Стабильность ферментов в клетка

Более высокая ферментативная активность (в некоторых случаях) и высокая стабильность ферментов в иммобилизованных клетках. [c.218]

Экспрессия любого эукариотического гена с целью получения нативного белка требует использования структурной части гена в сочетании с соответствующими нуклеотидными последовательностями, которые распознаются ферментами клетки-хозяина как эффективные сигналы инициации транскрипции, трансляции, терминации трансляции и, возможно, терминации транскрипции. Сконструированный нужным образом гибридный ген, содержащий регуляторную область бактериального происхождения и структурную область гена человеческого интерферона, встраивают в плазмиды, способные автономно реплицироваться и стабильно поддерживаться в процессе роста микроорганизмов (рис. 38). [c.193]

Пероксидазу по своему устройству можно отнести к мембранным белкам поверхностные углеводные радикалы которых способны определять специфичность связывания фермента в мембранных структурах клетки. Причем гликозилированные участки расположены достаточно далеко от активного центра пероксидазы и поэтому не влияют на протекание каталитического процесса (рис. 63). Однако углеводы среды могут регулировать каталитическую активность и стабильность фермента. При этом, если поверхностные углеводы выполняют защитную функцию, т.е. экранируют белковую глобулу от действия свободных радикалов среды, ориентируют фермент в мембранных структурах, то углеводы среды способны ингибировать пероксидазу и понижая [c.142]

Третьей областью применения теории саморазвития открытых каталитических систем может стать моделирование и перенесение в промышленные реакторы моделей ферментативных систем, представляющих если не всю, то часть живой клетки, обеспечивающей стабильную работу биокатализаторов. Речь идет об освоении каталитического опыта живой природы в том отношении, которое касается стабилизации ферментов и их синтетических аналогов не путем искусственной иммобилизации, а посредством закономерностей, присущих естественному отбору в ходе химической эволюции. [c.210]

Современные теории развития принимают существование определенных генетических программ и рассматривают весь процесс развития как результат сочетания реакций клетки на воздействие гормонов и индукторов с влиянием внутренней генетической программы [179]. В настоящее время можно высказать только первые догадки о природе внутренних программ. Все же были предложены очень разумные схемы, согласно которым часы развития считают число клеточных делений и в соответствующий момент выключают одни гены и включают другие [180]. Были высказаны конкретные предположения относительно химизма таких часов. Так, указывалось, что вопреки представлению о высокой стабильности ДНК это соединение легко мутирует под влиянием химических факторов. Можно допустить существование особых ферментов, направленно модифицирующих ДНК в определенных участках. В самом деле, известно, что в ДНК содержится определенное количество дополнительных метильных групп, которыми, например, могут быть маркированы отдельные участки (гл. 2, разд. Г, 8). Другая возможность — это дезаминирование содержащих аминогруппу оснований в определенных участках, например в палиндромных последовательностях. [c.361]

Изолированные протопласты можно культивировать. Обычно для этого используют те же среды, на которых растут изолированные клетки и ткани. Сразу же после удаления ферментов у протопластов в культуре начинается образование клеточной стенки. Протопласт, регенерировавший стенку, ведет себя как изолированная клетка, способен делиться и формировать клон клеток. Регенерация целых растений из изолированных протопластов сопряжена с рядом трудностей. Получить регенерацию через эмбриогенез удалось пока только у растений моркови. Стимуляцией последовательного образования корней и побегов (органогенез) добились регенерации растений табака, петунии и некоторых других растений. Следует отметить, что протопласты, изолированные из генетически стабильной клеточной культуры, чаще регенерируют растения и с большим успехом используются при исследованиях генетической модификации протопластов. [c.178]

Было высказано предположение [36], согласно которому стабильность структуры макромолекул и мембр-ан обеспечивается главным образом гидрофобными взаимодействиями углеводородных фрагментов, в результате чего молекулы липидов, белков и других соединений могут образовывать в водной цитоплазме олигомерные агрегаты и мембраны. Вместе с тем наиболее активные катализаторы, т. е. большинство ферментов, растворимы в воде. Таким образом, мембраны представляют собой сравнительно стабильные тонкие пленки, примыкаю щие к водным участкам клетки, в которых легко протекают химические реакции и которые содержат полярные молекулы, растворимые в воде. [c.355]

Для эффективной работы последней из описанных систем необходимо, чтобы а) моноклональное антитело, связанное с ферментом, переводящим лекарственное вещество в активную форму, было в достаточной степени очищено и имелось в нужном количестве б) связывалось с высокоспецифичным для клетки-мишени белком в) бьшо стабильным в физиологических условиях, но в то же время быстро выводилось из кровотока 2) при необходимости могло проникать в опухолевую ткань, обеспечивая действие препарата на все ее клетки. В этом случае мишенями оказываются строго определенные клетки, что позволяет использовать лекарственное вещество в гораздо меньших дозах, чем при прямом введении. Применение в такой системе моноклональных антител мыши может приводить к развитию иммунного ответа, поэтому очень важно использовать фрагменты антител человека или антител, максимально сходных с ними по структуре. [c.213]

Биосинтез ферментов необходим для поддержания жизни. Очевидно, когда в процессе роста увеличивается масса живого вещества, параллельно с этим увеличивается л число юлекул каждого необходимого фермента. Но непрерывный синтез ферментов должен происходить даже в отсутствие роста, с тем чтобы восполнять убыль молекул вследствие их разрушения, поскольку продолжительность жизни ферментов в клетках ограничена. Опыты с применением изотопной метки показали, что, хотя стабильность ферментов в физиологических условиях различается, продолжительность их жизни в большинстве случаев измеряется днями. Без постоянного биосинтеза фе[> у ентов жизнь остановилась бы, так как она зависит от работы ферментных систем, которые катализируют химические реакции, з совокупности определяющие метаболизм живых систем. Не менее важно, что жизнь возможна только б отсутствие ферментов, нарушающих нормальный ход метаболизма, т. е. ферменть5 должны обладать правильными активностями. [c.3]

Как отмечал Уильямс (Williams, 1975), кажется вероятным, что сравнение стабильности ферментов в клетках факультативных термофилов, выращенных при высокой и иизкой температурах, станет областью исследования, в которой обязательно будут достигнуты успехи, так как в этом случае можно будет проводить прямые сравнения ферментов, исключающие влияние особенностей их структуры, обусловленных штаммовой изменчивостью . [c.279]

Следовательно, необходимо, чтобы состав белков мог меняться в широких пределах, так чтобы они узнавали различные субстраты и взаимодействовали с ними. Для некоторых белков требуется присутствие других соединений (небелковой природы) для участия в процессах узнавания и превращения. Такие соединения называются коферментами. Поэтому можно заранее сказать, что катализаторы белковой природы, или ферменты, должны обладать высокой степенью упорядоченности и организации. Кроме того, вся необходимая информация должна быть записана наиболее компактным образом. Такие упорядоченные биополимеры, с помощью которых работает и самовоспроизводится двигатель внутреннего сгорания клетки, также должны совершеиио точно воспроизводиться. Было установлено, что действие ферментов высокоспецифичио структуре субстратов. Следовательно, информация о молекулярной организации белков (ферментов) должна надежно храниться, будучи записанной на стабильном, относительно консервативном языке. И вот тут-то выходят на сцену нуклеиновые кислоты. Значит, существует еще одно соответствие [c.15]

Помимо единичных иммобилизованных ферментов, в хим. анализе используют соиммобилизованные ферментные системы, позволяющие повышать чувствительность и селективность определения. При этом все чаще применяют иммобилизованные клетки микроорганизмов, содержащие естественный набор ферментов. Преимущество такой иммобилизации состоит в том, что исключаются стадии вьщеления, очистки и иммобилизации ферментов, увеличивается их стабильность. Иммобилизацию используют не только для ферментов, но и для субстратов, коферментов и эффекторов. [c.79]

Влияние ионов на галобактерии достаточно специфично. Для поддержания клеточной стабильности в первую очередь требуется хлористый натрий. Ионы Na" взаимодействуют с отрицательно заряженными молекулами клеточной стенки галобактерий и придают ей необходимую жесткость. Внутри клетки концентрация Na l невысока. Основной внутриклеточный ион — К+, содержание которого может составлять от 30 до 40 % сухого вещества клеток, а градиент между внеклеточной и внутриклеточной концентрациями достигать 1 1000. Ионы (наряду с другими) необходимы для поддержания ионного равновесия вне и внутри клетки, стабилизации ферментов, мембран и других клеточных структур. [c.418]

Ферменты, присоединенные к хорошо охарактеризованным носителям, могут служить простыми. моделями биологических систем, которые находятся в живых клетках. Действительно, синтетические полимерные матрицы точно не воспроизводят ситуацию in vivo, однако исследование таких моделей является важным этапом в рассмотрении ферментативного катализа как гетерогенного процесса [38]. Преж де всего они механически более устойчивы. Хорошо определенная химическая структура матриц иозволяет изучать влияние только одного параметра, такого, как влияние гидрофобности или влияние заряженных частиц на ферментативное действие. Можно также изучать влияние микроокружения матрицы, а также эффекты, возникающие благодаря различным локальным концентрациям субстрата, продукта, протонов эффекторов. и т. д. Эти различия в локальных концентрациях возникают в результате каталитической активности ферментов или влияния соседних молекул ферментов. Влияние микроокружения на активность и стабильность иммобилизованных ферментов детально обсуждается в разд. 12.2 и 12.3. Влияние, оказываемое матрицей, с трудом можно отличить от влияния микроокружения, создаваемого в результате собственно ферментативной реакции как самого фермента, так и других окружающих ферментов. [c.439]

В частности, ряд проведенных недавно экспериментов с клеточными культурами показывает, что метаплазию могут вызывать вещества, препятствующие метилированию ДНК. Эти данные подкрепляют мысль о роли метилирования ДНК в поддержании стабильного (активного или репрессированного) состояния определенных генов (предполагаемый механизм обсуждается в разд 8.5.6). Для простой проверки этой гипотезы нужно в эксперименте изменить состояние метилирования ДНК и затем искать какие-либо изменения в диффереицировке клеток. Клетки выращивают в течение одного или нескольких митотических циклов в присутствии 5-азацитидина-синтетического аналога цитидина, который включается в ДНК вместо некоторых цитиди-новых остатков. 5-азацитидин не только не способен метилироваться сам, но и действует как мощный ингибитор метилирующего фермента. Это нарушает цепочку событий, в результате которых специфическая картина метилирова- [c.136]

Другой аспект гипотезы Уотсона-Крика состоит в том, что структура двойной спирали ДНК указывает способ, с помощью которого может быть точно воспроизведена содержащаяся в ДНК генетическая информация (рис. 27-13). Поскольку две цепи двойной спирали ДНК структурно комплементарны, их нуклеотидные последовательности несут комплементарную друг по отношению к другу информацию. Уотсон и Крик постулировали, что репликация ДНК в ходе деления клеток начинается с разделения двух цепей, каждая из которьк становится матрицей, определяющей нуклеотидную последовательность новой комплементарной цепи, образуемой с помощью репликативных ферментов. Была выска- зана мысль, что правильность репликации каждой из цепей ДНК должна обеспечиваться точным соответствием и стабильностью комплементарных пар оснований А=Т и 0=С в двух дочерних дуплексах, каждый из которых содержит одну цепь родительской ДНК и новро цепь, комплементарную этой родительской цепи. Было постулировано также, что каждая вновь образованная дочерняя двойная спираль попадает в дочернюю клетку без каких-либо изменений. В гл. 28 мы увидим, как эта гипотеза была экспериментально подтверждена. [c.864]

В ряде лабораторий ведутся на молекулярном уровне исследования различных процессов образования водорода, а также механизмов реакции расщепления воды, В образовании водорода принимают участие гидрогеназа и нитрогеназа. Сегодня активно изучаются свойства этих ферментов из разных организмов, в частности механизмы регуляции их синтеза и активности, а также стабильность в присутствии кислорода. Предметом важных исследований является также образование восстановительных эквивалентов и поток электронов к этим ферментам, которые пр.и определенных условиях служат факторами, лимитирующими активность. Эти опыты позволят понять суть ука-аанных процессов и попытаться оптимизировать выделение водорода имеющимися в нашем распоряжении генетически охарактеризованными организмами. Ряд исследователей-генетиков занят отбором мутантов с повышенной способностью к образованию ] одорода лли аммиака. Примерами удачного применения зиетодой генетической инженерии для создация ферментов с желаемыми свойствами может быть получение устойчивой к кис-.лороду гидрогеназы. Удалось повысить содержание гидрогеназ в клетках и лолучить микроорганизмы, способные выделять фиксированный ими азот в окружающую среду в форме аммиака. [c.79]

Экстракция растворимых белков из тканей может происходить только после разрушения клеточных оболочек, так как последние непроницаемы для больших белковых молекул. Разрушения клеток можно достичь механическим путем, растирая их с песком или с кизельгуром однако при этом наблюдается некоторая потеря белка за счет денатурации, вызываемой адсорбцией белка на силикате. По этой причине лучше разрушать клетки такими приборами, как мясорубка Латапи или гомогенизаторы. Структура клетки разрушается также при действии органических растворителей, например спирта, ацетона или глицерина. Если концентрация глицерина не превышает 85%, то в глицериновый экстракт переходит значительная часть растворимого белка. Этим способом можно экстрагировать гидролитические ферменты из поджелудочной железы и из других органов. Глицериновые экстракты при комнатной температуре относительно стабильны. Повидимому, рыхлая ассоциация белка с полярными гидроксильными группами глицерина уменьшает скорость его денатурации. Однако эти же полярные группы в молекуле глицерина обусловливают взаимное притяжение его молекул и высокую вязкость этого растворителя. Из глицериновых экстрактов очень трудно поэтому получить чистые препараты белков. В связи с этим глицерин в настоящее время редко применяется для разрушения клеточных оболочек. Вильштеттер и его сотрудники для разрушения клеток пользовались ацетоном. Этот метод основан на том, что многие белки при концентрации ацетона выше 80—90% денатурируются очень медленно. Для экстракции размельченный или пропущенный через мясорубку орган помещают в ацетон. Преимущество этой процедуры заключается в том, что ацетон не только разрушает клеточные оболочки, но одновременно экстрагирует из клеток и большинство липидов. Липиды можно затем удалить количественно при последующей обработке эфиром. Остаток после удаления липидов высушивается на листе фильтровальной бумаги и экстрагируется водой, разведенными растворами солей или буферов. Хотя большинство белков, в том числе много важных ферментов, можно получить из ацетоновых вытяжек в нативном состоянии, однако надо помнить, что некоторые лабильные белки при действии этого растворителя денатурируются. [c.10]

Изменение активности ферментов. Микроорганизмы, окисляющие спирты, отличались высокой активностью внеклеточных ферментов, особенно протеолитических. Микробные протеазы являются, как правило, внеклеточными ферментами и, как видно из данных табл. 5.4 и 6.5, обладают широкой видовой специфичностью. Внеклеточные и внутриклеточные протеазы микроорганизмов, окисляющих алканы, нафтены и арены, отличались различной активностью. У большинства исследованных нами видов и физиологических групп бактерий (см. табл. 4.5 и 5.4) протеазная активность в клетках выше, чем в культуральной жидкости. С другой стороны, активность клеточных протеаз более стабильна, чем в культуральной жидкости, и меньше подвержена влиянию внешних воздействий, включая и действие высоких концентраций солей. В отличие от этого протеазная активность культуральной жидкости микроорганизмов, окисляющих спирты, превышала активность клеточных ферментов (табл. 6.5). [c.177]

Поддержание стабильной концентрации ионов натрия в крови контролируется гормоном альдо-стероном, который вторично влияет также на реабсорбцию воды. Он секретируется корой надпочечников. Падение уровня натрия в крови ведет к снижению ее объема, поскольку в сосуды поступает меньше воды путем осмоса. Это в свою очередь вызывает падение кровяного давления. Изменение объема и давления стимулирует группу секреторных клеток, называемых околоклубочковым (юкстагломерул5фным) комплексом и расположенных между дистальным извитым канальцем и приносящей артериолой (рис. 20.28). Эти клетки в ответ выделяют фермент ренин. Ренин воздействует на содержащийся в плазме крови глобулин, синтезируемый печенью, который при этом превращается в активный гормон ангаотен-зин, а он в свою очередь стимулирует вьщеление [c.33]

Предполагается, что вешества, входившие в состав коацерватов, вступали в дальнейшие химические реакции при этом происходило погло-шение коацерватами ионов металлов, в результате чего образовывались ферменты. На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов (сложные углеводороды), что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны, обеспечивавшей коацер-ватам стабильность. В результате включения в коацерват предсушествуюшей молекулы, способной к самовоспроизведению, и внутренней перестройке покрытого липидной оболочкой ко-ацервата могла возникнуть примитивная клетка. Увеличение размеров коацерватов и их фрагментация, возможно, вели к образованию идентичных коацерватов, которые были способны поглощать больше компонентов среды, так что этот процесс мог продолжаться. Такая предположительная последовательность событий должна была привести к возникновению примитивного самовоспроизводяшегося гетеротрофного организма, питавшегося органическими веществами первичного бульона. [c.277]

Векторные молекулы. Трансформация. Ключевой операцией в генетической инженерии является введение в клетку и стабильное поддержание генетической информации, содержащейся в рекомбинантных молекулах ДНК. Это достигается при помощи так называемых векторных молекул, или векторов. Дело в том, что при обычном введении ДНК, например, в бактериальную клетку, она, как правило, подвергается атаке ферментов, которые гидролизуют ее на составные компоненты — нуклеотиды. В некоторых случаях ДНК выживает в клетке, однако в процессе деления клеток она не наследуется и теряется. Для того чтобы рекомбинантная ДНК стала составной частью генетического аппарата клетки, она должна либо встроиться в ее геном (интегриройаться в хромосому) и реплицироваться за ее счет, либо быть способной к автономной репликации. [c.35]

Не все синтетические аналоги ауксина обладают способностью индуцировать корнеобразование. Так, ризогенная активность индолил-З-мас-ляной (ИМК) и нафтилуксусной (НУК) кислот, синтетических аналогов ауксина, значительно превыщает то же действие настоящего природного фитогормона — ИУК. Это связано с большей стабильностью синтетических регуляторов в клетке, обусловленной меньшим сродством их к ферментам дезактивации гормона. В то же время другой аналог ауксина — 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) — практически неспособна вызывать ризогенез, и при длительном применении этого вещества обработанная ткань утрачивает способность к корневому морфогенезу. [c.349]

Ранее уже были рассмотрены данные наших опытов, в которых было показано, что на активность изолированных препаратов ферментов метаболиты микроорганизмов и отдельные компоненты токсина либо не влияют вовсе, либо влияние это ничтожно мало по сравнению с влиянием на деятельность тех же ферментов в живой клетке. Эти опыты приводили к выводу, что влияние инфекции на ферментативный аппарат клетки опосредовано действием на структуру протопласта. Детальное изучение физико-химических особенностей протоплазмы, а также мембран протопласта и органоидов показало, что иммунные и неиммунные формы растений в этом отношении существенно различаются. При изучении структурной вязкости протоплазмы, стабильности величины pH, отношения к действию детергентов, ультразвуковых волн, прочности связи пигментов с протеидно-липндным комплексом и ряда других свойств мы неизменно убеждались в том, что у иммунных форм растений эти показатели во всех случаях неизмеримо более высокие, чем у неиммунных. Нет сомнений в том, что характерная для иммунных форм растений структурная прочность протопласта является одним из важнейших факторов, обусловливающих их способность сохранять высокую эффективность энергетического обмена вопреки дезорганизующему влиянию, которое могла бы оказать на него инфекция. [c.331]

Смотреть страницы где упоминается термин Стабильность ферментов в клетка: [c.362] [c.621] [c.145] [c.108] [c.88] [c.460] [c.193] [c.161] [c.67] [c.325] [c.67] [c.436] [c.86] [c.457] [c.182] [c.219] [c.206] [c.193] [c.321] [c.417] [c.52] [c.70] [c.276] [c.352] [c.413]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология