Железо в белках

Ионы многих металлов, в том числе железа (Ре), калия (К), кальция (Са) и магния (М ), необходимы для здоровья человека. Л,о 10% наших потребностей в этих элементах удовлетворяется за счет минералов, растворенных в питьевой воде. Другие металлы, называемые тяжелыми, образованы более массивными атомами, чем металлы, необходимые для здоровья. Они также могут растворяться в воде в виде ионов. Наиболее важные тяжелые металлы свинец (РЬ), ртуть (Hg) и кадмий (Сс1). Ионы этих элементов токсичны даже в малых количествах. Они связываются с белками, из которых состоит живой организм, и приводят к их неправильному функционированию. Отравление тяжелыми металлами может приводит), к очень серьезным последствиям. Сюда относятся повреждения нервной системы, почек, печени, слабоумие и даже смерть. Свинец, ртуть и кадмий особенно опасны, поскольку они широко распространены и могут попадать в пищу или воду. По мере накопления в организме эти элементы могут стать еще более опасными. [c.72]

В белке волос и шерсти, а также других кератинах а-спирали многократно скручены друг с другом в многожильные тяжи, которые образуют видимые глазом нити. Цепи белков шелка вытянуты во всю длину (а не свернуты в спираль) и соединены с параллельными цепями водородными связями в листы, показанные на рис. 21-2,а. В глобулярных белках цепи не являются полностью вытянутыми или полностью свернутыми в а-спираль чтобы молекула имела компактную структуру, она должна быть надлежащим образом деформирована. В молекуле миоглобина (см. рис. 20-25) 153 аминокислоты белковой цепи свернуты в восемь витков а-спирали (обозначенные на рисунке буквами А-Н), которые в свою очередь свернуты так, что в результате получается компактная молекула. Витки Е и Р образуют карман, в котором помещается группа гема, и молекула кислорода может связываться с атомом железа этого гема. Подобным же образом построена молекула гемоглобина, которая состоит из четырех миоглобиновых единиц (см. рис. 20-26). Небольшой белок цитохром с (см. рис. 20-23) имеет меньше места для витков а-спирали. 103 аминокислоты этого белка свернуты вокруг его группы гема подобно кокону, оставляя к ней доступ только в одном месте. У более крупных ферментов, например трипсина (223 аминокислоты) и карбоксипептидазы (307 аминокислот) в центре молекулы имеются области, где белковая цепь делает ряд зигзагов, образуя несколько параллельных нитей, скрепленных водородными связями подобно тому, как это имеет место в молекуле шелка. [c.317]

Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. В состав растений входят около 60 химических элементов. Для образования ткани растения, его роста и развития требуются в первую очередь углерод, кислород и водород, образующие основную часть растительной массы, далее азот, фосфор, калий, магний, сера, кальций и железо. Источниками веществ, необходимых для питания растений, служат воздух и почва. Из воздуха растения извлекают основную массу углерода в виде диоксида углерода, усваиваемого путем фотосинтеза, а из почвы — воду и минеральные вещества. Некоторое количество диоксида углерода воспринимается корневой системой растений из почвы. Среди минеральных веществ особенно важны для жизнедеятельности растений азот, фосфор и калий. Эти элементы способствуют обмену веществ в растительных клетках, росту растений и особенно плодов, повышают содержание ценных веществ (крахмала в картофеле, сахара в све-кле, фруктах и ягодах, белка в зерне), повышают морозостойкость и засухоустойчивость растений, а также их стойкость к заболеваниям. При интенсивном земледелии почва истощается, т. е. в ней резко снижается содержание усваиваемых растениями минеральных веществ, в первую очередь растворимых в воде и почвенных кислотах соединений азота, фосфора и калия. Истощение почвы снижает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания питательных веществ в почве необходимо постоянно компенсировать внесением удобрений. Ввиду огромных масштабов потребления минеральные удобрения— наиболее крупнотоннажный вид химической продукции, годовое количество которой составляет десятки миллионов тонн. [c.143]

Каждая молекула НАД Н независимо от своего происхождения поступает на третью стадию метаболического процесса-окончательный цикл окисления, или дыхательную цепь,-и образует три молекулы АТФ. Каждая молекула ФАД Hj принимает участие в промежуточной части этой стадии и образует только две молекулы АТФ. Дыхательная цепь включает ряд флавинсодержащих белков (флавопротеидов) и цитохромов (рис. 20-23), с которыми взаимодействуют атомы водорода и электроны, образуемые из НАД Н и ФАД Н2, до тех пор пока они в конце концов не восстанавливают О2 в Н2О. Компоненты дыхательной цепи показаны на рис. 21-24. При повторном окислении НАД Н два атома водорода используются для восстановления флавопротеида, а выделяемая свободная энергия используется для синтеза молекулы АТФ из АДФ и фосфата. Флаво-протеид снова окисляется, восстанавливая небольшую органическую молекулу хинона, известного под названием убихинона, или кофермента Q. С этого момента судьбы электронов и протонов восстановительных атомов водорода расходятся. Электроны используются для восстановления атома железа в цитохроме Ь из состояния Fe в состояние Fe а протоны переходят в раствор. Цитохром Ь восстанавливается в цитохром с,. [c.330]

Выход из тупика в третий раз оказался возможен благодаря процессам координационной химии. Появились такие молекулы, состоящие из железа, порфирина и белка, в которых железо могло связывать молекулу кислорода, не окисляясь при этом. Окисление Ре(П) после первой стадии связывания в них не осуществляется. Кислород просто переносится в различные участки организма, чтобы высвободиться при надлежащих условиях-кислотности и недостатке кислорода. Одна из таких молекул, гемоглобин, [c.260]

Кролики. Секреты кожной железы на подбородке кролика содержат белки и углеводы, а выделения анальной железы — белки и липиды [41]. Свободный липид, обладающий свойственным кролику запахом, возможно, является эфиром жирной кислоты. Состав секретов каждой железы характеризуется половыми и индивидуальными различиями. [c.140]

Как функционирует молекула цитохрома с, пока еще неизвестно. Структура ее варианта с железом(1П) была определена только в 1969 г. методом дифракции рентгеновских лучей, а структура варианта с восстановленным железом(П)-в 1971 г. Лиганды в комплексе вокруг железа и компактная структура всего белка изменяют окислительно-восстановительную химию атома железа и обеспечивают связь окислительных и восстановительных процессов с предыдущими и последующими звеньями цепи терминального окисления. [c.259]

НОЙ конфигурации всех атомов железа белка. Анализ мессбауэровских спектров позволил заключить, что в окисленной форме этого фермента железо находится в низкоспиновом двухвалентном состоянии, а в восстановленной форме возможно образование свободного радикала, по-видимому, от одного из атомов серы, взаимодействующего с металлом. [c.432]

Некоторые белки сохраняют биологическую активность после длительной обработки фтористым водородом. Однако цитохромы и другие белки, содержащие гем, при контакте с фтористым водородом полностью теряют железо. Если при этом фтористый водород был сухим и не содержал металлов, то цитохром можно снова получить в биологически активной форме, вводя железо. Белки, содержащие железо, не входящее в состав гема, при обработке фтористым водородом также инактивируются. [c.102]

Используя ваши дневниковые записи по питанию за три дня и приложение А, подсчитайте, сколько каждого из перечисленных компонентов пищи вы потребили за три дня Если некоторые потребляемые вами продукты в приложении А не указаны, подумайте сами, к каким из перечисленных продуктов они ближе всего Подсчитайте количество энергии (в калориях) количество белка (в граммах) количество железа (в миллиграммах) количество витамина С (в миллиграммах) [c.286]

Подсчитайте, какую часть от рекомендуемого составляет ваше потребление энергии, белка, железа, витамина В, (рекомендуемая калорийность для девушки-подростка составляет 2200 ккал, для юноши - 3000 ккал). Насколько сбалансировано ваше питание Прибавили ли вы в весе или похудели за те три дня [c.287]

Кетокислоты и оксикислоты в концентрациях 0,5—1% (масс.), по-видимому, несущественно влияют на процесс гидрогенизации основного сырья, но при более высоком содержании они могут способствовать образованию побочных продуктов и уменьшению срока службы катализатора. К безусловно вредным примесям, содержание которых должно быть минимальным, относятся соединения серы, фосфора, хлора и железа, а также белки, смолы и ароматические соединения. При длительном хранении сырья в нем накапливаются некоторые из этих примесей, что ухудшает процесс гидрогенизации. В этом случае нужно сырье подвергать очистке, например дистилляцией, [c.28]

В табл. IV. 15 приведено типичное содержание энергии, белка, железа и витамина В, в одном обеде у представителей различных народов. В таблицу также включены данные по США. Эта таблица поможет вам при сравнении питательной ценности рационов различных народов. [c.287]

Иногда небольшие изменения окружающей среды могут вызвать серьезные изменения в форме белка, что скажется на его функциях. Например, легкое возрастание pH крови изменяет молекулу гемоглобина так, что она становится способной проходить к внутренней поверхности легких и в молекуле открывается атом железа, в результате легко связывается кислород. При понижении pH цепь снова сворачивается, помогая выделить кислород после переноса его к клетке, где он необходим. [c.455]

Церулоплазмин представляет собой голубой белок с мол. весом 150 ООО и содержит 8 ионов Си+ и 8 ионов Си +. Это главный медьсодержащий белок крови, и на его долю приходится 3% общего содержания меди в организме. Церулоплазмин, по-видимому, каким-то образом связан с регуляцией содержания меди в организме так, при болезни накопления меди (болезни Вильсона) содержание церулоплазмина оказывается низким. Кроме того, церулоплазмин обладает ферментативными свойствами, напоминая в этом отношении лакказу он тоже может катализировать окисление Fe + в Fe3+. Последняя реакция имеет важное значение, поскольку лишь Fe + может присоединяться к транспортирующему железо белку трансферрину (дополнение 14-Г). По этой причине церулоплазмин иногда называют ферроксидазой. [c.448]

Значительный успех на этом пути снова был достигнут благодаря процессам координационной химии. Центральную роль в механизме аэробного метаболизма, который приводит к полному сгоранию органических молекул, играют цитохромы. Так называются молекулы, в которых атом железа связан в комплекс с порфирином, образуя с ним гем (см. рис. 20-20), а гем связан с белком. Атом железа переходит из состояния окисления 4- 2 в + 3 и обратно в результате переноса электронов от одного компонента цепи к другому. Весь аэробный механизм представляет собой совокупность тесно связанных друг с другом окислительно-восстано-вительных реакций, окончательным результатом которых является процесс, обратный фотосинтезу [c.257]

Атомы железа обычно образуют комплексы с октаэдрической координацией. Что же происходит с двумя координационными положениями выше и ниже плоскости порфиринового цикла В цитохроме с группа гема находится в углублении на поверхности молекулы белка (рис. 20-23). От каждой стенки этого щелевидного углубления к гему направлено по одному лиганду с одной стороны атом азота с неподеленной парой, принадлежащий гистидиновой группе белка, а с другой стороны атом серы с непо- [c.257]

Как видно из приведенных формул, в молекуле вердоглобина еще сохраняются атом железа и белковый компонент. Имеются экспериментальные доказательства, что в этом окислительном превращении гемоглобина принимают участие витамин С, ионы Ре и другие кофакторы. Дальнейший распад вердоглобина, вероятнее всего, происходит спонтанно с освобождением железа, белка-глобина и образованием одного из желчных пигментов—биливердина. Спонтанный распад сопровождается перераспределением двойных связей и атомов водорода в пиррольных кольцах и мегиновых мостиках. Образовавшийся биливердин ферментативным путем восстанавливается в печени в билирубин, являющийся основным желчным пигментом у человека и плотоядных животных [c.507]

Все растительные и животные организмы содержат белковые вещества. Это сложные высокомолекулярные соединения, которые обладают коллоидными свойствами. Независимо от разнообразного строения и различных размеров молекул отдельные белковые вещества имеют очень близкий элементный состав. Некоторые белки содержат фосфор, железо, иод и т. д. [c.25]

Правилами ШРАС/ШВ [12] приняты английские трехбуквенные сокращения тривиальных названий аминокислот, начинающиеся с прописной буквы Gly, Ala, Туг и т. д. (применяемые либо для всей молекулы аминокислоты, либо для ее радикала) особенно часто такие сокращения применяются для описания аминокислотной последовательности в пептидах и белках. Разрешена также [13] и однобуквенная система сокращений, но она применяется гораздо реже. Имеются также правила номенклатуры, касающиеся часто применяемых сокращений для синтетических пептидов [14], для синтетических модификаций природных пептидов [15], пептидных гормонов [16] и белков, содержащих железо и серу [17]. [c.187]

Типичными накапливающими железо белками млекопитающих являются ферритин и гемозидерин, несущие четверть всего железа, содержащегося в организме. Лишенный железа апоферритин имеет форму чашки и состоит из 24 субъединиц (Л/445 ООО). Железо в ферритине представлено в форме железогидроксидоксидных мицелл, причем на молекулу может приходиться до 4300 атомов Ре(1П). С помощью ферритина избыточное железо накапливается внутри клеток в различных органах (печень, костный мозг, селезенка) и при появлении потребности мобилизуется действием МАОН-зависимой ферридуктазы. [c.420]

Важным примером делокализации и поглощения энергии является хлорофилл, который обсуждался в послесловии к гл. 20. Ароматическое кольцо, окружающее ион Mg , представляет собой протяженную делокализо-ванную систему, образуемую порфирином (см. рис. 20-19). Электронные энергетические уровни этой системы обусловливают поглощение света с одним максимумом в фиолетовой области, при 430 нм, и вторым максимумом в красной области, при 690 нм (см. рис. 20-22). При поглощении света молекулой хлорофилла ее электрон возбуждается на более высокий уровень это позволяет хлорофиллу восстанавливать ионы Ге " в ферре-доксине, белке с молекулярной массой 13000, который содержит два атома железа, координированные к сере. Последующее окисление ферредоксина служит источником энергии для протекания других реакций, которые в конце концов приводят к расщеплению воды, восстановлению диоксида углерода и, наконец, к синтезу глюкозы, С НиОв. [c.307]

Рассмотрим кратко вопрос о регуляции процессов дифференцировки клеток высших организмов. ДНК, присутствующая во всех соматических клетках, вероятнее всего, имеет одинаковую первичную структуру у данного организма и соответственно располагает информацией для синтеза любых или всех белков тела. Тем не менее клетки печени, например, синтезируют сывороточные белюг, а клетки молочной железы —белки молока. Нет сомнения в том, что в дифференцированных клетках имеется весьма тонкий механизм контроля деятельности ДНК в разных тканях, обеспечивающий синтез многообразия белков. [c.540]

Гистоны обладают менее основным характером, чем протамины. В них содержится лишь 20—30% диаминокислот. Гистоны содержат значительно больше аминокислот в своем составе, чем протамины но в них также отсутствует триптофан или его содержится лишь небольшое количество. Много гистоиа содержится в зобной железе, белках эритроцитов. [c.51]

УДАЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ИЗ ФЕРРИТИНА ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА НЕ СОДЕРЖАЩЕГО ЖЕЛЕЗА БЕЛКА — АПОФЕРРИТИНА [c.303]

Даже при изучении состояния железа в ферредоксине — одном из наиболее богатых железом белков — оказалось целесообразным увеличить в нем содержание изотопа Fe. С этой целью [5] белок обрабатывали мерсалилом натрия, удалявшим естественное железо, а затем активный ферредоксин регенерировали добавлением трехвалентного Те в смеси с меркаптоэтанолом. Степень концентрации изотопа достигала 80%, причем специальная проверка показала, что регенерированный ферредоксин обладал биологической активностью. Таким образом, химические связи атомов металла с белком не были изменены после замены естественного железа на Те, Это позволяло с полным основанием распространять результаты, полученные из мессбауэровских спектров, на природный белок. [c.417]

Метод дробного высаливания основывается на признании за ферментами белковой природы. Метод адсорбции впервые был предложен А. Я. Данилевским (1862) и впоследствии разработан Вильштеттером. Он основан на адсорбировании ферментов каолином, глиноземом, гидратом окиси железа, белками, тристеарином, холестерином и другими абсорбентами. Этим способом удается не только очистить ферменты от примесей, но и отде- лить их друг от друга. Так, например, из сока поджелудочной железы, содержащего липазу, трипсин и амилазу, липазу адсорбируют гидратом (жиси алюминия (у-модификация глинозема) трипсин извлекается - -модификацией глинозема, а в растворе остается, главным образом, амилаза. Избирательную адсорбцию дополняют избирательной элюцией, т. е. сниманием фермента с адсорбата различными растворителями при соответственно недобранных условиях. Для этой цели могут быть использованы фосфорнокислые соли. Так, например, из смеси сахаразы и мальтазы, адсорбированных на у - иноземе, сначала полностью элюируется первичным фосфатом 1KH.2PO4) мальтаза. [c.339]

Железо играет ключевую роль во многих метаболических процессах, начиная от переноса кислорода гемоглобином в крови позвоночных животных и кончая центральной ролью в цитохромных структурах. Соответственно минералы железа служат для осуществления столь же широкого ряда функций, включающего перенос и запасание железа, удаление железосодержащих отходов жизнедеятельности, укрепление зубов и ориентацию на местности. Перенос и запасание железа представляют собой, по-видимому, основную функцию минерала ферри-гидрита, образующего, как отмечалось выше, сердцевинную мицеллу сохраняющего железо белка-ферритина. Механизм запасания железа необходим даже организмам, не имеющим в качестве переносчика кислорода гемоглобина. Например, хотя наутилусы и используют для переноса кислорода медьсодержащий белок гемоцианин, их ротовые мышцы содержат миоглобин и, следовательно, железо. Минералы железа служат также для укрепления поверхностного слоя зубцов, покрывающих радулу у хитонов и блюдечек. Животные этих двух групп, живущие в тропических и субтропических водах, используют свои минерализованные зубцы при питании обитающими в каменистом субстрате бактериями и водорослями. Как теперь принято считать, именно они вызывают сильное разрушение береговых утесов на [c.23]

Мы установили, что у хитонов способ доставки железа, потребляемого в большом количестве при биоминерализации зубцов радулы, основан на использовании ферритина, который функционирует в качестве транспортирующего железо белка как в кровеносной системе, так и (собранный в агрегаты внутри везикул) в цитоплазме эпителия. Участие окруженных мембраной агрегатов ферритина в образовании содержащих железо минералов в верхушках зубцов свойственно не только хитонам брюхоногие моллюски сем. Patellidae (неопубликованные наблюдения), хвостатые амфибии (Randall, 1966) и крысы (Reith, 1961) обладают зубным эпителием, содержащим многочисленные заполненные ферритином и ограниченные мембранами гранулы там, где обнаружены отложения минерализованного железа. Весьма вероятно, что использование ферритина для интенсивного переноса железа имеет универсальный характер. [c.120]

Далее следуют данные о содержании белка, витамина А, витамина С, тиамина (В(), рибо(1)лавина (В2), ниацина (РР), кальция и железа. Ноль (0) обозначает, что компонент отсутствует. Слово следы (Сл.) обозначает, что компонент присутстиует в минимальных количествах. Черта (-) обозначает, что компонент присутствует, но нет достоверных данных по его содержанию. [c.291]

Одним из наиболее исследованных семейств ферментов являются сери-нопротеазы. Все они предназначены для расщепления полипептидньгх цепей белков по механизму, в котором участвует боковая цепь аминокислоты серина (— Hj—ОН), находящейся в активном центре фермента. Три такие протеазы (трипсин, эластаза и химотрипсин) синтезируются в поджелудочной железе и вьщеляются ею в кишечник, где они превращают содержащиеся в пище белки в аминокислоты, способные всасываться через стенки кишечника. Благодаря возможности легко изолировать эти ферменты и их сравнительно высокой устойчивости их удалось интенсивно исследовать химическими способами еще до того, как стало возможным проведение рентгеноструктурного анализа белков. В настоящее время биохимический и рентгеноструктурный анализы позволили установить достаточно ясную картину функции этих ферментов, иллюстрирующую два аспекта действия любых ферментов каталитический механизм и специфичность к субстрату. [c.318]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология