Химическая гипотеза окислительного

Влияние ГМК на активность окислительно-восстановительных систем в растении устано(влено многими авторами. Наблюдалось [136, 137] торможение дыхания растений, обработанных высокими концентрациями ГМК. Установлено также [138] тормозящее действие ГМК на реакцию восстановления дегидразами тетразолия. Все эти факты, а также некоторые соображения по структуре ГМК позволили [139] предложить первую химическую гипотезу, объясняющую природу действия [c.619]

Среди большого числа неясных вопросов [3, 8, 14], касающихся процесса дыхания, особенно много споров вызывал механизм окислительного фосфорилирования. Первоначально для объяснения феномена сопряжения (см. стр. 409) была выдвинута так называемая химическая гипотеза. [c.425]

Широко известно, что существует три группы гипотез, в которых пытаются объяснить окислительное фосфорилирование. Эти гипотезы были созданы главным образом на основании работ с митохондриями. Разумеется, в тех же самых гипотезах содержатся противоречивые мнения по поводу объяснения фотофосфорилирования 1) химическая гипотеза 367, 1726—1728] 2) химио-осмотическая гипотеза Митчелла 1277, 1284, 1723] и 3) конформационная гипотеза [263, 264, 747—750]. Гипотезу Митчелла мы уже упоминали в связи с происхождением фотосинтеза (S, 3). [c.140]

Следует иметь в виду, что, хотя ро отличается от нуля в химической гипотезе и гипотезе параллельного сопряжения, в последней он может быть очень мал. Это означает, что если АрН поддерживать равным или близким к нулю, то фосфатный потенциал в состоянии 4 будет соответственно небольшим. Слабое сопряжение между окислением и фосфорилированием в этих условиях отражало бы диссипацию энергии, запасенной в высокоэнергетическом интермедиате с помощью реакций, дви-гающи.х протоны в режиме установившегося потока (как это уже обсуждалось ранее). Однако, если окисление продолжается, сродство постулированной реакции высокоэнергетического интермедиата не может в действительности уменьшиться до нуля за счет этого процесса и должно увеличиться за счет возрастания окислительно-восстановительного потенциала . [c.322]

Рассмотрены три модели сопряжения окислительного фосфорилирования и фотофосфорилирования химическая гипотеза (образование высокоэнергетического интермедиата), хемиосмотическая гипотеза (сопряжение через циркулирующий поток протонов) и гипотеза параллельного сопряжения (представляющая собой комбинацию двух первых). Показано, что эти три модели включают различные комбинации шести возможных способов сопряжения. [c.344]

Механизм окислительного фосфорилирования предполагает сопряжение фосфорилирования (синтез АТФ) с переносом электронов. Для объяснения этого механизма предлагались различные гипотезы. Долгое время была распространена гипотеза химического сопряжения, согласно которой перенос электронов и синтез АТФ проходят через ряд реакций и связаны с образованием высокоэнергетического промежуточного продукта, который отдает энергию на образование АТФ. [c.86]

Восстановлению углерода в процессе фотосинтеза предшествует цепь сопряженных окислительно-восстановительных реакций. Для первичного акта восстановления за счет активированного светом хлорофилла требуется перенос электрона от молекулы пигмента к восстанавливаемому соединению. Механизм этого переноса окончательно не выяснен. Согласно одной из гипотез, перенос электрона достигается в результате непосредственного химического взаимодействия возбужденной (двухвалентной) молекулы хлорофилла с подлежащим восстановлению соединением (например, НАД). [c.173]

Существует большое количество различных гипотез относительно механизма мембранного фосфорилирования, которые отличаются друг от друга включением в схемы синтеза АТФ различных окислительно-восстановительных реакций и компонентов сопряжения при трансформации энергии. На ранних этапах обсуждался возможный механизм химического сопряжения переноса электронов в ЭТЦ с синтезом АТФ. В этих гипотезах сопряжения предполагали образование высокоэнергетического соединения переносчика электрона А и интермедиата X, участвующего в процессе переноса энергии на стадии переноса электрона от А к В [c.206]

Подобно митохондрии, пероксисома - это один из главных центров утилизации кислорода в клетке. Существует гипотеза, согласно которой пероксисома представляет собой остаток древней органеллы, выполняющей у примитивных предков эукариотических клеток все функции метаболизма кислорода. Когда в атмосфере начал накапливаться кислород, производимый фотосинтезирующими бактериями, вероятно, он был токсичен для большинства клеток. Пероксисомы могли служить для снижения концентрации кислорода в клетках, одновременно используя его химическую активность для проведения важных окислительных реакций. В соответствии с этой точкой зрения последующее появление митохондрий сделало пероксисомы в значительной мере ненужными, так как многие реакции, ранее протекавшие в пероксисомах без производства энергии, теперь с помощью окислительного фосфорилирования были сопряжены с образованием АТР Таким образом, окислительные реакции, протекающие в современных клетках - это, возможно, те реакции, которые остались необходимыми, несмотря на появление митохондрий. [c.35]

На протяжении 40-х годов, когда стало ясно, что образованне АТР из ADP и неорганического фосфата сопряжено с переносом электронов в митохондриях, биохимики стали предпринимать первые попытки ра зобрать систему на части, чтобы разобраться в молекулярных механизмах. Однако природа иногда яростно сопротивляется попыткам выведать ее тайны, и сегодняшнее положение вещей удачно подытожил Эфраим Ракер Всякий, кто не запутался в проблеме окислительного фосфорилирования, просто не понял ситуации [58] .Эта путаница вовсе не связана с недостаточной затратой сил или с недостатком воображения. Относительно механизма окислительного фосфорилирования было опубликовано множество различных соображений, но полного убедительного объяснения никто дать не смог. Более того, неудачи с попытками объяснить окислительное фосфорилирование, оперируя обычными химическими понятиями, привели к выдвижению не вполне четких гипотез, получивших причудливые наименования. В противовес тому, что окрестили химической гипотезой , были выдвинуты химио-осмотиче ская гипотеза и гипотеза механохимического сопряжения . Под химической гипотезой здесь подразумевается образование дискретвых, цо [c.391]

Как уже сказано, окислительное фосфорилирование в митохондриях сопряжено с ионным транспортом. Это система сопряженных процессов, а не отдельная химическая реакция. Слэйтер (1953) предположил, что в результате огсислепия возникают первичные макроэрги — прол1ежуточпые вещества, обладающие избытком свободной энергии и участвующие в фосфорилировании. Такие вещества не были обнаружены и физический механизм предлагаемого процесса не ясен. Химическая гипотеза Слэйтера оставлена. [c.432]

Обычные представления относительно образования смолистых компонентов нефти сводятся к окислительной гипотезе. Несомненно, что нефть, находящаяся в контакте с атмосферой, теряет свои легкие составные части в результате чисто физического процесса. Кроме того, несомненно, протекают и химические процессы дегидрирования, а также внедрения кислорода в молекулы углеводородов, преимущественно высокомолекулярных. Технические методы получения асфальта из нефтяных остатков являются примером подобного процесса, правда, идущего при температурах порядка 250—300°. Окисление нефтяных дистиллятов при обыкновенной температуре также приводит к частичному образованию кислородных соединений, вначале перекисного, а в дальнейшем преимущественно кислого характера. Естественные выходы нефти на поверхность часто сопровождаются твердыми или полутвердыми массами, близкими по внешним признакам к асфальтовым веществам, хотя и не имеется ни одного анализа, который показал бы, что это внешнее сходство распространяется и на химическую близость к нефтяным смолам. [c.155]

Откуда бы ни приходил в нефтяные недра кислород, необходимый для образования смолистых веш,еств нефти, естественно предполагать, что содержание смолистых веществ является мерой этого окислительного действия. Нефти, очень богатые смолами, считаются поэтому более окисленными. Это положение обычно иллюстрируется большим сходством ароматических углеводородов нефтяных фракций со смолистыми веществами. Постоянное присутствие кислорода не только в нейтральных смолах, но и в ароматических углеводородах высших нефтяных фракций, как будто указывает на особую восприимчивость именно этих углеводородов к фиксирован1ГЮ кис-аорода. Практически все гетерогенные соединения нефти сконцентрированы именно в неперегоняюпцгхся остатках, т. е. в ее смолистых веществах. Однако в смол ах присутствует не только кпслород, но и азот и сера, в частности порфириновые комплексы. Поэтому, в случае окисления атмосферным кислородом, присутствие в смолах азота надо объяснить или фиксированием этого азота, что невероятно с химической точки зрения, или допустить, что азот в смолах не связан с атмосферным азотом. В последнем случае азот приходится рассматривать как вещество, унаследованное от исходного материала нефти. Если стать на эту точку зрения, гораздо логичнее допустить такое же происхождение и связанного кислорода в смолах, т. е. придется отказаться от гипотезы внедрения кислорода в смолы уже после формирования [c.156]

Эта гипотеза была предложена Тоунендом в самой общей форме, без химической конкретизации и экспериментальной проверки. Как видим, в ней принимается различие в механизмах окислительных реакций, приводящих к нижне- и верхнетемпературным самовоспламенениям. [c.87]

Химический механизм сопряжения переноса электронов с образованием АТФ неизвестен. Наибольшее признание в последние годы получила гипотеза П. Митчелла об электрохимическом (хемиосмотиче-ском) сопряжении окислительных реакций в дыхательной цепи с синтезом АТФ, катализируемым АТФ-синтетазным комплексом. Согласно этой гипотезе вне- и внутримитохондриальные пространства (левая и правая часть рисунка соответственно) разделены мембраной М, непроницаемой для ионов водорода — Н+. Дыхательная цепь организована в мембране таким образом, что окисление субстрата (SH2) кислородом приводит к разделению зарядов (группа реакций — I). Энергия окисления запасается в виде электрохимического потенциала Н+ [c.471]

В процессе синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода группой советских исследователей методом меченых атомов было показано, что на поверхности катализатора возникают и развиваются полидюризационные плоские цепп. Следовательно, могут существовать процессы, в которых должны наблюдаться обратные реакции — уменьшение размера молекулы в результате деструктивных и окислительных реакций. Поэтому Рогинский [199] предложил назвать такой процесс закрепленной цепной деструктивно-окислительной реакцией. Это интересное предположение пока еще не уточнено, не разобраны стадии процесса и не выяснена природа промежуточных продуктов, которые способствуют развитию цепных реакций при окислении органических веществ. В гипотезе о закрепленных цепях на поверхности учитываются как полупроводниковые свойства катализатора, так и строение реагирующих молекул и радикалов, образующихся в результате реакции, тогда как в ряде других стадийных схем гетерогенного окисления углеводородов механически перенесены ценные схемы гомогенных химических реакций в гетерогенный катализ. [c.92]

Ряд закономерностей, плохо укладывающихся в привычные схемы, содержатся в работах Суворова и Сембаева [81]. Мы рассмотрели только часть большой проблемы мягкого каталитического окисления. Для более подробного знакомства с проблемой мягкого окисления рекомендуем второе издание монографии Марголис [2] и книгу Тюряева [82]. Мы не касались большого и важного вопроса о гомогенно-гетерогенных окислительных каталитических реакциях и цепных явлениях в этих процессах. Однако на основании рассмотренного материала можно сделать вывод, что, несмотря на большое число исследований и несомненные успехи в развитии и в трактовке стадийного механизма и кинетики разобранных нами реакций окислительного дегидрирования, нет достаточной ясности и единодушия. В значительно худшем состоянии проблема предвидения и регулирования каталитических свойств и изыскания катализаторов для осуществления новых процессов мягкого и сопряженного окисления. По этим вопросам выдвинуто немало интересных гипотез и схем, связывающих различные физические, термодинамические и химические свойства твердых тел с их каталитической способностью, обнаружены некоторые интересные корреляции, но пока очень мало бесспорных выводов и закономерностей. [c.299]

Фотохимический активный центр — это место первичного разделения окислительно-восстановительного потенциала и исходный пункт для переноса электронов, что приводит к сохранению и использованию химической энергии. Обычно считают, что фотосинтез начинается с простого акта переноса электрона, вызванного квантом света. Однако есть много данных, что в фотосинтезе должны принимать участие по меньшей мере два отдельных фотохимических акта. В последние годы было изучено много соединений, принимающих участие в фотосинтезе (особенно цитохромов, пиридиннуклеотидов, хинонов и специальных форм хлорофилла и бактериофилла). На основе этого изучения возникла гипотеза, что зеленые растения обладают двумя различными фотохимическими системами. Эти системы взаимодействуют или последовательно или более сложным путем, и в результате этого поглощается СО2 и выделяется О2 с использованием около 8 квантов на молекулу СО2 (или О2). [c.322]

В последнее время этому виду люминесценции было уделено внимание в связи с исследованием влияния кандолюминесценции, т. е. свечения кристаллофосфоров под действием химически активных пламен. История изучения кандолюминесценции является довольно длительной и запутанной. Одни авторы признавали каличие кандолюминесценции, выдвигая для ее объяснения различные гипотезы, из которых наиболее распространенной была окислительно-восстановительная гипотеза другие же, наоборот, совсем отрицали существование кандолюминесценции как особого явления, объясняя наблюдаемые особенности свечения особенностями чисто температурного излучения тел в условиях пламени [4]. [c.180]

Жессаром была предложена другая гипотеза для объяснения действия тирозиназы. Он расчленяет его на два процесса окисление тирозина в красное вещество и последующую кондексацию этого вещества в известный черный продукт. Окисление может происходить под действием как окислительных ферментов, так и других химических окислителей (реактив Миллона), в то время как для превращения красного вещества в черный продукт конденсации необходимо присутствие минеральных солей, содержащихся в тирозиназе. [c.435]

Хемиосмотическая гипотеза энергетического сопряжения, в живой клетке получила в последнее время много экспериментальных подтверждений. Эта гипотеза, которую многие специалисты называют уже теорией, не отрицает существования предшественника АТФ в системе окислительного фосфорилирования, но свойство унифицированной формы энергии относит к трансмембранному электрохимическому потенциалу ионов водорода Н+ ((Лцн ). Таким образом, клетка имеет две формы унифицированной энергии — химическую в форме АТФ и энергию в форме мембранного потенциала. Через мембранный потенциал энергия окисления трансформируется затем в дмическую работу (синтез АТФ, обратный перенос электронов в других местах энергетического сопряжения), в осмотическую работу (транспорт ионов против градиента через мембрану), в тепло. Главная же функция мембранного потенциала — сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. [c.409]

Гибелыклетки не связана с повреждением уникальных мишеней энергией ионизирующей радиации, а происходит в результате дисперсного поражения, которое может развиваться за счет физико-химических механизмов усиления. Например, во множественных участках мембран излучение инициирует цепи перекисного окисления липидов. Развитие окислительных процессов принимает автокаталитический характер, происходит массовая деградация мембран и связанных с ней ферментативных ансамблей, нарушается ионный гомеостаз клетки, накапливаются токсические продукты, высвобождаются ферменты из мест специфической локализации и т. д. Такой механизм не исключает наличия в клетке уникальных мишеней, поражение которых имеет ведущее значение для жизнедеятельности, однако в отличие от первых двух гипотез предполагается не прямое, а опосредованное поражение этих критических структур. В этом случае вероятностный характер инактивации клеток объясняется вероятностью зарождения соответствующих физико-химических процессов усиления. Сигмоидальный характер кривых доза — эффект может соответствовать необходимости какого-то критического числа событий абсорбции энергии клеткой для развития физико-химических процессов усиления. Неодинаковую радиочувствительность различных типов клеток можно связать с генетически детерминированными особенностями строения, облегчающими или затрудняющими развитие физикохимических процессов усиления начального поражения, например неодинаковым уровнем естественных ингибиторов и активаторов перекисного окисления липидов биологических мембран. Повысить или понизить радиочувствительность клеток могли бы такие агенты, которые способны модифицировать развитие первичных физико-химических реакций. [c.134]

Первоначально хемносмотическая гипотеза возникла не-в связи с проблемой окислительного фосфорилирования, а в связи с механизмом активного транспорта веществ через клеточные мембраны, выяснению которого был посвящен ряд работ Митчелла. Особенно Митчелла интересовал вопрос, как ненаправленные (в пространстве) химические реакции могут вызывать направленный (векторный) перенос веществ через мембрану. Он предположил, что структура транспортных белков позволяет субстратам и продуктам проникать в активный центр и покидать его лишь по определенным путям (рис. 1.12). В гипотетическом при- [c.22]

Однако несмотря на упорные поиски, не удалось выделить или как-то иначе доказать реальное существование постулированных высокоэнергетических интермедиаторов типа X ф. Гипотеза химического сопряжения не объясняет, почему окислительное фосфорилирование обнаруживается только в препаратах митохондрий с ненарушенными мембранами. И, наконец, с позиций этой гипотезы не находит объяснения способность митохондрий подкислять внешнюю среду и изменять свой объем в зависимости от степени их энергизации. [c.157]

За прогиедший период хемиосмотическая гипотеза Митчелла получила целый ряд экспериментальных подтверждений. Одним из доказательств роли протонного градиента в образовании АТР при окислительном фосфорилировании может служить разобщающее действие на этот процесс некоторых веществ. Известно, что 2,4-динитрофенол (2,4-ДНФ) подавляет синтез АТР, но стимулирует транспорт электронов (поглощение О2), т. е. разобщает дыхание (окисление) и фосфорилирование. Митчелл предположил, что такое действие 2,4-ДНФ связано с тем, что он переносит протоны через мембрану (т. е. является протонофором) и поэтому разряжает ее. Это предположение полностью подтвердилось. Оказалось, что разные по своей химической природе вещества, разобщающие окисление и фосфорилирование, сходны в том, что, во-первых, они растворимы в липидной фазе мембраны, а, во-вторых, это слабые кислоты, т. е. легко приобретают и теряют протон в зависимости от pH среды. В. П. Скулачев на искусственных фосфолипидных мембранах показал, что чем легче вещество переносит протоны через мембрану, тем сильнее разобщает эти процессы. Другое экспериментальное подтверждение роли протонного градиента в фосфорилировании было получено Митчеллом, который сообщил о синтезе АТР в митохондриях в результате замены щелочной инкубационной среды на кислую (т. е. в условиях искусственно созданного трансмембранного градиента ионов Н ). [c.159]

Одна из возможностей, на наш взгляд, состоит в том, что высокая АТФазная активность митохондриальной АТФ-синтетазы является биохимическим артефактом, вызванным воздействием, необходимыми для получения субмитохондриальных частиц или растворимого Рь В связи с этим уместно отметить, что АТФазная активность сопрягающих факторов из других организмов (хлоро-пласты растений [93], некоторые микроорганизмы [94]) очень низка, но она может быть активирована сильными химическими воздействиями (тепловая обработка, обработка меркаптоэтанолом, трипсином). Митохондриальный АТФ-синтетазный комплекс также содержит специальный низкомолекулярный белковый ингибитор (см. обзор [95]), и препараты растворимого р1 или субмитохондриальных частиц быстро теряют гидролазную активность при их инкубации с белковым ингибитором и АТФ [96]. Фактически для получения активной митохондриальной АТФазы приходится применять специальные воздействия для удаления белкового ингибитора [61]. Интересно, что, блокируя гидролазную реакцию, белковый ингибитор практически не влияет на окислительное фосфорилирование [97]. Для объяснения этого явления была предложена гипотеза о Д .1Н+-зависимой диссоциации комплекса АТФазы с белковым ингибитором [98]. Эта гипотеза экспериментально не доказана. Более того, далеко не все экспериментальные факты [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология