Полимеры биосинтез

В беседе о достижениях современной биохимии, о проблеме биосинтеза белка специальные страницы отведены биологическим полимерам, биосинтезу белка и рибосомам, регуляции обмена веществ, процессам, происходящим внутри живой клетки. [c.36]

Из характера межнуклеотидной связи следует также, что нуклеиновые кислоты — это неразветвленные полимеры. Лишь в очень редких случаях (они относятся, как правило, к промежуточным продуктам биосинтеза РНК) 2 -гидроксильная группа нуклеотидных остатков может использоваться для образования дополнительной фосфодиэфирной связи (ем. гл. VIH, раздел 4). [c.11]

Но то синтетические полимеры. Часть биополимеров синтезируется в клетке отнюдь не по закону случая. Наиболее известный пример — белки. Сборка их поли-пептидных цепей происходит на рибонуклеиновой матрице, вследствие чего положение каждой аминокислоты строго детерминировано. Иначе быть не может — ошибка в положении даже одной аминокислоты — уже ЧП, как правило, с тяжелыми и нередко летальными последствиями для клетки. Поэтому белки могут быть получены в истинно индивидуальном состоянии (в том смысле, в котором это понятие применяют для низкомолекулярных веществ). Биосинтез полисахаридов протекает по совершенно иной схеме здесь нет матрицирования, структура и размер молекул управляются иными механизмами. Хотя в большинстве случаев мы мало знаем об зтих механизмах, нам известен результат их функционирования. А он принципиально отличен от результата биосинтеза белков. [c.39]

Выделение нуклеотидов в отдельный класс обширной области природных соединений вызвано прежде всего их исключительно важной биологической ролью, которая была вскрыта исследованиями последних лет. Именно в эти последние годы было показано, что нуклеотиды в виде полимеров играют центральную роль в процессе передачи наследственных признаков и в биосинтезе белка мономерные нуклеотиды в виде более или менее сложных производных входят в состав важнейших ферментных систем организма, контролирующих такие важные процессы, как фосфорилирование и окислительно-восстановительные процессы, регулируют энергетику организма и т. д. [c.173]

Биохимические реакции первого типа (реакции замещения) включают все те гидролитические реакции, в процессе которых биополимеры расщепляются до мономеров, а также большинство реакций, приводящих к конденсации этих мономеров с образованием полимеров. Многие реакции присоединения обеспечивают введение атомов кислорода, азота и серы в биохимические соединения, а реакции элиминирования часто служат движущей силой биосинтетических путей. Сложные ферментативные процессы во многих случаях представляют собой сочетания нескольких стадий, включающих замещение, присоединение или отщепление. Реакции, включающие образование или расщепление связей С—С, существенны для биосинтеза и расщепления различных углеродных скелетов, существующих в биомолекулах, в то время как реакции изомеризации связывают между собой другие типы реакций при формировании метаболических путей. [c.91]

Д. Биосинтез полимеров и их модификация [c.490]

Реакции поликонденсации играют важную роль в природе, являясь основой биосинтеза важных полимеров — белков, нуклеиновых кислот и др. [c.315]

В учебнике в достаточно компактной четкой форме излагается на современном уровне обширный по тематике материал. Особое внимание уделено строению макромолекул и физической структуре полимеров как основе для понимания структуры и свойств синтетических полимеров и высокомолекулярных компонентов древесины. Рассмотрены процессы синтеза полимеров, в том числе биосинтеза природных полимеров. Детально излагаются свойства синтетических полимеров, используемых при получении разнообразных материалов и изделий на основе древесины и продуктов ее переработки. Учебник содержит необходимые сведения по анатомии древесины и строению клеточной стенки. Значительное место отводится изложению теоретических основ процессов химической переработки древесины и ее компонентов. [c.2]

В природе органические полимеры получаются в результате биосинтеза под действием катализаторов - ферментов к таким полимерам, имеющим достаточно высокую молекулярную массу, относятся белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, лигнин, гемицеллюлозы и др. Природные полимеры выполняют различные функции в природе и технике. Одни из них, например белки и углеводы, выполняют функции пита- [c.18]

Молекулярная неоднородность является следствием статистического характера образования полимеров, и распределение его макромолекул по молекулярной массе зависит от метода синтеза полимеров - аддиционной полимеризации (полимеризации) или конденсационной полимеризации (поликонденсации). В промышленности для контроля молекулярно-массовых характеристик используют различные технологические приемы (см. часть I), а при биосинтезе природных полимеров в некоторых случаях достигается даже монодисперсность. [c.170]

В данной модели биосинтеза целлюлозы окончательно не установлен механизм переноса глюкозы через липидную. мембрану. Модель удовлетворительно объясняет рост микрофибрилл с одинаково направленными макромолекулами целлюлозы, но очень трудно представить удлинение микрофибрилл с антипараллельно расположенными макромолекулами. Поэтому модель ячейки кристаллической решетки целлюлозы Мейера и Миша с антипараллельным расположением центральной цепи ставится биохимиками под сомнение. Однако модель с антипараллельным расположением цепей характерна для многих других полимеров, и, кроме того, она общепринята для целлюлозы II (см. 9.4.6). [c.336]

Аналогичные закономерности наблюдаются прн катализированном ферментами синтезе (биосинтезе) полимеров. Мономеры в этом случае являются бифункциональными соединениями, но вследствие высокой специфичности катализатора оказывается возможным взаимодействие лишь одной из функциональных групп мономера с определенным концом растущей полимерной цепи. Например, фермент полинуклеотидфосфорилаза, с помощью которого происходит биосинтез полирибонуклеотидов из нуклеозиддифосфа-тов, катализирует взаимодействие концевой 3 —ОН группы растущей полинуклеотидной цепи с пирофосфатной связью в мономере [c.368]

Полимеры можно определить как химические соединения, молекулы которых обладают высокой молекулярной массой и состоят из достаточно большого числа повторяющихся звеньев (химических группировок, мономерных единиц и т. п.). Биополимеры (в отличие от синтетических полимеров) образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов они чаще всего рассматриваются в качестве полимерных субстратов при изучении действия ферментов-деполимераз. [c.6]

В последние годы все чаще предпринимаются попытки увязать стереоспецифичность полимеризации с конформацией образующейся молекулярной цепи полимера. Макромолекулы изотактических полимеров в растворе могут существовать в виде спирали или беспорядочного клубка. Наиболее благоприятными условиями образования спирали являются низкая температура и плохой растворитель. При высокой сольватирующей способности растворителей и повышенной температуре образование спирали затруднено. Известно, что конформация молекулярной цепи природных полимеров, например нуклеиновых кислот (см. с. 364), играет определяющую роль в стереонаправленности их биосинтеза. Макромолекула может свернуться в спираль только при строго определенном расположении в ней элементарных звеньев. После того как в каком-то участке образовалась спираль, она может оказывать направляющее влияние на порядок присоединения последующих элементарных звеньев. [c.92]

Разработан метод направленного биосинтеза полимера требуемого молекулярного веса путем введения в среду полиглюкина, благодаря чему фракционирование упрощается и уменьшается расход спирта. [c.534]

Огромные успехи исследований механизмов кодирования наследственной информации и биосинтеза белка, ферментативного катализа и регулирования активности ферментов, действия антибиотиков и гормонов, всей той области изучения живого, которую принято называть молекулярной биологией, приучили всех к мысли о том, что в структурах молекул жизни положение буквально каждого атома строго обусловлено и подчинено выполнению предназначенных для этих молекул биологических функций. Именно в атом смысле принято обычно говорить о специфичности биополимеров, прочно ассоциировавшейся в сознании исследователей с однозначным соответствием между структурой и выполняемой функцией. При таком комплексе стр>т<турного детерминизма трудно было освоиться с представлением о специфичности полисахаридов, для многих из которых характерна статистичность структур, микрогетерогенность и, нередко, хаотичность распределения различных моносахаридных остатков по цепи. И, тем не менее, накапливающийся материал по сложному и высоко специализированному функционированию углевод ных полимеров в живых системах убеждает в том, что и в этой области возможен и необходим перевод функций- нальных свойств биополимеров на язык молекулярных структур, т. е. применим основной принцип молекулярной) [c.162]

К., как правило, являются мол гибридами , содержащими в одной молекуле неск типов дисахаридных повторяющихся звеньев. Такое строение объясняется своеобразным биосинтезом К., в процессе к-рого регулярный полимер О-галактозы, образующийся на первой стадии, подвергается далее сульфатированию, а затем происходит отщепление сульфата из 6-го положения 4-О-замещенных остатков а-О-галактозы с образованием остатков 3,6-ангидро-а-0-галак-тозы т обр., структуры у-, 8-, ц-, V- и Х-К-биогенетич. предщественншси структур Р-, а-, и-, I- и 6-К соответственно. Две последние стадии биосинтеза (постполимери-зац модификация) могут протекать не полностью, что и приводит к образованию мол. гибридов [c.334]

Рибоиуклеииовые кислоты (РНК) — нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят фосфорная кислота, рибоза и азотистые основания — аденин, цитозин и урацил содержатся главным образом в цитоплазме и микросо-мах животных и растительных клеток. РНК участвует в биосинтезе белка. Риформинг — способ переработки нефтепродуктов с целью получения высокооктановых бензинов, ароматических углеводородов, [c.113]

Круг проблем, решаемых экобиотехнологией, чрезвычайно широк — от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников техногенных воздействий до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха и биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды на людей и животных. В процессе круговорота загрязняющих веществ в экосистемах огромную роль играют микроорганизмы. Помимо использования деятельности микроорганизмов в пищевой, фармацевтической, химической промышленности и в генной инженерии появилась возможность их применения для переработки отходов жизнедеятельности человека. В связи с ростом городов и развитием промышленности возникли серьезные экологические проблемы загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ, в том числе канцерогенных, бьггового мусора и отходов, загрязнение воздуха. Однако многие из созданных человеком низкомолекулярных соединений (ядохимикаты, детергенты) и высокомолекулярных полимеров оказались устойчивыми и не разлагаются микроорганизмами, т. е. требуется разработка более усовершенствованных технологий. [c.16]

Возникла новая научная дисциплина — экологическая биотехнология, осуществляющая новейший подход к охране и сохранению окружающей среды. Разработаны технологии рекультивации почвы, биологической очистки воды и воздуха и биосинтеза препаратов, компенсирующих вредное влияние измененной окружающей среды на людей и животных. Одна из важнейших задач биотехнологии — ограничение масштабов загрязнения нашей планеты промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми отходами, токсичными компонентами автомобильных выхлопов. Современные научные исследования нацелены на создание безотходных технологий, на получение легкоразрушаемых полимеров, в том числе биогенного происхождения, а также на поиск новых активных микроорганизмов — разрушителей полимеров (полиэтилена, полипропилена, полихлорвинила). Усилия биотехнологии направлены на борьбу с пестицидными зафязнениями — следствием неумеренного и нерационального применения ядохимикатов. Ведутся разработки технологий по утилизации вредных выб- [c.203]

ДНК является, очевидно, тем первичным биогенным полимером, который, возникая во вновь образовавшейся клетке, направляет синтез всех других специфических биогенных полимеров. Возникающие вслед за этим рибонуклеиновые кислоты участвуют далее в чрезвычайно сложном биохимическом процессе синтеза специфических белков, которые в свою, очередь в роли ферментов обеспечивают все последующие процессы развития и обмена, Опять-такп несмотря на то, что механизм биосинтеза и обмена белка с участием РНК не ясен во всех Деталях (хотя о нем и известно уже достаточно много), 1сам факт участия РНК в этом важнейшем нз биохимических процессов живого организма не вызывает Никаких сомнений. [c.174]

Исключительная важность этого вопроса для решения биологических проблем очевидна, так как именно последовательность связи отдельных мономерных единиц в любом биогенном полимере и определяет его специфичность. Такие определяющие жизнедеятельность процессы, как передача наследственных признаков и биосинтез белка, естественно, це ликом основаны на высокой сяецифичности нуклеиновых кислот, а стало быть без установления тонкой структуры индивидуальных ДНК и РНК, т. е. без установления в них последовательности мономерных единиц, не могут быть должным образом решены и эти проблемы естествознания. Для установления последовательности мономерных единиц [c.251]

Пути биосинтеза (анаболизма) часто идут почти параллельно путям биологического распада (катаболизма) (рис, 7-1), Например, катаболизм начинается с гидролитического расщепления полимерных молекул,, и образующиеся в результате такого расщепления мономеры подвергаются дальнейшему распаду до более мелких, двух- и трехуглеродных фрагментов. Биосинтез же начинается с того, что из мелких молекул образуются мономерные единицы, которые затем соединяются друг с другом, образуя полимеры. Механизмы индивидуальных реакций биосинтеза и биологического распада также часто протекают почти параллельно. Реакции образования связи С—при биосинтезе связаны с реакциями разрыва связи С—С при катаболизме. Сходны также между собой реакции образования полимеров и гидролиза. Тем не менее в большинстве случаев между путями биосинтеза и биологического распада существуют отчетливые индивидуальные различия. Поэтому первый принцип биосинтеза гласит пути биосинтеза, хотя и связаны с катаболи-ческами путями, могут существенно отличаться от них и часто катализируются совершенно другим набором ферментов [c.456]

Характерная особенность биосинтеза липидов заслуживает того, чтобы прокомментировать ее здесь. Холин и этаноламин активируются аналогично тому, как это имеет место в случае сахаров [уравнение (11-26). Например, холин может быть фосфорилирован с использованием АТР [уравнение (11-26), стадия а], а образующийся фосфорилхолин может далее превращаться в цитидиндифосфатхолин [уравнение (11-26), стадия б]. В результате переноса фосфорилхолина из последнего соединения на подходящий акцептор образуется конечный продукт [уравнение (11-26), стадия в]. Следует отметить отличие этих реакций полимеризации от синтеза полисахаридов, которое состоит в том, что вступление в реакцию сахаронуклеотида сопровождается отщеплением целого нуклеозиддифосфата, тогда как в реакциях DP-холина и DP-этанолами-на отщепляется СМР, а одна фосфатная группа остается в конечном продукте. То же самое имеет место в случае синтеза бактериальных тейхоевых кислот (гл. 5, разд. Г, 2). Сначала образуется DP-глицерин или DP-рибит, а после этого происходит полимеризация с отщеплением СМР и образованием чередующегося сахарофосфат-алкогольного полимера [28а]. [c.494]

Надмолекулярная структура полимеров, начиная от упорядоченной структуры ближнего порядка у аморфных полимеров и до наиболее совершенных монокристаллов с дальним трехмерным порадком, формируется, как правило, под влиянием теплового движения макромолекул. В условиях приложения внешних сил (деформирующих напряжений) при биосинтезе полимеров в природных условиях и при формовании химических [c.141]

В результате ориентации в полимере возникает текстура, обусловливающая анизотропию свойств полимерного материала. У фибриллярных полимеров обычно существует аксиальная (осевая) текстура. В этом случае направлениг осей кластеров и макромолекул более или менее совпадает с направлением оси текстуры (оси волокна). У природных волокон аксиальная ориентация приобретается в ходе биосинтеза. У химических (искусственных и синтетических) волокон аксиальная ориентация может быть достигнута их вытягиванием - одноосным ориентированием. Пленки обычно получаются неориентированными, но при формовании пленок можно применять двухосное ориентирование. Под действием растягивающей силы макромолекулы изменяют свою конформацию, распрямляются и сближаются, в результате чего увеличивается межмолекулярное взаимодействие. Некоторые элементы надмолекулярной структуры могут распадаться, и образуются новые. Ориентирование в аморфном полимере носит характер фазового перехода - направленная кристаллизация. [c.142]

Обобщив имеющийся в литературе материал и использовав известные закономерности физики и химии полимеров, Эриньш предложил модель лигнин-гемицеллюлозной матрицы как полимерной композиции типа взаимопроникающих сеток. Лигнин-гемицеллюлозная матрица образуется взаимоналожением трех сетчатых структур сетчатой структуры самого лигнина сетки, образованной ковалентными связями лигнина с гемицеллюлозами сетки, образованной межмолекулярными водородными связями и силами физического взаимодействия в лигнине, в гемицеллюлозах и между ними. Матрица микрогетерогенна и состоит из областей разного состава с различной плотностью сетки. Лигнин в ней находится в виде глобулярных микроблоков со сравнительно плотной сеткой поперечных связей, которые, в свою очередь, включены в менее плотную сетчатую структуру. Считают, что ковалентные связи лигнина с гемицеллюлозами образуются в ходе его биосинтеза (см. 12.5.2). Изучение типов ковалентных связей лигнина с гемицеллюлозами проводят по двум направлениям исследование образования связей лигнина с углеводами в ходе биосинтеза исследование состава и строения ЛУК, выделенных из древесины, с привлечением методов деструкции, химического анализа, ЯМР-спектроскопии и др. [c.408]

Первым открытым нуклеотидным коферментом был никотин-амидадениндинуклеотид (NAD+, 10), который был обнаружен в начале XX века Харденом и Янчом как температурно-стабильный кофактор спиртовой ферментации. Вслед за развитием метода радиоактивных меток и техникой мягкого выделения (например, ионообменная хроматография) были обнаружены многие другие коферменты [7]. Они принимают участие в биологических реакциях окисления-восстановления, переноса групп, в реакциях синтеза полимеров. Эти коферменты будут обсуждены в настоящей главе более детально позднее. Другие же важные встречающиеся в природе эфиры фосфорной кислоты, такие как составляющие клеточных мембран (фосфолипиды и техоевые кислоты) или участвующие в биосинтезе природных соединений (таких, как терпены или стероиды) здесь обсуждаться не будут, но будут рассмотрены в других главах, посвященных природным продуктам. [c.134]

Об этом грворит низкое содержание водорода в АПСЕ и то, что 2/3 фенольных гидроксилов макромолекулы химически связаны. Кроме того, поскольку эфирные связи обнаружены в бензиловом положении, естественно полагать, что они могут образоваться в Р и V положениях пропановой цели. Решая задачу о типах связей между АПСЕ, их последовательности в макромолекуле, т.е. по сути задачу ее строения, шли несколькими путями использовали окислительную деструкцию лигнина синтезировали модели фрагментов макромолекулы сопоставляли химические свойства со свойствами препаратов ЛМР и протолигнином продолжали поиск способов деструкции лигнина до олигомерных фрагментов осуществляли биосинтез лигнина, причем в процессе образования полимера выделяли и идентифицировали образовавшиеся олигомеры. [c.104]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) -важнейший спектроскопический метод выяснения молекулярной структуры и стереохимии органических соединений. Спектроскопия ЯМР широко применяется в органической, неорганической, металлоорганической, биологической и медицинской химии, где с ее помощью получают детальную ин юр-мацию не только о низкомолЬкулярных соедининиях, но и о синтетических и природных полимерах и макромолекулах. Кроме того, спектроскопия ЯМР находит широкое применение для исследования цутей биосинтеза, химической динамики, а также для непосредственного изучения все большего числа внутриклеточных процессов, целых органов и даже живых организмов. Эта глава, однако, посвящена главным образом определению структуры органических соединений с помощью спектроскопии ЯМР Н и С. [c.79]

Из всех групп природных пигментов, рассмотренных в этой книге, меланины несомненно являются наиболее трудными для изучения. Выделение, очистка ы химическое разрушение меланинов представляют такую проблему, что их пришлось охарактеризовать не по какому-либо химическому свойству, а просто как группу темных, чрезвычайно стабильных полимеров. Поэтому в области структуры и биосинтеза меланинов перед увлеченными и настойчивыми исследователями структуры — Ш И-рокое поле деятельности. Мы еще очень далеки как от возможности определить структуру какого-либо меланина, так и от полного понимания его биосинтеза. В этой связи хотелось бы отметить, что меланины из многих объектов вообще не изучались. В детальной разработке нуждается еще один вопрос — белковое окружение меланинов in vivo. [c.278]

Меланины - это нерегулярные полимеры, состоящие из остатков индола, бензотиазола и аминокислот. Первый этап их биосинтеза катализируется медьсодержащим ферментом моно-оксигеназой тирозиназы и представляет собой окисление тирозина до дигидроксифенилала-нинхинона. Последние этапы полимеризации не являются каталитическими реакциями и в зависимости от химической природы нехинонных соединений, включающихся в полимерную структуру, дают конечные продукты разных цветов черного, коричневого, желтого, красного или фиолетового. [c.268]

Однако этот микроорганизм растет относительно медленно и использует лишь ограниченное число источников углерода, что делает производство довольно дорогим. Можно использовать другой путь при перенесении генов биосинтеза этого полимера в Е. соИ получаются быстрорастущие трансформанты, накапливающие в большом количестве (до 95% сухой массы клетки) поли(3-гидроксимасляную кислоту). Поли(3-гид-роксимасляная кислота) синтезируется из ацетил-СоА в три стадии, катализируемые тремя разными ферментами (рис. 12.22). Оперон, содержащий эти гены, был встроен в плазмиду в составе фрагмента длиной 5,2 т.п.н., однако в отсутствие селективного давления, например при росте в отсутствие антибиотиков, примерно половина клеток Е. соИ теряла данную плазмиду уже после 50 генераций. Это не очень существенно, когда масштабы культивирования малы, но становит- [c.270]

В круговороте веществ на земле углеводы занимают промежуточное место между неорганическими и органическими соединениями. Они являются первичными продуктами фотохимического восстановления двуокиси углерода — главного и, вероятно, единственного пути биосинтеза органических веществ в современных геологических условиях. Моносахариды в результате последующих превращений образуют полисахариды — необходимые компоненты любой живой клетки. С другой стороны, при распаде моносахаридов выделяется энергия, требуемая для синтетических процессов в организме, и образуются продукты, являющиеся исходными веществами для биосинтеза других полимеров живой клетки белков, нуклеиновых кислот и липидов. Все сказанное определяет большое разнообразие биохимических реакций моносахаридов и их центральное лоложение в метаболизме живой клеткк [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология