Биосинтез энергия

Химическая энергия связей, образовавшихся в каком-либо из рассмотренных выше процессов, может быть временно депонирована (особенно в мышце, где в любой момент может возникнуть большая потребность в энергии для осуществления механической работы), или же она может быть использована немедленно в каком-либо из процессов биосинтеза. Энергия сохраняется в двух главных формах —в пирофосфатных связях нуклеозидтрифосфатов (особенно АТР) или в фосфоамидных связях креатинфосфата и аргининфосфата. Если в результате реакции образовался ацилфосфат, то лабильный фосфат переносится киназой на ADP и образуется АТР или переносится [c.79]

Переходя в кристаллическое состояние, вещество освобождается от некоторой части своей энергии. Кристаллическое состояние характерно для неживой природы. В аморфное же состояние вещество переходит, аккумулируя энергию. Аморфное, точнее непериодическое строение вещества более характерно для живой природы. Известно, что в организмах с полной воспроизводимостью синтезируются сложнейшие вещества непериодического, но регулярного строения. Механизм биосинтеза в главных чертах известен. Его важнейшая особенность — принудительная, а не самопроизвольная, как в обычных процессах отвердевания, укладка структурных единиц с затратой, а не выделением энергии в окружающую среду. Энергия, необходимая для перемещения и укладки структурных единиц, т. е. для понижения энтропии системы, доставляется химическими реакциями. Заметим, что первичным ее источником является солнце. [c.161]

Соединения фосфора играют важную роль в биологических системах. Этот элемент входит, например, в состав фосфатных групп молекул РНК и ДНК, ответственных за биосинтез белков и передачу наследственной информации. Он входит также в состав молекул аденозинтрифосфата (АТФ), при помощи которых запасается энергия в биологических клетках [c.326]

БРОЖЕНИЕ (ферментация) — процесс разложения органических веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных ими ферменте ). Освобождающуюся при этом энергию микроорганизмы расходуют для своей жизнедеятельности, а продукты Б. используют для биосинтеза. Важнейшими типами Б. являются спиртовое (производство вина, пива, этилового спирта и др.), молочнокислое (производство кефира, кваса, силосование кормов, квашение овощей и др.), маслянокислое (происходит в заболоченных почвах, в испорченных консервированных продуктах), метановое. [c.47]

АТФ — это универсальное энергетическое вещество. Освобождающаяся при расщеплении АТФ энергия (10 ккал/моль) обеспечивает любые виды клеточных функций — движение, биосинтез, перенос вещества через мембраны и т. д. [c.608]

Ангидридные связи аденозинфосфатов также легко (с выделением энергии) разрываются при действии других типичных нуклеофилов (аминов, сульфидов, спиртов и т.д.), что используется в биосинтезе большинства природных соединений (схема 10.3.2). [c.285]

Во внутреннем и внешнем О. в. принято различать структурный (пластический) и энергетический обмены. В структурном обмене рассматривают превращения разл. соед. в организме, их перенос (транспорт) внутри организма и между организмом и средой. В энергетич. обмене рассматривают превращения хим. энергии, образующейся в О. в., в тепло, мышечную работу, а также механизмы ее использования в активном транспорте, биосинтезе и др. [c.310]

Поскольку АТФ необходим для осуществления мн. процессов, требующих затраты энергии (биосинтез, совершение мех. работы, транспорт в-в и др.), О.ф. играет важнейшую роль в жизнедеятельности аэробных организмов. Образование АТФ в клетке происходит также благодаря др. процессам, напр, в ходе гликолиза и разл. типов брожения, протекающих без участия кислорода. Их вклад в синтез АТФ в условиях аэробного дыхания составляет незначит. часть от вклада О.ф. (ок. 5%). [c.338]

АТР в процессе гидролиза переносится на гидроксил-иои воды с потенциалом переноса 32,9 кДж-моль Ч Вода — это произвольно выбранный, но общепринятый стандартный нуклеофил, относительно которого определяется потенциал переноса. Перенос групп играет важную роль в процессах энергообмена и биосинтеза биополимеров поэтому биохимики довольно часто пользуются потенциалом переноса (отрицательной свободной энергией гидролиза) биохимических соединений. Значения этой величины для ряда соединений приведены в табл. 3-5. [c.219]

Единственная функция наиболее активных метаболических путей состоит в том, чтобы обеспечить клетку АТР и другими высокоэнергетическими (т. е. богатыми энергией ) промежуточными соединениями, которые могут быть использованы в процессах биосинтеза и в других превращениях, протекающих с затратой энергии. Таким образом, в первую очередь следует рассмотреть те метаболические пути, в результате которых осуществляется катаболизм пищевых продуктов и его сопряжение с синтезом АТР. [c.81]

Проблему обратимости катаболических реакций природа решила путем сопряжения биосинтетических реакций с реакцией расщепления АТР, о чем уже шла речь при обсуждении вопроса о сопряжении гидролиза АТР С одной из биосинтетических последовательностей (гл. 7, разд. Е). Наряду с этим для осуществления реакций биосинтеза живые клетки используют также и другие способы утилизации свободной энергии, выделяемой при гидролизе АТР. Смысл многих, на первый взгляд непонятных стадий метаболизма может стать понятным, если иметь в виду, что они предназначены для процессов сопряжения расщепления АТР с биосинтезом. Ниже рассмотрено несколько наиболее важных механизмов сопряжения этого типа. [c.459]

Как энергия передается реакции биосинтеза АТФ [c.87]

Некоторые бактерии могут существовать на среде, содержащей либо один гликолат, либо глицин, либо оксалат. Все эти соединения окисляются до глиоксилата [уравнение (9-10)]. Глиоксилат в свою очередь окисляется до СО2 и воды, обеспечивая бактерии энергией, и используется в процессах биосинтеза. Энергия вырабатывается в ходе [c.328]

Хемотрофы — организмы, использующие для биосинтеза энергию, выделяющуюся при окислении различных соединений. [c.557]

Обычно микроорганизмы используют около 50% энергии, имеющейся в источнике углерода около половины энергии поглощается клеточной массой, остальное выделяется в виде тепла С биохимической точки зрения большая часть тепла выделяется на конечной стадии окисления, когда для восстановления кислорода до воды используется энергия, освобождающаяся при образовании адено-зинтрифосфата — соединения, обладающего большим запасом энергии. Помимо биосинтеза, энергия нужна для сохранения структуры клетки, для активного переноса молекул, создания градиентов концентрации между клеткой и ее окружением и, в некоторых случаях, для сообщения клеткам подвижности. [c.51]

В зависимости от источника питания различают бактерии ав-тотрофы и гетеротрофы. Автотрофные организмы утилизируют и окисляют минеральные соединения, гетеротрофные организмы используют в качестве источника энергии и биосинтеза клетки готовые органические вещества, находящиеся в сточной воде. Механизм биологического окисления в аэробных условиях (в присутствии растворенного кислорода) гетеротрофными бактериями может быть представлен следующей схемой [55] [c.146]

В молекулярных системах сохранение определенной последовательности нуклеотидов (информации / ,ах) зависит прежде всего от химической стабильности молекулы ДНК. Информационная емкость определяется числом определенных комбинаций нуклеотидов, а не числом микросостояний, включающих колебания всех атомов цепочки ДНК. Само образование макроинформации здесь сопряжено с работой и затратой энергии в процессе биосинтеза молекулы ДНК. Точно так же реализация этой информации возможна при затрате энергии в процессах трансляции информации и синтеза белковой цепи. [c.404]

Молочная кислота (СН3СНОНСООН) распространена в растениях. Правовращающая соль ь-молочной кислоты является конечным продуктом анаэробного (т. е. протекающего без доступа воздуха) гликолиза. Поскольку мышечные клетки животных получают энергию благодаря реакции гликолиза содержание молочной кислоты в мышцах пропорционально со вершаемой ими работе. Рацемическая форма этой кислоты об разуется при различных микробиальных процессах (брожении) Мевалоновая кислота в форме дифосфорного эфира учасг вует в биосинтезе изопреноидов. [c.184]

Синтез белка осуществляется в клетках, состоящих из ядра и окружающей его цитоплазмы. Живую клетку сравнивают иногда с автоматически регулируемым химическим предприятием, вырабатывающим большой ассортимент различных веществ. Как и на промышленном предприятии, в клетке установлен строгий порядок. В ней имеются различные цехи , производящие необходимые полупродукты и продукты из поступающего сырья. Для этого клетка разделена полупроницаемыми перегородками на множество мельчайших отсеков. Каждый из химических процессов в клетке протекает в специально предназначенном для него отсеке и катализируетсяспе-, цифическим ферментом. Так, напрнмер, описанные выше окислительные реакции, в результате которых клетка получает необходимую энергию, происходят в митохондриях (небольших частицах цитоплазмы). Биосинтез белка не является в этом отношении исключением. Подготовительные стадии сложного процесса биосинтеза происходят в разных участках клетки, а завершающая стадия сборки аминокислот на специальной матрице (шаблоне), обеспечивающей нужную их последовательность в белковой молекуле, осуществляется на поверхности мельчайших частиц цитоплазмы — рибосом. Для того чтобы эта завершающая стадия могла осуществиться, на рибосоме должна находиться соответствующая матрица, обеспечивающая сборку нужного белка, а также к рибосоме должны постоянно доставляться необходимые аминокислоты. Каждая из стадий сложного процесса биосинтеза белка катализируется определенным ферментом. [c.452]

В настоящее время из-за высоких затрат на сырье и энергию производство кормового белка не является рентабельным, поэтому в качестве субсфатов для биосинтеза кормовых дрожжей вновь рассматривается возобновляемое растительное сырье как источник углеводов. Кормовые белковые продукты могут быть получены методом глубинного гетерофазного культивирования дрожжей, а для выделения целевого продукта предлагается использовать фильтрацию. [c.177]

К основным питательным веществам, используемым микроорганизмами в качестве исходного сырья для биосинтеза, следует отнести углерод, азот и фосфор. При аэробном культивировании микроорганизмов в энергетическом метаболизме клетки непосредственное участие принимает кислород, выполняя роль акцептора электронов. С участием молекулярного кислорода происходит окисление углеводородного субстрата с последовательным образованием надвинного спирта, а затем жирной кислоты. При анаэробном процессе микроорганизмы получают энергию в результате окисления, когда акцепторами электронов выступают неорганические соединения. У фототрофов (фотосинтезирующих бактерий, водорослей) в качестве источника энергии служит энергия солнечной радиации. [c.10]

При образовании полисахаридов в клетках млекопитающих из фруктозы образуется фруктозо-6-фосфат, затем глюкозамин-6-фосфат и в конечном итоге — К -ацетилман-нозамин, иОР-Ы-ацетилглюкозамин, иОР-Ы-ацетилгалак-тозамин. Производные моносахаридов активно участвуют в метаболизме живой клетки, стимулируя процессы фотосинтеза, обеспечения клетки энергией, детоксикации и вывода ядовитых веществ, биосинтеза ароматических соединений, в том числе и аминокислот тирозина и фенилаланина, образования сложных биополимеров (полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот). [c.127]

Для утилизации энергии резервных полисахаридов путем их расщепления до моносахаридов нужно ограниченное число специфических ферментов — полисахаридаз. Это обеспечивает организмам возмон ность аффективною управления поступлением свободной глюкозы, т. е. б конечном счете расходованием запасенной анергии, как путем активации или угнетения этих ферментных систем, так и при помощи включения или блокирования биосинтеза соответствующих ферментов. [c.142]

В живых организмах АТФ, АДФ и АМФ присутствуют в связанном с белками состоянии и в виде комплексов с ионами Mg и Са . Скелетные мышцы млекопитающих содержат АТФ до 4 г/кг. У человека скорость обмена АТФ составляет ок. 50 кг в сут. Такая интенсивность обмена объясняется тем, что этот нуклеотид занимает центр, место в энергетике живых организмов. Сокращение мышц, биосинтез белков и нуклеиновых к-т, многие др. процессы, идущие с увеличением своб. энергии, сопряжены с гидролизом АТФ. Часть из них проходит с отщеплением от АТФ НэРО , другая-Н4Р2О,. В живой клетке ЛС гидролиза АТФ составляет — 50 кДж/моль. Сравнительно высокая абс. величина ДС" гидролиза двух ангидридных связей [c.33]

Др. группа процессов обьединяет многочисл. пути использования энергии АТФ или Ац при совершении разл. типов работы. Так, биосинтез обеспечивается, как правило, энергией АТФ, осмотич. работа-энергией Др. Ме-ханич. работа у бактерий (биение бактериального жгутика) происходит с использованием энергии Aji, а у животных (сокращение актомиозиновых нитей)-АТФ. [c.293]

В рамках общего О.в. изучение энергетич. обмена у фототрофов состоит в определении энергетич. параметров фотосинтеза, у хемотрофов - в исследовании баланса между энергией, вьщеляемой при расщеплении субстратов О.в., и энергией, расходуемой на биосинтез конечных продуктов О.в., ва совершение мех. работы, а также рассеиваемой в виде тепла. В общем энергетич. обмене животных выделяют осн. об мен-миним. кол-во энергии, необходимое для поддержания жизни организма в состоянии покоя. У взрослого человека он составляет 1600-1700 ккал/сут (6700-7100 кДж/сут). Кол-во тепла, выделяемое теплокровными животными при осн. обмене, пропорционально пов-сти их тела (правило Рубнера). Более точно теплопродукция (в ккал/сут) организма животных выражается ф-лой У = = 70 (М-масса тела в кг). Данные об общем энер- [c.316]

Биологическая роль. Ф-ции углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразны. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соед. для биосинтеза гликозидов и полисахаридов, а также др. классов в-в (аминокислот, жирных к-т, фенолов и др.). Эти превращения осуществляются ферментами, субстратами для к-рых служат, как правило, богатые энергией фос-форилир. производные сахаров, гл. обр. нуклеозиддифосфат-сахара. [c.23]

Следует сказать, что в настоящее время можно считать твердо установленными следующие этапы процесса биосинтеза белка. Аминокислоты активируются для синтеза б слка через образование ам ино-ациладенилатов, прочно связанных со специфическими ферментами, которые используют энергию АТФ. За этим процессом следует перенос аминокислоты к иизкомолекуляр ному полинуклеотиду, который способен связывать аминокислоты. Наконец, эти промежуточные продукты (или их активные фрагменты) внедряются в микросомный рибонуклео-протеид, что зависит от -другого нуклеотида — ГТФ. [c.265]

Обратите внимание, что уменьшение свободной энергии в ходе гидролиза для АТР вдвое больше, чем для глюкозо-6-фосфата. Глюкозофос-фат термодинамически более устойчив, чем АТР. По сравнению с АТР его легче получить с помощью реакции, обратной гидролизу, и биосинтез его тоже должен протекать легче. Кроме того, как это следует из свободной энергии гидролиза, в присутствии соответствующего катализатора фосфорильная группа может самопроизвольно перейти с АТР на глюкозу, но не наоборот. [c.219]

На рис. 7-1 показано еще несколько биосинтетических путей. Например, пируват легко превращается в аминокислоту аланин, а щавелевоуксусная кислота — в аспарагиновую кислоту последняя в свою очередь может превращаться в пиримидины. Другие аминокислоты, пурины и прочие соединения, необходимые для построения клеток, образуются в л1етаболических путях, большая часть которых берет начало от некоторых соединений, показанных на рис. 7-1, или в какой-либо точке на одном из путей, показанных на этом рисунке. Фактически биосинтез всегда зависит от наличия энергии, высвобождающейся при расщеплении АТР. Во многих случаях требуется также один из переносчиков водорода в восстановленной форме. [c.87]

Другой род нитрифицирующих бактерий МИгоЬас1ег получает энергию с помощью более простой реакции (уравнение (10-25) ] со сравнительно небольшим понижением свободной энергии. Двухэлектронное окисление передает электроны в цепь переноса при значении = = 0,42 В. Логично предположить, что иа каждую пару электронов должна образовываться одна молекула АТР. Однако в мембранах ЫИ-гоЬас1ег имеется непонятная система различных цитохромов [116, 117]. Ясно только то, что часть АТР, образующегося при переносе электронов от нитрита к кислороду, используется для запуска обращенного потока электронов, генерирующего восстановленные пиридиннуклеотиды, необходимые для реакций биосинтеза [уравнение (10-27)]. [c.428]

СЛИШКОМ медленно, если бы удаление РР не приводило к их ускорению. Следует также иметь в виду, что пути биосинтеза тш,ательно регулируются и наблюдаемые сложности частично могут быть объяснены наличием механизмов регуляции, которые до конца еще не выяснены. Хотя пирофосфатазы обнаруживаются повсеместно, тем не менее нельзя быть абсолютно уверенным в том, что РР всегда подвергается гидролизу. В некоторых случаях энергия фосфоангидридной связи может сохраняться клеткой (гл. 13, разд. Д, 6). [c.462]

Некоторые из этих путей включают реакции, сопровождающиеся выделением энергии, запасаемой в виде АТР, большая часть которой используется в дальнейшем для энергетического обеспечения восстановительных процессов биосинтеза. В ходе этих восстановительных процессов образуются менее реакционноспособные гидрофобные липидные групировки и боковые цепи аминокислот, которые так необходимы для сборки нерастворимых внутриклеточных структур. Структурная организация природных олигомерных белков, мембран, микротрубочек и волокон является результатом агрегации, обусловленной сочетанием гидрофобных взаимодействий, электростатических сил и водородных связей. Главный результат метаболизма состоит в синтезе сложных молекул, которые весьма специфическим образом самопроизвольно взаимодействуют друг с другом, образуя требуемые для организма структуры— богатые липидами цитоплазматические мембраны, регулирующие вместе с внедренными в них белками поступление веществ в клетки. [c.502]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеротрофы и автотрофы, причем перимущественное развитие та или иная группа получает в зависимости от условий работы системы. Эти две группы бактерий различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатывают их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофные организмы потребляют для синтеза клетки неорганический углерод, а энергшо получают за счет фотосинтеза, используя энергию света, либо хемосинтеза путем окисления некоторых неорганических соединений (например, аммиака, нитритов, солей двухвалентного железа, сероводорода, элементарной серы и Др.). [c.100]

В последнем случае скорость распада органических соединений увеличивается и, как следствие, возрастает доза суточнор загрузки в метатенк. Трудность технологического осуществления процесса полутения биогаза определяется, в первую очередь, тем, что метановое брожение, как и всякий анаэробный процесс, практически не управляем и идет с очень низкой скоростью, а расход энергии, потребляемой клеткой на биосинтез, практически постоянен как в аэробных, гак и в анаэробных условиях. [c.121]

В опытах показана также роль молекулярного кислорода в метаболизме клетки. Она чрезвычайно велика, так как является одним из важ-кейщих компонентов процесса, снабжающих микроорганизмы энергией и материалами для биосинтеза. [c.180]

Среди бактерий в очистных сооружениях сосуществуют гетеро-трофы и автотрофы, которые различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перерабатьша-ют их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофиые организмы потребляют для синтеза неорганический углерод, а энергию получают либо за счет фотосинтеза, либо за счет хемосинтеза при окислении ряда неорганических соединений. [c.241]

Биосинтез пуриновых нуклеотидов состоит из двух основных этапов сначала из глюкозы образуется богатая энергией молекула 5 -фос-форибозил-Г-пирофосфата, а затем в ходе десяти реакций синтезируется пуриновый цикл. На рис. 20 [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология