Биологическое значение ферментов

Изучение свойств ферментов позволяет более глубоко проникнуть в сложный комплекс процессов обмена веществ, составляющих основу той или иной физиологической функции. По образному утверждению А. Н. Баха, изучение ферментов может служить ключом к познанию закономерностей химических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности организмов. В соответствии с этим одно из основных направлений современной энзимологии состоит Б изучении биологического значения ферментов, выяснения их роли в физиологических отправлениях организма. [c.54]

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ [c.120]

Расскажите о биологическом значении ферментов, [c.124]

Активность разнообразных биологических катализаторов (ферментов), а нередко и специфика происходящих в тканях биохимических процессов связаны с ограниченными зонами значений pH. Так, пепсин желудочного сока активен при pH 1,5—2,0 каталаза крови — при pH 7,0 тканевые катепсины при реакции среды, близкой к нейтральной, катализируют синтез белка, а при кислой реакции его расщепляют. [c.59]

Данная глава и вся остальная часть книги посвящены главным образом конкретным реакциям метаболических путей. Метаболические пути — это сложная сеть разветвленных и взаимозависимых последовательностей биохимических превращений. Пытаться запомнить все эти пути — задача довольно бессмысленная. Однако некоторые из главных метаболических последовательностей все же необходимо выучить и четко представлять себе их значение. Обе эти задачи будет легче решить, если сначала мы рассмотрим индивидуальные химические реакции, катализируемые ферментами, а затем сами метаболические пути. Это поможет нам понять саму логику объединения индивидуальных реакций в метаболические пути. Тем не менее, прежде чем перейти к осуществлению намеченного плана, целесообразно рассмотреть вкратце наиболее важные метаболические пути, что облегчит последующее обсуждение индивидуальных химических реакций, имеющих определенное биологическое значение. [c.81]

Подробная биография белка необходима для оценки биологического значения данного остатка. Как было показано на предыдущем примере, фиксация замен аминокислот почти полностью зависит от биологической роли соответствующей аминокислоты. Однако оценить эту роль довольно трудно, поскольку она может быть связана не только с определенной функцией белка, например каталитическим действием фермента, а со всеми другими взаимодействиями белка в организме на протяжении его жизненного пути от активации соответствующего гена до разложения полипептида. И хотя такие подробные биографии белков пока еще не доступны, можно тем не менее сделать некоторые общие замечания. [c.201]

Необыкновенным свойством ферментов является эффективность их каталитического действия. Катализируемые ферментами реакции протекают со скоростями, в 10 —10 раз большими, чем соответствующие некатализируемые реакции. Ферменты традиционно сравнивают с искусственными катализаторами, которые, как правило, в 10 — 10 раз менее эффективны для ускорения данной реакции, чем соответствующий фермент [730—732]. Кроме того, в отличие от экстремальных условий, часто необходимых для ускорения химических реакций в органической лаборатории, каталитическое действие ферментов достигается в водном растворе при биологических значениях pH и умеренных температурах и давлениях. [c.274]

Следует подчеркнуть, что в этом небольшом, казалось бы, химическом процессе - отщепление гексапептида от предшественника-заключено важное биологическое значение, поскольку при этом происходят формирование активного центра и образование трехмерной структуры трипсина, а известно (см. главы 1 и 4), что и белки биологически активны только в своей нативной трехмерной конформации. В том, что трипсин, как и другие протеиназы, вырабатывается в поджелудочной железе в неактивной форме, также имеется определенный физиологический смысл, поскольку в противном случае трипсин мог бы оказывать разрушающее протеолитическое действие не только на клетки самой железы, но и на другие ферменты, синтезируемые в ней (амилаза, липаза и др.). В то же время поджелудочная железа защищает себя еще одним механизмом-синтезом специфического белка ингибитора панкреатического трипсина. Этот ингибитор оказался [c.420]

Ферменты микроорганизмов. Ферментами, или энзимами, называются специфические белки с высоким молекулярным весом,, входящие в состав клеток и тканей живых организмов и значительно ускоряющие биохимические реакции. Поэтому они получили название органических или биологических катализаторов. Ферменты находятся везде, где только проявляется органическая жизнь. Их вырабатывают живые клетки, но осуществлять свое действие они могут и вне клеток. Очень велико значение ферментов в процессах обмена веществ внутри микробной клетки и между микроорганизмом и внешней средой, так как они ускоряют различные реакции, а следовательно, и весь обмен веществ. Ферменты были открыты в начале XIX в. В 1814 г. русский химик К. С. Кирхгоф обнаружил, что под действием вытяжки из проросших зерен крахмал превращается в сахар. Так был открыт первый фермент диастаз, или амилаза. В настоящее время открыт целый ряд ферментов, которые катализируют многочисленные реакции в живых организмах и, в частности, в микроорганизмах. Хи,мические реакции могут происходить и без ферментов, но при более высокой температуре и в присутствии кислот илн щелочей. [c.518]

Среди большого числа различных функций, выполняемых белками, в первую очередь следует отметить их роль в протекании метаболических процессов. Многочисленные химические превращения в клетке осуществляются в мягких условиях при температурах, близких к 40° С, и значениях pH среды, близких к нейтральным. В этих условиях скорости протекания большинства химических превращений в живых организмах ничтожно малы, поэтому обязательно присутствие специальных биологических катализаторов — ферментов (энзимов). Даже такая простая реакция, как дегидратация угольной кислоты [c.14]

Какое биологическое значение имеет специфичность ферментов [c.77]

Физиологическое значение белков трудно переоценить не случайно их называют носителями жизни . Белки — основной материал, из которого построен живой организм, т. е. протоплазма каждой живой клетки. Особый класс белков образуют биологические катализаторы— ферменты (см. 40.5) белковую природу имеет также часть гормонов (см. 40.4). Склеропротеины служат живым организмам для создания органов защиты (рога) или теплоизоляции (перьевой или волосяной покров). [c.547]

Если явление катализа имеет существенное значение для процессов, протекающих в неживой природе, то в биологических процессах его роль неоценимо велика. Большинство процессов в живых организмах протекает с участием биологических катализаторов — ферментов. Наука о ферментах — энзимология, задачей которой является расшифровка структуры и механизма действия ферментов, установление частных и общих закономерностей, которым они подчиняются, тесно связана с биологией, биохимией, медициной, фармакологией и другими областями науки. Здесь [c.252]

Ферменты и их значение в процессе обмена веществ. Большая скорость обмена веществ в микробных клетках обусловлена наличием особых биологических катализаторов — ферментов, или энзимов. В клетках живых организмов имеются ферментные системы, представляющие собой сложные наборы ферментов при их участии происходит синтез различных составных частей клетки и распад, клеточных белков, углеводов и жиров. Ферменты создают возможность таких химических превращений, которые вне живой клетки происходят только при высоких температурах или при действии сильных химических реактивов. Так, например, сахар, крахмал и другие углеводы устойчивы по отношению к кислороду для окисления они должны быть подвергнуты действию высоких температур, при которых сгорают, образуя углекислый газ и воду. Однако в живой клетке они под влиянием, ферментов подвергаются тем же превращениям при обычной температуре. [c.121]

В природе большинство углеводов представлено в виде полисахаридов с высокой молекулярной массой. Биологическое значение ряда полисахаридов состоит в том, что они обеспечивают накопление моносахаридов, другие же служат структурными элементами кле- точных стенок и соединительной ткани. " Т и полном гидролизе под действием кислоты или специфических ферментов полисахариды расщепляются с образованием моносахаридов или их производных. [c.311]

Свойства и биологическое значение этих протеидов подробно рассматриваются в главе Ферменты . [c.68]

Биологическое значение гепарина определяется его способностью задерживать свертывание крови путем образования неактивного комплекса с тромбокиназой, участвующей в этом процессе. Гепарин может образовывать комплексы и с другими белковыми веществами, в том числе с некоторыми ферментами. [c.88]

Выделение трипсина в недеятельной форме имеет большое биологическое значение. Поджелудочный сок содержит ряд других ферментов, например липазу и амилазу, представляюш,их собой, как и все ферменты, белковые тела. Присутствие в одном с ними растворе мощного протеолитического фермента — трипсина — в активной форме могло бы привести к их перевариванию и разрушению еще в панкреатической железе. Активность амилазы, липазы и других ферментов и сохраняется благодаря тому, что трипсин выделяется в виде неактивного трипсиногена. [c.315]

Более тщательные исследования позволили, однако, установить весьма важное биологическое значение и этих элементов, по крайней мере многих их них. Хотя суточная потребность человеческого организма в микроэлементах нередко выражается всего лишь в тысячных и миллионных долях миллиграмма, тем не менее при полном исключении их из пищи возникает ряд заболеваний и расстройств обмена веществ. Не говоря уже о железе и йоде, значение которых для нормальной жизнедеятельности организма человека и животных было показано сравнительно давно, несомненно, что важную биологическую роль играют и такие элементы, как, например, Си, 2п и Со. Эти металлы входят, в частности, в состав простетических групп некоторых ферментов (карбоангидраза, например, содержит 2п, тирозиназа — Си), а иногда и витаминов (витамин В12 содержит Со). [c.391]

Ряд других ферментов, катализирующих гидролиз фосфоэфиров, также имеет важное биологическое значение. В их число входят циклические пуриновые фосфодиэстеразы (в настоящее время немногое известно о химических механизмах действия их актив- [c.130]

Белки (аминокислотные полимеры) и нуклеиновые кислоты (нуклеотидные полимеры) — это основа жизни. Ферменты — это белки, катализирующие химические реакции, необходимые для процессов жизнедеятельности, тогда как нуклеиновые кислоты служат банком данных — хранилищем генетической информации, сосредоточенной в клеточном ядре. В заключение этой главы мы кратко рассмотрим происхождение этих биополимеров. С этой целью сформулируем некоторые фундаментальные вопросы, на которых следует ниже остановиться. С чего начались химические процессы, необходимые для поддержания жизни, или, другими словами, каким образом происходило образование пептидных связей в пребиотическпй период Как появились макромолекулы, имеющие важное биологическое значение Чем вызвана асимметрия и хиральность органическ гх молекул На некоторые из этих вопросов хотя бы частично сумели ответить химики, пытавшиеся воспроизвести условия, которые существовали в примитивной атмосфере Земли того времени. [c.181]

Существенное биологическое значение имеет также гиалуроновая кислота, содержащаяся в пуповине, стекловидном теле глаза, коже, синовиальной жидкости, в опухолях, в оболочках млекопитающих и др. Гиалуроновая кислота разрушается ферментом гиалуронида-зой, находящимся в сперматозоидах. Это соединение препятствует проникновению микроорганизмов в кожу. [c.460]

В природе распространены системы, в которых небелковый кофер-мент обеспечивает протекание реакции переноса группы (ацильной, оксиметильной, формильной, метильной и др.) один из ферментов переносит группу от первого субстрата к коферменту, а другой — от кофермента ко второму субстрату. Наибольшее биологическое значение имеют, по-видимому, реакции трансфосфорилирования, которые обеспечивают передачу энергии от одного процесса к другому. Переносчиками фосфатной группы служат различные нуклеотиды и нуклеози ды, например аденозиндифосфат (АДФ) [c.16]

Помимо чисто химического, гомогенный катализ имеет громадное биологическое значение. В организмах и животных, и растений содержатся ферменты —органические вещества сложного строения, играющие роль катализаторов при разнообразных жизйенных процессах. Они обнаруживают резкую специфичность действия, так как каждый из них ускоряет только определенный процесс, не влияя на другие. В этом отношении ферменты превосходят неорганические катализаторы, которые большей частью могут ускорять ряд сходных по химизму реакций. 3 [c.346]

Эта реакция, аналогично параллельно протекающей реакции, описанной 1В гл. 4 [уравнение (4-31)], которая приводит к образованию желтой нестабильной формы тиамин-аниона, является примером практически полностью кооперативного отщепления двух протонов, сопровождающегося структурными изменениями. В ходе титрования не обнаружено сколько-нибудь значительных концентраций промежуточного соединения. Это свойство необычно для небольших молекул, и оио помогло Вильямсу и др. правильно установить строение витамина. Имеют ли эти реакции какое-либо биологическое значение Тиольиая форма, представленная выше, или желтая форма [уравнение (4-31)], могла бы присоединяться к активным центрам белков с помощью дисульфидных связей. Одиако если такие реакции ферментов с тиамином и происходят, то пока они еще ие обнаружены. [c.208]

Превращение пантотеновой кислоты в кофермент А проводили с использованием препаратов ферментов из бактериальных источников и из печени крыс [65]. Вначале в результате фосфорилирования образуется 4 -фосфопантотеновая кислота (79), которая в результате конденсации с цистеином дает 4 -фo фoпaнтoтeнoил-L-цистеин (80). Последующее декарбоксилирование до пантетеин-4 -фосфата (73), реакция с аденозинтрифосфатом с образованием дефосфокофермента А (81) и, наконец, селективное фосфорилирование приводит к коферменту А (70) (схема (48) . Маловероятно, что альтернативный механизм [66], включающий начальную конденсацию пантотеновой кислоты с цистеином, имеет какое-либо биологическое значение. [c.612]

Белки—это высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Название протеины (от греч. рго1о8—первый, важнейший), по-видимому, более точно отражает первостепенное биологическое значение этого класса веществ. Принятые в отечественной литературе термины белки и белковые вещества связаны с обнаружением в тканях животных и растений веществ, имеющих сходство с белком куриного яйца. В наше время, когда абсолютно достоверно установлено, что наследственная информация сосредоточена в молекуле ДНК клеток любых живых организмов, не вызывает сомнения, что только белки являются теми молекулярными инструментами, при помощи которых реализуется генетическая информация. Без белков, в частности ферментов, ДНК не может реплицироваться, не может самовоспро-изводиться, т.е. лишена способности передавать генетическую информацию. [c.19]

Биологическое значение витаминов заключается не в том, что при их помощи в организм вводятся большие запасы энергии или основные мрпичи для постройки органического субстрата, а в том, что эти дополнительные вещества вызывают в клетках организма деятельность, подобную тон, какая обусловливается ферментами и продуктами внутренней секреции... Связь между ферментами и витаминами, возможно, и выражается в том, что последние необходимы как строительный материал для первых . Существо витаминов, раскрытое Н. Д. Зелинским, было блестяще подтверждено в последующие годы. [c.5]

Несмотря на то, что узеакции, катализируемые ферментами, относящимися к подподклассу 1 оксидоредуктаз, как правило, обратимы, и.х биологическое значение в большинстве случаев связано преимущественно с протеканием реакции в определенном направлении. При этом отчетливо проявляется такая закономерность если биологически значимо окисление органического субстрата, то в реакции в качестве окислителя чаще всего участвует NAD. Если же реакция этого подподкласса имеет значение для восстановления какого-либо органического соединения, то чаще всего восстановителем является NADP-H. [c.130]

Этот автор сделал вывод, что невозможно предсказать наилучший реагент для данного сочетания . Окислительное сочетание фенолов имеет важное биологическое значение и может протекать при действии ферментов оксидаз многие природные соединения, например геодин (ИЗ) и ориенталинон (114), получаются, вероятно, таким путем. По данным проблемам имеются. хорошие обзоры [106, 129]. [c.226]

Эта реакция имеет большое биологическое значение в связи с окислительным распадом углеводов в живых организмах (см. Биохимические превращения углеводов ). Фермент, катализирующий эту реакцию, — фумараза — широко распространен в природе. Так, например, (—)-яблочная кислота образуется в больших количествах при росте некоторых штаммов Aspergillus niger в средах, содержащих фумарат, сукци-нат или просто сахар. [c.115]

Проведена з[1ачительпая работа с целью выяснения влияния перекиси водорода на вещества или процессы, имеющие биологическое значение. Эти исследования сильно отличаются друг от друга по глубине и методу. В некоторых случаях пользовались заведомо модельными системами, что давало возможность четко определить условия, однако результаты в отнопгении живых систем иногда имели лишь сомнительную ценность. Другие работы проведены с органическими веществами или in vivo, а поэтому они ближе к естественным условиям, но результаты с точки зрения влияния побочных реакций и ферментов получились менее определенными. Часто для таких исследований выбирают бактериальные колонии, а в этой системе возможны неопределенности из-за колебаний концентрации перекиси водорода на различных стадиях роста, что может быть обусловлено различиями в парциальном давлении присутствующего кислорода [396] или действием фактора роста [397]. [c.354]