Биохимические свойства

В технологической схеме БТС осуществляются последовательно процессы подготовки питательного субстрата и среды для культивирования микроорганизмов, собственно процесс ферментации, обеспечивающий получение биомассы или биологически активных продуктов метаболизма клеток, процессы выделения клеток или клеточных компонентов и получения готового продукта микробиологического синтеза. Часть типовых процессов биотехнологии аналогичны по своим рабочим характеристикам и аппаратурному оформлению процессам химических производств, однако во многих случаях особенности физико-химических и биохимических свойств питательных сред и биологически активных веществ определяют характер технологического и аппаратурного оформления биотехнологических схем. Рассмотрим некоторые из них. [c.45]

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

Расположение, или последовательность, аминокислот вдоль белковой цепи определяет первичную структуру белка. Первичная структура ответственна за неповторимую индивидуальность белка. Замена хотя бы одной аминокислоты может привести к изменению биохимических свойств белка. Например, серповидноклеточная анемия представляет собой генетическое (наследственное) заболевание, вызываемое единственной ошибкой в построении белковой цепи гемоглобина. Эта белковая цепь содержит 146 аминокислот. Первые семь аминокислот в нормальной цепи-валин, гистидин, лейцин, треонин, пролин, глутаминовая кислота и снова глутаминовая кислота. У человека, страдающего серповидноклеточной анемией, шестая аминокислота в этой цепи-валин, а не глутаминовая кислота. Замещение всего одной аминокислоты с кислотной функциональной группой в боковой цепи на аминокислоту с углеводородной боковой цепью настолько изменяет растворимость гемоглобина, что в конечном итоге приводит к нарушению нормального кровообращения (см. также разд. 12.8, ч. 1). [c.448]

Установление химического типа белков (и только белков ) является для чисто химических методов принципиально неразрешимой задачей, так как белки не являются классическими объектами органической химии. Они обладают практически неограниченной химической потенцией, и их исключительность состоит не в особой склонности к тем или иным, вполне определенным и характерным только для них химическим реакциям, а, напротив, в их универсальности. Химическое поведение белков характеризуется необозримо широким спектром действия, несопоставимым по своему функциональному многообразию с действиями любого другого класса молекул живой и неживой природы или соединений, синтезированных человеком. Именно благодаря универсальным биохимическим свойствам белков назначение генетического аппарата любого живого организма сведено только к их синтезу. В органической химии аналитические методы основаны на эмпирическом тестировании реакций, на выявлении тех химических особенностей, которые присущи лишь данному типу молекул или атомных групп. Со времени Бутлерова считалось незыблемым, что такому условию удовлетворяют все синтезируемые соединения. Не явились исключением здесь и жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Поэтому определение типов их молекулярного строения на чисто химической основе не встретило непреодолимых осложнений. Подчеркнем, что сказанное относится ко всем природным и синтетическим полимерам, в том числе и к ближайшим искусственным аналогам белков -полиаминокислотам. Таким образом, предпринятые после Фишера попытки решить с помощью органической химии структурную задачу белков не достигли и не могли достичь цели. История химии белка данного периода скорее свидетельствует об обратном - имевшее место увеличение количества химических данных о белках сопровождалось ростом неопределенности в понимании их химического строения. Изучение на такой основе белков не приближало, а, напротив, уводило в сторону от решения этой типичной по своей постановке для синтетической органической химии задачи. [c.65]

Условия переработки сельскохозяйственного сырья и получения продуктов питания, конструкции рабочих органов машин и аппаратов, оптимальные режимы их функционирования определяются совокупностью физико-химических и биохимических свойств пищевых сред. Можно выделить две группы свойств, общих для пищевых сред показатели качества продуктов питания и показатели технологических свойств сырья и полуфабрикатов на всех стадиях технологического процесса. [c.19]

Проницаемость производных гидрохинолина через модельные мембраны и их биохимические свойства [c.188]

Чтобы закончить с этой методической частью, следует добавить, что существуют и другие обычные, традиционные методы анализа множественных форм ферментов или белков и особенно всевозможные технические приемы хроматографии, иммунохимии или методы, основанные на биохимических свойствах ферментов (кинетика, сродство к субстрату, наличие кофакторов, стабильность при заданных pH или температуре). Однако очевидно, что благодаря весьма неплохой разрешающей способности, возможности одновременно анализировать много образцов (иногда в ничтожно малых количествах) и характеризовать молекулы с одинаковой активностью, электрофорез (и его основные разновидности — в градиенте акриламида и электрофокусирование) остается предпочтительным методом для изучения биохимического полиморфизма в том смысле, как он определяется. [c.41]

Германий и олово являются биологически активными элементами, однако их физиологические и биохимические свойства изучены пока недостаточно. [c.228]

Процесс развития животного из оплодотворенного яйца — одно из наиболее замечательных биологических явлений. Из первых, очень сходных между собой эмбриональных клеток в ходе всего нескольких клеточных делений возникают дифференцированные органы и ткани, такие, как печень, мозг, почки, кожа и эритроциты. Дифференцированные клетки характеризуются, как правило, высокоспециализированными биохимическими свойствами. Так, эритроциты содержат гемоглобин, тогда как в мышечных клетках в больших количествах образуются миозин и актин. В эндокринных клетках поджелудочной железы синтезируются инсулин и глюкагон, а в экзокринных-—пищеварительные ферменты, которые секретируются в пищеварительный тракт. В целом считается, что в клетках специализированных тканей одновременно транскрибируется не более 10% общего количества генов (исключение составляет ткань мозга см. разд. Б, 8). Методом химического анализа четко установлено, что специализированные клетки содержат нормальное количество ДНК, т. е. полный набор генов, но 90% этого количества не функционирует. [c.352]

Исследования биохимических свойств нуклеиновых кислот, в особенности рекомбинантных ДНК [c.776]

Сущность генетической инженерии сводится к целенаправленному конструированию генетических систем вне организма с последующим введением их в живой организм. При этом рекомбинантные ДНК становятся составной частью генетического аппарата реципиентного организма и, кроме того, они привносят в него новые генетические и физиолого-биохимические свойства, полезные для человека. К числу таких свойств можно отнести синтез аминокислот и белков, гормонов, ферментов, витаминов и др. [c.115]

Известно довольно много природных фторсодержащих соединений . Биохимические свойства этих соединений и фторсодержащих лекарственных препаратов требуют дальнейшего изучения. [c.321]

Чтобы повысить производительность машин, предназначенных для выполнения операций I класса, необходимо сократить продолжительность как технологического, так и транспортного процессов, т.е. как так и 7 р. Значения технологического и транспортного перемещений полностью определяются геометрическими размерами заготовок, поэтому уменьшение времени на выполнение технологического и транспортного процессов может быть достигнуто только увеличением соответствующих скоростей. Повышение же транспортной скорости ограничивается допустимыми значениями ускорений движения исполнительных органов машин, а увеличение технологической скорости — ее допустимыми значениями, определяемыми физико-механическими, теплофизическими и биохимическими свойствами, т.е. технологическими свойствами обрабатываемого материала. Эти обстоятельства и являются тормозом в повышении выпуска изделий машинами, реализующими операции I класса. [c.43]

Стратегические проблемы синтеза полипептидов и полинуклеотидов носят существенно иной характер. Здесь также требуется последовательное построение необходимых межмономерных связей и, следовательно, применение эффективных и общих методов создания амидной и фосфодиэфирной связей соответственно. Однако в отличие от типичных полисахаридов эти биополимеры состоят из линейных, но нерегулярных последовательностей не идентичных мономерных звеньев. Именно эта специфическая последовательность определяет уника,тьные химические, физические и биохимические свойства каждого из этих биополимеров. Таким образом, стратегической проблемой в синтезе этих соединений является обеспечение строго определенной последовательности мономерных звеньев в растущей полнпептидной или полинуклеотидной цепи, тогда как задача построения самих межмономерных связей низводится на тактический, рутинный уровень. Очевидно, что для построения таких нерегулярных полимерных цепей реакции типа полимеризации или поликонденсации принципиально неприменимы (в противоположность синтезу регулярных полисахаридов), а присоединение к растущей цепи каждого очередного мономерного звена превращается в самостоятельную операцию, требующую собственного набора реагентов и условий ее проведе- [c.298]

В первых главах представлена информация о современных методах химического исследования белков и основных биохимических свойствах этих биологических соединений, прежде всего рассмотрены свойства, важные при извлечении и использовании растительных белков. В двух последующих главах излагается состояние знаний о взаимодействиях белков с другими компонентами, взаимодействиях, которые могут быть благоприятными или вредными. Все это относится к области биохимии. [c.7]

При эмпирическом подходе и обсуждении пространственного строения белковых молекул речь всегда идет лишь о конфигурации полипептидной цепи при полном игнорировании конформационных возможностей боковых цепей аминокислотных остатков. Между тем, именно взаимодействия боковых цепей, в которые входят около двух третей атомов молекулы белка, ответственны в наибольшей степени за стабилизацию и уникальные физические и биохимические свойства нативной конформации природной гетерогенной аминокислотной последовательности. В силу этого обстоятельства на локальных участках белковой цепи в зависимости от аминокислотного порядка возможна реализация самых разнообразных структур, причем, главным образом, нерегулярных. Представление о том, что у гетерогенной последовательности наиболее компактными, энергетически предпочтительными во всех случаях оказываются только структуры с регулярной основной цепью, не подкрепляется физическими соображениями общего характера, противоречит экспериментальным данным и результатам теоретического анализа. У белков с нерегулярным расположением вдоль цепи боковых радикалов пространственные структуры с регулярными формами основной цепи, очевидно, не могут во всех случаях обеспечить максимальное число эффективных внутримолекулярных контактов, а поэтому не могут быть всегда самыми стабильными. [c.80]

Предлагаемый Справочник может служить прекрасным пособием, отвечающим самым строгим требованиям к подобным изданиям. Большая заслуга авторов состоит в логичной, хотя и не совсем традиционной для справочника систематизации материала она сделана с учетом прежде всего биохимических функций, что позволяет быстро находить описание соединений самых различных классов в интересующей читателя области. Не меньшее удовлетворение у читателя должен вызвать и тот факт, что авторы не просто ограничились перечислением многих соединений с описанием их химических и физико-химических свойств, но и в подавляющем большинстве случаев дали указания на оригинальные работы, где описаны биохимические свойства, методы выделения или синтеза кроме того, по возможности приводятся способы применения в медицине, фармакологии, агрохимии и других областях. Особую ценность представляют уникальные в справочной литературе разделы по субстратам ферментов, ингибиторам биохимических процессов, биохимическим реагентам. В книгу вошли также очень важные для экспериментаторов разделы, касающиеся описания конкретных аналитических методик, методов приготовления растворов различных реагентов, буферных систем, физиологических сред при этом многочисленные таблицы в этих разделах чрезвычайно облегчают практические лабораторные расчеты. Хотя справочник и не претендует на исчерпывающее представление всех сведений о химических соединениях, материалах и методах, вовлеченных в орбиту биохимических исследований, тем не менее он охватывает подавляющее большинство важнейших и наиболее часто используемых из них. Этой книгой можно пользоваться и как методическим руководством, и как учебным пособием для биохимических практикумов и наконец, как сборником ценных лабораторных прописей для повседневной работы. [c.6]

Биохимические свойства ви/ -триазолов [c.324]

Биохимические свойства вв -триазолов [c.324]

Часто некоторые клетки перевиваемых первичных клеточных культур претерпевают генетические изменения, в результате которых ускоряется их рост. Культуры клеток, которые при этом приобретают селективные преимущества, оказываются способными к неофаниченному росту in vitro и называются устойчивыми клеточными линиями. Одни клеточные линии сохраняют основные биохимические свойства исходных клеток, другие нет. У больщинства клеток, способных к неофаниченному росту, имеются значительные хромосомные изменения, в частности отмечается увеличение числа одних хромосом и потеря других. В молекулярной биотехнологии устойчивые клеточные линии иногда используют для размножения вирусов и для выявления белков, которые кодируются клонированными последовательностями ДНК. Кроме того, они применяются для крупномасиггабного производства вакцин и рекомбинантных белков. [c.28]

Как это часто случается, изучение биохимических свойств коферментов привело к выделению весьма необычной области органической химии. Коферменты — это природные соединения, однако вполне определенные представления о их структурах делают коферменты идеальными объектами исследования при разработке идеи структурно-функционального соответствия с иомощью методов биоорганической химии [273]. В данной главе мы уделим внимание прежде всего этой проблеме и особо созданию систем, мО делирующнх действие коферментов. [c.398]

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ ГИДРОХРШОЛРША ЧЕРЕЗ МОДЕЛЬНЫЕ МЕМБРАНЫ И ИХ БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА [c.85]

Мочевая кислота образуется в организме взрослого человека в качестве побочного продукта ее концентрация в моче составляет около 0,5 г/24 ч. Более высокое содержание мочевой кислоты приводит к мочекаменнойболез-ни — камни в почках и мочевом пузыре богаты мочевой кислотой отл ожение кристаллов мононатриевой соли мочевой кислоты в суставах вызывает болезненные симптомы подагры — очень широко распространенного заболевания человека. Содержание мочевой кислоты в моче человека может представлять интерес с точки зрения эволюционной теории, поскольку большинство животных полностью разлагают мочевую кислоту до ее выделения из организма. Известно, что многие больные подагрой более раздражительны (даже при отсутствии болевых симптомов), чем здоровые люди. Поэтому было высказано предположение, что присутствие мочевой кислоты в организме предоставляет людям некое эволюционное преимущество, обусловливая их повышенную агрессивность. Эта точка зрения еще далеко не доказана, но она может оказаться интересным связующим звеном между биохимическими свойствами и поведением ншвых организмов. [c.399]

В случаях, когда биологически активные вещества разрушаются при традиционных методах измельчения и сущки, применяют технологию криогенного измельчения и сущки свежего лекарственного растительного сырья. При этом ингибируются такие биохимические процессы, как перекисное окисление липидов, денатурация и диссоциация белковых молекул, пигментация, которые необратимо меняют биохимические свойства веществ, содержащихся в сырье. Криогенная переработка растительного сырья позволяет полностью сохранить нативную структуру не только находящихся в нем витаминов, но и молекулярных комплексов, содержащих широчайший спектр необходимых человеку микроэлементов. Этот факт чрезвычайно важен для полноценного усвоения витаминов и микроэлементов организмом человека. Практика внедрения криогенных перерабатывающих технологий показала, что наиболее оптимальным является вариант их комбинированного применения, позволяющий совместить целый ряд промежуточных технологических этапов и приводящий к значительному уменьшению затрат на дорогостоящее криогенное оборудование и производственные площади. Кроме того, определенные комбинации криогенных технологий позволяют получить принципиально новые продукты переработки. К ним можно отнести реструктурированные водные растительные экстракты, содержащие активные фрагменты витаминов, сложных эфиров и аминокислот жирорастворимые фракции с витаминами А, Е, К, Р, получаемые из криосублимированного растительного сырья растительную клетчатку, очищенную от ненасыщенных жирных кислот и содержащую водорастворимые витамины С, Р и основные микроэлементы. [c.480]

Сравнение биохимических свойств большинства 115-глобули-нов бобовых показывает, что у многих из них имеются большие аналогии. Так, легумины конских бобов и гороха имеют одинаковые константы седиментации, близкие к 125, и молекулярные массы около 350 ООО Да. Кроме того, как и в случае с соей, речь идет о белках, состоящих из 12 субъединиц — шести а-субъединиц с кислотными свойствами и шести р-субъединиц с основными свойствами (с молекулярными массами соответственно 40 000 и 20 000 Да), связанных дисульфидными мостиками. Райт и Боултер [123] предположили, что легумин конских бобов имеет структуру оерб. Мосс и Пернолле [84] полагают, что здесь речь идет скорее о структуре (а—р)б, в которой субъединицы аир представляют собой половинки двухцепочечных белков, соединенных дисульфидными мостиками. [c.160]

Среди многочисленных компонентов биосистем молекулярного уровня исключительная роль в процессах жизнедеятельности, бесспорно, принадлежит белкам. Активно участвуя практически во всех протекающих в клетках и организме процессах, они наделены поистине универсальными биофизическими и биохимическими свойствами. Белки обладают способностью к взаимному превращению всех необходимых для жизни видов энергии тепловой, механической, химической, электрической и световой. Кроме того, они входят в состав соединительных и костных тканей, кожи, волос и других структурных элементов всех уровней живого организма, выполняя динамическую опорную функцию и обеспечивая нежесткую взаимосвязь органов, их механическую целостность и защиту. Нет смысла перечислять все функции белков, спектр их действия огромен. Отметим лишь, что по разнообразию своих физических и химических проявлений белки несопоставимы с возможностями любого другого класса соединений живой и неживой природы. Они "умеют" делать все, и именно поэтому назначение генетического аппарата любого живого организма сведено к хранению информации только о белках и к их синтезу. Биосистемы всех уровней, в том числе и молекулярного, можно считать "произведениями" белков. При функциональной универсальности природных аминокислотных последовательностей деятельность каждого отдельного представителя этого класса уникальна в отношении функции, механизма действия, природы лиганда и внешней среды. И, наконец, белки проявляют высочайшую активность в физиологических, мягких условиях и не образуют при своем функционировании побочных продуктов. [c.50]

В последние годы все большее внимание начинает уделяться созданию методов расчета конформационных состояний боковых цепей аминокислотных остатков. Пробуждающийся интерес к этой задаче оправдан, поскольку именно боковые цепи, в которые входят две трети атомов Селковой молекулы, в значительной мере определяют форму основной цепи и нативную конформацию белка в целом, а следовательно, его биофизические и биохимические свойства. Однако в подавляющем большинстве случаев сейчас, как и ранее, авторы теоретических и эмпирических исследований структурной организации пептидов и белков продолжают исходить из предположения, что конформационное состояние основной цепи определяет ориентации боковых цепей, а не наоборот. Если бы это было действительно так, то структуры всех белков, имеющих одинаковые основные цепи, мало чем отличались бы друг от друга. По аналогичной причине в рассматриваемых ниже работах, которые посвящены полной реконструкции трехмерной структуры белка, задача решается чисто формальным образом, вне связи с физикой реального механизма свертывания белковой цепи в нативную конформацию. Ориентации боковых цепей рассчитываются при фиксированной форме основной цепи, которая [c.525]

Ферменты природного происхождения, являясь катализаторами биохимических реакций, отличаются от обычных химических катализаторов высокой специфичностью, в силу которой действуют строго на одно вещество (субстрат) или очень небольшое число близких по химической структуре веществ. Данная особенность обеспечивается уникальной структурой активных центров ферментов, определяющих эффективность связывания только со своим субстратом и исключающих связывание других веществ. Классическим постулатом энзимологии является стерическое соответствие структуры молекулы субстрата структуре активного центра фермента, то есть каждый фермент подходит к субстрату, как ключ к отпираемому замку. В то же время степень специфичности ферментов варьирует. Принято различать абсолютную, абсолютную групповую, относительную групповую и оптическую виды специфичности. Абсолютная предусматривает только сродство к одному субстрату, не взаимодействуя даже с родственными по структуре субстратами. Примером может служить фермент уреаза (карбамидаминогидролаза), катализирующая гидролиз мочевины. Этот фермент был выделен в ГНЦЛС из семян столовых арбузов доказана его специфичность, изучены основные биохимические свойства [18, 19]. [c.163]

Полученный таким способом стабильный штамм с делетированной кодирующей А[-пеп-тид последовательностью не синтезировал активный энтеротоксин и при этом сохранял все остальные биохимические свойства патогенной формы V. holerae. Проводимые в настоящее время клинические испытания эффективности этой формы как противохолерной вакцины пока не дали однозначного результата. Вакцина обеспечивает почти 90%-ную защиту от холеры, но у некоторых испытуемых наблюдаются побочные эффекты. Возможно, понадобится изменить другой хромосомный локус этого штамма, чтобы можно было использовать его как вакцину. [c.236]

В структурном отношении эти новые антибиотики мало отличаются от актинородина, ме-дермицина, гранатицина и гидрогранатицина и, вероятно, образуются в том случае, когда промежуточный продукт одного пути биосинтеза служит субстратом для фермента другого пути. Когда будут детально изучены биохимические свойства различных путей биосинтеза антибиотиков, появится возможность создавать новые уникальные высокоспецифичные антибиотики, манипулируя генами, которые кодируют соответствующие ферменты. [c.260]