Биологический катализ

Настоящая монография была изложена с целью ответа на перечисленные вопросы, а также создания такого единого математического, химического, физического аппарата, фундаментом которого может служить хаотичность распространения силовых линий, наличие у атомов гравитационных радиусов, а также распространение силовых линий по параболической кривой. Поэтому в качестве составляющих такого аппарата использовано большое количество цифровых данных, полученных с использованием более семидесяти хорошо известных фундаментальных законов, уравнений, формул, а также известные экспериментальные факты и явления. В результате созданный аппарат не только не противоречит более 70 фундаментальным законам, уравнениям, формулам, явлениям, экспериментальным данным, но существенно дополняет их число. Так, например, большой объем экспериментальных данных, полученных автором по установлению единого механизма хемосорбции и химического и биологического катализа, химического трения, удовлетворительно объясняются этим математическим, химическим, физическим аппаратом. [c.91]

Действительно, успехи современной теории биологического катализа и теоретической химии показали, что ферментативные реакции при всей их сложности протекают в полном соответствии с общими закономерностями обычных химических превращений. Объяснение огромных преимуществ, которыми ферментативный катализ отличается от небиологического гетеро- и гомогенного катализа, заложено фактически лишь в исключительно сложной структуре макромолекул белка. [c.7]

Важно другое на моделях удается (хотя бы по отдельности) реализовать практически все механизмы (или основные черты механизмов), по которым протекают ферментативные реакции. Это должно вселять в нас уверенность, что основные принципы биологического катализа поняты правильно. [c.123]

С точки зрения химика фермент — это прежде всего катализатор. Поэтому многие закономерности, которые наблюдаются в ферментативных процессах, почти наверняка найдут себе аналогии в гомогенном химическом катализе и наоборот. По существу нет резких границ между всеми известными нам видами химического и биологического катализа, и противопоставление их друг другу требует скорее классификация, чем сущность явления катализа. [c.3]

Вместе с тем, по мнению авторов, становится все более очевидной необходимость введения курса биохимии в систему химического образования. Это важно как с чисто прагматической точки зрения, так и для формирования более цельного мировоззрения специалистов-химиков. Направленный синтез биологических веществ — лекарственных препаратов, гербицидов для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве, инсектицидов для истребления вредных насекомых, развитие методов анализа, имеющих диагностическую значимость, изучение природы воздействия токсических веществ на человека и другие живые организмы — все это и многое другое требует понимания механизма взаимодействия химических веществ с биологическими системами. Без этого химические исследования имеют в основном эмпирический характер. В то же время биохимические процессы все в большей мере начинают использоваться для осуществления химических превращений вне живых организмов, и знание возможностей биохимии существенно обогащает арсенал подходов, с помощью которых химик может решать стоящие перед ним проблемы. Особенно существенно для химика знание основ биологического катализа как наиболее совершенного класса каталитических процессов, принципы которого могут открыть новую страницу в развитии науки о катализе в целом. Широко обсуждается и в ряде случаев уже реализуется использование сложных биохимических структур в качестве биосенсоров для аналитических целей и в перспективе для развития принципиально новой базы для электроники. [c.8]

Белки играют наиважнейшую роль в процессах жизнедеятельности. Они являются результатом экспрессии генов и инструментом, при помощи которого геном управляет всеми метаболическими реакциями в клетке. Белки принимают участие в построении клеток и тканей, осуществляют биологический катализ, регуляторные и сократительные процессы, защиту от внешних воз- [c.28]

Явления, наблюдаемые в процессе биологического катализа, также объясняют участием реакционноспособных комплексов. [c.18]

Активирование и биологический катализ [c.252]

Автор монографии В. Лангенбек является видным химиком-органиком Германской Демократической Республики, работающим в области органического и биологического катализа. [c.4]

Нам неизвестна сущность биологического катализа с участием ферментных систем, разгадка тайны которого дала бы фантастические перспективы в науке и технике. [c.6]

Потребность в концентрации сил на изучении катализа сложных реакций очень велика. Ведь как в обычном, так и в биологическом катализе такие реакции решительно преобладают. В то же время запросы химической промышленности настоятельно требуют более полного овладения сложным катализом, что невозможно без коренного улучшения его теории. Для этого впервые появились серьезные возможности благодаря открытию новых типов катализаторов, новых групп каталитических реакций и новых закономерностей. Важной предпосылкой служат также большие успехи экспериментальной техники и теоретических расчетов. [c.5]

Таким образом, разбиение реакции на несколько стадий без большой затраты энергии на каждой стадии — одно из основных условий каталитического процесса. Катализатор как бы раскладывает равномерно энергию всей реакции по стадиям. В биологическом катализе это является одним из основных принципов. [c.28]

Биологический катализ в неводных средах [c.184]

Известно, что биологический катализ осуществляется в природе в водной среде, но сфера применения ферментов в биотехнологии не может ограничиваться только этими условиями. Нередко нужно подвергнуть изменению структуры липофильных или водонерастворимых веществ, например стероидов или углеводородов. Применение органических растворителей может не только-увеличить каталитическую активность определенного фермента путем повышения доступности субстрата, но и сместить равновесие соответствующей химической реакции. [c.184]

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КАТАЛИЗ ОКИСЛЕНИЯ ЖИРОВ И ДЕЙСТВИЕ ИНГИБИТОРОВ [c.96]

Биологический катализ окисления и действие ингибиторов [c.97]

Так как уравнение Михаэлиса — Ментена имеет большое значение для ферментативного процесса и объясняет ряд явлений биологического катализа, считаем целесообразным привести основной математический вывод данного уравнения. [c.21]

Этим опытом демонстрируется микрогетерогенный биологический катализ. Очень небольшое количество фермента каталазы проявляет более активное действие, чем неорганический катализатор. Каталитическое действие каталазы имеет большое биологическое значение. [c.236]

В биологическом катализе расположение реагирующих частей молекул не нарушает существенно структуру фермента (не дезорганизует ее), а исходное состояние. [c.95]

До недавнего времени считалось, что обязательным компонентом всех ферментов являются белки. Был накоплен огромный материал, свидетельствующий, что именно белки способны опознавать определенные субстраты, обеспечивая тем самым высокую специфичность биологического катализа. Кроме того, многочисленные данные демонстрировали, что белки обеспечивают оптимальную ориентацию субстратов относительно функциональных групп фермента, осуществляющих химическое превращение. Этими группами в случае кислотного, основного и нуклеофильного катализа чаще всего являются группы, входящие в состав белка. В случае электрофильного и окислительно-восстановительного катализа в химическом превращении, как правило, участвуют специальные кофакторы — ионы металла или сложные органические молекулы. Но в этом случае белковая часть фермента организует работу кофактора так, чтобы обеспечивалась свойственная ферменту специфичность и одновременно с Высокой эффективностью реализовался каталитический потенциал кофактора. Однако в начале 80-х годов были от крыты и стали объектом интенсивных исследований ферменты, построенные из молекул рибонуклеиновых кислот (рибозимы). Интерес к этой группе ферментов резко усилился в связи с разработкой методов молекулярной селекции нуклеиновых кислот, позволившей, в частности, начать направленное конструирование рибозимов с разнообразными типами каталитической активности. [c.11]

Во-первых, в некоторых случаях рибозимы вырезают интроны самостоятельно, без помощи белков сплайсосомы. Следовательно, они обладают каталитической активностью и представляют собой уникальное явление, уточняя и расширяя представление о том, что биологический катализ осуществляется только белками-ферментами. [c.461]

Книга П. Ашмора представляет компактную монографию, охватывающую гомогенные, гетерогенные и цепные каталитические реакции и освещающую вопросы неорганического, органического и биологического катализа. Основное внимание уделено общим теоретическим вопросам, рассмотрению отдельных стадий процессов и механизмам реакций важнейших типов. Автор поставил перед собой трудную задачу систематически осветить на современном уровне эту область химии, описать главные пути ее развития и охарактеризовать важнейшие проблемы, связанные с ней эту задачу он решил вполне успешно, создав хорошее учебное пособие по катализу. [c.5]

Уже в приведенных примерах встречается сонряжение экзо- и эндотермических стадий значительно более сложные случаи такого сопряжения этапов и целых сложных циклов процессов наблюдаются в биологическом катализе. Для него характерна строго согласованная работа нескольких (многих) катали аторов с регулировкой типа обратной связи [c.20]

Достаточно назвать замечательную школу органического катализа Зелинского, работы Баха и его учеников в области биологического катализа, работы школы Фаворского и в первую очередь Лебедева по синтетическому каучуку, работы Семенова и его последователей в области цепных процессов и гомогенного катализа, работы Писар-жевского и его школы в области электронной теории катализа. [c.4]

Возникновение учения о биологическом катализе тесно связано с возникновением учения о катализе вообще. Однако известные человеку с незапамятных времен явления брожения и переваривания пищи получали лишь виталистические объяснения, которые были положены даже в основу одной из первых попыток исследовать эти процессы с точки зрения химии того времени, предпринятой в ХУП в. Ван Гельмонтом. Но уже вскоре после смерти Ван Гельмонта, в 1659 г. профессор Лейденского университета Франциск Сильвий (Дюбуа де Ла Боэ) впервые четко сформулировал положение, что в основе всех жизненных явлений лежат разнообразные химические процессы. Он пытался, отбросив ван-гельмонтовские археи , объяснить большинство процессов, происходящих в организме, действием двух принципов — кислотного и щелочного [3]. [c.165]

Одна из наиболее ранних теорий, на основании которой пытг,-лись объяснить природу взаимодействия фермента и субстрата и механизм биологического катализа, была предложена В. Бейлисом [42] в 1906 г. По представлениям Бейлиса, ускорение реакции в присутствии фермента должно было вызываться увеличением активной массы благодаря физической адсорбции ферментом реагируюш их веществ и происходящем в результате этого их концентрировании на поверхности фермента. Однако теория Бейлиса была отвергнута даже без значительной экспериментальной проверки, хотя идея о сгущении реагентов в порах или на поверхности ферментных образований часто обсуждалась в литературе и впоследствии. Основная причина, по которой отказались от теории Бейлиса, что при ее помощи невозможно было объяснить специфичность действия ферментов, хотя сам Бейлис не считал это условие совершенно обязательным. [c.171]

С использованием энергии сопряженного окисления нефти образуется в конечном счете и вся сложнейшая гамма соединений, входящих в состав живого вещества. Во всех этих и в других подобных случаях в живом ор-я анизме действуют биокатализаторы — ферменты. Некоторые из ферментов удалось выделить в индивидуальном виде с сохранением вне живого организма их специфического каталитического действия. Ферментативные препараты широко используются в пищевой и легкой промышленности и приобретают применение в медицине. Следовательно, для проявления каталитических свойств многих ферментов участие живого организма не требуется. Это показывает отсутствие принципиальных, непреодолимых границ между биологическим и обычным катализом, хотя пока в биокатализе господствуют органические катализаторы, а в обычном — неорганические, и по химическому строению и каталитическим свойствам ферменты сложнее и совершеннее. Нои эти различия смягчаются благодаря появлению новых классов органических и металлоорганичееких искусственных катализаторов. Это органические полимерные иониты и полупроводники, разноо бразные комплексы переходных металлов с органическими и неорганическими лигандами и т. д. Поэтому каталитические процессы, встречающиеся пока только в живом организме, можно надеяться осуществить в будущем с помощью искусственных катализаторов. Это же справедливо и для многих других реакций, пока не осуществленных ни в обычном, ни в биологическом катализе. [c.10]

Пфвые указания на то, что в биологических системах происходят какие-то каталитические процессы, были получены в начале XIX в. при изучении переваривания мяса под действием желудочного сока и превращения крахмала в сахар под действием слюны и раздичньгх экстрактов из тканей растений. Вслед за этим были зарегистрированы и другие случаи биологического катализа, который теперь называется ферментативным. В 50-х годах прошлого века Луи Пастер пришел к выводу, что сбраживание дрожжами сахара в спирт катализируется ферментами . Он считал, что эти ферменты (впоследствии для их обозначения бьш введен еще один термин- энзил1ы, что в переводе означает < дрожжах ) неотделимы от структуры живой клетки дрожжей. Эта точка зрения господствовала в науке в течение длительного времени. Поэтому важной вехой в истории биохимии стало открытие, которое сделал в 1897 г. Эдвард Бухнер ему удалось экстрагировать из дрожжевых клеток в водный раствор набор ферментов, катализирующих расщепление сахара до спирта в процессе брожения. Тем самым бьшо доказано, что столь важные ферменты, катализирующие один из основных метаболических путей, приводящих к высвобождению энергии, сохраняют способность функционировать и после выделения их из живых клеток. Это открытие вдохновило биохимиков на новые поиски, направленные на вьщеление разнообразных ферментов и изучение их каталитических свойств. [c.227]

В будущем влияние биотехнологии на развитие химической промышленности будет определяться возможностью объединения принципов микробиологии, биохимии и химической технологии. Основной предпосылкой использования биологического катализа в химии является способность ферментов катализировать энан-тиомерно однозначные, стереохимически определенные реакций [c.177]