Биологический перенос водорода

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПЕРЕНОС ВОДОРОДА [c.356]

Биологический перенос водорода 357 [c.357]

Атом водорода является простейшим и очень активным радикалом. Радикал И стремится присоединить электрон, что может сопровождаться как образованием молекулы Нг (рекомбинация Н + Н = Нг), так и иона Н , в общем аналогичного иону галогена. В виде гидридного иона водород входит в состав гидридов металлов главных подгрупп I и II групп. Известны и комплексные соединения, содержащие гидридный ион. В ряде реакций, из которых отдельные имеют биологическое значение, доказан перенос водорода в форме гидридного иона (гидридный перенос). [c.149]

Тетрагидропроизводное фолиевой кислоты (см. ниже) используется в качестве кофактора в биологическом синтезе, во время которого отдельные углеродные атомы подвергаются окислению или восстановлению и переносятся на молекулы субстрата в форме группы —СНз, —СНзОН или —СНО. Рибофлавин (витамин Вг)—производное аллоксазина — входит в простетические группы ряда дегидрогеназ (ферментов, участвующих в реакциях окисления за счет переноса водорода). [c.309]

Впоследствии было найдено, что перенос водорода, обнаруженный в этом эксперименте, происходит во многих процессах биологического окисления ароматических молекул оно получило название Л /Я-сдви га Открытие этого аспекта процесса привело к совершенно новым представлениям о механизме биологического окисления. [c.156]

Вполне вероятно, что катализируемый или сенсибилизируемый светом перенос водорода имеет большое биологическое значение, но все же нельзя сказать, что такие процессы играют большую роль в органической химии. [c.356]

Перенос водорода от биологического донора водорода (ВНз) к НАД осуществляется согласно следующей схеме [c.566]

Мысль о переносе водорода как первом этапе окисления органического вещества в процессе дыхания впервые высказал в 1915 г. В. И. Палладия в своей известной речи Значение восстановлений для дыхания растений (См. Палладии В. И., Избранные труды. Изд. АН СССР, М., 1960), в которой он обобщил ряд своих ранее опубликованных работ по этому вопросу. Представление об активировании кислорода развил в начале нынешнего столетия А. Н. Бах, создавший пероксидазную теорию биологического окисления (См, Вах А, Н,, Собрание трудов по химии и биохимии, Изд, АН СССР, М,, 1950),— Прим. ред. [c.204]

У всех известных переносчиков водорода дыхательной цепи спектральные свойства претерпевают характерные изменения при окислении и восстановлении. Это позволяет следить за переносом водорода в дыхательной цепи с помощью спектроскопических методов. Спектроскопическое определение специфических соединений в биологических системах осложнено относительно большими неспецифичными изменениями в фоновом поглощении. Это затруднение преодолевают, применяя спектрофотометры двух типов. [c.221]

Бета-окисление ( 3-окисление) — распад жирных кислот на двууглеродные остатки уксусной кислоты — ацетил-КоА, которые далее окисляются в цикле лимонной кислоты. Биологическая химия — раздел биологии, изучающий химический состав, свойства молекул живых организмов и превращения веществ в процессе жизнедеятельности. Биологическое окисление — процесс ферментативного переноса водорода (электронов и протонов) от окисляемого вещества (акцептора) на другое вещество (донор), который сопровождается освобождением свободной энергии. [c.487]

Наиболее важная биологическая функция никотинамидных коферментов — их участие в переносе водорода (электронов и протонов) от окисляющих субстратов на другой субстрат в процессе клеточного дыхания. Поэтому их можно назвать субстратными дегидрогеназами. [c.142]

Существует несколько типов окислительно-восстановительных ферментативных реакций. Ферменты этого типа переносят водород или электроны и катализируют биологическое окисление (табл. 4.2). В их состав входят специфические коферменты. Они подразделяются в соответствии с донором, от которого переносят водород или электрон, или в соответствии с акцептором, к которому идет перенос. [c.139]

Биохимики раньше других столкнулись с реакциями переноса водорода, играющими большую роль в обмене веществ в организмах. Некоторые результаты работ биохимиков были использованы химиками-органиками в настоящее время применяемые методы окисления — восстановления как in vitro, так и in vivo все больше основываются на переносе водорода. В превосходной обзорной работе Фишера [32, стр. 159], охватывающей литературу до 1947 г., рассматривается вопрос о биохимическом окислении и восстановлении. Несмотря на то что с тех пор широко изучаемый биологический перенос водорода исчер- [c.356]

В живой клетке с помощью цепи сопряженных друг с другом ферментативных окислительно-восстановительных реакций осуществляется перенос водорода от субстрата к молекулярному кислороду. Относительно этих вопросов см. учебники, в которых освещены биологически важные процессы гидрирования — дегндрироваиня, которые осуществляются с помощью амида никотиновой кислоты (в козимазе), лактофлавина (в желтом окислительно-м ферменте) и ци-тохромов. [c.8]

Результаты, приведенные в табл. 2, показывают, что даже в благоприятных случаях перенос водорода осуществляется в очень Жестких условиях. Поэтому с препаративной точки зрения перенос водорода в гомогенной среде не особенно привлекателен. Кроме того, вряд ли можно будет найти более эффективные органические доноры, так как с повышением донорной активности всегда уменьшается стойкость. Однако вследствие близкой аналогии с биологическими системами гидраз гидрирование рассматриваемого здесь типа в ближайшем будущем, может приобрести большое значение. [c.349]

Биологическое окисление [4] катализируется ферментами, каждый из которых функционирует в соединении с коферментом, действующим в качестве переносчика электронов. Имеется многб ферментов окисления, но относительно немного коферментов. Именно последние определяют, будет ли процесс переноса электронов включать одиночные электроны, электронные пары и т. д, С переносом электронов связан процесс переноса водорода. Один из обсуждаемых ниже вопросов состоит в том, является ли описание окислительно-восстановительных реакций наилучшим в терминах переноса электронов или протонов, или, напротив, переноса частиц типа атома водорода или гидрид-иона. [c.581]

Тканевое дыхание — завершающий этап биологического окисления, в результате которого происходит перенос водорода (протонов, электронов) от НАД-Н и НАДФ-Н (возникающих прн первичном акцептировании водорода субстратов — кислот, компонентов цикла трикарбоновых кислот и других реакций) на молекулярный кислород. Процесс переноса водорода осуществляется при каталитическом участии ферментов цепи дыхания, в которой НАД является первичным звеном [c.321]

Завершающим этапом биологического окисления является тканевое дыхание, в результате которого происходит перенос водорода (протонов электронов) от субстрата (НАД-Н или сукцината) на молекулярный кис-лород. Этот процесс осуществляется при каталитическом участии системы коферментов, входящих в электроно-транспортную дыхательную цепь ми- I тохондрий животных тканей, последовательно осуществляющих реакции окислительно-восстановительных превращений. [c.559]

Названия их составляют по форме донор акцептор — оксидоредуктаза . Они играют основополагающую роль в процессах биологического окисления. Коферменты НАД или НАДФ являются акцепторами водорода, ферменты, катализирующие перенос водорода, называются дегидрогеназами, переносящие кислород к субстрату — оксигеназами. Пероксидазами называют ферменты, использующие в качестве акцептора водорода Н2О2. Оксидоредуктазы подразделяют на подклассы по критерию окисления тех или иных группировок, в частности от природы доноров водорода. Рассмотрим некоторые подклассы этих ферментов. [c.66]

Очень существенным в гипотезе Бертрана было утверждение, что коллоидным носителем марганца было белковое вещество. Только в его присутствии марганец приобретал каталитические свойства. Работы Бертрана, основанные на представлении об активировании кислорода, обязательном в случае биологического окисления, пртели к окончательному отказу от представлений о катализаторах биологического окисления, как неопецифических агентах. Оксидазы были отнесены к числу ферментов. Однако в силу того, что хотя общие представления Бертрана о механизме ферментативных реакций, связанных с переносом активных молекул или атомов, оказались поразительно близкими представлениям, разработанным гораздо позже применительно к явлениям переноса водорода при окислительных процессах, конкретный механизм окисления так и не был им вскрыт. [c.187]

Дискутируется вопрос о месте первого в электрон-транспорт-ной системе фотосинтеза и о месте второго в электрон-транспорт-ной системе дыхания. Как видно из опытов, эти вещества по функциональным группам идентичны п-бензохинону, образующемуся в результате окисления гидрохинона. Не исключено, что гидрохинон в цитохромоксидазной системе и и-бензохинон в реакции Хилла действуют как аналоги естественных веществ. Выше были указаны примеры, когда при применении в системах вместо простых фенолов более сложных фенольных веществ из растений получались аналогичные результаты. Все это свидетельствует о том, что опыты с простыми экзогенными веществами приносят пользу в деле познания окислительно-восстановительных процессов црирод-ных фенольных веществ в организмах. Возникает вопрос, в чем конкретно состоит биологическое значение рассмотренных здесь систем. Еще в начале нашего века Палладии [26] высказал предположение, что фенольные вещества в растениях выполняют функции переноса водорода с субстратов дыхания на молед улярный кислород. Изложенные здесь факты являются экспериментальным подтверждением этого предположения. Обнаружено, в том числе и нами [2], что полифенолоксидаза концентрируется в наружных частях растений. Так как растения дышат поверхностью, то не исключено, что система полифенолоксидаза — фенольное вещество выполняет важную роль в питании растений кислородом. Как сле- [c.144]

Кристаллический продукт, полученный из лимонов и обладавший свойствами витамина Р, оказался изоморфной смесью глюкозидов — гесперидина, эриодиктина и квер-цитрииа, которые при определенных условиях превращаются, друг в друга, представляя, таким образом, обратимую систему. По-видимому, эта система играет определенную роль в переносе водорода, участвуя таким путем в процессах биологического окисления. [c.167]

За последние годы выяснен механизм многих биологических окислительно-восстановительных реакций, и перенос водородных атомов (или электронов) от молекулы к молекуле считается самым существенным элементарным актом этих процессов. Так, Виланд [111, 112] объяснил перенос водородных атомов от субстрата (на-пример, глюкоза) к кислороду, а Клюйвер и Допкер [117] и Клюй-вер [118] истолковали различные анаэробные брожения как аналогичные переносы водорода к акцепторам, отличным от кислорода . [c.57]

Две коферментные формы этого витамина — никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и ни-котипамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) принимают участие в переносе водорода в различных биологических окислительно-восста-новительных реакциях. [c.231]

Последнее соединение реагирует с АТФ и образует, с отщеплением пирофосфатной группы, никотинамидадениндинуклео-тид (НАД). Из НАД возникает с присоединением еще одной фосфатной группы от АТФ другой кофермент. В этом кофер-менте остаток фосфорной кислоты присоединяется к углеродному атому рибозы в положении 2 или 3, считая от аденина, и получается никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Оба эти кофермента имеют большое значение в переносе водорода (и электронов) с субстрата на другие биологически активные вещества (см. рис. 49). [c.96]

Биологическое действие. Убихинон — очень важный кофермент процессов биологического окисления питательных веществ и образования энергии в клетках. Входя в состав компонентов дыхательной цепи в митохондриях, он осуществляет перенос водорода через мембраны к цитохро-мам. Кофермент О включен во многие пищевые смеси, которые используются для коррекции массы тела, повышения физической работоспособности, а также в растирочные препараты для улучшения энергообразования в суставах и мышцах. [c.125]

Кислород занимает особое место в этих процессах и является необходимым их компонентом. В живой клетке процессы биологического окисления связаны прежде всего с работой специальных редокс-цепей, по которым происходит перенос водорода и (или) электронов, отщепляемых от органических субстратов. Электронтранспортные кислород-зависимые пути и обеспечивающие их работу ферментные системы и коферменты обнаружены в самых различных мембранах клетки в митохондриях, эндонлазматическом ретикулуме, ядерной мембране, мембранах аппарата Голь-джи, в плазматической мембране. [c.2]

У аэробных организмов восстановленные формы переносчиков водорода вновь окисляются молекулярным кислородом в цепи переноса электронов, получившей название дыхательной цепи (на рис. 7-1 показано в центральной части рисунка под окружностью). Окисление NADH (восстановленного NAD+) кислородом характеризуется значительным уменьшением свободной энергии (при pH 7 величина ДС составляет —219 кДж-моль ) и сопровождается образованием трех молекул АТР (из ADP и неорганического фосфата). Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием (гл. 10), представляет собой главный путь накопления биологически полезной энергии (в форме АТР), высвобождающейся при расщеплении жиров в организме человека. [c.84]

Упомянутые выше наблюдения дают основание рассматривать эти акты биологического окисления (процессы дегидрирования) как удаление гидрид-иона Н- совместно с протоном Н+, а не как удаление двух атомов водорода. Таким образом, NAD+ и NADP+ обычно рассматривают как коферменты, акцептирующие гидрид-ион. Тем не менее важно учитывать, что оказалось невозможным установить окончательно, происходит ли перенос атома водорода к этим коферментам до или после переноса электрона или же протон и электроны переносятся одновременно, т. е. в форме Н . [c.238]

Биологическая роль. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД , являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов ряда других сложных белков —флавопротеинов. Некоторые флавопротеины в дополнение к ФМН или ФАД содержат еще прочно связанные неорганические ионы, в частности железо или молибден, наделенные способностью катализировать транспорт электронов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами. К первому относятся реакции, в которых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода, т.е. дегидрирование (отщепление электронов и протонов) исходного субстрата или промежуточного метаболита. К ферментам этой группы относятся оксидазы Ь- и О-аминокислот, глициноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза и др. Вторая группа реакций, катализируемых флавопротеинами, характеризуется переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. В каталитическом цикле изоаллоксазиновый остаток ФАД или ФМН подвергается обратимому восстановлению с присоединением электронов и атомов водорода к и ФМН и ФАД прочно связываются с белковым компонентом, иногда даже ковалентно, как, например, в молекуле сукцинатдегидрогеназы. [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология