SEMINARIUM 8:

Transkrypt

1 SEMINARIUM 8: Mikroelementy i pierwiastki śladowe, definicje, udział w metabolizmie ustroju reakcje biochemiczne zależne od aktywacji/inhibicji przy udziale mikroelementów i pierwiastków śladowych, zaburzenia metaboliczne wynikające z niedoboru lub nadmiaru

2

3 PIERWIASTKI ISTOTNE DLA ŻYCIA BŁONA ŚLUZOWA PRZEWODU POKARMOWEGO I SKÓRA SĄ IZOLATOREM I REGULUJĄ USTROJOWY POZIOM TYCH PIERWIASTKÓW TRUDNO UZYSKAĆ EFEKT TOKSYCZNY, DOPÓKI NIE PODA SIĘ DAWKI DOŻYLNIE NISKIE POZIOMY PIERWIASTKÓW ISTOTNE DLA FUNKCJONOWANIA KOMÓREK KOFAKTORY ENZYMÓW I INNYCH BIAŁEK PRZEWÓD POKARMOWY I SKÓRA DO PEWNEGO STOPNIA REGULUJĄ POBIERANIE Z OTOCZENIA NADMIAR TYCH PIERWIASTKÓW W ŚRODOWISKU NA DRODZE DYFUZJI PRZENIKA DO ORGANIZMU, WZROST STĘŻENIA WYWOŁUJE OBJAWY ZATRUCIA

4 HALIDY: ISTOTNE DLA FUNKCJONOWANIA ORGANIZMU, TOKSYCZNE W NADMIARZE DZIAŁAJĄ TOKSYCZNIE, PONIEWAŻ ICH KONFIGURACJA ELEKTRONOWA UŁATWIA WIĄZANIE Z SIARKĄ (GRUPAMI SH) BIAŁEK LUB WYKAZUJĄ INNE MECHANIZMY TOKSYCZNOŚCI

5 Omówić drogi wchłaniania i znaczenie w metabolizmie ustrojowym: chromu, manganu, miedzi, cynku, molibdenu, kobaltu niklu, selenu, fluoru, bromu: Kobalt: witamina B12, enzymy zależne od wit. B12, reakcje katalizowane, znaczenie biologiczne; Miedź: ceruloplazmina udział w metabolizmie żelaza, oksydaza cytochromu c, dysmutaza ponadtlenkowa, znaczenie biologiczne reakcji katalizowanych przez te enzymy, choroba Wilsona Mangan: dysmutaza ponadtlenkowa, znaczenie biologiczne Molibden: oksydaza ksantynowa, oksydaza aldehydowa - reakcje katalizowane, znaczenie biologiczne Cynk: palce cynkowe, dysmutaza ponadtlenkowa, polimerazy DNA i RNA, fosfataza alkaliczna, dehydrogenaza alkoholu Selen: GSH-Px, dejodynaza Chrom: regulacja metabolizmu węglowodanów Metalotioneiny rola w metabolizmie metali fluor, jod znaczenie w biologii Mechanizmy toksycznego działania glinu, arsenu, rtęci, ołowiu i kadmu

6 - H 2 O METIONINA demetylacja HOMOCYSTEINA KWAS wit.b12 HOMOCYSTEINOWY remetylacja -CH 3 z choliny i z kwasu N-metylotetrahydrofoliowego + SERYNA CYSTATIONINA wit. B6 utlenienie synteza białek CYSTEINA KWAS + SULFOCYSTEINOWY HOMOSERYNA - CO 2 TAURYNA

7 Podstawowe badania biochemiczne: stężenie ceruloplazminy we krwi stężenie miedzi we krwi dobowe wydalanie miedzi z moczem Biopsja wątroby: badanie zawartości miedzi

8 Mangan jest składnikiem arginazy, która katalizuje reakcję arginina ornityna + mocznik Składnik manganozależnej dysmutazy ponadtlenkowej

9 Domena białkowa występującej w białkach wiążących DNA, bierze bezpośredni udział w związaniu cząsteczki kwasu nukleinowego przez białko. Palec cynkowy składa się z dwóch antyrównoległych układów: b-kartki i a-helisy, atom cynku łączy się z dwiema resztami cysteiny i dwiema resztami histydyny. Konstrukcja ta jest stabilizowana przez oddziaływania hydrofobowe i wiązanie koordynacyjne cynku z histydynami i cysteinami. Występują w białkach odpowiedzialnych za regulację transkrypcji czyli przepisywania z matrycy DNA na RNA Specyficzność wobec sekwencji DNA zapewniają reszty aminokwasowe, które oddziałują z dużą bruzdą DNA Typowo jedna domena wiąże trzy pary zasad DNA. W większości przypadków, przyjmuje się, że każdy taki palec można traktować jako niezależny. Założenie to zwykle się sprawdza i umożliwia konstruowanie hybrydowych białek o nowej specyficzności wobec sekwencji DNA.

10 Enzym błonowy z klasy hydrolaz, katalizuje reakcję defosforylacji różnych estrów fosforanowych, optymalnie działa w środowisku zasadowym. Budowa: dimeryczny glikoproteid, złożony z dwóch identycznych podjednostek o masie cząsteczkowej 69 kda. Zawiera cztery atomy cynku na cząsteczkę.

11 W centrum katalitycznym najlepiej poznanych form tego białka u drożdży i ludzi występuje atom cynku. U owadów enzym ten nie zawiera żadnego metalu, a u bakterii zawiera żelazo.

12 bogate w cysteinę białka ekspresjonowane powszechnie w organizmach niektórych Prokaryota, grzybów, roślin i zwierząt W zależności od struktury pierwszorzędowej i rozkładu reszt cysteinowch wyróżnia się cztery główne izoformy metalotionein: MT-I, MT-II, MT-III i MT-IV Budowa: obecność reszt cysteinowych zgrupowanych w charakterystycznych motywach Cys-X-Cys (gdzie w miejscu X występuje dowolny aminokwas) obecność metali związanych z tymi białkami poprzez grupy tiolowe reszt cysteinowych

13 wiązanie kadmu z metalotioneiną wyparcie i zastąpienie kationu metalu przez kadm zwiększona zawartość kationów metali w ustroju wzmożona synteza metalotioneiny wiązanie kadmu przez metalotioneinę obniżenie toksycznego działania kadmu