Механизм некоторых биохимических процессов

Из цитохромов группы (Ь) наиболее изучен цитохром Р-450. Эта цито-хромоксидаза содержит Fe(III) и катализирует реакции типа гидроксилирования С-Н-связей (рис. 28.9). Чтобы иметь представление о примерном механизме действия цитохрома Р-450, приведем его каталитический цикл (см. рис. 28.9). В биохимии, в отличие от органической химии, из-за сложности и многостадийности биохимических процессов вместо системы взаимосвязанных уравнений ступенчатых химических реакций используются каталитические циклы. 0ш1 более наглядны, реагент вводится в цикл с помощью фигурной стрелки. Аналог№шо удаляются из цикла некоторые продукты реакции. [c.748]

МЕХАНИЗМ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.282]

Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]

Механизм некоторых биохимических процессов [c.284]

Биохимические функции. Б организме сопряженная окислительно-восстановительная пара — аскорбиновая кислота и дегидроаскорбиновая кислота — является активным антидотом свободнорадикальных механизмов, протекание которых усиливается при патологических состояниях. Аскорбиновая кислота также участвует в процессах превращения ароматических аминокислот в некоторые нейромедиаторы, в синтезе ряда стероидных гормонов (кортикостероидов), в процессах кроветворения, в образовании белка соединительной ткани коллагена, в восстановлении ионов Fe " до Fe " " и во многих других биохимических процессах. [c.161]

Для физико-химиков основной целью исследований являлось изучение механизма свободно-радикальных реакций фенолов, в частности образования свободных феноксильных радикалов и семихинонных ион-радикалов. Способность фенольных соединений реагировать со свободными радикалами позволила открыть четкие предельные явления в медленных цепных разветвленных реакциях, не говоря уже о том, что в химической кинетике появился новый раздел, посвященный ингибированному окислению. Этот раздел ныне составляет научный фундамент Прикладных исследований в области создания эффективных стабилизаторов полимерных материалов, нефтяных и пищевых продуктов, ингибиторов некоторых биохимических процессов в живых клетках и консервантов для медицинских препаратов. [c.5]

Представляло интерес распространить современные представления о механизме нуклеофильного замещения у тетраэдрического атома фосфора и на некоторые биохимические процессы, что поз- [c.463]

В некоторых биохимических процессах изучение изменений окислительного потенциала позволяет судить о механизме биохимических реакций. Так, например, измерение окислительного потенциала при ферментации чая позволяет изучать механизм окисления [108]. [c.107]

В работе [631] ряд аналитических операций, таких как гомогенизация, центрифугирование, хроматографическое разделение, экстракция и некоторые другие, выполнен с биохимическими препаратами из ткани мозга при низких температурах (от —196 до —35 °С). Полученные результаты показывают, что биохимический анализ тканей при низких температурах вполне вероятен и дает возможность изучать механизм биохимических процессов, поскольку позволяет получать более непосредственную и менее искаженную вторичными процессами информацию. [c.238]

Все существующие инсектициды действуют в конечном счете на некоторые очень общие биохимические механизмы, и их селективность зависит скорее от количественных, чем от качественных различий. Большинство биохимических механизмов удивительно универсально. По существу количественные различия в одних и тех же главных биохимических процессах — между человеком и его вошью — определяют разницу в строении тела, образе жизни и поведении человека и живущего на нем паразита. Возможно, именно от них зависит летальность определенного соединения для одного организма и безвредность для другого. [c.96]

Проникновение, передвижение по проводящим сосудам и взаимодействие гербицидов с метаболитами растения могут также зависеть от уровня минерального питания и общей направленности физиолого-биохимических процессов внутри растительного организма. В связи с этим нередко чувствительность сорных и устойчивость культурных растений к некоторым гербицидам могут измениться под влиянием минеральных и даже органических удобрений. У 2,4-Д и симазина при совместном внесении их с минеральными удобрениями высвобождается больше активной части препаратов, в результате чего усиливается действие их на сорные растения за счет ускорения необратимых процессов распада организма. Таким образом, при регулировании почвенного питания растений путем внесения различных удобрений в почву либо опрыскивания засоренных посевов с.месью гербицидов с тука.ми можно изменять механизм действия химических средств на растения. [c.120]

Синтез. Некоторые промышленные яды или их метаболиты вступают в реакции синтеза с отдельными биохимическими компонентами организма. Образованные при этом конъюгаты хорошо растворимы и в связи с этим легко выделяются через почки. Участвующие в реакции синтеза биохимические компоненты организма могут быть названы конъюгирующими или связывающими агентами их набор невелик. Когда количество яда, попадающего в организм и вступающего в реакции синтеза, сравнительно мало, механизм связывания довольно эффективен и затраты связывающих агентов не отражаются на течении обычных биохимических процессов организма. Однако чрезмерные количества яда могут исчерпать связывающие ресурсы организма, что приведет не только к снижению эффективности этого механизма детоксикации, но и вызовет различные нарушения естественных метаболических процессов. [c.19]

Как уже было сказано, молекулы, содержащие редкие изотопы, исключительно мало отличаются по своим химическим свойствам от молекул, содержащих обычные изотопы или нормальную смесь изотопов. Поэтому часто используют молекулы, меченные необычными изотопами, чтобы проследить их превращения в химических или биохимических процессах. Вводя в организмы животных или в растения вещества, в которых некоторые атомы водорода, углерода, азота и др. заменены на D, С или N (меченые атомы), можно определить механизмы превращений, претерпеваемые этими веществами. [c.763]

В результате изучения действия радиации на аминосахара, проведенного впервые, была показана исключительно высокая чувствительность аминосахаров к у-излучению и сделан вывод о ценном механизме процесса. Эти результаты имеют очень существенное значение для понимания действия радиации на некоторые биохимические процессы и позволяют более нанравленно подойти к поиску средств радиационной защиты. [c.532]

При рассмотрении строения и свойств ряда соединений, а также некоторых биохимических процессов в предыдущих главах сделана попытка привлечь квантово-механические представления к объяснению ряда явлений и закономерностей. В частности, такой подход использован при описании пептидной связи (зависимость ее свойств от делокализации и сопряжения электронов) и вторичной структуры белка (вклад п-электронов в поддержание а-спиральной конформации) (см. гл. II), механизма действия пиридоксадевых ферментов (смещение электронной плотности в фермент-субстратном комплексе— см. гл. III), природы цис-транс-изомерных превращений ретиналя (зависимость этого явления от значений порядка связей в сопряженной системе), структуры и свойств тиаминпирофосфата (причина повышенной электронной плотности у 2-го углеродного атома тиазольного цикла) и повьппенной реакционной способности изоаллоксазина в 1-м и 10-м положениях (у них максимальны индексы свободных валентностей) (см. гл. IV), при обсуждении вопроса о сущности жизни, при изучении природы макроэргических связей (неустойчивость системы сопряжения электронов) (см. гл. V), структуры и свойств пиримидиновых и пуриновых оснований (зависимость между порядком связи и реакциями присоединения), стэкингвзаимодействий в молекулах ДНК (их изменение при контактах молекул воды с протон-донорными и про-тон-акцепторными центрами азотистых оснований) (см. гл. VI), механизма активирования молекулярного кислорода в процессе биологического окисления (см. гл. X) и некоторых других случаях. [c.482]

Процесс микробиологической депарафинизации нефтяного сырья является новым направлением в нефтепереработке и нефтехимии. Этот процесс основан на способности некоторых микробов избирательно окислять парафиновые углеводороды, преимущественно нормального строения. Применение микроорганизмов для депарафинизации нефтяного сырья, для производства белкововитаминных концентратов (БВК), аминокислот, витаминов и других продуктов путем микробиологического синтеза на базе углеводородов основано на сходных биохимических процессах. Их сущность заключается в проникновении углеводородов в клетки микроорганизмов, способности их адаптироваться к углеводородному типу питания в начальной стадии окисления углеводородов. Современные представления о механизме усвоения углеводородов микроорганизмами изложены в специальной литературе. [c.191]

По механизму взаимодействия сорбента и сорбата можно выделить несколько видов хроматофафии распределительнся хроматография основана на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная матофафия) или на различии в растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах ионообменная хроматография — на разной способности веществ к ионному обмену адсорбционная хроматография — на различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом эксклюзионная хроматография — на различии в размерах и формах молекул разделяемых веществ, аффинная хроматография — на специфических взаимодействиях, характерных дпя некоторых биологических и биохимических процессов. Существуют пары веществ, реагирующих в растворах с высокой избирательностью, например антитело и антиген, фермент и его субстрат или ингибитор, гормон и соответствующий рецептор, и т. п. Если одно из соединений пары удерживается ковалентной связью на [c.267]

У людей белой расы хорошо заметен рост содержания меланина в коже в результате экспозиции на солнечном свету при загорании. Загар формируется в две стадии. Сначала, сразу же после облучения солнечным светом, синтезируется некоторое количество меланина в результате фотоокисления предшественников и быстро образуется заслон , защищающий от солнечных ожогов. Этот быстрый загар возникает в основном под действием света с длиной волны 350 нм. Главный и стойкий загар развивается спустя два дня после экспозиции на солнце и достигает максимума примерно через семь дней. Меланиновые гранулы образуются в эпидермальных меланоцитах, а затем они распространяются в кератиноциты (клетки кожи). Стойкий загар (как и болезненный ожог кожи) наиболее эффективно вызывается светом с длиной волны - 300 нм. На основе биохимических процессов, обусловливающих загар, выросла целая индустрия летнего отдыха, однако механизм этих процессов все еще до конца не ясен. [c.276]

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]

Учебник Основы биологической химии обладает целым рядом достоинств. Его отличают широкий подход к проблемам биологической химии, дух современности, полнота материала и умелое его изложение. Основное отличие этой книги от большинства учебников биохимии состоит в том, что наряду с обычными сведениями по химическому строению биологически активных соединений и их метаболизму в книге неизменно приводится молекулярно-биологическая интерпретация биохимических процессов — их термодинамические и кинетические характеристики, сведения о влиянии специфических особенностей пространственной структуры биополимеров на механизм реакций и т. д. Молекулярно-биологический уклон книги не случаен, т. е. определяется пе только научными вкусами авторов. Он отражает тот факт, что граница, разделяющая современную биохимию и молекулярную биологию, весьма условна и не всегда различима. Хороиго известно, что молекулярная биология возникла из некоторых разделов биохимии однако очень большую роль в ее формировании сыграли и другие [c.5]

Основным механизмом фунгитоксичности химических веществ является инактивация ферментов. Некоторые фунгициды или продукты их разложения вступают в реакции с металлами, являющимися катализаторами физи-олого-биохимических процессов, протекающих в клетках, образуя устойчивые комплексы или соли. Такими веществами являются сероводород, окись углерода, цианиды, азиды, тиолы, дитиокарбаматы и некоторые другие. Помимо этого, активность ряда ферментов снижается, если произойдет замещение активного металла ферментного комплекса, например магния, такими тяжелыми металлами, как медь и ртуть. В то же время цианиды не только подавляют активность фермента при помощи реакции с активными металлами, но и взаимодействуют с карбоксильной труппой фермента, кофермента и другими жизненно важными компонентами клетки. Тиолы действуют как восстановители и алкилирующие вещества. Классическим примером подавления металлсодержащих ферментов путем взаимодействия с металлом является действие 8-оксихинолина, который образует с металлом фермента клешневидные комплексы. [c.107]

В этой н ольшой книге, не посвящетной специально изу чениго антибиотиков, мы не им м эзможности подробно излагать многочисленные данные, касающиеся влияния различ< иых антибиотиков на разнообразные биохимические процессы, тем более что для понимания их влияния надо хорошо знать нормальное течение процессов, на которые действует. тот или иной антибиотик. Поэтому для читателе, которые хотят более подробно ознакомиться с этими вопросами, мы-попытаемся очень упрощенно рассказать о механизме действия некоторых антибиотиков на мик юбную клетку [c.130]

Биологическая активность оловоорганических имидов. Оловоорганические соединения общей формулы RsSnX, где X — галоген, ацилокси-группа, неорганический анион и т. д., R —алкил, циклоалкил или фенил, являются активными бактерицидами и фунгицидами. Механизм их действия обсуждался в ряде работ [59—62]. Особенностью N-триорганостаннилимидов является то, что они содержат имидные фрагменты, имеющие общие черты строения с некоторыми метаболитами плесневых грибов и бактерий. Структурные же аналоги метаболитов биохимических процессов могут выступать в качестве биоцидов. Наличие таких фрагментов в структуре оловоорганических соединений может способствовать вовлечению молекулы биоцида в биохимические процессы клетки. Сукцинаты, например, являются важным компонентом процесса аэробного дыхания, а а-изопропилмалеиновая кислота — промежуточным продуктом при биосинтезе аминокислоты лейцина и т. д. [c.28]

Передняя доля гипофиза продуцирует больщое количество гормонов, стимулирующих различные физиологические и биохимические процессы в тканях-мищенях. Кроме того, гормоны, находящиеся в близком родстве с некоторыми гормонами передней доли гипофиза, синтезируются плацентой. По установивщейся традиции эти гормоны рассматривались порознь, однако новые исследования механизма их синтеза и внутриклеточных посредников их действия позволяют объединить указанные гормоны в три общие группы 1) группа, включающая гормон роста, пролактин и хорионический соматомаммотропин 2) группа гликопротеиновых гормонов и 3) пептиды семейства проопиомеланокортина. [c.172]

В данной главе мы обсудим некоторые биохимические особенности опухолевых клеток. Главная цель обсуждения—сформулировать биохимические причины свойственного им неконтролируемого роста, способности к инвазии и метастазированию. В настоящее время полагают, что одной из причин злокачественного перерождения клеток служит изменение структуры и регуляции активности генов, контролирующих их рост, а также нарушение межклеточных взаимодействий. Некоторые виды опухолевых заболеваний (например, ряд лейкозов) являются результатом нарушения дифференцировки соответствующих клеток. Сведения о молекулярных механизмах этого процесса крайне ограничены. По мнению многих ведуцдих специалистов-онкологов, усилия исследователей должны быть сосредоточены на изучении онкогенов и ростовых факторов. Именно это дает возможность разобраться в природе нарушений контроля роста опухолевых клеток, дифференцировки, а также межклеточных взаимодействий. Настоящая глава посвящена обсуждению проблемы онкогенов и факторов роста. [c.352]

В настоящее время усилия исследователей направлены на разработку удобных модельных систем на животных, с помощью которых можно было бы исследовать процесс метастазирования. Многие работы посвящены выяснению возможной роли некоторых протеаз (например, коллагеназы IV типа), гликопротеинов и гликосфинголипидов клеточной поверхности в явлении метастазирования. Возможно, например, что существенным моментом при появлении метастазов является изменение олигосахаридных цепей, входяцдих в состав клеточных гликопротеинов (эти изменения вторичны по отноще-нию к изменениям активности специфических гликозилтрансфераз гликопротеинов). Понимание биохимических механизмов, вовлеченных в процесс мета- [c.366]

Если для КП , вопрос о форме ее хранения решается достаточно однозначно в силу ее кратковременности, благодаря которой она не может быть связана со сложными относительно медленными биохимическими процессами, то в случае ООП проблема оказывается много сложнее. Механизмы формирования этой формы памяти могут включать чрезвычайно широкий спектр биохимических реакций, таких как освобождение в синаптических окончаниях нейропептидов, образование циклических нуклеотидов, фосфорилирование белков и некоторых липидов мембран, включение синтеза ряда нейроспецифических белков и пептидов, активация протеиназ, модифицирующих белки мембран и др. По всей вероятности, формирование ООП является сложным процессом, включающим различные нейрохимические механизмы, способные взаимодействовать друг с другом. Набор этих механизмов определяет в конкретных случаях продолжительность временных фаз ООП, а также, возможно, характер запоминаемой информации. Подтверждается это тем, что в различных экспериментах функции ООП нарушаются самыми разнообразными физическими или химическими агентами, влияющими на широкий спектр биохимических реакций (табл. 11.1). [c.377]

Среди искусственных систем биосинтеза белка важное место занимают бесклеточные системы [260]. Любая бесклеточная система создается, прежде всего, для моделирования конкретных биохимических процессов, происходящих в живом организме, и во время функционирования воспроизводит некоторые существенные особенности жизнедеятельности клетки. В генной инженерии бесклеточные белоксинтезирующие системы часто используются для исследования кодирующего потенциала и механизмов экспрессии клонированных генов in vitro, а также на промежуточных этапах конструирования рекомбинантных генов для идентификации мРНК или фрагментов ДНК по кодируемым белкам. [c.185]

Как изменение структуры гйдратных комплексов II формы связи молекул воды в них повлияет на ход биохимических процессов в пашем организме, на наше самочувствие и поведение По теории Полинга, изменение свойств гйдратных комплексов под влиянием анестетиков приводит к наркозу. Анализ основных за-коиомерностей действия анестетиков, а также нервных и мышечных (паралитических) ядов, наркотиков и галлюциногенов показывает, что во всех этих случаях именно реакция расслоения является универсальным механизмом выключения активного функционирования клеток. Иными словами, вода внутри клеток нашего организма — не пассивный растворитель, и закономерности ее связывания биологически активными веществами могут быть использованы для объяснения некоторых биохимических механизмов регулирования и саморегулирования не. только в патологических состояниях, но и в нормальной работе систем организма, в том числе гормональной. Эта сторона роли связанной воды представляется наиболее существенной в работе живой клетки, ей мы посвятим первую часть нашей книги. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология