Фосфорилирование, методы окислительное

Метод ДМВ весьма эффективен и в исследованиях другого гемсодержащего белка — цитохрома с. Цитохром с участвует в переносе электрона в цепи окислительно-восстановительного фосфорилирования и атом Ре гема окисляется и восстанавливается (см. стр. 98). Очевидно, что причины различного [c.449]

Концепция промежуточных фосфониевых ионов или мономерного метафосфата в качестве сильных фосфорилирующих агентов привела к методу окислительного фосфорилирования [103], которое можно изобразить следующей общей реакцией [c.330]

Два цитохрома ведут себя особым образом и представлены табл. 10-6 дважды. Потенциал цитохрома Ьт в средней точке меняется от —0,030 В в отсутствие АТР до +0,245 В при высоких концентрациях АТР. С другой стороны, значение Е° для цитохрома Сз =+0,385 В снижается в присутствии АТР до 0,155 В. Этот сдвиг потенциала дает основание думать, что с синтезом АТР сопряжено окнс- ление высокоэнергетической восстановленной формы цитохрома OtJ В присутствии высоких концентраций АТР образование этого проме-i Жуточного соединения путем восстановления оказывается более труд- ным (разд. Д, 9,а). Противоположное по направлению изменение для цитохрома Ьт свидетельствует о том, что высокоэнергетической этом случае является окисленная форма [уравнение (10-11)]. Правомерность таких выводов зависит от точности и достоверности, с какова спектроскопические методы позволяют измерять отношение [окисл.]/[восстан.]. На основании этих результатов делали даже вывод о том, что цитохромы Ьт и аа непосредственно участвуют в процессе окислительного фосфорилирования [72—75]. Однако с этим далеко не все согласны [77]. [c.409]

Современное состояние наших знаний в этой области достигнуто благодаря использованию целого ряда экспериментальных подходов. К ним относятся 1) применение более совершенного спектроскопического оборудования для измерения содержания переносчиков (НАД, флавопротеидов, цитохромов) и кинетики их восстановления и окисления в разнообразных дыхательных органеллах 2) использование разнообразных методов, позво-ляюш их удалять из митохондрии ферменты, участвующие в окислении субстратов, окислительном фосфорилировании и других реакциях, связанных с дыханием, с тем чтобы можно было исследовать лишь те реакции, которые ответственны за перенос электронов 3) дальнейшее дробление митохондрий и дыхательных субчастиц для получения комплексов дыхательных ферментов, свободных от структурных белков эти комплексы можно подвергать дальнейшей очистке для получения гомогенных препаратов и исследования свойств, функций и взаимосвязи их компонентов 4) воссоздание цепи переноса электронов с использованием вышеупомянутых препаратов совместно с растворимыми ферментами 5) использование ингибиторов дыхания. [c.389]

Одной из основных проблем современной биохимии является выяснение механизма превращения энергии, выделяющейся в результате взаимодействия связей С — Н с кислородом с образованием двуокиси углерода и воды в энергию фосфоангидридной связи АТФ — единой платежной единицы в процессах переноса химической энергии, используемой для большого числа синтетических и метаболических функций. Если энергетическое сопряжение имеет химический механизм (хотя это еще не очевидно [185]), то оно может происходить либо непосредственно через окисление некоторых легко образующихся низкоэнергетических фосфатных производных до высокоэнергетических форм, которые могут затем переносить фосфат на АДФ, давая АТФ, либо через окисление некоторых других низкоэнергетических молекул до высокоэнергетических форм, которые могут дать макроэргический фосфат через серию реакций переноса. В последнее время стало известно несколько примеров такого активационного процесса, в котором происходит образование высокоэнергетического тиолового эфира при окислении альдегида. Тиоловый эфир может реагировать дальше, давая ацилфосфат и при известных обстоятельствах АТФ. Этот тип активации является ответственным за образование макроэргических фосфатных связей на субстратном уровне фосфорилирования, в котором метаболит, подвергающийся окислению, превращается в активированный продукт. В настоящее время, однако,еще нет уверенности, что аналогичный процесс происходит при многоступенчатом переносе электронов между субстратом и кислородом, который является ответственным за освобождение большей части энергии в аэробном метаболизме. Интерес к этой проблеме стимулировал поиски реакций, в которых фосфатная группа превращается в энергетически богатую форму посредством окислительного процесса, что может служить моделью реакций с природным коферментом. Хотя в настоящее время еще нет доказательств, что какой-либо процесс такого рода ответствен за окислительное фосфорилирование, эти исследования интересны с химической точки зрения и в качестве источника некоторых потенциально полезных синтетических методов. [c.132]

В ряде опытов определяли внутриклеточное содержание минерального фосфора и АТФ. Для этого пластинки отделяли от суспензионной среды центрифугированием, промывали рх, надосадочную жидкость отбрасывали и после осаждения белков трихлоруксусной кислотой определяли содержание минерального фоа ра и АТФ указанными выше методами. После инкубации взвеси пластинок в атмосфере кислорода или азота при добавлении глюкозы содержание АТФ внутри клеток или не изменялось или несколько увеличивалось. Если можно говорить о том, что в анаэробных условиях постоянство содержания АТФ поддерживается посредством гликолиза, то в аэробных условиях ресинтез аденозинтрифосфата может осуществляться как при протекании окислительных процессов, так и аэробного гликолиза. Для получения данных о ресинтезе АТФ за счет окислительных процессов необходимы условия, исключающие одновременно идущий гликолиз. Представлялось наиболее целесообразным провести исследование окислительного фосфорилирования на изолированных митохондриях пластинок [14. [c.137]

В этой главе мы рассмотрим результат , , полученные частично с помощью метода флеш-фотолиза, но в основном методом импульсного радиолиза. касающиеся компонентов электронтранспортной цепи окислительного фосфорилирования NAD флавина, убихинона пластохинона и цитохрома с, В основном будут рассмотрены результаты имеющие отношение к биологическим функциям указанных компонентов. [c.234]

Метод замораживания и хранения изолированных митохондрий. Митохондрии — четко выраженная мембранная структура с весьма тонкой архитектоникой, содержащая системы дыхания и окислительного фосфорилирования. Митохондрии нельзя хранить в изолированном состоянии при комнатной температуре, так как они быстро разрушаются. При температурах порядка О—4°С митохондрии в средах выделения можно сохранять не более 1—2 ч, так как они подвергаются ишемии и гибнут в результате быстрого развития процессов перекисного окисления липидов и денатурации ферментативных комплексов, регулирующих окислительное фосфорилирование. Замораживать митохондрии можно под защитой криопротекторов — диметилсульфоксида (ДМСО) или полиэтиленоксида (ПЭО). Для этого свежую печень крыс измельчают ножницами в холодной стандартной среде выделения и навеску заливают 9-кратным объемом этой среды. После измельчения в гомогенизаторе типа стекло — тефлон в течение 30—40 с гомогенат центрифугируют при 600 об/мин в течение 10 мин, надосадочную жидкость — при 6000 об/мин в течение 15 мин. Митохондрии, находящиеся в осадке, суспендируют в 2 мл сре- [c.74]

В литературе есть достаточно сообщений о патологиях, сопровождающихся тем или иным нарушением в системе окислительного фосфорилирования. По-видимому, таких сообщений было бы гораздо больше, если бы врачи располагали простыми методами диагностики подобных нарушений. [c.240]

Каждый из нас легко отличит растение от зверя или птицы. Более того, обычно нетрудно определить, какому организму - растительному или животному - принадлежит отдельная клетка, хотя иногда эта задача ставит в тупик. При внимательном исследовании клетки - ее цитоплазмы, органелл и, наконец, отдельных химических компонентов на первый план начинают выступать уже не различия, а черты сходства между двумя царствами живой природы. Лишь с помощью весьма тонких методов можно отличить митохондрии, ядра, рибосомы или составные части цитоскелета растительных клеток от соответствующих органелл клеток животных. Специфика растительной и животной жизни проявляется не в таких фундаментальных особенностях молекулярной организации живого, как репликация ДНК, биосинтез белков, окислительное фосфорилирование в митохондриях или конструкция клеточных мембран, а в более специализированных функциях клеток и тканей. [c.382]

В реакциях использовались дихлорангидриды алкилфосфиновых кислот, полученные из нормальных парафиновых углеводородов методом окислительного фосфорилирования [4, 5] и разделенные ректификацией на изомеры [6]. [c.80]

Важным методом изучения цепи переноса электронов является разделение митохондриальных мембран на фрагменты, сохраняющие способность катализировать отдельные реакции цепи. Существует много методов, используемых для получения субмитохондриальных частиц. Широкоизвестный препарат Кейлина—Хартри из сердечной мышцы получают гомогенизацией митохондрий и осаждением фракций при низких значениях pH. Хотя получаемые в результате частицы имеют низкое-содержание цитохрома с и не способны к окислительному фосфорилированию, они активно дышат . С помощью ультразвука был получен другой тип переносчиков электронов. Под электронным микроскопом такие-частицы выглядят как маленькие образованные мембранами пузырьки,, напоминающие митохондриальные кристы. [c.399]

В кишечнике часть поступившего с пищей тиамина всасывается методом простой диффузии. Далее в печени при помощи фермента тиаминфосфокина-зы происходит его фосфорилирование и образование моно-, ди- и трифосфатов тиамина, причем наиболее активен тиаминпирофосфат (ТПФ) — кофермент ряда окислительно-восстановительных ферментов. После деградации ТПФ тиамин подвергается биотрансформации, в частности происходит деметилирование пиримидинового кольца и конъюгация с цистеином. Образовавшиеся конъюгаты выводятся с мочой. [c.108]

Метод Варбурга, применяемый для исследования окислительных процессов в тканях и окислительного фосфорилирования, не пригоден для массового обследования животных, так как он трудоемок, требует затраты большого количества времени. В настоящее время все более широкое распространение получают методы полярографического исследования определение кислорода в гомогенатах и срезах тканей, изучение переноса электронов и энергии в дыхательные цепи, а также исследование напряжения кислорода в тканях методом вживления электродов (И. М. Эпштейн, 1960 М. Н. Кондрашова, 1965 Н. В. Саноцкая, 1961). [c.230]

В литературе (главным образом патентной) описано несколько методов получения подобных фосфоркремнийсодержащих соединений. Чернышев и Петров [1,2] предложили использовать для этого реакцию окислительного фосфорилирования алкилхлорсиланов [c.145]

Начало биохимическому подходу к изучению обмена веществ было положено исследованиями катаболизма и в особенности дыхания и брожения. При этом биохимики условились при изучении окислительно-восстановительных потенциалов обозначать окислительный потенциал как - -ие, тогда как физикохимики обычно обозначают окислительный потенциал как —ае. Подобным же образом, в термодинамике биохимиков интересует теплота сгорания тех или иных соединений и в качестве исходных продуктов они рассматривают продукты полного сгорания (СО2 и Н2О). Для физикохими-ков же исходным состоянием является состояние элементов при стандартных условиях. Таким образом, макроэргические соединения обладают сравнительно большой теплотой сгорания, но сравнительно малой теплотой образования. В этом смысле жиры и углеводы— это макроэргические соединения. Однако Липман использовал свой термин только применительно к тем соединениям, при гидролизе которых происходит значительное изменение свободной энергии. Поскольку, как оказалось, современные методы дают более низкие значения для свободной энергии гидролиза, в настоящее время наибольшее внимание уделяется ангидридосоединениям. Проблема анаболизма в значительной степени является проблемок создания ангидридных связей в водном окружении клетки. Процесс окислительного фосфорилирования, при котором из АДФ и неорганического фосфата (Фн) образуется АТФ, рассматривается в гл. 5, но здесь мы хотим обратить внимание читателя на возможное значение окислительного фосфорилирования в липидных мембранах митохондрий. [c.89]

Найдена общая реакция окислительного амииирования, приводящая к синтезу разнообразных фосфазосоединений, в том числе RN = PR s, где R —галогены, алкилы, арилы, оксарилы, оксиалкилы и т. п. Изучена реакция фосфорилирования нитрилов, на основе чего был предложен метод фосфорилирования непредельных соединений. В 1959—1960 гг. был разработан удобный способ синтеза двухиодистого фосфора, который используется для получения иодсодержащих фосфорорганических комплексов, а из них третичных фосфинов. [c.91]

В последнее время было показано, что сложные ферментные системы, катализирующие процессы тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования и т. д., неразрывно связаны с рядом внутриклеточных субмик-роскопических структур цитоплазмы и ядра. Некоторые из этих структур различимы только под электронным микроскопом. На этом субмикроскопи-ческом уровне ферменты составляют функционально единое целое со структурой клетки. Митохондрии, например, можно, по-видимому, рассматривать как своеобразные организованные белково-липоидные комплексы ферментов. В ряде случаев в системах, включающих эти субмикроскопиче-ские клеточные структуры, можно воспроизводить in vitro сложнейшие биохимические процессы тканевого дыхания — окисление ряда субстратов до СОа и НаО, окислительное фосфорилирование и другие превращения, которые обычно протекают в живых клетках. Поэтому при изучении механизма тканевых окислительно-восстановительных процессов, биосинтеза белка и т. д. весьма важное значение приобрели методы дифференциального центрифугирования субклеточных структур — митохондрий, рибосом, ядер, гиалоплазмы и т. д. [c.134]

Еще мало изученным, но перспективным методом получения кислых фосфатов является окислительное фосфорилирование спиртов моноалкилфосфитами по Тодду [c.161]

В интактных митохондриях дыхательная цепь относительно недоступна для экспериментального анализа Однако путем обработки митохондрий ультразвуком можно получить функционально активные субмитохондриальные частицы - обрывки крист, замкнувшиеся в маленькие пузырьки около 100 нм в диаметре (рис. 7-23). При использовании метода негативного контрастирования на электронных микрофотографиях субмитохондриальных частиц видно, что их наружная поверхность усеяна крошечными шариками, прикрепленными к мембране с помощью ножки (рис. 7-24). В интактных митохондриях эти грибовидные структуры локализованы на внутренней (обращенной к матриксу) стороне внутренней мембраны. Таким образом, субмитохондриальные частипы представляют собой как бы вывернутые наизнанку фрагменты внутренней мембраны поверхности их, ранее обращенные к матриксу, обращены теперь к окружающей среде. В результате на них легко воздействовать теми не проходящими через мембрану веществами, которые в обычных условиях находились в матриксе. При добавлении NADH, ADP и неорганического фосфата эти частицы осуществляют перенос электронов с NADH на О2, сопрягая это окисление с синтезом АТР. Такая бесклеточная система дает возможность вьщелять в функционально активной форме многочисленные белки, ответственные за окислительное фосфорилирование. [c.447]

В экспериментах, проведенных в 1974 г., было очень наглядно показано, как работает АТР-синтетаза К тому времени уже были разработаны методы введения интегральных мембранных белков, предварительно солюбилизированных с помощью детергента, в липидные пузырьки (липосомы), приготовленные из очищенных фосфолипидов (см. разд. 6.1.2). Это позволило создать гибридную мембрану, которая одновременно содержала очищенную митохондриальную АТР-синтетазу и бактериородопсин, выполняющий у бактерий функцию светозависимого протонного насоса (см. разд. 6.2.7). При освещении таких пузырьков протоны, накачиваемые внутрь бактериородопсипом, выходили наружу через АТР-синтетазу, и в результате в окружающем растворе накапливался АТР (рис. 7-25). Так как прямое взаимодействие между бактериальным протонным насосом и АТР-синтетазой млекопитающих вряд ли возможно, этот эксперимент указывает на то. что и в митохондриях активный перенос протонов и синтез АТР - это, по всей вероятности, два раздельных процесса в общем механизме окислительного фосфорилирования. [c.448]

Более того, мембраны митохондрий различаются по содержанию холестерина, который локализован преимущественно в наружной мембране. В связи с этим ее липиды слабо защищены от термотропных фазовых превращений, поэтому последние возникают уже при умеренно пониженных температурах. Методом электронно-микроскопической криофрактографии обнаружено, что при температурах —(5—15)°С в мембранах митохондрий выявляется отчетливое фазовое разделение липидов. При этом дыхательная активность и окислительное фосфорилирование митохондрий резко снижаются, из матрикса в среду выходят [c.28]

В гл. 7 было показано, что степень сопряжения для системы с термодинамической линейностью можно получить из отношения входного потока в состояниях статического напора и установившегося потока [уравнение (7.47)]. К сожалению, в митохондриях и хлоропластах трудно поддерживать установившийся поток по фосфорилированию или транспорту протонов. В первом случае аденилаткиназная реакция не позволяет достаточно сильно снизить отношение АТФ/АДФ, а во втором — быстрое нарастание электрического потенциала обычно подавляется даже в сильно забуференных системах. Однако состояние статического напора можно получить за несколько секунд. Роттенберг [29] предложил метод определения степени сопряжения, который снимает проблему установившегося потока без слишком сложных измерений. Этот подход основан на классическом определении коэффициента дыхательного контроля. Он включает сопоставление статического напора (состояние 4 для окислительного фосфорилирования) и подходящего стандарт- [c.327]

Определение окислительного фосфорилирования чаще всего проводится по методу Чанса-Вильямса ( han e, Williams, 1956). Метод основан на том, что в отсутствии АДФ фосфорилирование не идет. Окисление же имеет определенную величину. При добавлении АДФ в инкубационную среду начинает идти фосфорилирование и происходит стимулирование окислительной активности митохондрий. Когда весь АДФ превратится в АТФ, окислительная активность снижается. Р/0 рассчитывается по отношению молярного количества добавленного АДФ к количеству стимулированного им поглощения кислорода (Р/0=АДФ/0). При определении окислительного фосфорилирования необходимо учитывать дыхательный контроль (ДК) - отношение скорости окисления в присутствии АДФ к скорости окисления после исчерпания АДФ (Estabrook, 1967). [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология