Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Metabolizm ksenobiotyków. Ksenobiotyki - syntetyczne związki organiczne, nie występujące naturalnie w przyrodzie. Niektóre ksenobiotyki są biodegradowalne,

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Metabolizm ksenobiotyków. Ksenobiotyki - syntetyczne związki organiczne, nie występujące naturalnie w przyrodzie. Niektóre ksenobiotyki są biodegradowalne,"— Zapis prezentacji:

1 Metabolizm ksenobiotyków

2 Ksenobiotyki - syntetyczne związki organiczne, nie występujące naturalnie w przyrodzie. Niektóre ksenobiotyki są biodegradowalne, inne nie ulegają biodegradacji. Mineralizacja – całkowita degradacja związku organicznego do CO 2, wody i ew. innych związków nieorganicznych. Rekalcitrant – związek nie ulegający biodegradacji w żadnych warunkach. Bioakumulacja – zwiększenie stężenia danego związku ponad poziom istniejący w środowisku Niektóre ksenobiotyki mogą być metabolizowane przez niektóre organizmy: a/ Niektóre drobnoustroje wykorzystują związki ksenobiotyczne jako źródło węgla b/ Organizmy wyższe metabolizują ksenobiotyki w celu ich wydalenia

3 Metabolizm ksenobiotyków u ssaków Cel metabolizmu: eliminacja ksenobiotyku z organizmu Ksenobiotyki są na ogół substancjami lipofilowymi, nie najlepiej rozpuszczalnymi w wodzie. W wyniku biotransformacji zostają one przekształcone w związki lepiej rozpuszczalne, co umożliwia ich wydalenie. Niekiedy podczas biotransformacji powstają związki toksyczne lub kancerogenne. Metabolizm ksenobiotyków u ssaków obejmuje dwie fazy: Faza I – wprowadzenie lub odblokowanie grupy funkcyjnej Faza II – utworzenie pochodnej w formie, która może być wydalona z organizmu

4 Metabolizm ksenobiotyków u ssaków Reakcje fazy I 1.Wprowadzenie grupy hydroksylowej lub epoksydowej w wyniku działania układu enzymatycznego cytochromu P Utlenienie grup aminowych lub tiolowych przez monoksygenazy flawinowe 3.Utlenienie alkoholi do aldehydów i kwasów katalizowane przez dehydrogenazę alkoholową i dehydrogenazę aldehydową 4. Hydroliza estrów i amidów

5 Reakcja fazy I metabolizmu naftalenu Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

6 Mechanizm tworzenia kancerogennych pochodnych benzo[a]pirenu Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

7 Mechanizm tworzenia kancerogennej pochodnej aflatoksyny Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

8 Reakcje fazy I metabolizmu amfetaminy Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

9 Metabolizm etanolu Disulfiram jest selektywnym inhibitorem dehydrogenazy aldehydowej Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

10 Reakcje fazy II 1.Glukuronidacja 2.Przekształcenie w pochodne sulfonowe i sulfamidowe 3.Tworzenie koniugatów z glutationem Kwas UDP-glukuronowy (UDPGA) Glutation (GSH)

11 Metabolizm herbicydu chloromuronu w soi. Chwasty nie posiadają możliwości tworzenia koniugatu z glutationem Metabolizm ksenobiotyków w roślinach

12 Drogi metabolizmu paracetamolu Metabolizm ksenobiotyków u ssaków

13 Biodegradacja alkanów n-alkany I etap Terminalna hydroksylacja katalizowana przez NAD(P)H-zależne monooksygenazy Kolejne etapy n-alkeny Początkowe etapy analogicznie jak dla n-alkanów. Potem -oksydacja jak dla nienasyconych kwasów tłuszczowych rozgałęzione alkany i alkeny Przekształcenie w kwas i -oksydacja. Proces wolniejszy niż dla węglowodorów linowych. Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

14 Schemat biodegradacji cyklopentanu Biodegradacja cykloalkanów Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

15 Wstępne etapy biodegradacji benzenu, toluenu, fenolu i niektórych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) Biodegradacja węglowodorów aromatycznych Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

16 Alternatywne szlaki biodegradacji katecholu Biodegradacja węglowodorów aromatycznych Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

17 Początkowe etapy biodegradacji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) przez grzyby, bakterie i glony Biodegradacja węglowodorów aromatycznych Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

18 Biotransformacje halogenopochodnych Mechanizmy dehalogenacji

19 Struktury niektórych herbicydów, pestycydów i szczególnie toksycznych lub mutagennych ksenobiotyków Biodegradacja herbicydów i pestycydów Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

20 Czasy półtrwania DDT3 – 10 lat Dieldrin1 – 7 lat Heptachlor7 – 12 lat Atrazyna0,5 roku Toksafen10 lat Biodegradacja herbicydów i pestycydów Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

21 Wpływ położenia i liczby podstawników halogenowych na biodegradowalność herbicydów aromatycznych Biodegradacja halogenopochodnych związków aromatycznych Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

22 Biodegradacja herbicydu atrazyny przez konsorcjum bakterii Biodegradacja herbicydów i pestycydów Metabolizm ksenobiotyków w komórkach drobnoustrojów

23 Metabolizm azotu amonowego i azotanów w bakteriach Nitryfikacja I. Utlenianie azotu amonowego Bakterie z rodzajów: Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosocystis. Reakcja jest dwuetapowa i katalizowana kolejno przez monooksygenazę amonową oraz oksydoreduktazę hydroksyloaminową II. Utlenianie azotanów(III) do azotanów (V) Bakterie z rodzajów: Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira

24 Denitryfikacja Azotany(V) w środowisku wodnym mogą być redukowane do: (a)azotu amonowego (szlak asymilacyjny, warunki tlenowe) (b)tlenków azotu i azotu cząsteczkowego (szlak dysymilacyjny, warunki anoksyczne). Proces ten nazywany jest denitryfikacją W obu szlakach I etapem jest redukcja azotanów(V) do azotanów(III) W szlaku asymilacyjnym reakcję katalizuje reduktaza azotanowa A, natomiast w szlaku dysymilacyjnym – reduktaza azotanowa B. Metabolizm azotu amonowego i azotanów w bakteriach

25 II etapem szlaku dysymilacyjnego jest redukcja azotanów(III) do N 2. Reakcja przebiega w warunkach beztlenowych i jest trójstopniowa. Zdolność do prowadzenia reakcji denitryfikacji przejawiają bakterie: Pseudomonas, Alcaligenes, Achromobacter, Arthrobacter, Flavobacterium, Moraxella, Chromobacterium, Bacillus, Hyphomicrobium Donorami elektronów w poszczególnych etapach są związki organiczne, m.in. metanol. Sumaryczna reakcja ma wówczas postać: Metabolizm azotu amonowego i azotanów w bakteriach

26 Wewnątrzkomórkowa kumulacja polifosforanów Niektóre gatunki drobnoustrojów wykazują zdolność zwiększonego pobierania fosforanów ze środowiska i ich magazynowania w komórkach w postaci polifosforanów. Uproszczony schemat metabolizmu fosforu w Aeromonas aerogenes Schemat reakcji katalizowanej przez kinazę polifosforanową Przedstawiony mechanizm akumulacji polifosforanów zostaje uruchamiany w warunkach niedoboru azotu lub siarki. Zostaje wówczas zahamowany wzrost komórek i rośnie stosunek ATP/ADP

27 Bioakumulacja i biotransformacja metali Mechanizmy usuwania metali z roztworów wodnych przez drobnoustroje

28 Bioakumulacja i biotransformacja metali Reakcje zachodzące podczas bioługowania żelaza


Pobierz ppt "Metabolizm ksenobiotyków. Ksenobiotyki - syntetyczne związki organiczne, nie występujące naturalnie w przyrodzie. Niektóre ksenobiotyki są biodegradowalne,"

Podobne prezentacje


Reklamy Google