Анионное дыхание

Значительные количества Са + могут быть накоплены в митохондриях только в присутствии проникающего аниона в среде инкубации, например фосфата или ацетата. Перенос фосфата через мембрану осуществляется с помощью специфического фермента-переносчика, активность которого подавляется низкими концентрациями 5Н-ядов. В присутствии сульфгидрильных ядов митохондрии неспособны к окислительному фосфорилированию и накапливают очень ограниченное количество Са +. Добавление АДФ или a + в таких условиях не стимулирует дыхания. Последующее добавление ацетата, перенос которого нечувствителен к этим ядам, стимулирует дыхание и обеспечивает транспорт добавленного ранее Са + во внутреннее пространство митохондрий. [c.451]

По наблюдениям в опыте, существует параллелизм между накоплением ионов в корнях и потреблением сахара на дыхание. Если содержание кислорода опускалось ниже 10%, то подавлялись как поглош ение корнями ионов, так и расход сахаров на дыхание. Продувание среды кислородом усиливало усвоение калия корнями ячменя, продувание азотом приводило к выделению корнями калия наружу. Объясняют это тем, что в анаэробных условиях идет усиленный распад белков, прекраш аются синтетические процессы и вследствие этого падает связывание поступаюш их в корни ионов. Например, подавляя дыхание корней риса при помощи масляной кислоты, сероводорода, цианистого натрия и азида натрия, отмечали соответственно и снижение поглощения корнями катионов кальция и анионов фосфорной кислоты. [c.77]

Фосфат, нитрат и сульфат — три главных аниона, играющих важнейшую роль в питании растений. Они играют важную роль и как структурные компоненты клетки, и как участники дыхательного обмена. Поскольку сульфаты и нитраты перед включением в органические молекулы претерпевают изменения валентности, они в отличие от фосфатов могут служить акцепторами электронов. В результате выделяются сульфиды или аммиак. Этот процесс известен под названием дыхательного восстановления. В то же время сульфаты и нитраты после восстановления могут ассимилироваться клеткой, превращаясь в органические соединения. Соответствующий нроцесс называют ассимиляционным восстановлением. Дыхательное и ассимиляционное восстановление различаются по своему механизму. Однако это не означает, что нитраты или сульфаты, восстановленные в процессе дыхания, не могут быть ассимилированы кроме того, механизмы ассимиляционного восстановления в исключительных условиях могут служить для стока электронов. [c.272]

Цианиды аммония, ш елочных и щелочно-земельных металлов, диссоциирующие в растворах с отщеплением цианид-иона N-, входят в число сильнейших ядов. Механизм их действия — очень быстрое ингибирование цитохромоксидазы (фермент, переносящий электроны на молекулу О2) и прекращение клеточного дыхания. Водные растворы цианидов щелочных и щелочно-земельных металлов имеют сильнощелочную реакцию из-за гидролиза по аниону. [c.350]

Активированный кислород в биологических системах. Образование активированного кислорода в клетке происходит в ходе аэробного дыхания и фотосинтеза. Суш ествует некоторая вероятность того, что первичный продукт восстановления кислорода — супероксидный анион-радикал покинет пределы дыхательной или фотосинтетической цепи и окажется в цитозоле. Эффективность этого события обычно возрастает при перегрузке электронтранспортной цепи, когда возрастает восстановленность ее переносчиков. В дыхательной цепи донором электрона для кислорода может служить семихинонная форма убихинона. В фотосинтетической [c.63]

В анаэробном дыхании конечными акцепторами электронов становятся другие окислители нитрат-, сульфат-анионы, катионы металлов, органические вещества. [c.41]

Проникающие синтетические ионы вели себя в полном соответствии с предсказанием хемиосмотической гипотезы. При включении дыхания катионы послушно направлялись внутрь митохондрий, к минусу, а анионы иа- [c.72]

Связь между дыханием и поглощением ионов проявляется также в феномене так называемого анионного , или солевого , дыхания [98, 130]. Часто наблюдалось, что выдерживание растительных тканей в солевых растворах приводит к увеличению скорости дыхания. Это дополнительное, стимулируемое солями дыхание чувствительно к цианиду и окиси углерода (в последнем случае свет оказывает обращающий эффект). Факты, говорящие об участии переносчиков электронов дыхательной цепи и о наличии количественной корреляции между скоростью поглощения анионов и скоростью анионного дыхания, позволили выдвинуть гипотезу о существовании четкой связи между потоком электронов в дыхательной цепи и движением анионов в противоположном направлении. Согласно гипотезе Лундегорда [98], движение анионов осуществляется вдоль цепи поочередно окисляющихся и восстанавливающихся цитохромов, начиная с цитохромоксидазы. [c.262]

Гипотеза анионного дыхания Лундегорда касается непосредственно лишь транспорта анионов катионы, согласно этой гипотезе, переносятся пассивно [98]. Однако было показано, что выдерживание тканей в растворе калия в отсутствие способных поглощаться анионов использовался калий, адсорбированный на катионообменных материалах) вызывает увеличение скорости дыхания точно так же, как и при выдерживании в солях, например в KG1 [34, 56]. [c.263]

В связи с обсуждаемым вопросом остановимся кратко на концепции, выдвинутой в 1945 г. шведским ученым Люндегордом о так называемом анионном дыхании. Ответственной за поглощение клеткой анионов из внешней среды Люндегорд считает цитохромную систему, с участием которой, как известно, осуществляется перенос электронов от водорода дыхательного суб- [c.479]

На протяжении последних 20 лет Люндегорд вносил ряд поправок в сформулированную им концепцию, однако основную ее идею автор оставляет в общем неизменной. Основой этой теории по-прежнему остается утверждение, что главной движущей силой поглощения и транспорта ионов в корне служит так называемое анионное дыхание, катализируемое цитохромной системой. [c.480]

Дыхание, окисление — основной источник энергии живого организма. В этом процессе, конечным результатом которого является превращение органических компонентов в СО2 и Н2О, участвуют такие формы активного кислорода, как супероксид-анион 0, N0, гидроксил НО, НООН и другие, а не органические пероксиды. Этот полезный путь утилизации кислорода, с одной стороны, приводит к накоплению энергии возникновению разности электрохимических потенциалов ионов Н" на мембранах (Ам-н+) образованию аденозинтри- и аденозиндифосфатов [96—98]. С другой стороны, кислород через те же активные формы вызывает повреждения ДНК и других молекул в организме [99]. [c.30]

Одним из процессов, сопровождающихся переносом неорганического фосфата через мембрану митохондрий, является активный транспорт кальция. Значительные количества Са + могут быть аккумулированы митохондриями за счет энергии дыхания только в присутствии проникающих через мембрану анионов. В этом случае активация дыхания при добавлении Са + приводит к накоплению во внутримитохондриальном пространстве соответствующих проникающему аниону кальциевых солей. Таким образом, активный транспорт Са + сопровождается переносом через мембрану аниона. В физиологических условиях роль такого аниона выполняет неорганический фосфат. [c.458]

Теория Митчелла получила ряд качественных подтверждений. Либерман и его сотрудники изучили транспорт ионов через искусственные фосфолипидные мембраны. В присутствии синтетических ионов, с зарядом, экранированным гидрофобными заместителями, например тетрабутиламмония N [(СПг)зСПз] 4 или тетрафенилбората В (СвП5)4, существенно повышается электропроводность системы. Эти ионы быстро диффундируют сквозь мембраны. Был изучен транспорт этих ионов через митохондриальные мембраны (ММ) и субмитохондриальные частицы (СМЧ), полученные путем обработки митохондрий ультразвуком. ММ и СМЧ оказываются ориентированными противоположным образом. Цитохром с локализован на внешней стороне ММ и на внутренней стороне мембраны СМЧ. Можно думать, что внутри-митохондриальное пространство заряжено отрицательно, а внутреннее пространство СМЧ — положительно. Энергизация СМЧ добавкой АТФ вызывает поглощение синтетических анионов, а деэнергизация ингибитором дыхания (актиномицином) или разобщителем окислительного фосфорилирования (производное фенилгидразона) вызывает выход анионов. Транспорт электронов в мембранах СМЧ сопровождается поглощением синтетических анионов. В свою очередь их транспорт нарушается ингибиторами электронного транспорта и разобщителями окислительного фосфорилирования. [c.436]

Токсическое действие. Острое действие обусловлено образованием цианидов и блокадой ферментов дыхательной цепи. Интоксикация сопровождается угнетением дыхания, цианозом, судорогами. Характерно действие на железы внутренней секреции, преимущественно на щитовидную. Угнетают транспорт хлорид-аниона (СГ) через слизистую желудка, что приводит к нарушению образования соляной кислоты. Подавляют эритропоэз. Способны проникать в организм через неповрежденную кожу. Обладают аллергенным и гонадотоксическим действием. [c.701]

Впервые предположение о существовании такого цикла для окисления пирувата в животных тканях было высказано в 1937 г. Гансом Кребсом. Эта идея родилась у него, когда он исследовал влияние анионов различных органических кислот на скорость поглощения кислорода суспензиями измельченных грудных мышц голубя, в которьк происходило окисление пирувата. Грудные мышцы отличаются чрезвычайно высокой интенсивностью дыхания, что делает их особенно удобным объектом для изучения окислительной активности. Незадолго до описываемых работ Кребса Альберт Сент-Дьёрдьи в Венгрии обнаружил, что некоторые четырехуглеродные дикарбо-новые органические кислоты, присутствующие в животных тканях (янтарная, фумаровая, яблочная и щавелевоуксусная), способны усиливать поглощение кислорода мыщечной тканью. Кребс подтвердил это наблюдение и показал, что перечисленные органические кислоты стимулируют также окисление пирувата. Кроме того, он нашел, что окисление пирувата мышечной тканью стимулируется шестиуглеродными трикарбоновыми кислотами-лилданном, цис-аконитовой [c.483]

Таким образом, катионы почвенного раствора МН4 , К, Mg" и другие поглощаются в обмен на катионы Н , Са" и т. д., а анионы — в обмен на НСО3 и другие анионы поверхности корней. Как только поглощенные соли войдут в соприкосновение с жизнедеятельной и непрерывно движущейся протоплазмой корневых волосков, они или вступают в непрочные соединения с белками плазмы, или ассимилируются ими и вместе с плазмой передвинутся до конца корневого волоска, откуда передадутся протоплазме, прилегающе к корневому волоску клетки, от этой клетки — следующей и т. д., до тех пор, пока соли или продукты их ассимиляции не попадут в проводящие сосуды древесины, по которым они довольно быстро достигнут ассимилирующих листьев. В листьях окончательно ассимилируются поступающие соли, то есть соединяются с соответствующими продуктами фотосинтеза и дыхания. Таким же путем поступает и передвигается в листья углекислота и ее соли, всегда содержащиеся в почвенном растворе. Следовательно, превращение и частичная ассимиляция минеральных веществ происходит и до поступления их в листья, во всех живых клетках корней и стеблей. Так, большая часть нитратов восстанавливается до аммонийных соединений уже в корневой системе здесь же большая часть восстановленного азота может вступить в состав амидов аминокислот — асиарагпна (моноамид аспарагиновой кислоты) и глютамина (моноамид глютаминовой кислоты) и белков. В живых клетках корней и стеблей могут превращаться и частично ассимилироваться также фосфаты, сульфаты, углекислота и ее соли и другие минеральные вещества. [c.32]

Важнейшими факторадш, определяющими поступление в растение питательных элементов, являются усвоение (ассимиляция) углекислого газа листьями и дыхание растений. При уменьшении интенсивности фотосинтеза и ослаблении вследствие этого притока углеводов из листьев к корням резко снижается поступление в растения питательных элементов. Оно снижается также при ухудшении снабжения корней воздухом. На поступление питательных элементов в растения сильно влияет также реакция почвенного раствора. В слабокислой среде увеличивается поглощение анионов, в слабощелочной, наоборот, катионов. [c.33]

На основании изложенных выше литературных и экспериментальных данных можно предложить следующую гипотетическую схему биохимических процессов, возникающих в простейшем случае лод действием ауксина в растительной клетке, находящейся в фазе растяжения. Молекула ИУК, являющаяся донором электрона, образует лабильный комплекс с гипотетическим рибонуклеопротеидом-переносчиком поверхностной мембраны. Образование такого комплекса приводит к увеличению количества фосфатных групп, освобождающихся от связи с белком. Активированный таким образом переносчик связывает кальций пектатов клеточных стенок свободными фосфатными группами и транспортирует его на внутреннюю сторону мембран. Эта реакция идет с использованием энергии АТФ, в результате чего усиливается окислительное фосфорилирование и дыхание. В реакции переноса кальция принимают участие сократительные белки, содержащие сульфгидрильные группы. Перемещение кальция сопровождается изменением мембранного потенциала и активности ферментов, локализованных в мембранах и клеточных стенках (аскорбатоксидазы, метилпектинэстеразы). Изменяется также поглощение и выделение ряда катионов и анионов, в частности, увеличивается поглощение калия. В результате удаления части кальция клеточная стенка становится более пластичной, вследствие чего возрастают сосущая сила и поступление воды в вакуоль. Начинается растяжение клеточной оболочки. Переносчик под действием РНК-азы распадается на внутренней стороне мембраны и затем ресинтезируется для переноса новых ионов кальция. Растяжение клеточной стенки индуцирует системы синтеза пектинов, целлюлозы и других компонентов оболочки. Эти процессы также сопровождаются затратой энергии и усилением интенсивности дыхания. Растяжение и увеличение гидратации цитоплазмы приводит к уменьшению ее вязкости и активизации гидролитических ферментов. Вслед за поглощением воды в вакуоль поступают осмотически активные вещества, поддерживающие сосущую силу клетки. [c.42]

В ходе обмена веществ в организме образуется больше кислот, чем оснований, поэтому поддержание гомеостаза требует обычно снижения кислотности среды. Один из подкисляющих организм процессов — вьщеление при клеточном дыхании диоксида углерода. В воде он дает слабую угольную кислоту — Н2СО3, диссоциирующую на протон (Н+) и гидрокарбонатный, или бикарбонатньгй (НСО ) анион. Избыток протонов забуферивается гемоглобином по механизму, рассмотренному в разд. 14.8.3. Повышение уровня диоксида углерода в крови рефлекторно вызывает учащение легочной вентиляции, что позволяет вывести из организма его избыток. Этот механизм описан в разд. 9.5.5. Бикарбонат-ные анионы могут действовать как буфер, поскольку при высокой концентрации в растворе [c.33]

Активные формы кислорода могут возникать в процессе тканевого дыхания. Для нормального течения тканевого дыхания необходимо одновременное присоединение к молекуле кислорода четырех электронов. В этом случае образуются две молекулы воды. Однако же иногда (например, при избытке кислорода) к молекуле кислорода присоединяются два или даже один электрон. В этих случаях вместо воды возникают соответственно перекись водорода (Н2О2) и супероксид-анион кислорода (Ог ), которые очень токсичны для клеток, так как являются сильными окислителями и повреждают биомембраны (подробно см. в главе 17 Молекулярные механизмы утомления ). [c.43]

Обменным фондом растению могут служить ионы Н+ и СОз , которые образуются в результате диссоциации углекислоты, выделяемой при дыхании (рис. 143). В случае преимущественного поступления в корни какого-либо одного из ионов электрическое равновесие в данной системе может быть поддержано за счет дополнительного поглощения клеткой водорода или гидроксила воды либо за счет выделения в наружный раствор бикар-бонатного иона (НСОз ) в случае преимущественного поглощения аниона. [c.475]

Имеются и другие факты, не позволяющие рассматривать дыхание как единственный регулятор процессов поглощения. Например, установлено, что поглощать анионы и катионы из наружного раствора способны некоторые коацерватные системы (например, олеатфосфаткоацерваты). Обменная адсорбция ионов Са наблюдалась у корней, ткани которых предварительно убивались кипячением. [c.481]

Биологическая активность оловоорганических имидов. Оловоорганические соединения общей формулы RsSnX, где X — галоген, ацилокси-группа, неорганический анион и т. д., R —алкил, циклоалкил или фенил, являются активными бактерицидами и фунгицидами. Механизм их действия обсуждался в ряде работ [59—62]. Особенностью N-триорганостаннилимидов является то, что они содержат имидные фрагменты, имеющие общие черты строения с некоторыми метаболитами плесневых грибов и бактерий. Структурные же аналоги метаболитов биохимических процессов могут выступать в качестве биоцидов. Наличие таких фрагментов в структуре оловоорганических соединений может способствовать вовлечению молекулы биоцида в биохимические процессы клетки. Сукцинаты, например, являются важным компонентом процесса аэробного дыхания, а а-изопропилмалеиновая кислота — промежуточным продуктом при биосинтезе аминокислоты лейцина и т. д. [c.28]

Оказалось, что К" , Na+ и Н+ имеют одинаковый переносчик через мембрану, но сродство этого переносчика к натрию в 20— 25 раз ниже, чем к калию, что и объясняет незаменимость калия в обмене. В отсутствие К+ (компенсатора) концентрация Н+-ионов в клетке должна повышаться до непереносимого белками плазмы предела вследствие накопления кислых продуктов дыхания и брожения и всасывания анионов, прежде всего Н2Р04 . Отсюда компенсация понижения pH при недостатке калия осуществляется в форме выделения NH3. [c.40]

Поглощение, транспорт и превращения веществ, движение протопласта связаны с затратой энергии, которая освобождается в процессе дыхания и аккумулируется в веществах, богатых макроэргическимн связями. Кроме того, ионы кислоты Н" ", НСОз", образующиеся при дыхании, непрерывно поступают в плазмалемму вместо катионов и анионов, которые переходят в более глубокие слои цитоплазмы. Таким образом, процессы адсорбции, десорбции и дыхания тесно связаны между собой. [c.100]

В дальнейшем происходит адсорбция молекул и ионов и активное поступление их в цитоплазму, которое осуществляется путем обмена ионов Н+ и НСОз , выделяемых в процессе дыхания цитоплазмой, иа адсорбированные анионы и катионы, или перенесение адсорбированных ионов и молекул с помощью-переносчиков в глубоколежащие слои цитоплазмы, где они включаются в метаболизм. При этом анионы поглощаются рас- тениями против градиента электрохимического потенциала, что-требует определенной затраты энергии, а катионы поступают без сопротивления электрических сил. [c.307]

Можно наблюдать также быстрое сокращение набухших митохондрий, вызванное дыханием. При этом матрикс должен содержать катион, выбрасываемый электронейтрально (по АрН), и анион, который выбрасывается электрофоретически (по Л ф). [c.43]

Состояние 3 промежуточное состояние, когда скорость дыхания определяется скоростью образования ADP (физиологическое) Состоянием 6 называют состояние подавленного дыхания, которое иногда наблюдается при возникновении большого АрН в результате накопления Са + в отсутствие проникаюш,его аниона. [c.73]

Растения способны усваивать и другие виды моносахаров, например галактозу. Некоторые моносахара участвуют в образовании полимеров клеточных стенок (целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ), а также используются на синтез крахмала, в значительных ко) ичествах откладывающегося в запасающих тканях корня. Другая часть моносахаров тратится на процессы дыхания, поставляющего энергию в форме АТР и органические кислоты, образующиеся в цикле Кребса. Их присутствие необходимо для транспорта поглощенных корнем катионов, поскольку анионы органических кислот выполняют функцию противоионов, нейтрализуя положительные заряды катионов. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология