Синтетическая биохимия

Измерение спектров дисперсии оптического вращения (ДОВ) и кругового дихроизма (КД) получило широкое распространение как метод конформационного анализа оптически активных соединений. Особенно методы ДОВ и КД используются в органической химии, биохимии, энзимологии и молекулярной биологии. Данными методами исследуются белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, стероиды, углеводы и полисахариды, вирусы, митохондрии, рибосомы, фармакологические средства, синтетические полимеры, координационные соединения, неорганические и редкоземельные комплексы, кристаллы, суопензии и пленки и т. п. и решаются следующие задачи 1) определение по эмпирическим пра вилам конформации и ее изменений под действием различных физико-химических воздействий 2) изучение механизма и кинетики химических реакций (особенно ферментативных) 3) получение стереохимических характеристик 4) измерение концентраций оптически активных веществ 5) определение спиральности макромолекул 6) получение электронных характеристик молекул 7) исследование влияния низких температур на конформацию соединений 8) влияние фазовых переходов типа твердое тело — жидкость — газ на изменение структуры. [c.32]

Наибольшее применение гель-хроматография имеет в биохимии, в синтетической органической химии и химии полимеров, в частности при определении молекулярных масс, [c.362]

Еще недавно стереохимия была одной из самых отвлеченных теоретических областей. Ныне она приобрела и большое практическое значение. Было установлено, что свойства полимеров существенно зависят от их пространственного строения. Это относится как к синтетическим полимерам (полистирол, полипропилен, синтетический бутадиеновый и изопреновый каучуки), так и к природным высокомолекулярным соединениям — полисахаридам, белкам, нуклеиновым кислотам. Известно также, что пространственное строение оказывает большое влияние на физиологические свойства веществ. Сказанное определяет значение стереохимии для химии и технологии полимерных материалов, для биохимии и молекулярной биологии, для фармакологии и медицины. [c.13]

Получение аммиака, серной и азотной кислот, каталитический крекинг, нефтехимический синтез и синтез мономеров, получение синтетического каучука и многих других полимеров, синтез целого ряда растворителей, а также полупродуктов красочной, пищевой и фармацевтической промышленности основаны на катализе. В биохимии органическими катализаторами высокого избирательного действия являются ферменты. [c.4]

В последнее время синтетические методы получения нуклеозидов используют и для получения соединений с меткой в различных частях молекулы меченые [нуклеозиды в свою очередь находят широкое применение для выяснения механизмов реакций и других вопросов теоретической биохимии. [c.199]

Синтетическая органическая химия, соревнуясь с недостижимым до сих пор мастерством Природы, стала важной дисциплиной, ренессанс которой очевиден из многих публикаций. Многие синтетические проблемы возникли на основе изучения химии природных и представляющих теоретический интерес соединений. Постоянно усложняющиеся проблемы и требования, связанные с применением органических веществ в биохимии, фармакологии и промышленности, являются также важными сферами деятельности химиков-синтетиков. [c.9]

В свою очередь, результаты химической кинетики составляют научный фундамент синтетической химии и химической технологии. Разработанные в кинетике способы воздействия на реакцию используются для управления химическим процессом и создания кинетических методов селективного получения химических соединений. Приемы замедления (ингибирования) химических процессов используют для стабилизации веществ и материалов. Кинетическое моделирование применяют для прогнозирования сроков службы изделий. Кинетические параметры реакций веществ, содержащихся в атмосфере, используют для прогнозирования протекающих там процессов, в частности образования и распада озона (проблема озонного слоя). Кинетика в качестве важной составной части входит в фотохимию, электрохимию, биохимию, радиационную химию, гетерогенный катализ. [c.17]

В последние годы на границе между физической и органической химией выкристаллизовывается интереснейшая и увлекательнейшая наука — каталитическая химия. Она тесно связана, с одной стороны, с теорией строения вещества и теорией химических процессов, а с другой стороны, — с практикой. До 80% современной тяжелой химической промышленности и почти вся биохимия являются применением катализа. Получение аммиака, серной и азотной кислот, каталитический крекинг, нефтехимический синтез, получение синтетического каучука и многих других полимеров, синтез целого ряда растворителей, а также полупродуктов красочной, пищевой и фармацевтической промышленности основаны на катализе. В биохимии ферменты являются органическими катализаторами высокого избирательного действия. [c.3]

В зависимости от объекта исследования биохимию условно подразделяют на биохимию человека и животных, биохимию растений и биохимию микроорганизмов. Несмотря на биохимическое единство всего живого, существуют и коренные различия как химического состава, так и обмена веществ в животных и растительных организмах. Обмен веществ, или метаболизм,—это совокупность всех химических реакций, протекающих в организме и направленных на сохранение и самовоспроизведение живых систем. Известно, что растения строят сложные органические вещества (углеводы, жиры, белки) из таких простых, как вода, углекислый газ и минеральные вещества, причем энергия, необходимая для этой синтетической деятельности, образуется за счет поглощения солнечных лучей в процессе фотосинтеза. Животные организмы, напротив, нуждаются в пище, состоящей не только из воды и минеральных компонентов, но содержащей сложные вещества органической природы белки, жиры, углеводы. У животных проявления жизнедеятельности и синтез веществ, входящих в состав тела, обеспечиваются за счет химической энергии, освобождающейся при распаде (окислении) сложных органических соединений. [c.15]

Современная химия углеводов представляет собой сложный комплекс знаний. Она включает вопросы выделения индивидуальных или максимально очищенных, часто очень лабильных соединений из сложных смесей, изучение их строения химическими, биохимическими, физико-химическими, физическими методами, разработку методов синтеза разнообразных соединений, причем особенно сложным и ответственным является стереохимический контроль синтетических реакций и, наконец, глубокое изучение зависимости свойств углеводов от их строения, что создает основы для технического использования огромных ресурсов углеводсодержащего сырья. Изучение биологических свойств углеводов, их функций в биохимических системах необходимо для познания существа важнейших процессов жизнедеятельности и непосредственно связано с прогрессом современной биохимии и молекулярной биологии. [c.8]

Исключительно важная роль, которую играют гликозиды, и особенно 0-гликозиды, в химии и биохимии углеводов, выдвигает синтез гликозидов на первый план в синтетической химии производных сахаров по гликозидному центру. Материал, изложенный в зтой главе, позволяет сделать следующую общую оценку состояния зтой проблемы. Синтез простейших гликозидов всех типов в настоящее время разработан подробно и обычно не составляет сложной задачи. Для синтеза 1,2-транс-гли коз идо в всех типов разработано несколько достаточно общих методов, которые в большинстве случаев позволяют синтезировать 1,2-/иранс-гликозиды с довольно сложными агликонами, в том числе и большинство природных гликозидов. Однако обших методов синтеза 1,2-/ ис-гликозидов со сложными агликонами не существует, и разработка таких методов для гликозидов всех классов, особенно О-гликозидов, является центральной задачей синтетической химии в этой области. Как видно из изложенного материала, синтезу 1,2-/ ис-глюкозидов препятствует соучастие соседних групп, применяемых для защиты спиртовых гидроксилов сахара. Поэтому можно ожидать, что эта задача будет решена путем разработки эффективных методов защиты спиртовых гидроксилов сахара группировками, неспособными к соучастию и удаляемыми без разрушения или изменения гликозидной связи в синтезируемых производных. С другой стороны, вероятно, потребуется разработка эффективных путей активации заместителя при гликозидном центре, способного реагировать с агликонами достаточно быстро, в мягких условиях и со строгим стереохимическим контролем. [c.233]

По этому вопросу мы отсылаем читателя к любому учебнику или монографии по биохимии. Приводимые ниже примеры успешного использования микробиологических превращений в синтетических целях отнюдь не исчерпывают всех возможностей этого метода. [c.192]

Ие менее важную роль играет синтетическая химия полимеров в прогрессе биохимии, в частности при решении задачи синтеза таких биологически важных соединений, как нуклеиновые кислоты и полипептиды (белки). [c.177]

Измельчение, вальцевание, быстрое перемешивание, гомогенизация, осуществляемая на различных установках (лабораторных или промышленных), криолиз, обработка ультразвуком, а также другие методы физико-механической переработки высокополимерных соединений (пластмасс, синтетических волокон, пищевых продуктов, силикатов, каучуков и т. д.) широко используются в производстве макромолекулярных соединений с целью получения новых продуктов, характеризующихся более широким набором свойств и отвечающих более разнообразным потребностям техники. Некоторые из этих процессов имеют большое значение для биохимии, медицины и биологии. [c.279]

Катализ, избирательно ускоряющий химические реакции, играет большую роль в химии, химической промышленности и биохимии. Катализ является тонким методом синтеза, позволяющим изменять одни части молекул, не затрагивая других, поэтому он широко применяется в лабораториях. Около 80% тяжелой химической промышленности основано на катализе. В неорганической технологии сюда относятся производство серной кислоты, аммиака, азотной кислоты в органической технологии — каталитический крекинг, производство синтетического каучука, многих видов пластмасс и искусственных смол, метанола и ряда других растворителей, этилового спирта (как из этилена, так и из древесины), синтетического бензина, различных специальных видов моторного топлива л многие другие процессы химической и нефтехимической промышленности. В живом организме почти все реакции являются, ферментативными, т. е. каталитическими. [c.5]

Основные области научных исследований — органическая, аналитическая, термо- и биохимия, история химии, педагогика и лингвистика. Был одним из основоположников синтетического направления в органической химии. Впервые получил (1851) нафталин, бензол и фенол при пирогенетическом разложении кислородсодержащих веществ. Получил метан из сероуглерода и сероводорода и синтезировал (1854) аналоги стеарина, пальмитина, олеина и других жиров. Синтезировал (1854) гидра- [c.54]

Некоторые из приведенных здесь примеров могут быть встречены скептиками как нереальные. Однако мы верим, что в недалеком будущем эти проекты так или иначе будут разработаны в виде, пригодном для практического применения. Как сказал Мосбах, приведенные выше примеры можно рассматривать в качестве первых шагов в области синтетической биохимии [124]. [c.260]

Подобные реакторы нашли применение в фармацевтической промышленности, например при синтезе из гидрокортизона антиревматоидного препарата преднизолона. Кроме того, они могут служить моделью для применения с целью синтеза и получения незаменимых факторов, поскольку при помощи иммобилизованных ферментов и коферментов можно направленно осуществлять сопряженные химические реакции (включая биосинтез незаменимых метаболитов), устраняя тем самым недостаток в веществах при наследственных пороках обмена. Таким образом, при помощи нового методологического подхода наука делает свои первые шаги в области синтетической биохимии . [c.164]

Ягафарова Г.Г., Гатауллина Э.М., Барахнина В.Б. Биоочистка почвы и воды от нефти и синтетических жирных кислот // Акт> -альные вопросы биохимии и биотехнологии Материалы конференции биохимиков Урала и Западной Сибири. - Уфа, 1998. - С. 267-270. [c.208]

Различные процессы дегидратации играют очень важную роль в биохимии и органической технологии. Путем дегидратаиии в живой природе осуществляется синтез полисахаридов, белковых веществ, фосфатидов, лецитинов, многих эфирных масел и других веществ. В синтетический химии при помощи дегидратации получают простые и сложные эфиры, ангидриды, высшие спирты, лекарственные, взрывчатые и отравляющие вещества, а также разнообразные синтетические смолы, пластические массы и т. д. [c.450]

При изомеризации происходит перестройка органических молекул без изменения молекулярного веса. Такие реакции очень распространены в органической химии и органической технологии. Они включают миграции двойных и тройных связей, сужение и расширение циклов, перемещение функциональных групп, изомеризацию углеродного скелета и т. д. Эти процессы можно проводить некаталитически и каталитически. Изомеризация является доказательством динамичности атомов в молекулах. Изомеризация играет огромную роль в органической технологии топлива, синтетических каучуков, химии поверхностно-активных веществ, химии душистых веществ, биохимии и т. д. Из-за громадного числа и разнообразия реакций изомеризации в этой главе будут рассмотрены лишь каталитические изомеризации углеводородов с учетом их практического значения. [c.553]

Биоорганическая химия сблизила и иереилела практическую деятельность химика-органика и биохимика. В данной главе авторы постарались показать взаимосвязи между органической химией и биохимией, с одной стороны, и химией белка и медицинской химией (фармакологией) —с другой. Как основной используется химический подход, н механизм биохимических реакций описывается в сравнении с их синтетическими моделями. Органический синтез и биосинтез пептидной и фосфоэфирной связи (гл. 3) рассматриваются параллельно таким образом выявляется удивительный ряд сходных закономерностей. Каждая аминокислота представлена как отдельное химическое соединение с уникальным набором свойств. Способность аминокислот к диссоциации обсуждается в терминах, принятых в органической химии для кислот и оснований, и фундаментальные свойства аминокислот подаются читателю так, чтобы не было впечатления, будто аминокислота — это нечто совершенно особенное. Химия аминокислот представлена как часть курса органической химии (реакции ал-килирования, ацилирования и т. п.), а сведения по биохимии рассмотрены с химической точки зрения. [c.26]

Важная роль аминокислот в процессах жизнедеятельности с давних пор стимулировала исследования по проведению поиска лекарственных средств как среди природных аминокислот, так и их синтетических аналогов. В результате широких фундаментальных исследований такие природные аминокислоты, как глутаминовая кислота (I), метионин, гистидин, цистеин, а также препараты, являющиеся смесью аминокислот, получаемые из гидролизатов крови и других биологических субстратов, прочно вошли в арсенал лекарственных средств и активно используются в терапии при лечении больных с заболеваниями различной этиологии. Существенное влияние в проблеме направленного поиска новых лекарственных средств среди аминокислот и их производных оказало развитие исследований по биохимии клетки и организма в норме и патологии. Так, изучение метаболических процессов, протекающих в нервных тканях, показало, что первичным продуктом ферментативного расщепления I является у Зминомасляная кислота (II). [c.7]

Углеводы, или сахара, представляют собой обширный класс природных органических соединений, составляющий основную массу органического вещества нашей планеты. С представителями углеводов человек сталкивается в самых различных областях своей деятельности и при изучении самых различных живых объектов. Только по химии углеводов (не считая биохимии) сейчас публикуется в среднем полторы-две тысячи работ в год. Охватить этот материал в рамках небольшой книги, разумеется, невозможно. Мы сконцентрируем внимание на фундамента ь-ных вопросах структуры углеводных молекул и лишь очень кратко остановимся на синтетических проблема,х этой области, так как синтезу будет посвящена специальная книга. Наша задача — кратко описать современное состояние исследований в области углеводов. Ц понятие современное состояние мы вкладываем не только и не столько самоновейшие сведения и методы исследования, а в первую очередь сегодняшнее понимание этой области, ее, так сказать, современную идеологию. А она весьма нетривиальна и во многом отлк ется, например, от идеологии химии белка. Как мы дальше увидим, дан<е такое фундаментальное химическое понятие, как понятие об индивидуальном веществе, имеет различный смысл для белков и полисахаридов. Мы попытаемся дать читателю почувствовать современную логику мышления исследователей в этой очень своеобразной и увлекательной области биоорга ической химии. [c.3]

Этому, по нашему мнению, может хорошо по иачь предлагаемый советскому читателю перевод книги А. Тернея Современная органическая химия . В ней очень удачно изложены вопросы описательной, синтетической и физической органической химии, стереохимии, спектральные методы, а также основы биохимии и молекулярной биологии. Последнее обстоятельство особенно важно, так как знакомство с ними является в наш век необходимым для любого культурного человека, а для химика — тем более. Язык автора живой и доходчивый. Книга снабжена большим числом задач различной степени трудности (на наиболее легкие из них, разбросанные по тексту, даны ответы), так что преподаватели и студенты, пользующиеся ею, не нуждаются в каких-либо других задачниках. Каждая глава снабжена словарем основных терминов. Иа пап1 взгляд, в книге слишком широко используется концепция резонанса. И хотя с методической точки зрения последнее обстоятельство в какой-то мере оправданно, необходимо согласиться с мнением Дьюара, что теорию резонанса не следует сохранять даже в качестве неудачного заменителя метода ВМО . [c.5]

В синтетической органической химии при работе с низкомолекулярными веществами лиофильную сушку используют сравнительно редко. Однако она широко применяется в химии высокомолекулярных природных веществ, биохимии, фармацевтическо-биохимическом производстве и биологии. [c.319]

В послевоенный период началась интенсивная разработка синтетических методов получения витаминов Работа была сосредоточена главным образом во ВНИВИ Однако большое участие в этой работе приняли и другие научно-исследовательские институты ВНИХФИ, Московский институт тонкой химической технологии, Институт органической химии АН СССР, Институт биохимии АН УССР и др. [c.379]

В этой книге мы не будем рассматривать ни большинство смешанных соединений указанных выше типов, ни аналитическую химию следовых количеств полимерных соединений, поскольку для этих целей применяются в высшей мере специфические методы разделения и обнаружения. К таким соединениям помимо промышленных синтетических полимеров относятся биополимеры, например ДНК, РНК, белки и т. д. Последние играют важнейшую роль в биохимии, но для их определения на уровне следовых количеств применяются специфические биохимические методы, и поэтому они также не рассматриваются в настоящей монографии. Аналогично только вкратце будут упомянуты предшественники биополимеров — аминокислоты, нук-леозиды и т. п. [c.15]

Химия жизпи, органическая химия, поначалу была совершен-ло отделена от неорганической. Она считалась надежной опорой витализма, до той поры, когда научились синтезировать органические соединения из веп(еств неживого происхождения (начало было положено синтезом мочевины O(NH2)2, проведенным Вёлером Е 1828 г. . В дальне вхсм органическая химия перестала быть химией живого и превратилась в синтетическую химию соединений углерода — химию углеводородов и их производных. Почти независимо развивалась биохимия — наука о строении и свойствах биологических молекул, о течении химических реакций в живых организмах. Биохимия достигла грандиозных успехов в расшифровке сложных сетей метаболизма. Из биохимии в союзе -с физикой выросла молекулярная биология, занимающаяся физико-химическим, молекулярным истолкованием основных биологических явлений, прежде всего наследственности. Одновременно органическая химия вновь обратилась к живой природе на основе многолетнего опыта исследований органических соединений. Возникла биоорганическая химия, а затем и бионеорганическая химия, изучающая биологические молекулы, содержащие атомы металлов. Провести границы между перечисленными областями исследований химии жизни невозможно, да в этом и нет необходимости. [c.23]

В Пражском институте фармации и биохимии разработаны и широко используются полярографические методы в контроле производства синтетического витамина А [Кноблох (Knoblo h, 1956)]. [c.42]

Перед читателем справочник, авторы которого Р. Досон, Д. Эллиотт, У. Эллиотт и К. Джонс-известные биохимики, крупные специалисты каждый в своей, но достаточно широкой области. Перед ними стояла сложная задача-обобщить накопленные бурно развивающейся в последние десятилетия биохимической наукой знания по основным классам соединений, включить также методики, нашедшие применение в биохимии и смежных ей областях химии, фармакологии, биоорганической химии, молекулярной биологии, агрохимии, энзимологии. По широте охватываемого материала это издание можно оценить как уникальное неудивительно поэтому, что книга выдержала уже три издания на английском языке. Это прямое свидетельство и несомненного успеха авторов, и актуальности подобного издания, особенно возросшей в последнее время, когда к традиционным объектам биохимических исследований-продуктам природного происхождения-добавилось громадное число их синтетических аналогов, появилось множество новых методических приемов. Без добротного находящегося всегда под рукой справочника разобраться в огромном потоке современной биохимической информации бьшо бы трудно даже опытному узкому специалисту, не говоря уже об армии исследователей, работающих в пограничных областях науки, на стыке биохимии с молекулярной биологией, агрохимией, фармакохимией, физиологией. [c.6]

Основная область исследований — биохимия протеолитических ферментов и белков в мембранах эритроцитов. Изучал третичную структуру белков и синтетических полипептидов. Исследуя изотопный обмен вторичного амидного водорода на дейтерий, показал (1953— 1961, наряду с К- У. Линдерштрём-Лангом), что этот процесс в спирализованной части молекулы происходит медленнее, чем в беспорядочно свернутых сегментах. Доказал (наряду с американским биохимиком П. Доти), что в зависимости от условий молекулы синтетических полипептидов находятся в растворе в виде а-сниралн или в виде беспорядочно свернутых цепочек. [c.62]

Соединения порфиринового ряда интересуют исследователей многих профилей. Помимо такой обширной области, как синтетическая химия порфиринов, они изучаются в целом ряде разделов современной и эволюционной биохимии, фотохимии, катализа, химии красителей, органической геохимии и космохимии, химии органических полупроводников, электрохимии, химии полимеров и, наконец, химии нефти, переработки нефтяного сырья и даже химатологии. [c.317]