Физико-химические механизмы и биологическая специфичность

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ [c.9]

Шноль С. Э. Физико-химические механизмы и биологическая специфичность.— В кн. Современное естествознание и материалистическая диалектика. М. Наука, 1977. 350 с. [c.256]

В зависимости от механизма действия различают ферменты с относительной (или групповой) и абсолютной специфичностью. Так, для действия некоторых гидролитических ферментов наибольщее значение имеет тип химической связи в молекуле субстрата. Например, пепсин в одинаковой степени расщепляет белки животного и растительного происхождения, несмотря на то что эти белки существенно отличаются друг от друга как по химическому строению и аминокислотному составу, так и по физико-химическим свойствам. Однако пепсин не расщепляет ни углеводы, ни жиры. Объясняется это тем, что точкой приложения, местом действия пепсина является пептидная —СО—КН-связь. Для действия липазы, катализирующей гидролиз жиров на глицерин и жирные кислоты, подобным местом является сложноэфирная связь. Аналогичной групповой специфичностью обладают трипсин, химотрипсин, пептидазы, ферменты, гидролизующие а-гликозидные связи (но не 3-гликозидные связи, имеющиеся в целлюлозе) в полисахаридах, и др. Обычно эти ферменты участвуют в процессе пищеварения, и их групповая специфичность, вероятнее всего, имеет определенный биологический смысл. Относительной специфичностью наделены также некоторые внутриклеточные ферменты, например гексокиназа, катализирующая в присутствии АТФ фосфорилирование почти всех гексоз, хотя одновременно в клетках имеются и специфические для каждой гексозы ферменты, выполняющие такое же фосфорилирование (см. главу 10). [c.142]

Несомненно, что и биологические функции, и механические свойства полисахаридов и углеводсодержащих биополимеров в большой мере определяются конформацией макромолекулы и распределением в ней реакционноспособных групп. Все эти факторы зависят, в конечном счете, от первичной структуры полимера. Поэтому понимание факторов, определяющих специфичность биологической функции углеводсодержащих соединений и технические свойства полисахаридов, зависит в первую очередь от развития теоретических представлений о связи между строением, конформацией, реакционной способностью и физико-химическими свойствами полисахаридов и смешанных биополимеров, содержащих олиго- и полисахаридные цепи. Установление этих связей является предпосылкой для осуществления направленного синтеза соответствующих физиологически активных веществ и направленной модификации полисахаридов для получения материалов с заранее заданными свойствами. Поэтому исключительно важной задачей является разработка надежных методов установления первичной структуры полисахаридных цепей, требующих минимальной затраты времени и минимального количества материала. Не менее важны эффективные подходы к точной характеристике конформаций полисахаридной цепи в целом и отдельных ее участков, вплоть до моносахаридных звеньев. Очевидна также необходимость изучения реакционной способности полисахаридной цепи, ее отдельных звеньев и различных функциональных групп, что позволит понять механизм взаимодействия углеводсодержащих биополимеров с их партнерами в биологических системах (например, с антителами при иммунологических реакциях), наметить целесообразный путь модификации природного полимера для придания ему нужных свойств и т. д. [c.625]

Изучение этого явления открывает путь к исследованию сил, обеспечивающих стабильную структуру ДНК. Возможность подбора денатурирующих агентов, действующих специфично на определенные виды взаимодействий, и одновременной фиксации изменений физико-химических свойств ДНК создает предпосылки для выяснения участия отдельных типов связей в поддержании структуры макромолекулы, а также для понимания механизмов биологических функций ДНК. [c.422]

Книга Ф. Гауровитца Химия и биология белков , перевод которой предлагается вниманию читателя, значительно отличается от ряда других монографий и обзоров, вышедших за последние годы за рубежом и посвященных той же проблеме. Основное отличие этой книги заключается в том, что автор не просто излагает современные данные о структуре белков, их физико-химических свойствах, биологической специфичности и т. д., но делает также попытку сопоставить эти разнохарактерные данные и дать общее представление как о механизме образования белков, так и о природе функций белков, обладающих той или иной биологической активностью (ферментной, гормональной и пр.). Он строит это представление на основе определенной концепции о структуре белков и о природе связей, определяющих различные их свойства. [c.3]

За последние 20 лет в области энзимологии достигнуто глубокое понимание физико-химической сущности биологического катализа, выявлены основы специфичности и стереоспецифичности действия ферментов, найдены механизмы регуляции таких важнейших свойств ферментов, как активность и стабильность. Широкое развитие методов химической модификации и иммобилизации белков, а также достижения современной биохимии н микробиологии дали возможность выделять практически любой фермент в нужном количестве и на его основе создавать необходимый гетерогенный катализатор. Благодаря этому, с начала 70-х годов ферменты стали находить применение в современной промышленности и медицине. Экономический эффект только от внедрения первого в нашей стране процесса инженерной этимологии — биокаталитического получения 6-аминопени-циллановой кислоты — составил более 100 млн. рублей. Открылись широкие перспективы использования ферментов для анализа, в 10ИК0М органическом синтезе, в системах биоконверсии солнечной энергии и ряде других областей. [c.6]

Следует также учитывать, что аэрозоли из наноразмерных частиц постоянно участвуют в разнообразньгх атмосферных физико-химических процессах, определяющих изоляцию, высвобождение, подвижность и биологическую доступность различных веществ (полезных и вредных) в окружающей среде. Микропроцессы, происходящие на границах раздела природньгх физических и биологических систем, определяют многие проблемы медицины и биологии. Знание динамики процессов, специфичных для наноструктур в природных системах, позволит не только понять механизмы переноса и биологического усвоения веществ, но и использовать нанотехнологии для улучшения экологической обстановки. [c.319]

Действие фермента всегда специфично. В настоящее время биологи, химики, физики занимаются исследбванием механизма действия ферментов. От решения этой задачи зависит многое возможность управления жизненными процессами, возможность кбнструирования аналогов ферментов для решения важных биологических, биохимических и просто химических проблем. Химику-аналитику расшифровка специфичности действия ферментов тоже может оказать большую помощь. [c.98]