Фотохимическое запасание энерги

Фотохимическое запасание энергии [c.265]

Разд. 8.9.1 фотохимическое запасание энергии [c.293]

Исходя из этого Красновский впервые воспроизвел обратимое восстановление хлорофилла фотохимическим, т. е. световым, путем. Источником водорода для реакции восстановления хлорофилла могут служить аскорбиновая и диоксималеиновая кислоты, цистеин, сероводород, фенилгидразин и другие соединения. Реакция восстановления хлорофилла протекает на свету в анаэробных условиях и наблюдается лучше всего в среде, где имеются органические основания (пиридин). При выключении света реакция идет в обратную сторону с регенерацией исходной формы пигмента. Скорость обратного процесса увеличивается в присутствии кислорода или другого окислителя. Таким образом, важной особенностью реакции обратимого фотовосстановления хлорофилла является запасание энергии света в нестойких фотопродуктах. [c.148]

Евстигнеев В. Б. Фотохимическая стадия фотосинтеза и запасание энергии. С. X. Биология, II, 4, 1967. [c.207]

Итак, фотохимические процессы, протекающие в бактериородопсине, сопряжены с запасанием энергии квантов света в трансмембранном электрохимическом градиенте ионов водорода, как промежуточном энергетическом резервуаре на пути синтеза микробной клеткой АТФ. [c.116]

Накопление рН-буферных систем при фотохимических преобразованиях энергии является одним из способов запасания энергии на первых этапах биохимической эволюции. [c.109]

Фотохимический синтез АТФ. Займемся теперь поисками способов запасания энергии, например, света, посредством сопряженного с поглощением света синтеза пирофосфатных связей и образования буферных систем. [c.123]

Однако углеводороды гидрофобны и, следовательно, сечение взаимодействия, т. е. поверхность, доступная действию ферментов, оказывается очень малым. Кинетика использования углеводородов весьма несовершенна (мы снова убеждаемся здесь в несоответствии термодинамического и кинетического критериев биологического совершенства). Для запасания энергии нужны гидрофильные вещества. Среди них на первом месте — жирные кислоты (особенно ди- и трикарбоновые) и углеводы. Синтез углеводов, сопряженный с фотохимическим разложением воды (аналогичным выдуманному нами процессу разложения воды при превращении Ре + 5 Ре +), представляет наиболее рациональный способ запасания легко мобилизуемой энергии и вещества. Когда быстрое использование энергии не требуется, а нужно запасти ее и отправить на длительное хранение, может происходить фотосинтез жирных кислот с длинной цепью (их триглицеридов — жиров и масел) полисахаридов, белков (как, например, в семенах, клубнях ныне существующих растений). [c.132]

Запасание впрок световой энергии становится основной проблемой совершенствования энергетического обеспечения биохимических процессов. Такое запасание, естественно, может осуществляться лишь посредством накопления фотохимических продуктов. [c.109]

Макроэргические соединения. Фосфорилирование, сопряженное с фотохимическим окислительно-восстановительным процессом. Теперь настало время усомниться в совершенстве запасания свободной энергии в рН-буферных системах. Термодинамически здесь, по-видимому, все в порядке. Но кинетически — отнюдь не все. Изменение pH в некотором смысле аналогично изменению температуры — эти изменения не адресованы какой-либо одной реакции, а сразу многим. Таким образом, путь к совершенствованию есть векторизация , т. е. переход от безадресно- [c.113]

У цианобактерий и прохлорофит в результате двух фотохимических реакций электроны поднимаются до уровня приблизительно -500 мВ, что делает возможным их прямой перенос на молекулы ферредоксина и НАДФ (рис. 75, В). В группах эубактерий, осуществляющих кислородный фотосинтез, фотоиндуци-руются два потока электронов циклический и нециклический. Циклический перенос электронов, связанный с активностью фотосистемы I, приводит к получению только энергии. При нециклическом электронном транспорте, обеспечиваемом активностью двух последовательно функционирующих фотохимических реакций, на конечном этапе электронного переноса образуется восстановитель, а на отрезке электронтранепортной цепи между двумя фотосистемами, где электроны переносятся по электрохимическому градиенту, имеет место запасание энергии в молекулах АТФ. [c.284]

Фотовосстановление ферредоксина связано с другими фотохимическими процессами в хлоропластах выделением кислорода, а также циклическим и нециклическим фотофосфорилирова-нием, превращением и запасанием энергии света в пирофосфат-ной связи АТФ. [c.198]

Во всех фотобиологических процессах энергия света необходима для преодоления активационных барьеров химических превращений. Однако в фотосинтезе при этом происходит непосредственное запасание световой энергии и виде энергии химических связей, конечных продуктов (глюкоза), поскольку последние обладают большим запасом свободной энергии по сравнению с исходными веществами (СО2 и Н2О). В остальных фотобиологических процессах свет также индуцирует фотохимические реакции, но в их продуктах не содержится избытка свободной энергии по сравнению с исходными веществами. Тем не менее и в этих случаях в последующих за фотохимической стадиях темновых процесах могут инициироваться сложные физиолого-биохимические превращения, в ходе которых мобилизуются большие количества свободной энергии, ранее запасенной в биоструктурах. Конечные результаты такого рода превращений (например, стимулирующее действие света на морфогенез, биосинтез пигментов, фотостимуляция дыхания) по общему энергетическому эффекту могут быть весьма велики, хотя непосредственного запасания энергии света при этом и не происходит. Последовательность превращений в фотобиологических процессах может включать следующие стадии поглощение света хромофорной группой и образование электронно-возбужденных состояний миграция энергии электронного возбуждения первичный фотофизический акт и появление первичных фотопродуктов промежуточные стадии, включая перенос заряда, образование первичных стабильных химических продуктов физиологобиохимические процессы конечный фотобиологический эффект. [c.276]

Механизмы процессов, приводящих к высвечиванию фотона, по-видимому, в разных случаях своеобразны и в настоящее время еще мало изучены. Однако есть основания предполагать [Владимиров, 1965], что высвечивание при темновых процессах имеет общую природу со свечехгаем, возникающим при обратных фотохимических реакциях, т. е. связано с окислением сильно восстановленных продуктов с последующим разложением перекиси. Запасание энергии, предшествующее высвечиванию кванта, происходит в результате окисления вещества неизвестной природы молекулярным кислородом, а высвобождение энергии, сопрово/к-дающееся свечением, осуществляется в процессе разложения окисленного продукта. В этом отношении механизм свечения аналогичен свечению при переходах в случае фотохемилюминесценции. Накоплению перекисей в живом организме препятствуют энергетические и пространственные барьеры, но когда эти соединения все же образуются за счет короткого замыкапия цепи окислительных реакций, происходит их разложение, сопровождаемое свечением [Владимиров, 1965 Владимиров и др., 1973]. [c.13]

К фотобиосинтетическим реакциям обычно относятся такие реакции синтеза биологических соединений, которые включают в себя не только ферментативные, но и ключевую световую стадию. В цепи последовательных биосинтетических реакций, приводящих к образованию в клетке некоторых пигментов и витаминов, именно фотохимические стадии делают невозможным синтез этих веществ в темноте. Как правило, эти реакции экзергонические, и энергия квантов света в основном используется для преодоления энергетического барьера реакции. Запасание энергии света в продуктах реакции или не происходит, или не играет какой-либо самостоятельной биологической роли. Фотохимическая стадия обычно локализуется либо в середине, либо в конце сложной биосинтетической цепи. [c.202]

Фотосинтетический аппарат состоит из трех основных компонентов 1) светсобирающих пигментов, поглощающих энергию света и передающих ее в реакционные центры 2) фотохимических реакционных центров, где происходит трансформация электромагнитной формы энергии в химическую 3) фотосинтетических электронтранспортных систем, обеспечивающих перенос электронов, сопряженный с запасанием энергии в молекулах АТФ. В фотохимической реакции участвуют хлорофиллы или бактериохлорофиллы а в модифицированной форме. Эти же виды хлорофиллов, наряду с другими (бактериохлорофиллы с, d, е, хлорофилл ), а также пигментами иных типов (фикобилипротеиды, каротиноиды) выполняют функцию антенны. У некоторых пурпурных бактерий, содержащих только бактериохлорофилл Ь, он выполняет обе функции (табл. 23). [c.233]

Разумеется, на пути к максимальной краткости нельзя обойтись без жертв, возможно не всегда оправданных. Некоторые аспекты проблемы хотелось бы видеть более полно и глубоко орвещенными. На наш взгляд, это в первую очередь касается первичных процессов фотосинтеза и в особенности вопроса о реакционных центрах фотосинтеза и механизме их действия. Фотосинтез как специфический фотоэнергетический процесс отличается от других биохимических темновых процессов прежде всего теми первоначальными звеньями, благодаря которым энергия кванта трансформируется в энергию химической связи. Это — поглощение квантов молекулами. пигмента, перенос энергии электронного возбуждения в фотосинтетической единице, разделение зарядов и первичная стабилизация энергии в реакционных центрах. Именно здесь, в этих звеньях, преодолеваются наибольшие и специфические для фотосинтеза трудности, связанные с необходимостью сопряжения столь различных процессов, как поглощение электромагнитного излучения и биохимические реакции. И современные исследования шаг за шагом вскрывают механизм этих процессов, показывая, каким образом природа преодолела эти трудности и, создав уникальную молекулярную организацию фотосинтетических единиц реакционных центров, обеспечила высокую скорость и эффективность запасания энергии света (увы, пока еще не достигнутые в искусственных фотохимических системах ). Неудивительно поэтому, что изучение первичных процессов и в особенности реакционных центров фотосинтеза — одно из наиболее быстро развивающихся направлений, успехи которого основаны на использовании самых современных физических методов исследования (в частности, сверхбыстрой (пикосекундной) лазерной спектроскопии) и па объединении идей целого ряда наук от молекулярной биологии до квантовой механики. Несомненно этим достижениям должно быть уделено большее внимание несмотря на те очевидные трудности, которые возникают при изложении физических аспектов фотосинтеза в кни- [c.6]

Самым важным процессом из тех, которые имеют отношение к запасанию биохимической энергии в молекуле АТФ, является система реакций с участием цепи переноса электронов (хиноны, цитохромы и т. д.). С помощью этого процесса осуществляется сопряжение восстановления окислителя Yix, образующегося в системе I фотохимическим путем, с окислением восстановителя, т. е. либо Xred, образующегося у высших растений в системе II, либо экзогенного донора водорода ДНг — в случае бактерий (реакция ХП.15). Суммарная реакция образования восстановленного НАДФ с одновременным фосфорилированием выглядит так [c.327]

Исследования молекулярных механизмов фотопревращений родопсина и бактериородопсина представляют собой важную область биофизики фотобиологических процессов, которая особенно бурно развивается в последние годы. Бактериородопсин Бр был обнаружен в пурпурной мембране галофильных бактерий (В. Стокениус, 1971), которая оказалась новым типом биологической мембраны, способной преобразовывать энергию света. Эта система, видимо, является наиболее простой из всех изученных систем запасания световой энергии в форме разности электрохимических потенциалов Н . Каждая молекула Бр содержит один хромофор-ретиналь (полиеновый альдегид) в комплексе с белком — опси-ном — единственным белком, который содержится в пурпурной мембране. Опсин использует энергию света для активного перемещения протонов через мембрану, в результате чего происходит синтез АТФ и обеспечивается выполнение других физиологических функций. В основе этого биоэнергетического процесса лежит фотохимический цикл превращений Бр. [c.388]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология