Реакция Пастера

За реакцию Пастера ответствен еще один регуляторный механизм, а именно аллостерический эффект торможения фермента фосфофруктокиназы аденозинтрифосфатом. Это торможение будет рассмотрено в разделе 16.2.2. [c.270]

До тех пор, пока всеобъемлющий термин биотехнология не стал общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия, прикладная генетика и прикладная биология. Если не принимать в расчет производства мыла, то первая же из числа возникших технологий такого рода стала предшественницей прикладной микробиологии. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе таких технологий. Они действовали скорее интуитивно, но в течение тысячелетий успешно использовали метод микробиологической ферментации для сохранения пищи (например, при получении сыра или уксуса), улучшения вкуса (например, хлеба и соевого соуса) и производства спиртных напитков. Пивоварение до сих пор остается наиболее важной (в денежном исчислении) отраслью биотехнологии. Во всем мире ежегодно производится около 10 литров пива стоимостью порядка 100 млн, фунтов стерлингов. В основе всех этих производств лежат реакции обмена веществ, происходящие при росте и размножении некоторых микроорганизмов в анаэробных условиях. В конце XIX в. благодаря трудам Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной (технической) микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце XIX и начале XX вв. бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола и изопропанола) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в бескислородной среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В качестве источника энергии для роста микробы в этих условиях используют изменения энтропии при превращениях веществ. Совсем иначе обстоит дело в аэробных процессах при контролируемом окислении химических веществ до углекислого [c.11]

Физиологический эффект реакции Пастера легко понять, если учесть, что при аэробном выключении процесса образования молочной кислоты распад углево ,ов происходит до конца, т. е. с выделением углекислого газа и воды. Клетки и ткани способны покрыть свои энергетические затраты при аэробном распаде углеводов за счет значительно меньшего количества глюкозы, чем при анаэробном распаде. Отсюда понятно, что аэробный распад сберегает в клетках и тканях запас углеводов. [c.298]

В большинстве тканей животных углеводы при аэробных условиях полностью окисляются, превращаясь в воду и углекислый газ, в то время как в отсутствие кислорода образуется молочная кислота. Л. Пастер впервые обратил внимание на тот факт, что гликолиз тормозится кислородом. Это явление вошло в науку под названием реакции Пастера . Значительно позже О. Варбург показал, что в эмбриональных тканях и тканях злокачественных опухолей гликолиз не снижается и в присутствии кислорода. Образование молочной кислоты в присутствии кислорода получило название аэробного гликолиза . [c.298]

Пастер пытался вызвать асимметрию в растущих кристаллах, помещая их в поле мощного магнита, либо проводя реакции в быстро вращающихся сосудах. Он также пытался вызвать изменение знака вращения природных веществ, выращивая растения под светом отраженного в зеркале солнца, которое как бы всходило на западе и заходило на востоке. Положительных результатов он не получил. [c.656]

Общее изменение свободной энергии более чем в 10 раз выше, чем при брожении это позволяет клеткам вырабатывать во много раз большее количество АТР. Выход АТР в результате реакции (9-23), составляет 38 моль АТР — в 19 раз больше, чем при сбраживании глюкозы. Таким образом, наблюдение Пастера, показавшее, что дрожжи на воздухе перерабатывают гораздо меньше сахара, чем в отсутствие воздуха, получает вполне понятное объяснение. Одновременно становится ясно, почему в анаэробных условиях клетки должны метаболизировать огромные количества субстрата (напомним, что говорилось в гл. 3, разд. Г, 1 для производства 10 г клеток требуется энергия 1 моль АТР). [c.347]

Интерес к изучению биосинтеза природных веществ развивался параллельно с накоплением данных по их строению. Уже в самых ранних работах (например, в классическом синтезе Велером в 1828 г. мочевины — хорошо известного продукта метаболизма животных — путем пиролитической перегруппировки цианата аммония) было показано, что в принципе природные соединения образуются в результате обычных химических реакций. Это важное открытие развеяло окружавший природные соединения миф об их сверхъестественном происхождении с помощью некоей жизненной силы. Виталистическая концепция была окончательно развеяна Пастером, который в середине прошлого столетия показал,, что микроорганизмы, в том числе бактерии и дрожжи, не возникают самопроизвольно из ничего, и что они ответственны за образование таких известных продуктов брожения, как спирт, уксусная и масляная кислоты. [c.341]

О белковой природе ферментов свидетельствует факт инактивирования (потеря активности) ферментов брожения при кипячении, установленный еще Л. Пастером. При кипячении наступает необратимая денатурация белка-фермента. Фермент при этом теряет присущее ему свойство катализировать химическую реакцию. Точно так же белки при кипячении денатурируются и теряют свои биологические свойства (антигенные, гормональные, каталитические). Под влиянием различных физических и химических факторов (воздействие УФ- и рентгеновского излучения, ультразвука, осаждение минеральными кислотами, щелочами, алкалоидными реактивами, солями тяжелых металлов и др.) происходит денатурация ферментов, так же как и белков. [c.118]

При взаимодействии рацемической формы с каким-либо хиральным соединением образуются два диастереомерных продукта реакции, которые уже возможно разделить, используя обычные методы (Пастер, 1858 г.). Так, ири реакции рацемической кислоты (RS)-A с оптически [c.105]

Из сказанного ясно, что расщепление недеятельных веществ вторым способом Пастера представляет лишь частный случай возможных реакций этого рода. Действительно, не только при получении солей оптически деятельных оснований, но при всякой иной реакции, когда с оптически деятельным веществом взаимодействует недеятельное вещество, представляющее собой смесь антиподов, из двух антиподов получаются вещества с совершенно различными физическими свойствами, допускающими их легкое разделение. [c.586]

Винная кислота еще много раз служила объектом изучения для ученых, занимавшихся вопросами оптической активности. На ее примере, в частности, Л. Пастер разработал еще два метода получения оптически активных веществ из рацематов. Один из этих методов — биохимический — основан на том, что микроорганизмы (например, бактерии плесени Реп1с111ит glau um) потребляют из рацемата только один антипод для своей жизнедеятельности второй антипод остается незатронутым и может быть выделен. Другой метод—химический — основан на превращении оптических антиподов в пару диастереомеров (см. ниже) при реакции с оптически активными реагентами. Диастереомеры в отличие от оптических антиподов различаются по физико-химическим свойствам, а поэтому могут быть отделены друг от друга. Весь процесс можно иллюстрировать схемой [c.265]

Таким образом, мы видим, что все перечисленные способы получения оптически деятельных веществ связаны с прямым или косвенным участием биологических процессов. Действитель но, в первом способе Пастера для расщепления на антиподы требуется непосредственная жизнедеятельность микроорганизмов, во втором (а также в асимметрических синтезах) —исходными веществами являются оптически деятельные соединения, например алкалоиды, а при третьем способе отбор кристаллов сознательно производится человеком. Между тем вещества с асимметрическими атомами углерода, образующиеся при биологических процессах в животных организмах и в растениях, почти всегда получаются исключительно или по крайней мере преимущественно в виде одного из оптических антиподов. Если образование оптически деятельных антиподов при помощи оптически деятельных белков или хлорофилла может быть объяснено асимметрическим синтезом, то первоначальное возникновение в организмах оптически деятельных веществ очень долго не удавалось объяснить обычными химическими реакциями. [c.589]

Как мы уже упоминали в главе I, еще Пастер предложил три способа расщепления рацематов 1) механическое разделение кристаллов, отличающихся по форме 2) выделение одной из форм при помощи микроорганизмов, поедающих другую форму, и 3) химический метод, основанный на различии в свойствах продуктов реакции правой и левой форм с другими оптически активными реагентами. Работы по расщеплению рацематов этими методами после возникновения стереохимии отличаются от пастеровских пионерских исследований тем, что они стали вестись широким фронтом и с ясно осознанной целью — получать индивидуальные, интересующие химика активные соединения. [c.68]

Образование диастереомеров. Этот метод, открытый Пастером, основан на реакции с асимметрическими реагентами рацемат ( )-А вводят в реакцию с оптически активным веществом (—)-В и получают два диастереомера, которые имеют различные физические свойства, в частности растворимость. Вследствие этого диастереомеры можно легко разделить. [c.106]

Позднее многие крупные химики изучали процесс брожения. Самым выдающимся среди них был Луи Пастер. Он идентифицировал ряд микроорганизмов, осуществляющих различные типы брожения, в том числе и маслянокислое, протекающее в отсутствие кислорода. Тем самым Пастер ввел представление об аэробных и анаэробных микроорганизмах и о соответствующих процессах брожения. Либих, придерживавшийся своей старой точки зрения, возражал против выводов Пастера. Кульминацией этих исследований явились опыты Эдуарда Бюхнера, который в 1897 г. показал, что экстракты из дрожжевых клеток способны сбраживать сахар. Это открытие Бюхнера положило начало экспериментам, в ходе которых были идентифицированы отдельные реакции или отдельные этапы процесса брожения, а также отдельные ферменты, катализирующие каждую из этих реакций. Кроме того, оно раз и навсегда покончило со всеми еще сохранявшимися остатками витализма. [c.10]

В результате химических реакций, которые протекают без участия зеркальных изомеров, всегда получается смесь изомеров, содержащая обе формы в строго одинаковых количествах. Известно три метода разделения зеркальных изомеров все они были впервые предложены Пастером. [c.57]

Асимметрический характер реакции обусловливается наличием по крайней мере одного асимметрического компонента в реакционной системе, как это было в принципе сформулировано еще Пастером. В соответствии с природой асимметрического фактора можно выделить два типа реакций [c.167]

В реакции Пастера участвует, видимо, несколько регуляторных механизмов, действующих в одном направлении. Эффект одного из них проявляется на уровне процессов фосфорилирования. В основе его лежит конкуренция за аденозиндифосфат (ADP) и неорганический фосфат (Р ). Для дегидрирования при расщеплении глицеральдегидфосфата необходимы ортофосфат и ADP [c.269]

Исходя из этих представлений, можно в известной мере объяснить и механизм угнетения брожения и гликолиза дыханием (реакция Пастера). Очевидно, что чем большее количество водорода дигидрокодегидрогеназы будет окисляться кислородом воздуха, тем меньше водорода должно оставаться для восстановления пировиноградной кислоты в молочную или соответственно ацетальдегида в этиловый спирт. [c.258]

Понадобились работы М. Фарадея, Г. Дэви, Е. Митчерлиха, И. Деберейнера, Г. С. Кирхгофа, Ю. Либиха, И. Берцелиуса и многих других ученых того времени, чтобы установить специфичность каталитических реакций и необходимэсть новых трактовок для объяснения каталитических процессов. Однако первые теории страдали метафизическим идеализмом (И. Берцелиус) или механицизмом (Ю. Либих). На протяжении почти 70 лет в Западной Европе длился спор мэжду представителями витализма в катализе (Л. Пастер) и механицистами (Ю. Либих), который закончился появлением энергетической теории В. Оствальда, отрицавшей материю. [c.86]

Что же касается механизма реакции Пастера, то он остается еще недостаточно выясненным, хотя для его объяснения существует ряд гипотез. Одна из этих гипотез указывает на то, что прекращение гликолиза при аэробных условиях является скорее кажущимся, чем действительным. В присутствии кислорода в некоторых тканях, например в мышечной, часть образующейся при гликолизе молочной кислоты окисляется до углекислого газа и воды с освобождением энергии, которая используется частично для ресинтеза из оставшейся части молочной кислоты гликогена. Следовательно, в этом случае в тканях образование молочной кислоты не прекраш.ается в присутствии кислорода. Сбережение запасов гликогена достигается тем, что некоторая, и при этом большая, часть образовавшейся молочной кислоты в присутствии кислорода снова превращается в гликоген. Другие гипотезы объяс 1яют реакцию Пастера тем, что кислород прекращает гликолиз, воздействуя на ферменты, катализирующие тот пли иной этап гликолиза, прекращая, или тормозя, их действие. Некоторые ферменты гликолиза содержат важные для проявления их действия сульфгидрильные группы (—5Н). Среди этих ферментов находится и дегидраза фосфоглицеринальдегида. Кислород окислением сульфгидрильных групп ферментов может приостановить гликолиз. [c.298]

Существует мнение (В. А. Энгельгардт), что в присутствии кислорода тормозится активность фосфоферазы, катализирующей перенесение фосфатного остатка от аденозинтрифосфорной кислоты на фруктозо-6-фосфорную кислоту и это замедляет течение гликолиза. Другая гипотеза (Э. Сорени) исходит из того, что в присутствии кислорода тормозится активность фосфорилазы и поэтому замедляется распад гликогена и т. д. Наличие большого количества гипотез для объяснения механизма реакции Пастера показывает, что этот механизм остается еще до конца невыясненным. Не исключена возможность, что существует не один, а несколько механизмов торможения [c.298]

В дальнейшем с развитием науки и накоплением экспериментальных фактов метафизические представления И. Берцелиуса об органических веществах и о каталитических явлениях потерпели поражение. Тем не менее их отголоски встречаются в науке и более позднего времени. Так, например, Л. Пастер в начале своих исследований считал, что брожение следует отличать от обычных каталитических реакций в мертвой природе, что оно связано с жизнедеятельностью микроорганизмов и в основе его лежит якобы своеобразная форма жизненной силы—дисимметрическая сила. [c.17]

Представления И. Берцелиуса и Л. Пастера о сущности каталитических явлений подверглись критике Ю. Либиха, который подошел к оценке катализа одностронне и механистически, так как усматривал действие катализаторов лишь в определенных свойствах и состояниях материальных частиц, совершенно исключая энергетические воздействия. По Ю. Либиху причиной ферментативных и вообще каталитических реакций ...является способность тела, находящегося в состоянии разложения или ином активном состоянии, вызывать ту же деятельность в соприкасающихся с ним телах и делать их способными претерпевать те же изменения, которые оно само испытывает . [c.17]

Разделение при помощи биохимических реакций. Некоторые плесени, бактерии и дрожжи нри их произрастании на средах, содержащих рацемические смеси, потребляют или превращают практически полностью только один из антиподов, причем в растворе остается второй антипод. Чернильная плесень — Peni illium glau um, при выращивании на растворе, содержащем ( )-виннокислый аммоний, ассимилирует только (-Ь)-виннокислый аммоний, не затрагивая (—)-виннокислый аммоний (Пастер, 1851 г.). Аналогичным образом чернильная плесень потребляет (—)-молочную, (—)-глицериновую и (—)-миндальную кислоты, а из аминокислот (-(-)-аланин, (—)-лейцин и (—)-аспарагиновую кислоту. Высшие животные ведут себя аналогичным образом по отношению к рацемическим смесям. При введении в кровь морской свинки соли ( )-яблочной кислоты через мочу удаляется только (-1-)-яблочная кислота. [c.131]

В активности ферментов различают много типов и степеней специфичности. В первую очередь следует отметить стереохимическую специфичность, состоящую в том, что фермент, катализирующий реакцию оптически деятельного соединения, не обладает каким-либо действием на его оптический антипод и, вообще говоря, на стерические изомеры этого соединения, находящиеся в тех же условиях. Это явление впервые наблюдал Пастер, применивший его как метод разделения оптических изомеров. Некоторые примеры стереоспецифических ферментативных реакций были рассмотрены на стр. 138. Приведем также мышечную молочную дегидразу — фермент, действующий в совокупности с кодегидразой I, дегидрирующий Ь-молочную кислоту в пировиноградную кислоту и гидрирующий пировиноградную кислоту только в Ь-молоч-ную кислоту. Этот фермент не активен по отношению к О-молочной кислоте (см. стр. 253). Однако во многих микроорганизмах существует фермент, действующий аналогичным образом специфически только на Ь-молочную кислоту (см. стр. 112). Аналогично пептидазы действуют только на аминокислоты ряда Ь, а аргиназа (о которой говорилось выше) превращает в орнитин и мочевину в результате гидролиза только Ь-аргипин и не обладает каким-либо действием на В-аргинин. Можно привести еще много других примеров. [c.795]

Данный оптический круговой процесс Э. Фишер назвал вальденовским обращением. Он считал, что это открытие после фундаментальных исследований Пастера было самым удивительным наблюдением в области оптически деятельных веш еств. Долгое время этот стереохимический Сфинкс оставался загадкой, над решением которой бились многие ученые. Изучение сущности ва.чьденовского обращения привело к выводу, что оптическая инверсия — это проблема стереохимической динамики. Природа валь-деновского обращения была разъяснена только в 1935 г. (Э. Д. льюз и К. Ингольд) в результате кинетических исследований механизмов реакции замещения в органической химии. [c.233]

Устойчивость кольца хинуклидина, однако, не сохраняется в молекуле хинина и других алкалоидов хинной корки. Уже было описано превращение хинина в хинотоксин. Эту реакцию впервые наблюдал Пастер, нагревая сухой кислый сульфат хинина [41], но позднее Гессе показал, что она происходит и при нагревании хинина в разбавленной уксусной кислоте [42]. Реакция напоминает расщепление а-аминоспиртов (так называемых альдегид-аммиаков) в кислых растворах (см. схемы А и Б). Примеры такой изомеризации известны и среди -аминоспиртов так, следует указать на превращение наркотина (LX1X) в ноонарцеин (LXX) в условиях, близких к тем, которые применял Гессе для получения хинотоксина (горячая разбавленная уксусная кислота). [c.306]

Наше понимание химических явлений сильно облегчают стерео-химические теории, созданные замечательными химиками XIX столетия. Стереохимия — это область химии, изучаюш.ая пространственное строение молекул и влияние этого строения на физические свойства, направление и скорость реакций. Поскольку расположение атомов в пространстве сильно влияет на физические свойства молекулы, для того чтобы понять поведение молекулы, нужно знать и понимать ее стереохимию. Основные достижения в этой области связаны с именами четырех ученых Луи Пастера во Франции, Фридриха Августа Кекуле в Пруссии, Якоба Вант-Гоффа в Голландии и Жозефа Ле Беля во Франции. [c.291]

Для того чтобы два тесно сопряженных между собой процесса—перенос электронов и гликолиз, каждый из которых нуждается в АДФ,— могли функционировать непрерывно, количество АДФ в системе должно быть достаточно большим. Если отношение АДФ/АТФ в клетке понизится, то замедление реакции должно, по-видимому, начаться сначала в той системе, которая обладает меньшим сродством к АДФ. Поскольку ферменты системы гликолиза имеют более высокую константу Михаэлиса для АДФ, чем ферменты дыхательной цепи, то можно предсказать, что в аэробных условиях, когда АДФ легко превращается в АТФ в ходе реакции окислительного фосфорилирования, процесс гликолиза начнет замедляться и затем совсем прекратится. Подавление брожения воздухом фактически впервые обнаружил Пастер. Однако высказывались и другие предположения относительно механизма этого явления, получившего название эффекта Пастера. Так, например, ортофосфат требуется для окислительного фосфорилирования и в то же время служит субстратом для гликолити чес кого фермента глицеральдегид-З-фосфатдегидрогена-зы. Следовательно, убыль фосфата в результате окислительного фосфорилирования может привести к торможению гликолиза. Другая интерпретация эффекта Пастера вытекает из попытки ответить на вопрос почем,у злокачественные ткани образуют в аэробных условиях в значительных количествах лактат, в то время как нормальные ткани этим свойством не обладают В этом случае происходит нарушение того механизма регуляции, с которым мы уже познакомились. Этот эффект можно объяснить по аналогии [c.55]

Выход составляет 94—а5% от теоретического. Эта реакция была открыта Гей-Люссаком еще в 1815 г. При распаде 1 кг глюкозы выделяется 133 ккал гепла. Пастер доказал, что этот процесс связан с существованием живых организмов и что стерилизация и усл гвия, предотвращающие попадание зародыщей 13 воздуха, препятствуют брожению. Сначала предполагали, что брожение связно с ростом живых дрожжевых клеток (которые рассматривали, как оформив - [c.378]

Точные представления о составе веществ и их реакциях, полученные путем систематических исследований, стали главным критерием в химии к концу XVIII в. Отныне в основу трактовки любых химических превращений были положены не остроумные умозрительные заключения, а результаты специально поставленных исследований. Вот почему в середине XIX в. Пастер назвал лаборатории, в которых такие исследования осуществлялись, храмами нового времени. Виглеб в 1777 г. охарактеризовал новую ситуацию следующим образом Теперь необходимо либо приводить более полные доказательства, либо сохранять полное молчание доказательства, однако, должны представлять собой не какую-либо фантазию, а действительные факты [107, с. 319]. [c.16]

Паскаля схема (в магнетохимии) 2—1006 Пассерини реакция 3—865 Пассивность металлов 3—866 Пастера эффект 3—870 Патринозид D 4—744 Патронит 1—524 3 — 135 Паули принцип 3—870 1—315 2—521, 528 [c.573]

По-видимому, это возражение не имеет основания, поскольку бруциновая соль кислоты может быть получена и в неионизирующем растворителе (эфире или хлороформе) или даже совсем без растворителя Возникают также сомнения, не является ли оптическая активность результатом асимметрического разложения рацемата, как при разделении рацематов по методу Пастера (образование диастереоизомеров с их последующим разделением). Из работ по этерификации //-миндальной кислоты (—)-ментолом (Марквальд, Маккензи , 1899 г.) было известно, что (—)-ментило-вый эфир (+)-миндальной кислоты образуется с большей скоростью, чем (—)-ментиловый эфир (—)-миндальной кислоты. Поэтому, если этерификацию прервать еще до того, как вся кислота войдет в реакцию, или взять миндальную кислоту в большем избытке по отношению к ментолу, то вследствие неравенства скоро стей этерификации антиподов в остающейся части неэтерифици-рованной кислоты получится избыток (—)-антипода. [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология