ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биология ферментов из "Биохимия сельскохозяйственных растений" В живых растительных клетках постоянно происходят сложнейшие биохимические реакции, очень тесно связанные и согласоЗанные между собой. Эти реакции объединены в цепи, или циклы, обменных реакций, и в клетках всегда одновременно протекают несколько циклических процессов. С характером цепных реакций мы кратко познакомились, изучая схемы окисления органических веществ. [c.72] Мы видели, что каждый фермент катализирует только одну какую-либо стадию в цепи последовательных реакций. Поэтому любой процесс распада или синтеза соединений в растительной клетке, который идет в несколько стадий, требует для осуществления координированной системы ферментов. Такая координация ферментных систем -в клетке обусловлена специфичностью действия фер ментов, а также тем, что они адсорбированы на определенных внутриклеточных частицах. Изучение локализации ферментов в клетке показало, что ферменты, катализирующие отдельные циклы реакции, связаны с определенными клеточными структурами. Так, дыхательные ферменты связаны в основном с митохондриями, ферменты, принимающие участие в процессе анаэробного распада углеводов (стр. 154), находятся в растворимой фракции клетки и т. д. [c.72] Советские ученые А. И. Опарин, А. Л. Курсанов, Н. М. Сисакян, Б. А. Рубин и др. впервые начали изучать действие ферментов в живых, неповрежденных растениях. Эти ученые показали, что в процессе развития растений, а также в зависимости от условий внешней среды (влажности, температуры, оовещен-ности, типа почв, внесения удобрений и т. д.) способность клеток и тканей к адсорбции ферментов изменяется, благодаря чему в клетках и тканях преобладают те или иные гидролитические или синтетические процессы, что приводит к изменению направленности обмена веществ и к изменению химического состава растений. Это новое направление в учении о ферментах, поставившее своей задачей изучение ферментативных процессов в живых растениях, получило название биологии ферментов. [c.73] До этих работ изучение ферментов проводилось в автолити-ческих смесях. Отдельные органы или ткани растений измельчались и выдерживались в течение некоторого времени при определенной температуре с добавлением тех веществ, превращения которых хотели изучать. Затем с помощью химических анализов определяли изменения в содержании веществ, которые произошли за время опыта под действием ферментов, находящихся в растениях. Однако в таких опытах при разрушении клеток взаимосвязь между отдельными клеточными структурами и содержащимися в них ферментами нарушается, многие клеточные структуры разрушаются, и входящие в них ферменты из адсорбированного состояния переходят в раствор. В результате синтетические процессы почти не идут, а активность гидролитических ферментов резко возрастает. Особенно сильно повышается активность протеолитических ферментов, которые разрушают не только запасные белки клетки, но и белки-ферменты. Происходит процесс самопереваривания растительных тканей, аналогичный процессу переваривания веществ в пищеварительных органах животных. Таким образом, метод автоли-тических смесей не мог дать достоверных результатов о действии ферментов в живых растениях. [c.73] Методом вакуум-инфильтрации установлено, что активность ферментов резко изменяется в зависимости от обеспеченности растений водой. При потере воды растением усиливаются гидролитические процессы, а при резком недостатке воды растения погибают вследствие необратимого преобладания гидролитических процессов над синтетическими. При сильном повышении температуры также наблюдалось необратимое смещение ферментативных реакций в сторону гидролиза, а процессы синтеза почти полностью прекращались. [c.74] Активность ферментов зависит от времени суток и освещенности растений. Наивысшая интенсивность синтеза сахарозы в листьях различных растений наблюдается в полуденные часы. Концентрация моносахаридов в листьях в этот период находится на самом низком уровне и не препятствует работе фотосинте-тического аппарата. Вечером и ночью гидролиз сахарозы з листьях резко преобладает над синтезом, что способствует более полному освобождению ассимилирующих листьев от продуктов фотосинтеза. [c.74] Не только условия внешней среды, но и особенности растений влияют на скорость и направленность ферментативных процессов. Каждый вид и сорт растений обладает определенным соотношением синтезирующего и гидролизующего действия ферментов. Более скороспелые сорта обычно отличаются и более сильным гидролитическим действием ферментов. Возраст растения и отдельных его органов также определяет интенсивность и направленность фер 1ентного действия с возрастом растения интенсивность синтетических процессов в листьях ослабевает, и начинают преобладать процессы гидролиза аналогичные изменения в активности ферментов наблюдаются и при переходе от молодых листьев к более старым. [c.74] Условия минерального питания оказывают очень сильное воздействие на скорость и направленность ферментативных процессов в растениях. Элементы питания в значительной степени регулируют деятельность ферментов, участвующих в процессах синтеза сахарозы, крахмала, белков, жиров и многих других соединений н растениях. Меняя условия питания, можно изменять в желаемом направлении обмен веществ растения. Познакомимся с некоторыми данными о влиянии условий питания на активность ферментов в растениях. [c.75] Внесение калийных удобрений или инфильтрация в листья растений калийных солей значительно ослабляет скорость гидролиза сахарозы и усиливает ее синтез. При недостатке калия усиливается распад сахарозы и накапливается в растениях большое количество моносахаридов. Калийные удобрения усиливают также образование крахмала в растениях и снижают скорость его расщепления. [c.75] Влияние калия на синтез белков изучено хорошо. При внесении калийных удобрений образование белков идет быстрее распад их под действием протеолитических ферментов не изменяется или несколько усиливается. Таким образом, калий повышает активность ферментов, катализирующих образование и расщепление белков. [c.75] Фосфор оказывает очень сильное, а иногда определяющее влияние на многие биохимические процессы в растениях. Он непосредственно участвует в синтезе и распаде сахарозы, крахмала, белков, жиров и многих других соединений. Под действием фосфорных удобрений наиболее резко усиливается интенсивность синтеза сахарозы и крахмала, а скорость их распада ослабляется. Образование белков под влиянием фосфора также усиливается, однако слабее, чем сахарозы или крахмала. Поэтому в растениях при недостатке фосфора содержится меньше сахарозы и крахмала, но больше белков. В хорошо обеспеченных этим элементом растениях синтез сахарозы и крахмала превышает синтез белков, и относительное содержание последних 3 растениях падает. [c.75] Эти примеры показывают, что метод изучения активности ферментов не в автолитических смесях, а в тканях живых организмов имеет большое теоретическое и практическое значение. Изменяя условия выращивания и главным образом питания растений, мы изменяем в них активность и направленность действия ферментов, а следовательно, и интенсивность, и направленность биохимических процессов. Исследование закономерностей действия ферментов под влиянием питания растений дает возможность направлять обмен веществ в растениях в сторону улучшения качества урожая. [c.76] Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. ИЛ., 1961. [c.76] Классификация и номенклатура ферментов. Отчет комиссии по ферментам Международного биохимического союза, ИЛ., 1962. [c.76] Молекулярные основы действия и торможения ферментов. Тр. Международного биохимического конгресса. Симпозиум IV. Изд. АН СССР, 1962. [c.76] Самнер Дж. Б. и С о м е р с Г. Ф. Химия ферментов и методы их исследования. ИЛ, 1948. [c.76] Вернуться к основной статье