Кобальт биологическая роль

Биологическая роль кобальта очень существенна. Кобальт входит в число металлов жизни и является составной частью важнейших металлоферментов, катализирующих процессы обмена в организмах животных и растений. Наиболее известен в зтом отношении витамин Bi2, в котором кобальт играет роль активного центра. [c.136]

Для поддержания жизни, как показано в настоящее время, существенное значение имеют около 20 элементов, хотя живая ткань часто содержит в следовых количествах все элементы, находящиеся в окружающей среде. Основные элементы живых систем — это водород, углерод, азот и кислород (2—60 ат. %). Установлено, что из всех элементов, присутствующих в следовых количествах (0,02—0,1 ат. %), фосфор, сера, хлор, натрий, калий, магний и кальций необходимы для поддержания процессов жизнедеятельности. Некоторые из элементов, присутствующих в сверхмалых количествах (менее 0,001 ат. %), также относятся к числу необходимых. Это марганец, железо и медь. Весьма вероятно, что ванадий, кобальт, молибден, бор и кремний также имеют общее биологическое значение, однако показать, что тот или иной элемент, присутствующий в сверхмалых количествах, биологически необходим, часто весьма трудно. В отдельных случаях биологическая роль элемента для растений и животных может быть установлена по тем последствиям, которые вызывает его отсутствие в почве. Так, отсутствие меди в почве некоторых районов Австралии вызвало нарушения в нервной системе овец и привело к заболеванию их анемией и к выпадению шерсти. Утверждалось также, что недостаток в почве бора приводит к аномалиям в развитии свеклы и сельдерея и к ухудшению качества [c.7]

Биологическая роль марганца в жизни растений и животных весьма значительна. Для животных организмов присутствие марганца необходимо. Он усиливает рост молодых организмов, влияет на кроветворение (в сочетании с железом, медью и кобальтом). [c.14]

Кобальт — широко распространенный в природе элемент. В организмах животных и растений он обнаруживается в чрезвычайно малых количествах. Внимание к кобальту, как к вал<ному для организмов человека и животных элементу, привлекли два момента. Во-первых, оказалось, что в некоторых местностях, где почва бедна кобальтом и его соответственно мало в корме, овцы и крупный рогатый скот страдают кобальтовой недостаточностью, которая приводит животных к истощению и смерти. Добавка к кормам незначительных количеств кобальта предохраняет животных от заболеваний. Во-вторых, кобальт, как оказалось, является составной частью витамина В12. Следует отметить, что кобальт предохраняет животных от заболеваний при введении его в организм вместе с кормом, но введение его в кровь не дает эффекта. По-видимому, микроорганизмы пищеварительного тракта животных синтезируют при использовании поступающего с кормом кобальта витамина В12. Биологическая роль кобальта в значительной мере связана с проявлением активности витамина В (стр. 113). [c.223]

По сравнению с железом и кобальтом никель играет менее важную биологическую роль, что, вероятно, связано с уменьшением химической активности элементов в триаде железа при переходе от Fe к Ni. [c.200]

Биохим ия — это не только развитие органической химии. Химические процессы, протекающие в живой природе, включают естественными и независимыми способами многие химические элементы, в том числе металлы. Уже давно известна большая роль натрия, кальция и железа в таких реакциях. Но для жизни необходимы и многие другие металлы, в частности медь, цинк, марганец, молибден и кобальт. В этой главе, мы рассмотрим основные аспекты химии металлов в биологических системах, которую иногда называют бионеорганической химией. [c.637]

Г. Гаффрон, рассматривая этапы фотохимической эволюции, подчеркнул, что главным источником энергии в добиологическую эру, кроме теплоты, было ультрафиолетовое излучение и частично разряды. Продуктами реакций в ранние периоды химической эволюции были, главным образом, простые молекулы, получившиеся в результате различных радикальных процессов, но в их числе уже могли быть глицин, аденин и другие важные компоненты биологических конструкций. Несколько позже появились пептиды и порфирины и начался деятельный катализ соединениями железа и, вероятно, другими соединениями металлов (медь, кобальт, цинк). Ультрафиолет уступает место видимому свету. Начинаются фотохимические реакции на больших молекулах. Все более важной делается роль матриц и результатов многократных репликаций. Образуются первые ферменты и те формы, которых мы не знаем, но существование которых должны предполагать первичные формы жизни, уже имеющие примитивный генный аппарат. [c.140]

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]

Активную роль играют -элементы в биологических системах. Железо, например, в составе гемоглобина крови служит переносчиком кислорода, кобальт в виде витамина В12 участвует в кроветворении, цинк необходим для полового созревания и воспроизведения потомства, Т1, V, Сг, Мп, N1, Си, Мо выполняют другие важные биологические функции. Интересно отметить, что из перечисленных биологически важных -элементов только железо и титан относительно широко представлены щ Земле массовый кларк остальных элементов не превышает 10 %. [c.496]

Существует мнение, что все организмы на земле содержат в том ИЛИ другом количестве больщинство известных нам химических элементов. Биологическое значение многих из них еще неизвестно, однако в конце прошлого века стала выясняться исключительная роль ряда элементов в физиологии животных и растений хотя они и содержатся в организме, а также во внешней среде в ничтожнейших количествах, с трудом определяемых обычны.ми приемами химического анализа. К числу таких элементов относится медь, мышьяк, иод, кобальт. [c.180]

Биологическая роль кобальта в животном организме связана, вероятно, главным образом с кроветворением. Установлено, что добавка соединений этого элемента к пище животных (порядка 1 мг/кг их массы) сопровождается повышением содержания в крови гемоглобина (но без увеличения количества самой крови). Антианемический и стимулирующий рост витамин В нмеет состав 6зH9oOl4Nl4P o [содержит 4,35% (масс.) Со]. Имеется также интересное указание на то, что введенный в организм кобальт угнетает рост клеток злокачественных новообразований. Из обычных пищевых продуктов наиболее богаты этим элементом печень и почки рогатого скота. В повышенных концентрациях кобальт токсичен. Одним из ранних симптомов отравления им является нарушение обоняния. При остром отравлении наблюдается покраснение лица, рвота и др. [c.443]

В природе ионы кобальта встречаются в степени окисления II и III, однако наиболее важное биологическое соединение кобальта— это витамин В12, или кобаламин, в котором присутствует Со(1П) [256] (рис. 6.10). Кобаламин и близкие к нему вещества выполняют разнообразные биологические функции, особенно это касается бактерий. Он необходим для человеческого организма и, вероятно, для больщинства животных и растений. Важную роль он играет в реакциях с участием остатков углеводов, жиров и белков для выработки in vivo. Пернициозная анемия — тяжелое заболевание, встречающееся у пожилых людей. Эта болезнь у млекопитающих обычно сопровождается повышенным выделением с мочой метилмалоновой кислоты. В настоящее время эту болезнь успешно лечат инъекциями витамина В12. [c.381]

Биологические системы состоят главным образом из водорода, кислорода, углерода и азота. Действительно, более 99% атомов из числа необходимых биологическим клеткам приходится на долю этих четырех элементов. Тем не менее, как известно, биологические системы нуждаются во многих других элементах. На рис. 23.5 показаны необходимые для биологических систем элементы. К их числу относятся шесть переходных металлов-железо, медь, цинк, марганец, кобальт и молибден. Роль этих элементов в биологических системах обусловлена главным образом их способностью образовывать комплексы с разнообразными электронно-донорньши группами. Многие ферменты, выполняющие в организме роль катализаторов, функционируют благодаря наличию в них ионов металлов. Принцип действия ферментов будет рассмотрен подробнее в гл. 25. [c.375]

Окисление — восстановление — один из важнейших процессов природы. Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления — восстановления. Получение простых веществ, например железа, хрома, марганца, никеля, кобальта, вольфрама, меди, серебра, цинка, серы, хлора, иода и т. д., и ценных химических продуктов, например аммиака, щелочей, сернистого газа, азотной, серной и других кислот, основано на окислительно-восстановительных реакциях. Производство строительных материалов, пластических масс, удобрений, медикаментов и т. д. было бы невозможно без использования окислительно-восстановительных процессов. На процессах окисления — восстановления в аналитической химии основаны методы объемного анализа пер-манганатометрия, иодометрия, броматометрия и др., играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований. [c.51]

Особенно важные функции выполняют в биологических системах ионы железа, меди, цинка, магния, кобальта, кальция, молибдена, марганца среди микроэлементов можно обнаружить также олово, барий, золото и другие, роль которых исследована в меньшей степени. Около двух сотен ферментов для проявления своей активности так или иначе нуждаются в металлах и относятся к группе так называемых металлоэнзимов. В. 3. Горкин, несколько модифицировав классификацию Брея и Харрапа, делит металлоэнзимы на три группы истинные металло-энзимы, для которых характерна прочная связь с металлом металлоферментные комплексы, в которых апофер-мент и металл соединены лабильно и такие металлоэнзимы, которые нельзя с уверенностью отнести к одной из названных групп. [c.181]

Я думаю, что эту стереоспецифичность можно было бы объяснить образованием металлических комплексов хелатного типа, в которых металл обладает четырьмя или шестью координационными связями, расходуемыми частично на связь с оптически активным белком, частично — на связь с молекулой субстрата. Известно, что оптически активные координационные соединения таких металлов, как. кобальт, обладают чрезвычайно высоким молекулярным вращением, а потому различие в способности d- и /-форм субстрата давать хелатные соединения может быть весьма велико. Как было отмечено д-ром Чебиреком (см. статью 33), подобного рода хелатные соединения могут содержать металлы как постоянной (например. Mg, Zn), так и переменной валентности. Доказано, что ионы металлов обоих типов играют в биологических системах роль микроэлементов. [c.422]

Характеристическая красная и желтая окраски комплексов железа и меди с сидерофилинами не развиваются в отсутствие бикарбоната. Отсюда следует, что этот ион играет главную роль в комплексообразовании металлов с белками [5]. Прямое измерение количества двуокиси углерода, выделяющейся при кислотной денатурации комплексов с железом [42], медью [69], хромом, марганцем и кобальтом [45], подтвердило сделанное ранее предположение Шэйда [5] о том, что на каждый связанный ион металла связывается один бикарбонатный ион. Связывание бикарбоната не является обязательным, и это было продемонстрировано серией исследований связывания металла с трансферрином методом спектроскопии электронного парамагнитного резонанса, которые показали, что специфическое связывание, по крайней мере железа и меди, может происходить и в отсутствие бикарбоната [70]. Образующиеся при этом комплексы были бесцветны и поэтому недетектируемы до появления метода ЭПР. Очевидно, в отсутствие бикарбоната связь железо — белок гораздо слабее, чем в его присутствии, так как при стоянии не содержащего бикарбоната комплекса железа с трансферрином при нейтральных или более высоких значениях pH наблюдается гидролиз железа с образованием нерастворимого гидроксида железа(III). Возможная физиологическая роль этого эффекта будет обсуждена в разделе, посвященном биологическим функциям сидерофилинов. [c.344]

Спектрографические данные, магнитные измерения 14В, рентгенографическое и кристаллографическое изучение 14в указывают на то, что молекула витамина В]2 содержит большую планарнуго группировку с трехвалентным кобальтом в центре, связанным координационной связью с циан-группой и бензимидазольным кольцом (через N3). Природа пла-нарного комплекса неизвестна, но, повидимому, он играет важную роль в биологической активности витамина Bi2, так как даже наиболее [c.90]

В составе животных организмов обнаружено около 45 —50 микроэлементов, но наиболее подробно изучены кобальт, медь, цинк, йод, марганец, железо, играющие особенно важную роль в жизне-деягельности организма. Биологическое значение большого числа микроэлементов, обнаруженных в составе тканей животных, еще точно не установлено или совсем неизвестно. [c.452]

Новые, весьма важные данные о физиологической роли двухвалентных катионов получены при изучении функций рибосом. Установлено, что структурная организация рибосом, от которой зависит их физиологическая активность, в свою очередь зависит от концентрации ионов магния. Рибосомы содержат значительные количества магния (до 0,3 мкмоль1г сухого веса). При недостаточном содержании магния рибосомы распадаются на так называемые субъединицы, что сопровождается значительной потерей их биологической активности. Значительная роль в сохранении структуры рибосом принадлежит также иону кальция. Влияние, аналогичное магнию, на способность рибосом синтезировать белок оказывает кобальт (Вебстер и Уитман). [c.426]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология