Катализаторы биологические

Ферменты являются катализаторами биологических реакций. Их каталитическая эффективность часто совершенно удивительна и в сочетании со специфичностью к субстрату позволяет организму выбрать для данной конкретной молекулы только один единственный путь метаболизма из многочисленных возможных химических реакций, в которые может вступать эта молекула и продукты ее превращений. Специфичность фермента к определенному субстрату может иметь структурную или стереохимическую природу. Структурная специфичность может быть либо достаточно отчетливо выраженной, либо, напротив, она может быть относительно широкой как, например, это показано для гидролитических ферментов пищеварительной системы. Стереоспецифичность является характерной особенностью ферментативно катализируемых реакций, в ко- [c.24]

Активными катализаторами биологического действия являются ферменты — некоторые белки с большой молекулярной массой. Так, например, при комнатной температуре половина от имеющегося количества мочевины разлагается водой за 3200 лет, а в присутствии фермента уреазы время ее полупревращения при той же температуре составляет 10 с. [c.137]

Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул. Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества — ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность ферментов. Так. 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, медь) при 200 °С в 1 сек превращают не больше 0,1—1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при О °С разлагает в одну секунду 200 ООО моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20 °С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы. Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.258]

Ферменты — катализаторы биологического происхождения, ускоряющие химические реакции, необходимые для жизнедеятельности организмов. [c.13]

Предполагается [81] следующая общая схема механизма фотосинтети ческого выделения водорода. Солнечный свет поглощается светочувствительным пигментом, например белком хлорофилла. При помощи активных центров белка эта энергия сообщается электронам, источником которых мол<ет служить некоторое донорное вещество. Затем электроны через промежуточное соединение ферроксин доставляются к ионам водорода Н+, восстановление которых до молекулярного состояния происходит под действием катализатора биологической природы по реакции 2Н+ + 2е —>- Нг. По современным представлениям таким катализатором является фермент гидрогеназа или нитрогеназа. [c.343]

Можно предположить, что из ограниченного числа типов катализаторов вследствие неограниченных возможностей замещения может быть получено бесконечно большое число отдельных катализаторов. Биологический и промышленный интерес,, естественно, представляют собой в первую очередь высокоактивные катализаторы. Молекулы катализаторов можно представить себе в виде небольших машин, производительность кото- [c.158]

Помимо витаминов, в качестве стимуляторов роста используют катализаторы биологических процессов в клетке. Рост дизентерийных палочек улучшается на синтетических средах с добавлением железа и цитрата. [c.60]

К особому классу каталитических реакций относятся ферментативные, или энзиматические, реакции, в большом числе происходящие в клетках животных и растительных организмов. Только в печени происходит несколько сот или даже более ферментативных реакций. Ферменты представляют катализаторы биологического происхождения со сложным строением из белковой основы и входящих в их состав соединений кобальта, железа и других металлов. [c.287]

Ферменты могут быть определены как макромолекулярные катализаторы биологического происхождения. В этом определении нет указаний на белковую природу ферментов, и, действительно, можно допустить, что тот или иной фермент, не выделенный в чистом виде, окажется веществом небелковой природы. До сих пор, однако, подобные ферменты не были обнаружены, поэтому мы вправе определить ферменты также и как каталитически активные белки. [c.273]

Ферменты как катализаторы биологической природы [c.165]

Ферменты — это катализаторы биологического происхождения. Важнейшие свойства ферментов — чрезвычайно высокая активность и специфичность (селективность) действия. Все живые организмы содержат большое количество (сотни и тысячи) ферментов, основная функция которых состоит в проведении, ускорении и регуляции практически всех химических реакций, необходимых для жизнедеятельности организма. [c.9]

Можно предполагать наличие подобного биоэлектрокаталитп-ческого механизма не только в модельных, чисто электрохимических, но и в нативных биологических системах, где поляризующее воздействие могут оказывать электроповерхностные явления и окислительно-восстановительные ферменты. Следовательно, интенсификация анодного растворения золота в присутствии белковых остатков и, очевидно белков, может быть по праву отнесена к биоэлектрокаталитическим реакциям — явлению, связанному с ускорением электрохимических реакций в присутствии катализаторов биологической природы. Интерес к этому направлению в электрохимических исследованиях стимулируется перспективами создания принципиально новых технологических процессов. В литературе давно отмечалось, что биокаталитическое воздействие является определяющим для протекания многих процессов растворения и осаждения рудных компонентов в земной коре [41, с. 256]. [c.59]

Очень существенным в гипотезе Бертрана было утверждение, что коллоидным носителем марганца было белковое вещество. Только в его присутствии марганец приобретал каталитические свойства. Работы Бертрана, основанные на представлении об активировании кислорода, обязательном в случае биологического окисления, пртели к окончательному отказу от представлений о катализаторах биологического окисления, как неопецифических агентах. Оксидазы были отнесены к числу ферментов. Однако в силу того, что хотя общие представления Бертрана о механизме ферментативных реакций, связанных с переносом активных молекул или атомов, оказались поразительно близкими представлениям, разработанным гораздо позже применительно к явлениям переноса водорода при окислительных процессах, конкретный механизм окисления так и не был им вскрыт. [c.187]

Многие В. с. н. имеют огромное и многообразное применение на npaimiKe, нанр. в качестве строительных материалов (стекло, цемент и др.). Нек-рые из неорганич. полимеров, напр, алмазы и др. драгоценные камни, корунд, карбид бора, применяются в технике в тех областях, где требуются материалы высокой твердости (бурение, обработка сверхтвердых сплавов, точная механика и т. i.). В. с. н. широко употребляются в качестве катализаторов, биологически активных препаратов, полупроводников, пла-мезащитных пропиток, электроизоляционных мата- [c.351]

В реакторе II образование молекулярного водорода из экзогенных переносчиков электрона осуществляют бактериальные гидрогеназы. Авторы отмечают, что кроме катализаторов биологической природы можно использовать обычные катализаторы гидрирова-ния-дегидрирования, например металлическую Pt. Наиболее перспективными они считают синтетические модели гидрогеназ. [c.48]

В заключение отметим еще один вид катализа — ферментативный катализ. Ферменты — катализаторы биологического происхождения— ускоряют химические процессы, проходящие в живом организме. Ферменты имеют либо чисто белковую природу, либо представляют собой белки, связанные с небелковыми соединениями (коферментами). Иногда в состав обоих типов ферментов включаются металлические или иные ионы (ионные кофакторы). Несомненно, что для ферментативного катализа нет единого простого механизма. Имеются примеры ферментативного катализа, обусловленного концентрированием и ориентацией реагентов на активном центре фермента (катализ сближением), а также образованием ковалентных фермент-субстратных промежуточных соединений. Ферментативный катализ может проходить по механизму общего кислотно-основного катализа. По-видимому, специфические ферментативные ускорения могут йызываться конформа-ционными изменениями ферментов в присутствии субстратов, т. е, деформированием ферментов и (или) субстратов (напряжение, на тяжение, искривление и т. п.). Проблемы ферментативного катализа равным образом рассматриваются в физической химии, биохимии, биоорганической химии. Интересующихся мы отсылаем к специальной литературе (см. список литературы в конце главы). [c.198]

В этой небольшой книжке рассказано об основных принципах построения молекул органических красителей и некоторых родственных им веществ, о важнейших областях применения таких соединений. Если первоначально применение красителей было вызвано только эстетическими цотребностями человека, то теперь они стали необходимыми для самых различных областей науки и техники, включая военную технику. Исследованиями последних лет установлена принципиальная связь многих красителей с органическими полупроводниками, катализаторами, биологически активными веществами. Известно немало красителей, которые применяются в качестве лекарственных средств. [c.123]

Действие катализатора биологического характера, энзима, можно проиллюстрировать на примере восстановления альдегидов и кетонов с помощью оксидоредуктазы и пиридиннуклеотид-ного коэнзима [3]. К настоящему моменту известно, что в процессах восстановления и окисления, катализируемых указанными энзимами, агентом, переносящим водород, является пиридиновое кольцо никотинамида, который в то же время восстанавливается в положении 4. Типичный коэнзим — никотинймидадениндинук-леотид (НАД+), который принимает участие в следующей реакции [c.168]

В живом организме реализуется огромное число разнообразных химических реакций. Разложение и синтез белка, жиров, углеводов и других, часто весьма сложных молекул происходит под действием многочисленных биологических катализаторов — ферментов, обладающих высокой специфичностью и эффективностью действия. Например, 1 моль фермента каталазы при 0° С разлагает в одну секунду 200 ООО молей перекиси водорода, между тем как весьма активный неорганический катализатор — платиновая чернь — за то же время даже при 20° С разлагает только 10—80 молей перекиси водорода на одном грамм-атоме катализатора. Этот и многие другие примеры, известные в литературе, показыванзт, что биологические катализаторы по своей активности во много раз превосходят неорганические катализаторы. Биологические катализаторы образуются и разрушаются в процессе жизнедеятельности организма. Ферменты способны за короткое время перерабатывать большое число молекул субстрата при температуре существования живого организма, создавая необходимые для жизнедеятельности соединения и уничтожая накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные вещества. Задачи разрушения и создания различных клеточных структур обычно реализуются совокупностью ферментов, вызывающих разложение, перенос атомов или групп, перестройку молекул и разнообразные процессы окисления. [c.130]

Первые работы Алексея Николаевича относились к ассимиляции углекислоты им была впервые сформулирована точка зрения на фотосинтез как на окислительно-висстановительный процесс. Ее развитие мы находим и в ряде новых исследований по механизму ассимиляции. Эти работы направили внлмание Алексея Николаевича на роль перекисей при биологических процессах и привели на следующем этапе к истолковапию химизма процессов дыхания и окисления на основе первичного образования перекисей. Теория медленного окисления Баха, созданная полвека тому назад, явилась ключом к раскрытию механизма процессов, протекающих под действием молекулярного кислорода. На основе большого фактического материала А. Н. Бах пришел к выводу, что активация обычно пассивного молекулярного кислорода связана с образованием перекисей, возникающих при окислении легко окисляющихся веществ. Эта теория полностью выдержала испытание временем дальнейшие опыты принесли ряд блестящих подтверждений ее основных положений, которые широко используются современной наукой. Следующим шагом было исследование природы окислительных ферментов — катализаторов биологических процессов окисления. Благодаря этим исследованиям перекисная теория, сформулированная первоначально для более простых систем, могла быть распространена на биологические процессы дыхания. В ряде работ им был глубоко разобран механизм других важнейших энзиматических процессов, как, например, явлений сопряженного окисления и восстановления. [c.655]

Ферменты способны ускорять соответствующие процессы в любых условиях, пока сохраняется нативность белковой глобулы, хотя Луи Пастер, когда он вводил термин фермент , полагал, что брожение (fermentation) с помощью микроорганизмов неотделимо от жизнедеятельности, а катализатором брожения является только живая клетка. Вскоре оказалось, что это совсем не так, а эволюция процесса очистки носителя каталитической активности привела от живых клеток или клеточных экстрактов к индивидуальным кристаллическим белкам. В конце прошлого века (1878 г.) в противовес живым клеткам — ферментам Пастера — энзимами были названы катализаторы биологического происхождения, проявляющие свои функции во внеклеточных системах. Сейчас фермент и энзим используются как синонимы, хотя в русской литературе предпочитают фермент , а в англо-американской — энзим . [c.54]

Строение структурных элементов нуклеиновых кислот. При осторожной обработке РНК водным раствором щелочи (например, 1 н. NaOH или КОН в течение 18 ч при комнатной температуре) они распадаются на структурные единицы, каждая из которых состоит из пуринового или пиримидинового основания, рибозы и остатка фосфорной кислоты. Еще лучше этот процесс распада осуществляется при действии специфических биокатализаторов, например рибонуклеазы. ДНК, в противоположность РНК, устойчивы к действию разбавленных растворов щелочей при обычной температуре. Поэтому гидролиз ДНК до структурных единиц, каждая из которых составлена из пуринового или пиримидинового основания, дезоксирибозы и фосфорной кислоты, удается осуществить только в присутствии специального катализатора биологического происхождения—дезоксирибонуклеазы. Кислоты, как минеральные (НС1, H IO4 и др.), так и органические (НСООН и др.) для такого рода гвдролиза неприемлемы, так как они деструктируют и РНК, и ДНК до свободных пуриновых и пиримидиновых оснований, углевода и фосфорной кислоты. Из гидролизатов нуклеиновых кислот составляющие их структурные единицы были впервые выделены в 1908 г. П. Левиным и Дж. Манделем, которые назвали их нуклеотидами. При гидролизе РНК образуются рибоиукле-отиды, при гидролизе ДНК—дезоксирибонуклеотиды. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология