Прямые оксидазы

Эта реакция катализируется ферментом глюкоз-оксидазой. Скорость реакции определяют по количеству выделившегося пероксида водорода. Для идентификации последнего можно использовать реакцию окисления какого-либо бесцветного органического вещества, окисленная форма которого окрашена, например окисление о-толуидина. Тогда скорость увеличения оптической плотности прямо пропорциональна исходной концентрации глюкозы необходимо только, чтобы кислород и восстановленная форма красителя находились в большом избытке по отношению к количеству определяемой глюкозы. [c.450]

Образование перекиси водорода обнаружено в ряде ферментных и биологических систем, но лишь в том случае, когда система не содержит тяжелых металлов или ферментов каталазы и пероксидазы, которые обе разлагают перекись водорода. Как показано на стр. 347, эти ферменты способствуют либо прямому разложению перекиси, либо ее удалению путем участия в реакциях. Перекись водорода обнаружена в целом ряде реакций, катализированных разными окисляющими ферментами (оксидазами) и пуриновой дегидрогеназой молока. Перекись водорода не обнаружена в клетках, которые требуют кислорода для своего обмена (аэробных), так как такие клетки всегда содержат каталазу, но она была найдена при действии кислорода на некоторые бактерии, лишенные каталазы, например на пневмококки и стрептококки с анаэробным существованием. Перекись водорода угнетает рост анаэробных организмов типов, указанных выше. Это доказывает, что разрушение таких организмов, наблюдающееся при действии воздуха, может протекать за счет образования перекиси водорода, являющейся ядом для процесса их обмена. Имеются доказательства, что антибактериальная активность человеческой слюны обусловлена присутствием стрептококков. Так, эфирные экстракты стрептококков подавляют рост дифтерийных бактерий и стафилококков, и этот эффект приписывается содержанию перекиси водорода [117]. Этот и другие антисептические эффекты перекиси водорода рассматриваются ниже при анализе применения перекиси водорода в медицине (см. стр. 512 и сл.). [c.67]

Известны два основных тина биологического окисления. Главный путь состоит в прохождении активного водорода через систему переносчиков водорода (в дыхательной цепи митохондрий) и в соединении его в конце пути с кислородом с образованием воды. Этот путь очень важен, так как процесс фосфорилирования, сопряженный с реакциями дыхательной цепи, служит источником большей части АТФ, образующегося в результате биологического окисления (см. стр. 243). Второй путь представляет собой более прямое соединение активного водорода с кислородом в присутствии какой-либо оксидазы. Однако прямой путь окисления , по-видимому, не сопряжен с синтезом АТФ. [c.204]

Во-первых, прямым окислением с помощью оксидазы а-ами-нокислот. Это — реакция окислительного дезаминирования аминокислот, в результате которого образуется соответствующая кетокислота. Декарбоксилируясь, последняя превращается в соответствующий альдегид, причем выделяется молекула СО2. [c.276]

Оксидазы и оксигеназы. Термин оксидаза применяется к тем дегидрогеназам, которые катализируют перенос водорода непосредственно на молекулу кислорода. Термин оксигеназа применяется в тех случаях, когда молекула кислорода с помощью соответствующих ферментов присоединяется прямо к субстрату. [c.144]

Прямое ферментативное окисление свободных ионов Мп " катализируют конститутивные или индуцибельные оксидазы, которые передают электрон на О2 через цитохромную систему [c.457]

Л Классификация оксидаз, предложенная Буркло [, ) озон, 2) озониды, 3) истинные оксидазы, 4) косвенные оксидазы], так же как и разделение окислительных ферментов, предложенное Грюссом [1) а-оксидаза, или прямая оксидаза, 2) -оксидаза, которая действует только в присутствии перекиси водорода, 3) у-оксидаза, которая обладает одновременно гидролитическими и окислительными свойствами], нссовмест ]ут-т у которые были установлены в последпее время. [c.17]

Такою же типа ячейки можно использовать для измерения спектральных характеристик веществ, у которых гетерогенный перенос электрона протекает настолько медленно, что прямое превращение на электроде затруднительно или невозможно. В таких случаях используют переносчик электрона, способный ЕС быстрому обме(1у электронами как с электродом, так и с исследуемым субстратом, т е. проводят непрямой электролиз. Зтот метод использовали при определении формальных потенциалов н чисст электронов при восстановлении цитохрома с и цитохром с—оксидазы [174] Изменения в спектрах, наблю-дави1иеся после последовательною кулонометрического генерирования всего Б-10- экв ( ) переносчика электронов, в данном случае катион-радикала 1,Г-диметил-4,4 -бнпирпдилия, представлены на рис 3 36 Другие примеры одновременного определения числа электронов п методами кулонометрин и спектроскопии содержатся в обзоре [162]. [c.141]

Биологическая роль. Рибофлавин входит в состав флавиновых коферментов, в частности ФМН и ФАД , являющихся в свою очередь простетическими группами ферментов ряда других сложных белков —флавопротеинов. Некоторые флавопротеины в дополнение к ФМН или ФАД содержат еще прочно связанные неорганические ионы, в частности железо или молибден, наделенные способностью катализировать транспорт электронов. Различают 2 типа химических реакций, катализируемых этими ферментами. К первому относятся реакции, в которых фермент осуществляет прямое окисление с участием кислорода, т.е. дегидрирование (отщепление электронов и протонов) исходного субстрата или промежуточного метаболита. К ферментам этой группы относятся оксидазы Ь- и О-аминокислот, глициноксидаза, альдегидоксидаза, ксантиноксидаза и др. Вторая группа реакций, катализируемых флавопротеинами, характеризуется переносом электронов и протонов не от исходного субстрата, а от восстановленных пиридиновых коферментов. Ферменты этой группы играют главную роль в биологическом окислении. В каталитическом цикле изоаллоксазиновый остаток ФАД или ФМН подвергается обратимому восстановлению с присоединением электронов и атомов водорода к и ФМН и ФАД прочно связываются с белковым компонентом, иногда даже ковалентно, как, например, в молекуле сукцинатдегидрогеназы. [c.224]

Наконец, у некоторых эубактерий обнаружены оксидазы фла-вопротеиновой природы, катализирующие прямое окисление субстратов, например пировиноградной и молочной кислот, молекулярным кислородом [c.351]

Для осуществления ряда обменных реакций микробные клетки нуждаются в постоянном притоке энергии. Эту энергию микроорганизмы получают в процессах окислительного метаболизма или дыхания. Термин дыхание равнозначен понятию биологическое окисление, но окисление понятие более конкретное, чем дыхание. Под дыханием нередко понимают приспособления для осуществления дыхания (легкие, жабры). Биологическое окисление составляет сущность дыхания — реакцию, идущую с выделением энергии. Биологическое окисление может быть прямым, т. е. происходить за счет присоединения кислорода. Прямое окисление в микробной клетке происходит с помощью ферментов оксидаз. Наблюдается у почвенных сапрофитных бактерий или у водных хемоавтотрофов серобактерий [c.93]

Наиболее сложная проблема биоэлектрокатализа — реализация эффективного переноса электронов между активным центром фермента и электродом. Известно несколько путей, позволяющих осуществить эффективное заселение активных центров ферментов электронами (или электронными вакансиями). Первый путь предполагает использование низкомолекулярных диффузионно-подвижных переносчиков электрона (медиаторов), способных акцептировать электроны с электрода и отдавать их активному центру фермента. Этот механизм используется в большом числе ферментативных электродных систем, в частности, в реакциях с участием гидрогеназ — биологических катализаторов активации молекулярного водорода. (В системе гидрогеназа — метилвиологен — угольный электрод удается электрохимически окислять водород без перенапряжения в условиях, близких к равновесным.) Второй путь предполагает непосредственное электрохимическое окисление — восстановление активных центров ферментов, прямой перенос электронов (вакансий) с активного центра фермента на электрод (или обратно). Механизм прямого переноса электронов по пути электрод — активный центр фермента уже реализован в реакции электрохимического восстановления кислорода до воды с участием медьсодержащей оксидазы, в реакции электровосстановления водорода с помощью гидрогеназы. [c.69]

Происходит прямой электрокаталитический перенос электронов между электродом и активным центром фермента. Например, в атмосфере кислорода в присутствии медьсодержащей оксидазы — лакказы из Poluporoz versi olor, сорбированной на электродах из различных материалов, устанавливается потенциал, близкий к термодинамическому потенциалу кислорода. Лакказа катализирует электрохимическое четырехэлектронное восстановление кислорода при этом имеет место стадия переноса электронов из электрода на активный центр фермента [48]. Описано и электрокаталитическое восстановление пероксида водорода с помощью иммобилизованной пероксидазы, протекающее по такому же механизму [49]. [c.76]

Однако первая стадия наиболее ответственна, поскольку сама вероятность каталитического акта строго определяется возможностью образования комплекса Михаэлиса. Первично образующееся соединение фермента с субстратом носит название комплекс не вследствие его прямого отношения к классу комплексных соединений, как это понимается в химии, а, скорее, потому, что реальная природа этого соединения пока неизвестна. В огромном большинстве случаев также неизвестны достаточно точно те химические взаимодействия, которые обеспечивают образование комплекса неизвестны и механизмы первичного перераспределения электронов в молекуле субстрата на стадии возникновения первичного комплекса. Более того, до сравнительно недавнего времени мы не имели прямых экспериментальных доказательств реальности существования самих комплексов, которое вытекало в основном из кинетических данных. В 1943 г. были проведены спектральные исследования, свидетельствовавшие о возможности образования промежуточных фермент-субстратных соединений например, в опытах Чанса [13] спектрофотометрическим методом было показано образование комплекса пероксидазы с Н2О2. Были попытки обнаружить фермент-субстратный комплекс методом зонального электрофореза [14]. Однако все эти результаты получены непрямыми методами. В 1963 г. японским авторам Яги и Озава [15] удалось получить прямые доказательства реальности комплекса Михаэлиса. Они выделили стабильный в анаэробных условиях кристаллический комплекс оксидазы D-аминокислот (D-аминокислота О 2 — окси-доредуктаза, КФ 1.4.3.3) с D-аланином (рис. 6). Этот комплекс содержал, помимо апофермента и субстрата, флавинадениндинукле- [c.48]

КГК известен как ингибитор активности ИУК-оксидазы, что, по-видимому, ведет к накоплению ИУК. Последняя оказывает подавление на свой биосинтез из триптофана путем ингибирования реакции трансаминирования (обратная связь). Результатом этого подавления является наблюдаемое нами снижение биосинтеза связанных форм ИУК. Содержание L-триптофана в тканях относительно велико, поэтому прямое участие фенолов в образовании из него свободной ИУК, согласно Гордону и Палег (Gbrdon, Paleg, 1961), маловероятно. [c.82]

Механизм непрямого дезаминирования при участии глютамикодегидро-геназы, кетоглютаровой кислоты и глютамикоаминоферазы, обнаруженный А. Е. Браунштейном, объясняет, каким путем может происходить дезаминирование природных аминокислот в тканях, несмотря на слабую активность оксидаз аминокислот, катализирующих реакцию прямого дезаминирования этих аминокислот. [c.335]

В тканях высших животных D-аминокислоты не найдены если они и присутствуют в этих тканях, то их концентрации, очевидно, невелики. Тем не менее животные способны усваивать D-изомеры некоторых аминокислот, и иногда в такой степени, что последние могут обеспечивать рост животных взамен соответствующих L-изомеров. Усвоение D-аминокислот зависит в основном от скорости их превращения в L-изомеры. Такая инверсия может осуществляться по крайней мере двумя путями 1) окислительное превращение D-изомера в аналогичную а-кето-кислоту и последующее специфическое для L-конфигурации реаминирование (переаминирование, стр. 210) и 2) прямая рацемизация— реакция, которую до сих пор наблюдали лишь у бактерий (стр. 239). По-видимому, наличие оксидазы D-аминокислот является необходимым, но не всегда достаточным условием использования D-аминокислот в организме животных. Как показывает табл. 15, D-фенилаланин и D-метионин усваиваются мышью, крысой и человеком. Однако имеются данные о том, что у человека D-фенилаланин не может полностью покрывать потребность в L-изомере, хотя эквивалентное количество DL-фенилаланина достаточно для поддержания азотистого равновесия [46]. [c.135]

Активные оксидазы L-аминокислот найдены у многих микроорганизмов, в том числе у Neurospora rassa, у которой образование этого фермента стимулируется биотином [150]. Возможно, что биотин не оказывает прямого действия на синтез фермента, поскольку этот витамин необходим для роста самой плесени. [c.188]

Оптические изомеры аланина дезаминируются соответствующими аминокислотными оксидазами (стр. 183). Образование аланина при ферментативном расщеплении цистеинсульфиновой кислоты (стр. 381) и при триптофаназной реакции (стр. 408) должно быть, вероятно, отнесено за счет реакции переаминирования с участием пировиноградной кислоты. Вместе с тем у некоторых организмов возможно образование аланина из пировиноградной кислоты путем прямого аминирования (стр. 191). [c.308]

Как указывалось ранее, электроны и протоны от специфических органических кислот переносятся к кислороду. Теперь следует остановиться на характеристике отдельных переносчиков и систем переносчиков. В 20-х гг. нашего века существовали две противоположные точки зрения на природу клеточного окисления. Ви-ланд [94, 95] предположил, что первичное окисление в клетке осуществляется благодаря предварительной активации водорода. Открытие Тенбергом [88, 89] дегидрогеназ значительно укрепило эту гипотезу. В противовес этому Варбург полагал, что клеточное окисление происходит при прямом участии кислорода, который доставляется переносящим кислород ферментом (Atmuпgsferment). Варбург [90, 91] изучал каталитическое действие тяжелых металлов на окисление различных органических молекул. Он обнаружил, что на некоторые окислительные процессы чрезвычайно сильный эффект оказывает, в частности, железо. Этот факт наряду с другими наблюдениями привел Варбурга к мысли, что таким переносящим кислород ферментом мог бы быть гемопротеид. В своем классическом исследовании спектра действия при фотоактивации дыхания дрожжей, подавленного окисью углерода, Варбург показал, что спектр действия действительно соответствует спектру поглощения комплекса окиси углерода с гемсодержащим веществом. После этого было сделано заключение, что клеточная оксидаза является гемопротеидом [92]. [c.62]

Еще до этого Кейлин [51] в своих классических опытах показал, что цитохромы представляют собой связующее звено между дегидрогеназами Виланда и Тепберга и оксидазами Варбурга. Кейлин и Хартри [54] нашли прямые спектроскопические доказательства существования в клетках самоокисляющегося и связывающегося с окисью углерода пигмента, кото- [c.62]

Для современных энзимологов существование фермент-субстратных комплексов — почти аксиома. В настоящее время накопилось огромное множество кинетических и других данных, подтверждающих образование таких комплексов в ходе ферментативных реакций, причем многие из них очень трудно объяснить каким-либо иным образом. Наиболее убедительны с этой точки зрения многочисленные прямые наблюдения образования соединений фермента с субстратом. Первое из них — наблюдение осаждения папаина его субстратом фибрином [1] — относится к 1880 году последние известные нам работы такого рода — исследования кристаллического фермент-субстратного комплекса оксидазы О-ами-нокислот с помощью оптических методов и метода ЭПР [2—5]. Классическими примерами служат гемопротеиды— пероксидаза и каталаза [6, 7], для которых образование промежуточных комплексов было доказано с помощью прямых спектроскопических методов более 30 лет назад [8, 9]. Позднее прямые доказательства образования подобных комплексов были получены с помощью самых разнообразных методов при исследовании гидролитических ферментов [10—14], альдолаз [15, 16], ряда дегидрогеназ [17—21] и тиотрансферазы ро-данезы [22, 23]. [c.55]

Представлению Гоппе-Зейлера об активации кислорода путем расщепления молекулы кислорода и освобождения атомного кислорода Бах противопоставил перекисную теорию, согласно которой нри действии молекулярного кислорода на окисляемое вещество под действием избыточной энергии последнего сначала распадается только одна из связей молекулы кислорода. Таким образом, в качестве первичных продуктов окисления всегда образуются перекиси типа перекиси водорода, которые более или менее устойчивы в зависимости от условий и в большинстве случаев превращаются в присутствии воды в перекись водорода. Часто наблюдающаяся в процессах медленного окисления активация кислорода основана, следовательно, на промежуточном образовании перекиси, а не на прямом расщеплении молекулы кислорода на свободные атомы. Так как окислительные процессы, происходящие в живых организмах, можно рассматривать только как явления медленного окисления, Бах попытался перенести на них перекисную теорию и, в частности, предположил, что оксидазы могут быть только легкоокисляемыми веществами, образующими перекиси. Через пять лет Кастл и Левенгардт , а также Энглер и Велер определенно высказались в пользу перекисной природы оксидаз. [c.19]

Хотя соли металлов прямо и не участвуют в первичном действии оксидаз, тем не менее они могут косвенно ускорять это действие. Такое ускорение происходит тогда, когда первичные продукты окисления действуют задерживающим образом на дальнейшее присоединение кислорода, вследствие тенденции к установлению равновесия между продуктами окисления и неокисленным субстратом. Выделяя эти первичные продукты окисления из круга реакции путем превращения нх в нерастворимые соединения (ме.ланин, пурпурогалин, хингидрон и т. д.), соли металлов устраняют препятствия к продолжению реакции и тем косвенно ускоряют действие оксидаз. Что касается механизма этого ускорения, то наиболее вероятным является предположение, что соли металлов, как и пероксидаза, соединяются с перекисями, образуя неустойчивые комплексы, которые энергично окисляют своим активным кислородом еще не окисленный субстрат. [c.96]

До последнего времени оценка физиологического значения окислительных ферментов делалась на основании опытов с гваяковой оксидазой (фенолазой), с соответствующей ей пероксидазой и с салицилазой (альдегидазой). Последняя вообще не принадлежит к окислительным ферментам, а первые две действуют окисляюще только на такие вещества, которые к нормальным составным частям тканей никоим образом причислить нельзя. Но и эти вещества они окисляют только очень поверхностно, отнимая у них исключительно легкоподвижный водород (стр. 75). К окислению пищевых веществ в углекислоту, воду и мочевину действие этих окислительных ферментов прямого отношения, повидимому, не имеет. Поэтому не было недостатка в голосах, которые отрицали значение оксидаз для процессов дыхания. Но, чтобы объяснить их нахождение в живых организмах, им пытались приписать другую роль. [c.99]

Ферментативное окисление аскорбиновой кислоты может осуществляться прямым путем, при участии специфической аскорбиноксидазы, а также косвенно — через посредство хинонов и других окисленных продуктов, возникающих в результате дея-, тельности оксидаз. Хиноны при этом восстанавливаются, а аскорбиновая кислота, окисляясь и превращаясь в дегидроформу, служит акцептором водорода, подводимого к ней дегидрогеназами. [c.230]

Очень мало до настоящего времени прямых данных, характеризующих участие бора в обмене веществ растения. Наблюдающийся в отсутствие бора сухой некроз паренхиматических тканей корня также позволяет предполагать, что функции бора связаны с окислительными процессами, однако экспериментально существование такой связи пока еще недостаточно доказано. В отдельных опытах наблюдалось, что у голодающих в отношении бора растений активируется тирозиназа и другие оксидазы. [c.430]

Давно известно, что активность тирозиназы, полифенолоксидазы или дигидрооксифенилаланиноксидазы (ДОФА-оксидаза), а также образование меланина находятся в обратной зависимости от концентрации в растении бора. Бораты могут быть прямыми ингибиторами этих ферментов. Однако это имеет место лишь при концентрации элемента более 0,01 М, т. е. в 12 раз превышающей ожидаемую в нормальных клетках. [c.74]

Канцерогенными оказываются совершенно различные химические вещества, если их скармливать экспериментальным животным или многократно наносить им на кожу. Некоторые из них действуют на клетки-мишени в своей исходной форме, но многим для этого необходимо превратиться в более активную форму - чаще всего это происходит под действием внутриклеточной системы ферментов, известных как цитохром-Р-450-оксидазы. Эти ферменты в норме превращают попадающие в организм яды и жирорастворимые ксенобиотики в безвредные и легко экскретируемые соединения. Однако окисление этой системой определенных вешеств приводит к образованию продуктов, являюшихся прямыми канцерогенами (рис. 21-6). Хотя известные на сегодняшний день химические канцерогены весьма разнообразны, большинство из них имеет по крайней мере одно общее свойство - способность вызывать мутации. Мутагенность может быть продемонстрирована различными методами, один из наиболее общепринятых - это тест Эймса, при проведении которого канцероген смешивается с экстрактом клеток печени крысы (играющим активирующую роль) и добавляется к культуре, специально подобранных ( тестирующих ) бактерий. Частота мутаций в такой бактериальной культуре является мерой мутагенности исследуемого вешества Грис. 21-7). Большинство соединений, обнаружи- [c.450]

Во многих случаях электронная микроскопия является единственным "прямым" методом изучения пространственной структуры. Это особенно очевидно при исследовании молекулярных комплексов, таких, как рибосомы или мультиферментные мембранные комплексы типа цитохром-с-оксидазы или Н -АТРазы мембран митохондрий. Как уже отмечалось выше, наиболее информативно изучение объектов, имеющих упорядоченную структуру. Иногда упорядоченность надмолекулярной структуры присуща объекту исследования in vivo, например некоторым вирусам или клеточным органеллам. В редких случаях белки функционируют в биологических мембранах в виде двухмерных Кристаллов (бактериородопсин). Обычно белок сначала необходимо выделить из клетки, очистить до гомогенного состояния и, используя специальные метод1.1, сформировать из него упорядоченную структуру [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология