Молекулярная структура и физиологическая активность

Низкомолекулярные пептиды, в частности пептидные гормоны, как правило, наделены несколькими функциями. В этом отношении они отличаются от белков, которые, за редким исключением, монофункциональны, физиологическое действие отдельного природного пептида часто проявляется в совершенно различных системах организма и по своему характеру настолько разнообразно, что в такой сложной картине подчас трудно увидеть стимулирующее начало одного соединения и обнаружить между многими активностями пептида какую-либо связь. Несмотря на сложность функционального спектра, механизмы всех физиологических действий пептида совершенны по своей избирательности, чувствительности и эффективности. Поэтому при изучении конкретной функции возникает представление о молекулярной структуре пептида как о специально предрасположенной для выполнения только единичного рассматриваемого действия. Природным олигопептидам присуща согласованность двух на первый взгляд взаимоисключающих качеств - полифункциональности и строгой специфичности. Подход к установлению количественной зависимости между строением и биологической активностью олигопептидов, детально рассматриваемый в следующем юме монографии "Проблема белка", включает решение двух структурных задач, названных автором данной монографии [28] прямой и обратной. Прямая задача заключается в выявлении всех низкоэнергетических конформационных состояний природного олигопептида, которые потенциально, как будет показано, являются физиологически активными. Эта задача требует знания только аминокислотной последовательности молекулы и решается на основе теории и расчетного метода, использованных уже в анализе структурной организации многих олигопептидов. Обратная структурная задача по своей постановке противоположна первой. Ее назначение заключается в априорном предсказании химических модификаций природной последовательности, приводящих к таким искусственным аналогам, каждый из которых имеет пространственное строение, отвечающее конформации, актуальной лишь для одной функции исходного соединения. Конечная цель решения обратной задачи, таким образом, состоит в прогнозировании монофункциональных аналогов, которые бы только в своей совокупности воспроизводили полный набор низкоэнергетических конформаций природного пептида и весь спектр его биологического действия (подробно см. гл. 17). [c.371]

Знание пространственного строения и динамических конформационных свойств природных олигопептидов представляет также большой самостоятельный интерес. Оно необходимо для исследования молекулярных механизмов узнавания, стимулирования, регуляции и т.д., иными словами, для выяснения структурно-функциональной организации многочисленных пептидных гормонов, медиаторов, модуляторов, антибиотиков, ионофором и других низкомолекулярных физиологически активных пептидов. Априорный расчет конформационных возможностей олигопептидов приобретает здесь особый смысл, поскольку именно теоретический подход только и может (а следовательно, и должен) стать основой строгого решения необычной по своей общности, научной и практической значимости проблемы установления зависимости между структурой и функцией пептидов (подробно см. гл. 18). [c.388]

Рассмотрен подход к решению обратной структурной задачи, основанный на физической конформационной теории природных пептидов и белков, прежде всего оценке особой роли ближних взаимодействий в их структурной организации и использовании классификации пептидных структур на шейпы, формы и конформации. Показано, что можно добиться целенаправленного и контролируемого изменения структуры пептида за счет ближних взаимодействий простыми средствами, выработанными в процессе эволюции органического мира. Изложенный в книге подход к решению обратной задачи позволяет заранее, еще до синтеза и биологических испытаний целенаправленно конструировать модели искусственных аналогов, пространственные структуры которых отвечают низкоэнергетическим и физиологически активным конформационным состояниям природного пептида. Возможности теоретического моделирования искусственных аналогов продемонстрированы на конкретных примерах. Полученные результаты подтверждают необходимость его использования в изучении молекулярных механизмов функционирования пептидных гормонов, катализа ферментов, взаимодействий антител с антигенами и т.п. (см. гл. 17). [c.590]

Гормональная активность определяется химической функциональностью немногочисленных атомных групп. Химические различия тестостерона и кортизона малы, но их физиологические функции совершенно различны. Структура и свойства гормонов отчетливо демонстрируют биологическое значение индивидуальных молекулярных структур. [c.102]

Позднее раскрытие возможностей химии фторорганических соединений при создании препаратов для сельского хозяйства было обусловлено отсутствием доступных методов синтеза соединений с атомами фтора и ограниченностью данных о влиянии атома фтора на биологическую активность пестицидов [22]. Такое положение существенно изменилось к настоящему времени, когда на примере весьма эффективных фторсодержащих пестицидов было описано влияние фтора или фторалкильных групп на молекулярную физическую природу вещества и взаимосвязь между структурой и биологической активностью. Уже сейчас много информации о реакциях синтеза гетероциклических соединений и о проектировании структуры, обладающей высокой физиологической активностью. Вопросу влияния фторалкильных заместителей на пестицидную активность уделено значительное внимание, что позволило создать действительно эффективные гербициды и регуляторы роста растений. [c.300]

Познание биологической функции и, в частности, молекулярного механизма физиологического действия белка невозможно без детального знания его строения. Установление первичной структуры белка служит основой для определения вторичной и третичной структур, выяснения расположения функциональных групп в его активном центре и открывает путь к познанию механизма его функционирования. Исследование первичной структуры мутантных белков позволяет на молекулярном уровне выяснить характер наследственных болезней. Данные по первичной структуре используются как один из показателей при установлении и проверке таксономических взаимоотношений между различными видами живых организмов и построении схемы биологической эволюции. [c.33]

Исключительно важное значение для установления механизма образования макромолекул и исследования реакционной способности имеет синтез мономолекулярных олигомеров, так как именно на них можно выяснить особенности, которые затушевываются в случае олигомеров, синтезированных обычными методами и характеризующихся различным молекулярно-весовым распределением. Особое место занимают синтез и исследование монодисперсных олигопептидов, позволяющих воспроизвести природные физиологически активные олиго- и полипептиды (гормоны, антибиотики и др.), а также играющих большую роль в качестве модельных соединений при выяснении структуры белков и ферментов. [c.268]

В свете современных представлений о метаболизме в растительной клетке местом действия физиологически активных веществ могут быть а) ферменты и ферментные системы б) белки, липиды, нуклеиновые кислоты, участвующие в молекулярной организации структур цитоплазмы и ядра в) информационные и транспортные рибонуклеиновые кислоты г) дезоксирибонуклеиновая кислота. Надо полагать, что эффект, или глубина , воздействия зависит от того, на что и в какой мере влияет то или иное физиологически активное вещество. В одних случаях это действие ограничивается лишь временным изменением интенсивности каких-либо ферментативных реакций, в других — [c.5]

Иммунотоксины. Среди наиболее активно изучающихся бифункциональных лекарственных средств, построенных по указанному выше принципу, следует отметить иммунотоксины. Это молекулярные конструкции, построенные из антитела и токсина. Антитело специфично в отношении конкретного антигена на поверхности определенных клеток, а токсин способен убивать эти клетки. Следовательно, иммунотоксин — средство для селективного выбивания какого-то типа клеток при полной неприкосновенности других клеток организма. В иммунотоксине антитело выполняет функцию адреса, токсин — эффектора. В идеальном случае токсин, включенный в состав иммунотоксина, не должен влиять ни на какие другие клетки, кроме тех, с которыми взаимодействует антитело. Оказалось, что этого добиться непросто. В очень небольших количествах иммунотоксин все же связывается различными клетками за счет сродства мембранных структур к самому токсину. Принципиально такая же проблема возникает при построении лекарств направленной доставки, содержащих не токсин, а другое физиологически активное вещество. (Собственная тропность эффектора к мембранам различных клеток в той или иной мере нарушает избирательность, обеспечиваемую антителом. [c.134]

ФАП условно можно разделить на две группы, различные по принципам, определяющим проявление физиологической активности. В ФАП первой группы используется физиологическая активность полимеров как таковых. Эта активность возникает только на полимерном уровне и зависит как от структуры, так и от молекулярной массы и молекулярно-массового распределения. Хотя в таких ФАП часто можно выделить повторяющийся фрагмент, наличие которого явно необходимо для проявления данного вида активности, низкомолекулярные аналоги этих полимеров не обладают тем же видом активности, что и сам полимер. Механизм действия этих ФАП не связан с их распадом, а обусловлен свойствами макромолекул, в частности кооперативными реакциями ФАП с биополимерами организма. [c.7]

Нейтральные полимеры с неспецифической активностью, физиологическая активность которых обусловлена их физикохимическими свойствами [например, молекулярной массой (М) и молекулярно-массовым распределением (ММР)] и почти не специфична в отношении конкретной структуры, которая может быть поэтому весьма различной. Важным свойством таких полимеров является незначительное взаимодействие со структурными элементами организма и, прежде всего, с клеточными мембранами и биополимерами. [c.11]

Ряд физиологически активных полипептидов человека, таких как нейропептиды, гормоны и др., обычно синтезируются в виде предшественников, имеющих большую молекулярную массу. В результате специфичного для каждого случая процессинга образуется зрелый полипептид или низкомолекулярный пептид (полипептидами называют пептиды, состоящие из 20 АК и более). Очевидно, что в прокариотических клетках для большинства полипептидов правильный процессинг из пре-белка происходить не может. В таких случаях в бактериальных клетках необходимо клонировать последовательность ДНК, кодирующую уже зрелую форму полипептида, обычно называемую ген-эквивалентам данного полипептида. Для этого проще всего использовать синтетические кодирующие последовательности, помещенные под контроль эффективных сигналов транскрипции и трансляции. Последовательность нуклеотидов синтетического ген-эквивалента обычно со-. ставляют, исходя из экспериментально определенной аминокислотной последовательности соответствующего (поли)пептида. При этом в структуре искусственного ген-эквивалента предпочитают использовать триплеты, наиболее часто встречающиеся в генах Е. соИ для каждой аминокислоты. [c.163]

Ферментный контроль обеспечивает регуляцию большинства физиологических функций организма. Ингибиторы ферментов, как правило, или сильные яды, или сильные лекарственно активные вещества. Например, ацетилсалициловая кислота, или аспирин, — это эффективный ингибитор ферментов, которые синтезирует простагландины — весьма важные биологические регуляторы. Непосредственно сами ферменты находят в настоящее время применение в терапии некоторых заболеваний 3) принципиально важные работы в настоящее время ведутся в области выяснения молекулярной природы иммунного ответа. В процессе эволюции наш организм приобрел способность бороться с проникающими в него чужеродными клетками, чужеродными белками. Иммунология и иммунохимия в настоящее время переживают бурный расцвет, и мы являемся свидетелями появления новых вакцин, иммуностимуляторов, иммунодепрессантов. Регуляция иммунной реакции —один из наиболее ярких примеров достижений биологической химии в медицине 4) все большее внимание в последние годы начинает привлекать рецепторный уровень регуляции физиологических ответов организма. Если предшествующие этапы внедрения химии в биологию и медицину были связаны в основном со случайным поиском новых веществ, то настоящее время характеризуется все более глубоким проникновением в регуляторные химические механизмы физиологических ответов клетки. В различных клетках нашего организма можно вызвать те или иные ответы путем воздействия на специфические клеточные рецепторы, понимающие и чувствующие химические сигналы, заданные структурой вводимого соединения. Это высокоэффективные регуляторные механизмы, позволяющие в ряде случаев весьма тонко повлиять на метаболические процессы в клетке. Пока мало известно о структуре и природе рецепторов. Это определяется в основном тем, что клетка содержит весьма мало рецепторов. Однако объем химической информации о клеточных рецепторах непрерывно растет, и мы являемся свидетелями появления новых лекарственных соединений, созданных на основе этой информации. [c.199]

Таким образом, скорость распада одних питательных веществ и биосинтеза других прежде всего определяется физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах. Благодаря динамичности и координации метаболической активности обеспечивается макро- и микроскопическое постоянство всех форм живого. Выяснение фундаментальных проблем структуры и функций отдельных биомолекул может служить основой для раскрытия как молекулярных механизмов химических процессов, лежащих в основе состава и функций отдельных клеток и целостного организма, так и процессов, обеспечивающих биологическую индивидуальность живых организмов. Любые нарушения этого динамического статуса организма сопровождаются развитием патологии, тяжесть и продолжительность которой будут определяться степенью повреждения структуры и функций отдельных молекулярных и надмолекулярных компонентов клеток. [c.550]

Физиологическая активность поликатионов весьма многообразна и связана главным образом с их полиэлектролитной природой. Как уже было отмечено, многие биополимеры организма являются полианионами (белки, нуклеиновые кислоты, ряд полисахаридов), а биомембраны также имеют суммарный отрицательный заряд. Взаимодействия между противоположно заряженными полиэлектролитами протекают кооперативно, причем образующиеся в результате поликомплексы достаточно прочны [15]. Возможна также конкуренция между полианионами за связывание поликатионов. Структура макромолекул поликатионов, а также характер связей играют важную роль в стабильности образующихся поликомплексов, но само образование равновесных поликомплексов или продуктов незавершенных реакций происходит почти всегда -Поликатионы могут вызывать фазовые переходы в липидах, образовывать сшивки электроотрицательных областей клеточных мембран и даже стягивать их вместе. Возможно, что механизм повышения проницаемости мембран для анионов при этом сводится к образованию дефектов в липидном бислое. В присутствии белков сыворотки крови такие дефекты быстро заплавляются . Поскольку указанные здесь факторы мало специфичны в отношении конкретной структуры, физиологическая активность поликатионов в общем однотипна, хотя ее количественные характеристики могут быть различны для разных полимеров. Наибольшее значение имеют плотность заряда и молекулярная масса. [c.15]

Молекулярная структура кислородиереносящих белков удивительна в процессе биологической эволюции природа создала несколько типов молекул для переноса кислорода. Все они ярко окрашены. Кислородпереносящие белки можно разделить на три больших семейства гемоглобин, хорошо знакомое красное вещество в крови человека и многих других животных гемоцианин, голубой пигмент в крови многих моллюсков и членистоногих гемэритрин , белок вишневого цвета в физиологических л<идко-стях организмов некоторых мелких беспозвоночных. Все они относятся к металлопротеинам. Гемоглобины содержат железо в составе гема гемоцианины имеют в активных центрах два атома меди (разд. 6.5), а гемэритрипы — два атома железа. Гемоглобин— это красный белок красных кровяных телец, который переносит кислород из легких к тканям иа долю гемоглобина крови приходится примерно три четверти содержания железа в человеческом теле [232]. [c.359]

Живые огранизмы выделяют огромное количество органических соединений, которые более века привлекают внимание химиков-органиков. Некоторые из этих соединений являются небольшими молекулами (сахара, гидроксикислоты), тогда как другие представляют собой очень большие частицы (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты). Соединения и той и другой группы характерны для всех живых систем. Между этими крайними случаями находятся вещества, молекулы которых имеют средний размер и степень сложности. Некоторые из них обладают сильным физиологическим действием, например витамины. Довольно часто соединения такого типа являются основой для исследований, нацеленных на получение лекарственных препаратов в этих препаратах необходимое физиологическое действие, которым обладает природное соединение, проявляется с большей силой и специфичностью за счет синтетических соединений родственного строения. Такого рода исследования базируются на том факте, что физиологическая активность соединения однозначно связана с его молекулярной структурой. Сравнение взаимосвязи структура — активность внутри больши> групп органических соединений позволяет постепенно пoзнaт молекулярную топографию некоторых рецепторных центров живых тканях, которые взаимодействуют и с природными со динениями, и с их синтетическими аналогами. [c.352]

В середине 1930-х годов Дж. Берналом, Д. Ходжкин, И. Фанкухеном, Р. Райли, М. Перутцем и другими исследователями начато изучение кристаллографических трехмерных структур глобулярных белков. Получены лауэграммы пепсина, лактоглобулина, химотрипсина и некоторых других хорошо кристаллизующихся водорастворимых белков. Картины рассеяния рентгеновских лучей от монокристаллов содержали десятки тысяч четко выраженных рефлексов, что указывало на принципиальную возможность идентификации координат во много раз меньшего числа атомов белковых молекул (за исключением водорода). На реализацию этой возможности ушло более четверти века. Однако сам факт наблюдения богатых отражениями рентгенограмм говорил о многом. Например, он позволил сделать вывод об идентичности всех молекул каждого белка в кристалле, как правило, не теряющего в этом состоянии свою физиологическую активность. Кроме того, были оценены ориентировочные размеры, формы, симметрия и молекулярные массы исследованных белков, размеры их элементарных ячеек, а также возможное число аминокислотных остатков в ячейке. Дальнейшее развитие этой области вплоть до начала 1960-х годов замкнулось на решении внутренних, чисто методологических задач, связанных с расшифровкой рентгенограмм. [c.70]

Эндорфины — физиологически активные пептиды, синтезируемые в организме и способные оказывать анальгетическое действие, аналогичное энкефалинам. От энкефалинов Э. отличаются более сложной структурой, большей молекулярной массой. См. Энкефалины. [c.366]

Основные научные работы посвящены теоретическим проблемам органической химии. Исследовал зависимость физических и химических свойств органических соединений от их молекулярной структуры, Создатель теории воз.муще-ний молекулярных орбиталей. Синтезировал физиологически активные вещества. Установил (1942) трополоновую основу стинитато-вой кислоты ввел термин тропо-лон . Автор широко известных книг Электронная теория органической химии (1949), Введение в современную химию (1965) и Теория возмущений молекулярных орбита-лей в органической химии (1975, совместно с Р. Догерти русский перевод 1977). (336, 339 [c.179]

Известны два основных метода деградации белковой молекулы — частичный кислотный гидролиз и ферментативный гидролиз. Первый метод менее селективен, по с его помощью могут быть получены ценные данные относительно структуры низкомолекулярных белков определенного молекулярного веса. Полный гидро.-лиз белков до составляющих аминокислот не позволяет установить последовательность расположения аминокислот в белке. Однако количественное определение соотношений отдельных аминокислотных, остатков дает возможность судить о гомогенности данного белка. На основе этих данных можно рассчитать эмпирические формулы и сравнить их с формулами, полученными нри помощи элементарного анализа. Это необходимо сделать до проведения частичного гидролиза белка или его ступенчатого расщепления для определения последовательности аминокислот. Подобная методика приведена в статьях Белла и сотр., посвященных определению структуры одного из физиологически активных компонентов кортикотронина [И, 25, 152, 153]. [c.392]

Скорость выведения из организма в первую очередь зависит от мол. массы, а также от состава и структуры полимера. Удовлетворительную скорость можно обеспечить, подобрав экспериментально величину средней мол. массы и молекулярно-массового распределения полимера или создав такую структуру, при к-рой полимер постепенно деструктпруется и его низкомолекулярныо фрагменты выводятся из организма. Требование о выведении полимера особенно важно в отношении именно этой группы Ф. а. п., так как для обеспечения лечебного эффекта плазмозаменители вводятся в организм в значительных количествах (до 2000 мл р-ра 4 —6%-й концентрации, т. е. до 80 —120 г полимера за одну операцию). Основной путь выведения физиологически активных иолимеров из организма — через почки и выделительную систему с мочой. [c.370]

Том 1 ( 952 г.). Молекулярная структура стрихнина, бруцина и воми-цина. Химия ядра древесины. Составные части хвойных деревьев и их физиологическое значение. Фотодинамические активные природные пигменты. Химикалии из нефти. Химия ацетилена. Симптоматические стимуляторы. Свободные радикалы в органических реакциях. Крахмал. [c.160]

Теория и практика ионного обмена в гетерогенных системах продолжает в настоящее время стремительно развиваться. Основная масса выпускаемых промышленностью ионообменных смол представляет собой сополимеры стирола и дивинилбензола, содержащие кислотные или основные функциональные группы, в последние годы проведены многочисленные работы по синтезу новых типов ионитов. Значительный интерес вызвало, в частности, появление макропористых ионитов, содержащих в дегидратированном состоянии каналы и поры, ограниченные уплотненной структурой сетчатого полимера. На этих смолах достигается резкое повышение скорости ионного обмена, особенно для ионов органических веществ, имеющих не очень большой молекулярный вес. Получены иониты, содержащие значительное количество гидрофобных радикалов, способные поглощать в больших количествах и притом обратимо органические вещества из воды, что позволило предложить новые усовершенствованные варианты технологического процесса водоочистки. Синтезированы иониты с различными, в том числе с длинноцепными мостикообразными агентами, например полиметилендиметакриламидом. Зерна последней группы ионообменных смол характеризуются сетчатой структурой с улучшенной равновесной и кинетической проницаемостью. Наконец получены многочисленные новые ионообменники — производные целлюлозы, а также минеральные иониты, например вольфраматы, цирконаты и ионообменные материалы на основе активированных углей различных марок. Особое место занимают жидкостные иониты и другие группы линейных полиэлектролитов, в частности полимерные физиологически активные вещества. [c.3]

Осн. научные работы посвящены теоретическим проблемам орг. химии. Исследовал зависимость физ. и хим. св-в орг. соед. от их молекулярной структуры. Создатель теории возмущений молекулярных орбиталей. Синтезировал некоторые физиологически активные в-ва. Установил (1942) тропо-лоновую основу стипитатовой к-ты ввел термин трополон . Автор широко известных книг Электронная теория органической химии [c.156]

Среди многочисленных компонентов биосистемы молекулярного уровня белкам принадлежит исключительная роль в процессах, протекающих в клетках и организме. Поэтому 1юлучаемая с помощью рентгеноструктурного анализа информация о строении белков оказывает огромное влияние на развитие подавляющего большинства направлен-ний молекулярной биологии. Давно стало очевидно, что без знания пространственной структуры белков нельзя понять природу и специфичность их взаимодействий, представить и количественно описать механизмы процессов жизнедеятельности. Рентгеноструктурное изучение белков превратилось в неотъемлемую составную часть биологических исследований оно определяет их научный уровень и значимость получаемых результатов. Данные о расположении атомов в нативных конформациях белков служат незаменимой экспериментальной основой всех поисков решений таких фундаментальных проблем молекулярной биологии, какими являются проблемы структурной и структурно-функ-циональной организации белковых молекул. Первая из них заключается в установлении связи между аминокислотной последовательностью и ее пространственной физиологически активной формой и динамическими конформационными свойствами. Следовательно, она включает в себя [c.54]

Качественное изменение ситуации в изучении механизмов свертывания белковых цепей наметилось в самом конце 1980-х годов. Оно вызвано открытием нового класса белковых молекул, существование которых мало кто предполагал, во всяком случае, оно представлялось маловероятным. Их функции в жизнедеятельности клеток заключаются в содействии правильной невалентной сборки других белков, не становясь, однако, компонентами их окончательных физиологически активных структур. Белки этого класса получили название молекулярных шаперонов . Открытие шаперонов вместе с известными ранее, но необобщенными и не привлекшими к себе должного внимания данными поколебало, особенно на первых порах, общепринятую точку зрения на принципы структурной организации белковых молекул. Новые факты неизбежно вели к заключению, что существовавшее представление о свертывании полипептидной цепи in vivo как о самосборке белка, по меньшей мере не совсем точно отражает реальный процесс. Необходимость пересмотра устоявшегося мнения о взаимосвязи между химическим и пространственным строением белковых молекул диктовалась новыми экспериментальными данными, число которых начинает возрастать лавинообразно. Все они свидетельствовали об уменьшении выхода, замедлении скорости и даже полном прекращении сборки трехмерных структур одних белков по мере снижения вблизи рибосом концентрации других белков. Стали известны две группы молекулярных посредников, функции которых в клеточной сборке белковых цепей оказались значительными и разнообразными. Они влияют на скорость свертывания цепи, целенаправленно ускоряя или замедляя созревание нативной конформации, определяют порядок формообразования сложных комплексов, стимулируя реорганизацию белок-белковых взаимодействий в олигомерных структурах, облегчают деградацию неправильно свернутых цепей, стабилизируют, транспортируют и соединяют в соответствующих клеточных компартментах [c.412]

Рассмотренные в предыдущих главах III части исследования перехода свернутой белковой цепи в развернутую неструктурированную форму и обратного перехода флуктуирующей полипептидной цепи в исходную компактную трехмерную структуру позволили сформулировать фундаментальное положение о том, что нативная конформация белковой молекулы отвечает равновесному состоянию и, следовательно, не зависит от конкретных внешних условий и путей свертывания (in vivo или in vitro), т.е. от предыстории, а всецело определяется составом и порядком расположения аминокислот. Было доказано, что все необходимые сведения о физиологически активном пространственном строении белка и его конформационных возможностях заключены в аминокислотной последовательности. В процессах свертывания и развертывания полипептидной цепи проявляется непосредственная связь между химическим и пространственным строением молекулы белка. Трансляция линейной последовательности в трехмерную структуру возможна, однако, только при определенных физиологических условиях. При их соблюдении процесс свертывания осуществляется спонтанно в том смысле, что принятие белком своей равновесной нативной конформации не требует специального морфогенетического молекулярного аппарата, как это имеет место, например, в случае пространственной организации молекул ДНК (о роли шаперонов в свертывании белков см. гл. 14). [c.431]

Может показаться, что белковая подсистема, в отличие от отмеченных выше диссипативных систем, потребляет негэнтропию не постоянно, а только в период своей структурной самоорганизации. Созданная же структура термодинамически стабильна и как будто бы не нуждается в постоянной инъекции негэнтропии. Аттрактором процесса здесь служит не текущее равновесие, поддерживаемое внешним фактором, а равновесное состояние, к которому стремится свертываемая белковая цепь и которого она достигает, принимая нативную конформацию. Однако такое представление ошибочно, и белок является типичной диссипативной системой, нуждающейся в непрерывном притоке негэнтропии для создания своей структуры. В противном случае она была бы размыта деструктивными флуктуациями. Подобный эффект, если он возникает, обусловлен тем, что белковая цепь находится в среде своего негэнтропийного источника, с которым образует прямые молекулярные контакты. Таким образом, физиологически активная трехмерная структура белка и его водное окружение отвечают термодинамически устойчивому равновесному состоянию макроскопической двухфазной системы. Понятие текущего равновесия диссипативной подсистемы в данном случае совпадает с понятием равновесного состояния всей системы. [c.463]

Исторически и практически сложилось так, что опыты по изучению механизма действия гормонов обычно касались специфических физиологических ответных реакций. Например, как мы увидим далее, при изучении ауксинов основное винмаиие сконцентрировалось иа механизме регуляции ими роста клеток растяжением, тогда как при изучении гиббереллииов — иа системе синтеза и секреции ферментов алейроновым слоем прорастающих семян злаков. Для выяснения механизма действия фитогормонов многие годы использовались различные подходы. Не все они оказались плодотворными, ио такая работа, как выяснение зависимости гормональной активности от молекулярной структуры соединений, дала информацию, которая теперь приобретает ценность в связи с недавними попытками выделить из растительных клеток и непосредственно изучить места связывания гормонов. [c.118]

Традиционный термин биохимия , кажется, уже не в полной мере отражает профессиональную активность современных исследователей-био-химиков. Несмотря на то что один из выдающихся биохимиков недавнего прошлого С. Очоа полагал, что молекулярная биология—это в сущности биохимия без лицензии , многие в наши дни считают оба термина синонимами. Более того, созданы совместные национальные и международные научные общества, объединяющие биохимиков и молекулярных биологов. В ряде случаев кафедры называются кафедрами биохимии и молекулярной биологии. Все это имеет не только чисто академический, но и политический смысл, препятствующий возможности организации других кафедр и имеющий бесспорные преимущества при получении грантов. Помимо старых терминов физиологическая химия , физико-химическая биология , появилось много новых в частности, медицинская химия , изучающая химическую природу веществ, используемых с лечебной целью медицинская биохимия , основной целью которой является изучение структуры и обмена индивидуальных биомолекул в норме и при болезнях человека. Имеют права гражданства и такие названия, как клиническая химия , клиническая биохимия и химическая патология (или патобиохимия ), скорее всего, являющиеся синонимами и изучающие химические компоненты организма для использования их в клинической медицине. Наконец, появился совсем новый термин молекулярная медицина [c.17]

Среди побочных продуктов сульфитного процесса получения целлюлозы преобладают химически модифицированные лигнины, образующиеся во многих реакциях между активным сульфитом и каким-либо сложным природным полимером. Структура лигносульфонатов в деталях неизвестна. Они представляют собой гетерогенную смесь соединений с широким спектром молекулярных масс (300—100ООО) состав смесей определяется природой перерабатываемой древесины. Образование сульфонатов приводит к частичной солюбилизации лигниновых фрагментов. Сложность структуры лигносульфонатов затрудняет изучение их биодеградации. Для упрощения задачи обычно используют модельные соединения, например дегидрополимеры кониферилового спирта или другие низкомолекулярные продукты. Низкомолекулярные лигносульфонаты чувствительнее к биодеградации, чем высокомолекулярные с другой стороны, производные лигнина, видимо, устойчивее к разрушению, чем сам лигнин. Следовательно, образование сульфопроизводных затрудняет переработку. В таких сопряженных окислительно-деградативных процессах почвенные грибы и бактерии более эффективны, чем гнилостные грибы для осуществления этих процессов требуется также дополнительный источник углерода. Распад лигносульфонатов нередко сопровождается полимеризацией, в результате чего наблюдается сдвиг в распределении полимеров по молекулярным массам. Эти изменения могут коррелировать с присутствием внеклеточных фенолоксидаз (например, лакказы), физиологическая роль которых остается неизвестной. Фенолы превращаются в соответствующие хиноны и фенокси-радикалы, которые спонтанно полимеризуются. Таким [c.279]

В соответствии с типом и способом осуществления регулятор- пых функций И. И. Шмальгаузен [18] и Н. В. Тимофеев-Рессов-ский [20] различают следующие уровни организации биологиче- vN ских систем. Молекулярный уровень — уровень осуществления обратимых каталитических и автокаталитических химических (ферментативных) реакций веществ, необходимых для построения клеточных структур. Регуляторные функции здесь осуществляются за счет изменения скоростей реакций в общем цикле синтез — распад — ресинтез. Клеточный уровень — уровень образования клеточных структур, необходимых для осуществления процессов роста и деления клетки. Регуляторный механизм на этом уровне определяется передачей наследственной информации, регулирующей в условиях активной связи клетки со внешней средой, физиологическое восстановление ее компонентов и весь процесс самовоспроизведения клетки в целом. [c.17]