Ферменты локализация электронной

Гидрогеназы — одна из групп РеЗ-содержащих ферментов, катализирующих реакции поглощения и выделения молекулярного водорода, обнаружены у разных фупп эубактерий облигатных анаэробов и аэробов, факультативных форм, у хемо- и фототрофных организмов. Различаются строением молекулы, природой доноров и акцепторов электронов, с которыми взаимодействуют, локализацией в клетке, выполняемыми функциями. Но все гидрогеназы катализируют реакцию Нз 2Н + 1е. [c.237]

Гидрогеназы, имеющие различную локализацию, вероятно, выполняют в клетке разные функции. Связанный с мембранами фермент не способен восстанавливать НАД" , передает электроны непосредственно в дыхательную цепь на уровне флавопротеинов, хинонов или цитохрома Ь и, таким образом, имеет отношение только к энергетическим процессам. Растворимая гидрогеназа переносит электроны на молекулы НАД" , которые участвуют далее в различных биосинтетических реакциях. [c.386]

Микроорганизмы при росте на i-соединениях меняют свои мембраны, особенно серьезно меняется место локализации ферментов и переносчиков электронов. Они становятся похожими на мембраны нитрифицирующих и пурпурных бактерий. Однако мембраны меняются и в зависимости от условий роста (аэрация, перемешивание, pH среды, температура и т.д.). [c.153]

Тетразолиевые соли являются уникальными биологическими реактивами для выявления в клетках биологических тканей многих дегидрирующих ферментов, без которых невозможно существование живых организмов [12, 13]. Являясь ак- цепторами электронов и протонов, отщепляющихся от этих ферментов, тетразолиевые соли дают при своем восстановлении интенсивно окращенный нерастворимый формазан в виде гранул, по количеству и характеру которых судят об активности и локализации исследуемых ферментов. [c.132]

Атом кислорода карбонильной группы субстрата занимает по отношению к атому цинка примерно то же положение, что и молекула воды или ион 0Н в свободном ферменте. Хотя атом кислорода карбонильной группы субстрата виден очень плохо, его локализация подтверждается расположением плотностей, соответствующих атомам азота аминогруппы и Са в субстрате. Кроме того, на картах нет других сгущений электронной плотности, которые можно было бы приписать карбонильной группе. Атом углерода этой группы расположен на расстоянии 3,5 А от атома кислорода, принадлежащего остатку Glu-270. [c.520]

С помощью методов электронной микроскопии в некоторых случаях на тонких срезах удается локализовать специфические макромолекулы. Некоторые ферменты клеток выявляются после инкубации образцов с субстратами, ферментативная реакция с которыми приводит к местному отложению электроноплотного осадка (рис. 4-17). Кроме того, для локализации специфических макромолекул можно использовать [c.183]

Проблема точной локализации ферментативных активностей в той форме, в какой они реализуются в клетке, давно стоит на повестке дня в гистохимии, а ныне — в цитохимии на уровне электронной микроскопии. Для ферментов разных типов используются различные методы. Это зависит от того, насколько возможно применение искусственных или меченых субстратов, которые в нормальных условиях транспортируются в клетку и вступают в реакцию, образуя продукт, видимый либо в световой, либо в электронный микроскоп. Изучению ферментативных активностей посвящена обширная литература, на которой мы не можем останавливаться из-за ограниченного объема настоящего руководства. Необходимую информацию читатель найдет в многочисленных работах, которые публикуются в журналах, посвященных исключительно гистохимии и цитохимии [86]. [c.126]

Методам осаждения солями металлов в настоящее время отдается предпочтение, поскольку с их помощью удается определять локализацию фермента и на электронно-ми- [c.198]

Ни для того, ни для другого фермента неясен путь электрона. Известно лишь, что электрон поставляется цитохромом с (Ре +) на внешней поверхности мембраны. Затем он передается, как по эстафете, от одного атома железа или меди к другому вплоть до кислорода. Мы не знаем ни точной локализации атомов железа и меди в мембране, ни того места, где происходит восстановление кислорода. Загадкой остается и путь протонов, необходимых для образования воды при восстановлении кислорода. [c.116]

Ферменты переноса электронов и окислительного фосфорилирова-ния, находящиеся у эукариот в митохондриях, у бактерий локализуются внутри или на поверхности плазматической мембраны. Цитохромы, железосерные белки и другие компоненты электрон-транспортной цепи находятся исключительно в мембранах. Как показало детальное изучение локализации отдельных компонентов, мембрана построена асимметрично например, цитохром с расположен в ее наружном слое, а АТР-синтетаза — на внутренней стороне мембраны [64]. [c.24]

С помощью этих ферментов электроны передаются в дыхательную цепь. В качестве компонентов электронтранепортной цепи идентифицированы FeS-белки (ферредоксины, рубредоксин), флаводоксин, менахинон, цитохромы типа Ь, с. Особенностью дыхательной цепи многих сульфатвосстанавливающих эубактерий является высокое содержание низкопотенциального цитрохрома Сз( 0= -300 мВ), которому приписывают участие в акцептировании электронов с гидрогеназы. Все перечисленные выше соединения, вероятно, принимают участие в переносе электронов на sor, но точная их последовательность и локализация на мембране не установлены. Получены данные, указывающие на то, что окисление Нз происходит на наружной стороне мембраны, а реакция восстановления S0 — на внутренней. Из этого следует, что окисление Нз, сопряженное с восстановлением SO , связано с трансмембранным окислительно-восстановительным процессом. Перенос электронов по дыхательной цепи сопровождается генерированием А)1н+. На это указывает чувствительность процесса к веществам, повышающим проницаемость мембраны для протонов и делающим, таким образом, невозможным образование протонного градиента, а также к ингибиторам мембран-связанной протонной АТФ-синтазы. [c.391]

Рис. 17-2. Биохимическая анатомия митохондрий. Указана локализация ферментов цикла лимонной кислоты, цепей переноса электронов, ферментов, катализирующих окислительное фосфорилирование, и внутреннего пула коферментов. Во внутренней мембране одной митохондрии печени может находиться свыше 10000 наборов цепей переноса электронов и АТР-синтетазных молекул. Число таких наборов тем больше, чем больще площадь поверхности внутренней мембраны. Митохондрии сердца с их многочисленными кристами содержат в 3 раза больше таких наборов, чем митохондрии печени. Внутренний пул коферментов и промежуточных продуктов функщю-нально изолирован от соответствующего пула цитоплазмы. Подробно структура митохондрий описана в гл. 2.

Локализация фумаратредуктазы в клетке согласуется с представлением об ее роли в транспорте электронов этот фермент связан с мембраной. Процесс восстановления фумарата сопровождается затратой протонов. [c.323]

Число точек фосфорилирования и их локализация в цепи переноса электронов были установлены с помощью целого ряда прямых и косвенных методов. Прямые измерения обычно проводят с помощью полярографического метода, определяя поглощение кислорода, или же используют изотопную метку (Р ), или, наконец, определяют образование АТФ или убыль АДФ с помощью ферментативных методов. Сравнение полученных при этом значений для отношения Р/0 показало, что для истинного фосфорилирования, обусловленного реакциями в дыхательной цепи, отношение Р/0 равняется 3 (окисление восстановленного НАД и субстратов НАД-дегидрогеназы) и 2 (для субстратов флавиновых ферментов, например для сукцината). Поскольку стадии, следующие за реакциями, которые протекают с участием флавопротеидов, для всех субстратов одинаковы, одна из точек фосфорилирования должна быть локализована в пределах комплекса I. Оставшиеся две точки, таким образом, должны быть расположены на коротком отрезке цепи между коферментом Q (цитохром Ъ) и Ог- Одна из них (точка 2), вероятно, локализована между коферментом Q и цитохромом (или с), т. е. в пределах комплекса III. Такое заключение подтверждается тем, что в системе, в которой цитохромоксидаза блокирована с помощью H N, для окисления восстановленного НАД или В- 3-оксибутирата при добавлении цитохрома с величина Р/2о (то же, что и Р/0) оказывается равной 2. О локализации третьей точки фосфорилирования в области цитохромоксидазы можно судить по результатам только что описанных экспериментов, а также исходя из того факта, что окисление аскорбиновой кислоты — переносчика, способного отдавать электроны только цитохрому с,— в присутствии тетраметил-га-фениленди-амина (ТМФД) характеризуется отношением Р/0, равным единице. Ни скорость, ни стехиометрия этой реакции не изменяются в присутствии антимицина А. В основном к тем же выводам пришли Чанс и Уильямс, исходя из своих экспериментов с использованием ингибиторов (см. стр. 392). Когда к интактным митохондриям добавляют субстрат и Фн, наблюдается явление, получившее название дыхательного контроля] при этом в отсутствие АДФ скорость дыхания становится очень низкой (так называемое состояние 4). После добавления АДФ система возвращается в состояние 3. [c.394]

Прп достаточно высокой чувствительности реактив обладает еще рядом ценных качеств он обеспечивает образование диформазана со значительно более малым размером зерен, нерастворимых в липидах [20, 77], и позволяет производить довольно точную локализацию ферментов на цитохимическом уровне [20, 78—82] и при использовании электронного микроскопа [76, 77]. Этот реактив находит щирокое применение при проведении исследований в области изучения причин и мехат пизма развития рака [83—87], механизма развития сердечнососудистых заболеваний [88, 89], инфекционных болезней, для исследования клеток лимфатических узлов [62] и др. [90—92] Дитетразолиевые соли нащли применение и в физиологии [92]. [c.137]

Одним из выдающихся успехов современной гистохимии является разработка методов выявления в биологических клетках ряда дегидрирующих ферментов, что основано на применении солей тетразолия, которые являются акцепторами электронов при окислении ряда субстратов. Соли тетразолия растворимы в воде и бесцветны, но при восстановлении они дают нерастворимый в воде окращенный продукт — формазан. Последний откладывается в местах активности фермента в виде гранул, по характеру и количеству которых судят об активности и локализации исследуемой дегидрогеназной системы. [c.139]

Локализация ферментов гистохимически устанавливается либо с иомои(Ью цветных реакций на продукты ферментативных реакций, либо путем 11сиользования т. н. хромогенных субстратов — веществ, в результате ферментативного превращения к-рых образуются окрашенные плохо растворимые соединения. Наряду с применением обычной микроскопии в Г. широко используются электронная, ультрафиолетовая и флуоресцентная микроскопия, радиоавтография (при использовании радиоактивных изотопов для изучения обмена веществ) и др. методы исследования. [c.475]

Локализация активностей менадиолоксидазы и пероксидазы совпадает большая часть активности указанных ферментов сосредоточена в растворимой фракции. Позже было показано (Klapper а. Ha kett, 1963), что пероксидаза хрена катализирует окисление 2-метил-1,4-нафтогидрохинона в менадион в отсутствие перекиси водорода, функционируя как оксидаза, переносящая электроны. Реакция стимулируется марганцем, ингибируется цианидом, медью, азидом натрия и др. и не идет в отсутствие кислорода или перекиси [c.209]

Развитие гистохимической техники позволило использовать антитела, специфичные по отношению к разным ферментам. Эти антитела метят либо флуоресцентными группами, с тем чтобы их можно было исследовать оптическими методами [3337], либо ферритином, что позволяет исследовать их в электронном микроскопе, либо же пероксидазой, которую можно затем определить гистохимически с помощью бензидина [5124]. По локализации конъюгированных антител судят о локализации исследуемого фермента. [c.86]

Наиболее подробно изучены конечные акцепторы электронов ФС I. Такими акцепторами у всех кислород-выделяющих фотосинтезирующих организмов (от цианобактерий и одноклеточных водорослей до высших растений) являются водорастворимые ферредоксины. Эти сравнительно небольшие белки с молекулярной массой около 10 кДа содержат железо-серные кластеры (типа 2Fe-2S) и имеют довольно низкий окислительно-восстановительный потенциал Е — 400 мв). Водорастворимый ферредоксин сорбируется тилакоидной мембраной в локусе локализации ФС I, а после восстановления электронами, поступающими от ФС I, включается в нециклический электронный поток на НАДФ (реакция катализируется ферментом ферредоксин/НАДФ-редуктазой), либо в циклический электронный поток в ФС I. [c.320]

Рис. 4-17. Электронная микрофотография клетки, иллюстрирующая локализацию конкретного фермента (нуклеотиддифосфатазы) в аппарате Гольджи. Тонкий срез клетки инкубирован с субстратом, образующим под действием фермента электроноплотный осадок (С любезного

Рис. 8-68. Компартментация аппарата Гольджи. По мерс продвижения сквозь тесно сгруппированные цистерны стопки Гольджи белки претерпевают ковалентные модификации. Транс-сеть Гольджи (ТОК) представляет собой трубчатый ретикулум, который работает прежде всего как ориентировочный пункт. Локализацию каждой изображенной здесь ступени пропессинга удалось определить, сочетая различные методы, включая субфракционирование мембран аппарата Г ольджи и электронную микроскопию после окраски антителами к некоторым ферментам процессинга.

Рис. 8-70. Электронная микрофотография двух срезов клетки, окрашенной для выявления кислой фосфатазы-маркерного фермента лизосом. Мембранные органеллы большего размера, содержащие электроноплотные прегргнитаты фосфата свинца, представляют собой лизосомы, а их разнообразная морфология отражает изменения количества и природы расщепляемых веществ. На верхнем фото показаны стрелками два маленьких пузырька, которые, вероятно, переносят гггдролазьг из аппарата Г ольджи. Нреципитаты образуются, когда ткань, зафиксированную глутаровым альдегидом (чтобы сохранить локализацию фермента) инкубируют с субстратом фосфатазы в присутствии ионов свинца. (С любезного

Эти преимущества и отчетливый контраст тяжелых металлов на электронных микрофотографиях делают в принципе возможным использование метода Гомори с солями металлов для ультраструктурной локализации ферментов, высвобождающих фосфат. Благодаря легкой растворимости фосфата кобальта и сульфида кобальта в OSO4 в процессе дофиксации в электронно-микроскопических исследованиях для выявления щелочной фосфатазы вместо Са используют РЬ . Для предотвращения вьша-дения солей свинца в осадок, наблюдаемого уже при слабощелочных значениях pH, в инкубационную среду доба-, вляют комплексообразователи, такие, как тартрат, тирон, цитрат. Принцип комплексообразования зарекомендовал себя очень хорощо. Благодаря ему появилась возможность заменить методы, состоящие из двух последовательных реакций, одновременными реакциями, ведущими непосредственно к образованию конечного гистохимического продукта. [c.179]

После реакции антиген — антитело локализацию антигена устанавливают по активности связанного фермента. Использование пероксидазы в качестве ферментной метки имеет два решающих преимущества 1) фермент выпускается промышленностью в сравнительно чистом виде 2) для его выявления разработаны надежные гистохимические методы на световом и электронно-микроскопическом уровнях. Успех реакции определяется высокой удельной активностью антитела и чистотой ферментного препарата. Для конъюгации антител с ферментом используют различные реагенты. Помимо функционального реагента—и, п -дифтор-л ,л< -динитроли нилсульфона, который не оказывает существшного воздействия ни на ментативную, ни на иммунологическую активность, важное значение, по-видимому, имеет также глутаральдегид, поскольку и он не [c.302]

Генная инженерия позволяет также создавать микроорганизмы с повыгиенным потреблением субстрата (так легче приводить его в контакт с ферментом) и тем самым улучшить параметры отклика и чувствительность сенсора. Можно также изменить локализацию в клетке представляющего интерес фермента. Так, если в бактерии локализовать его в периплазматическом пространстве, это также облегчит доступ субстрата. Наконец, можно модифицировать гены, кодирующие стенку используемых микроорганизмов, чтобы последние легче было прикреплять к поверхности сенсора или чтобы улучшился перенос электрона к ней. Эта идея представляется несколько умозрительной, поскольку пока что трудно представить, какие именно генетические изменения необходимы для достижения желаемого эффекта. Как и в белковой инженерии, такое применение генной инженерии предполагает предварительное знание физиологии и генетики конкретного микроорганизма, следовательно, для этих целей наиболее пригодны хорошо охарактеризованные виды микроорганизмов, в том числе те, в которые с помощью генной инженерии вводят и экспрессируют интересующие исследователей гены. [c.98]

Связь между протонным насосом, создающим трансмембранный градиент концентрации Н+, и образованием АТР (хемиосмотическая гипотеза Митчелла) активно изучается на самых разнообразных объектах — мутантах водорослей, целых и лопнувших хлоропластах, препаратах субхлоропластных мембран. При этом исследуется влияние сопрягающих факторов и АТРаз, антител, ингибиторов и разобщителей, регуляторов электронного транспорта и т. п. Локализация образования АТР точно еще не установлена. Обнаружены два участка, связанных с фотосистемами I и И, в которых синтез АТР сопряжен с транслокацией протонов. До снх пор не установлена точная стехиометрия процесса фотофосфори-лирования, т. е. отношение ЫАОРН/АТР. Иначе говоря, неизвестно, чему равно отношение АТР/2е- (1,0, 1,33 или 2,0 ), а это очень важное значение, поскольку, получив ответ на этот вопрос, можно узнать, сколько квантов необходимо для фиксации одной молекулы СОг. Значительные успехи достигнуты в изучении структуры АТРазы — 5 белковых субъединиц этого фермента показаны на рис. 8.1. Постепенно выявляются и свойства этих субъединиц — способность к связыванию с мембраной, ингибиторная активность, протонный обмен, связывание фосфатов и т. п. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология