Синтез биохимический искусственный

Установление химического типа белков (и только белков ) является для чисто химических методов принципиально неразрешимой задачей, так как белки не являются классическими объектами органической химии. Они обладают практически неограниченной химической потенцией, и их исключительность состоит не в особой склонности к тем или иным, вполне определенным и характерным только для них химическим реакциям, а, напротив, в их универсальности. Химическое поведение белков характеризуется необозримо широким спектром действия, несопоставимым по своему функциональному многообразию с действиями любого другого класса молекул живой и неживой природы или соединений, синтезированных человеком. Именно благодаря универсальным биохимическим свойствам белков назначение генетического аппарата любого живого организма сведено только к их синтезу. В органической химии аналитические методы основаны на эмпирическом тестировании реакций, на выявлении тех химических особенностей, которые присущи лишь данному типу молекул или атомных групп. Со времени Бутлерова считалось незыблемым, что такому условию удовлетворяют все синтезируемые соединения. Не явились исключением здесь и жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Поэтому определение типов их молекулярного строения на чисто химической основе не встретило непреодолимых осложнений. Подчеркнем, что сказанное относится ко всем природным и синтетическим полимерам, в том числе и к ближайшим искусственным аналогам белков -полиаминокислотам. Таким образом, предпринятые после Фишера попытки решить с помощью органической химии структурную задачу белков не достигли и не могли достичь цели. История химии белка данного периода скорее свидетельствует об обратном - имевшее место увеличение количества химических данных о белках сопровождалось ростом неопределенности в понимании их химического строения. Изучение на такой основе белков не приближало, а, напротив, уводило в сторону от решения этой типичной по своей постановке для синтетической органической химии задачи. [c.65]

Эта область биохимии развивается с головокружительной скоростью. Редко проходит месяц без того, чтобы в биохимии не появилось сообщения о каком-нибудь крупном достижении или открытии. За расшифровкой генетического кода в начале 60-х годов последовала нескончаемая вереница захватывающих открытий и обобщений крупного масштаба. Среди них определение нуклеотидных последовательностей многих генов, искусственный синтез генов, соединение генов в новых сочетаниях, встраивание генов одних видов в клетки других видов и получение с помощью таких измененных клеток продуцентов многих новых белков, полезных для тех или иных целей. Без преувеличения можно сказать, что в биохимической генетике началась новая эра, которая несомненно окажет в будущем существенное влияние на здоровье и жизнедеятельность человека. [c.851]

Однако тщательный биохимический анализ необходим как прелюдия к пониманию механизмов функционирования нервных мембран. После такого анализа было бы идеально собрать искусственную функционально активную мембранную систему, в которой роль отдельных типов молекул целой системы удавалось бы исследовать при четко определенных условиях. Эксперименты по воссозданию мембран также важны для доказательства механизма их действия, как, например, полный синтез для доказательства строения молекулы витамина. [c.36]

Развернуть спираль можно и искусственно— при нагревании или при действии щелочи или кислоты. Отдельные молекулы сворачиваются при этом в беспорядочные клубки. Если при биохимическом синтезе ДНК из нуклеотидов под действием фермента полимеразы ввести в качестве затравки определенную ДНК, то синтезируется только эта ДНК. [c.364]

У большинства лекарственных препаратов существует тесная взаимосвязь между пространственно-структурной организацией молекул и фармакологическим действием. Многие лекарственные препараты, полученные искусственным синтезом, существуют в виде смеси двух, а часто и большего числа пространственных изомеров, различающихся по биохимической активности. Последствия таких различий не всегда безопасны для организма. Распознавание стереоизомеров вводимого в организм лекарственного соединения может осуществляться на различных стадиях при связывании с активными центрами ферментов и рецепторов, при транспорте через клеточные мембраны, в процессах поглощения в клетках и распределения между тканями. Все вышеперечисленные процессы — предмет изучения фармакокинетики и фармакодинамики. Выявление фармакокинетических и фармакодинамических особенностей отдельных стереоизомеров открывает перспективные направления совершенствования уже известных лекарственных препаратов. Необходимо отметить, что в настоящее время лишь 15 % синтетических препаратов, находящихся на европейских рынках, производится в форме отдельных изомеров, остальные 85 % представляют собой смеси изомеров. [c.508]

Микробиологический синтез нуклеотидов и их производных имеет пока довольно ограниченные масштабы. Сферы применения этих соединений также пока невелики, за исключением нуклеотидов, используемых как вкусовые пищевые добавки, в особенности при производстве искусственной пищи. Нуклеотиды и их производные могут иметь применение и как лечебные препараты. Широко используются они в лабораторной биохимической практике. Характерная особенность большинства способов получения нуклеотидов — необходимость внесения метаболического предшественника в среду для культивирования микроорганизмов или в реакционную смесь. [c.353]

Следует отметить, что основной областью технического использования этиленимина и его производных является обработка различных синтетических, искусственных и природных высокомолекулярных продуктов и изделий из них (в том числе волокнистых материалов, бумаги и тканей) с целью модификации их свойств в нужных направлениях и повышения потребительских качеств. Другая не менее важная область их использования связывается с приготовлением на основе этиленимина и полиэтиленимина различных биологически активных препаратов продуктивных мутантов сельскохозяйственных культур и некоторых микроорганизмов, использующихся в промышленных биохимических синтезах инсектицидов и хемостерилянтов насекомых сельскохозяйственных химикатов медикаментов. В соответствии с этим мы сгруппировали отмеченные в литературе случаи использования этиленимина и его производных, а также соответствующие возможности в шести разделах, охватывающих все основные области их применения. [c.218]

Протекание многих промышленных процессов зависит от кислотности. Это относится почти ко всем биохимическим процессам. Величина pH используется для контроля производства в пищевой (хлебопечение, молочная, сахарная, консервная промышленность и т. д.), в медицинской (синтез лекарственных веществ, процессы экстракции, адсорбции и т- д.), в легкой (производство бумаги, процессы отбелки и крашения тканей), в химической (процессы синтеза, производство пластмасс, искусственного волокна и др.), в нефтяной промышленности и т. д. В последнее время величина pH используется при автоматическом регулировании многих произ- [c.771]

ИСКУССТВЕННЫЙ БИОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ [c.405]

Ферментативный гидролиз эфиров — обычная и широко распространенная биохимическая реакция. Поскольку для изучения кинетики гидролитических реакций можно пользоваться простой методикой, в последние годы делались неоднократные попытки объяснить химическим путем этот вид катализа, т. е., используя аналогии с известными неферментативными реакциями, определить компоненты активных центров. Основной задачей настоящего исследования является синтез искусственного фермента с той же избирательностью действия по отношению к субстрату, что и у природного катализатора, и скоростями реакции, сравнимыми со скоростями, наблюдаемыми в случае последнего. [c.291]

В годы первых пятилеток появились новые отрасли химической промышленности. Настоящим триумфом советской химии был пуск в 1932 г. первого в мире завода синтетического каучука. Быстро стала развиваться промышленность органического синтеза, пластических масс, искусственного волокна, сложнейших фармацевтических препаратов. Были построены заводы связанного азота, заново созданы отечественные нефтеперерабатывающие, лесохимические и гидролизные предприятия. В последующие годы сильно развилась биохимическая промышленность. [c.7]

Способность к образованию фибрилл является, повидимому, общим свойством линейных полимеров и объясняется, вероятно, различной прочностью связей между макромолекулами или группами макромолекул. Толщина фибрилл определяется числом макромолекул, которые прочно связаны друг с другом в процессе биохимического синтеза (для природного волокна), формования и ориентации (для искусственного и синтетического волокна). При увеличении среднего расстояния между макромолекулами, вызванном набуханием волокна, волокна в первую очередь распадаются по тем межмолекулярным плоскостям, в которых отдельные группы макромолекул наименее прочно связаны друг с другом. Процесс набухания и приводит к расщеплению волокон на фибриллы. [c.125]

Разработка технологии производства искусственного инсулина является поистине триумфом генетики. Сначала с помощью специальных методов определили строение молекулы этого гормона, состав и последовательность аминокислот в ней. В 1963 году молекулу инсулина синтезировали с помощью биохимических методов. Однако осуществить в промышленном масштабе столь дорогостоящий и сложный синтез, включающий 170 химических реакций, оказалось сложно. [c.32]

Некоторые гетерополисоединения входят в состав светопрочных лаков, применяются в биохимии и биохимической промышленности (выделение алкалоидов, окраска животных тканей при исследованиях). Гетерополивольфрамовые кислоты используются в качестве катализаторов при окислении некоторых органических соединений. Гетерополи-молибденовая кислота применяется как катализатор реакций гидрирования фенолов и синтеза уксусной кислоты и в ряде других реакций в органической химии. В литературе указывается на возможность использования гетерополисоединений для экстракционных процессов в металлургии, а также при обработке кожи, искусственных тканей. Водный раствор 12-вольфрамобората кадмия ( =3,28 г/см ) может использоваться в минералогическом анализе в качестве тяжелой жидкости. Изучение гетерополисоединений должно способствовать установлению строения и генезиса ряда минералов, относящихся к этому классу соединений. Обзор гетерополисоединений дается в [1, 2, 3, 5]. [c.244]

Типичным примером искусственного создания совершенно новой области для исследования может служить химия фторорганических соединений. Эта область возникла из чисто академического вопроса, сродни детскому любопытству а как будут выглядеть органические соединения, если в них все большее число атомов водорода замещать на атомы фтора В свое время (в 1920—30-х годах) это была довольно трудоемкая область исследования, и сложность синтеза перфторированных органических соединений, казалось бы, навсегда предопределяла их судьбу — остаться в сфере интересов чистой науки , без перспектив практического использоваьшя. Однако именно в этой области исследователей ожидали не только открытия в области теории, но и появление новых классов веществ с уникальными физико-химическими свойствами. Среди этих веществ следует упомянуть фторопласты [34], полимеры с исключительным набором полезных свойств, не заменимые в этом отношении никакими из известных природных или искусственных материалов фреоны, на протяжении десятилетий служившие основой холодильной и аэрозольной техники перфторированные производные типа перфтортетра-гидрофурана, неожиданно оказавшиеся великолепными растворителями — переносчиками кислорода (на основе последних и были разработаны искусственные кровезаменители, знаменитая голубая кровь ). Несколько позднее была открыта еще одна область возможного практического применения фторпроизводных, на этот раз в медицине. Было обнаружено, что фторсодержащие аналоги природных метаболитов, которые почти неотличимы от неф-торированных соединений по своим базовым структурным характеристикам, являются хорошими антиметаболитами — ингибиторами соответствующих ферментных систем, так что результатом их воздействия на клетку является блокирование определенных биохимических функций. Многие сотни такого [c.56]

Способность живых организмов и самих молекул ДНК к размножению открыла широкую дорогу селекционным методам для решения биохимических задач. Возможность вырезания из ДНК определенных генов, получения их путем обратной транскрипции матричных РНК и разработка методов искусственного химикоферментативного синтеза генов позволили манипулировать генами, в том числе вставлять их в плазмиды или вирусы, а затем вносить их в микроорганизмы для последующего размножения. Микробиологические методы позволили разработать методы селекции тех популяций микроорганизмов (клонов), которые выросли из отдельных клеток несущих желаемые признаки, например способных продуцировать определенные белки, не свойственные этим организмам. Так родилась Г№ ная инженерия, которая не только открыла новые горизонты в биотехнологии, но и стала важнейшим инструментом биохимических исследований. [c.232]

Некоторые гетерополисоединения входят в состав светопрочных лаков, применяются в биохимии и биохимической промышленности (выделение алкалоидов, окраска животных тканей при исследованиях). Гетерополивольфрамовые кислоты используются в качестве катализаторов при окислении некоторых органических соединений. Гетерополимодибденовая кислота применяется как катализатор реакций гидрирования фенолов и синтеза уксусной кислоты и в ряде других реакций в органической химии. В литературе указывается на возможность использования гетерополисоединений для экстракционных процессов в металлургии, а также при обработке кожи, искусственных тканей. Водный раствор 12-вольфрамо-бората кадмия (ё=3,28 г/см ) может использоваться в минерало- [c.324]

Аналогичные данные были получены при исследовании изменения реакционной способности вискозной целлюлозы после горячего и холодного облагораживания. Такое значительное понижение реакционной способности целлюлозы, т. е. растворимости ксантогената после обработки целлюлозы концентрированными растворами щелочи и регенерации ее, является неожиданным и представляет большой интерес. Известно, что гидратцеллюлоза отличается от природной целлюлозы меньшей интенсивностью межмолекулярного взаимодействия (меньшим числом водородных связей между макромолекулами). Следовательно, небольшое число более прочных связей между макромолекулами, резко влияющих на растворимость как самой целлюлозы, так и получаемых из нее эфиров, может образоваться не только в процессе биохимического синтеза, но и в результате различных обработок, в частности при регенерации целлюлозы после обработки ее концентрированными растворами щелочи. Образовавшиеся вновь связи, характер которых пока не установлен, достаточно устойчивы к действию щелочи, но неустойчивы к разбавленным растворам кислот при повышенной температуре. Обработка концентрированными растворами щелочей с последующей регенерацией целлюлозы, что в известной степени имеет место при холодном облагораживании, значительно снижает способность целлюлозы к вискозообразованию. Поэтому различные обработки исходной целлюлозы могут повышать или оставлять без изменения ее реакционную способность при получении одних эфиров целлюлозы и значительно снижать при получении других. Влияние этих факторов необходимо учитывать при исследовании реакционной способности целлюлозы, используемой для производства искусственных волокон различных типов. [c.223]

Можно предположить, что роль такого механизма играет клеточный цикл. Однако факты не нодтвержают это нредноложение дифференцировка ранних эмбриональных клеток следует установленной схеме и при искусственном ограничении клеточных делений под влиянием химических веществ, ингибирующих цитокинез или синтез ДНК. Клеточные деления не следует уподоблять периоду колебаний маятника биохимических часов, определяющих темп развития скорее ситуация обратная и именно биохимические часы контролируют темп клеточных делений и продолжительность клеточного цикла у множества видов животных. Изменение химического состояния клетки одновременно влияет на принятие решений о делении клеток, а также на время и нанравление дифференцировки. Молекулярные механизмы контроля клеточных делений в эмбриогенезе практически не изучены и представляют собой одну из центральных проблем современной биологии развития. Генеалогические мутанты нематод могут сыграть ключевую роль в решении этой проблемы. [c.91]