Метаболизм первичный и вторичный

Рис. 151. Связь вторичного и первичного метаболизма (ВМ — вторичные

Открытие ионных каналов — это, однако, не единственный ответ на связывание медиатора. В рецепторах катехоламина, например, первичный ответ состоит в продуцировании вторичного мессенджера сАМР, который с помощью протеинкиназы регулирует не только ионную проницаемость возбудимых мембран, но также энергию метаболизма и биосинтез белка в клетке. Рецепторы, определяемые как молекулы, связывающие эндогенные лиганды, являются в действительности компонентами мембранных комплексов, состоящих из молекул разных видов одни из них связывают лиганды, а другие функционально активны в мембране. Способ, с помощью которого регулируется ионная проницаемость клеточной мембраны, можно рассмотреть на примере модели, разработанной для аксональных ионных каналов (гл. 6). [c.243]

В связи с этим, здесь же следует обсудить такой вопрос, как целесообразность биосинтеза тех или иных веществ в живой клетке. Если в отношении продуктов первичного биосинтеза, в основном, все понятно функции белков, нуклеиновых кислот, углеводов и жиров достаточно ясны и многообразны — то относительно наших знаний о роли продуктов вторичного метаболизма в жизнедеятельности организмов, их продуцирующих, этого сказать нельзя. Бытует даже такое мнение, что эти вещества — отбросы жизнедеятельности живых клеток. Безусловно, такие [c.7]

В настоящее время общепринятой (и мы также будем придерживаться ее) является классификация природных соединений на две основные группы вещества первичного биосинтеза и вещества вторичного метаболизма. Внутри первой группы вещества делятся на классы в соответствии с их химическим строением (по основным функциональным группам) и отчасти с их биологической функцией. Внутри второй группы вещества классифицируются также в соответствии с их принципиальной химической природой и путями биосинтеза. Внутри каждого класса, с учетом особенностей отдельных соединений, указывается их принадлежность к природным источникам и общность по деталям химического строения. Биологическая активность природных соединений рассматривается уже не как классификационный признак, а как свойства этих веществ. Т.е. мы видим, что основные классификационные признаки природных соединений — это путь биосинтеза и химическая структура. [c.9]

Функции биологических мембран. Как отмечалось, клеточные мембраны отграничивают содержимое клетки (или клеточной органеллы) от окружающей среды. Благодаря наличию специальных рецепторов они воспринимают сигналы из внешней среды (например, молекулы гормонов, называемые первичными мессенджерами, или посредниками), в ответ на которые образуются вторичные мессенджеры, высвобождающиеся внутрь клетки. Так осуществляется преобразование сигналов, изменяющих клеточный метаболизм в соответствии с изменяющимися условиями среды (см. главу 8). [c.303]

Участие компонентов биомембран в осуществлении и регулировании метаболических процессов в клетке. Общая характеристика процессов передачи информации в клетке. Понятие о первичных и вторичных мессенджерах. Классификация, особенности структурно-функциональной организации мембранных белков-рецепторов. Характеристика аденилатциклазного и фосфо-инозитидного пути передачи сигнала в клетку. Роль ионов в осуществлении метаболических процессов с участием мембран. Адсорбционный тип регуляции метаболизма. Понятие о метаболоне, физиологическое значение его образования. Пространствен-но-структурная организация ферментных систем клетки (на примере гликолитического комплекса и цикла Кребса), Экспериментальные исследования взаимодействия ферментов гликолиза с различными структурными компонентами клетки. Модели структуры гликолитического комплекса в скелетных мышцах и на внутренней поверхности мембран эритроцитов. Эстафетный механизм работы ферментов в клетке. Механизмы регулирования функциональной активности векторных ферментов биомембран. Пути нейрогуморальной регуляции функций клеток. [c.284]

Если инактивацию элемента могут вызвать избыточное скопление в клетках углекислоты, фосфора или тяжелых металлов, а также вторичные изменения в этих условиях метаболизма, то причину хлороза следует искать в нарушении эффективности использования железа для синтеза активируемых железом каталитических систем. Изменение нормального функционирования указанной группы ферментов явится непременным следствием расстройства процессов обмена железа, независимо от того, были ли эти изменения результатом первичных или вторичных реакций. [c.220]

Состояние первичного метаболизма, способствующее синтезу тетрациклинов как продуктов вторичного метаболизма, характеризуется рядом факторов, возникающих в первичном метаболизме. [c.235]

Для удобства метаболизм условно разделяют на первичный и вторичный. Первичные процессы, происходят почти одинаково в растениях и низших животных, однако вторичные процессы гораздо более специфичны для конкретного организма. [c.309]

До сих пор речь щла у нас главным бразом о центральных метаболических путях, т.е. о путях превращения основных пищевых веществ клетки-углеводов, жиров и белков. На этих центральных путях потоки -мeтaJбoлитoв довольно внущи-тельны. Например, в организме взрослого человека ежесуточно окисляется до СО2 и воды несколько сотен граммов глюкозы. Есть, однако, и другие метаболические пути со значительно меньшим потоком метаболитов ежесуточный синтез или распад измеряется здесь миллиграммами. Эти пути составляют так называемый вторичный метаболизм, роль которого состоит в образовании различных специализированных веществ, требующихся клеткам в малых количествах. К вторичным метаболическим путям принадлежит, например, биосинтез коферментов и гормонов, потому что эти соединения вырабатываются и используются только в следовых количествах. Сотни различных высокоспециализированных биомолекул, в том числе нуклеотиды, пигменты, токсины, антибиотики и алкалоиды, продуцируются у разных форм жизни на вторичных метаболических путях. Все эти продукты, разумеется, очень важны для тех организмов, которые их вырабатывают, и все они выполняют какие-то определенные биологические функции. Однако специализированные вторичные метаболические пути, ведупще к их синтезу, не во всех случаях хорошо изучены. В этой книге мы лишены возможности рассматривать эти вторичные метаболические пути, порой весьма сложные мы здесь займемся главным образом центральными, или первичными, путями метаболизма. [c.391]

Все известные системы транспорта у прокариот можно разделить на два типа первичные и вторичные. Разобранные выше примеры трансмембранного переноса с участием окислительновосстановительной петли , бактериородопсина или в результате гидролиза АТФ, катализируемого Н —АТФ-синтазой, происходящие за счет химической энергии или электромагнитной энергии света, относятся к первичным транспортным системам (рис. 26, А). В результате их функционирования на мембране генерируется энергия в форме А]1н+, которая, в свою очередь, может служить движущей силой, обеспечивающей с помощью индивидуальных белковых переносчиков поступление в клетку необходимых веществ разной химической природы и удаление из нее конечных продуктов метаболизма. Устройства, с помощью которых осуществляется трансмембранный перенос веществ по градиенту Дрн+ или одной из его составляющих, относятся к вторичным транспортным системам (рис. 26, Б). [c.103]

Существуют понятия о реакциях первичного и вторичного обмена, или о первичном и вторичном метаболизме. [c.452]

В работе Д. Н. Насонова и В. Я- Александрова (1940) установлено, что всякому физиологически активному препарату присущи как общие черты действия на живой организм, так и специфические. В дальнейшем было выяснено, что специфичность действия может состоять во влиянии гербицида на разные этапы (стороны) метаболизма растений, в различной последовательности нарушения нормальной работы разных этапов метаболизма или, наконец, в количественной мере нарушения того или иного процесса. При этом важно знать, какой процесс (или сторона процесса) в первую очередь нарушается гербицидом (т. е. какое действие является первичным) и какие изменения метаболизма являются производными, происходящими от нарушения координации функций растения, т. е. вторичными. [c.7]

Как только мы переходим от первичных к вторичным веществам, оптическая чистота теряет свой обязательный характер. Это особенно ясно для органических кислот, которые являются промежуточным продуктом метаболизма. Их происхождение и их значение являются до сих пор источником споров, особенно для растений. Для них до сих пор не ясно, связано ли в конце концов образование органических кислот с метаболизмом аминокислот или же они представляют стадию в цикле углеводов. Когда органические кислоты начинают появляться, то они еще оптически чисты, как бы еще носят в себе отпечаток своего происхождения из первичных веществ. Но как только они отделяются от первичных асимметрических систем, может быть, начиная играть роль запасного вещества, они начинают принимать характер рацемических соединений [28 . [c.186]

Первичный и вторичный метаболизм культивируемых клеток растений видоспецифичен, зависит от типа дифференцировки исходных клеток растения и регулируется условиями выращивания. [c.25]

Однако вопрос взаимодействия первичного и вторичного метаболизма на самом деле значительно сложнее. Возраст инокулюма, морфология составляющих его клеток, жизнеспособность, митотическая активность, концентрация вторичных метаболитов определяют не только рост биомассы (активный первичный метаболизм), но и синтез продукта. Важную и пока малоизученную роль играет углеродное питание. Глюкоза в ряде случаев превосходит или равна сахарозе по влиянию на рост биомассы, но количество вторичных продуктов выше при использовании сахарозы. Мало изучено влияние азотного питания (форма, концентрация) на активацию ключевых ферментов метаболизма [c.26]

По отношению к процессу роста 1шзкомолекулярные продукты метаболизма живых клеток делятся на первичные и вторичные метаболиты (рис. 3.1). Первичные метаболиты необходимы для роста клеток. К ним относятся структурные единицы биополимеров — аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды, а также витамины, коферменты, органические кислоты и другие соединения. Вторичные метаболиты (антибиотики, пигменты, токсины) — низкомолекулярные соединения, не требующиеся для выживания клеток и образующиеся по завершении фазы их роста. [c.33]

Множество примеров такого рода свидетельствует о значении алкалоидов, флавоноидов, гликозидов, терпеноидов и других вторичных соединений в самозащите растений от фитофагов. Не связанные с первичным метаболизмом, все эти соединения обнаруживают в силу дезинтеграционной изменчивости исключительное разнообразие, обретающее приспособительный смысл не в самообеспечении растения, а лишь во взаимоотношениях его с фитофагом. Некоторые из этих соединений, преобразованные в случайных и не контролируемых отбором мутациях и рекомбинациях, могут столь же случайно сократить пищевую привлекательность растений или же лишить их ее. Такие растения входят в новую адаптивную зону, лишенную привычных фитофагов, но [c.113]

Хорошо известно, что бурный рост микроорганизмов в природе происходит в ответ на изменение тех или иных физических факторов, таких, как температура и степень влажности в неустойчивых условиях или состав и концентрация питательных веществ в устойчивых условиях. За периодом активного роста следует лаг-фаза, во время которой микроорганизмы осуществляют, по-видимому, процессы вторичного метаболизма, т. е. прекращают делиться и образуют синтетазы, превращающие первичные продукты обмена веществ во вторичные. Как правило, вторичные [c.71]

Метан образуется при анаэробном разложении органических веществ. Его запасы весьма значительны примерные подсчеты показывают, что 1-1,5% углерода, пЬступающего в результате минерализации органических веществ в виде СО в атмосферу, сначала попадает туда в виде метана и лишь затем превращается под воздействием гидроксильных радикалов (ОН ) в СО, а потом в СОг- К экосистемам, в которых образуется метан, относятся большие площади, занятые тундрой и болотами (отсюда другое название метана-болотный газ) рисовые поля осадки на дне прудов и озер лиманы, марши и эстуарии отстойники очистных сооружений и, наконец, желудки (рубцы) более чем 10 жвачных животных. В анаэробных условиях органические вещества сначала через ряд промежуточных этапов сбраживаются до ацетата, Oj и Нд. Эти продукты метаболизма первичных и вторичных деструкторов используются метанобразующими (метаногенными) бактериями. [c.316]

Лизосома (органелла, названная так де Дювом потому, что-в ней содержатся гидролитические ферменты) представляет собой мешок , наполненный раствором ферментов. Лизосомы (вместе с содержимым), по-видимому, образуются из эндоплазматического ретикулума при участии аппарата Гольджи. Первичные лизосомы, вероятно, являются складом гидролитических ферментов, но в процессе метаболизма клеток лизосомы сливаются с другими внутриклеточными включениями, например с теми, которые образовались в результате фагоцитоза, превращаясь при этом во вторичные лизосомы, отличающиеся от исходных органелл. Выделенные интактные лизосомы в основном представляют собой вторичные лизосомы. В неповрежденном состоянии они обладают низкой ферментативной активностью, но их можно активировать , нарушив целостность мембраны. При этом все ферменты одновременно выходят из лизосом наружу. [c.91]

Дальнейшее усложнение метаболизма потребовало более четкого согласования последовательностей составляющих его биохимических реакций. Коферменты, обладающие каталитической активностью значительно более низкой, чем современные ферменты, и не обладающие свойством субстратной специфичности, на определенном уровне развития клеточного метаболизма не могли отвечать необходимым тре--бованиям. Поэтому они были заменены или дополнены более мощными и совершенными катализаторами — ферментами. Вероятно, первым в процессе эволюции у предшественников современных ферментов появилось свойство каталитической активности, а свойство субстратной специфичности возникло значительно позднее. В качестве предшественников современных ферментов можно рассматривать простые пептиды. В настоящее время имеются эксперименталыные данные, подтверждающие способность пептидов ускорять определенные реакции, в частности, реакции гидролиза, аминирования различных соединений, а также реакции карбоксилирования а-кетокислот. Эволюция ферментных белков из предшественников — простых пептидов— прошла длительный путь в направлении наилучшего приспособления их первичной, вторичной и третичной структур к выполняемым функциям. [c.173]

В настоящее время не вызывает сомнений тот факт, что биологические мембраны играют ключевую роль в процессах приема, переработки и передачи информации в клетке, обеспечивающих согласованное протекание множества биохимических реакций целостного организма. Изучение молекулярных механизмов регуляции клеточного метаболизма с помощью внешних (первичных) и внутриклеточных (вторичных) сигналов (проблемы клеточной сигнализации) является предметом пристального внимания биофизиков, биохимиков, молекулярных биологов, иммунологов. Эта стремительно развивающаяся область мембранологии как комплексной научной дисциплины начала развиваться во второй половине XX века после открытия Е. Сазерлендом (Нобелевский лауреат, 1971) циклического аденозин-3,5-монофосфата (сАМР) и создания концепции вторичных сигналов (мессенджеров). Рассмотрим более подробно основные принципы функционирования систем получения и переработки информации в клетке. [c.64]

В течение нескольких последних десятилетий химики и биохимики поделили сферы интересов в области молекулярных аспектов биологии. Сферой биохимиков стала динамика живой клетки, ее отдельные функции и их контроль. Интересы химиков-органиков сфокусировались на изучении аккумулирующихся в клетках метаболитов первичных метаболитов (углеводов, белков, нуклеиновых кислот, липидов, стероидов) и множестве вторичных метаболитов (алкалоидов, терпенов, фенолов, хннонов и разнообразных микробных антибиотиков). Это разделение сфер интересов не должно заслонять общие цели. Поэтому, хотя в последующих главах и в тексте всей книги основное внимание при обсуждении биосинтеза уделяется темам, представляющим особый интерес для химиков, мы считаем необходимым рассматривать результаты исследований прежде всего исходя из наших знаний о промежуточном метаболизме и двух фундаментальных биосинтетических процессах — фотосинтеза и фиксации азота, являющихся исходным пунктом и основой для последующего анализа путей биосинтеза. [c.396]

Поразительно, какое большое число чисто гипотетических путей биосинтеза алкалоидов впоследствии, при экспериментальной проверке оказались правильными. Так же поразительно, что все многообразие продуктов вторичного метаболизма (частью которого является биосинтез алкалоидов) достигается с помощью просгых, почти шаблонных реакций, чего нельзя сказать о реакциях образования продуктов первичного метаболизма. Поэтому реакции вторичного метаболизма легко могут быть интерпретированы с помощью обычных представлений органической химии. Именно это обстоятельство способствовало тому, что большинство гипотез о биосинтезе алкалоидов подтвердилось. Оно л<е, очевидно, является причиной успешного моделирования путей биогенеза алкалоидов при их химическом синтезе. [c.542]

Кроме нуклеиновых оснований, некоторые другие биологически важные вещества содержат в молекуле пиримидиновый фрагмент. Среди них прежде всего следует назвать тиамин 6,700 или витамин Наличие этого вещества обязательно для всех организмов. Тиамин в виде эфира пирофосфорной кислоты входит в состав ферментов — декарбоксилаз а-кетокислот. В частности, энзим пируватдекарбоксилаза катализирует превращение пировиноградной кислоты в ацетальдегид и далее в ацетат. Как уже обсуждалось, эта реакция занимает ключевое положение в первичном и вторичном метаболизме основные типы углеродных скелетов строятся при участии ацетилкоэнзима А. Млекопитающие не способны к биосинтезу тиамина и должны получать его с пищей. Суточная потребность для человека составляет не менее 0,8 мг в сутки. Под названием кокарбоксилаза пирофосфат тиамина применяется как лекарственный препарат для лечения нарушений сердечной деятельности и некоторых нервных расстройств. [c.583]

Из дисульфидов повсеместно встречается липоевая кислота 7.10. Она служит кофактором ферментов декарбоксилирования а-кетокислот, в том числе пировиноградной кислоты в ацетат. Этот процесс является ключевым звеном, связывающим первичный и вторичный метаболизм во всей живой природе. Поэтому дитиолан 1.10 — непременный ингредиент всех живых организмов, хотя содержание его в природных объектах невелико исследователям, впервые изучавшим коферментную функцию липоевой кислоты, для получения 30мг ее пришлось переработать Ют водного экстракта печени крупного рогатого скота. [c.614]

Важно также сохранить присущие клеткам метаболические пути при их выращивании в суспензионных культурах. Более того, регулируя обмен, можно добиваться заметного повышения выхода целевых продуктов. При этом всегда необходимо учитывать тип дифференцировки, или состояния специализации исходных клеток, так как от него зависит видоспецифичность первичного и вторичного метаболизма. [c.509]

Алкилсульфаты все еще используются как моющие средства на фабриках-прачечных и в косметической промышленности основную их массу составляют первичные алкилсульфаты, Линейные сульфаты легко разрушаются, но этот процесс замедляется из-за наличия разветвленных участков, В первичной атаке этих молекул участвуют сульфатазы, образующие соответствующие спирты, которые подвергаются затем дальнейшему метаболизму. Для этого процесса кислород не нужен, и он может идти в анаэробных условиях. Необычность алкилсульфатаз по сравнению с сульфатазами вообще состоит в том, что они атакуют связь С—О в группах С—О—5. Первичные и вторичные алкилсульфаты индуцируют образование сложного комплекса сульфатаз. [c.293]

Некоторые транспортные процессы, имеющие решающее значение для организма, протекают не только при участии переносчиков, но и с затратами энергии метаболизма, поддерживающими градиенты. Это позволяет транспортировать вещества против градиентов концентрации или электрохимического потенциала. Такие процессы называют активным транспортом (см. 3, гл. V). Основное отличие активного транспорта от облегченной диффузии заключается в том, что одна из стадий активного транспорта является энергозависимой. Когда для переноса вещества используется энергия АТФ или окислительно-восстановительных реакций, транспорт называют первично-активным. Если же в качестве источника энергии используется градиент концентрации ионов, то транспорт называют вторично-активным. В отличие от предыдущего вида транспорта энергозависимая стадия этого процесса представляет собой антипорт или симпорт веществ с ионами. Более подробно системы активного транспорта рассмотрены в гл. XXVI. [c.76]

Проведенный в последние десятилетия анализ возможных факторов устойчивости растений в контексте проблем сопряженной эволюции с фитофагами привлек внимание исследователей к разнообразнейшим вторичным соединениям и метаболитам. Эти синтезируемые растениями соединения играют роль пищевых аттрактантов, стимулянтов или же пищевых репеллентов для многих насекомых. Для самих же растений они не столь необходимы, как первичные соединения, включаемые в основной метаболизм углеводов, жиров и белков. Сложность существующих здесь взаимодействий можно проиллюстрировать следующим примером обычный для крестоцветных (капустных) растений синигрин — токсин и пищевой репеллент для многих насекомых, приобретает значение необходимого пищевого стимулянта для капустной тли или капустной белянки. Гусеницы последней предпочитают голодать и гибнут в присутствии всех необходимых для поддержания жизни субстратов, лишенных, однако, не имеющего пищевой ценности синигрина. [c.113]

При получении щтаммов промыщленных микроорганизмов генетические манипуляции, изменяющие регуляцию азотного метаболизма, имеют важное значение. Интенсификация процессов образования глутамина, глутамата и аспартата может повыщать продуктивность клеток в отнощении многих первичных метаболитов, для которых эти соединения служат предщественниками и негативный контроль биосинтеза которых устранен в результате дополнительных мутаций. В свою очередь, повышенное образование первичных метаболитов, и в частности аминокислот, может увеличить продукцию вторичных метаболитов, предшественниками или стимуляторами синтеза которых они являются. [c.45]

При проведении исследований в лабораторных и промышленных условиях получают данные, характеризующие биомассу, продукты первичного и вторичного метаболизма, соответствующим образом преобразованный субстрат и т.д. Результатом эксперимента можно считать также различного рода кинетические характеристики роста и развития микроорганизмов, которые можно получить, используя данные о накоплении и преобразовании веществ в исследуемой системе, изменение или подтверждение наших представлений о регуляторных механизмах системы. Результаты, выражающие количества соответствующего вещества, числа клеток и т.п., служат основой для следующей ступени расчетов — кинетических характеристик, которые, в свою оче дь, необходимы для создания физиолого-биохи-мической модели исследуемого процесса (рис. 3.26). [c.140]