Метаболизм подготовительный

Наиболее важные реакции подготовительного метаболизма, осуществляемые диоксигеназами, - реакции, ответственные за разрыв ароматического кольца. В большинстве случаев субстратами ферментов, катализирующих разрыв бензольного кольца, являются соединения, имеющие как минимум две свободные гидроксильные группы в орто- или пара- положениях орто- или иора-дифенолы). Простейший ор/ио-дифенол - катехол (пирокатехин). С>рото-дифенолы образуются в подготовительном метаболизме многих соединений. В цикле трансформации ряда природных соединений фенол и его производные - биогенные интермедиаты, которые разлагаются через орто-путь окисления. [c.322]

Ферменты, которые осуществляют реакции основного и конструктивного метаболизма, высокоспецифичны и, как правило, конститутивны. Ферменты подготовительного метаболизма относятся в основном к индуктивным ферментам и намного менее специфичны. Это способствует вовлечению в микробные реакции самых разнообразных соединений, в частности и таких, которые ранее в природе не встречались. [c.146]

Ксенобиотики могут деградироваться при участии широкого спектра реакций подготовительного метаболизма, среди которых дегалогенирование, дезаминирование, декарбоксилирование, окисление метильной группы, гидроксилирование, образование кетонов, Р-окисление, образование эпоксидов, окисление азота, серы, восстановление сульфоксидов, двойных и тройных углерод-углеродных связей, гидратация двойных углерод-углеродных связей, нитро-, оксим-, нитрил/амидный метаболизм. Реакции химического расщепления затрагивают такие химические связи как простые и сложные эфирные, углерод-азот, пептидная, карбаматная, углерод- [c.316]

Микроорганизмы путем ряда трансформаций переводят все природные и синтетические вещества в так называемые ключевые соединения — несколько десятков веществ (аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, субстраты основных метаболических циклов клетки и др.), из которых синтезируют все необходимые компоненты и получают основную часть энергии. Превращения, в результате которых образуются ключевые соединения, называют реакциями подготовительного метаболизма, реакции основных метаболических циклов — ключевого (основного) метаболизма, а синтез биополимеров и других необходимых клетке соединений — реакциями конструктивного метаболизма [122, 123]. [c.146]

Во многих случаях трансформация или потребление токсичного соединения микроорганизмами начинается лишь при снижении его концентрации вследствие рассеивания или абиотических процессов, либо после адаптации микроорганизмов к его потреблению. Адаптация микроорганизмов к ксенобиотикам происходит в результате падения скорости поступления субстрата-яда в клетку вследствие изменения проницаемости и состава клеточных мембран увеличения скорости синтеза фосфолипидов использования активной системы транспорта для удаления соединений из клетки связывания активными биологическими соединениями клетки в нетоксичные производные изменения или утраты чувствительного звена обмена потери ферментов, катализирующих превращение исходного соединения или промежуточных продуктов подготовительного метаболизма в стойкие токсические соединения индукции ферментов, нечувствительных или менее чувствительных к данному соединению. [c.360]

В целом можно сказать, что анаэробное разложение ароматических соединений происходит по-разному и включает разные ступени подготовительного метаболизма, связанные с затратой энергии. Критическим является О-В потенциал и термодинамика общего процесса, зависящая от акцептора электрона для завершающих реакций катаболизма. [c.282]

Периферийный метаболизм (домен) - это начальные этапы метаболизма ксенобиотиков и других субстратов. Для ферментов периферийного домена и особенно ферментов первичной атаки чужеродных веществ характерна широкая субстратная специфичность. Поэтому микроорганизмы могут атаковать и частично превращать самые разнообразные по структуре соединения. Ферменты периферийного (подготовительного) метаболизма, как правило, являются индуцибельными, индуцируются многочисленными соединениями, даже не являющимися их субстратами, или их синтез и активность находятся под контролем ряда других сложных регуляторных механизмов. Пути метаболизма в периферийном домене отличаются большой гибкостью, поскольку они трансформируют разнообразные соединения, которые затем вовлекаются в центральный домен. Поэтому пути метаболизма в периферийном домене характеризуются быстрым обменом генетическим материалом между популяциями микроорганизмов, перегруппировкой совокупной последовательности и рекомбинацией больших участков ДНК. Комбинация консервативного центрального метаболизма с относительно высоко пластичным периферийным позволяет микроорганизмам постоянно адаптироваться к новым субстратам и условиям окружающей среды. [c.315]

Реакции, участвующие в подготовительном метаболизме, можно разделить на реакции окисления, восстановления, деградации (в том числе гидролиза), конъюгации," дегалогенирования. [c.317]

У микроорганизмов - возможных деструкторов ксенобиотиков может отсутствовать только один из ферментов подготовительного метаболизма. [c.341]

Синтетическое соединение как можно раньше (на первых этапах метаболизма) должно трансформироваться в одно из промежуточных соединений подготовительного метаболизма его природного аналога. [c.341]

В ряде случаев целесообразно прибегнуть к поэтапной адаптации, подбирая возможные промежуточные соединения подготовительного метаболизма ксенобиотика. Перспективнее вести поэтапную селекцию, переходя от простых соединений к сложным, учитывая принцип аналогии. [c.341]

Так как ферменты подготовительного метаболизма характеризуются невысокой специфичностью, то метаболизм ксенобиотиков идет по путям природных аналогов. [c.341]

Промежуточные соединения подготовительного метаболизма [c.384]

Ассимиляция С1-соединений. Итак, СОг — соединение углерода в самой окисленной форме, поэтому не может быть источником энергии. Другие одноуглеродные соединения — метан, метанол, формальдегид, формиат, метилированные амины, СО, цианиды и т.д. — могут быть амфиболитами, т.е. источниками и углерода, и энергии. Такие соединения используются метилотрофами. Особенностью их подготовительного метаболизма является то, что одноуглеродные соединения они должны превратить в формальдегид, который затем и фиксируется в одном из циклов (рибулозомоно-фосфатном, сериновом или диоксиацетоновом). [c.219]

Возможно ускорение утилизации ксенобиотика, если присутствующие субстраты стимулируют синтез факторов роста или ферментов подготовительного метаболизма ксенобиотика. [c.365]

Субстрат - индуктор ферментов подготовительного метаболизма и источник питания ксенобиотик - не индуктор, но может служить дополнительным источником питания (косубстратом). В этом случае соединения утилизируются одновременно. Субстрат заканчивается, но микроорганизмы продолжают утилизировать ксенобиотик, однако его метаболизм протекает медленнее и в отсутствии ростового субстрата может прекратиться или смениться неполной его трансформацией. [c.365]

По способности подвергаться воздействию дегалогенирующих ферментов атом фтора принципиально отличается от атомов хлора и брома, поскольку размер первого ближе к размеру атома водорода. Кроме того, энергия связи всех галогенов с атомом углерода, кроме фтора, ниже, чем связи С-Н. Поэтому фторсодержащие органические соединения наиболее стойкие. В ферментативных реакциях, где размеры атома важнее, чем энергия связи, пути подготовительного метаболизма фторзамещенных соединений и их незамещенных аналогов более сходны, чем при метаболизме хлор- и бромзамещенных соединений. [c.377]

Тип II. Дегалогенирование на первом тапе подготовительного метаболизма с последующим расщеплением ароматического кольца, что наблюдается особенно часто при деградации полихлорированных соединений. Микроорганизмы, участвующие в этом процессе, как правило, не способны расти на моно- и дихлорпроизводных. [c.382]

Подготовительный метаболизм пестицидов сложен. На начальном этапе разложения ксенобиотиков возможны многие ферментативные реакции, но преобладают реакции окисления. [c.385]

Подготовительный метаболизм феноксиалкилкарбоновых кислот, которые широко используются как регуляторы роста и избирательные гербициды, хорошо изучен. К ним, в частности, относится [c.387]

Первичная атака Биохимические превращения ксенобиотика, доступного для ферментных систем клетки, начинаются с его первичной атаки. Последующая последовательная трансформация органического ксенобиотика в одно из соединений, вступающего затем в основные (центральные) пути катаболического или анаболического обмена, происходит в ходе так называемого подготовительного (периферийного) метаболизма. Микроорганизмы под воздействием ферментов переводят природные и синтетические вещества в так называемые ключевые соединения (фосфорилиробан-ные углеводы, пируват, глюконат, интермедиаты цикла трикарбоновых кислот, жирные кислоты, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, пирокатехин и др.) - вещества, из которых синтезируются необходимые компоненты клетки и извлекается необходимая энергия. Превращение синтетического соединения с помощью ферментов, не относящихся к ферментам подготовительного метаболизма, - крайне редкое явление. [c.312]

Аминокислоты и белки также могут выступать в качестве энергетических ресурсов для эубактерий. Их использование связано в первую очередь с определенными ферментативными преобразованиями подготовительного характера. Белки сначала вне клетки расщепляются протеолитическими ферментами, катализирующими разрыв определенных пептидных связей, на отдельные фрагменты — пептиды, которые затем поглощаются клеткой и расщепляются внутриклеточными протеолитическими ферментами до отдельных аминокислот. Дальнейшее их превращение возможно по нескольким направлениям 1) аминокислоты непосредственно используются в конструктивном метаболизме для построения белковых молекул 2) аминокислоты служат основным материалом в энергетических процессах. В последнем случае метаболизирование аминокислот начинается с их декарбоксилирования или дезаминирования. [c.401]

При аэробном окислении подготовительный метаболизм ряда ксенобиотиков начинается с реакций включения кислорода (гидроксилирования) в молекулу субстрата (табл. 5.2). Эти реакции катализируют монооксигена-зы и диоксигеназы. Особая роль принадлежит монооксигеназам со смешанной функцией - комплексу мембрано-связанных ферментов, окисляющих субстраты вследствие активации молекулярного Ог с использованием восстановительных эквивалентов пиридиннуклеотидов. [c.317]

В т. I (см., например, гл. VII) мы рассматривали, в добавление к завершающим темновым реакциям, которые, как уже было установлено, повидимому, совсем не влияют на флуоресценцию, также каталитические реакции подготовительного характера, например такие, как связывание углекислоты акцептором с образованием соединения, обозначаемого СОд . Эти реакции готовят реагирующие вещества для участия в собственно фотохимической реакции. Если одна из этих подготовительных реакций начинает отставать от первичного фотохимического процесса (уравнение 24.3), то переход первичного фотопродукта НХ hl Z в светочувствительную форму X hl HZ задерживается. Если образование окислителя СОд) идет слишком медленно, тогда как восстановитель HgO (или соответствующие восстановители в метаболизме бактерий) имеется в избытке, то комплекс хлорофилл-окислитель-восстановитель может накопляться в восстановленной форме НХ hl HZ. Если окислителя достаточно, но количество восстановителя ограничено (ситуация, легко реализуемая в опытах с бактериями), то комплекс должен накопляться в окисленной форме X hl Z. И та, и другая формы стабильны, потому что они не могут превращаться в светочувствительную форму X СЫ HZ путем простой обратной реакции, и фотостабильны, потому что они не могут испытывать первичное фотохимическое превращение (уравнение 24.3). Накопление [c.234]

Грибы бурой гнили разрушают лигнин по окислительному механизму при действии пероксидаз и активного кислорода. Процессы эти в принципе аэробные и зависят от поступления молекулярного кислорода. Эти реакции не дают энергии для гриба, но, подобно внеклеточным гидролазам, участвуют в многоступенчатом превращении нерастворимого материала в диффундирующие низкомолекулярные соединения, доступные для осмотрофа. Продуктами окисления являются разнообразные циклические соединения, для усвоения которых в универсальных клеточных процессах требуется подготовительный метаболизм. [c.278]

Орто- или Р-кетоадипатный путь подготовительного метаболизма пирокатехина, который функционирует, например, у бактерий Pseudomonas putida, является одним из наиболее изученных. [c.323]

К бактериальному воздействию наиболее устойчивы углеводороды циклопарафинового ряда (нафтены). Подготовительный метаболизм происходит в соокислительных условиях, первой ступенью которого является гидроксилирование с последующим образованием алициклического спирта и кетона [c.326]

В окислительных реакциях подготовительного метаболизма, протекающих в аэробных условиях, в качестве конечного акцептора электронов выступает кислород. Перенос электронов к конечному акцептору - процесс экзергонический и позволяет микробам получать энергию для метаболизма и роста. Однако как конечный акцептор электронов кислород, хотя и с меньшим выходом энергии, может быть замещен такими окисленными неорганическими соединениями, как нитрат, оксиды металлов (наиболее часто марганца или железа), сульфаты, диоксид углерода или галогенированные органические соединения в процессах анаэробного или аноксигенного распада восстановленных соединений. [c.327]

Тип I. Раскрытие ароматического кольца через образование хлоркатехо-лов с последующим дегалогенированием на одной из статий подготовительного метаболизма интермедиатов. В этом случае микроорганизмы не способны использовать для роста полихлорированные субстраты. Ряд ферментов, катализирующих реакции этого типа, кодируется генами плазмиды-переносчика (метка Р на схеме). [c.382]

Вероятно наиболее общий механизм - гидроксилирование метильной группы с образованием бензилового спирта или бензальдегида. В результате окислительных реакций образуется бензоат, который связывается в бензоил-КоА - один из центральных промежуточных продуктов анаэробного метаболизма ароматических соединений (путь I). По пути П толуол гидроксилируется в иа/ а-положении ароматического кольца с образованием -крезола. В дальнейшем и-крезол деградируется через 4-гидроксибензоат (путь II). Путь III подготовительного метаболизма предусматривает образование фенилпропионил-КоА при конъюгации толуола с ацетил-КоА. В последующем, по-видимому, это соединение подвергается Р-окислению с образованием бензоил-КоА. В любом случае цeнтpaл >ным промежуточным ароматическим метаболитом является бензоил-КоА. [c.329]

В анаэробных условиях микроорганизмы способны восстанавливать двойные связи ароматических циклов с последующим расщеплением кольца. Например, восстановительный путь подготовительного метаболизма бензойной кислоты с участием Rhodopseudomonas palustris протекает следующим образом [c.331]

Подбор штаммов-деструкторов ксенобиотиков облегчается тем, что на начальном этапе подготовительного метаболизма многие ферменты не проявляют специфичности. В результаге микроорганизмы способны к трансформации и кометаболизму группы соединений со сходными структурой и химическими свойствами. [c.340]

Субстрат - только источник питания ксенобиотик - только индуктор ферментов подготовительного метаболизма природных аналогов. Субстратом может быть любое соединение, утилизируемое микроорганизмом. Оно является источником углерода и энергии для биосинтеза одного, нескольких или всех ферментос подготовительного метаболизма. [c.366]

Начальные этапы подготовительного метаболизма фторароматических соединений наиболее часто протекают по орто-пути. Микроорганизмы, утилизирующие бензойную кислоту, способны к трансформации или кометаболизму монофторбензойных кислот. При этом иногда наблюдается частичная дегалогенизация, особенно в условиях кометаболизма. На начальных этапах трансформацию фторбензойных кислот катализируют ферменты подготовительного метаболизма бензойной кислоты. [c.383]

В разложении, минерализации природных биополимеров участвуют аэробные и анаэробные микроорганизмы-гидролитики, которые синтезируют ферменты, расщепляющие биополимеры до простых сахаров или жирных кислот (в ходе подготовительного метаболизма). Продукты гидролиза могут поступать в клетки гидролитиков и сопутствующих микроорганизмов и метаболизироваться до СОг и Н2О (рис. 5.10). [c.402]

В развитии диапаузы выделяют подготовительный период (рис. 55), когда испытавшие фотопериодическую индукцию насекомые накапливают необходимые резервы, тормозят половую активность и резорбируют сформированные ранее яйца. Далее происходят общее подавление активности и газообмена, обезвоживание тканей и дегенерация крыловых мышц. Все это контролируется нейрогормонами, переводящими метаболизм на гли-колитический путь. Через 2—3 нед подготовительный период сме- [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология