Клеточная реакция, с АИБ кислорода

Значительное число бактерий — облигатных аэробов и факультативных анаэробов — способно существовать за счет использования загрязнений (примесей) воды в качестве источника питания. При этом часть использованных органических веществ расходуется на энергетические нужды, а другая часть — на синтез тела клетки. Часть вещества, расходуемая на энергетические потребности, окисляется клеткой до конца, т. е. до СО2, Н2О, КНз. Продукты окисления — метаболита — выводятся из клетки во внешнюю среду. Реакции синтеза клеточного вещества идут также с участием кислорода. Количество кислорода, требуемого микроорганизмам на весь цикл реакции синтеза и получения энергии, и есть БПК. [c.56]

Препараты ЛМР считают наиболее пригодными для исследования строения лигнина и моделирования его химических реакций, однако и эти препараты не идентичны с природным лигнином, и, кроме того, их нельзя считать представительными для всего лигнина клеточной стенки. Размол древесины увеличивает доступность лигнина и вызывает его механическую деструкцию. При механической деструкции происходят реакции гомолитического расщепления связей лигнина с гемицеллюлозами и связей С-О-С и С-С в сетке лигнина с возникновением промежуточных свободных радикалов, которые вступают в реакции рекомбинации и инициируют реакции полимеризации и окисления кислородом воздуха. Поэтому ЛМР, хотя и близок к природному лигнину, все же химически изменен. Первоначальную методику Бьеркмана в дальнейшем неоднократно модифицировали. [c.371]

На поверхности внешней мембраны происходят окислительные реакции трикарбоновых кислот или цикла Кребса и окисление жирных кислот. Следовательно, именно здесь протекает большинство реакций, которые дают энергию и исходные вещества для клеточного роста и синтеза органических веществ. Электроны, которые образуются в ходе окислительных реакций на поверхности внешней мембраны, с помощью НАД переносятся на поверхность внутренней мембраны. Получив электрон, НАД+ переходит в восстановленную форму НАД-На, которая, отдавая электроны мембранным частицам, снова окисляется. Эту реакцию катализирует фермент оксидаза. Далее электрон передается кислороду, который в процессе аэробного окисления является акцептором протонов. В переносе электрона от НАД-Нг к молекулярному кислороду участвуют И различных соединений, которые объединены в четыре комплекса. Комплексы отделены один от другого липидными слоями. Последние этапы переноса электронов катализируют цито-хромы. В результате деятельности [c.19]

На основании изучения энергетических процессов, происходящих в митохондриях животных клеток, В.П.Скулачев предложил следующую классификацию реакций взаимодействия клетки с молекулярным кислородом (рис. 89). Порцию поглощенного клеткой О2 можно разделить на две неравные части. Основная масса кислорода потребляется клеткой с участием клеточных ферментных систем. Поглощение клеткой какой-то части О2 не связано с ее ферментными системами. Иллюстрацией последнего служит хорошо известный факт активного поглощения кислорода су- [c.344]

Эти результаты можно интерпретировать следующим образом. ХЛ может возникать как в клетке, так и вне клетки. Вероятность выхода радикалов из клетки, но-видимому, мала, и в отсутствие кислорода, когда радикальные реагенты в клетке и вне ее одинаковы, в суммарной ХЛ проявляется практически только клеточная ХЛ. (Усиление ХЛ кислородом объясняется тем, что вышедшие из клетки радикалы быстро превращаются в перекисные, реакции которых характеризуются более высоким выходом ХЛ). Поэтому введение иминоксильного радикала даже в высоких концентрациях не уменьшает скорость возбуждения ХЛ. Разумеется, образовавшийся в клетке носитель возбуждения успевает выйти из клетки прежде, чем испустит квант света, и может принять участие в акте тушения или переноса энергии (лимитируемых диффузией), и именно тушением объясняется ослабление ХЛ при больших концентрациях радикалов К. [c.258]

В ЭТОТ период выживают те, которые могут получить энергию за счет окисления клеточного вещества других видов бактерий. Одновременно происходит прирост этих наиболее жизнестойких культур по типу реакции (46). Среднее соотношение основных компонентов в клетке будет уже другим с преобладанием в нем процентного содержания кислорода. [c.144]

Белки выполняют поразительно много разнообразных заданий. Почти все химические реакции в организме катализируются особой группой белков, называемых ферментами. Расщепление питательных веществ для генерирования энергии и синтез новых клеточных структур включают тысячи химических реакций, возможность протекания которых обеспечивается белковым катализом. Белки также выполняют роль переносчиков, например гемоглобин переносит кислород от легких к тканям. Мышечные сокращения и внутриклеточные движения — это взаимодействие молекул белков, чье предназначение состоит в осуществлении координированных движений. Еще одна группа белковых молекул, так называемые антитела, защищает нас от чужеродных веществ, таких как вирусы, бактерии и клетки других организмов. Активность нашей нервной системы также зависит от белков, которые получают, передают и собирают информацию из внешнего мира. Белки — это также гормоны, управляющие ростом клеток и координирующие их активность. [c.116]

Если бензальдегид добавляется позднее, после того как освещение в отсутствие двуокиси углерода длилось полчаса или более, то выход кислорода меньше. Это может вызываться фотохимическим накоплением веществ, способных восстанавливать бензальдегид, т. е. заменой HgO на HgR в реакции (19.3). В более старых клеточных суспензиях количество выделяемого кислорода еще более уменьшается, вероятно, вследствие продолжения на свету нефотохимической дисмутации бензальдегида на бензиловый спирт и бензойную кислоту. [c.549]

Потребление в процессе культивирования субстрата, кислорода и других источников питательных веществ микроорганизмами представляет цепочки сложных биохимических реакций, в которых как побочный продукт выделяется диоксид углерода. В природе эти реакции известны, поэтому легко можно определить минимальное количество СОг, которое образуется при синтезе микробного белка по соответствующему пути биологической ассимиляции. Эффективность процесса культивирования может быть выражена количеством углерода потребляемого субстрата, непосредственно включаемого в клеточное вещество микроорганизмов. Рассчитанная максимальная эффективность потребления углерода (соответствующая минимальному выделению СОг) часто находится в пределах 70%. На практике эта величина несколько ниже (в пределах 40—65%), так как в больших ферментаторах во всех их частях трудно создать условия , обеспечивающие оптимальный биологический путь потребления углерода вместо более эффективного биологического процесса имеет место повышенное образование СОг и выделение тепла. [c.311]

Какова же роль клеточно оболочки Прежде всего она должна быть проницаемой для питательных веществ и кислорода, поступающих в клетку, а также для веществ, ненужных клетке и выводящихся наружу. Только в этом случае может быть обеспечена нормальная жизнедеятельность клетки. Далее, как вы помните, 95 процентов воды в протоплазме находится в свободно. состоянии и является средой, в которой протекают сложнейшие хи.мические реакции. Отсюда следует, что в клетку должна постоянно поступать вода, и оболочка клетки должна пропускать эту воду. [c.177]

Внутривенное введение смеси метиленовой сини с глюкозой (хромо-смон) практикуется при явлениях угнетения клеточного дыхания, наблюдаемого в организме, например, при отравлении окисью углерода, синильной кислотой и наркотическими веществами. Метиленовая синь принадлежит к числу веществ, весьма энергично соединяющихся с водородом [например, реакция образования лейкооснования (Х1а)], вследствие чего она способствует процессу окисления, высвобождая интрамолекулярный кислород клеток, необходимый для клеточного дыхания 41. [c.360]

Дыханием называют процесс, при котором в результате окисления органических веществ высвобождается энергия. Эта энергия становится доступной для живых клеток в форме АТФ. Когда данный биохимический процесс протекает в клетках, его называют клеточным дыханием. Если для него требуется кислород, то дыхание называют аэробным если же реакции идут в отсутствие кислорода, то говорят об анаэробном дыхании. [c.342]

Главная функция Т4 — регуляция интенсивности основного обмена, т. е. скорости протекания всех биохимических реакций, когда организм в покое. Эта скорость прямо пропорциональна скорости утилизации клеткой кислорода и питательных веществ с выделением энергии, а значит, и прямо пропорциональна интенсивности клеточного дыхания. Интенсивность основного обмена у человека составляет в среднем 160 кДж/ч на 1 м поверхности тела и поддерживается на стабильном уровне тироксином, который способствует расщеплению глюкозы и жиров с выделением энергии (разд. 19.5.2). Все это связано с увеличением поглощения клетками [c.343]

Белки являются основной составной частью мягкой структурной ткани животных и имеют большое значение в биологии. Белки, называемые ферментами, действуют как катализаторы клеточных реакций известно немало полипептидных гормонов. Метаболическая активность клетки контролируется нуклеопро-теинами белки, растворенные в крови, отвечают за транспорт кислорода (гемоглобин) и иммунный ответ. Белки выполняют также многие другие функции. [c.296]

Нойес и Ламп [93] изучили поведение К п аллилиодида А1 в растворе, содержащем ингибитор (растворенный кислород), который реагирует с атомами I и таким образом конкурирует с рекомбинацией. Они показали, что квантовый выход реакции расходования или А1, который характеризует реакцию с ингибитором, увеличивается с уменьшением молекулярного веса растворителя и с увеличением температуры в соответствии с моделью клеточного эффекта. К сожалению, такие результаты сами по себе недостаточны для однозначного выделения клеточного эффекта из других возможных видов влияния растворителя на фотолиз. [c.466]

В производстве древесно-волокнистых плит размол приводит к разрушению преимущественно межклеточного вещества и незначительному повреждению клеточных стенок. В результате образуется малофибриллированное древесное волокно, поверхность которого большей частью покрыта лигнином. Химический состав древесины определяет характер процессов, протекающих при последующем горячем прессовании, во всем объеме клеточной стенки. При повышенной температуре в присутствии воды и кислорода воздуха происходят термогидролитические превращения высокомолекулярных компонентов древесного комплекса, сопровождающиеся реакциями окисления Под термогидролнтическими превращениями понимают совместно происходящие реакции гидролитической и термической деструкции и конкурирующие реакции сшивания цепей. [c.225]

Высокореакционные свободные радикалы кислорода, характеризующиеся высоким окислительным потенциалом и способностью к быстрым превращениям, могут индуцировать цепные реакции. В настоящее время признается важная роль свободнорадикальных процессов в развитии возрастных и патологических состояний в тканях [Владимиров Ю.А. и др., 1983]. Свободнорадикальные превращения вовлекаются в механизмы, по-выщающие вьгживаемость клеток в неблагоприятных условиях, а снижение генерации свободных радикалов в организме способствует ослаблению клеточного иммунитета. Однако усиленная генерация свободных радикалов сопровождает патологические состояния (болезнь Паркинсона, Альцгеймера) и сам процесс биологического старения. [c.316]

Оксигеназы играют важную роль в процессах биосинтеза, деградации и трансформации клеточных метаболитов ароматических аминокислот, липидов, сахаров, порфиринов, витаминов. Субстратами, на которые воздействуют оксигеназы, часто служат сильно восстановленные не растворимые в воде соединения их окисление приводит к тому, что продукты реакции становятся более растворимыми в воде и, следовательно, биологически активными, что важно для их последующего метаболизирования. У строго анаэробных прокариот кислород, включаемый в молекулу субстрата, происходит не из О2, а из других соединений, например воды. [c.347]

Окислительным фосфорилированием называют сопряжение двух клеточных процессов экзергонической реакции окисления восстановленных молекул (НАДН Н" или ФАДН2) и эндергонической реакции фосфорилирования АДФ и образования АТФ. Впервые представление о сопряжении между аэробным дыханием и фосфорилированием АДФ было высказано в 30-х гг. XX столетия В. А. Энгельгардтом. Несколько позже, в 1940 г., В. А. Белицер и Е. Т. Цыбакова показали, что синтез АТФ из АДФ и Н3РО4 происходит в митохондриях при транспорте электронов от субстрата к кислороду через цепь дыхательных ферментов. Большой вклад в развитие концепции и механизма окислительного фосфорилирования внесли А. Ленинджер, П. Митчелл, С. Е. Северин, В. П. Скулачев, П. Бойер, Д. Е. Аткинсон и др. [c.200]

Массообмен в биологаческих системах связан не только с доставкой кислорода к клеткам аэробных видов и теплообменом, но и с выделением диоксида углерода как конечного продукта различных катализируемых реакций, транспортом других веществ через клеточные мембраны (в том числе — анаэробных организмов) [c.266]

Две первые реакции схемы символизируют биохимический процесс очистки сточной воды от исходных загрязнений (состава СжНуОгМ), который происходит в биофильтрах и аэротенках. Первая реакция — окисление вещества на энергетические потребности клетки, вторая— на синтез клеточного вещества СзНгЫОг- Затраты кислорода на эти две реакции составляют полную БПК (БПКполн). [c.143]

Рис. 24-22. Координированность переноса кислорода и СО2 эритроцитами. А. В легких в результате оксигенации гемоглобина происходит высвобождение ионов которые далее присоединяются к ионам НСО 3 с образованием Н2СО3. Под действием карбоангидразы Н2СО3 подвергается дегидратации, в результате чего образуется растворенная СО2, которая диффундирует в плазму крови, а из нее-в воздушное пространство легких и выдыхается. Б. Захват эритроцитами растворенной СО2 в периферических тканях требует участия карбоангидразы, катализирующей гидратирование СО 2 с образованием НзСОэ далее Н2СО3 теряет ион Н и превращается в НСО 3. Высвобождаемые при этом ионы И смещают равновесие реакции гемоглобина с кислородом в направлении отщепления кислорода и его передачи ткани. Поскольку О2 и СО2 растворимы в липидах, они легко проходят через клеточные мембраны, не нуждаясь в системах мембранного транспорта. Однако обмен между ионами СГ и НСО 3, осуществляемый через мембрану эритроцитов, протекает только при помощи систем, обеспечивающих транспорт анионов.

Помимо этих двух новых реакций для осуществления цикла необходимо еще и одновременное участие трех ферментов цикла лимонной кислоты (см. гл. XIV) цитрат-конденсирующего фермента, аконитазы и малат-дегидрогеназы. Необходимо также наличие цепи переносчиков электронов для окисления восстановленного НАД молекулярным кислородом — этот процесс вместе с реакцией, катализируемой малат-синтазой, служит движущей силой цикла. В результате одного оборота цикла окисляются две молекулы ацетил-КоА и образуется одна молекула сукцината. Одновременно происходит удаление двух восстановительных эквивалентов. Образовавпхий-ся таким путем сукцинат может быть затем превращен в уг.девод в цепи реакций, показанных в правой части фиг. 89. Эта цепь включает две дополнительные реакции, катализируемые ферментами цикла лимонной кислоты — сукцинатдегидрогеназой и фумаразой кроме того, в ней также прини гает участие малатдегидрогеназа. Другие клеточные компоненты, метаболически связанные с промежуточными продуктами ЦЛК, могут образоваться в результате второй реакции конденсации ацетил-КоА с оксалоацетатом [c.302]

Возобновив изучение оксигидрогенной реакции у адаптированных водорослей, Гаффрон [13] подтвердил, что в отсутствие двуокиси углерода отношение ДН-з/АОд часто значительно ниже теоретической цифры 2 для синтеза воды. Аналогичное наблюдение было сделано и у В. pi noti us (глава V). В этом случае избыточное поглощение кислорода Руланд относит за счет дыхания, т. е. самоокисления клеточного субстрата, происходящего одновременно с потреблением водорода. [c.145]

Такое объяснение невозможно в случае адаптированных к водороду водорослей. Во-первых, отношение ДНа/ДОд у этих водорослей падает до 1,0 (у водородных бактерий минимальное значение 1,8) во-вторых, определения образования двуокиси углерода во время оксигидрогенной реакции показывают, что дыхание практически отсутствует. Поэтому Гаффрон думает, что в отсутствие двуокиси углерода кислород восстанавливается только до перекиси. Однако непрерывное накопление перекиси вряд ли возможно, поэтому следует предположить, что восстановление заканчивается клеточными водородными донорами, не окисляемыми до углекислого газа. В присутствии углекислого газа отношение ДИд/ДОд находится между 2 и 3 (как показано на фиг. 7), а отношение ДСОа/ ДНа—2Д0д) (см. табл. 15) близко к 0,5. Это указывает на то, что теперь весь поглощенный кислород восстанавливается до воды, а весь углекислый газ превращается в углеводы. Таким образом, восстановление двуокиси углерода помогает завершению оксигидрогенной реакции. [c.145]

Наиболее существенной функцией растворенного кислорода при культивировании аэробных микроорганизмов является его участие в процессах дыхания в качестве акцептора электронов от терминального звена дыхательной цепи цитохромоксидазы. Иногда кислород может выступать как компонент субстрата, т. е. участвовать в пластическом обмене. В этих случаях, например у метанутилизирующих бактерий, кислород, входящий в состав клеточной биомассы, образуется из молекулярного кислорода вследствие протекания реакций с участием оксигеназы. [c.249]

Ну, а какова же роль других веществ Сейчас во многом это не является д,- Я науки секретом. Полисахариды— запасы горючих веществ , которые обеспечивают необходимой энергией прохождение различных реакций в протоплазме. Жиры и жироподобные вещества, кроме того, что служат энергетическим резервом, являются также частью клеточной струк-турт>1. Эти вещества входят в состав различных оболочек, в том числе и клеточной оболочки, строение которой будет разобрано ниже. Немаловажную роль играет и вода. Она создает, пожалуй, одно из главных условий, при которых. может сунтествовать живая к,тетка, а стало быть, и ее протоплазма. Начнем хотя бы с того, что питательные ветцества и кислород, необходимые. тля протекания жизненно важных реакций об.мена веществ, доставляются в клетку всегда [c.157]

Несмотря на то что препарат поступает в двудольные растения медленнее, чем в злаковые, последние, связывая гербицид со структурными элементами (клеточными белками), способны инактивировать его до 4-гидрокси-феноксиуксусной кислоты (безвредного для растений соединения) и образования комплексов с азотистыми и безазотистыми веществами. Под влиянием гербицида 2,4-Д у двудольных растений нарушается водный режим, усиливается интенсивность дыхания (расходуется много питательных веществ, необходимых для других физиологических процессов, организм истощается и гибнет), подавляется окислительное фосфорилирование (процесс консервации энергии, выделяемой при окислении продуктов световой реакции фотосинтеза кислородом воздуха) за счет ингибирования этерификации фосфата, что приводит к нарушению энергетического обмена растений. [c.115]

Общий источник энергии, приводящий в движение все молекулярные механизмы клетки, — это клеточное дыхание, сводящееся к окислению липидов (жиров) и сахаров кислородом. Окисление этих веществ до Og и HgO расчленено на огромное число стадий, что предотвращает потери энергии и исключает непродуктивную передачу энергии водной среде клетки. Процессы окисления представляют собой окислительное дробление липидов, полисахаридов и, что еще важнее, дробление небольших молекул типа глюкозы. В длинных последовательностях элементарных стадий дробления огромную роль играют стадии фосфорилирования, т. е, присоединения фосфатного тетраэдра. Реакции фосфорилирования осуществляются в клетке специальными ферментами — киназами и фосфорилазами. Эти ферменты переносят и присоединяют ортофосфорную группу в точке дробления молекулы. Их активные центры действуют по принципу образования неустойчивого активированного комплекса с пятью связями Р—О. Образование этих комплексов стимулируется предварительно протекающим возникновением донорно-акцепторных связей между кислородными атомами ортофосфатной группы и двухзарядными катионами. [c.442]

Одним из наиболее интересных аспектов использования ЭПР в химии является возможность изучения кинетики реакций свободных радикалов в конденсированной фазе и определения 1 онстант скоростей элементарных реакций. К 1957—1958 гг. метод ЭПР стал уже распространенным методом идентификации и изучения строения свободных радикалов в жидкой и твердой фазах, однако он практически не использовался для проведения количественных кинетических экспериментов. В это время по инициативе В. В. Воеводского было поставлено исследование скорости диссоциации гексафенилэтана на трифенилметиль-ные радикалы [1] и проведен цикл исследований реакций свободных радикалов в облученном политетрафторэтилене (тефлоне). Результаты этих пионерских исследований публикуются в настоящей главе. Смысл этих работ заключается не только в количественном определении ряда элементарных констант скоростей реакций фтор алкильного радикала, теплоты распада перекисного радикала, коэффициента диффузии кислорода и т. д., но главным образом в демонстрации возможностей применения ЭПР для количественных кинетических измерений и в разработке методики анализа экспериментальных данных. Публикуемые здесь первые работы по изучению кинетики радикальных реакций в твердой фазе стимулировали дальнейшие иоследования учеников и сотрудников В. В. Воеводского, в которых были изучены специальные классы радикальных реакций [2, 3], построена кинетическая теория радикальных реакций в твердой фазе [4], начато прямое исследование клеточного эффекта [5] и проблемы пространственного распределения радикалов в твердых матрицах [6, 7]. Несомненно, что эти работы оказали также немалое влияние и на другие многочисленные исследования элементарных реакций в конденсированной фазе, выполненные или ведущиеся в Советском Союзе и за рубежом. В результате определения констант скоростей реакций рекомбинации фторалкильных и перекисных радикалов в публикуемых здесь работах В. В. Воеводского был поставлен принципальный вопрос о природе компенсационного эффекта (КЭФ), т. е. о причинах наблюдения аномально больших энергий активаций Е и предэкспоненциальных множителей ко, связанных между собой зависимостью типа ко=А+ВЕ. В. В. Воеводским было высказано предположение, что КЭФ наблюдается в результате того, что зависимость к от температуры не является аррениусовской Е падает с ростом температуры), но это отклонение не может быть замечено в обычных экспериментах. Позднее учениками В. В. Воеводского были прове- [c.250]

Химия этой карборановой системы мало изучена, известны только полностью алкилированные производные. Эти соединения (табл. 3-2) устойчивы к действию кислот н воды. Реакция не идет даже в кипящей 6 н. Н2304, в метиловом и этиловом спиртах при 150 °С. Окисление под действием молекулярного кислорода или перекиси водорода при 20°С происходит очень медленно [17]. Так как клеточная структура карборанов этого типа, по-видимому, включает планарное кольцо С4В без водородных мостиков, представляется вполне вероятным образование металлоценовых аналогов с я-связями при прямой реакции с соответствующим соединением переходного металла. [c.38]