda į triptofaną, kita - į fenilalaniną ir tiroziną.
Viduje konors triptofanas atšaka (15 5b pav.), chorizmatas paverčiamas antranilatu reakcijos metu, kai glutaminas atiduoda azotą, kuris taps indolo žiedo dalimi. Tada antranilatas kondensuojasi su PRPP. Triptofano indolo žiedas yra gautas iš antranilato žiedo anglies ir amino grupės bei dviejų anglies atomų, gautų iš PRPP. Paskutinę sekos reakciją katalizuoja triptofano sintazė. Šis fermentas turi ⓬⓶ subvieneto struktūrą ir gali būti padalintas į du α subvienetus ir ⓶ subvienetus, kurie katalizuoja skirtingas bendros reakcijos dalis:

Indol-3-glicerolis + fosfatas → indolas + gliceraldehido 3-fosfatas
α subvienetas

Indolas + serinas → triptofanas + H2O
⓶ subvienetas

Antrajai reakcijos daliai reikalingas piridoksalio fosfatas (15 6 pav.). Pirmoje dalyje susidaręs indolas fermento neišskiria, o juda kanalu iš α-subvieneto aktyviosios vietos į β-subvieneto aktyviąją vietą, kur kondensuojasi su Šifo bazės tarpiniu junginiu, gautu iš serino ir PLP. Šio tipo tarpinis nukreipimas gali būti viso kelio nuo chorismato iki triptofano ypatybė. Fermentų aktyvios vietos, katalizuojančios skirtingus kelio į triptofaną etapus (kartais ne nuoseklius etapus), randamos atskiruose polipeptiduose kai kuriose grybų ir bakterijų rūšyse, o kitose yra atskiri baltymai. Be to, kai kurių šių fermentų aktyvumas reikalauja nekovalentinio ryšio su kitais fermentais. Šie stebėjimai rodo, kad visi kelio fermentai yra didelio daugiafermentinio komplekso komponentai tiek prokariotuose, tiek eukariotuose. Tokie kompleksai paprastai neišsaugomi nepažeisti, kai fermentai yra išskiriami naudojant tradicinius biocheminius metodus, tačiau šio ir daugelio kitų medžiagų apykaitos takų atveju kaupiasi įrodymų, kad egzistuoja daugiafermentiniai kompleksai.
Augaluose ir bakterijose, fenilalaninas ir tirozino yra sintetinami iš chorizmato daug mažiau sudėtingais keliais nei triptofano kelias. Dažnas tarpinis produktas yra prefenatas (15 7 pav.). Paskutinis žingsnis abiem atvejais yra transaminavimas glutamatu. Gyvūnai gali gaminti tiroziną tiesiogiai iš fenilalanino, hidroksilindami fenilo grupės C-4 fenilalanino hidroksilasŠis fermentas taip pat dalyvauja skaidant fenilalaniną.

15 5 PAVEIKSLAS
a) Chorizmato biosintezė, tarpinis produktas sintezuojant aromatines aminorūgštis bakterijose ir augaluose. Visos anglies yra gaunamos iš eritrozės 4-fosfato (šviesiai violetinio) arba fosfoenolpiruvato (rožinio). Atkreipkite dėmesį, kad NAD, reikalingas kaip kofaktorius 2 pakopoje, išsiskiria nepakitęs, reakcijos metu jis gali laikinai redukuotis iki NADH, susidarant oksiduotam reakcijos tarpiniam produktui. 6 veiksmą konkurenciškai slopina glifosatas, plačiai naudojamo herbicido Roundup veiklioji medžiaga. Herbicidas yra palyginti netoksiškas žinduoliams, kuriems trūksta šio biosintezės kelio. Cheminiai pavadinimai kvinatas, šikimatas ir chorizmatas yra kilę iš augalų, kuriuose šie tarpiniai produktai kaupiasi, pavadinimų.
b ) triptofano biosintezė iš chorizmato bakterijose ir augaluose. E. coli fermentai, katalizuojantys 1 ir 2 etapus, yra vieno komplekso subvienetai.

15 6 PAVEIKSLAS Triptofano sintazės reakcija. Šis fermentas katalizuoja daugiapakopę reakciją su kelių tipų cheminiais pertvarkymais.
1) Aldolio skilimo metu susidaro indolas ir gliceraldehido 3-fosfatas, šiai reakcijai PLP nereikia.
2) Serino dehidratacija sudaro PLP-aminoakrilato tarpinį junginį.
3) ir 4) PLP-aminoakrilatas kondensuojasi su indolu.
5) produktas hidrolizuojamas, kad išsiskirtų triptofanas.
Šios PLP palengvintos transformacijos vyksta aminorūgšties β anglies atome (C-3). β serino anglis yra prijungta prie indolo žiedo sistemos. Triptofano sintazės mechanizmas.

15 7 PAVEIKSLAS Fenilalanino ir tirozino biosintezė iš chorizmato bakterijose ir augaluose. Chorizmato pavertimas prefenatu yra retas biologinis Claiseno persitvarkymo pavyzdys.

Histidinas iš ribozės 5-fosfato


Histidinas yra gautas iš trijų pirmtakų (15 pav. 8): PRPP sudaro penkias anglies atomus, ATP purino žiedas – azotą ir anglį, o glutaminas – antrojo žiedo azotą. Pagrindiniai žingsniai yra ATP ir PRPP kondensacija, kai purino žiedo N-1 yra susietas su aktyvuotu PRPP ribozės C-1 (1 žingsnis), purino žiedo atidarymas, kuris galiausiai palieka N-1 ir C-2. adeninas, susietas su riboze (3 žingsnis) ir imidazolo žiedo susidarymas, reakcija, kurios metu glutaminas atiduoda azotą (5 žingsnis). ATP naudojimas kaip metabolitas, o ne didelės energijos kofaktorius yra neįprastas, bet ne švaistomas, nes jis dera su purino biosintezės keliu. ATP likutis, išsiskiriantis po N-1 ir C-2 perkėlimo, yra 5-aminoimidazolo-4-karboksamido ribonukleotidas (AICAR), tarpinis purino biosintezės produktas, kuris greitai perdirbamas į ATP.

15 8 PAVEIKSLAS Histidino biosintezė bakterijose ir augaluose. Atomai, gauti iš PRPP ir ATP, yra atitinkamai nuspalvinti raudonai ir mėlynai. Du iš histidino azotų yra gaunami iš glutamino ir glutamato (žalios). Atkreipkite dėmesį, kad ATP darinys, likęs po 5 žingsnio (AICAR), yra tarpinis purino biosintezės produktas, todėl ATP greitai atsinaujina.

Amino rūgščių biosintezės reguliavimas

Labiausiai reaguojantis aminorūgščių sintezės reguliavimas vyksta galutinio produkto grįžtamojo ryšio slopinimu pirmoje reakcijoje. Ši pirmoji reakcija paprastai yra negrįžtama ir katalizuojama alosterinio fermento. Bakterijose toks allosterinis aminorūgščių sintezės moduliavimas vyksta kaip atsakas kas minutę. Allosterinis reguliavimas gali būti daug sudėtingesnis. Pavyzdys yra puikus E. coli glutamino sintetazės alosterinių kontrolės priemonių rinkinys. Šeši produktai, gauti iš glutamino, yra fermento neigiamo grįžtamojo ryšio moduliatoriai, o bendras šių ir kitų moduliatorių poveikis yra daugiau nei priedas. Toks reguliavimas vadinamas suderintas slopinimas.
Kadangi 20 bendrų aminorūgščių turi būti pagamintos tinkamomis proporcijomis baltymų sintezei, ląstelės sukūrė būdus ne tik kontroliuoti atskirų aminorūgščių sintezės greitį, bet ir koordinuoti jų susidarymą. Toks koordinavimas ypač gerai išvystytas greitai augančiose bakterijų ląstelėse. 15–9 paveiksle parodyta, kaip E. coli ląstelės koordinuoja lizino, metionino, treonino ir izoleucino, pagamintų iš aspartato, sintezę. Akivaizdūs keli svarbūs slopinimo modelių tipai. Žingsnį nuo aspartato iki aspartil-β-fosfato katalizuoja trys izofermentai, kurių kiekvieną nepriklausomai valdo skirtingi moduliatoriai.
Šis fermentų įvairovė neleidžia vienam galutiniam biosintetiniam produktui sustabdyti pagrindinius kelio etapus, kai reikalingi kiti to paties kelio produktai. Žingsnius nuo aspartato β-semialdehido iki homoserino ir nuo treonino iki α-ketobutirato taip pat katalizuoja du, nepriklausomai kontroliuojami izofermentai. Vienas izocimas, skirtas aspartatui paversti aspartil-β-fosfatu, yra allosteriškai slopinamas dviejų skirtingų moduliatorių – lizino ir izoleucino, kurių veikimas yra daugiau nei adityvus – dar vienas suderinto slopinimo pavyzdys. Seka nuo aspartato iki izoleucino patiria daugkartinį, persidengiantį neigiamą grįžtamojo ryšio slopinimą, pavyzdžiui, izoleucinas slopina treonino virsmą α-ketobutiratu, o treoninas slopina savo susidarymą trijuose taškuose: iš homoserino, iš aspartato β-semialdehido, ir iš aspartato. Šis bendras reguliavimo mechanizmas vadinamas nuoseklaus grįžtamojo ryšio slopinimas.

15 9 PAVEIKSLAS Kelių aminorūgščių, gautų iš E. coli aspartato, biosintezės reguliavimo mechanizmai. Trys fermentai (A, B, C) turi dvi arba tris izofermentų formas, pažymėtas skaitiniais indeksais. Kiekvienu atveju vienas izocimas (A2, B1 ir C2) neturi allosterinio reguliavimo, šiuos izofermentus reguliuoja sintezuojamo kiekio pokyčiai. Izofermentų A2 ir B1 sintezė slopinama, kai metionino kiekis yra aukštas, o izofermento C2 sintezė slopinama, kai izoleucino kiekis yra didelis. Fermentas A yra aspartokinazė B, homoserino dehidrogenazė C, treonino dehidratazė.

SANTRAUKA

Augalai ir bakterijos sintetina visas 20 bendrų aminorūgščių. Žinduoliai gali susintetinti maždaug pusę kitų su maistu reikalingų aminorūgščių (nepakeičiamųjų aminorūgščių). Tarp neesminių aminorūgščių glutamatas susidaro redukciniu būdu aminuojant α-ketoglutaratą ir yra glutamino, prolino ir arginino pirmtakas. Alaninas ir aspartatas (taigi ir asparaginas) susidaro atitinkamai iš piruvato ir oksaloacetato transaminuojant. Serino anglies grandinė yra gaunama iš 3-fosfoglicerato. Serinas yra glicino pirmtakas, serino anglies atomas perkeliamas į tetrahidrofolatą. Mikroorganizmuose cisteinas gaminamas iš serino ir iš sulfido, susidarančio redukuojant aplinkos sulfatą. Žinduoliai gamina cisteiną iš metionino ir serino, vykdydami daugybę reakcijų, kurioms reikalingas S-adenozilmetioninas ir cistationinas. Tarp nepakeičiamų aminorūgščių aromatinės aminorūgštys (fenilalaninas, tirozinas ir triptofanas) susidaro tokiu būdu, kuriame chorizmatas užima pagrindinį šakos tašką. Fosforibozilo pirofosfatas yra triptofano ir histidino pirmtakas. Kelias į histidiną yra tarpusavyje susijęs su purino sintetiniu keliu. Tirozinas taip pat gali susidaryti hidroksilinant fenilalaniną (todėl laikomas sąlyginai būtinu). Kitų nepakeičiamų aminorūgščių keliai yra sudėtingi.Aminorūgščių biosintezės keliai yra veikiami allosterinio galutinio produkto slopinimo, reguliuojantis fermentas paprastai yra pirmasis sekoje. Koordinuojamas įvairių sintetinių būdų reguliavimas.


Turinys

Iš pagrindinio dvidešimties aminorūgščių rinkinio (neskaičiuojant selenocisteino) žmonės negali susintetinti aštuonių. Be to, laikomos aminorūgštys argininas, cisteinas, glicinas, glutaminas, histidinas, prolinas, serinas ir tirozinas. sąlygiškai būtinas, tai reiškia, kad jie paprastai nėra reikalingi su maistu, bet turi būti tiekiami išoriškai tam tikroms populiacijoms, kurios nesintetina jo pakankamais kiekiais. [2] [3] Pavyzdžiui, karbamido cikle susintetinama pakankamai arginino, kad patenkintų suaugusiojo, bet galbūt ne augančio vaiko poreikius. Aminorūgštys, kurias būtina gauti su maistu, vadinamos nepakeičiamomis aminorūgštimis. Neesminės aminorūgštys gaminasi organizme. Neesminių aminorūgščių sintezės būdai yra gana paprasti. Glutamato dehidrogenazė katalizuoja redukcinį α-ketoglutarato aminavimą į glutamatą. Daugumos aminorūgščių sintezėje vyksta transaminacijos reakcija. Šiame etape nustatomas aminorūgšties chiralumas. Alaninas ir aspartatas sintetinami atitinkamai peraminuojant piruvatą ir oksaloacetatą. Glutaminas sintetinamas iš NH4+ ir glutamato, o asparaginas sintetinamas panašiai. Prolinas ir argininas yra gaunami iš glutamato. Serinas, sudarytas iš 3-fosfoglicerato, yra glicino ir cisteino pirmtakas. Tirozinas sintetinamas hidroksilinant fenilalaniną, nepakeičiamą aminorūgštį. Nepakeičiamų aminorūgščių biosintezės keliai yra daug sudėtingesni nei neesminių.

Kortizolis slopina baltymų sintezę. [4]

Dauguma aminorūgščių sintetinamos iš α-keto rūgščių, o vėliau transaminuojamos iš kitos aminorūgšties, dažniausiai glutamato. Šioje reakcijoje dalyvaujantis fermentas yra aminotransferazė.

α-ketorūgštis + glutamatas ⇄ aminorūgštis + α-ketoglutaratas

Aminorūgščių sintezės α-ketoglutarato šeima (glutamato, glutamino, prolino ir arginino sintezė) prasideda nuo α-ketoglutarato, citrinos rūgšties ciklo tarpinio junginio. α-ketoglutarato koncentracija priklauso nuo aktyvumo ir metabolizmo ląstelėje, taip pat nuo fermentinio aktyvumo reguliavimo. Į E. coli citrato sintazė, fermentas, dalyvaujantis kondensacijos reakcijoje, inicijuojančiame citrinos rūgšties ciklą, yra stipriai slopinamas α-ketoglutarato grįžtamojo ryšio slopinimo ir gali būti slopinamas DPNH bei didelės ATP koncentracijos. [5] Tai vienas iš pradinių aminorūgščių sintezės α-ketoglutarato šeimos taisyklių.

Glutamato sintezės iš α-ketoglutarato reguliavimas yra reguliuojamas citrinų rūgšties ciklo, taip pat masės poveikio, priklausančio nuo dalyvaujančių reagentų koncentracijos, dėl grįžtamojo transamininimo ir glutamato dehidrogenazės reakcijų pobūdžio. [5]

Glutamato pavertimą glutaminu reguliuoja glutamino sintetazė (GS) ir yra pagrindinis azoto metabolizmo etapas. [5] Šis fermentas reguliuojamas mažiausiai keturiais skirtingais mechanizmais: 1. Represija ir depresija dėl azoto kiekio 2. Aktyvacija ir inaktyvacija dėl fermentinių formų (sutemptos ir atsipalaidavusios) 3. Kaupiamasis grįžtamojo ryšio slopinimas per galutinio produkto metabolitus ir 4. Pakitimai. fermento dėl adenilinimo ir dedenilinimo. [5] Turtingose ​​azoto terpėse arba augimo sąlygose, kuriose yra daug amoniako, GS lygis yra mažas, o ribiniuose amoniako kiekiuose specifinis fermento aktyvumas yra 20 kartų didesnis. [5] Fermento patvirtinimas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant, priklausomai nuo to, ar GS yra įtemptos ar atsipalaidavusios. Įtempta GS forma yra visiškai aktyvi, tačiau pašalinus manganą fermentas paverčiamas atsipalaidavusia būsena. Specifinė konformacinė būsena atsiranda dėl specifinių dvivalenčių katijonų surišimo ir taip pat susijusi su adenilavimu. [5] GS grįžtamasis ryšys slopinamas dėl kelių metabolitų, įskaitant L-triptofaną, L-histidiną, AMP, CTP, gliukozamino-6-fosfatą ir karbamilfosfatą, alaniną ir gliciną, suminio grįžtamojo ryšio. [5] Bet kurio vieno produkto perteklius atskirai neslopina fermento, tačiau visų galutinių produktų derinys arba kaupimasis stipriai slopina glutamino sintezę. [5] Glutamino sintazės aktyvumas taip pat slopinamas adenilinant. Adenilinimo aktyvumą katalizuoja bifunkcinis adenililtransferazės/adenililo šalinimo (AT/AR) fermentas. Glutaminas ir reguliuojantis baltymas, vadinamas PII, kartu skatina adenilinimą. [6]

Prolino biosintezės reguliavimas gali priklausyti nuo pradinio valdymo žingsnio per neigiamą grįžtamojo ryšio slopinimą. [7] In E. coli, prolinas allosteriškai slopina glutamato 5-kinazę, kuri katalizuoja reakciją iš L-glutamato į nestabilų tarpinį L-γ-glutamilo fosfatą. [7]

Arginino sintezėje taip pat naudojamas neigiamas grįžtamasis ryšys ir slopinimas per represorių, užkoduotą geno argR. Genų produktas argR, ArgR yra aporepresorius ir argininas kaip korepresorius veikia arginino biosintezės operoną. Represijos laipsnį lemia represoriaus baltymo koncentracija ir korepresoriaus lygis. [8]

Fenilalaninas, tirozinas ir triptofanas, aromatinės aminorūgštys, atsiranda iš chorismato. Pirmajame etape, kondensuojant 3-deoksi-D-arabino-heptulozono rūgšties 7-fosfatą (DAHP) iš PEP/E4P, naudojami trys izofermentai AroF, AroG ir AroH. Kiekvieno iš jų sintezė reguliuojama atitinkamai iš tirozino, fenilalanino ir triptofano. Atrodo, kad likę fermentai bendrame kelyje (DAHP pavertimas chorizmatu) yra sintezuojami konstituciškai, išskyrus šikimato kinazę, kurią šikimatas gali slopinti linijiniu mišriu slopinimu.

Tirozinas ir fenilalaninas yra biosintetinami iš prefenato, kuris paverčiamas aminorūgščiai specifiniu tarpiniu junginiu. Šį procesą tarpininkauja fenilalanino (PheA) arba tirozino (TyrA) specifinė chorismato mutazės-prefenato dehidrogenazė. PheA naudoja paprastą dehidrogenazę, kad paverstų prefenatą į fenilpiruvatą, o TyrA naudoja nuo NAD priklausomą dehidrogenazę, kad gautų 4-hidroksifenilpiruvatą. Tiek PheA, tiek TyrA grįžtamąjį ryšį slopina atitinkamos aminorūgštys. Tiroziną transkripcijos lygiu taip pat gali slopinti TyrR represorius. TyrR jungiasi prie TyrR dėžučių operone šalia geno, kurį nori represuoti, promotoriaus.

Triptofano biosintezė apima chorizmato pavertimą antranilatu naudojant antranilato sintazę. Šiam fermentui reikalingas arba glutaminas kaip amino grupės donoras, arba pats amoniakas. Antranilato sintazę reguliuoja trpE ir trpG genų produktai. trpE koduoja pirmąjį subvienetą, kuris jungiasi su chorizmatu ir perkelia amino grupę iš donoro į chorizmato. trpG koduoja antrąjį subvienetą, kuris palengvina amino grupės perkėlimą iš glutamino. Antranilato sintazę taip pat reguliuoja grįžtamojo ryšio slopinimas: triptofanas yra TrpR represoriaus korepresorius.

Oksaloacetato / aspartato aminorūgščių šeimą sudaro lizinas, asparaginas, metioninas, treoninas ir izoleucinas. Aspartatas gali būti paverstas lizinu, asparaginu, metioninu ir treoninu. Treoninas taip pat sukelia izoleuciną. Susiję fermentai yra reguliuojami slopinant grįžtamąjį ryšį ir (arba) slopinant genetinį lygmenį. Kaip būdinga labai šakotiems metabolizmo keliams, papildomas reguliavimas kiekviename kelio šakos taške. Šio tipo reguliavimo schema leidžia kontroliuoti bendrą aspartato kelio srautą, be bendro atskirų aminorūgščių srauto. Aspartato kelias naudoja L-asparto rūgštį kaip ketvirtadalio aminorūgščių statybinių blokų biosintezės pirmtaką.

Aspartatas Redaguoti

Aspartato biosintezė dažnai apima oksaloacetato transamininimą.

Fermentas aspartokinazė, katalizuojantis aspartato fosforilinimą ir inicijuojantis jo pavertimą kitomis aminorūgštimis, gali būti suskaidytas į 3 izofermentus – AK-I, II ir III. AK-I slopina treoninas, o AK-II ir III slopina lizinas. Kaip šalutinė pastaba, AK-III katalizuoja asparto rūgšties fosforilinimą, kuris yra atsakingas žingsnis šiame biosintezės kelyje. Aspartatkinazė sumažėja dėl treonino arba lizino buvimo.

Lizinas Redaguoti

Lizinas sintetinamas iš aspartato diaminopimelato (DAP) būdu. Pradinius du DAP kelio etapus katalizuoja aspartokinazė ir aspartato semialdehido dehidrogenazė. Šie fermentai atlieka pagrindinį vaidmenį lizino, treonino ir metionino biosintezėje. Yra dvi bifunkcinės aspartokinazės / homoserino dehidrogenazės, ThrA ir MetL, be monofunkcinės aspartokinazės LysC. Aspartokinazės genų transkripciją reguliuoja vėliau pagamintų aminorūgščių, lizino, treonino ir metionino, koncentracijos. Kuo didesnė šių aminorūgščių koncentracija, tuo mažiau genas transkribuojamas. ThrA ir LysC taip pat slopina treoninas ir lizinas. Galiausiai, DAP dekarboksilazė LysA tarpininkauja paskutiniam lizino sintezės etapui ir yra būdinga visoms tirtoms bakterijų rūšims. Aspartato kinazės (AK), kuri katalizuoja aspartato fosforilinimą ir inicijuoja jo pavertimą kitomis aminorūgštimis, susidarymą taip pat slopina lizinas ir treoninas, o tai neleidžia susidaryti aminorūgštims, gautoms iš aspartato. Be to, didelė lizino koncentracija slopina dihidrodipikolinato sintazės (DHPS) aktyvumą. Taigi, be to, kad lizinas slopina pirmąjį aspartatų šeimų biosintezės kelio fermentą, lizinas taip pat slopina pirmojo fermento po šakos taško, t. y. fermento, kuris yra specifinis paties lizino sintezei, aktyvumą.

Asparaginas Redaguoti

Asparagino biosintezė prasideda aspartatu, naudojant fermentą transaminazę. Fermentas asparagino sintetazė gamina asparaginą, AMP, glutamatą ir pirofosfatą iš aspartato, glutamino ir ATP. Asparagino sintetazės reakcijoje ATP naudojamas aspartatui suaktyvinti, sudarydamas β-aspartil-AMP. Glutaminas dovanoja amonio grupę, kuri reaguoja su β-aspartil-AMP, sudarydama asparaginą ir laisvą AMP.

Bakterijose randamos dvi asparagino sintetazės. Abu yra vadinami AsnC baltymu. Juos koduoja genai AsnA ir AsnB. AsnC yra reguliuojamas autogeniškai, tai yra vieta, kur struktūrinio geno produktas reguliuoja operono, kuriame yra genai, ekspresiją. AsnC stimuliuojantį poveikį AsnA transkripcijai sumažina asparaginas. Tačiau asparaginas neturi įtakos AsnC autoreguliavimui.

Metioninas Redaguoti

Metionino biosintezė yra griežtai reguliuojama. Represoriaus baltymas MetJ, bendradarbiaudamas su korepresoriaus baltymu S-adenozil-metioninu, tarpininkauja metionino biosintezės slopinimui. Reguliatorius MetR reikalingas MetE ir MetH genų ekspresijai ir veikia kaip šių genų transkripcijos transaktyvatorius. MetR transkripcijos aktyvumą reguliuoja homocisteinas, kuris yra metabolinis metionino pirmtakas. Taip pat žinoma, kad vitaminas B12 gali slopinti MetE geno ekspresiją, kurią tarpininkauja MetH holofermentas.

Treoninas Redaguoti

Augaluose ir mikroorganizmuose treoninas sintetinamas iš asparto rūgšties per α-aspartil-semialdehidą ir homoseriną. Homoserinas patiria O- fosforilinimas, šis fosfato esteris yra hidrolizuojamas kartu su OH grupės perkėlimu. [9] Fermentai, dalyvaujantys tipinėje treonino biosintezėje, yra aspartokinazė, β-aspartato semialdehido dehidrogenazė, homoserino dehidrogenazė, homoserino kinazė, treonino sintazė.

Treonino biosintezė reguliuojama alosteriniu jo pirmtako homoserino reguliavimu, struktūriškai keičiant fermentą homoserino dehidrogenazę. Ši reakcija vyksta pagrindiniame kelio šakos taške, o substratas homoserinas yra lizino, metionino, treonino ir izoleucino biosintezės pirmtakas. Didelis treonino kiekis lemia žemą homoserino sintezės lygį. Aspartato kinazės (AK), kuri katalizuoja aspartato fosforilinimą ir inicijuoja jo pavertimą kitomis aminorūgštimis, sintezę slopina lizinas, izoleucinas ir treoninas, o tai trukdo aminorūgščių, gautų iš aspartato, sintezei. Taigi treoninas ne tik slopina pirmąjį aspartatų šeimų biosintezės kelio fermentą, bet ir slopina pirmojo fermento po šakos taško, t.y. fermento, kuris yra specifinis paties treonino sintezei, aktyvumą.

Izoleucinas Redaguoti

Augaluose ir mikroorganizmuose izoleucinas yra biosintetinamas iš piruvo rūgšties ir alfa-ketoglutarato. Šioje biosintezėje dalyvaujantys fermentai yra acetolaktato sintazė (taip pat žinoma kaip acetohidroksirūgšties sintazė), acetohidroksirūgšties izomeroreduktazė, dihidroksirūgšties dehidratazė ir valino aminotransferazė. [10]

Kalbant apie reguliavimą, fermentai treonino deaminazė, dihidroksirūgšties dehidrazė ir transaminazė yra kontroliuojami galutinio produkto reguliavimo. y., izoleucino buvimas sumažins treonino biosintezės reguliavimą. Dėl didelės izoleucino koncentracijos taip pat sumažėja aspartato virtimo tarpiniu aspartilfosfatu reguliavimas, todėl sustabdoma tolesnė lizino, metionino, treonino ir izoleucino biosintezė.

Histidino sintezė E. coli yra sudėtingas kelias, apimantis keletą fermentų. Sintezė prasideda nuo 5-fosforibozil-pirofosfato (PRPP) fosforilinimo, kurį katalizuoja ATP-fosforibozilo transferazė. Fosforibozilo-ATP virsta fosforibozil-AMP (PRAMP). Tada His4 katalizuoja fosforibozilformiminoAICAR-fosfato susidarymą, kuris vėliau His6 geno produktu paverčiamas fosforibulozilformimino-AICAR-P. [11] His7 suskaido fosforibulozilformimino-AICAR-P, kad susidarytų D-eritro-imidazolo-glicerolio-fosfato. Po to His3 sudaro imidazolo acetolio fosfatą, išskiriantį vandenį. His5 tada daro L-histidinolio fosfatas, kuris vėliau hidrolizuojamas His2 ir susidaro histidinolis. His4 katalizuoja oksidaciją L- susidaryti histidinoliui L-histidinas, aminoaldehidas. Paskutiniame žingsnyje L-histidinas paverčiamas į L-histidinas. [11] [12]

Apskritai histidino biosintezė augaluose ir mikroorganizmuose yra labai panaši. [13] [14]

HisG → HisE/HisI → HisA → HisH → HisF → HisB → HisC → HisB → HisD (HisE/I ir HisB yra dvifunkciniai fermentai)

Fermentai yra užkoduoti jo operone. Šis operonas turi atskirą lyderių sekos bloką, vadinamą 1 bloku:

Ši lyderių seka yra svarbi histidino reguliavimui E. coli. The jo operonas veikia pagal koordinuoto reguliavimo sistemą, kurioje visi genų produktai bus vienodai slopinami arba slopinami. Pagrindinis histidino sintezės slopinimo arba derepresijos veiksnys yra histidino įkrautų tRNR koncentracija. Histidino reguliavimas iš tikrųjų yra gana paprastas, atsižvelgiant į jo biosintezės kelio sudėtingumą ir labai panašus į triptofano reguliavimą. Šioje sistemoje visą lyderio seką sudaro 4 blokai vienas kitą papildančių gijų, galinčių sudaryti plaukų segtukų kilpų struktūras. [14] Pirmasis blokas, parodytas aukščiau, yra reguliavimo raktas. Kai histidino įkrautos tRNR lygis ląstelėje yra mažas, ribosoma sustos ties His liekanų eilute 1 bloke. Šis ribosomos sustojimas leis komplementarioms 2 ir 3 sruogoms suformuoti plaukų segtuko kilpą. Kilpa, sudaryta iš 2 ir 3 gijų, sudaro antiterminatorių ir vertimą jo genai tęsis ir bus gaminamas histidinas. Tačiau kai histidino įkrautos tRNR lygis yra aukštas, ribosoma neužstos ties 1 bloku, tai neleis 2 ir 3 sruogoms suformuoti plaukų segtuko. Vietoj to, 3 ir 4 sruogos sudarys plaukų segtuko kilpą toliau nuo ribosomos. Plaukų segtuko kilpa, sudaryta iš 3 ir 4 sruogų, yra baigiamoji kilpa, kai ribosoma susiliečia su kilpa, ji bus „numušta“ nuo transkripto. Kai ribosoma pašalinama, jo genai nebus transliuojami ir ląstelė negamins histidino. [15]

Serine Redaguoti

Serinas yra pirmoji pagaminta aminorūgštis šioje šeimoje, vėliau ji modifikuojama, kad susidarytų ir glicinas, ir cisteinas (ir daugelis kitų biologiškai svarbių molekulių). Serinas susidaro iš 3-fosfoglicerato tokiu būdu:

3-fosfogliceratas → fosfohidroksil-piruvatas → fosfoserinas → serinas

Konvertavimas iš 3-fosfoglicerato į fosfohidroksilpiruvatą pasiekiamas naudojant fermentą fosfoglicerato dehidrogenazę. Šis fermentas yra pagrindinis reguliavimo žingsnis šiame kelyje. Fosfoglicerato dehidrogenazę reguliuoja serino koncentracija ląstelėje. Esant didelėms koncentracijoms, šis fermentas bus neaktyvus ir serinas nebus gaminamas. Esant mažoms serino koncentracijoms, fermentas bus visiškai aktyvus ir seriną gamins bakterija. [16] Kadangi serinas yra pirmoji aminorūgštis, pagaminta šioje šeimoje, tiek glicinas, tiek cisteinas bus reguliuojami pagal turimą serino koncentraciją ląstelėje. [17]

Glicinas Redaguoti

Glicinas yra biosintetinamas iš serino, katalizuojamas serino hidroksimetiltransferazės (SHMT). Fermentas efektyviai pakeičia hidroksimetilo grupę vandenilio atomu.

SHMT koduoja genas glyA. Reguliavimas glyA yra sudėtingas ir žinoma, kad jame yra serino, glicino, metionino, purinų, timino ir folatų. Visas mechanizmas dar turi būti išaiškintas. [18] Žinoma, kad metionino geno produktas MetR ir metionino tarpinis homocisteinas teigiamai reguliuoja glyA. Homocisteinas yra koaktyvatorius glyA ir turi veikti kartu su MetR. [18] [19] Kita vertus, PurR, baltymas, kuris vaidina vaidmenį purino sintezėje ir S-adeno-silmetioninas, sumažina reguliavimą. glyA. PurR jungiasi tiesiogiai su kontroliniu regionu glyA ir veiksmingai išjungia geną, kad bakterija negamintų glicino.

Cisteinas Redaguoti

Genai, reikalingi cisteino sintezei, yra užkoduoti cys regulonas. Sieros integraciją teigiamai reguliuoja CysB. Veiksmingi šio regulono induktoriai yra N-acetilserinas (NAS) ir labai nedideli redukuotos sieros kiekiai. CysB veikia prisijungdamas prie DNR pusinių vietų cys regulonas. Šių puslapių kiekis ir išdėstymas skiriasi priklausomai nuo dominančio reklamuotojo.Tačiau yra viena pusė saugomos vietos. Jis yra tiesiai prieš srovę nuo promotoriaus -35 vietos. Taip pat yra keletas priedų svetainių, atsižvelgiant į reklamuotoją. Jei nėra induktoriaus, NAS, CysB suriš DNR ir padengs daugelį pagalbinių pusinių vietų. Be papildomų pusinių vietų regulonas negali būti perrašytas ir cisteinas nebus gaminamas. Manoma, kad NAS buvimas sukelia CysB konformacinius pokyčius. Šis konformacinis pokytis leidžia CysB tinkamai prisijungti prie visų pusinių vietų ir sukelia RNR polimerazės įdarbinimą. Tada RNR polimerazė transkribuos cys bus gaminamas regulonas ir cisteinas.

Tačiau šiam keliui reikalingas tolesnis reglamentavimas. CysB gali reguliuoti savo transkripciją, prisijungdamas prie savo DNR sekos ir blokuodamas RNR polimerazę. Tokiu atveju NAS veiks, kad neleistų CysB prisijungti prie savo DNR sekos. OAS yra NAS pirmtakas, pats cisteinas gali slopinti CysE, kuris sukuria OAS. Be būtinos OAS NAS nebus gaminamas ir cisteinas nebus gaminamas. Yra dar du neigiami cisteino reguliatoriai. Tai yra sulfido ir tiosulfato molekulės, kurios jungiasi prie CysB ir konkuruoja su NAS dėl CysB prisijungimo. [20]

Piruvatas, galutinis glikolizės rezultatas, gali būti įtrauktas į TCA ciklą ir fermentacijos procesus. Reakcijos, prasidedančios viena arba dviem piruvato molekulėmis, sukelia alanino, valino ir leucino sintezę. Galutinių produktų grįžtamojo ryšio slopinimas yra pagrindinis slopinimo būdas E. coli, ilvEDA operonas taip pat vaidina svarbų vaidmenį šiame reglamente.

Alanine Edit

Alaninas gaunamas transaminuojant vieną piruvato molekulę, naudojant du alternatyvius etapus: 1) glutamatą paverčiant α-ketoglutaratu, naudojant glutamato-alanino transaminazę, ir 2) valino pavertimą α-ketoizovaleratu per transaminazę C.

Nedaug žinoma apie alanino sintezės reguliavimą. Vienintelis aiškus metodas yra bakterijos gebėjimas slopinti transaminazės C aktyvumą valinu arba leucinu (žr. ilvEDA operonas). Be to, neatrodo, kad alanino biosintezė būtų reguliuojama. [21]

Valine Edit

Valinas gaminamas keturių fermentų keliu. Jis prasideda dviejų ekvivalentų piruvato kondensacija, kurią katalizuoja acetohidroksirūgšties sintazė, ir susidaro α-acetolaktatas. Antrasis etapas apima nuo NADPH + priklausomą α-acetolaktato redukciją ir metilo grupių migraciją, kad susidarytų α, β-dihidroksiizovaleratas. Tai katalizuoja acetohidroksiizomeroreduktazė. Trečias žingsnis yra α, β-dihidroksiizovalerato dehidratacija, katalizuojama dihidroksirūgšties dehidrazės. Ketvirtajame ir paskutiniame etape gautas α-ketoizovaleratas yra transaminuojamas, katalizuojamas alanino-valino transaminazės arba glutamato-valino transaminazės. Valino biosintezė priklauso nuo grįžtamojo ryšio slopinimo gaminant acetohidroksirūgšties sintazę. [21]

Leucine Redaguoti

Leucino sintezės kelias skiriasi nuo valino kelio, pradedant α-ketoizovaleratu. α-izopropilmalato sintazė katalizuoja šią kondensaciją su acetilo CoA, kad susidarytų α-izopropilmalatas. Izomerazė paverčia α-izopropilmalatą β-izopropilmalatu. Trečias žingsnis yra nuo NAD + priklausoma β-izopropilmalato oksidacija, katalizuojama dehidrogenazės. Paskutinis etapas yra α-ketoizokaproato transamininimas, veikiant glutamato-leucino transaminazei.

Leucinas, kaip ir valinas, reguliuoja pirmąjį savo kelio žingsnį, slopindamas α-izopropilmalato sintazės veikimą. [21] Kadangi leucinas sintetinamas nukrypstant nuo valino sintezės kelio, grįžtamasis valino slopinimas jo kelyje taip pat gali slopinti leucino sintezę.

IlvEDA operonas Redaguoti

Genai, koduojantys ir dihidroksirūgšties dehidrazę, naudojamą kuriant α-ketoizovaleratą ir transaminazę E, ir kitus fermentus, yra užkoduoti ilvEDA operone. Šį operoną suriša ir inaktyvuoja valinas, leucinas ir izoleucinas. (Izoleucinas nėra tiesioginis piruvato darinys, bet gaminamas naudojant daugelį tų pačių fermentų, naudojamų valinui ir netiesiogiai leucinui gaminti.) Kai vienos iš šių aminorūgščių kiekis yra ribotas, genas, toliausiai nutolęs nuo aminorūgšties. šio operono surišimo vieta gali būti transkribuota. Kai antroji iš šių aminorūgščių yra ribota, gali būti transkribuojamas kitas arčiausiai surišimo vietos esantis genas ir pan. [21]

Komercinė aminorūgščių gamyba paprastai priklauso nuo mutantinių bakterijų, kurios per daug gamina atskiras aminorūgštis, naudodamos gliukozę kaip anglies šaltinį. Kai kurios aminorūgštys susidaro fermentiškai konvertuojant sintetinius tarpinius produktus. Pavyzdžiui, 2-aminotiazolin-4-karboksirūgštis yra tarpinis produktas pramoninėje L-cisteino sintezėje. Asparto rūgštis gaunama pridedant amoniako į fumaratą naudojant liazę. [22]


Augaliniai aminorūgščių vitaminai: biosintezė ir funkcija

Vitaminai yra būtini organiniai junginiai žmonėms, praradę galimybę juos de novo sintetinti. Taigi jie atitinka mitybos poreikius, kuriuos patenkina augalai kaip pagrindinis daugumos vitaminų šaltinis (iš maisto ar gyvulių pašaro). Daugumoje augalų sintezuojamų vitaminų aminorūgštys yra pirmtakai (B1, B2, B3, B5, B7, B9 ir E) ir todėl yra susiję su augalų azoto metabolizmu. Aminorūgštys vaidina skirtingą vaidmenį jų biosintezėje ir metabolizme, įtrauktos į vitamino pagrindą arba kaip amino, sieros ar vienos anglies grupės donorės. Natūralus vitaminų kiekis pasėliuose labai skiriasi, o jo naudojimas veisiant, metabolizmo inžinerijos ir agrotechnikos būdu gali pagerinti jų maistinę kokybę. Nors pagrindiniai biocheminiai vitaminų, kaip kosubstratų ar kofaktorių, vaidmenys dažniausiai būdingi daugumai eukariotų, vitaminų B ir E poveikis medžiagų apykaitai ir fiziologijai augalams ir gyvūnams gali būti gana skirtingas. Pirmiausia mes siekiame apžvelgti aminorūgščių kilmės vitaminų biosintezę augaluose, ypatingą dėmesį skirdami tam, kaip šias žinias galima panaudoti siekiant padidinti vitaminų kiekį pasėliuose. Antra, mes sutelksime dėmesį į šių vitaminų funkcijas tiek augaluose, tiek gyvūnuose (ir ypač žmonėms), kad atskleistume bendrus ir specifinius vitaminų vaidmenis evoliuciniuose tolimuose organizmuose, kuriuose šie iš amino rūgščių gauti vitaminai atlieka esminį vaidmenį. vaidmenį.

Tai prenumeruojamo turinio peržiūra, prieiga per jūsų įstaigą.


  • Apie šią Knygą
    • Viršelis
    • Pusantraštis
    • Titulinis puslapis
    • Autorių teisės
    • Atsidavimas
    • Apie Autorius
    • Pastaba apie mokslo prigimtį
    • Pagrindinių funkcijų apžvalga
    • Priemonės ir ištekliai mokymui palaikyti
    • Padėkos
    • Turinys trumpai
    • Turinys
    • 1.1 Korinio ryšio pamatai
      • Ląstelės yra visų gyvų organizmų struktūriniai ir funkciniai vienetai
      • Ląstelių matmenis riboja difuzija
      • Organizmai priklauso trims skirtingoms gyvybės sritims
      • Organizmai labai skiriasi savo energijos šaltiniais ir biosintetiniais pirmtakais
      • Bakterinės ir archealinės ląstelės turi bendrų savybių, tačiau skiriasi svarbiais būdais
      • Eukariotinės ląstelės turi daugybę membraninių organelių, kurias galima išskirti tyrimams
      • Citoplazma yra organizuota citoskeleto ir yra labai dinamiška
      • Ląstelės sukuria supramolekulines struktūras
      • In vitro tyrimai gali nepastebėti svarbios molekulių sąveikos
      • Biomolekulės yra anglies junginiai su įvairiomis funkcinėmis grupėmis
      • Ląstelėse yra universalus mažų molekulių rinkinys
      • Makromolekulės yra pagrindinės ląstelių sudedamosios dalys
      • Trimatė struktūra apibūdinama konfigūracija ir konformacija
      • Sąveika tarp biomolekulių yra stereospecifinė
      • Gyvi organizmai egzistuoja dinamiškai pastovioje būsenoje, niekada nėra pusiausvyroje su juos supančia aplinka
      • Organizmai transformuoja energiją ir medžiagą iš savo aplinkos
      • Tvarkai sukurti ir palaikyti reikia darbo ir energijos
      • Energijos jungčių reakcijos biologijoje
      • K[eq] ir ?G° yra reakcijos tendencijos spontaniškai vykti matai
      • Fermentai skatina cheminių reakcijų sekas
      • Metabolizmas reguliuojamas siekiant pusiausvyros ir ekonomiškumo
      • Genetinis tęstinumas priklauso nuo vienos DNR molekulės
      • DNR struktūra leidžia ją replikuoti ir taisyti beveik tobulai
      • Linijinė seka DNR koduoja baltymus su trimatėmis struktūromis
      • Paveldimų nurodymų pakeitimai leidžia vystytis
      • Biomolekulės pirmą kartą atsirado cheminės evoliucijos būdu
      • RNR arba susiję pirmtakai galėjo būti pirmieji genai ir katalizatoriai
      • Biologinė evoliucija prasidėjo daugiau nei prieš tris su puse milijardo metų
      • Pirmoji ląstelė, kuri tikriausiai naudojo neorganinį kurą
      • Eukariotinės ląstelės išsivystė iš paprastesnių pirmtakų keliais etapais
      • Molekulinė anatomija atskleidžia evoliucinius ryšius
      • Funkcinė genomika parodo genų paskirstymą specifiniams ląstelių procesams
      • Genominiai palyginimai turi vis didesnę reikšmę medicinoje
      • Pagrindinės sąlygos
      • Problemos
      • 2 skyrius Vanduo, gyvybės tirpiklis
        • 2.1 Silpna sąveika vandeninėse sistemose
          • Vandenilinis ryšys suteikia vandeniui neįprastų savybių
          • Vanduo sudaro vandenilinius ryšius su poliarinėmis tirpiosiomis medžiagomis
          • Vanduo elektrostatiškai sąveikauja su įkrautomis tirpiosiomis medžiagomis
          • Nepolinės dujos blogai tirpsta vandenyje
          • Nepoliniai junginiai verčia energetiškai nepalankius vandens struktūros pokyčius
          • van der Waals sąveika yra silpna tarpatominė atrakcija
          • Silpna sąveika yra labai svarbi makromolekulinei struktūrai ir funkcijai
          • Koncentruotos tirpios medžiagos sukuria osmosinį slėgį
          • Grynas vanduo yra šiek tiek jonizuotas
          • Vandens jonizacija išreiškiama pusiausvyros konstanta
          • PH skalė nurodo H[+] ir H[-] koncentracijas
          • Silpnosios rūgštys ir bazės turi būdingas rūgščių disociacijos konstantas
          • Titravimo kreivės atskleidžia silpnųjų rūgščių p[Ka]
          • Buferiai yra silpnų rūgščių ir jų konjuguotų bazių mišiniai
          • Hendersono-Hasselbalcho lygtis sieja pH, p[Ka] ir buferio koncentraciją
          • Silpnos rūgštys arba bazės apsaugo ląsteles ir audinius nuo pH pokyčių
          • Negydomas diabetas sukelia gyvybei pavojingą acidozę
          • Pagrindinės sąlygos
          • Problemos
          • 3.1 Amino rūgštys
            • Amino rūgštys turi bendrų struktūrinių savybių
            • Amino rūgščių likučiai baltymuose yra L stereoizomerai
            • Aminorūgštys gali būti klasifikuojamos pagal R grupę
            • Nedažnos aminorūgštys taip pat turi svarbių funkcijų
            • Amino rūgštys gali veikti kaip rūgštys ir bazės
            • Amino rūgštys skiriasi savo rūgščių ir bazių savybėmis
            • Peptidai yra aminorūgščių grandinės
            • Peptidai gali būti atskirti pagal jų jonizacijos elgesį
            • Biologiškai aktyvūs peptidai ir polipeptidai yra įvairių dydžių ir sudėties
            • Kai kuriuose baltymuose yra kitų cheminių grupių nei aminorūgštys
            • Baltymus galima atskirti ir išvalyti
            • Baltymus galima atskirti ir apibūdinti elektroforezės būdu
            • Neatskirti baltymai aptinkami ir kiekybiškai įvertinami pagal jų funkcijas
            • Baltymų funkcija priklauso nuo jo aminorūgščių sekos
            • Baltymų struktūra tiriama naudojant metodus, kurie išnaudoja baltymų chemiją
            • Masių spektrometrija suteikia informacijos apie molekulinę masę, aminorūgščių seką ir visas proteomas
            • Maži peptidai ir baltymai gali būti chemiškai susintetinti
            • Aminorūgščių sekos suteikia svarbios biocheminės informacijos
            • Baltymų sekos padeda išsiaiškinti gyvybės Žemėje istoriją
            • Pagrindinės sąlygos
            • Problemos
            • 4.1 Baltymų struktūros apžvalga
              • Baltymų konformaciją daugiausia stabilizuoja silpna sąveika
              • Hidrofobinių aminorūgščių pakavimas toli nuo vandens skatina baltymų lankstymą
              • Poliarinės grupės prisideda prie vandenilinių ryšių ir jonų porų baltymų lankstymo
              • Atskiros van der Waals sąveikos yra silpnos, tačiau derinamos, kad būtų skatinamas sulankstymas
              • Peptidinė jungtis yra standi ir plokščia
              • a Helix yra įprasta baltymų antrinė struktūra
              • Amino rūgščių seka turi įtakos a spiralės stabilumui
              • ß konformacija suskirsto polipeptidines grandines į lakštus
              • ß Posūkiai yra dažni baltymuose
              • Įprastos antrinės struktūros turi būdingus dvikampius kampus
              • Įprastas antrines struktūras galima įvertinti cirkuliaciniu dichroizmu
              • Pluoštiniai baltymai yra pritaikyti struktūrinei funkcijai
              • Struktūrinė įvairovė atspindi funkcinę įvairovę rutuliniuose baltymuose
              • Mioglobinas suteikė ankstyvų įkalčių apie rutulinio baltymo struktūros sudėtingumą
              • Rutuliniai baltymai turi įvairių tretinių struktūrų
              • Kai kurie baltymai arba baltymų segmentai yra iš esmės sutrikę
              • Baltymų motyvai yra baltymų struktūrinės klasifikacijos pagrindas
              • Baltymų kvarterinės struktūros – nuo ​​paprastų dimerų iki didelių kompleksų
              • Dėl baltymų struktūros praradimo prarandama funkcija
              • Aminorūgščių seka lemia tretinę struktūrą
              • Polipeptidai greitai susilanksto laipsniškai
              • Kai kurie baltymai yra sulankstomi pagalbiniu būdu
              • Baltymų lankstymo defektai yra daugelio žmogaus genetinių sutrikimų molekulinis pagrindas
              • Rentgeno spindulių difrakcija sukuria elektronų tankio žemėlapius iš baltymų kristalų
              • Atstumai tarp baltymų atomų gali būti išmatuoti pagal branduolinį magnetinį rezonansą
              • Tūkstančiai atskirų molekulių naudojami struktūroms nustatyti krioelektronine mikroskopija
              • Pagrindinės sąlygos
              • Problemos
              • 5.1 Grįžtamasis baltymo prisijungimas prie ligando: deguonį surišantys baltymai
                • Deguonis gali prisijungti prie hemo protezų grupės
                • Globinai yra deguonį surišančių baltymų šeima
                • Mioglobinas turi vieną deguonies surišimo vietą
                • Baltymų ir ligandų sąveiką galima apibūdinti kiekybiškai
                • Baltymų struktūra įtakoja, kaip ligandai jungiasi
                • Hemoglobinas perneša deguonį kraujyje
                • Hemoglobino subvienetai yra struktūriškai panašūs į mioglobiną
                • Surišant deguonį hemoglobinas patiria struktūrinius pokyčius
                • Hemoglobinas bendradarbiauja suriša deguonį
                • Bendradarbiavimo ligandų surišimas gali būti apibūdintas kiekybiškai
                • Du modeliai siūlo kooperacinio surišimo mechanizmus
                • Hemoglobinas taip pat perneša H[+] ir CO[2]
                • Deguonies prisijungimą prie hemoglobino reguliuoja 2,3-bisfosfogliceratas
                • Pjautuvinė anemija yra molekulinė hemoglobino liga
                • Imuninis atsakas apima specializuotą ląstelių ir baltymų rinkinį
                • Antikūnai turi dvi identiškas antigeno surišimo vietas
                • Antikūnai tvirtai ir specifiškai jungiasi su antigenu
                • Antikūnų ir antigenų sąveika yra įvairių svarbių analizės procedūrų pagrindas
                • Pagrindiniai raumenų baltymai yra miozinas ir aktinas
                • Papildomi baltymai suskirsto plonus ir storus siūlus į tvarkingas struktūras
                • Myozino storio siūlai slysta išilgai plonų aktino gijų
                • Pagrindinės sąlygos
                • Problemos
                • 6.1 Įvadas į fermentus
                  • Dauguma fermentų yra baltymai
                  • Fermentai klasifikuojami pagal jų katalizuojamas reakcijas
                  • Fermentai veikia reakcijos greitį, o ne pusiausvyrą
                  • Reakcijos greitis ir pusiausvyra turi tikslius termodinamines apibrėžimus
                  • Keletas principų paaiškina fermentų katalizinę galią ir specifiškumą
                  • Nekovalentinė fermento ir substrato sąveika optimizuojama pereinamojoje būsenoje
                  • Kovalentinė sąveika ir metalų jonai prisideda prie katalizės
                  • Substrato koncentracija turi įtakos fermentų katalizuojamų reakcijų greičiui
                  • Ryšys tarp substrato koncentracijos ir reakcijos greičio gali būti išreikštas Michaelis-Menten lygtimi
                  • Michaelis-Menten kinetika gali būti analizuojama kiekybiškai
                  • Kinetiniai parametrai naudojami fermentų aktyvumui palyginti
                  • Daugelis fermentų katalizuoja reakcijas su dviem ar daugiau substratų
                  • Fermentų aktyvumas priklauso nuo pH
                  • Pasirengimo pastoviosios būsenos kinetika gali būti konkrečių reakcijos etapų įrodymas
                  • Fermentai yra slopinami grįžtamai arba negrįžtamai
                  • Chimotripsino mechanizmas apima Ser likučio acilinimą ir deacilinimą
                  • Proteazės mechanizmų supratimas veda prie naujų ŽIV infekcijos gydymo būdų
                  • Heksokinazė susilieja su substratu
                  • Enolazės reakcijos mechanizmui reikalingi metalo jonai
                  • Fermentų mechanizmo supratimas sukuria naudingų antibiotikų
                  • Allosteriniai fermentai patiria konformacinius pokyčius, reaguodami į moduliatoriaus surišimą
                  • Allosterinių fermentų kinetinės savybės skiriasi nuo Michaelis-Menten elgesio
                  • Kai kuriuos fermentus reguliuoja grįžtamasis kovalentinis modifikavimas
                  • Fosforilo grupės veikia fermentų struktūrą ir katalizinį aktyvumą
                  • Keletas fosforilinimo būdų užtikrina puikią reguliavimo kontrolę
                  • Kai kurie fermentai ir kiti baltymai yra reguliuojami proteolitiniu fermento pirmtako skilimu
                  • Proteolitiškai aktyvuotų zimogenų kaskada sukelia kraujo krešėjimą
                  • Kai kurie reguliavimo fermentai naudoja keletą reguliavimo mechanizmų
                  • Pagrindinės sąlygos
                  • Problemos
                  • 7.1 Monosacharidai ir disacharidai
                    • Dvi monosacharidų šeimos yra aldozės ir ketozės
                    • Monosacharidai turi asimetrinius centrus
                    • Įprasti monosacharidai turi ciklinę struktūrą
                    • Organizmai turi įvairių heksozės darinių
                    • Cukrus, kuris yra arba gali susidaryti aldehidai, mažina cukrų
                    • Kai kurie homopolisacharidai yra degalų laikymo formos
                    • Kai kurie homopolisacharidai atlieka struktūrinius vaidmenis
                    • Steriniai veiksniai ir vandenilinis ryšys turi įtakos homopolisacharido lankstymui
                    • Peptidoglikanas stiprina bakterijų ląstelių sienelę
                    • Glikozaminoglikanai yra ekstraląstelinės matricos heteropolisacharidai
                    • Proteoglikanai yra glikozaminoglikano turinčios ląstelės paviršiaus ir tarpląstelinės matricos makromolekulės
                    • Glikoproteinai turi kovalentiškai prijungtus oligosacharidus
                    • Glikolipidai ir lipopolisacharidai yra membranos komponentai
                    • Oligosacharidų struktūros yra informacijos tankios
                    • Lektinai yra baltymai, kurie skaito cukraus kodą ir tarpininkauja daugeliui biologinių procesų
                    • Lektino ir angliavandenių sąveika yra labai specifinė ir dažnai daugiavalentė
                    • Pagrindinės sąlygos
                    • Problemos
                    • 8.1 Kai kurios pagrindinės apibrėžtys ir sutartys
                      • Nukleotidai ir nukleorūgštys turi būdingas bazes ir pentozes
                      • Fosfodiesterio ryšiai jungia nuoseklius nukleotidus nukleino rūgštyse
                      • Nukleotidų bazių savybės turi įtakos trimatei nukleorūgščių struktūrai
                      • DNR yra dviguba spiralė, kurioje saugoma genetinė informacija
                      • DNR gali atsirasti įvairiomis trimačiomis formomis
                      • Tam tikros DNR sekos turi neįprastų struktūrų
                      • Messenger RNR kodas polipeptidų grandinėms
                      • Daugelis RNR turi sudėtingesnes trimates struktūras
                      • Dvigubos spiralės DNR ir RNR gali būti denatūruotos
                      • Nukleotidai ir nukleino rūgštys patiria neenzimines transformacijas
                      • Kai kurios DNR bazės yra metilintos
                      • Cheminė DNR sintezė buvo automatizuota
                      • Genų sekos gali būti sustiprintos polimerazės grandinine reakcija
                      • Galima nustatyti ilgų DNR grandžių sekas
                      • DNR sekos nustatymo technologijos sparčiai tobulėja
                      • Nukleotidai neša cheminę energiją ląstelėse
                      • Adenino nukleotidai yra daugelio fermentų kofaktorių komponentai
                      • Kai kurie nukleotidai yra reguliuojančios molekulės
                      • Adenino nukleotidai taip pat tarnauja kaip signalai
                      • Pagrindinės sąlygos
                      • Problemos
                      • 9.1 Genų ir jų produktų tyrimas
                        • Genus galima išskirti DNR klonavimo būdu
                        • Restrikcijos endonukleazės ir DNR ligazės duoda rekombinantinę DNR
                        • Klonavimo vektoriai leidžia amplifikuoti įterptus DNR segmentus
                        • Klonuoti genai gali būti išreikšti siekiant sustiprinti baltymų gamybą
                        • Rekombinantiniams baltymams ekspresuoti naudojama daug skirtingų sistemų
                        • Klonuotų genų keitimas gamina pakitusius baltymus
                        • Terminalo žymos suteikia rankenas, skirtas afinitetiniam gryninimui
                        • Polimerazės grandininė reakcija siūlo daugybę klonavimo eksperimentų galimybių
                        • DNR bibliotekos yra specializuoti genetinės informacijos katalogai
                        • Seka arba struktūriniai ryšiai gali rodyti baltymų funkciją
                        • Kada ir kur ląstelėje yra baltymų, gali būti rodoma baltymų funkcija
                        • Žinodami, su kuo sąveikauja baltymas, galite suprasti jo funkciją
                        • Baltymų ištrynimo ar pakeitimo poveikis gali parodyti jo funkciją
                        • Daugelis baltymų vis dar neatrasta
                        • Žmogaus genome yra daugybė sekų tipų
                        • Genomo sekos nustatymas informuoja mus apie mūsų žmoniją
                        • Genomų palyginimai padeda nustatyti genus, susijusius su ligomis
                        • Genomo sekos informuoja mus apie mūsų praeitį ir suteikia galimybių ateičiai
                        • Pagrindinės sąlygos
                        • Problemos
                        • 10.1 Lipidų saugojimas
                          • Riebalų rūgštys yra angliavandenilių dariniai
                          • Triacilgliceroliai yra glicerolio riebalų rūgščių esteriai
                          • Triacilgliceroliai suteikia sukauptą energiją ir izoliuoja
                          • Dalinis kepimo aliejų hidrinimas pagerina jų stabilumą, tačiau sukuria kenksmingų sveikatai riebalų rūgščių
                          • Vaškas tarnauja kaip energijos saugykla ir vandens repelentai
                          • Glicerofosfolipidai yra fosfatido rūgšties dariniai
                          • Kai kurie glicerofosfolipidai turi su eteriu susijusių riebalų rūgščių
                          • Augalų galaktolipidai ir archejų eteriniai lipidai yra prisitaikantys prie aplinkos
                          • Sfingolipidai yra sfingozino dariniai
                          • Sfingolipidai ląstelių paviršiuose yra biologinio atpažinimo vietos
                          • Lizosomose skaidomi fosfolipidai ir sfingolipidai
                          • Steroliai turi keturis lydytus anglies žiedus
                          • Fosfatidilinozitoliai ir sfingozino dariniai veikia kaip tarpląsteliniai signalai
                          • Eikozanoidai neša pranešimus į netoliese esančias ląsteles
                          • Steroidiniai hormonai perneša pranešimus tarp audinių
                          • Kraujagysliniai augalai skleidžia tūkstančius lakiųjų signalų
                          • Vitaminai A ir D yra hormonų pirmtakai
                          • Vitaminai E ir K bei lipidų chinonai yra oksidacijos mažinimo kofaktoriai
                          • Dolichols aktyvina cukraus pirmtakus biosintezei
                          • Daugelis natūralių pigmentų yra lipidų konjuguoti dienai
                          • Poliketidai yra natūralūs produktai, turintys stiprią biologinę veiklą
                          • Lipidų ekstrakcijai reikalingi organiniai tirpikliai
                          • Adsorbcinė chromatografija atskiria skirtingo poliškumo lipidus
                          • Dujų chromatografija išskiria lakiųjų lipidų darinių mišinius
                          • Specifinė hidrolizė padeda nustatyti lipidų struktūrą
                          • Masės spektrometrija atskleidžia visą lipidų struktūrą
                          • Lipidomics siekia įtraukti visus lipidus ir jų funkcijas
                          • Pagrindinės sąlygos
                          • Problemos
                          • 11.1 Membranų sudėtis ir architektūra
                            • Dvisluoksnis lipidų sluoksnis yra stabilus vandenyje
                            • Dvisluoksnė architektūra yra biologinių membranų struktūros ir funkcijos pagrindas
                            • Endomembraninė sistema yra dinamiška ir funkciškai diferencijuota
                            • Membraniniai baltymai yra receptoriai, transporteriai ir fermentai
                            • Membraniniai baltymai skiriasi tuo, kad jie siejasi su dvisluoksniu membraniniu sluoksniu
                            • Integralinės membranos baltymo topologiją dažnai galima nuspėti pagal jo seką
                            • Kovalentiškai prijungti lipidai pritvirtina arba nukreipia kai kuriuos membraninius baltymus
                            • Acilo grupės dvisluoksniame interjere užsakomos įvairiais laipsniais
                            • Lipidų judėjimui tarp dviejų sluoksnių reikalinga katalizė
                            • Lipidai ir baltymai dvisluoksnyje difunduoja į šoną
                            • Sfingolipidai ir cholesterolio sankaupos kartu membraniniuose plaustuose
                            • Membranos kreivumas ir susiliejimas yra daugelio biologinių procesų pagrindas
                            • Integruoti plazmos membranos baltymai dalyvauja paviršiaus sukibimo, signalizacijos ir kituose ląstelių procesuose
                            • Transportas gali būti pasyvus arba aktyvus
                            • Transporteriai ir jonų kanalai turi tam tikras struktūrines savybes, tačiau turi skirtingus mechanizmus
                            • Eritrocitų gliukozės transporteris tarpininkauja pasyviam transportavimui
                            • Chlorido-bikarbonato mainai katalizuoja elektroneutralų anijonų pernešimą per plazmos membraną
                            • Aktyvus pernešimas tirpių medžiagų judėjimo prieš koncentraciją arba elektrocheminį gradientą rezultatai
                            • P tipo ATPazės fosforilinamos savo katalizinių ciklų metu
                            • V tipo ir F tipo ATPazės yra ATP varomi protonų siurbliai
                            • ABC transporteriai naudoja ATP aktyviam įvairių substratų transportavimui
                            • Jonų gradientai suteikia energijos antriniam aktyviam transportui
                            • Akvaporinai sudaro hidrofilinius transmembraninius kanalus vandeniui pratekėti
                            • Jonų selektyvūs kanalai leidžia greitai pernešti jonus per membranas
                            • K[+] kanalo struktūra atskleidžia jo specifiškumo pagrindą
                            • Pagrindinės sąlygos
                            • Problemos
                            • 12.1 Bendrosios signalo perdavimo savybės
                              • Signalų perdavimo sistemos turi bendrų savybių
                              • Bendras gyvūnų signalų perdavimo procesas yra universalus
                              • ß-adrenerginių receptorių sistema veikia per Second Messenger cAMP
                              • Ciklinis AMP aktyvina baltymų kinazę A
                              • ß-adrenerginį atsaką nutraukia keli mechanizmai
                              • ß-adrenerginiai receptoriai yra desensibilizuoti dėl fosforilinimo ir asociacijos su Arrestin
                              • Ciklinis AMP veikia kaip antrasis daugelio reguliavimo molekulių pasiuntinys
                              • G baltymai daugelyje procesų veikia kaip savaime ribojantys jungikliai
                              • Diacilglicerolis, inozitolio trifosfatas ir Ca2+ yra susiję kaip antrieji pasiuntiniai
                              • Kalcis yra antrasis pasiuntinys, ribotas erdvėje ir laike
                              • Stuburinio žmogaus akis naudoja klasikinius GPCR mechanizmus
                              • Stuburinių gyvūnų uoslės ir skonio naudojimo mechanizmai, panašūs į regos sistemą
                              • Visos GPCR sistemos turi universalias funkcijas
                              • Insulino receptorių stimuliavimas inicijuoja baltymų fosforilinimo reakcijų kaskadą
                              • Membraninis fosfolipidas PIP3 veikia insulino signalizacijos šakoje
                              • Kryžminis pokalbis tarp signalizacijos sistemų yra įprastas ir sudėtingas
                              • Baltymų moduliai jungiasi su fosforilintais Tyr, Ser arba Thr likučiais partnerių baltymuose
                              • Membraniniai plaustai ir caveolae atskiria signalinius baltymus
                              • Jonų kanalai yra greito elektros signalizavimo pagrindas jaudinamose ląstelėse
                              • Įtampa valdomi jonų kanalai sukuria neuronų veikimo potencialą
                              • Neuronai turi receptorių kanalus, kurie reaguoja į skirtingus neuromediatorius
                              • Toksinai nukreipti į jonų kanalus
                              • Ląstelių ciklas turi keturis etapus
                              • Nuo ciklino priklausomų baltymų kinazių lygiai svyruoja
                              • CDK reguliuoja fosforilinimas, ciklino degradacija, augimo faktoriai ir specifiniai inhibitoriai
                              • CDK reguliuoja ląstelių dalijimąsi fosforilinant svarbius baltymus
                              • Onkogenai yra mutantinės baltymų, reguliuojančių ląstelių ciklą, genų formos
                              • Tam tikrų genų defektai pašalina įprastus ląstelių dalijimosi apribojimus
                              • Apoptozė yra užprogramuota ląstelių savižudybė
                              • Pagrindinės sąlygos
                              • Problemos
                              • 13 skyrius Metabolizmo įvadas
                                • 13.1 Bioenergetika ir termodinamika
                                  • Biologinės energijos transformacijos paklūsta termodinamikos dėsniams
                                  • Standartinis laisvos energijos pokytis yra tiesiogiai susijęs su pusiausvyros konstanta
                                  • Faktiniai laisvosios energijos pokyčiai priklauso nuo reagento ir produkto koncentracijos
                                  • Standartiniai nemokamos energijos pakeitimai yra papildomi
                                  • Biocheminės reakcijos vyksta besikartojančiais modeliais
                                  • Biocheminės ir cheminės lygtys nėra tapačios
                                  • ATP hidrolizės laisvosios energijos pokytis yra didelis ir neigiamas
                                  • Kiti fosforilinti junginiai ir tioesteriai taip pat turi didelę neigiamą laisvąją hidrolizės energiją
                                  • ATP tiekia energiją grupiniu perkėlimu, o ne paprasta hidrolize
                                  • ATP dovanoja fosforilo, pirofosforilo ir adenililo grupes
                                  • Informacinių makromolekulių surinkimui reikia energijos
                                  • Transfosforilinimas tarp nukleotidų vyksta visų tipų ląstelėse
                                  • Elektronų srautas gali atlikti biologinį darbą
                                  • Oksidacijos mažinimas gali būti apibūdintas kaip pusinės reakcijos
                                  • Biologinės oksidacijos dažnai apima dehidrogenavimą
                                  • Sumažinimo potencialai matuoja afinitetą elektronams
                                  • Standartiniai sumažinimo potencialai gali būti naudojami laisvos energijos pokyčiui apskaičiuoti
                                  • Keletas rūšių kofermentų ir baltymų yra universalūs elektronų nešikliai
                                  • NAD, be elektronų perdavimo, turi svarbių funkcijų
                                  • Flavino nukleotidai yra glaudžiai susiję su flavoproteinais
                                  • Ląstelės ir organizmai palaiko dinaminę pastovią būseną
                                  • Galima reguliuoti ir fermento kiekį, ir katalizinį aktyvumą
                                  • Reakcijos toli nuo pusiausvyros ląstelėse yra bendri reguliavimo taškai
                                  • Adenino nukleotidai vaidina ypatingą vaidmenį reguliuojant medžiagų apykaitą
                                  • Pagrindinės sąlygos
                                  • Problemos
                                  • 14.1 Glikolizė
                                    • Apžvalga: glikolizė turi dvi fazes
                                    • Parengiamoji glikolizės fazė reikalauja ATP
                                    • Glikolizės atsipirkimo fazė duoda ATP ir NADH
                                    • Bendras balansas rodo grynąjį dviejų ATP ir dviejų NADH prieaugį vienai gliukozei
                                    • Endogeninis glikogenas ir krakmolas skaidomi fosforolizės būdu
                                    • Dietiniai polisacharidai ir disacharidai hidrolizuojami iki monosacharidų
                                    • Pasteur ir Warburg poveikis atsiranda dėl priklausomybės nuo glikolizės vien tik ATP gamybai
                                    • Piruvatas yra pieno rūgšties fermentacijos galutinis elektronų akceptorius
                                    • Etanolis yra sumažintas etanolio fermentacijos produktas
                                    • Fermentacijos metu gaunami kai kurie įprasti maisto produktai ir pramoninės cheminės medžiagos
                                    • Pirmasis aplinkkelis: piruvatui paversti fosfenolpiruvatu reikia dviejų eksergoninių reakcijų
                                    • Antrasis ir trečiasis aplinkkelis yra paprastas fosfatazės defosforilinimas
                                    • Gliukoneogenezė yra energetiškai brangi, bet būtina
                                    • Žinduoliai negali paversti riebalų rūgščių gliukoze Augalai, o mikroorganizmai gali
                                    • Heksokinazės izofermentus skirtingai veikia jų produktas – gliukozės 6-fosfatas
                                    • Fosfofruktokinazė-1 ir fruktozė 1,6-bisfosfatazė yra abipusiai reguliuojamos
                                    • Fruktozė 2,6-bisfosfatas yra stiprus PFK-1 ir FBPazės-1 allosterinis reguliatorius
                                    • Ksiluliozės 5-fosfatas yra pagrindinis angliavandenių ir riebalų metabolizmo reguliatorius
                                    • Glikolitinį fermentą piruvato kinazę allosteriškai slopina ATP
                                    • Piruvato pavertimas fosfenolpiruvatu skatinamas, kai yra riebalų rūgščių
                                    • Transkripcijos reguliavimas keičia fermentų molekulių skaičių
                                    • Oksidacinė fazė gamina NADPH ir pentozės fosfatus
                                    • Neoksidacinė fazė pentozės fosfatus perdirba į gliukozės 6-fosfatą
                                    • Gliukozės 6-fosfatas yra padalintas tarp glikolizės ir pentozės fosfato kelio
                                    • Tiamino trūkumas sukelia Beriberi ir Wernicke-Korsakoff sindromą
                                    • Pagrindinės sąlygos
                                    • Problemos
                                    • 15.1 Glikogeno struktūra ir funkcijos
                                      • Stuburiniams gyvūnams reikalingas paruoštas degalų šaltinis smegenims ir raumenims
                                      • Glikogeno granulės turi daug išsišakojusių d-gliukozės grandinių
                                      • Glikogeno skaidymą katalizuoja glikogeno fosforilazė
                                      • Gliukozės 1-fosfatas gali patekti į glikolizę arba, kepenyse, papildyti gliukozės kiekį kraujyje
                                      • Cukraus nukleotidas UDP-gliukozė aukoja gliukozę glikogeno sintezei
                                      • Glikogeninas užpildo pradinius cukraus likučius glikogene
                                      • Glikogeno fosforilazę reguliuoja hormonų stimuliuojamas fosforilinimas ir allosteriniai efektoriai
                                      • Glikogeno sintazei taip pat taikomi keli reguliavimo lygiai
                                      • Allosteriniai ir hormoniniai signalai koordinuoja angliavandenių apykaitą visame pasaulyje
                                      • Angliavandenių ir lipidų metabolizmas yra integruotas hormoniniais ir allosteriniais mechanizmais
                                      • Pagrindinės sąlygos
                                      • Problemos
                                      • 16.1 Acetil-CoA (aktyvinto acetato) gamyba
                                        • Piruvatas oksiduojamas iki acetil-CoA ir CO2
                                        • Piruvatui oksiduoti PDH komplekse naudojami trys fermentai ir penki kofermentai
                                        • PDH kompleksas savo tarpinius kanalus perduoda per penkias reakcijas
                                        • Reakcijų seka citrinos rūgšties cikle turi cheminę prasmę
                                        • Citrinos rūgšties ciklas turi aštuonis etapus
                                        • Oksidacijos energija ciklo metu yra efektyviai išsaugoma
                                        • Citrinos rūgšties ciklas veikia tiek kataboliniuose, tiek anaboliniuose procesuose
                                        • Anaplerozinės reakcijos papildo citrinos rūgšties ciklo tarpinius produktus
                                        • Piruvato karboksilazės biotinas turi vienos anglies (CO2) grupes
                                        • PDH komplekso acetil-CoA gamybą reguliuoja allosteriniai ir kovalentiniai mechanizmai
                                        • Citrinos rūgšties ciklas taip pat reguliuojamas trimis egzergoniniais etapais
                                        • Citrinų rūgšties ciklo aktyvumo pokyčiai navikuose
                                        • Tam tikri tarpiniai produktai yra nukreipiami per medžiagų apykaitą
                                        • Pagrindinės sąlygos
                                        • Problemos
                                        • 17.1 Riebalų virškinimas, mobilizavimas ir transportavimas
                                          • Maistiniai riebalai yra absorbuojami plonojoje žarnoje
                                          • Hormonai sukelia saugomų triacilglicerolių mobilizaciją
                                          • Riebalų rūgštys aktyvuojamos ir pernešamos į mitochondrijas
                                          • Sočiųjų riebalų rūgščių ß oksidacija turi keturis pagrindinius etapus
                                          • Keturi ß oksidacijos etapai kartojami, kad būtų gautas acetil-CoA ir ATP
                                          • Acetil-CoA gali būti toliau oksiduojamas citrinos rūgšties cikle
                                          • Nesočiųjų riebalų rūgščių oksidacijai reikalingos dvi papildomos reakcijos
                                          • Visiškas nelyginių riebalų rūgščių oksidavimas reikalauja trijų papildomų reakcijų
                                          • Riebalų rūgščių oksidacija yra griežtai reguliuojama
                                          • Transkripcijos faktoriai įjungia baltymų sintezę lipidų katabolizmui
                                          • Riebalų acilo-CoA dehidrogenazių genetiniai defektai sukelia rimtą ligą
                                          • Peroksisomos taip pat atlieka ß oksidaciją
                                          • Fitano rūgštis peroksisomose oksiduojasi
                                          • Ketoniniai kūnai, susidarę kepenyse, kaip kuras eksportuojami į kitus organus
                                          • Ketoniniai kūnai yra per daug gaminami sergant diabetu ir badaujant
                                          • Pagrindinės sąlygos
                                          • Problemos
                                          • 18.1 Amino grupių metaboliniai likimai
                                            • Maistiniai baltymai fermentiškai skaidomi iki amino rūgščių
                                            • Piridoksalio fosfatas dalyvauja perkeliant a-amino grupes į a-ketoglutaratą
                                            • Glutamatas išskiria savo amino grupę kaip amoniaką kepenyse
                                            • Glutaminas perneša amoniaką kraujyje
                                            • Alaninas perneša amoniaką iš skeleto raumenų į kepenis
                                            • Amoniakas yra toksiškas gyvūnams
                                            • Karbamidas gaminamas iš amoniako penkiais fermentiniais etapais
                                            • Citrinos rūgšties ir karbamido ciklai gali būti susieti
                                            • Karbamido ciklo aktyvumas reguliuojamas dviem lygiais
                                            • Kelių jungtys sumažina karbamido sintezės energijos sąnaudas
                                            • Genetiniai karbamido ciklo defektai gali būti pavojingi gyvybei
                                            • Kai kurios aminorūgštys gali prisidėti prie gliukoneogenezės, kitos - prie ketoninių kūnų susidarymo
                                            • Keletas fermentų kofaktorių vaidina svarbų vaidmenį aminorūgščių katabolizme
                                            • Šešios aminorūgštys suskaidomos iki piruvato
                                            • Septynios aminorūgštys suskaidomos iki acetil-CoA
                                            • Kai kuriems žmonėms fenilalanino katabolizmas yra genetiškai pažeistas
                                            • Penkios aminorūgštys paverčiamos ketoglutaratu
                                            • Keturios aminorūgštys paverčiamos sukcinil-CoA
                                            • Šakotosios grandinės aminorūgštys nėra skaidomos kepenyse
                                            • Asparaginas ir aspartatas suskaidomi iki oksaloacetato
                                            • Pagrindinės sąlygos
                                            • Problemos
                                            • 19.1 Mitochondrijų kvėpavimo grandinė
                                              • Elektronai nukreipiami į universalius elektronų priėmėjus
                                              • Elektronai praeina per daugybę membranų surištų nešėjų
                                              • Elektronų nešiklių funkcija daugiafermentiniuose kompleksuose
                                              • Mitochondrijų kompleksai yra susiję su respirasomomis
                                              • Kiti būdai paaukoti elektronus kvėpavimo takų grandinei per ubikinoną
                                              • Elektronų perdavimo energija efektyviai išsaugoma protonų gradiente
                                              • Oksidacinio fosforilinimo metu susidaro reaktyviosios deguonies rūšys
                                              • Chemiosmosiniame modelyje oksidacija ir fosforilinimas yra privalomai susieti
                                              • ATP sintazė turi du funkcinius domenus, F[0] ir F[1]
                                              • ATP yra stabilizuotas, palyginti su ADP, F paviršiuje[1]
                                              • Protonų gradientas skatina ATP išsiskyrimą iš fermento paviršiaus
                                              • Kiekvienas ATP sintazės ß subvienetas gali turėti tris skirtingas konformacijas
                                              • Rotacinė katalizė yra ATP sintezės surišimo-keitimo mechanizmo raktas
                                              • Chemiosmosinis sujungimas leidžia neintegralią O[2] suvartojimo ir ATP sintezės stechiometriją
                                              • Protonų varomoji jėga suteikia energijos aktyviam transportui
                                              • Shuttle Systems netiesiogiai perneša citozolinį NADH į mitochondrijas oksidacijai
                                              • Oksidacinį fosforilinimą reguliuoja ląstelių energijos poreikiai
                                              • Slopinantis baltymas apsaugo nuo ATP hidrolizės hipoksijos metu
                                              • Hipoksija sukelia ROS gamybą ir keletą prisitaikančių reakcijų
                                              • ATP gamybos būdai yra koordinuotai reguliuojami
                                              • Atsietos mitochondrijos rudame riebaliniame audinyje gamina šilumą
                                              • Mitochondrijų P-450 monooksigenazės katalizuoja steroidų hidroksilinimus
                                              • Mitochondrijos yra pagrindinės apoptozės pradžios priežastys
                                              • Mitochondrijos išsivystė iš endosimbiotinių bakterijų
                                              • Mitochondrijų DNR mutacijos kaupiasi per visą organizmo gyvenimą
                                              • Kai kurios mitochondrijų genomų mutacijos sukelia ligą
                                              • Reta diabeto forma, atsirandanti dėl kasos ß ląstelių mitochondrijų defektų
                                              • Pagrindinės sąlygos
                                              • Problemos
                                              • 20.1 Šviesos sugertis
                                                • Chloroplastai yra šviesos varomo elektronų srauto ir fotosintezės augaluose vieta
                                                • Chlorofilai sugeria šviesos energiją fotosintezei
                                                • Chlorofilai piltuvą sugėrė energiją į reakcijos centrus eksitono perdavimo būdu
                                                • Fotosintetinės bakterijos turi dviejų tipų reakcijos centrus
                                                • Kraujagysliniuose augaluose du reakcijos centrai veikia kartu
                                                • Citochromo b[6]f sudėtingi saitai II ir I fotosistemas, taupantys elektronų perdavimo energiją
                                                • Ciklinis elektronų perdavimas leidžia keisti sintezuojamo ATP/NADPH santykį
                                                • Būsenos perėjimai pakeičia LHCII pasiskirstymą tarp dviejų fotosistemų
                                                • Vanduo dalijamas deguonies vystymosi centre
                                                • Protonų gradientas sujungia elektronų srautą ir fosforilinimą
                                                • Nustatyta apytikslė fotofosforilinimo stechiometrija
                                                • ATP sintazės struktūra ir mechanizmas yra beveik universalūs
                                                • Anglies dioksido asimiliacija vyksta trimis etapais
                                                • Kiekvieno triozės fosfato sintezei iš CO[2] reikia šešių NADPH ir devynių ATP
                                                • Transporto sistema eksportuoja triozės fosfatus iš chloroplasto ir importuoja fosfatą
                                                • Šviesa netiesiogiai aktyvuoja keturis Kalvino ciklo fermentus
                                                • Fotokvėpavimo rezultatai iš Rubisco oksigenazės aktyvumo
                                                • Fosfoglikolatas yra išgelbėtas per brangų reakcijų rinkinį C[3] augaluose
                                                • C[4] gamyklose CO[2] fiksacija ir Rubisco veikla yra erdviškai atskirtos
                                                • CAM gamyklose CO[2] surinkimas ir Rubisco veiksmas yra laikinai atskirti
                                                • ADP-gliukozė yra substratas krakmolo sintezei augalų plastiduose ir glikogeno sintezei bakterijose
                                                • UDP-gliukozė yra sacharozės sintezės substratas lapų ląstelių citozolyje
                                                • Triozės fosfatų pavertimas sacharoze ir krakmolu yra griežtai reguliuojamas
                                                • Glioksilato ciklas ir gliukoneogenezė gamina gliukozę dygstančiose sėklose
                                                • Celiuliozę sintezuoja supramolekulinės struktūros plazmos membranoje
                                                • Įprastų tarpinių medžiagų susiejimo kelių telkiniai skirtinguose organeliuose
                                                • Pagrindinės sąlygos
                                                • Problemos
                                                • 21.1 Riebalų rūgščių ir eikozanoidų biosintezė
                                                  • Malonil-CoA susidaro iš acetil-CoA ir bikarbonato
                                                  • Riebalų rūgščių sintezė vyksta pasikartojančia reakcijos seka
                                                  • Žinduolių riebalų rūgščių sintazė turi kelias aktyvias vietas
                                                  • Riebalų rūgščių sintazė gauna acetilo ir malonilo grupes
                                                  • Riebalų rūgščių sintazės reakcijos kartojasi, kad susidarytų palmitatas
                                                  • Riebalų rūgščių sintezė yra citozolinis procesas daugelyje eukariotų, bet vyksta augalų chloroplastuose
                                                  • Acetatas yra pašalintas iš mitochondrijų kaip citratas
                                                  • Riebalų rūgščių biosintezė yra griežtai reguliuojama
                                                  • Ilgos grandinės sočiosios riebalų rūgštys sintetinamos iš palmitato
                                                  • Riebalų rūgščių neprisotinimui reikalinga mišrios funkcijos oksidazė
                                                  • Eikozanoidai susidaro iš 20 ir 22 anglies polinesočiųjų riebalų rūgščių
                                                  • Triacilgliceroliai ir glicerofosfolipidai yra sintetinami iš tų pačių pirmtakų
                                                  • Triacilglicerolio biosintezę gyvūnuose reguliuoja hormonai
                                                  • Riebalinis audinys gliceroneogenezės būdu gamina glicerolio 3-fosfatą
                                                  • Tiazolidindionai gydo 2 tipo diabetą didindami gliceronogenezę
                                                  • Ląstelės turi dvi fosfolipidų galvučių grupių prijungimo strategijas
                                                  • Fosfolipidų biosintezės keliai yra tarpusavyje susiję
                                                  • Eukariotinės membranos fosfolipidai yra pertvarkomi
                                                  • Plazmalogeno sintezei reikalingas su eteriu susieto riebiojo alkoholio susidarymas
                                                  • Sfingolipidų ir glicerofosfolipidų sintezė turi bendrų pirmtakų ir kai kurių mechanizmų
                                                  • Poliniai lipidai yra nukreipti į specifines ląstelių membranas
                                                  • Cholesterolis gaminamas iš acetil-CoA keturiais etapais
                                                  • Cholesterolis turi keletą likimų
                                                  • Cholesterolis ir kiti lipidai yra pernešami plazmos lipoproteinuose
                                                  • DTL atlieka atvirkštinį cholesterolio transportavimą
                                                  • Cholesterolio esteriai patenka į ląsteles per receptorių sukeltą endocitozę
                                                  • Cholesterolio sintezė ir transportavimas reguliuojami keliais lygiais
                                                  • Cholesterolio metabolizmo sutrikimas gali sukelti širdies ir kraujagyslių ligas
                                                  • Atvirkštinis cholesterolio pernešimas DTL stabdo apnašų susidarymą ir aterosklerozę
                                                  • Steroidiniai hormonai susidaro šoninės grandinės skilimo ir cholesterolio oksidacijos būdu
                                                  • Cholesterolio biosintezės tarpiniai produktai turi daug alternatyvių likimų
                                                  • Pagrindinės sąlygos
                                                  • Problemos
                                                  • 22.1 Azoto metabolizmo apžvalga
                                                    • Pasaulinis azoto dviračių tinklas palaiko biologiškai prieinamo azoto telkinį
                                                    • Azotą fiksuoja azoto komplekso fermentai
                                                    • Amoniakas yra įtrauktas į biomolekules per glutamatą ir glutaminą
                                                    • Glutamino sintetazė yra pagrindinis azoto metabolizmo reguliavimo taškas
                                                    • Kai kurios reakcijų klasės vaidina ypatingą vaidmenį aminorūgščių ir nukleotidų biosintezėje
                                                    • Organizmų gebėjimas sintetinti 20 bendrų aminorūgščių labai skiriasi
                                                    • a-ketoglutaratas padidina glutamatą, glutaminą, proliną ir argininą
                                                    • Serinas, glicinas ir cisteinas yra gaunami iš 3-fosfoglicerato
                                                    • Iš oksaloacetato ir piruvato sintetinamos trys neesminės ir šešios esminės aminorūgštys
                                                    • Chorizmatas yra pagrindinis tarpinis produktas triptofano, fenilalanino ir tirozino sintezėje
                                                    • Histidino biosintezėje naudojami purino biosintezės pirmtakai
                                                    • Amino rūgščių biosintezė yra reguliuojama allosteriniu būdu
                                                    • Glicinas yra porfirinų pirmtakas
                                                    • Hemo degradacija turi keletą funkcijų
                                                    • Amino rūgštys yra kreatino ir glutationo pirmtakai
                                                    • d-amino rūgštys daugiausia randamos bakterijose
                                                    • Aromatinės aminorūgštys yra daugelio augalinių medžiagų pirmtakai
                                                    • Biologiniai aminai yra aminorūgščių dekarboksilinimo produktai
                                                    • Argininas yra azoto oksido biologinės sintezės pirmtakas
                                                    • De Novo purino nukleotidų sintezė prasideda nuo PRPP
                                                    • Purino nukleotidų biosintezė reguliuojama grįžtamojo ryšio slopinimu
                                                    • Pirimidino nukleotidai yra pagaminti iš aspartato, PRPP ir karbamoilo fosfato
                                                    • Pirimidino nukleotidų biosintezė reguliuojama grįžtamojo ryšio slopinimu
                                                    • Nukleozidų monofosfatai paverčiami nukleozidų trifosfatais
                                                    • Ribonukleotidai yra dezoksiribonukleotidų pirmtakai
                                                    • Timidilatas yra gaunamas iš dCDP ir dUMP
                                                    • Degraduojant purinams ir pirimidinams, susidaro atitinkamai šlapimo rūgštis ir karbamidas
                                                    • Purino ir pirimidino bazės yra perdirbamos gelbėjimo būdu
                                                    • Šlapimo rūgšties perteklius sukelia podagra
                                                    • Daugelis chemoterapinių agentų yra nukreipti į fermentus nukleotidų biosintezės keliuose
                                                    • Pagrindinės sąlygos
                                                    • Problemos
                                                    • 23.1 Hormono struktūra ir veikimas
                                                      • Hormonai veikia per specifinius didelio afiniteto ląstelių receptorius
                                                      • Hormonai yra chemiškai įvairūs
                                                      • Kai kuriuos hormonus išskiria neuroninių ir hormoninių signalų hierarchija „iš viršaus į apačią“
                                                      • Hormoninės sistemos „iš apačios į viršų“ siunčia signalus atgal į smegenis ir kitus audinius
                                                      • Kepenys apdoroja ir paskirsto maistines medžiagas
                                                      • Riebaliniai audiniai saugo ir tiekia riebalų rūgštis
                                                      • Rudi ir smėlio spalvos riebaliniai audiniai yra termogeniški
                                                      • Mechaniniam darbui raumenys naudoja ATP
                                                      • Smegenys naudoja energiją elektros impulsams perduoti
                                                      • Kraujas perneša deguonį, metabolitus ir hormonus
                                                      • Insulinas sumažina gliukozės kiekį kraujyje gerai maitinantis
                                                      • Kasos ß ląstelės išskiria insuliną, reaguodamos į gliukozės kiekio kraujyje pokyčius
                                                      • Gliukagonas mažina gliukozės kiekį kraujyje
                                                      • Pasninko ir badavimo metu metabolizmas pasikeičia, kad aprūpintų smegenis degalais
                                                      • Epinefrino signalai apie artėjančią veiklą
                                                      • Kortizolio signalai apie stresą, įskaitant mažą gliukozės kiekį kraujyje
                                                      • Riebalinis audinys atlieka svarbias endokrinines funkcijas
                                                      • Leptinas skatina anoreksigeninių peptidinių hormonų gamybą
                                                      • Leptinas sukelia signalizacijos kaskadą, kuri reguliuoja genų ekspresiją
                                                      • Adiponektinas veikia per AMPK, kad padidintų jautrumą insulinui
                                                      • AMPK koordinuoja katabolizmą ir anabolizmą reaguojant į metabolinį stresą
                                                      • mTORC1 kelias suderina ląstelių augimą su maistinių medžiagų ir energijos tiekimu
                                                      • Dieta reguliuoja genų ekspresiją, kuri yra svarbi palaikant kūno masę
                                                      • Trumpalaikį valgymo elgesį įtakoja grelinas, PPY3–36 ir kanabinoidai
                                                      • Mikrobų simbiontai žarnyne įtakoja energijos metabolizmą ir adipogenezę
                                                      • Cukrinis diabetas atsiranda dėl insulino gamybos ar veikimo defektų
                                                      • Karboksirūgštys (ketoniniai kūnai) kaupiasi negydomu diabetu sergančių žmonių kraujyje
                                                      • Sergant 2 tipo diabetu, audiniai tampa nejautrūs insulinui
                                                      • 2 tipo diabetas valdomas dieta, mankšta, vaistais ir chirurgija
                                                      • Pagrindinės sąlygos
                                                      • Problemos
                                                      • 24 skyrius Genai ir chromosomos
                                                        • 24.1 Chromosomų elementai
                                                          • Genai yra DNR segmentai, koduojantys polipeptidines grandines ir RNR
                                                          • DNR molekulės yra daug ilgesnės nei ląstelių ar virusų paketai, kuriuose jos yra
                                                          • Eukariotų genai ir chromosomos yra labai sudėtingi
                                                          • Dauguma ląstelių DNR yra sužalota
                                                          • DNR apviją apibrėžia topologinis susiejimo skaičius
                                                          • Topoizomerazės katalizuoja DNR susiejimo skaičiaus pokyčius
                                                          • DNR sutankinimui reikalinga speciali superspiraliavimo forma
                                                          • Chromatinas susideda iš DNR, baltymų ir RNR
                                                          • Histonai yra maži, pagrindiniai baltymai
                                                          • Nukleosomos yra pagrindiniai organizaciniai chromatino vienetai
                                                          • Nukleosomos yra supakuotos į labai kondensuotas chromosomų struktūras
                                                          • Kondensuotas chromosomų struktūras palaiko SMC baltymai
                                                          • Bakterijų DNR taip pat yra labai organizuota
                                                          • Pagrindinės sąlygos
                                                          • Problemos
                                                          • 25.1 DNR replikacija
                                                            • DNR replikacija atitinka pagrindinių taisyklių rinkinį
                                                            • DNR skaido nukleazės
                                                            • DNR sintetina DNR polimerazės
                                                            • Replikacija yra labai tiksli
                                                            • E. coli turi mažiausiai penkias DNR polimerazes
                                                            • DNR replikacijai reikia daug fermentų ir baltymų faktorių
                                                            • E. coli chromosomos replikacija etapais
                                                            • Replikacija eukariotinėse ląstelėse yra panaši, bet sudėtingesnė
                                                            • Virusinės DNR polimerazės yra antivirusinės terapijos tikslai
                                                            • Mutacijos yra susijusios su vėžiu
                                                            • Visos ląstelės turi kelias DNR taisymo sistemas
                                                            • Replikacijos šakių sąveika su DNR pažeidimu gali sukelti DNR sintezę, linkusią į klaidas
                                                            • Bakterijų homologinė rekombinacija yra DNR atkūrimo funkcija
                                                            • Eukariotų homologinė rekombinacija reikalinga tinkamam chromosomų atskyrimui mejozės metu
                                                            • Kai kurios dvigubos grandinės pertraukos ištaisomos nehomologiniu galiniu sujungimu
                                                            • Konkrečios vietos rekombinacijos rezultatai atliekant tikslius DNR pertvarkymus
                                                            • Perkeliami genetiniai elementai juda iš vienos vietos į kitą
                                                            • Imunoglobulino genai surenkami rekombinacijos būdu
                                                            • Pagrindinės sąlygos
                                                            • Problemos
                                                            • 26.1 Nuo DNR priklausoma RNR sintezė
                                                              • RNR sintetina RNR polimerazės
                                                              • RNR sintezė prasideda nuo promotorių
                                                              • Transkripcija reguliuojama keliais lygiais
                                                              • Specifinės sekos Signalų nutraukimas RNR sintezė
                                                              • Eukariotinės ląstelės turi trijų rūšių branduolines RNR polimerazes
                                                              • RNR polimerazės II veiklai reikia daug kitų baltymų faktorių
                                                              • RNR polimerazės yra narkotikų taikiniai
                                                              • Eukariotinės mRNR yra uždengtos 5' gale
                                                              • Tiek intronai, tiek egzonai yra transkribuojami iš DNR į RNR
                                                              • RNR katalizuoja intronų susijungimą
                                                              • Eukariotuose spliceosoma atlieka branduolinį pre-mRNR sujungimą
                                                              • Baltymai katalizuoja tRNR susijungimą
                                                              • Eukariotinės mRNR turi išskirtinę 3' galo struktūrą
                                                              • Dėl diferencinio RNR apdorojimo genas gali sukelti daugybę produktų
                                                              • Ribosominės RNR ir tRNR taip pat apdorojamos
                                                              • Specialiosios funkcijos RNR yra apdorojamos kelių tipų
                                                              • Ląstelių mRNR skaidomos skirtingu greičiu
                                                              • Atvirkštinė transkriptazė gamina DNR iš virusinės RNR
                                                              • Kai kurie retrovirusai sukelia vėžį ir AIDS
                                                              • Daugelis transpozonų, retrovirusų ir intronų gali turėti bendrą evoliucinę kilmę
                                                              • Telomerazė yra specializuota atvirkštinė transkriptazė
                                                              • Kai kurias RNR replikuoja nuo RNR priklausoma RNR polimerazė
                                                              • Nuo RNR priklausomos RNR polimerazės turi bendrą struktūrinę raukšlę
                                                              • Ribozimai dalijasi savybėmis su baltymų fermentais
                                                              • Ribozimai dalyvauja įvairiuose biologiniuose procesuose
                                                              • Ribozimai suteikia užuominų apie gyvybės kilmę RNR pasaulyje
                                                              • Pagrindinės sąlygos
                                                              • Problemos
                                                              • 27.1 Genetinis kodas
                                                                • Genetinis kodas buvo nulaužtas naudojant dirbtinius mRNR šablonus
                                                                • Wobble leidžia kai kurioms tRNR atpažinti daugiau nei vieną kodoną
                                                                • Genetinis kodas yra atsparus mutacijai
                                                                • Vertimo kadrų keitimas turi įtakos kodo skaitymui
                                                                • Kai kurios mRNR yra redaguojamos prieš vertimą
                                                                • Ribosoma yra sudėtinga supramolekulinė mašina
                                                                • Perkėlimo RNR turi būdingų struktūrinių savybių
                                                                • 1 etapas: aminoacilo-tRNR sintetazės prijungia tinkamas aminorūgštis prie savo tRNR
                                                                • 2 etapas: specifinė aminorūgštis inicijuoja baltymų sintezę
                                                                • 3 etapas: pailgėjimo stadijoje susidaro peptidinės jungtys
                                                                • 4 etapas: Polipeptidų sintezei nutraukti reikalingas specialus signalas
                                                                • 5 etapas: naujai susintetintos polipeptidinės grandinės sulankstomos ir apdorojamos
                                                                • Baltymų sintezę slopina daugelis antibiotikų ir toksinų
                                                                • Daugelio eukariotinių baltymų potransliacinė modifikacija prasideda endoplazminiame tinkle
                                                                • Glikozilinimas vaidina pagrindinį vaidmenį nustatant taikymą pagal baltymus
                                                                • Branduolinio transporto signalų sekos nėra skaidomos
                                                                • Bakterijos taip pat naudoja signalų sekas, kad būtų nukreiptos į baltymus
                                                                • Ląstelės importuoja baltymus per receptorių sukeltą endocitozę
                                                                • Baltymų degradaciją tarpininkauja specializuotos sistemos visose ląstelėse
                                                                • Pagrindinės sąlygos
                                                                • Problemos
                                                                • 28.1. Genų reguliavimo baltymai ir RNR
                                                                  • RNR polimerazė jungiasi prie DNR per promotorius
                                                                  • Transkripcijos inicijavimą reguliuoja baltymai ir RNR
                                                                  • Daugelis bakterijų genų yra sugrupuoti ir reguliuojami operonuose
                                                                  • Lako operonui taikomas neigiamas reguliavimas
                                                                  • Reguliuojantys baltymai turi atskirus DNR surišimo domenus
                                                                  • Reguliuojantys baltymai taip pat turi baltymų ir baltymų sąveikos domenus
                                                                  • Lac Operon patiria teigiamą reguliavimą
                                                                  • Daugelį aminorūgščių biosintetinių fermentų genų reguliuoja transkripcijos slopinimas
                                                                  • Norint sukelti SOS atsaką, reikia sunaikinti represorinius baltymus
                                                                  • Ribosomų baltymų sintezė derinama su rRNR sinteze
                                                                  • Kai kurių mRNR funkciją reguliuoja mažos RNR Cis arba Trans
                                                                  • Kai kuriuos genus reguliuoja genetinė rekombinacija
                                                                  • Transkripciniu požiūriu aktyvus chromatinas struktūriškai skiriasi nuo neaktyvaus chromatino
                                                                  • Dauguma eukariotų promotorių yra teigiamai reguliuojami
                                                                  • DNR surišantys aktyvatoriai ir koaktyvatoriai palengvina bazinių transkripcijos faktorių surinkimą
                                                                  • Galaktozės metabolizmo mielėse genams taikomas teigiamas ir neigiamas reguliavimas
                                                                  • Transkripcijos aktyvatoriai turi modulinę struktūrą
                                                                  • Eukariotų genų ekspresiją galima reguliuoti tarpląsteliniais ir tarpląsteliniais signalais
                                                                  • Reguliavimas gali atsirasti dėl branduolinės transkripcijos faktorių fosforilinimo
                                                                  • Daugeliui eukariotų mRNR yra taikomos transliacinės represijos
                                                                  • Potranskripcijos genų nutildymą skatina RNR trukdžiai
                                                                  • RNR tarpininkaujantis genų ekspresijos reguliavimas eukariotuose yra įvairių formų
                                                                  • Vystymąsi kontroliuoja reguliuojančių baltymų kaskados
                                                                  • Kamieninės ląstelės turi vystymosi potencialą, kurį galima kontroliuoti
                                                                  • Pagrindinės sąlygos
                                                                  • Problemos

                                                                  Bókahillan þín er þitt svæði og þar eru bækurnar þínar geymdar. Þú kemst í bókahilluna þína hvar og hvenær sem er í tölvu eða snjalltæki. Einfalt og þægilegt!

                                                                  Rafbók til eignar
                                                                  Rafbók til eignar þarf að hlaða niður á þau tæki sem þú vilt nota innan eins árs frá því bókin er keypt.

                                                                  Þú kemst í bækurnar hvar sem er
                                                                  Þú getur nálgast allar raf(skóla)bækurnar þínar á einu augabragði, hvar og hvenær sem er í bókahillunni þinni. Engin taska, enginn kyndill og ekkert vesen (hvað þá yfirvigt).

                                                                  Auðvelt að fletta og leita
                                                                  Þú getur flakkað milli síðna og kafla eins og þér hentar best og farið beint í ákveðna kafla úr efnisyfirlitinu. Í leitinni finnur þú orð, kafla eða síður í einum kvapi.

                                                                  Glósur og yfirstrikanir
                                                                  Þú getur auðkennt textabrot með mismunandi litum og skrifað glósur að vild í rafbókina. Þú getur jafnvel séð glósur og yfirstrikanir hjá bekkjarsystkinum og kennara ef þeir leyfa það. Allt á einum stað.

                                                                  Hvað viltu sjá? / Þú ræður hvernig síðan litur út
                                                                  Þú lagar síðuna að þínum þörfum. Stækkaðu eða minnkaðu myndir og texta með kelių lygių mastelio keitimas iki að sjá síðuna eins og þér hentar best í þínu nami.

                                                                  Žiūrėti video įrašą: From DNA to protein - 3D (Lapkritis 2024).