Аэробные организмы

Биотехнологические процессы в связи с массообменом Принято считать, что диффузионные процессы, протекаюпще в биореакторах, не накладывают заметных ограничений на максимально проявляющуюся функциональную активность клеток и клеточных структур, главное при этом — поддержание массооб-мена (и прежде всего — кислорода в системе "газ-жидкость применительно к аэробным организмам) на оптимальном уровне При выращивании биообъекта в реакторе образуется сложная система массопереноса 02, а именно - "газ-жидкость-твердое тело", понимая под твердым телом биообъект Названная тройная система легко расчленяется на три самостоятельные системы "газ-жидкость", "жидкость-жидкость" и "жидкость-твердое тело" Это можно продемонстрировать следующим образом (рис 77) [c.261]

Для завершения окисления жирных кислот ацетильные остатки молекулы ацетил-СоА, образовавшиеся в результате реакций р-окисления, должны быть окислены до двуокиси углерода и воды [14]. Цикл трикарбоновых кислот, в ходе которого осуществляется это окисление, является жизненно важной частью метаболизма почти всех аэробных организмов. Центральное место этого цикла в метаболизме обусловлено еще и тем, что ацетил-СоА образуется также в процессах катаболизма углеводов и некоторых аминокислот. [c.317]

В клеточном Д. осн. часть потребления О аэробными организмами (их на Земле абс. большинство) связана с обеспечением клетки энергией в процессе окислительного фосфорилирования, к-рый у животных и растений осуществ- [c.124]

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]

Для крупномасштабного культивирования рекомбинантных микроорганизмов в промыщленных биореакторах (>1000 л) недостаточно просто экстраполировать условия роста в лабораторных ферментерах (0,1—1,0 л). При конструировании промышленных биореакторов необходимо учитывать такие параметры, как температура, pH, скорость и характер перемешивания, потребность аэробных организмов в кислороде, количество питательных веществ. [c.367]

Т. к. ц. широко распространен у всех аэробных организмов, у эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей) он осуществляется в митохондриях. [c.634]

Характерной особенностью клеток эукариот является присутствие митохондрий — сложных образований с двойной мембраной, близких по величине к бактериям (рис. 1-3 и 1-4). Внутренняя мембрана митохондрий образует многочисленные глубокие складки, так называемые кристы (гребневидные выросты). Наружная мембрана проницаема для соединений с небольшим молекулярным весом, но проникновение веществ во внутреннее пространство митохондрий (в матрикс) и выход из него находятся под строгим контролем внутренней мембраны. Хотя отдельные окислительные реакции протекают в ЭР, все же основные процессы, связанные с образованием и накоплением энергии, у аэробных организмов локализованы в митохондриях именно в этих органеллах происходит утилизация основной части кислорода. В свое время многие биохимики были крайне удивлены, обнаружив в митохондриях кольцевую ДНК с небольшим молекулярным весом. Далее оказалось, что ми- [c.33]

В настоящее время биологическое окисление определяется как совокупность реакций окисления органических веществ (субстратов), выполняющих функцию энергетического обеспечения потребностей организма. Окисление субстратов в биохимических системах сопровождается отщеплением электронов от субстратов (донор электронов), которые при участии промежуточных переносчиков передаются на кислород — конечный (терминальный) акцептор электронов у аэробных организмов. Транспорт высокоэнергетических электронов восстановленных субстратов происходит в сложной системе, состоящей из окислительно-восстановительных ферментов и коферментов, локализованных во внутренней мембране митохондрии. [c.192]

Ввиду исключительной важности процессов окисления для метаболизма у аэробных организмов часто бывает весьма полезно знать свободную энергию сгорания того или иного соединения. Эти данные легко получить из свободной энергии образования. Например, АОс ацетата (водн) можно найти следующим образом [c.227]

Итак, организмы получают энергию в результате окисления молекул, выполняющих роль топлива (часто такая роль принадлежит углеводам, жирным кислотам). У аэробных организмов единственным акцептором электронов является кислород, но электроны переносятся не прямо от топливных молекул на кислород, а с помощью НАД , ФАД и некоторых других соединений. [c.77]

К этому роду относятся аэробные организмы с обильно ветвящимся первичным (субстратным) и вторичным (воздушным) мицелием, образующие споры в цепочках и имеющие [c.113]

Супероксид-анион — это побочный продукт утилизации кислорода аэробными организмами. У человека он участвует в стимуляции иммунного ответа фагоцитов и направлении лейкоцитов к месту инфекции. Однако избыток данного соединения и его производных может вызывать повреждение клеток. В минимизации потенциального цитотоксического воздействия [c.138]

С энергетической точки зрения для аэробных организмов накопление восстановленных пиридиновых нуклеотидов эквивалентно накоплению АТФ, поскольку у этих организмов в митохондриях функционирует ферментная система, проводящая так называемое окислительное фосфорилирование , т. е. окисление пиридиновых нуклеотидов кислородом воздуха с одновременным образованием АТФ из АДФ по следующему суммарному уравнению [c.364]

Аэробные организмы — организмы, нуждающиеся для поддержания жизнедеятельности в кислороде. Организмы, не обладающие такой потребностью, называются анаэробными. [c.364]

У аэробных организмов NAD-H, накапливающийся в результате многочисленных окислительно-восстановительных процессов, подвергается окислению кислородом в сложной надмолекулярной системе, называемой цепью переноса электронов, причем этот процесс сопровождается фосфорилированием трех молекул АДФ на каждую окисленную молекулу NAD-H. У эукариот эта система вмонтирована во внутреннюю мембрану митохондрий. Цепь переноса электронов рассмотрена в 8.5. [c.60]

Калий играет существенную роль в превращениях углеводов. Лучший источник калия — соли ортофосфорной кислоты. Магний необходим для зеленых и пурпурных серобактерий, у которых входит в состав хлорофилла. У других бактерий магний является активатором ферментов и находится в ионном состоянии. Источником магния могут служить сернокислые и другие его соли. Кальций усваивается из растворимых солей. Роль его в клетке, как и роль натрия, не выяснена. Железо входит в состав простетических групп цитохромных ферментов. Без железа резко падает окислительная активность аэробных организмов. Микроэлементы 2п, Мп, Со, Сс1, Л, Вг, В участвуют в синтезе ферментных белков. Поэтому микроэлементы резко стимулируют жизнедеятельность микроорганизмов [c.92]

Цикл трикарбоновых кислот, являясь одним из наиболее важных циклов метаболизма аэробных организмов (бактерий, простейших, грибов, высших растений и человека), представляет собой к тому же типичный каталитический цикл. Во всех других циклах также принимают участие один или несколько первичных субстратов и по меньшей мере один регенерирующийся субсграт. Таким образом, с каталитическим циклом всегда ассоциирован метаболический путь, обеспечивающий синтез регенерирующегося субстрата. Хотя, как правило, и не требуется, чтобы такой синтез шел быстро, поскольку обычно бывает необходимо восполнить лишь небольшие потери регенерирующегося субстрата в побочных реакциях, однако используемый при этом метаболический путь обеспечивает механизм биосинтеза любых необходимых количеств любого промежуточного продукта, образующегося в ходе цикла. Так, клетки получают из цикла трикарбоновых кислот значительные количества оксалоацетата, а-кетоглутарата и сукци-нил-СоА, используя их для синтеза других клеточных компонентов. Например, аспартат и глутамат образуются непосредственно из оксалоацетата и а-кетоглутарата путем переаминирования [уравнение (8-16)]. Часто говорят, что цикл трикарбоновых кислот работает на биосинтез, однако, строго говоря, когда из цикла выводятся промежуточные продукты, работает неполный цикл. Правильнее сказать, что метаболический путь синтеза регенерирующегося субстрата и еще некоторые из ферментов цикла используются для формирования тех или иных путей биосинтеза. [c.323]

В воде древесина сохраняется очень хорошо на глубине ниже 50 м от зеркала воды, что объясняется незначительной концентрацией растворённого там воздуха. По этой причине на больших глубинах не могут развиваться грибы (аэробные организмы). По долговечности в воде древесные материалы подразделяются также наЗ класса [c.123]

Количество энергии, биологически доступной дд получения из данного количества органических веществ, зависит от источника кислорода, используемого в метаболизме. Наибольшее количество энергии получают при использовании для окисления растворенного кислорода по уравнению (3.1), а наименьшее — при строго анаэробном метаболизме, которому соответствует уравнение (3.4). В сточных водах происходит последовательное развитие микроорганизмов, получающих наибольшую энергию для синтеза. Рассмотрим, например, процессы, которые произойдут в пробе свежей аэрированной сточной воды, помещенной в закрытый контейнер. Аэробные и факультативные бактерии немедленно начнут разлагать органические соединения, истощая запасы растворенного кислорода. Строго аэробные организмы в таких [c.49]

Аэробные организмы нуждаются для дыхания в молекулярном кислороде, который они извлекают из воздуха. В этом процессе принимают участие разнообразные ферменты — гидроксилазы и оксигеназы. [c.47]

Клетки всех аэробных организмов содержат соединения типа порфирина с металлическим элементом, например с железом, медью, марганцем, которые могут находиться в двух валентных состояниях. Наиболее важными соединениями этой группы являются цитохромы, открытые Мак Менном в 1886 г. Их физиологическое значение было установлено Кейлином, который показал, что цитохромы обычно содержат окисное железо, которое, однако, может восстанавливаться в закисную форму в результате энзиматических процессов типа янтарная кислота-(-2 цитохрома (Fe+ + + )—> [c.290]

В воде древесина сохраняется очень хорошо такие породы, как лиственница, дуб и некоторые другие, выдерживают в воде до 500 лет. Стойкость древесины на глубине ниже 50 см от зеркала воды объясняется незначительной концентрацией растворенного здесь воздуха. По этой причине на находящейся в воде древесине не могут развиваться разрушающие ее грибы <— как аэробные организмы. Древесину в этих условиях можно считать защищенной от разложения. [c.261]

Претензии, поступающие в органы водоохраны, и давление со стороны этих органов обычно вызывают необходимость почти полного удаления таких загрязнителей, как фенолы, меркаптаны, сульфиды, нефть и нефтепродукты, токсические вещества, вещества, сообщающие вкус или запах воде, биохимическое потребление- кислорода. Биологическая окислительная очистка сточных вод аэробными организмами позволяет весьма значительно снизить содержание этих загрязнителей и может использоваться для очистки сточных вод при общесплавной канализации технологических и фекальных стоков. [c.264]

Протекание р-ции слева направо в тканях млекопитающих и др. аэробных организмах - необходимый этап тринарбоно-вых кислот цикла. У анаэробных организмов обратная р-ция служит источником фумарата - конечного акцептора электронов в окислит.-восстановит. р-циях. [c.212]

Вся эволюция аэробных организмов, в том числе и человека, обеспечивается побочным продуктом, выделяющимся в этом процессе,— молекулярным кислородом. Имеющийся в кровяном русле млекопитающих специальный пигмент гемоглобин доставляет кислород из легких в клетки и ткани организма. Он состоит из белка глобина, связанного с простетической группой — пигментом, известным под названием гем. Поражает очень близкое сходство в строении гема и хлорофилла. Это дает основание полагать, что в процессе эволюции оба пигмента имеют общее происхождение. [c.216]

У аэробных организмов восстановленные формы переносчиков водорода вновь окисляются молекулярным кислородом в цепи переноса электронов, получившей название дыхательной цепи (на рис. 7-1 показано в центральной части рисунка под окружностью). Окисление NADH (восстановленного NAD+) кислородом характеризуется значительным уменьшением свободной энергии (при pH 7 величина ДС составляет —219 кДж-моль ) и сопровождается образованием трех молекул АТР (из ADP и неорганического фосфата). Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием (гл. 10), представляет собой главный путь накопления биологически полезной энергии (в форме АТР), высвобождающейся при расщеплении жиров в организме человека. [c.84]

Скорость окислительных стадий цикла определяется скоростью реокисления NADH в цепи переноса электронов. При некоторых условиях ее может лимитировать скорость поступления Ог. Однако в аэробных организмах она обычно определяется концентрацией ADP и (или) Р , доступных для превращения в АТР в процессе окислительного фосфорилирования (гл. 10). Если в ходе катаболизма образуется больше АТР, чем это необходимо для энергетических потребностей клетки, концентрация ADP падает до низкого уровня, выключая, таким образом, процесс фосфорилирования. Одновременно АТР, присутствующий в высоких концентрациях, действуя по принципу обратной связи, ингибирует процессы катаболизма углеводов и жиров. Это ингибирование осуществляется во многих пунктах метаболизма, часть которых показана на рис 9-3. Важным участком, на котором осуществляется такое ингибирование, является пируватдегидрогеназный комплекс (гл 8, разд К2) [19]. Другим таким участком сложит цитратсинтетаза— фермент, катализирующий первую реакцию цикла трикарбоновых кислот [20]. Правда, существуют сомнения относительно того, имеет ли такое ингибирование физиологическое значение [16]. Уровень фосфорилирования аденилатной системы может регулировать работу цикла еще и другим способом, связанным с потребностью в GDP на стадии е цикла (рис. 9-2). В митохондриях GTP в основном используется для превращения АМР в ADP. Следовательно, образование GDP зависит от АМР — соединения, которое образуется в митохондриях при использовании АТР для активации жирных кислот [уравнение (9-1)]. [c.324]

Цитохромоксидазы выполняют в аэробных организмах уникальную функцию они соединяются с Ог почти таким же образом, как и гемоглобин, а затем быстро восстанавливают Ог до двух молекул НгО [24а]. Происходит разрыв связи О—О для восстановления требуется четыре электрона. Очевидно, процесс этот сложен и пока еще плохо изучен. Важно отметить, что цитохромоксидаза, содержащаяся в митохондриях млекопитающих, имеет два гема (цитохром а) и два атома u(I) на одну функциональную единицу. Таким образом, при восстановлении обеих молекул цитохрома а и двух атомов меди может быть запасено четыре электрона для последующего восстановления одной молекулы Ог. Химия цитохромоксидазы слабо изучена. Как впервые обнаружил Кейлин, только половина молекул цитохрома а соединяется с СО. Она была названа цитохромом аз. По данным электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия, в цитохромоксида-зе дрожжей имеется шесть или семь субъединиц с мол. весом от 5 000 до 42 000 [24Ь, с]. Интересно отметить, что три наиболее крупные субъединицы, по-видимому, кодируются генами митохондриальной ДНК. Группы гема присоединены к пептидам меньшего размера. Было высказано предположение, что в интактном ферменте молекула Ог вначале связывается между атомом железа цитохрома аз и ионом двухвалентной меди aV—Ог—Си+. На следующей стадии происходит двухэлектронный процесс восстановления Ог с образованием перекисной структуры и далее двух молекул воды. [c.376]

Продуценты антибиотиков, как правило, являются аэробными организмами. Для их нормального развития и образования антибиотиков необходимо определенное содержание кислорода в среде. Клетки, как правило, потребляют только растворенный в воде кислород, даже в том случае, когда они растут на поверхности среды в непосредственном контакте с воздухом (Хмель, Коршунов, 1966 Удалова, Гуськова, 1975 и др.). На более концентрированных средах продуценты требуют более интенсивной аэрации. [c.160]

Для аэробных организмов основной путь накопления АТФ состоит в окислительном расщеплении углеводов, приводящем в конце концов к образованию двуокиси углерода и воды. При этих процессах в биологических системах в качестве окислителей выступают никотинамидаденин-динуклеотид (НАД) или его фосфат (НАДФ), переходящие в соответствующие восстановленные нуклеотиды (НАД-На, НАДФ-На) [c.364]

В присутствии кислорода главным источником энергии для аэробных организмов становится окислительное фосфорилирование. Пировиноградная кислота — конечный продукт пути Эмбдена — Мейергофа — Парнаса — претерпевает в этих условиях декарбоксилирование с окислением и ацилирует коэнзим А. Образующийся при этом ацетялкозкзида А . может вступать в цикл трикарбоновых кислот, приводящий к полному экислению до двух молекул СОа с образованием пяти молекул восстановленных пиридиновых и флавиновых нуклеотидов, что соответствует синтезу 15 молекул АТФ. [c.370]

При постановке опыта для каждого варианта рассчитывают количество всех веществ в граммах на 30 мл среды. Так как Aspergillus niger — аэробный организм, то опыт ставят в колбах Эрленмейера емкостью 75— 100 мл. [c.55]

Ряд ионов металлов, в основном четвертого периода периодической системы элементов играет важную роль в качестве кофакторов белков при выполнении ими каталитических и некоторых других функций. Среди них приоритетное место занимает железо. В 1.1 уже говорилось о железопорф1 ринах, которые, связываясь с белками, образуют гелопротег1< ы — комплексы, выполняющие ряд жизненно важных функций. Среди них имеются и ферменты, например уже упоминавшаяся каталаза, и переносчики кислорода (гемоглобин), и переносчики электронов. К числу последних относится цгстохром с — гемопротеид, образованный небольшим белком, который двумя остатками цистеина связан ковалентно с гемом по его винильным радикалам. Цитохром с является участником одного из важнейших процессов в биосфере, свойственного всем аэробным организмам, — переноса электронов от NAD-И к О2. [c.65]

Цитохром-с-оксидаза (называемая также цитохромоксидазой, или цитохромом аох) — конечный компонент дыхательиой цепи всех аэробных организмов. Этот фермеит был открыт О. Варбургом в 20-х годах нашего столетия и был назван им дыхательным ферментом . Цитохромоксидаза играет фундаментальную роль а жизни аэробных организмов 90% потребляемого ими кислорода используется в качестве субстраха зтого фермента. [c.616]

В целом род Azotoba ter включает грамотрицательные организмы, клетки которых крупные, в молодых культурах палочковидные (1-2х 2-7 мкм, иногда 10-12 мкм и более), с возрастом укорачивающиеся до кокковидных форм у отдельных видов. Они окружены капсулой, подвижные, перитрихи. Кяетки А. hroo o um в старых культурах соединены в пары, тройки и пакеты с крупными зернами запасных питательных веществ. Колонии на безазотистых средах бесцветные или темно-бурые, слизистые. Вид относится к аэробным организмам, встречается в почве чаще, чем другие виды этого рода. [c.116]

Аэробные организмы, к которым относятся млекопитающие, получают большую часть энергии за счет биологического окисления, при котором электроны переносятся от органических молекул на молекулу кислорода. Этот перенос совершается длинной цепью ферментов — промежуточных переносчиков электронов (ЦПЭ), функционирующих в форме высокоорганизованных комплексов, прочно связанных с внутренней мембраной митохондрий. Значительная часть свободной энергии электронов запасается при этом в форме энергии фосфатной связи АТФ (окислительное фосфорилироваыие). Все ферменты биологического окисления, или тканевого дыхания, относятся к классу оксидоредуктаз. По химической структуре эти ферменты являются сложными белками. Присутствие окислительно-восстановительных ферментов в тканях и биологических жидкостях может быть обнаружено по их действию на соответствующие субстраты. При изучении действия окислительно-восстановительных ферментов результаты исследования оформляют в виде таблицы [c.111]

Разделение на категории, сделанное на основе учета органической ипи неорганической природы отходов, целесообразно применять, если обсуждаются обычные общепринятые методы обрг=3 Тки, Целесообразность применения того ипи иного варианта обработки промышленных отходов обусловлена физическими свойствами и химическим составом отходов. Схемы вариантов обработки показаны на фиг, 1 и 2, иэ которых видно, что большинство органических отходов обрабатывается путем удаления флотирующихся ипи осаждающихся веществ в процессах естественного ипи принудительного осаждения или флотации. Растворимые материалы превращаются в биологические материалы обычно с помощью аэробных организмов. Полученные таким образом клеточные материалы отделяются осаждением под действием гравитации и уничтожаются термическим, химическим или биохимическим окислением. [c.274]

Однако процессы самоочищения в естественных условиях очень длительны. Так, при почвенной очистке воды (фильтрация, орошение) загрязнения поглощаются микроорганизмами в течение нескольких месяцев, а в открытых водоемах — в течение десятков суток. Интенсивность биохимических процессов зав-исит от ряда факторов температуры, солнечной радиации, обеспеченности кислородом (для аэробных организмов), состава биоценоза, наличия питательных и токсичных веществ и т. д. В очистных сооружениях, где такие процессы осуществляются в искусственных условиях, с учетом указанных факторов создают оптимальные условия для наиболее [c.117]

Протозоа — одноклеточные водные организмы, размножающиеся двойным делением клетки. Они имеют сложную пищеварительную систему и используют твердые органические вещества в качестве пищи. Протозоа — аэробные организмы, обитающие в активном иле, биопленке и в окислительных прудах, применяемых для очистки сточных вод, [c.55]

Ротиферы — простые многоклеточные аэробные организмы, питающиеся твердой пищей. Ротифер, показанный на рис. 3.3,д, использует для добычи пищи два круглых ряда ресничек, расположенных на головке. Его головка и ножка имеют телескопическое строение, и он перемещается, как пиявка, прикрепляя ножку к поверхности какого-либо объекта. На рис. 3.2 показан совершенно другой тип ротифера, не имеющего ни придатков, ни телескопических головки и ножки. Кега-tella имеет твердую защитную оболочку, анальное отверстие и спереди шесть иголок с ресничками. Ротиферы находят в естественных водах, стабилизационных прудах и в аэротенках длительного аэрирования, работающих с низкой органической нагрузкой. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология