ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Элементарный состав организмов из "Химия жизни" Сведения о том, какие именно элементы и в каких количествах входят в состав клеток и организмов, представляют лишь относительную ценность. Для понимания смысла биохимических явлений, разумеется, надо знать, в виде каких соединений входит в клетки тот или иной элемент и каковы функции молекул соединения — выполняют ли они роль катализаторов, служат ли целям регулирования их активности, принимают ли участие в синтезе белков и т. д. К большому сожалению, сведения о форме связи многих элементов, действующих в растительных и животных организмах, далеко не полны, и лишь о некоторых мы можем уверенно сказать, что знаем их главные функции. [c.8] В число 16 элементов жизни входят углерод, водород, кислород, сера, фосфор, азот, железо, медь, натрий, калий, кальций, магний, кобальт, хлор, иод, марганец. Вероятно, надо добавить еще цинк. [c.9] Углерод, водород, кислород, азот и сера являются обязательными составными частями всех белков этим сразу определяется их решающая роль в развитии жизни на Земле. Фосфор встречается в некоторых белках, вместе с азотом он образует органические соединения, способные накапливать энергию. Соединения, называемые полинуклеиновыми кислотами и участвующие в синтезе белковых молекул, также содержат фосфор. [c.9] Атом (ион) фосфора в разных кислородных соединениях чаще всего окружен четырьмя атомами (ионами) кислорода. Четверная координация соответствует наибольшей устойчивости и группа Р04 постоянно встречается и в царстве минералов, т. е. в фосфоритах и в молекулярных конструкциях, образующихся в клетке. [c.9] Сера в организмах обычно находится в виде отрицательного иона (в восстановленной форме). Не ионы сульфата, а остатки молекул сероводородов (НгЗ и НгЗг), сульфгидрильные (—5Н) и дисульфидные ( — 5 — 5 — ) группы играют активную роль в биологических процессах. Сера в такой форме более активна, чем в бедных энергией и прочных сульфатах. [c.9] Соединения азота в мире живого многочислены, но и азот выступает почти всегда в виде отрицательно заряженного иона. Мы находим азот в разнообразных и очень деятельных соединениях аминах, гетероциклах, аминокислотах, пептидах, белках, нуклеотидах и т. д. [c.9] Очень важные функции в жизни клетки выполняет водород. [c.9] Атомы водорода входят в состав и белков, и жиров, и углеводов —- всего того химического набора, из которого создан каркас всех форм жизни. [c.9] Заметим, что молекулы кислорода мало активны и для их превращения в отрицательные ионы нужны определенные условия и действие катализаторов. [c.10] на углерод, водород, кислород, азот, фосфор, серу падает наиболее ответственная часть работы в биологических машинах. Из неметаллов еще только хлор и иод, по-видимому, выполняют важные обязанности они — составная часть некоторых веществ — регуляторов, называемых гормонами. [c.10] Остальные из названных выше элементов металлы. Каковы же их функции Какая роль, например, магния, для чего нужны организму калий и натрий, каковы функции ионов кобальта, сделавшие его необходимым для нормальной работы организма Не всегда удается дать исчерпывающие ответы на подобные вопросы. В дальнейшем мы изложим те сведения о роли ионов металлов в ферментных системах, которые могут считаться надежно установленными. Природа экономно использует металлы — их содержание в организмах невелико и ион каждого вида выполняет различные функции. Чаще всего они связаны с усилением действия биологических катализаторов или образованием специфических активных групп катализаторов — металлосодержащих ферментов. Известно, что металлы, как правило, входят в состав организмов в виде комплексных соединений. Так, железо с азотсодержащими веществами образует сложный комплекс — гем. Гем вступает во взаимодействие с белками, и в зависимости от того, с каким белком он соединился, получающееся вещество приобретает различные свойства. В одном случае получается превосходный переносчик кислорода — гемоглобин, в другом — фермент, разлагающий перекись водорода,— каталаза, в третьем — фермент пероксидаза и т. д. [c.10] Иногда один металл можно заменить другим, так, фермент, распространенный в растительном мире, тирозиназа активируется и ионами железа, и ионами марганца, и ионами кобальта еще более разнообразны активаторы фермента карбоксилазы железо, марганец, кадмий, барий, медь, никель, свинец, цинк. По-видимому, ионы металла способствуют определенной взаимной ориентации отдельных молекул или образуют химические мостики , по которым переходят электроны в окислительно-восстановительных процессах. [c.10] По мере расширения круга наших знаний о химическом составе почв, вод и организмов начали вырисовываться контуры новой отрасли естествознания — биогеохимии, объединившей геологические, биохимические проблемы. [c.11] Основателем биогеохимии по справедливости считается академик В. И. Вернадский. [c.11] Одной из центральных проблем этой науки является, по мысли В. И. Вернадского, выяснение связи между химическим составом организмов и земной коры. Биохимические процессы рассматриваются В. И. Вернадским и созданной им школой советских биогеохимиков не обособленно, а в тесной связи с химией земной коры. [c.11] Вернуться к основной статье