Окисление-восстановление в биологических системах

Железо функционирует как основной переносчик электронов в биологических реакциях окисления — восстановления [231]. Ионы железа, и Fe +, и Fe +, присутствуют в человеческом организме и, действуя как переносчики электронов, постоянно переходят из одного состояния окисления в другое. Это можно проиллюстрировать на примере цитохромов . Ионы железа также служат для транспорта и хранения молекулярного кислорода — функция, необходимая для жизнедеятельности всех позвоночных животных. В этой системе работает только Ре(П) [Fe(111)-гемоглобин не участвует в переносе кислорода]. Чтобы удовлетворить потребности метаболических процессов в кислороде, большинство животных имеет жидкость, циркулирующую по телу эта жидкость и переносит кислород, поглощая его из внешнего источника, в митохондрии тканей. Здесь он необходим для дыхательной цепи, чтобы обеспечивать окислительное фосфорилирование и производство АТР. Одиако растворимость кислорода в воде слишком низка для поддержания дыхания у живых существ. Поэтому в состав крови обычно входят белки, которые обратимо связывают кислород. Эти белковые молекулы способствуют проникновению кислорода в мышцы (ткани), а также могут служить хранилищем кислорода. [c.359]

Как видно из разд. 7.1, суть большинства химических реакций, протекающих в биологических системах, заключается в окислении или восстановлении одного или более реагентов. Однако особенно важный тип реакций, к которому, очевидно, относятся многие ферментативные реакции, не связанные с окислением — восстановлением,— это реакции, включающие перенос протона и сопровождающиеся общим основным или кислотным катализом. Естественно, многие из этих ферментативных превращений осуществляются с помощью небелковых кофакторов или коферментов. К таким коферментам относятся некоторые серосодержащие коферменты, среди которых тиаминпирофосфат (часто называемый витамином В1) имеет наибольшее значение. Сейчас уже очевидно, что механизм действия тиаминпирофосфата включает участие карбаниона в качестве промежуточного соединения. Правда, некоторые особенности этого процесса еще недостаточно изучены. [c.458]

У всех известных переносчиков водорода дыхательной цепи спектральные свойства претерпевают характерные изменения при окислении и восстановлении. Это позволяет следить за переносом водорода в дыхательной цепи с помощью спектроскопических методов. Спектроскопическое определение специфических соединений в биологических системах осложнено относительно большими неспецифичными изменениями в фоновом поглощении. Это затруднение преодолевают, применяя спектрофотометры двух типов. [c.221]

Многие реакции в биологических системах, играющие роль в переносах энергии, являются реакциями окислительно-восстановительного типа. Представление о том, что окисление есть отдача электронов, а восстановление — их присоединение, может быть распространено на все окислительно-восстановительные реакции. Например, реакцию взаимодействия пластинки цинка с медной солью в растворе можно представить в виде следующих реакций [c.149]

Окислительно-восстановительные реакции играют очень большую роль в ряде биологических процессов. Эти процессы имеют существенное значение для сельского хозяйства. Так, установлено, что для нормального развития растений необходимо, чтобы окислительно-восстановительный потенциал почвы лежал в пределах 0,2—0,7 в. Многие технологически важные системы пищевой промышленности являются окислительно-восстановительными. Редокси-потенциал этих систем оказывает большое влияние на протекание многих ферментативных процессов в них и на интенсивность биологического окисления-восстановления ряда биоколлоидов. [c.272]

Когда мы рассматриваем только водные растворы небольших молекул и интересуемся реакциями, которые могут осуществляться в результате окисления или восстановления, то ясно, что в этом случае основную роль играют косвенные эффекты, обусловленные реакциями с продуктами разложения воды. Замечательный успех теории мишеней в применении к исследованию действия излучения на биологические системы показывает, что для таких систем большую роль играет прямые эффекты. Поэтому мы приступим сейчас к ее обсуждению. [c.207]

В обычном применении термодинамики к анализу переноса электронов в биологических системах рассматриваются, как правило, лишь концентрации окисленных и восстановленных форм отдельных переносчиков электронов. [c.119]

За последние двенадцать лет модифицированные электроды были настолько хорошо изучены, что сейчас появилась возможность конструировать поверхность раздела электрод/раствор, применяя хорошо отработанные методы синтеза. Существенным моментом в проектировании биосенсоров является создание методов контроля молекулярной структуры поверхности электрода, с помощью которых можно приспособить электрод к конкретной биологической системе. Этот подход особенно интересен при разработке амперометрических биосенсоров, поскольку обычные металлические электроды, как правило, малопригодны для вольтамперометрических измерений в системах, где происходит прямое окисление или восстановление ферментов или коферментов. Для дальнейшего развития этого подхода необходимы некоторые данные о свойствах модифицированного электрода и его взаимодействии с субстратом. В этой главе рассматриваются различные методы исследования модифицированных электродов. Однако вначале мы остановимся на способах модификации электродов и теоретических моделях, используемых для описания их свойств. [c.174]

Конечная точка окислительно-восстановительного титрования, как правило, обозначается резким скачком электродного потенциала (разности потенциалов). Если, например, титровать сульфат железа перманганатом калия в разбавленной серной кислоте, то вплоть до полного окисления соли окислительно-восстановительный потенциал будет возрастать медленно, а затем последует скачок. При изучении окислительно-восстановительных процессов в биологических системах часто пользуются методикой, при которой образец помещают в буфер, содержащий заданную смесь ферро-и феррицианидов калия. Нередко процентное содержание восстановленной формы в образце, например для цитохромов, определяют спектроскопическими методами, что, строго говоря, не является титрованием. [c.231]

Биологическая активность флавиновых ферментов определяется способностью их кофакторов — флавинадениндинуклеотида (ФАД) или флавинмононуклеотида (ФМН)—к участию в обратимом процессе окисления — восстановления они выполняют роль переносчиков электрона и являются частью комплексной ферментативной системы, принимающей участие в каскаде переноса электрона от субстрата на другие переносчики или на кислород. [c.142]

При исследовании биологических объектов часто приходится иметь дело со сложными редокс-системами, в которых присутствуют окисленные и восстановленные формы различных соединений. [c.223]

Биологическое значение редокс-потенциалов. Окислительно-восстановительные потенциалы имеют большое значение в физиологии человека и животных. К числу редокс-систем относятся такие системы в крови и тканях, как гем — гематин и цитохромы, в которых содержится двух- и трехвалентное железо аскорбиновая кислота (витамин С), находящаяся в окисленной и восстановлен- [c.54]

Поскольку в почве всегда имеется большое число окислительно-восстановительных систем, главной или, как ее еще называют, потенциалопределяющей. системой всегда будет та, которая имеет максимальную загруженность по сравнению со всеми остальными. Иными словами, ОВ-потенциал любой среды, в том числе и почвы, определяется максимально загруженной системой, которая потому и называется потенциалопределяющей. В зависимости от конкретных условий эта система может быть химической (реакции окисления — восстановления) и биологической (деятельность микроорганизмов). [c.262]

Метод кондуктометрического титрования основан на изменении электропроводности объема раствора во время протекания в нем химической реакции (пейтрализации, осал<дения, замещения, окисления— восстановления, комилексообразования). В результате реакции изменяется ионный состав раствора. Иоиы с одной абсолютной скоростью и эквивалентной электроироводностью заменяются или иа ионы с другими значениями этих характеристик, или в системе образуется плохо диссоциирующее, малорастворимое или комплексное соединение (особенно хелатное). Кондуктометри-ческое титрование применяют для объемного анализа водных и неводных растворов, физиологических и биологических жидкостей 114 [c.114]

Реакция г в табл. 8-4, напротив, не может быть осуществлена системой пиридиннуклеотидов вследствие неподходящего восстановительного потенциала. Необходима более сильная окисляющая система флавинов. (Однако обратная реакция, гидрирование связи С = С, частО протекает в биологических системах с участием восстановленного пи-ридиннуклеотида.) Реакции типа г имеют важное значение в энергетическом метаболизме аэробных клеток. Так, например, первой окислительной стадией при -окислении жирных кислот (гл. 9, разд. А,1) является а,р-дегидрирование ацил-СоА-производных жирных кислот. Аналогичной реакцией, протекающей в цикле трикарбоновых кислот, является дегидрирование сукцината в фумарат [c.258]

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление ( сгорание ) одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД и ФАД), перешедщие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавщийся ФАДН, прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9). Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН, попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ. [c.349]

Феназины и их роль в биологических системах. Обсуждение окисления феназинов будет неполным, если не указать биологического значения образования наполовину восстановленных феназинов. Эта стадия действительно составляет важное средство понижения огромного энергетического барьера обычного окисления воздухом. [c.542]

Наиболее сложная проблема биоэлектрокатализа — реализация эффективного переноса электронов между активным центром фермента и электродом. Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекулярных диффузионно-подвижных переносчиков электрона (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвиологен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь предполагает непосредственное электрохимическое окисление — восстановление активных центров ферментов, прямой перенос электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей оксидазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. [c.69]

Поскольку имеется много данных, указывающих на образование свободных тиольных радикалов К — 5 при диссоциации дисульфидов или при одноэлектронном окислении тиолов закис-ными солями железа и меди, вполне вероятно, что эти энзимы катализируют цепные реакции путем окисления и восстановления тиольных групп в свободные тиольные радикалы, подобно тому, как тиофенол может быть передатчиком цепи при автоокислении 2, а амилдисульфид является катализатором автоокисления (стр. 280). Протеины, содержащие серу, могут быть активными катализаторами в том случае, если хотя бы ничтожная часть их дисульфидных связей может мгновенно диссоциировать на радикалы и затем дегидрировать соседний (т. е. адсорбированный) метаболит и начать реакционную цепь в биологических системах, подобно тому, как алкилдисульфиды могут инициировать дегидрирование тетралина [c.308]

Существует мнение, что донорно-акцепторные комплексы выполняют важные функции в поддержании процесса превращения энергии в пластинчатых биологических системах. Обобщенное описание их функций в процессах фотосинтеза [42] и сокращения мышц [43] дано Кирнсом и Кэлвином [44]. В растворе комплекс не может аккумулировать энергию, поглощаемую при переносе заряда, так как переход в основное состояние происходит слишком быстро. Если, однако, компоненты комплекса расположены слоями в твердом состоянии, поляризация, вызываемая переходом электронов от донора к акцептору при фотовозбуждении, может достичь большего диапазона вследствие диффузии заряда в каждом твердом слое. Окисленный донор и восстановленный акцептор в таких условиях становятся относительно свободнее для того, чтобы независимо выполнять функции как химических, так и электрических агентов. В главе V уже обсуждались электрические и магнитные эффекты при фотовозбуждении модельных систем, построенных из твердых слоев сравнительно простых доноров и акцепторов. [c.165]

В состав ТГФ входят восстановленный птеридин, /г-аминобензойная кислота и L-глутаминовая кислота. Полиглутаминовые производные ТГФ, содержащие до семи остатков глутаминовой кислоты, связанных посредством у-глута-мильных пептидных связей, также встречаются в биологических системах и осуществляют те же биологические функции, что и ТГФ. После того как обнаружилось, что фолиевая кислота является фактором роста для молочнокислых бактерий, начались исследования по выяснению биохимической роли ТГФ-коферментов. Зависимость роста молочнокислых бактерий от фолиевой кислоты была использована в качестве теста при очистке и выделении этого вещества, что дало возможность исследовать его структуру. В ранних работах удавалось выделить только фолиевую кислоту, что объясняется легким окислением ТГФ. Фолиевая кислота может быть ферментативно восстановлена до ТГФ. Для дигидрофолата возможны три структурных изомера (7,8-, 5,6- и 5,8-) однако как при химических, так и при ферментативных реакциях был однозначно идентифицирован только 7,8-изомер. [c.226]

Поддержание жизни обусловлено химическими процессами двух типов 1) фотохимическим превращением солнечной энергии в электрохимическую, необходимую для ассимиляции двуокиси углерода и воды с образованием восстановленных органических веществ и кислорода, и 2) процессом, обратным первому, т. е. окислением органических веществ с образованием двуокиси углерода и воды и с освобождением энергии. Ионы металлов участвуют в процессах обоих этих типов. Энергия солнечного излучения усваивается биосферой при участии магнийпорфириновых комплексов — хлорофиллов. Затем может происходить перенос электрона через ряд промежуточных переносчиков, таких, как цитохромы (Ре +/Ре +), ферредоксин (Ре Ре +) и пластоцианин (Си+/Си ) молекулярный кислород образуется при участии комплекса марганца. В процессах типа 2 участвуют ферменты, которые регулируют биосинтез и распад органических веществ. Поскольку биологические системы термодинамически неустойчивы, регулируемое освобождение энергии, происходящее во многих случаях при участии металло-ферментов, является основным условием существования жизни. [c.7]

В которых один неспаренный электрон приходится на каждый атом металла. Предполагается, что это связано с димеризацией комплекса с образованием связи между двумя атомами металла. Уильямс [21 ] отметил, что ё-электроны и с1-орбитали элементов с небольшим числом (З-электронов, по-видимому, легко доступны для лигандов, что в случае соединений Мо(У) приводит к димеризации. Эту склонность к образованию димеров нужно учитывать при обнаружении по спектрам ЭПР низкоспинового состояния восстановленной ксантиноксидазы. Было высказано предположение, что интенсивность спектра ЭПР, соответствующая всего 37% полного содержания молибдена, объясняется существованием равновесия между парамагнитным мономером и диамагнитным димером. В модельных комплексах Мо(У) в водном растворе число неспаренных электронов, обнаруживаемых методом ЭПР, еще меньше (менее 1 %). Отсюда следует, что биологические системы способны стабилизировать мономерные комплексы Мо(У). Специфические эффекты стабилизации могут также регулировать баланс между состояниями окисления. Такая регуляция имеет существенное значение, если молибденсодержащие ферменты эффективно функционируют как электрон-транспортные реагенты, поскольку процессы переноса электрона между молекулами, протекающие с низкими энергиями активации, возможны только в случае подходящих соотношений между окислительно-восстановительными потенциалами компонентов. Данные, полученные Уильямсом и Митчеллом [18], показывают, каким образом достигается регуляция окислительно-восстановительных потенциалов в случае молибдена. Эти авторы обнаружили специфическую стабилизацию Мо(1У) цианид-ионами, повышение устойчивости Мо(У1) по сравнению с Мо(111) при наличии гидроксила в качестве лиганда и примерно одинаковую устойчивость Мо(1П) и Мо(У) в присутствии хлорида и тиоцианата. При нейтральных рн окислительно-восстановительные потенциалы пар Мо(У1)/Мо(У) и Мо(У)/Мо(1П) находятся в интервалах от —0,2 до —0,4 В и от —0,6 до —1,0 В соответственно. Таким образом, первая пара близка по своему окислительно-восстановительному потенциалу к флавиновьш системам (около 0,25 В), тогда как вторая пара имеет потенциал, выходящий за пределы обычных окислительно-восстановительных потенциалов биологических систем. Однако способность меркаптоуксусной кислоты ( около —0,30 В) восстанавливать Мо(У) до Мо(1П) показывает, каким образом окислительно-восстановительный потенциал молибденовой пары может быть смещен в область, в которой протекают биологические реакции, путем преимущественной стабилизации состояния с меньшей степенью окисления ([21], см. также гл. 15). [c.267]

В 1960 г. был созван специальный симпозиум, посвященный свободным радикалам в биологических системах, на котором были доложены результаты ряда интересных и тонких исследований. По данным X. Бай-нерта и Р. Сандса, флавины и флавопротеиды при окислении-восстанон. лении образуют свободные радикалы типа семихинонов. Но вопрос о том, имеет ли место то же самое при восстановлении флавопротеида двухвалентным донором, например ДПН—Нг, в биологических условиях не может считаться окончательно решенным, хотя спектрофотометрические данные и данные, полученные методом ЭПР, указывают на то, что в некоторых случаях возникновение радикальных форм возможно. [c.131]

Все биологические системы, в том числе микроорганизмы, получают энергию за счет окислительных процессов. Биологичеокое (или, что одно и то же, биохимн-ческое) окисление происходит чаще всего в результате дегидрогенизации более или менее восстановленного продукта. [c.23]

Во многих системах, особенно органических и биологических, равновесие обмена электронов между раствором и электродом устанавливается медленно вследствие многостадийности процесса окисления— восстановления, замедленности отдельных стадий и участия в нем кислорода или водорода. Электрод может принять практически постоянное значение потенциала и без достижения равновесного состояния в растворе и между раствором и электродом. Установление потенциала (истинного или стационарного) ускоряется, если элек- [c.58]

До сих пор не известно, в каких именно реакциях принимают участие жирорастворимые витамины в организме. Они входят в состав ферментов, и, по-видимому, их действие связано с действием ферментов. Поскольку витамин А является сильно ненасыщенным соединением (в его молекуле содержится система сопряженных двойных связей), он легко дезактивируется под действием окислителей. Витамин О содержит три двойные связи и гидроксильную группу. Его биологическая активность не уменьшается с повышением температуры, как можно было бы ожидать на основании его строения. Витамины А и О с треххлористой сурьмой дают окрашенное в голубой цвет соединение. Эта реакция используется для аналитических целей. Витамин Е быстро превращается в неактивную форму в присутствии окислителей и на свету. В этих условиях разрушается кислородсодержащее кольцо токоферола. Витамин Е устойчив к нагреванию в отсутствие воздуха. При окислении витамина Е азотной кислотой образуются продукты, окрашенные в красный цвет (аналитический метод определения витамина Е). Витамин К, содержащий кольцо нафтохинона-1,4, принимает участие в реакциях окисления — восстановления. Он разрушается под действием кислот, спиртовых растворов щелочей и ультрафиолетовых лучей. При нагревании витамин К не изменяется. Витамин К не удается определить колориметрически. Определение этого витамина основано на изменении времени свертываемости крови цыплят в его присутствии. [c.308]

Ферментативные реакции окисления — восстановления специально рассматриваются в части V, которая начинается с обсуждения (гл. 19) реакций окисления — восстановления координационных соединений, включающего изложение теории и ее применение к биологическим системам. Гл. 20 содержит классификацию реакций оксигенирован ия с помощью металлов в присутствии и в отсутствие ферментов. гл. 21 обсуждены различные типы медьсодержащих оксидаз. ьелки типа ферредоксина участвуют в переносе электрона, они охарактеризованы в гл. 22, за которой следует гл. 23, поср ященная фиксации азота и ферментам нитрогеназы. [c.10]

Далее будет показано, что внутримолекулярно происходит также и гомолитический распад промежуточных соединений, образующихся при восстановлении солей диазония щелочным раствором формальдегида или при окислении фенилгидразина (см. стр. 510, 513). Подобные представления были развиты в работе Несмеянова и Реутова [531]. Этот же гомолитический, скрыторадикальный механизм рассматривался применительно к реакции распада нитрозоацилариламинов [516], фоторазложения гидроокиси фенилртути [343] и др. Реакции окисления-восстановления, широко распространенные в биологических системах [611], также имеют, можно думать, аналогичный механизм, причем в этих случаях акцепторами и донорами водорода должны быть энзимы (см. дополнение 14 на стр. 687). Джекман и Миллс [876] следующим образом детализировали механизм (9,9) реакции Меервейна — Пондорфа [c.503]

В биологических системах обнаруживаются различные типы свободных радикалов, в частности нейтральные, анион- и катион-радикалы. Самыми простыми из них являются свободные радикалы воды - анион-радикал супероксида (О ) и нейтральный гидроксильный радикал (ОН), которые, образуясь в реакциях одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода при участии ряда ферментов, вступают во взаимодействие почти со всеми химическими соединениями клетки. Известны свободные радикалы аминокислот, ароматических и серосодержащих белков, витаминов, фенолов. Свободнорадикальное окисление пиримидиновых оснований приводит к образованию ковалентных сшивок в ДНК и между ДНК и белками. В процессе обмена веществ в клетках часто образуются семихиноны, являющиеся промежуточной радикальной формой при окислении гидрохинонов до хинонов. Через стадию образования свободных радикалов в одноэлектронном переносе участвуют флавины. С образованием свободных радикалов осуществляется окисление нафтохинона у микроорганизмов и убихинонов в клетках животных и растений. По цепному свободнорадикальному механизму окисляются по-линенасыщенные жирные кислоты и жирные кислоты фосфолипидов, что может сказываться на б рьёрных функциях биологических мембран, их проницаемости для ионов, молекул, токсинов, микробов. При окислении ненасыщенных липидов реакция начинается с инициирования цепи свободными радикалами аминокислот, воды и других соединений. Гидро-пер<яссиды как промежуточные продукты свободнорадикального окисления липидов разлагаются с возникновением новых радикалов, вызывающих новые цепи окисления. [c.80]

Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекуляриых диффузионно подвижных переносчиков электронов (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвио-логен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь заключается в непосредственном электрохимическом окислении — восстановлении активных центров ферментов, прямом переносе электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей окси-дазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. Третий путь состоит в использовании ферментов, включенных в матрицу органического полупроводника. Для этого применяют полимеры с системой сопряженных связей, обладающие длинной цепью сопряжения, или полимеры с комплексами переноса заряда. С помощью ферментов, иммобилизованных в органические полупроводники, удалось осуществить ряд интересных электрохимических реакций, в частности электрохимическое окисление глюкозы с участием глюкозооксидазы. [c.69]

Наличием в организме системы кодегидрогеназа I+кодегидро-геназа И обусловливается биологическая оксидо-редукция самых разнообразных соединении. При этом механизм реакции представ -ляется в таком виде, что в него вовлекается флавин-энзим, отдающий при окислении кодегидрогеназе водороды таким образом, система флавин-энзим+кодегидрогеназа (I и II) действует как некая легкообратимая система окисления-восстановления. [c.135]

В процессе фотосинтеза участвуют сложные биологические системы и структуры, которые препятствуют окислению образующихся восстановленных продуктов. Неустойчивые продукты фотосинтеза не окисляются, так как они разобщены на гетерогенных клеточных структурах и продукты восстановления углекислого газа отделены от кислорода, образующегося непрерывно прн фотосинтезе. Это обусловливается сложными ультраструк-турными особенностями клетки и ее органелл. Следовательно, [c.151]

Окислительно-восстановительные условия. среды. В биологических системах — культурах микроорганизме окисление и восстановление служат источником энергии для всех процессов, протекающих в клетке. Степень аэробности среды может быть охарактеризована величиной окислительно-восстановительного потенциала (Eh), который определяется обычным потенциометрическим методом. Величину Eh выражают в вольтах. Окислигельно-восстановительные [c.92]

Флавиновый фермент имеет нормальный потенциал —0,06 в (гпггересно, что белок, входящий в состав фермента, снижает потенциал активной небелковой части фермента от —0,208 до —0,06 в). Этот фермент мол<ет восстанавливать редокс-системы только с более высокими потенциалами, в частности цитохромы, а окислять системы с более низкими потенциалами (н приведенной схеме — коде-гидразу). Это обстоятельство объясняет, почему в данной схеме перенос электронов и протонов происходит сверху вниз в с.дучае обратного процесса должно было бы протекать восстановление систем с более низким потенциалом, что противоречит изложенной теории. Кроме того, строгая последовательность ферментов в цепи окисления исключает резкую разницу между потенциалами двух взаимодействующих систем, а это обусловливает постепенное выделение энергии окисления. Указанные особенности биологического окисления позволяют организму более полно регулировать получение и использование энергии. [c.55]

Обычно флавиновые коферменты прочно связаны с белками и совершают обороты между восстановленным и окисленным состояниями, оставаясь прикрепленными к одной и той же молекуле белка. Что определяет восстановительный потенциал флавина в таком флавопро-теиде Окислительно-восстановительный потенциал свободного кофермента зависит от структур окисленной и восстановленной форм соответствующей пары. Молекулы как рибофлавина, так и пиридиннуклеотидов содержат ароматические кольцевые системы, которые стабилизируются резонансом. При восстановлении этот резонанс частично (но не полностью) утрачивается. Величина Е° зависит от степени резонанс-ности окисленной и восстановленной форм и от любых факторов, предпочтительно стабилизирующих одну из этих форм. Структуры этих коферментов приспособлены к тому, чтобы обеспечить значения Е°, оптимальные для осуществления биологических функций. [c.256]