Биосинтез мономеров

Рассмотрим общую проблему биосинтеза мономеров, из которых построены биополимеры. [c.472]

Многие полисахариды синтезируются клеткой по такой схеме сначала происходит синтез олигосахарида, а затем его поликонденсация, сшивание в длинные цепи. Такой олигосахарид в биологическом смысле, т. е. с точки зрения путей биосинтеза этого полисахарида, и является истинным мономером полисахаридной цепи. Поэтому такой фрагмент называют биологическим повторяющимся звеном. И оно совсем необязательно совпадает с химическим повторяющимся звеном. [c.30]

Биохимические реакции первого типа (реакции замещения) включают все те гидролитические реакции, в процессе которых биополимеры расщепляются до мономеров, а также большинство реакций, приводящих к конденсации этих мономеров с образованием полимеров. Многие реакции присоединения обеспечивают введение атомов кислорода, азота и серы в биохимические соединения, а реакции элиминирования часто служат движущей силой биосинтетических путей. Сложные ферментативные процессы во многих случаях представляют собой сочетания нескольких стадий, включающих замещение, присоединение или отщепление. Реакции, включающие образование или расщепление связей С—С, существенны для биосинтеза и расщепления различных углеродных скелетов, существующих в биомолекулах, в то время как реакции изомеризации связывают между собой другие типы реакций при формировании метаболических путей. [c.91]

КОНЦОМ растущей цепи, который в результате занимает участок отбора мономера. Кроме того, при правильном протекании процесса каждый кодирующий элемент должен участвовать в одном акте роста цепи и затем уступить свою роль непосредственно следующему за ним кодирующему элементу. Поэтому после присоединения мономера в участке связывания кодирующего элемента оказывается уже прочитанный фрагмент матрицы. Иными словами, система оказывается не готовой для следующего акта элонгации. Чтобы сделать его возможным, необходимо перемещение растущей цепи с освобождением участка отбора мономера и одновременно перемещение матрицы на один кодирующий элемент. Такое перемещение матрицы и продукта называется транслокацией. Таким образом, каждый акт элонгации складывается из трех основных элементов отбора мономера, химического превращения и транслокации. Фактически, по крайней мере в случае биосинтеза белков, элонгация является еще более сложным событием, требующим участия специальных белковых факторов и расходования энергии. Несколько подробнее этот вопрос рассмотрен в 5.6. [c.176]

При этом растущая полимерная цепь, подобно тому как это происходит при биосинтезе белка (с. 338), присоединяет строго определенный мономер и в одном заданном положении (обычно голова к голове или хвост к хвосту ). Например, цепь с концевым остатком дифенилэтилена присоединяет только малеиновый ангидрид. [c.240]

Однако, несмотря на отмеченные здесь трудности, некоторые олигонуклеотиды и их мономеры все же были успешно разделены (см. литературу, приложение XV). Дело обстоит гораздо проще, когда речь идет о полимерах одного нуклеотида. При исследовании влияния длины цепи олигонуклеотидов на биосинтез белка потребовались олигонуклеотиды определенных размеров. Для этого синтетический полинуклеотид (применявшийся в качестве искусственной информационной РНК) частично гидролизовали ферментативным путем, а затем хроматографировали [81]. Например, из полиуридиловой кислоты на сефадексе 0-200 удалось получить фракцию со средней степенью полимеризации от 42 до 132, а на 0-75 —фракции со степенью полимеризации от 5,8 до 42. [c.223]

Это изотактические (а), синдиотактические (б) и атактические формы (в) 0 всеми переходами от строгого повторения одной и той же ориентации через правильное чередование противоположно ориентированных радикалов к полному беспорядку. Число вариантов быстро увеличивается с переходом к сополимеризации двух, трех и более разных мономеров. Между тем в живых организмах белковые полимеры содержат одновременно до двадцати видов мономерных звеньев, принадлежащих разным аминокислотам. Даже одна лишь расшифровка последовательности расположения этих аминокислот представляет труднейшую задачу, а возможное число сочетаний здесь необычно велико. Это является основой индивидуализации белкового строения не только видов, но и отдельных особей. В живом организме строго регулярный синтез индивидуальных белков и нуклеиновых кислот обеспечивается серией строго коррелированных каталитических процессов. В полимеризации и сополимеризации, проводимой в лабораториях и в промышленности, также достигнуты результаты, хотя сильно уступающие биосинтезу полимеров, но имеющие выдающееся практическое значение. Действительно, отыскание удачного катализатора и правильный выбор условий позволяют из одних и тех же мономерных кирпичиков строить различные полимерные структуры. Рассмотрим некоторые особенности этих процессов, несмотря на то, что методы газовой хроматографии пока мало применялись к изучению стереорегулярной полимеризации. [c.45]

Полимеризацию химически активированных и организованных мономеров можно считать одним из новых направлений синтеза макромолекул и надмолекулярных структур. Эта область, равно как и область стереоспецифической каталитической полимеризации, тесно связана с задачами моделирования биологических процессов и использования принципов, лежащих в основе биосинтеза, для получения новых полимеров и управления полимеризационными процессами. [c.296]

Замена дезоксирибозы на рибозу или тимина на урацил не дает оснований считать, что конформации РНК и ДНК в растворе должны существенно различаться между собой. Однако поведение этих веществ в растворе в действительности оказывается различным, что может быть объяснено так же, как объясняется образование этих двух полимеров в живом организме. Цепи двойной спирали ДНК разделены, и каждая из них служит матрицей, определяющей последовательность остатков оснований во вновь образованной цени, которая должна удовлетворять правильному расположению А — Т и Г — Ц (рис. 42). Этот процесс, в котором создается равное число комплементарных, дополняющих друг друга цепей с последовательностью мономерных звеньев, идентичной последовательности исходной макромолекулы, может быть продемонстрирован на примере бесклеточной системы, как это и было показано изящными экспериментами в лаборатории Корнберга [356, 357]. При биосинтезе РНК последовательность мономеров также определяется [c.129]

Регулирование пространственных и конформационных структур (/-, с1-, ЦИС-, транс-) и др. Регулирование разветвленностей и цикличности углеродного скелета. Чередование мономеров в молекуле при сополимери-зации и др. Матричный биосинтез [c.304]

Аналогичные закономерности наблюдаются прн катализированном ферментами синтезе (биосинтезе) полимеров. Мономеры в этом случае являются бифункциональными соединениями, но вследствие высокой специфичности катализатора оказывается возможным взаимодействие лишь одной из функциональных групп мономера с определенным концом растущей полимерной цепи. Например, фермент полинуклеотидфосфорилаза, с помощью которого происходит биосинтез полирибонуклеотидов из нуклеозиддифосфа-тов, катализирует взаимодействие концевой 3 —ОН группы растущей полинуклеотидной цепи с пирофосфатной связью в мономере [c.368]

Пути биосинтеза (анаболизма) часто идут почти параллельно путям биологического распада (катаболизма) (рис, 7-1), Например, катаболизм начинается с гидролитического расщепления полимерных молекул,, и образующиеся в результате такого расщепления мономеры подвергаются дальнейшему распаду до более мелких, двух- и трехуглеродных фрагментов. Биосинтез же начинается с того, что из мелких молекул образуются мономерные единицы, которые затем соединяются друг с другом, образуя полимеры. Механизмы индивидуальных реакций биосинтеза и биологического распада также часто протекают почти параллельно. Реакции образования связи С—при биосинтезе связаны с реакциями разрыва связи С—С при катаболизме. Сходны также между собой реакции образования полимеров и гидролиза. Тем не менее в большинстве случаев между путями биосинтеза и биологического распада существуют отчетливые индивидуальные различия. Поэтому первый принцип биосинтеза гласит пути биосинтеза, хотя и связаны с катаболи-ческами путями, могут существенно отличаться от них и часто катализируются совершенно другим набором ферментов [c.456]

Этанолиз лигнина, впервые проведенный Гиббертом (см. Брауне 1952 г., стр. 465), дает структурные звенья Гибберта или мономеры Гибберта . Так как эти мономеры (ванилин, а-этоксипропиогваякон, ванилоилацетил и гваяцилацетон (I— IV ), вероятно, образуются в результате определенной реакции некоторых структурных звеньев в молекуле лигнина, то ее обычно теперь используют для определения лигнинных препаратов, особенно при изучении филогении и биосинтеза самого лигнина. [c.527]

Биосинтез метил-п-метоксициннамата представляет особый интерес в связи с вопросом об образовании лигнина, который строится из фенилпропановых мономеров. Возможно оба мономера могут образовываться по одному способу или же аналогичными способами (ем. Норд с сотрудниками [158, 159, 164—166]). [c.785]

Биосинтез лигнина из фенилпропановых мономеров можно в общем виде рассматривать как дегидрогенизационную полимеризацию. Оснорные представления об этом процессе были получены на основании работ Фрейденберга и его сотрудников. Они первыми получили in vitro искусственный лигнин, названный д е г и д р о -генизационным полимером (ДГП), обработкой кониферилового спирта ферментом лакказой (выделенной из гриба Psalliota ampestris) или пероксидазой (выделенной из хрена) и пероксидом водорода [2, 84, 242]. [c.107]

В процессе биосинтеза высокомолекулярного лигнина участвует ряд мономеров и олигомеров ароматической природы, которые образуются из первичных продуктов фотосинтеза через ряд промежуточных продуктов, таких, как глюкоза, шикимовая кислота, пре-феиовая кислота, фенилаланин, тирозин, производные я-кумаро-вой и феруловой кислот и др. [8]. [c.15]

Обязательным процессом, происходящим при клеточном делении одноклеточных организмов, является репликация ДНК. Это справедливо также практически во всех случаях клеточного деления многоклеточных организмов. Обычно процесс требует также увеличения количества РНК и белковых молекул. Все эти биополимеры могут быть синтезированы из соответствуюн их мономеров внутри клетки в соответствии с клеточными программами. Синтез белков и РНК de novo обычно необходим и для функционирования неделящихся клеток. Кроме того, в таких клетках может также происходить синтез ДНК для того, чтобы реставрировать повреждения молекул ДНК, полученные вследствие действия различных химических и физических факторов, — так называемая репарация ДНК. Все эти процессы должны быть обеспечены соответствующими мономерами. Мономеры могут быть получены как из клетки, так и из окружающей среды. Получение мономеров внутри клетки возможно двумя противоположными способами биосинтезом, начинающимся из простых химических соединений, и гидролизом биополимеров, захваченных организмом. В обоих случаях необходимый материал должен быть перенесен из окружающей среды, а соответствующие химические превращения должны совершиться внутри клетки. Таким образом, основное свойство жизни требует, чтобы в клетке непрерывно проис.кодмли определенные химические превращения. Это, как правило, должно сопровождаться, во-первых, доставкой в клетку внешних материалов и, во-вторых, удалением из клетки побочных продуктов этих превращений. Следовательно, наследственные программы, присущие живым организмам, не могут быть реализованы без помощи ряда биохимических процессов, другими словами, без метаболизма. [c.21]

Если принять во внимание способ образования нуклеиновых кислот при биосинтезе (т.е. синтезе в живых организмах или с помощью ферментных систем, выделенных из живых организмов), то их следует рассматривать как полимеры, образованные нуклеозид-5 -фосфатами. При этом каждый остаток фосфорной кислоты мономера, кроме концевого, связан фосфоэфирной связью с 3 -ОН-груп-пой соседнего мономерного звена. На рис. 7 приведена структура примыкающих к концам фрагментов нуклеиновой кислоты с некоторой произвольной последовательностью нуклеотидов. Видно, что все остатки фосфорной кислоты, кроме одного, образуют фосфодиэфирные группы и все 3 -гидроксигруппы, кроме одной, участвуют в образовании фосфоэфирных связей. Остаток, содержащий 5 -фосфомоноэфирную группу, называют 5 -концевым, а остаток, содержащий не-этерифицированную 3 -гидроксигруппу, — 3 -концевым. [c.51]

Главным отличием биосинтеза белков и нуклеиновых кислот от других биохимических превращений является участие в каждом акте удлинения синтезируемой цепи полимера наряду с соответствующим ферментом и субстратами (растущей полимерной цепью и очередным, присоединяемым мономером) специальной молекулы нуклеиновой кислоты, с помопц>ю которой в этом акте отбирается один из альтернативных мономеров. Эта нуклеиновая кислота может рассматриваться как линейная последовательность кодирующих элементов, которыми в случае биосинтеза ДНК и РНК являются отдельные нуклеотидные звенья, а в случае биосинтеза белка — тринуклеотиды, кодоны информационной РНК. [c.162]

При нормальном развитии процесса на каждый акт инициа1 ии и терминации биосинтеза приходится большое число актов элонгации, т. е. соединения очередного мономера с растущей цепью. Каждый акт элонгации проходит в активном центре соответствующей полимеразы нуклеиновых кислот или рибосомы, причем его непосредственными участниками являются концевая группа синтезируемого полимера, кодирующий элемент матрицы и очередная молекула мономера. Все эти участники должны быть закреплены определенным образом в активном центре полимеразы или рибосомы. Вытекающая из этих соображений схема активного центра матричного фермента представлена на рис. 48. По аналогии с активными центрами других, более просто устроенных ферментов можно ожидать, что такой активный цент]р должен быть уникальным. [c.175]

УДФ-глюкоза служит донором гликозильных остатков и при синтезе полисахарида гликогена, катализируемом гликогепсиптазой. Аналогично протекает и синтез крахмала, однако мономером в этом случае может служить АДФ-глюкоза, а фермент, катализирующий это превращение, называют крахмалсиитазой. Общее уравнение биосинтеза линейной цепи этих двух полисахаридов записывается в виде [c.375]

Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

Мультиферментный синтетазный комплекс жирных кислот. Все ферменты биосинтеза жирных кислот образуют единый агрегат — мультиферментный комплекс, получивший название синтетазы жирных кислот. Комплекс синтетазы животных тканей и дрожжей — это димер, состоящий из двух идентичных мономеров, каждый из которых представляет полипептидную цепь, включающую шесть активных центров ферментов и ацил-переносящий белок (Н8-АПБ). Эти ферменты образуют настолько компактную структуру, что они не поддаются фракционированию и все попытки вьщелить их в индивидуальном виде не увенчались успехом. [c.342]

В процессе биосинтеза жирных кислот для проявления синтетазной активности необходимо участие двух сульфгидрильных групп комплекса. Одна реакционная Н8-группа принадлежит Н8-АПБ одного мономера, другая — остатку цистеина, входящего в состав р-кетоацил-АПБ-синтазы другого мономера, которые расположены в непосредственной близости друг от друга. В связи с этим синтетазный комплекс активен только в виде димера. Поскольку каждый из мономеров включает все ферменты синтетазного комплек- [c.342]

Научные работы — в области химии и физикохимии высокомолекулярных соединений. Открыл и объяснил (1959—1969) явления быстрой низкотемпературной полимеризации твердых мономеров при фазовых превращениях. Установил (1966—1978), что взаимодейсгБие мономеров со специально подобранными комплексообразователя-ми значительно изменяет их реакционную способность и позволяет контролировать скорость и направление элементарных стадий полимеризации. Исследовал и обобщил закономерности радикальной полимеризации ионизующихся мономеров. Показал (1965—1972) возможность моделирования матричного биосинтеза макромолекул на примере полимеризации 4-винилпири-дина в присутствии поликислот [c.212]

Конифериловый, синапиновый и иа/7а-кумаровый (иара-окси-коричный) спирты, по-видимому, и представляют собой исходные фенольные мономеры в биосинтезе лигнина. При действии на конифериловый спирт ферментного препарата из шампиньонов (содержит лакказу) Фрейденберг (Freudenberg, 1958) получил искусственный лигнин, почти идентичный лигнину еловой древесины. [c.165]

Получение. Природные В. с. образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов. С помощью экстракции, фракционного осаждения и др. методов они могут быть выделены из растительного и животного сырья. Неорганич. природные В. с. образуются в результате геохимич. процессов, происходящих в земной коре. Синтетич. В. с. получают путем реакций полимеризации и поликонденсации. Карбоцепные В. с. обычно получают полимеризацией мономеров с одной или несколькими кратными углерод — углеродными связями или мономеров, содержащих неустойчивые карбоциклич. группировки (папр., из циклопропана и его производных). Гетероцепные В. с. получают в результате реакций поликонденсации, а также полимеризации мономеров, содержащих кратные связи углерод — элемент (напр., [c.273]

На рис. 4 (Браун [66]) обобщены реакции, которые хорошо согласуются с полученными данными по превращению Og в мономеры лигнина. Многие из указанных соединений являются промежуточными продуктами, т. е. встречающимися в природе предшественниками, но ни одно из них не рассматривается как обязательное промежуточное соединение для высших растений. Пока еще не ясно, насколько соединения, указанные на рис. 4, реагируют в виде производных. Например, коричная кислота часто встречается в виде сложных эфиров с хинной кислотой или глюкозой подобные эфиры могут быть важными для процесса лигнификации. Так, Леви и Цукер 67] установили, что хинный эфир коричной кислоты подвергается ферментативному гидроксилированию с образованием соответствующего эфира кофейной кислоты — хлорогеновой кислоты. Более интенсивное исследование роли этих соединений в биосинтезе было бы своевременным вкладом в изучение лигнификации. [c.295]

Для биосинтеза белков требуется присутствие не только ферментов и мономеров (аминокислот), но и матрицы (молекулы иРНК), задающей последовательность присоединения аминокислот к растущей цепи, а также специфического переносчика для активирования мономера и отбора его в соответствии с заданным кодом (тРНК). Реакция образования новой пептидной связи происходит на рибосоме и катализируется ферментом пептидилтрансферазой. Полипептидная цепь растет в направлении от N- к С-концу. [c.224]

Еще большее значение могут получить принципиально новые пути построения стероидного скелета. Одним из них может стать, например, сте-реоселективная циклизация ациклических иредшественников с длинной алифатической цепью, получаемых, в частности, путем контролируемой полимеризации или поликопденсации соответствующих мономеров. Этот путь основан на аналогии с протекающим в живых организмах биосинтезом стероидов, в процессе которого все четыре цикла образуются в одну стадию из ациклического предшественника — сквалена. Один из возможных ири этом вариантов синтеза (16) —> (17) -> (19) —> (18) был предложен Джонсоном [24] в 1963 г. им были доложены результаты предварительных экспериментов на бициклических модельных соединениях [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология