Источники аминокислот для биосинтеза белка

Биологическое окисление — источник энергии живых организмов. Окислительные превращения охватывают все виды питательных веществ белки, углеводы и жиры, которые распадаются под влиянием ферментов пищеварительного тракта на аминокислоты, моносахариды, глицерин и жирные кислоты. Продукты расщепления образуют метаболический фонд биосинтеза и получения энергии. [c.320]

Микроорганизмы обычно синтезируют каждую из аминокислот в определенных количествах, обеспечивая тем самым синтез специфических белков. Это объясняется тем, что контроль за скоростью биосинтеза каждой аминокислоты осуществляется по принципу обратной связи как на уровне генов, ответственных за синтез соответствующих ферментов (репрессия), так и на уровне самих ферментов, способных под действием избытка образующихся аминокислот изменять свою активность (ретроингибирование). Такой контроль исключает перепроизводство аминокислот, и выделение их из клетки возможно лишь у микроорганизмов с нарушенной системой регуляции. Такие культуры иногда выделяют из природных источников. Так, известны штаммы дикого типа, накапливающие в среде глутаминовую кислоту, пролин или валин. Однако основной путь селекции продуцентов аминокислот — получение ауксотрофных и регуляторных мутантов. Ауксотрофные мутанты отбирают на селективных средах после воздействия на суспензии бактериальных культур физическими (например, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение) и химическими (этиленимин, диэтилсульфат, нитрозоэтил-мочевина и т. д.) факторами. У таких мутантов появляется дефектный ген, детерминирующий фермент, без которого не может осуществляться биосинтез определенной аминокислоты. Получение ауксотрофных мутантов — продуцентов аминокислот — возможно только для микроорганизмов, имеющих разветвленный путь биосинтеза, по крайней мере, двух аминокислот, образующихся из одного предшественника. Их биосинтез контролируется на уровне первого фермента общего участка согласованным ингибированием конечными продуктами (ретроингибирование). У таких ауксотрофных мутантов избыток одной аминокислоты при дефиците другой не приводит к подавлению активности первого фермента. Аминокислота, биосинтез которой блокирован в результате мутагенного воздействия, должна добавляться в ограниченном количестве. [c.20]

В организме в качестве источников энергии и сырья для получения органических предшественников многих клеточных компонентов, а также для того, чтобы обеспечить аминокислотами биосинтез белков. Витамины же, напротив, нужны лишь в малых количествах, потому что они играют роль катализаторов в различных химических превращениях макрокомпонентов пищи-превращениях, которые в совокупности называются обменом веществ, или метаболизмом. Подобно ферментам, витамины присутствуют в тканях в очень низких концентрациях. [c.274]

Пищевые и тканевые белки расщепляются до аминокислот, которые транспортируются кровью в различные ткани, где используются либо для биосинтеза белка и различных азотсодержащих компонентов (пурины, пиримидины, гем, креатин, адреналин и др.), либо могут окисляться и служить источником энергии (см. рис. 27.1 15). [c.441]

Биосинтез глюкозы — глюконеогенез. В широком смысле под глюконеогенезом понимают синтез глюкозы И3 всех метаболитов — источников глюкозы в более узком смысле — только из аминокислот. Синтез глюкозы происходит главным образом в печени и корковом слое почек. В печени он происходит после истощения запасов печеночного гликогена для поддержания в крови уровня глюкозы (при длительной физической нагрузке и при длительном голодании). Источники синтеза глюкозы 1) при длительной физической нагрузке — лактат, поступающий из мышц, и глицерин, поступающий из жировой ткани 2) при длительном голодании — глицерин, поступающий из жировой ткани, и аминокислоты, поступающие из тканей (мышц) вследствие разрушения белков. [c.164]

Разные виды живых организмов сильно различаются по своей способности синтезировать 20 различных аминокислот. Различаются они также и по способности использовать те или иные формы азота в качестве предшественников аминогрупп. Человек и белая крыса, например, могут синтезировать только 10 из 20 аминокислот, необходимых для биосинтеза белков (табл. 22-1). Эти 10 аминокислот называются заменимыми организм синтезирует их сам из аммиака и различных источников углерода. Другие 10 аминокислот должны поступать в организм с пищей их называют незаменимыми. Высшие растения оснащены в этом смысле лучше они могут синтезировать все аминокислоты, необходимые им для синтеза белка. Более того, они могут использовать в качестве предшественников аминогрупп не только аммиак, [c.653]

Поступающие с пищей белки вьшолняют три основные функции. Во-первых, они служат источником незаменимых и заменимых аминокислот, которые используются в качестве строительных блоков в ходе биосинтеза белка не только у новорожденных и детей, но и у взрослых, обеспечивая постоянное возобновление и кругооборот белков. Во-вторых, аминокислоты белков служат предшественниками гормонов, порфиринов и многих других биомолекул. И в-третьих, окисление углеродного скелета аминокислот вносит хотя и небольшой, но важный вклад в ежедневный суммарный расход энергии. [c.813]

Нормальное развитие микроорганизмов наблюдается лишь тогда, когда в водном растворе присутствуют все элементы, необходимые для построения живого вещества и осуществления жизнедеятельности клетки. Микроорганизмы проявляют избирательность действия по отношению к источникам питания, т. е. отдельные виды могут использовать только определенные соединения. Источниками азота для биосинтеза белков микроорганизмами могут быть аммонийные соединения, свободный азот, аминокислоты и др. Биогенные элементы (фосфор, железо и др.) поступают обычно в виде солей. В зависимости от природы соединений, являющихся источником углерода, выделяют следующие группы микроорганизмов [c.214]

ИСТОЧНИКИ АМИНОКИСЛОТ для БИОСИНТЕЗА БЕЛКА [c.361]

В состав белка микробных клеток входят все 20 аминокислот, биосинтез которых у прототрофных культур осуществляется из углерод-, азот- и серусодержащих компонентов среды. В качестве источников углерода могут быть углеводы, углеводороды и продукты их неполного окисления. [c.16]

Все другие виды обмена—углеводный, липидный, нуклеиновый, минеральный и пр.— обслуживают обмен белков, специфический биосинтез белка. Одни группы процессов, как, например, углеводный обмен, являются в основном источником углеродных цепей в биосинтезе аминокислот—исходных соединений для новообразования белков. Другие, как, например, обмен жиров, главным образом поставляют вещества, при окислении которых в макроэргических связях АТФ запасается энергия, необходимая для образования пептидных связей. Третьи (обмен нуклеиновых кислот) обеспечивают хранение и передачу информации о расположении аминокислотных остатков во вновь синтезируемых белковых молекулах, обслуживая специфическое воспроизведение уникальной структуры протеинов. Четвертые (минеральный обмен) способствуют становлению или распаду ферментных систем, при посредстве которых идет синтез белка, или созданию и разрушению субклеточных частиц и структур, на которых этот синтез осуществляется. Таким образом, многочисленные, разнообразные и часто очень сложные процессы превращения веществ и трансформации энергии в живом веществе обслуживают главным образом обмен белковых тел. Последний, в свою очередь, так регулирует упомянутые превращения, что создает оптимальные условия для своего собственного осуществления. [c.261]

Физиологическое значение нуклеиновых кислот огромно они содержатся во всех клетках как в свободном, так и в связанном с белками состоянии многие вирусы почти полностью состоят из нуклеотидов. Именно нуклеиновые кислоты управляют биосинтезом протеинов из аминокислот. ДНК служат хранителями и источниками генетической информации (генетического кода) и способны к точному копированию (воссозданию) самих себя. В ДНК заложена своего рода программа для синтеза различных РНК, которые, в свою очередь, служат матрицами для синтеза белков. [c.552]

Всем живым организмам помимо источников углерода, кислорода и энергии необходим еще и источник азота. Азот требуется для биосинтеза аминокислот, а также пуриновых и пиримидиновых оснований, т. е. тех азотсодержащих строительных блоков, из которых затем производится сборка белков и нуклеиновых кислот. И здесь мы встречаем уже знакомые нам различия живые организмы сильно различаются в зависимости от того, в какой химической форме способны они усваивать азот. Почти все высшие животные должны получать по крайней мере часть необходимого им азота в виде аминокислот. Например, в рацион человека и белой крысы 10 из 20 обычных аминокислот должны входить в готовом виде, потому что их организм не способен синтезировать эти аминокислоты из более простых предшественников. Растения могут обычно использовать в качестве единственного источника азота аммиак или растворимые нитраты. Лишь сравнительно немногие организмы обла- [c.377]

Накопление Г в клетках бактерий характеризует их стрессовое состояние, вызванное ухудшением условий роста, и инициирует перестройку метаболизма бактерий, необходимую для адаптации клеток к дефициту аминокислот и др источников питания При зтом подавляется синтез рнбосомных и тРНК, транскрипция генов, кодирующих структуру рибосомных белков и белковых факторов трансляции, транспорт углеводов, синтез липидов и дыхание Одновременно усиливается транскрипция оперонов, ответственных за биосинтез аминокислот, и ускоряется распад клеточных белков [c.618]

Большое разнообразие биотехнологических процессов, нашедших промышленное применение, приводит к необходимости рассмотреть общие, наиболее важные проблемы, возникающие при создании любого биотехнологического производства. Процессы промышленной биотехнологии обычно разделяют на две большие группы по признаку целевого продукта — производство биомассы и получение продуктов метаболизма. При таком подходе удачно освещается цель производства, которая в первом случае заключается в получении клеточной массы продуцента, вне зависимости от того, будет ли далее использоваться живая культура (например, сахаромицеты для пищевых целей, споры с токсинами в целях защиты растений) или биомасса нежизнеспособных клеток как источник белка, витаминов и других ценных веществ для кормопроизводства. Ко второй группе относят все процессы, где целевым продуктом становится один или несколько метаболитов, а клетки продуцента не нужны или даже вредны после завершения фазы биосинтеза это, например, получение продуктов брожения, ферментов, аминокислот, антибиотиков и всевозможные виды микробных трансформаций. [c.10]

Имеются указания на то, что высшим растениям также свойственно динамическое состояние аминокислот и белков i86], однако на растениях проведено по этому вопросу значительно меньше исследований, чем на крысах. При изучении индуцированного синтеза р-галактозидазы у Es heri hia oti найдено, что этот фермент синтезируется не за счет аминокислот, имеющих источником другие клеточные белки. Этот процесс носит необратимый характер, и, по имеющимся данным, другие клеточные белки Е. соИ не обменивают своих аминокислот с метаболическим фондом аминокислот, используемым для биосинтеза ]3-галактозидазы (стр. 275). Еще один пример необратимого процесса синтеза белка — образование вируса табачной мозаики 87] хотя вирус синтезируется из продуктов распада белков листьев, между однажды синтезированным вирусом и тканями листа не происходит обмена компонентами. [c.179]

Расщенление макроэргич. фосфатной связи АТФ в реакциях, катализируемых С., служит источником энергии, обеспечивающим синтез (см. Макроэргические связи). К С., образующим С—0-связи, относятся ферменты, осуществляющие активацию аминокислот и перенос их на растворимую рибонуклеиновую к-ту. Катализируемые этими С. реакции являются начальным этаном в процессах биосинтеза белков и играют исключительно важную роль в обмене веществ (см. Молекулярная биология, Нуклеиновые кислоты). С., катализирующие активацию аминокислот, отличаются высокой субстратной специфичностью. Каждая индивидуальная С. катализирует перенос только одной определенной аминокислоты на соответствующую молекулу растворимой РНК. К таким С. относятся L-аланил-зРНК — синтетаза (шифр 6.1.1.7), тирозил-sPHK — синтетаза (шифр 6.1.1.1) и др. [c.442]

Несколько лет назад Кнорре [9] обратил внимание на другие источники ошибок при определении скорости биосинтеза белка при помош и меченых аминокислот. Он указал, что выбранная кислота с разной скоростью включается в белки различного строения. Кроме того, лишь часть лабильных белков, принимаюш,их участие в обмене, имеет в своем составе аминокислоту, которая применяется в эксперименте. Наконец, лабильная фракция составляет лишь часть р всего выделяемого в опыте белка. [c.23]

В опытах с введением меченых аминокислот автографическим методом было показано, что в синаптических структурах головного мозга происходит интенсивный митохондриальный и немитохондриальный биосинтез белка. Установлено также наличие в синаптической цитоплазме значительного фонда свободных аминокислот за счет поступления их из межклеточной среды. Это пополнение осуществляется через пресинаптические мембраны. Как известно, важным источником о Эразования свободных аминокислот может быть глюкоза, которая непрерывно поступает в цитоплазму синапсов, что было подтверждено в опытах с использованием меченой С-1-6-глюкозы. [c.175]

Единицы транскрипции (транскриптоны). Синтез РНК молекулами РНК-полимераз ш vivo начинается в определенных местах ДНК, называемых промоторами, и завершается на особых регуляторных последовательностях - терминаторах. Последовательности нуклеотидов ДНК, заключенные между промоторами и терминаторами, называют транскрипционными единицами, или транскриптонами. В пределах каждого транскриптона транскрибируется только одна цепь ДНК, которая получила название значащей или матричной. Термины транскрипционная единица или транскриптон по смыслу близки термину ген , но они не всегда совпадают. Так, транскрипционные единицы прокариот, как правило, заключают в себе генетическую информацию нескольких генов и называются оперонами. Продуктами транскрипции оперонов являются полицистронные мРНК, при трансляции которых рибосомами образуется несколько белков. Белки, кодируемые полицистронными мРНК, обычно функционально связаны друг с другом и обеспечивают протекание какого-либо метаболического процесса, например, биосинтеза определенной аминокислоты или утилизацию углеводов в качестве источника углерода. Организация генов в виде оперонов облег- [c.30]

То, что это действительно так, т. е. что аминоацил-тРНК являются единственным источником аминокислотных остатков при биосинтезе белка, доказано в опытах с аминоацил-тРНК, содержащими С-аминокислоты по мере инкубации в белоксинтезирующей системе содержание меченой аминокислоты в препарате аминоацил-тРНК падает, но в такой же пропорции зеркально возрастает в синтезируемом белке (рис. 94). [c.284]

В издании рассмотрены все основные классы природных соединений, для которых приведены кпассификации, особенности молекулярной структуры, таблицы типичных представителей, схемы характерных химических реакций, значимые медико-биологические свойства, пути биосинтеза, природные источники При создании книги использована оригинальная литература по 2000 год вкпючительно Содержание книги отражено в 13 главах Введение, Простейшие бифункциональные природные соединения. Углеводы, Аминокислоты, пептиды и белки. Липиды жирные кислоты и их производные, Изопреноиды-1, Изопреноиды-И, от сесквитерпенов до политерпенов. Фенольные соединения. Алкалоиды и порфирины. Витамины и коферменты, Антибиотики, Разные группы природных соединений, Металло-знзимы, Предметный указатель [c.2]

БИОСИНТЕЗ (от греч Ьюз-жизнь и synthesis-соединение), образование в живых клетках необходимых организму в-в из простых низкомол. неорг и(или) орг соединений Б, в результате к-рого происходит превращение неорг соед, поступающих из окружающей среды, напр Oj при фотосинтезе, N2 при азотфиксации, в сравнительно простые в-ва, наз ассимиляцией Образующиеся в результате этого процесса в-ва используются для Б более сложных молекул, напр витаминов, гормонов, липидов, алкалоидов и биополимеров-белков, нуклеиновых к-т и полисахаридов Подавляющее большинство организмов синтезирует все необходимые для их жизнедеятельности продукты Исключение-нек-рые животные и человек, организм к-рых, напр, не синтезирует ряд витаминов и а-аминокислот Такие в-ва они должны потреблять из внешних источников [c.289]

В качестве источников азотного питания продуцентами антибиотиков могут усваиваться органические (сложные белки растительного и животного происхождения, простые белки, пептоны, аминокислоты) и неорганические (аммонийные соли и нитраты) соединения азота. Органический азот может вводиться в состав питательных сред в виде дрожжевого, солодового, кукурузного и мясного экстрактов, пептона, казеинового гидролизата, всевозможных жмыхов, шротов, соевой, гороховой, кукурузной, ячменной и рыбной муки, мицелия продуцентов антибиотиков (Иофина и др., 1967 Полатовская, 1968), содержащего 3,75—4,6% азота. В качестве нового вида сырья для биосинтеза антибиотиков предложены белково-витаминные концентраты (Сойфер и др., 1973), концентраты безбел-кового картофельного сока (Вечер и др., 1978) и др. Многие нз названных органических комплексов применяются в биосинтезе полиеновых антибиотиков (см. главу I). [c.151]

Никакой, даже самый примитивный, из известных в настоящее время живых организмов в сколь угодно стабильных внешних условиях не мог бы функционировать, если бы в нем одновременно и несбалансированно протекали. все запрограммированные биохимические процессы - транскрибировались все гены, транслировались все образовавшиеся информационные РНК, шли с нерегулируемой скоростью все присущие этому организму процессы синтеза и деградации низкомолекулярных соединений и биополимеров. Ясно, например, что интенсивность биосинтеза нуклеотидов и незаменимых аминокислот должна быть скоординирована с интенсивностью биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, поскольку в противном случае бесполезно растрачивались бы необходимые для производства этих мономеров сырьевые и энергетические ресурсы клеток. На самом деле живые организмы живут в непрерывно меняющихся внешних условиях и должны, кроме того, реагировать на изменения, происходящие в окружающей их среде. Так, появление в среде, на которой выращиваются бактерии, какой-либо дефицитной аминокислоты должно сопровождаться снижением уровня ее биосинтеза клетками. Появление в среде нетипичного источника углерода и энергии должно стимулировать процессы, связанные с доставкой такого вещества в клетки и его усвоением. Даже цростейшие одноклеточные организмы должны располагать регуляторными механизмами, позволяющими в определенном диапазоне нивелировать действие возникающих в окружающей среде неблагоприятных внешних химических и физических факторов, таких, как появление агрессивных химических веществ, повышение температуры, интенсивное УФ-излучение. [c.419]

В норме у взрослых людей и у животных биосинтез и окисление триацилглицеролов протекают одновременно, и для этих процессов устанавливается определенное стационарное состояние, так что количество жира в организме сохраняется в течение сравнительно длительного времени на относительно постоянном уровне, хотя, конечно, при изменении калорийности пищевого рациона могут возникать незначительные временные отклонения. Однако в тех случаях, когда углеводы, жиры или белки употребляются в количествах, превосходящих энергетические потребности организма, излишки калорий запасаются в виде триацилглицеролов. Источником ацетил-СоА, необходимого для реального биосинтеза жирных кислот и триацилглицеролов, могут служить как углеводы (гл. 16Х так и углеродные цега аминокислот (гл. 18). Накопленный таким образом избыток жира может быть использован для получения энергии, что позволяет организму приспособляться к голоданию (гл. 26). [c.636]

Пути биосинтеза аминокислот и нуклеотидов рассматриваются в этой главе совместно по ряду причин. В молекулах аминокислот и нуклеотидов содержатся атомы азота, полученные из одних и тех же биологических источников. Более того, аминокислоты служат предшественниками при биосинтезе нуклеотидов. Есть и еще одно обстоятельство, связывающее аминокислоты и нуклеотиды оба этих класса соединений играют роль элементарных единиц в биохимии наследственности. Нуклеотиды, кодирующие элементы нуклеиновых кислот, служат для сохранения и передачи генетической информащ1и, тогда как аминокислоты, строительные блоки белков, обеспечивают ее реализацию. [c.653]

Репрессия под действием конечных продуктов характерна для процессов биосинтеза (анаболизма) аминокислот, витаминов, пуринов и пиримидинов индукция же, как правило, имеет место при распаде (катаболизме) источников углерода и энергии Совершенно очевидно, что регуляция необходима для обеспечения экономичности работы белоксинтезирующей системы. Синтез ферментов любого метаболического пути включается или выключается в зависимости от того, сколь велика в данный момент потребность клетки в этом пути. Зачем синтезировать белки, если они не нужны Особенно ярким примером того, как с помощью индукции и репрессии обеспечивается строгий контроль над синтезом определенной группы белков, может служить регуляция образования ферментов, катализирующих распад миндальной кислоты (точнее ее солей — манделатов) у Pseudomonas. Ниже приведена предполагаемая последовательность реакций распада. [c.536]