Orvosi biokémia

Előszó a negyedik kiadáshoz............................................................................................................................XXI
I. A fehérjék és enzimek szerkezete és funkciója.......................................................................................1
1. A fehérjék szerkezete (Csermely P éter)..........................................................................................3
1.1 A fehérjék szerkezetének általános tulajdonságai.................................................................... 3
1.2 Aminosavak................................................................................................................................4
Fehérjealkotó aminosavak..........................................................................................................4
Nem fehérjealkotó am inosavak................................................................................................ 6
1.3 Apeptidkötés,peptidek.............................................................................................................6
1.4 A fehérjék másodlagos szerkezeti e le m e i............................................................................. 8
a-hélix....................................................................................................................................... 8
p-redős le m e z .............................................................................................................................9
P-hajtü......................................................................................................................................... 9
Rendezetlen szerkezetű fehérjeszakaszok.................................................................................9
1.5 A fehérj edomének...................................................................................................................... 9
1.6 A fehérjékharmadlagos szerkezete.......................................................................................... 12
1.7 A fehérjék szerkezetét kialakító és stabilizáló e rő k ..................................................................12
1.8 A fehérjék denaturációja.......................................................................................................... 13
Fehérj ék reverzibilis denaturációj a ...........................................................................................13
Fehérjék irreverzibilis denaturációj a ....................................................................................... 14
1.9 A fehérj ék szerkezetének kialakulása in vitro körülmények között........................................ 14
A fehérjeszerkezet kialakulásának első, gyors lépései.............................................................. 14
A fehérjeszerkezet kialakulásának záró, sebességmeghatározó lépései..................................16
1.10 A fehérjeszerkezet kialakulásának termodinamikai viszonyai...............................................16
1.11 Különbségek az in vitro és in vivő fehérj eszerkezet kialakulás között..................................... 17
1.12 A fehérjék szerkezetének kialakulása és megőrzése a sejtben, a molekuláris
chaperonok.............................................................................................................................. 19
2. Enzimek. Kinetika és reguláció (Kolev Kraszimir).......................................................................... 21
2.1 Az enzimműködés termodinamikai aspektusai....................................................................... 22
2.2 Az enzimfünkció szerkezeti alapjai.......................................................................................... 23
Kofaktorok szerepe az enzimműködésben..............................................................................24
Az enzimek katalitikus hatékonysága a pH és a hőmérséklet függvényében........................... 25
Az enzimek osztályozása..........................................................................................................26
Szerkezet-funkció összefüggések az enzimműködés során. Szerin-proteázok..................... 27
2.3 Enzimkinetika..........................................................................................................................29
Vili
T A R T A L O M
Enzimkinetikai paraméterek kísérleti meghatározása.............................................................. 33
Kétszubsztrátos reakciók kinetikai jellem zői...........................................................................34
Az enzimek mint élettani rendszerek komponensei................................................................. 35
2.4 Az enzimaktivitás szabályozása..................................................................................................39
Reverzibilis inhibitorok.......................................................................................................... 39
Irreverzibilis inhibitorok..........................................................................................................41
Az enzimgátlás farmakológiai vonatkozásai...........................................................................42
Az enzimek aktiválása. Nemkovalens módosítások................................................................. 43
Kovalens módosítások............................................................................................................. 45
Az enzimaktivitás rendszerszintű szabályozása metabolikus utakban.....................................47
3. A hemoglobin és a mioglobin (Mandl J ó z s e f).................................................................................49
3.1 A hemoglobin és a mioglobin szerkezete, oxigénkötése........................................................49
3.2 Az oxigénleadás szabályozása.................................................................................................52
A hemoglobin negyedleges szerkezetét befolyásoló effektorok -
a 2,3-biszfoszfoglicerát szerepe. A hemoglobin oxigénleadása acidosisban.........................52
II. A membránok szerkezete. M embrántranszport-folyam atok........................................................... 55
4. A membránok szerkezete (Ádám Veronika).................................................................................... 57
4.1 A membránok kémiai összetétele..............................................................................................57
Membránlipidek.......................................................................................... 58
Membránfehérjék.......................................................................................................................61
5. Membrántranszport-folyamatok (Ádám Veronika)...........................................................................66
5.1 A transzportfolyamatok energetikája....................................................................................... 66
5.2 Facilitált diffúzió. Glukóztranszporterek.................................................................................67
Glukóztranszporterek................................................................................................................ 68
Klorid-bikarbonát cseretranszporter....................................................................................... 70
5.3 Aktív transzport..........................................................................................................................71
A transzport ATPázok csoportosítása....................................................................................... 71
Na+K+-ATPáz-Na+K+-pumpa.................................................................................................72
Másodlagos aktív transzport. A glukóz Na+-függő transzportja...............................................76
ABC-transzporterek................................................................................................................ 79
5.4 Membrán ion- és egyéb csatornák..............................................................................................82
Ioncsatomák.............................................................................................................................82
Aquaporinok- vízcsatornák....................................................................................................85
5.5 A sejtek Ca2+-transzport-rendszerei. Ca2+-homeosztázis........................................................ 88
Az intracelluláris Ca2+-koncentráció emelkedését kiváltó szignálok és mechanizmusok . . 88
Az intracelluláris Ca2+-koncentrációt csökkentő mechanizmu s o k ........................................ 95
III. Az anyagcsere............................................................................................................................................99
6. Bioenergetika (Mandl József).......................................................................................................... 101
6.1 Az energiatranszformáció - metabolizmus............................................................................101
Csoportátvitel - kapcsolt reakciók...........................................................................................103
Foszforiltranszfer szerepe az energiatranszformációban........................................................ 105
T A R T A L O M IX
Elektronátvitel szerepe az energiatranszformációban........................................................... 109
Elektronátvivők................................................................................................................... 110
Az oxigén szerepe a hatékony energiatranszformációban.....................................................114
Oxidoreduktázok a metabolizmusban.................................................................................... 114
6.2 Terminális oxidáció - oxidatív foszforiláció a mitokondriumokban..................................... 116
A mitokondriális légzési lánc alk o tó i.................................................................................... 118
A terminális oxidáció folyamata............................................................................................. 119
Az oxidatív foszforiláció.......................................................................................................121
Az ADP foszforilációj a - az akceptorkontroll........................................................................122
A kemiozmotikus elm élet.......................................................................................................124
6.3 A citrátciklus...................................................................................................................... 125
A citrátciklus helye az intennedier anyagcserében; a ciklus katabolikus és anabolikus
funkciója............................................................................................................................ 125
Acetil-CoA képződése piruvátból, a piruvát-dehidrogenáz enzimkomplex.........................126
A citrátkör reakciói............................................................................................................. 128
A citrátkör szerepe a tápanyagok katabolizmusában........................................................... 131
A piruvát-dehidrogenáz enzimkomplex aktivitásának szabályozása...............................132
A citrátciklus szabályozása....................................................................................................134
A ciklust feltöltő (anaplerotikus) reakciók.......................................................................... 135
6.4 Az oxigén tökéletlen redukciója..............................................................................................137
Biológiailag jelentős ROS-molekulák keletkezése.............................................................. 138
A ROS károsító h atásai.......................................................................................................... 139
A reaktív oxigénszármazékok eliminálása, az antioxidáns védelem mechanizmusai . . . 140
7. A szénhidrátok anyagcseréje (Ádám Veronika és Mancit J ó zse f).............................................. 143
7.1 Az emberi szervezet számára legfontosabb szénhidrátok
kémiai tulajdonságai............................................................................................................ 143
7.2 A szénhidrátok emésztése.......................................................................................................147
Emésztőenzimek................................................................................................................ 148
A monoszacharidok felszívódása a vékonybélben................................................................. 151
7.3 G likolízis............................................................................................................................ 151
A glikolízis helye az intennedier anyagcserében.....................................................................151
A glikolízis reakciói............................................................................................................ 153
A glukóz aerob és anaerob lebontásának energiamérlege.................. 159
A glikolízis regulációja.......................................................................................................... 159
7.4 Redukáló ekvivalensek transzportja a citoszolból a mitokondriumba..................................161
7.5 Glukoneogenezis - a glukóz de novo szintézise.....................................................................163
7.6 A glikolízis és a glukoneogenezis szabályozása.....................................................................167
7.7 A fruktóz és a galaktóz metabolizmusa................................................................................. 170
7.8 A glikogén szintézise és lebontása...........................................................................................174
Glikogénszintézis....................................................................................................................174
Glikogénlebontás....................................................................................................................176
A glikogén-anyagcsere szabályozása.................................................................................... 178
7.9 A vércukorszint szabályozása.................................................................................................183
7.10 A glukóz direkt oxidációja, pentóz-foszfát-út........................................................................189
X T A R T A L O M
A glukóz direkt oxidációjának oxidatív szakasza.............................................................. 189
A glukóz direkt oxidációjának nem oxidatív szakasza. Pentóz-foszfát keletkezése
glikolízis intermedierekből.................................................................................................... 190
A pentóz-foszfát-út szabályozása, jelentősége, lefolyásának különböző formái............... 191
7.11 Bioszintetikus folyamatok a szénhidrátok anyagcseréjében.
Glikoproteinek, proteoglikánok szénhidrátláncának szintézise............................................194
8. A lipidek anyagcseréje (Ádám Veronika)....................................................................................196
8.1 A legfontosabb zsírsavak és jelölésük.....................................................................................197
8.2 Acil-gliceridek. Trigliceridek és az energiaraktározás............................................................199
8.3 A zsírsavak de novo bioszintézise.......................................................................................... 200
Az acetil-CoA transzportja a mitokondriumból a citoplazmába........................................ 200
A zsírsavszintézis elkötelező lépése és az acetil-CoA-karboxiláz szabályozása................200
A palmitinsav szintézise. A zsírsav-szintáz...........................................................................201
A zsírsavszintézishez szükséges NADPH forrása................................................................. 203
A zsírsavszintézis szabályozása............................................................................................. 204
A zsírsavlánc elongációj a .......................................................................................................204
Speciális zsírsavak, amelyek a zsírsav-szintáz reakcióban keletkezhetnek.........................206
8.4 A trigliceridek szintézise és raktározása.................................................................................206
8.5 Lipolízis - a raktározott zsírsavak mobilizálása a zsírszövetből........................................... 211
8.6 A zsírsavak oxidációj a................................................................................ 212
A páros szénatomszámú telített zsírsavak oxidációj a ........................................................... 214
A páratlan szénatomszámú és a telítetlen zsírsavak oxidációj a............................................217
a-oxidáció és oo-oxidáció.......................................................................................................219
8.7 A ketontestek keletkezése és felhasználása. Ketonaemia, ketonuria.....................................220
8.8 A koleszterin metabolizmusa.................................................................................................222
A koleszterin szintézise..........................................................................................................223
A koleszterinszintézis regulációja.......................................................................................... 226
A koleszterin-észterek keletkezése....................................................................................... 229
8.9 Az epesavak keletkezése, metabolizmusa és jelentősége.....................................................230
8.10 A koleszterin és egyéb lipidek szállítása a keringésben. Lipoproteinek................................235
A trigliceridek szállítása. Kilomikron, V LDL........................................................................238
A koleszterin szállítása. LDL, H D L ....................................................................................... 241
Szabad zsírsavak................................................................................................................... 245
8.11 A zsírok emésztése és felszívódása....................................................................................... 246
8.12 A foszfolipidek és szfingolipidek felépítése és jelentősége..................................................249
A foszfatidil-kolin szintézise.................................................................................................253
Egyéb foszfolipidek szintézise............................................................................................. 255
A szfingolipidek szerkezete és szintézise..............................................................................259
8.13 A szteroidhormonokmetabolizmusa.................................................................................... 262
Szteroidhormonok szintézise a mellékvesekéregben........................................................... 263
A glukokortikoidok és a mineralokortikoidok inaktiválása és szállítása a plazmában . . . 270
A nemi hormonok szintézise....................................................................................................271
8.14 AD3-vitaminszintézise..........................................................................................................274
T A R T A L O M XI
9. Az aminosavak anyagcseréje. A porfirin-anyagcsere (Machovich Raymund és
Tretter László)...............................................................................................................................276
9.1 Az aminosav-anyagcsere általános ismertetése....................................................................276
9.2 A táplálékból származó aminosavak. A fehérjék emésztése................................................. 278
A fehérjeemésztő enzimek aktivitásának szabályozása.....................................................279
Az aminosavak transzportja................................................................................................... 282
9.3 Az endogén fehérjék lebontása............................................................................................. 283
Extracelluláris proteázok...................................................................................................... 284
Az intracelluláris proteolízis................................................................................................... 285
9.4 Az aminosavak lebontása...................................................................................................... 289
Az aminocsoport eltávolítása az aminosavakról.................................................................... 289
Dezaminálási mechanizmusok............................................................................................. 290
Az aminosavak szénláncának lebontása - glukogén és ketogén aminosavak......................293
A glutamin, aszparagin, glutamát és aszpartát lebontása........................................................294
A prolin, arginin, omitin és hisztidin katabolizmusa..............................................................294
A piroszőlősavvá lebomló aminosavak - a glicin, szerin, cisztein, treonin,
alanin és hidroxiprolin lebontása..........................................................................................295
A fenilalanin és tirozin katabolizmusa....................................................................................298
A metionin katabolizmusa.......................................................................................................300
A triptofán és lizin katabolizmusa.......................................................................................... 301
Az elágazó szénláncú aminosavak - valin, izoleucin, leucin - lebontása............................301
A propionil-CoA átalakulása szukcinil-CoA-vá; a Bj2-vitamin szerepe...............................303
9.5 Az ammóniaeltávolítás mechanizmusai.................................................................................304
Az ammónia eliminációja.......................................................................................................304
Az omitinciklus...................................................................................................................... 304
Az omitinciklus szabályozása................................................................................................ 306
A hyperammonaemia és terápiás lehetőségei....................................................................... 307
9.6 Egy szénatomos csoportok transzferreakciói. A tetrahidrofolát és
az S-adenozil-metionin szerepe az aminosav-anyagcserében.............................................. 310
A folsav szerepe az aminosavak metabolizmusában..............................................................310
Az S-adenozil-metionin szerepe az aminosavmetabolizmusban........................................... 311
9.7 A nem esszenciális aminosavak bioszintézise....................................................................... 312
9.8. Az aminosavakból képződő nitrogéntartalmú vegyületek......................................................314
A szervek közötti om itinciklus................................................................................... ... . 319
9.9 Porfirinek és epefestékek. Vashomeosztázis............................................................................319
A porfirinek szintézise.............................................................................................................320
A vashomeosztázis................................................................................................................ 323
A vashomeosztázis szabályozása.......................................................................................... 326
Az oxigéntenzió és a vashomeosztázis kapcsolata................................................................. 329
A porfirinek lebomlása, epefestékek képződése.................................................................... 329
10. A nukleotidok anyagcseréje (Machovich Raymund és Tretter L á szló )..................................... 335
10.1 A nukleotidok szerkezete.......................................................................................................335
10.2 A mononukleotidok forrásai.....................................................................................................337
10.3 Apurinnukleotidokbioszintézise.......................................................................................... 338
X I I T A R T A L O M
A purinváz kialakulása.......................................................................................................... 338
Az AMP és a GMP szintézise.................................................................................................341
A purinnukleotidok bioszintézisének szabályozása.............................................................. 342
A purinnukleotidok „mentő” reakciói.................................................................................... 343
10.4 A pirimidinnukleotidok bioszintézise.................................................................................... 345
Az UMP kialakulása................................................................................................................ 345
A citidinnukleotidok szintézise..............................................................................................347
A pirimidinnukleotid-szintézis szabályozása........................................................................347
A pirimidinnukleotidok mentő reakciói................................................................................. 348
10.5 A dezoxiribonukleotidok anyagcseréje................................................................................. 348
A dezoxiribonukleotidok képződése....................................................................................... 348
A dezoxi-timidilát (dTMP) és a timidin-trifoszfát (dTTP) szintézise..................................349
Dezoxiribonukleotidok bioszintézisének szabályozása........................................................351
10.6 Purin-és pirimidinnukleotidok lebontása..............................................................................353
Nukleotidokból nukleozidok képződése................................................................................. 353
A purinnukleotid-ciklus.......................................................................................................... 353
Purinbázisok lebontása.......................................................................................................... 354
A húgysav antioxidáns és prooxidáns hatásai........................................................................356
A húgysav-elimináció............................................................................................................. 356
Pirimidinbázisok lebontása....................................................................................................358
10.7 Nukleotidok egymásba történő átalakulásai................................................. 359
10.8 AB ^-vitamin szerepe a metabolizmusban..............................................................................360
10.9 AfolsavszerepeanukleotidszintézisbenésaDNS-metilálásban........................................ 364
10.10 A nukleotidok szerepe további anyagcsere-folyamatokban és
egyéb fontos biomolekulák szintézisében..............................................................................364
11. Biotranszformáció (Mánál József)....................................................................................................368
11.1. A biotranszformáció folyamata, fázisai.................................................................................369
A biotranszformáció első, előkészítő fázisa...........................................................................370
A biotranszformáció második, konjugációs fázisa................................................................. 373
A biotranszformáció harmadik fázisa.................................................................................... 375
11.2 A biotranszformáció jelentősége.......................................................................................... 375
12. Az alkohol metabolizmusa (Adám Veronika).................................................................................378
12.1 Az alkohol felszívódása és eloszlása a szervezetben.............................................................. 378
12.2 Az alkohol oxidációja............................................................................................................. 378
Alkohol-dehidrogenáz............................................................................................................. 379
Mikroszomális etanoloxidáló rendszer.................................................................................379
Az acetaldehid oxidációja.......................................................................................................380
12.3 Az alkoholoxidáció általános jellegzetességei és energetikája...............................................381
12.4 A fokozott alkoholoxidáció metabolikus következményei. Az alkohol toxikus hatásai . . 383
X III
387
389
389
392
393
395
395
396
398
401
402
403
409
409
411
411
413
415
416
419
420
421
421
422
423
424
426
427
429
432
432
434
434
434
437
437
437
437
439
440
TARTALOM
IV. A genetikai információ tárolása és kifejeződése.............................................................................
13. DNS: genom, replikáció és hibajavítás (Nagy László)..............................................................
13.1 A genetikai információ tárolása.......................................................................................
A DNS és az RNS szerkezete..........................................................................................
A DNS-molekula szerkezete.............................................................................................
13.2 DNS-replikáció és hibajavítás..........................................................................................
Az információátadás irányai és lehetőségei....................................................................
A replikációs origó és a helikáz.......................................................................................
A replikációs komplex......................................................................................................
A DNS-kapocs és a DNS-kapocs-felhelyező egység........................................................
A lineáris kromoszómavégek replikációja: a telomeráz kom plex..................................
A DNS károsodásainak javítása.......................................................................................
14. RNS: transzkripció és szabályozása (Nagy László).................................................................
14.1 Az eukarióta transzkripció mechanizmusa.......................................................................
A kromatin szerkezete és funkciói....................................................................................
Gének szerkezete, szabályozó szekvenciák....................................................................
Transzkripciós faktorok...................................................................................................
A pre-mRN S transzkripciój a ..........................................................................................
Az mRNS elongációja, érése és transzportja....................................................................
Az mRNS stabilitását meghatározó tényezők.................................................................
A riboszomális RNS (rRNS) transzkripciója és é ré s e .....................................................
A transzfer RNS transzkripciój a és é r é s e .......................................................................
RNS-transzport a magból a citoplazmába.......................................................................
14.2 Az új RNS-világ: nem kódoló RNS-ek, mikroRNS-ek, siRNS-ek..................................
14.3 Epigenetikai szabályozás................................................................................................
A kromatinstruktúra és a nukleoszómaszerkezet szabályozása.....................................
ADNS-metiláció............................................................................................................
X kromoszóma inaktiválás és im printing.......................................................................
14.4 Génterápia.........................................................................................................................
15. Fehérjeszintézis: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa
(Tréttér L á szló ).........................................................................................................................
15.1 A genetikai k ó d ...............................................................................................................
15.2 A fehérjeszintézis két központi szereplője, a transzfer RNS és a riboszóma..................
A transzfer RNS (tRNS)...................................................................................................
A riboszómák...................................................................................................................
Poliszómák.............................................................................................................
15.3 A fehérjeszintézis lépései................................................................................................
A fehérj eszintézis lépéseinek összefoglalása.................................................................
A tRNS-ek aktiválása, azaz az aminoacil- tRNS komplex kialakítása
az aminoacil- tRNS-szintetáz enzimek segítségével........................................................
A mRNS kodon és tRNS antikodon kapcsolat kialakítása, és a „lötyögés” (wobbling)
jelensége............................................................................................................................
A fehérj eszintézis iniciációj a ..........................................................................................
XIV
T A R T A L O M
Az eukarióta fehérjeszintézis iniciációja.................................................................... 440
A prokarióta fehérjeszintézis iniciációja.................................................................... 441
Afehéjeszintéziselongációjaeukariótákban........................................................................444
A fehérjeszintézis terminációja és a riboszómareciklizációja.............................................. 446
A fehérjeszintézis pontossága............................................................................................. 445
A fehérjeszintézist befolyásoló antibiotikumok................................................................. 447
Az eukarióta fehérjeszintézis g á tlá sa .................................................................................447
15.4 Az eukarióta fehérjeszintézis szabályozása........................................................................447
Az eukarióta fehérjeszintézis iniciációjának szabályozása..................................................448
Az aminosavak aktiváló hatása az mTORC 1 kom plexre........................................... 451
A fehérjeszintézis elongációs lépésének szabályozása........................................................... 452
Az egyes mRNS-ek transzlációjának szabályozása - a sejt vasszintjétől függő
szabályozás................................................................................................................ 452
A transzláció szabályozása mikroRNS-ekkel........................................................................453
Cap-fuggetlen fehérjeszintézis IRES segítségével................................................................. 454
15.5 A szintetizált fehérjék intracelluláris kompartmentekbe történő irányítása........................ 455
A fehérjetranszport útvonalai.................................................................................................455
A szabad riboszómákon szintetizálódó fehérjék lehetséges ú t j a i ........................................ 456
Citoplazmatikus fehérjék..............................................................................................455
A plazmamembrán felépítésében szereplő perifériás fehérjék..................................... 456
A fehérjék mitokondriumba történő irányítása........................................................... 456
A nukleáris gének által kódolt fehérjék transzportja a mitokondriumba..................... 457
Fehérjék sejtmagba történő transzportja........................................................................458
Fehérjetranszport a peroxiszómákba...........................................................................459
Fehérjeszintézis az ER felszínén.......................................................................................... 460
Fehérjék beépülése az ER membránjába.................................................................... 461
Atehérjéksorsaazendoplazmásretikulumban.................................................................... 462
Diszulfidhidak kialakítása.......................................................................................... 463
Chaperon fehérjék az ER-ben....................................................................................... 463
ER-rezidens fehérjék....................................................................................................465
Golgiba irányuló fehérjék............................................................................................. 465
Fehérjék transzportja a lizoszómákba...........................................................................465
Szekréciós fehérjék.......................................................................................................457
15.6 Mitokondriális fehérjeszintézis.................................................................................... 467
A mitokondriális riboszómák (mitoriboszómák)................................................................. 468
A mitokondriális fehérjeszintézis iniciációja........................................................................468
A mitokondriális fehérjeszintézis elongációja........................................................................469
A mitokondriális fehérjeszintézis terminációja.................................................................... 469
16. Molekuláris genetikai módszerek és alkalmazásuk az orvostudományban (Sasvári Mária) . . 470
16.1 Polimeráz-láncreakció: a géndiagnosztika új eszköze...........................................................470
A P C R elv e................................................................................................................ 47O
A DNS-szekvencia egyedi variabilitása: a humán genom polimorf jellege........................... 471
Flosszúság polimorfizmusok vizsgálata.................................................................................472
SNP azonosítási módszerek....................................................................................................474
T A R T A L O M XV
I
PCR-RFLP............................................................................................................... 474
Allélspecifikus p ró b ák ................................................................................................ 475
DNS-szekvenálás...................................................................................................................476
16.2 Rekombináns DNS és rekombináns fehérjék.......................................................................477
A klónozás elvi alapjai.............................................................................................................477
Génkönyvtárak...................................................................................................................... 478
Expressziós vektorok és a génexpresszió vizsgálati m ódszerei........................................ 479
Az expresszió RNS-szintü vizsgálata: kvantitatív PCR(qPCR)........................................... 480
Az expresszió fehérjeszintü vizsgálata: Western b io t...........................................................481
A génexpresszió szabályozásának vizsgálata: riporterrendszerek........................................482
V. Extracelluláris jelek receptorai és a jelátviteli mechanizmusok.....................................................483
17. Plazmamembrán-receptorok és jelátviteli mechanizmusok (Ádám Veronika)................................485
17.1 A receptorok általános jellemzői és felosztásuk....................................................................486
17.2 Intracelluláris jelpályákat alkotó fehérjék fontosabb dom énjei...........................................488
17.3 GTP-kötő fehérjék. G-fehérjékhez kapcsolt receptorok....................................................... 489
Heterotrimer G-fehérj ék..........................................................................................................490
A receptorok deszenzitizációj a és down-regulációj a...........................................................492
Monomer G-fehérj é k .............................................................................................................493
17.4 A ciklikus AMP-vei működő jelpálya................................................................................... 494
17.5 Ca2+jelpálya. Inozitol-lipidek szerepe....................................................................................503
17.6 A tirozin-kináz-receptorokkal működő jelpályák.................................................................510
A növekedési faktorok jelátvitele. MAP-kináz jelpálya........................................................511
Az inzulin jelpálya................................................................................................................... 514
17.7 JAK-STATjelpálya................................................................................................................519
17.8 A ciklikus GMP-vel működő jelpálya. A nitrogén-monoxid biológiai szerepe.....................520
A nitrogén-monoxid keletkezése és biológiai jelentősége.....................................................522
18. Sejtmagreceptorok (Mandl József és Nagy L ászló).........................................................................527
18.1 Jelátvitel intracelluláris receptorokkal....................................................................................527
18.2 A magi receptorok családja................................................................................................... 528
A magi receptorok szerkezete.................................................................................................528
A magi receptorok csoportosítása.......................................................................................... 528
A magi receptorok közvetítette jelátvitel folyamata........................... 529
18.3 A hypoxiajelpálya...................................................................................................................532
A HIF (hypoxia-inducible factor) szerkezete....................................................................... 532
A hypoxiafüggő génexpresszió szabályozása....................................................................... 532
A HIF -1 által szabályozott génexpresszió..............................................................................533
19. A sejtproliferáció és a természetes sejthalál biokémiája (Fésűs László).........................................535
19.1 A sejtosztódási ciklus biokémiai sajátságai és szabályozása................................................. 535
Proliferációs szignál útvonalak, a mitogén kaszkád.............................................................. 536
A restrikciós pont szabályozása............................................................................................. 537
Az M-fázis-kináz (CDK1).......................................................................................................539
A ciklindependens kinázok szabályozásának főbb elvei........................................................540
XVI T A R T A L O M
A proteolízis jelentősége a sejtciklusban..............................................................................540
19.2 A természetes sejthalál molekuláris háttere........................................................................541
A természetes sejthalál formái............................................................................................. 541
Az apoptózis elindítása...................................................................................................... 541
Effektor mechanizmusok................................................................................................... 543
Az apoptózis gátlása................................................................................................................ 544
Az elhalt sejtek fagocitózisa....................................................................................................545
19.3 A tumorsejtek proliferációja....................................................................................................545
Protoonkogének és onkogének..............................................................................................545
Tumorszuppresszor gének....................................................................................................... 546
Humán tumorok genomikai k é p e ...........................................................................................548
VI. Az intermedier anyagcsere összehangolt szabályozása.................................................................... 551
20. Az intermedier anyagcsere összehangolt szabályozása (Ádám Veronika, Mandl József és
Tretter László)................................................................................................................................... 553
20.1 Az enzimek aktivitásának és mennyiségének szabályozása..................................................554
Az enzimek aktivitásának regulációja.................................................................................... 554
Az enzimek mennyiségének transzkripciós szintű szabályozása........................................... 554
Integrált szabályozások az AMP aktiválta kináz (AMPK) és a szirtuinok
közreműködésével....................................................................................................................560
20.2 Kompartmentalizációs szabályozás az anyagcsere-integrációban. Az elágazási pontok . . 562
Elágazási pontok a metabolizmusban.................................................................................... 562
20.3 A sejtek redoxhomeosztázisa.................................................................................................565
20.4 Az egyes szervekben zajló anyagcsere-folyamatok. Az anyagcsere szabályozása
a szervezet szintjén-éhezés, táplálékbevitel........................................................................566
A máj szerepe az anyagcsere integrációjában........................................................................566
A táplálékfelvétellel összefüggő metabolikus változások a májban és kooperáció
a szervek között.......................................................................................................................567
A májban történő metabolizmus jellemzői jóllakott állapotban..................................567
A jóllakott állapot jellemzői a szervekben................................................................. 571
A májban történő metabolizmus jellemzői éhezésben..................................................571
A szervek metabolizmusa és a szervek közötti metabolikus kooperáció
az éhezés különböző fázisaiban.................................................................................... 574
A haráncsíkolt izom és a szívizom intermedier anyagcseréje...............................................576
A harántcsíkolt izom szénhidrát-, lipid- és aminosav-anyagcseréje............................577
A szívizom-anyagcsere jellegzetességei.....................................................................580
Az izom tápanyanyagforrásai az éhezés-jóllakottsági ciklus különböző fázisaiban . 580
Az izomszövet metabolizmusa fizikai erőkifejtésben..................................................581
A fehér és barna zsírszövet intermedier anyagcseréje........................................................... 581
A központi idegrendszer anyagcseréjének sajátosságai........................................................ 585
A vékony- és vastagbélhámsejtek metabolizmusa................................................................. 587
A vese intermedier anyagcseréje..............................................................................................588
A vörösvértestek intermedier anyagcseréje...........................................................................590
20.5 Az anyagcsere integrációja patológiás állapotokban.............................................................. 592
Diabetes m ellitus....................................................................................................................592
VII. Az egyes szervek és szervrendszerek működésének biokémiai alapjai...........................................597
21. A kémiai ingerületátvitel (neurotranszmisszió) molekuláris alapjai (Ádám Veronika)............ 599
21.1 Az akciós potenciál és a feszültségfüggő Na+-csatom a........................................................599
21.2 A kémiai ingerületátvitel jellem zői.......................................................................................602
21.3 Glutamát...................................................................................................................................607
Glutamátreceptorok............................................................................................................ 611
21.4 GABA...................................................................................................................................... 614
21.5 A cetilkolin.............................................................................................................................617
Az acetilkolin szintézise, raktározása és felszabadulása a kolinerg neuronokbán...............618
Kolinerg receptorok................................................................................................................ 619
Az acetilkolin inaktiválása.......................................................................................................622
21.6 A katecholamin neurotranszmitterek. Noradrenalin, dopamin és adrenalin........................ 623
A katecholaminok bioszintézise és raktározása.................................................................... 623
A katecholaminok metabolizmusa és inaktiválása................................................................. 625
A noradrenalin és az adrenalin receptorai..............................................................................627
Dopaminreceptorok................................................................................................................ 629
21.7 Szerotonin................................................................................................................................630
Szerotoninreceptorok............................................................................................................. 632
21.8 Neuropeptidek..........................................................................................................................633
Opioidpeptidek.......................................................................................................................634
22. Kontraktilis rendszer (Dux L á szló ).............................................................................................636
22.1 Az izomszövet kontraktilis rendszere....................................................................................637
A vastag filamentumrendszer, a miozin szerkezete..............................................................637
A vékony filamentum rendszer............................................................................................. 638
22.2 A kontrakció mechanizmusa....................................................................................................638
Az érett harántcsíkolt izom felépítése. Szupramolekuláris struktúra.....................................641
A vázizom hossz-feszülés összefüggése, a csúszó filamentum (sliding filament)
modell...................................................................................................................................... 642
22.3 A kalciumszignál keletkezése és eliminációja izom ban........................................................642
A kalciumszignál és az izom szarkotubuláris rendszere........................................................642
A kalciumfelszabadulás mechanizmusa.................................................................................644
A kalcium-visszavétel mechanizmusa.................................................................................... 645
22.4 Az izomkontrakció energiaszükségletének biztosítása..................... 646
22.5 Az izomszövet alkalmazkodási reakciói.................................................................................647
Az izomfáradás, iz o m láz.......................................................................................................647
Az izom adaptációj a, plaszticitása.......................................................................................... 647
22.6 Az izomszövet citoszkeletális vázrendszere...........................................................................648
23. Extracelluláris mátrix és sejtadhézió molekulái. Sejtek közötti közvetlen kommunikáció
(Kolev Kraszimir).........................................................................................................................651
23.1 Extracelluláris mátrix fehérj ék szintézise és szerveződése.................................................... 652
K o lla g én ................................................................................................................................652
A kollagén és a sejtek kapcsolata.......................................................................................... 655
Hálózatképző ECM feh érjék ................................................................................................ 656
T A R T A L OM X V I I
XVIII T A R T A L O M
Proteoglikánok.......................................................................................................................659
23.2 Sejtek közötti kapcsolatok és közvetlen sejt-sejt kommunikáció molekuláris alapjai . . . 661
Kadherinek............................................................................................................................. 662
Klaudinek és hozzájuk kapcsolódó fehérjék........................................................................... 663
Konnexinek............................................................................................................................. 665
A Notch jelátviteli rendszer.................................................................................................... 666
Szelektinek, szelektinligandok és immunoglobulin szupercsalád fehérjéi............................667
24. Lokális hormonok egyes szervek működését befolyásoló hatása. Az eikozanoidok
(Mandl József)............................................................................................................................... 673
24.1 Prosztanoidok..........................................................................................................................673
Az arachidonsav metabolizmusa. Az arachidonsav-ellátás. Foszfolipáz-A2.........................673
A ciklooxigenáz út. Prosztanoid- és tromboxánszintézis........................................................ 674
A prosztanoid és a tromboxán katabolizmusa........................................................................676
24.2 Leukotriének..........................................................................................................................676
A lipoxigenáz út. A leukotriének szintézise és lebontása........................................................ 677
24.3 Eikozanoidok biológiai h atásai..............................................................................................678
Eikozanoidreceptorok. Eikozanoidok és szignáltrandukciós rendszerek............................679
25. Hemosztázis (Kolev Kraszimir és Machovich Raymund)........................................................... 682
25.1 A véralvadék képződésének és feloldódásának általános áttekintése..................................682
25.2 A véralvadék képződésének és feloldódásának vérplazmatényezői..................................... 683
Fibrinogénés fíb rin .................................................................................................................683
A trombin szabályozása.......................................................................................................... 686
A pro trombin aktiválása.......................................................................................................... 686
A faktor-X aktiválása............................................................................................................. 687
A véralvadás beindítása és az indító szignál amplifikációja..................................................688
A protein-C-függő negatív visszacsatolás a véralvadási kaszkádban..................................691
25.3 A véralvadás inhibitorrendszere..............................................................................................692
Fibrinolízis............................................................................................................................. 696
A fíbrin feloldása....................................................................................................................696
A plazminogén aktiválása....................................................................................................... 697
Aplazminogénkonformációváltozásai................................................................................. 698
A plazminogénaktivátorok....................................................................................................698
A plazminogénaktivátorok inhibitorrendszere........................................................................698
A plazminogénaktiváció kofaktor szintű szabályozása........................................................ 699
A plazmin inhibitorrendszere.................................................................................................699
25.4 A véralvadék képződésének és feloldódásának sejtes tény ező i........................................... 700
Avérlemezkék..........................................................................................................................700
A neutrofil leukociták............................................................................................................. 705
Az endotélsejtek.......................................................................................................................706
A máj szerepe a hemosztázisban..............................................................................................708
26. A mitokondriumok működése és betegségei (Sümegi Balázs és ifj. Gallyas Ferenc)................710
26.1 A mitokondrium szerkezete és legfontosabb funkciói...........................................................710
T A R T A L O M XIX
Energiatermelés a mitokondriumban....................................................................................711
A mitokondriális membránrendszer károsodása (M PT).....................................................713
Mitokondriális ROS-termelés és kapcsolódó betegségek.....................................................714
Mitokondriális dinamika - fragmentáció és fúzió ................................................................. 716
26.2 A mitokondriális genom..........................................................................................................718
A mitokondriális genom felépítése és speciális tulaj donságai........................................... 718
26.3 Mitokondriális betegségek....................................................................................................719
Mitokondriális DNS-mutációk és betegségek........................................................................719
Fehérjeszintézist érintő m utációk.......................................................................................... 720
Mitokondriális DNS-depléció.................................................................................................720
Szomatikus eredetű mitokondriális DNS-mutációk öregedésben és degeneratív
betegségekben......................................................................................................................721
A mitokondriális terápia lehetőségei....................................................................................721
27. Az endoplazmás retikulum: egy metabolikus kompartment (Bánhegyi Gábor).........................723
27.1 Metabolizmus az endoplazmás retikulumban........................................................................724
27.2 A glukóz-6-foszfát transzporter és a hozzá kapcsolódó ER luminális aktivitások...............725
27.3 Biotranszformáció................................................................................................................... 727
28. A klinikai laboratóriumi diagnosztika biokémiai háttere (Dux L ászló)..................................... 728
28.1 A klinikai laboratóriumi diagnosztika célja, felad ata...........................................................728
Élő szervezetek áramlási egyensúlyának nyomon követése..................................................728
Normál-, referenciatartomány fogalma, meghatározása........................................................729
Kóros laboratóriumi eredmények típ u sa i..............................................................................730
28.2 Laboratóriumi diagnosztikai eredmények hibái, értékelése..................................................730
Az eredmények valódisága, pontossága, véletlen és szisztémás hibák..................................730
Laboratóriumi diagnosztikai mérések kalibrálása, standardok típusai..................................731
Külső minőség-ellenőrzés a laboratóriumi diagnosztikában..................................................732
28.3 A laboratóriumi diagnosztikai vizsgálatok fő fázisai.............................................................. 732
A preanalitikai fázis................................................................................................................ 732
Az analitikai fázis................................................................................................................... 733
A posztanalitikai fázis............................................................................................................. 735
28.4 Szűrővizsgálatok................................................................................................................... 736
Rövidítésjegyzék...............................................................................................................................................737
Tárgymutató 741