Ферменты искусственный синтез, необходимые условия

Успехи молекулярной биологии и генетики открывают совершенно новые возможности для получения тетрапиррольных соединений. Использование операции клонирования соответствующих генов позволяет резко увеличить количество ферментов, участвующих в метаболизме порфиринов, и уже сегодня значительно повышает эффективность искусственного синтеза витамина В12, гема и других природных тетрапирролов. Синтез проводится в контролируемых условиях путем смешения различных ферментов, необходимых для получения целевого продукта. Такого рода технологии активно разрабатываются и осваиваются учеными многих стран мира и позволяют получать кроме порфиринов многие другие биологически активные вещества. [c.228]

Таким образом, теория предсказывает, а эксперимент, поставленный независимо, как будто бы подтверждает, что трудность построения синтетических сополимеров с фиксированной третичной структурой, воспроизводящейся от глобулы к глобуле во всяком случае в достаточно протяженных ее областях, принципиально преодолима путем самонастройки макромолекул с переменной первичной структурой. Обосновав эту возможность, мы делаем еще один шаг в обосновании самой возможности создания искусственного фермента. Для решения задачи необходимо прежде всего синтезировать сополимер с узким молекулярно-весовым распределением, растворимый в проектируемой реакционной среде и звенья которого содержат в качестве боковых групп фрагменты будущего активного центра (например, нуклеофилы, радикалы, способные к гидрофобному связыванию субстрата, и т. п.). Некоторые из этих фрагментов должны обладать достаточно высоким сродством друг к другу, чтобы в подходящих условиях вызывать конформационное превращение клубок—глобула. Кроме того, они должны обладать способностью в не слишком жестких условиях обмениваться местами на макромолекуле (например, в результате внутримолекулярной переэтерификации, переамидирования и т. п.). Тогда при синтезе сополимера (если синтез ведется путем обратимого полимераналогичного превращения) или при его последующей обработке в подходящих условиях будет происходить миграция боковых групп от звена к звену до тех пор, пока при данном составе последовательность их расположения в макромолекуле заданной длины не окажется оптимальной для существования компактной третичной структуры, которой соответствует минимальная свободная энергия системы. [c.295]

Поддержание градиента концентрации такого химически вполне безобидного иона, как ион натрия (или калия), позволяет клетке быть в постоянной готовности к реакции на случай повреждения (а в дальнейшем, при совершенствовании этого механизма,—уже л,ишь при угрозе повреждения). Изменение градиента концентрации служит сигналом для принятия защитных мер, прежде всего для включения механизмов синтеза пограничного вещества — липидов и белков клеточной мембраны. Необходима тонкая регулировка процесса биосинтеза элементов мембраны (как и других биосинтетических процессов — синтезов ферментов и матриц). В самом деле, избыточный синтез делает жизнь невозможной —клетка переполняется веществом, на избыточный синтез напрасно расходуется вещество и энергия. Таким образок, возникает необходимость непрерывного (пока существует опасность повреждения) поддержания готовности к реагированию, к раздражению и возбуждению. Для этого приходится все время поддерживать искусственный градиент концентрации химически безвредных сигнальных веществ — ионов натрия и калия. Постоянная боевая готовность клетки обычно сопряжена с непрерывным расходом энергии. В неблагоприятных солевых условиях расходы на поддержание необходимого градиента могут превысить возможности клетки. Тогда становится дешевле похоронить, чем прокормить .... На этом основано использование в качестве консервирующего средства поваренной соли —в сильно соленой среде истощаются и гибнут нежелательные нам микроорганизмы. Поэтому безжизненны резко соленые водоемы и столь мало пригодны для жизни солончаки (см., однако, стр. 141). [c.98]

Собственно говоря, в опыте Спигелмана все естественное ни РНК, ни полимераза, ни нуклеотиды не были синтезированы в лаборатории все они были получены из живых клеток или из бактериофага Рр. Лишь условия опыта были искусственными , т. е. имитируюш,ими природные условия. Описанная бесклеточная система отличается большой чувствительностью достаточно малейшего изменения концентрации компонентов или появления загрязнений (скажем, примеси рибонуклеазы)— и она перестает работать. Приходится только удивляться, что такую систему удалось собрать вне клетки, что точное копирование генома вообще может происходить в пробирке. Но тот факт, что эта столь лабильная система, за которой необходимо так заботливо следить вне клетки, может функционировать и в клетке, причем несравненно надежнее, граничит с чудом. Ведь в клетке — это означает (помимо всего прочего) в присутствии тысяч промежуточных продуктов обмена и тысяч ферментов (в том числе рибонуклеазы), в присутствии рибосом и РНК, всевозможных ионов и т. д. Почти каждый из этих компонентов в отдельности мог бы разрушить нашу систему в реторте . Напротив, в клетке они, по-видимому, не вредят синтезу, точно так же как, скажем, удвоение генома не нарушает других клеточных процессов. [c.398]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология