Отношение органических катализаторов к ферментам

Каждый из первооткрывателей каталитических реакций находил свои, главным образом чисто физические, объяснения к наблюдаемым им явлениям. И хотя все эти объяснения в конечном счете были направлены к одной цели — найти причины неучастия масс катализатора в стехиометрических уравнениях, цельного представления о катализе не существовало вплоть до 3 -х годов XIX в. Лишь в 30-х годах появились попытки объединить известные тогда отдельные каталитические реакции [1, 2] в одно целое. Наиболее удачной из этих попыток явилось обобщение Берцелиуса [3], открывшее в химии эпоху катализа. Несмотря на различные формы каталитических явлений, Берцелиус увидел в них некое единство, имеющее важное значение в химии. Превращение сахара в углекислоту и спирт под влиянием ферментов, разложение перекиси водорода в присутствии платины, гидролиз с помощью серной кислоты крахмала до сахара и, наконец, многочисленные химические процессы, совершающиеся в живой природе, он объединил одной общностью причин и назвал эту общность каталитической силой, или каталитической способностью вещества. Берцелиус показал, что эта сила (теперь бы мы сказали каталитическая активность, что совершенно не изменяет существа дела), свойственна как неорганической, так и органической природе [3]. Он не дал и не мог дать объяснений ее природы. Однако указал на то, что каталитическая способность многих как простых, так и сложных тел в твердом виде и в форме раствора является одним из проявлений электрохимических отношений материи [3]. [c.8]

ОТНОШЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ К ФЕРМЕНТАМ [c.121]

Гл. VI. Отношение органических катализаторов к ферментам [c.126]

При хранении вследствие гидролиза и окисления жиры изменяются в зависимости от состава и условий хранения под действием фермента липазы, расщепляющего жир на глицерин и соответствующие жирные кислоты (гидролиз). Образовавшиеся свободные жирные кислоты, особенно ненасыщенные, под действием кислорода воздуха окисляются и дают ряд продуктов, в том числе летучие и неприятно пахнущие, с горьким и неприятным вкусом, альдегидного и кетонного характера. Процесс этот называется прогоркание жира . Прогорканию жиров очень способствует повышенная температура и высокая относительная влажность воздуха, окружающего жир, а также свет. Соприкосновение хранящегося жира с некоторыми металлами, такими, как кобальт, марганец, медь, железо и др., также ускоряет окисление жира. В этом случае металлы играют роль катализаторов окислительного процесса. Но имеются вещества, которые, буду ш добавлены к жиру, способны затормаживать в большей или меньшей степени окисление жира. Эти вещества называются антиоксидантами. Антиокислительные действия в отношении жиров проявляют многие вещества органической и неорганической природы. [c.134]

ОРГАНИЧЕСКИЕ КАТАЛИЗАТОРЫ И ИХ ОТНОШЕНИЕ К ФЕРМЕНТАМ [c.4]

Лангенбек В-> Органические катализаторы и их отношение к ферментам, пер. с нем., Москва, 1962. [c.218]

Органические катализаторы—химические модели ферментов— обнаруживают стереоспецифичность действия и в отношении оптических антиподов. [c.109]

В. Л а н г е б е к. Органические катализаторы и их отношение к ферментам. М., Издатинлит, 1961. [c.611]

Таким образом, органическая химия в применении катализаторов последовала за живой природой. Однако в одном отношении она вновь отошла от своего пути. Катализаторы, которые мы применяем в лаборатории и промышленности, до сих пор почти исключительно являются неорганическими, как, например, металлические катализаторы гидрирования или окисные катализаторы синтеза метана. Живая клетка, напротив, знает мало неорганических катализаторов. Если она и не обходится без ионов металлов, то по крайней мере включает их в органические комплексы. Вместе с тем встречаются, без сомнения, также и чисто органические ферменты, не содержащие металлов. [c.10]

До недавнего времени среди известных твердых катализаторов безраздельно господствовали неорганические вещества. В этом отношении все искусственные твердые катализаторы коренным образом отличались от ферментов. Первую брешь в стене, отделявшей в связи с этим искусственно гетерогенные катализаторы от природных биокатализаторов, пробило введение в обращение органических полимерных смол ионитов, оказавшихся прекрасными катализаторами для многих реакций кислотно-основного класса [291. Для реакций окислительно-восстановительного класса сходная роль, по-видимому, предстоит органическим полупроводникам. Исследование каталитических свойств этого нового обширного типа соединений началось впервые в советских лабораториях [28, 29, причем основное внимание уделялось полимерам, содержащим в макромолекулах систему сопряженных связей —С=С—С=С— —N=0—С=М—и т. д. [c.39]

Известно, что наибольшей стереоспецифичностью обладают многоцентровые инициаторы и катализаторы. Всякого рода комплексы особенно часто имеют большую функциональность и, следовательно, могут оказаться специфичными по отношению к структуре и мономера, и образующегося полимера. В принципе следует считать возможным применение органических многоцентровых катализаторов реакции поликонденсации — синтетических аналогов ферментов для получения стереорегулярных полимеров. [c.310]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

Помимо чисто химического, гомогенный катализ имеет громадное биологическое значение. В организмах и животных, и растений содержатся ферменты — органические вещества сложного строения, играющие роль катализаторов при разнообразных жизненных процессах. Они обнаруживают резкую специфичность действия, так как каждый из них ускоряет только определенный процесс, не влияя на другие. В этом отношении ферменты превосходят неорганические катализаторы, которые большей частью могут ускорять ряд сходных по химизму реакций.3 [c.343]

Для преобразования сложных молекул в ходе органического синтеза используются оксидоредуктазы со строгой структурной, сайт- и стереоспецифичностью. В случае более широкой субстратной специфичности эти ферменты могут использоваться как катализаторы типовых реакций. В реакциях превращения спиртов в карбонилы находят применение нуклеотид-зависимые дегидрогеназы. Так, хорошо изучена алкогольдегидрогеназа из печени лошади известны ее субстратная специфичность и стереохимия катализируемых реакций. Она атакует moho-, ди- и тетрациклические структуры. Построена модель ее активного центра, что позволяет прогнозировать активность этого фермен-та в отношении новых субстратов (см. разд. 4.1.1). Отметим, что ациклические вторичные спирты — плохой субстрат для этого фермента, и если ставится задача осуществления синтеза на их основе, то целесообразно попытаться использовать другие дегидрогеназы (возможно, термофильные). Особенность окси-теназ состоит в их способности с высокой эффективностью и специфичностью включать кислород прямо в органические субстраты проведение такого прямого окисления неактивирован- [c.178]

В последнее время все чаще высказывается соображение, что ферменты усложнялись постепенно. Вначале появились очень простые формы, которые становились все более сложными под давлением отбора в отсутствие системы кодирования. Затем появилась элементарная форма кодирования с использованием полинуклеотидов с этого момента в ходе эволюции началось усложнение структуры белка и кодирующей системы. Можно себе представить следующую последовательность событий. Вначале в результате абиотических процессов образовалось множество органических соединений, в том числе и некоторые аминокислоты, важные в биохимическом отношении. В возникшем таким образом сложном водном растворе, возможно, при участии простых катализаторов, могло образоваться множество низкомолекулярных пептидов путем более или менее беспорядочного соединения аминокислот в это же время могли образоваться простые нуклеотиды. Вероятно, некоторые пептиды обладали какими-то каталитическими свойствами и являлись, таким образом, предшественниками известных нам [c.133]

Согласно современным взглядам на природу ферментативных процессов, оксидазы и пероксидазы следует рассматривать как органические катализаторы (Оппенгеймер), участвующие в окислительных процессах, протекающих в растительных и животных организмах. Они отличаются друг от друга тем, что оксидазы производят окислительное действие, перенося молекулярный кислород па окисляемые вещества, в то время как пероксидазы производят то же самое окислительное действие только посредством перекиси водорода или органических перекисей. На основании имеющихся данных, следует считать, что оксидазы являются не индивидуальными ферментами, а смесью оксигепаз и пероксидаз (Бах и Шода ). Оксигеназы представляют собою легкоокисляемые вещества, поглощающие молекулярный кислород с образованием промежуточных перекисей. Пероксидазы активируют образующиеся таким образом перекиси, а также и другие перекиси, приготовленные искусственно. Эти взгляды находятся в полном соответствии с современными представлениями о механизме медленного окисления. Являются ли оксигеназы действительно веществами, аналогичными ферментам, до сих пор окончательно не выяснено. В этом отношении номенклатура Баха и Шода не безупречна. [c.26]

Фюрт использовали это различие для того, чтобы доказать существование пероксидазы в животном организме. В связи с тем, что гемоглобин и его продукты распада активируют перекись водорода при различных окислительных реакциях, некоторые авторы поставили под вопрос существование животной пероксидазы. Чигларж и Фюрт сумели доказать, что ход активации перекиси водорода гемоглобином представляется графически прямой линией, в то время как кривые, полученные с препаратами пероксидазы растительного и животного происхождения показывают характерный для действия ферментов изгиб к оси абсцисс. Из хода расщепления воды системой гипофосфит— палладий вытекает, однако,что отклонения от простых законов могут наблюдаться и при чисто неорганическом катализе и что поэтому их никак нельзя считать характерными для действия ферментов. В этом отношении нет никакой принципиальной разницы между неорганическими ферментами (Бредиг) и органическими катализаторами (Оппенгеймер). [c.298]

Арсенатное отравление. В структурном и химическом отношении арсенат сходен с фосфатом (Р(), поэтому многие ферменты, нуждающиеся в фосфате, используют также и арсенат. Однако органические производные мышьяковой кислоты менее стабильны, чем соответствующие производные фосфорной кислоты. Например, ациларсенаты легко разлагаются без участия катализаторов [c.473]

Помимо чисто химического, гомогенный катализ имеет громадное биологическое значение. В организмах и животных, и растений содержатся ферменты — органические вещества сложного строения, играющие роль катализаторов при разнообразных жизненных процесса х. Они обнаруживают резкую специфичность действия, так как каждый из них ускоряет только определенный процесс, не влияя на другие. В этом отношении ферменты превосходят неорганические катализаторы которые большей частью могут ускорять ряд сходных по химизму реакций. В химизме гетерогенного катализа важнейшую роль nrpaetr адсорбция. Благодаря ей на поверхности катализатора создается увеличение концентрации реагирующих частиц, что уже са о по себе ведет к ускорению реакции. Однако несравненно более важным фактором является повышение химической активности адсорбированных молекул по сравнению с их обычным состоянием. Это (как и сама адсорбция) обусловлено действием силового поля катализатора и сказывается в резком возрастании доли успешных столкновений между взаимодействующими частицами. В результате соЬтвет-ственно увеличивается скорость реакции. [c.343]

В клиническом анализе чрезвычайно важны методы селективного определения органических соединений в биологических жидкостях, например в крови. В большинстве случаев органические соединения можно определять с помощью спектро-фотометрии и каких-либо специфических катализируемых ферментами реакций. Соответствующие методики, однако, часто сложны и трудоемки и требуют значительного времени. В этом отношении от таких методик выгодно отличаются электрохимические сенсоры на основе иммобилизованных катализаторов. Действительно, ферментный сенсор обладает великолепной чувствительностью по отношению к биологическому субстрату с его помощью можно определять конкретные соединения непосредственно в сложных смесях без предварительного разделения [1,2]. Для того чтобы ферментный сенсор с успехом можно было применягь в медицине, он должен быть достаточно миниатюрным. Миниатюризация сенсоров в сочетании с их высокой селективностью достигается путем использования полупроводниковых устройств и иммобилизованных ферментов. [c.375]