Колебания в гликолизе

Печень участвует также в метаболизме аминокислот, поступающих время от времени из периферических тканей. Спустя несколько часов после каждого приема пищи из мышц в печень поступает аланин в печени он подвергается дезаминированию, а образующийся пируват в результате глюконеогенеза превращается в глюкозу крови (разд. 19.12). Глюкоза возвращается в скелетные мышцы для восполнения в них запасов гликогена. Одна из функций этого циклического процесса, называемого циклом глюкоза-аланин, состоит в том, что он смягчает колебания уровня глюкозы в крови в период между приемами пищи. Сразу после переваривания и всасывания углеводов пищи, а также после превращения части гликогена печени в глюкозу в кровь поступает достаточное количество глюкозы. Но в период, предшествующий очередному приему пищи, происходит частичный распад мышечных белков до аминокислот, которые путем переаминирования передают свои аминогруппы на продукт гликолиза пируват с образованием аланина. Таким образом, в виде аланина в печень доставляется и пируват, и КНз. В печени аланин подвергается дезаминированию, образующийся пируват превращается в глюкозу, поступающую в кровь, а КНз включается в состав мочевины и выводится из организма. Возникший в мышцах дефицит аминокислот в дальнейшем после еды восполняется за счет всасываемых аминокислот пищи. [c.754]

К сожалению, имеющихся данных недостаточно для решающей проверки этой гипотезы (так же как и многих других гипотез о биохимических основах адаптации к внешним условиям). Недавно при изучении метаболизма летательной мускулатуры насекомых были обнаружены сравнительно кратковременные колебания концентраций промежуточных продуктов гликолиза. Однако исследование работающих мышц позвоночного показало. [c.270]

В настояш ее время экспериментально изучено достаточно большое количество колебательных систем в биологии периодические биохимические реакции, колебания в гликолизе, периодические процессы фотосинтеза, колебания численности видов и т. д. Во всех этих процессах некоторые характеризуюш ие систему величины изменяются периодически в силу свойств самой системы без какого-либо периодического воздействия извне. Подобные системы относятся к классу автоколебательных. [c.43]

Отметим, что фосфофруктокиназа активируется ADP, представляющим собой продукт катализируемой данным ферментом реакции (АТР + фруктозо-6-фосфат ADP + фруктозе-1,6-бисфосфат), и ингибируется АТР - одним из субстратов этой реакции. В результате этот фермент может активировать сам себя, являясь объектом сложного контроля по принцип положительной обратной связи. При определенных условиях такой контроль по принципу обратной связи вызывает необычные колебания активности данного фермента, что приводит к соответствующим колебаниям концентраций различных промежуточных продуктов гликолиза (рис. 2-39). Физиологическое значение таких специфических колебаний неясно. Однако на их примере можно видеть, как благодаря нескольким ферментам может быть создан биологический осциллятор. Такие осцилляции в принципе могут служить своеобразными внутренними часами , позволяющими клетке отсчитывать время и, к примеру, выполнять конкретные функции в определенные периоды. [c.109]

Автоколебания в темновых реакциях фотосинтеза и гликолиза могут возникнуть лишь во всем объеме живой клетки, так как X заведомо много больше размера клетки. Более коротких волн (или более высоких тонов колебаний) в клетках, по-видимому, не существует. 2. Реакции фотосинтеза могут оказаться синхронными для целых групп клеток в зеленом листе. 3. Могут возбудиться автоколебания с длинами волн, много меньшими, чем характерные размеры реактора. 4. Небольшого перемешивания достаточно, чтобы в реакторах длины L 10 см существовали лишь колебания, синхронные по всему объему. 5. В двумерных плоских реакторах, используемых Жаботинским и его сотрудниками для наблюдения пространственных эффектов, в реакциях типа III, по всей видимости, достигается синхронность колебаний по всей толщине слоя реакционного раствора ( 1 мм). Вместе с тем без принудительного перемешивания автоколебания могут независимо возникать в разных точках плоскости реактора (чашки Петри), имея в зависимости от случайных начальных условий различные фазы. Конечно, такая картина наблюдается лишь в начале процесса. В последующем в таких реакторах развиваются сложные автоволновые процессы, о которых говорится ниже. [c.165]

Колебательные процессы. Во многих биологических системах наблюдаются периодические процессы колебания концентраций промежуточных продуктов в гликолизе и фотосинтезе, колебания численности видов, периодические биохимические реакции. Интерес к колебательным биологическим процессам особенно возрос в связи с изучением "биологических часов", в основе которых лежит автоколебательная система внутриклеточных биохимических реакций. [c.31]

Колебания в гликолизе. Гликолитическая цепь - классический пример колебательной биохимической системы. Введение в практику биофизических исследований чувствительных методов спектрофотомет-рии позволило наблюдать за изменениями концентраций промежуточных веществ непосредственно в интактной клетке. Опыты на культуре дрожжевых клеток показали, что процессы гликолиза сопровождаются в них периодическими изменениями концентраций промежуточных веществ фруктозо-6-фосфата (Ф6Ф), фруктозо-1,6-дифосфата (ФДФ) и восстановленного НАД. Особенно отчетливо эти колебания наблюдались на голодающих клетках, когда скорость потребления субстрата глюкозы мала. Первые попытки моделирования колебательных процессов в гликолизе проводились без учета принципа узкого места. Модель включала 22 уравнения по числу отдельных стадий гликолиза, и ее исследование не [c.32]

Рис. 2.12. Устойчивый предельный цикл на фазовой плоскости х, у -фазовый портрет колебаний в системе гликолиза

Отметим сразу, что математически устойчивые колебания в системе на фазовой плоскости изображаются траекторией предельного цикла, который был рассмотрен в лекции 2 (см. рис. 2.12) на примере колебаний в цикле гликолиза (см. рис. 2.13). Проблема состоит в том, чтобы с [c.59]

В сфере метаболизма нелинейные эффекты особенно ярко проявляются при изучении гликолиза. Под гликолизом понимают анаэробное превращение глюкозы в лактат биологическое значение этого процесса заключается прежде всего в том, что выделяющееся тепло используется для поддержания теплового баланса в организме. При экспериментальном изучении процесса гликолиза многие авторы наблюдали химические осцилляции в клетках и мышечных волокнах, в которых происходит процесс брожения [85, 86, 136], Гликолитический осциллятор, период колебаний которого составляет около одной минуты, действует за счет периодической активации и торможения фермента фосфофруктокиназы. [c.115]

Обозначения реакций совпадают с порядковыми номерами соответствующих подразделов в разд. 3 даииой части книги 1 — разложение пероксида водорода, катализируемое иодатом (реакция Брея — Либавски) 2 — колебательные йодные часы (реакция Бриггса — Раушера) з окисление малоновой кислоты броматом (реакция Белоусова — Жаботинского) 4 — реакции в проточном реакторе с перемешиванием 5 — реакции на твердых катализаторах 6 — колебания в гликолизе 7 — разложение дитионита натрия 8 — реакции, катализируемые пероксидазами 9 — бимолекулярная модель 10 — абстрактные системы реакций 11 — некаталитические реакции 12 — окисление хлоритом. [c.90]

В нескольких работах было показано значение (действенность) диссипативной химической энергии. Рихтер и Росс [172] рассмотрели в качестве главного гликоли-тического механизма фосфофруктокиназную реакцию, преобразующую фруктозо-6-фосфат во фруктозо-1,6-дифосфат. Исходя из модели гликолиза Селькова (см. первую часть настоящей книги), Рихтер и сотр. [174] пришли к выводу, что гликолитическая система эффективна для преобразования химической энергии. В работе [173] Рихтер и Росс вновь высказали предположение, что механизм, генерирующий колебания в гликолизе, может эволюционировать так, что будет уменьшаться диссипация свободной энергии. [c.125]

Хаотические колебания в гликолизе. Рассмотрев раннюю модель Селькова (см. первую часть книги) и предположив, что в системе осуществляется постоянное перемешивание, Томита и Даидо [201] получили хаотическое поведение системы. [c.126]

Периодические, автоколебательные явления свойственны процессу гликолиза — анаэробного превращения шестичленных сахаров в трикарбоновые кислоты, сопровождающегося синтезом АТФ (см. 2.10). Упрощенная схема процесса показана на рис. 16.10. В опытах Чанса, Гесса и сотрудников сначала были обнаружены затухающие концентрационные колебания в гликолизе, затем были открыты незатухающие автоколебания (1964). На рис. 16.11 показаны колебания концентрации одного из продуктов гликолиза — НАД.Нг, имеющие почти синусоидальный характер. Как показал Сельков, кинетика процесса в целом определяется несколькими узкими местами , обозначенными на рис. 16.10 цифрами 1—4. Обозначим через у скорость реакции 1, [c.522]

Решаюш ая роль в генерации наблюдаемых при гликолизе колебаний концентраций фруктозо-6-фосфата, фруктозо-1,6-фосфата и восстановленного НАД принадлежит ключевому ферменту гликолитического пути — фосфоруктокиназе (ФФК). Построение математической модели гликолитической цепи, включаюш ей свыше 20 стадий, облегчается суш ествованием нескольких узких мест, которые и определяют кинетику процесса. [c.45]

Рис. 2-39. Внезапное добавление глюкозы к экстракту, содержащему ферменты и коферменты гликолиза, может вызвать значительные флуктуации в концентрации определенных промежуточных продуктов, например NADH. Такие метаболические колебания могут быть, в частности, обусловлены регуляцией гликолитического фермента фосфофруктокиназы по принципу положительной обратной связи.

Наличие таких метаболических осцилляторов мало вероятно в клетках, имеющих активное аэробное дыхание, где непрерывное образование АТФ может угнетать гликолитиче-ские осцилляции в адениннуклеотидном цикле. В то же время циклическое протекание гликолиза и периодичность поступления пирувата способны индуцировать колебания в метаболизме митохондрий. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология