Биосинтез биосинтетические процессы

Сахарный диабет. В регуляции гликолиза и глюконеогенеза большую роль играет инсулин. При недостаточности содержания инсулина возникает заболевание, которое носит название сахарный диабет повышается концентрация глюкозы в крови (гипергликемия), появляется глюкоза в моче (глюкозурия) и уменьшается содержание гликогена в печени. Мышечная ткань при этом утрачивает способность утилизировать глюкозу крови. В печени при общем снижении интенсивности биосинтетических процессов биосинтеза белков, синтеза жирных кислот из продуктов распада глюкозы—наблюдается усиленный синтез ферментов глюконеогенеза. При введении инсулина больным диабетом происходит коррекция метаболических сдвигов нормализуется проницаемость мембран мышечных клеток для глюкозы, восстанавливается соотношение между гликолизом и глюконеогенезом. Инсулин контролирует эти процессы на генетическом уровне как индуктор синтеза ключевых ферментов гликолиза гексокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. Инсулин также индуцирует синтез гликогенсинтазы. Одновременно инсулин действует как репрессор синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза. Следует отметить, что индукторами [c.359]

Подробнее детали различных биосинтетических процессов, ведущих ко многим первичным метаболитам типа аминокислот, пуринов и пиримидинов, описаны в пособиях по биохимии. Целью последующего обсуждения является прежде всего систематизация собранной в течение последней четверти столетия информации о путях биосинтеза некоторых более сложных природных молекул, таких, как стероиды, гем, хлорофилл и витамин B12, биологические функции которых частично или полностью известны. Другой целью является описание путей биосинтеза, которые природа избрала для создания колоссального изобилия вторичных метаболитов типа поликетидов, алкалоидов, фенолов, хинонов и различных микробных антибиотиков. Химики-органики приложили немало усилий для расшифровки запутанных деталей многих из этих процессов, не только выяснив отдельные стадии биосинтеза, но и определив роль ферментов в тончайших стереохимических аспектах биосинтетических реакций. В последующих главах эти и другие пути биосинтеза будут рассмотрены более детально. [c.406]

Как было указано, концентрация ряда ферментов в клетках резко снижается при повышении содержания отдаленных конечных продуктов, образующихся в цепи последовательных ферментативных реакций. Такой эффект, получивший название репрессии ферментов, часто наблюдается при реакциях биосинтеза. В этих случаях молекулы репрессора, также образующиеся в рибосомах ядра по команде гена-регулятора, являются неактивными и сами по себе не обладают способностью подавлять деятельность гена-оператора и, следовательно, всего оперона, но приобретают такую способность после образования комплекса с конечным или одним из конечных продуктов биосинтетического процесса (см. рис. 14.13). [c.537]

Цикл лимонной кислоты занимает центральное место в многочисленных биосинтетических процессах, Большинство живых организмов синтезирует углеводы из ди- и трикарбоновых кислот, образовавшихся в цикле Кребса, или из соединений, которые могут превращаться в промежуточные продукты этого цикла (биосинтез углеводов см. стр. 64). В биосинтезе липидов (см. гл. Липиды и липопротеиды ) важнейшим промежуточным соединением является ацетил-КоА. Процесс биосинтеза жирных кислот начинается с конденсации ацетил-КоА с щавелевоуксусной кислотой. [c.401]

Большинство используемых в промышленности микроорганизмов по отношению к температуре являются мезофилами их развитие происходит при 25—37°С. Психрофильные микроорганизмы растут в интервале О—15°С, а термофильные — в интервале 55—75"С. Все перечисленные группы имеют промежуточные формы. Обычно при повышении температуры процессы биосинтеза интенсифицируются, если это повышение не ингибирует определяющие биосинтез ферменты. Для биосинтетических процессов желательно использовать термофильные микроорганизмы. Большинство вегетативных микроорганизмов гибнет при температуре 70°С за 1—5 мин. [c.56]

Ацетилкоэнзим А является важнейшим исходным веществом в ряде биосинтетических процессов при биосинтезе жирных кислот, аминокислот, терпеноидов и других соединений (обзоры см. [c.370]

Все исследованные риккетсии обладают определенной активностью энергетических и биосинтетических процессов. У них найдена цитохромная система и показано запасание энергии, освобождающейся в процессе дыхания, в виде АТФ. Риккетсии могут осуществлять некоторые биосинтетические процессы, например биосинтез белка и липидов. [c.169]

Рассмотрение биосинтетических процессов мы начнем с центрального биосинтетического пути, который в животных тканях приводит к образованию различных углеводов из неуглеводных предшественников. У всех высших животных биосинтез D-глюкозы-абсолютно необходимый процесс, потому что D-глюкоза крови служит единственным или главным источником топлива для нервной системы (в том числе и для мозга), а также для почек, семенников, эритроцитов и для всех тканей эмбриона. У человека один только мозг потребляет более 120 г глюкозы в сутки. В организме жи- [c.602]

И РНК требует десятков различных ферментов и специализированных белков, в то время как для создания не несущей информации макромолекулы, например гликогена, достаточно всего лишь нескольких ферментов. Далее мы рассмотрим механизм биосинтеза белка, самого сложного из известных биосинтетических процессов, в котором принимает участие больше 2СЮ различных ферментов и других специализированных макромолекул, необходимых для расшифровки и перевода символов генетического кода в трехмерную структуру белков. [c.851]

Показано также, что клетки поглощают электромагнитные поля определенных частот (миллиметровый диапазон), соответствующие областям поглощения клеточных компонент [5]. Поглощенная энергия изменяла метаболические и биосинтетические процессы, замедляла клеточный рост. В этом же диапазоне частот облучение РНК- и ДНК-содержащих вирусов приводило к снижению их инфекционной активности, а облучение имаго дрозофилы перед спариванием - к изменению плодовитости и жизнеспособности. Угнетение роста культур бактерий, изменение фагоцитарной активности, биосинтеза белков отмечено в области частот сантиметрового диапазона [5]. [c.20]

Функция Na+K -АТФазы в жабре, адаптированной к морской воде. Упомянутые данные показывают, что приспособление к высокой солености связано с интенсивной активацией механизмов биосинтеза, затрагивающей, вероятно, как транскрипцию, так и трансляцию. Один из продуктов происходящих в это время биосинтетических процессов — особый вариант Na+K -АТФазы, который, очевидно, отличается в кинетическом отношении от формы фермента, преобладающей в жабрах рыб, адаптированных к пресной воде. Его появлению предшествует ускоренное обновление информационной РНК, которая, по-видимому, кодирует некоторые или все полипептидные компоненты новой АТФазы. Эта новая транспортная система адаптированных к соленой воде жабр обладает следующими особенностями. [c.155]

При изучении многих биосинтетических процессов, в том числе биосинтеза стероидов, широкое применение нашла меченая мевалоновая кислота. Меченную по любому положению мевалоно-вую кислоту можно получать по схеме (49). Меченную тритием мевалоновую кислоту моЖно получить при использовании (2)- и ( )-5-бром-3-метилпентеноатов (21) и (22) соответственно. Описан также удобный метод получения оптически активной ( )-мева-лоновой кислоты (в виде соответствующего лактона) из природного терпенового спирта, (5)-линалоола (23) [47] схема (50) . [c.171]

Важнейшие функции клетки (биосинтетическая и биоэнергетическая) заключаются в метаболизме и биосинтезе, в процессах запасания энергии и ее преобразования в работу. Они неразрывно связаны и могут протекать только в открытой термодинамической системе, которой и является клетка. Реализация этих функций в клетке сопряжена с трансмембранными движениями веществ, ионов и электронов как внутри клетки, так и с обменом веществами между клеткой и внеклеточной средой. Компартментация клетки мембранными структурами обеспечивает пространственно-временную организацию ее органоидов, надмолекулярных и молекулярных комплексов. Это обеспечивает строго согласованное в пространстве и во времени протекание огромного числа (вряд ли его можно выразить конкретно) биохимических и физико-химических процессов в чрезвычайно ограниченном объеме клетки. [c.41]

Для обеспечения высокой физиологической пластичности нервных окончаний (НО) при различных функциональных состояниях ЦНС необходима определенная мощность и направленность биосинтетических процессов в нервных клетках, особенно синтеза функционально значимых белков и РНК (Глебов, 1970). До последнего времени нет ясного ответа на вопрос, где происходит такого рода биосинтез — в НО или в теле нейрона [c.39]

Частью гена, определяющей какую-либо наследственную биосинтетическую функцию, например наличие или отсутствие какого-либо фермента, необходимого для жизнедеятельности, является цистрон Исследования показали, что единая цепь биосинтеза определяется не одним цистроном, а двумя или более, причем каждый из них контролирует наличие или отсутствие лишь одного звена в такой цепи. В этом случае ген, ответственный за всю цепь биосинтетических процессов, приводящих к образованию или угнетению синтеза, необходимого для клетки белка, охватывает более одного цистрона. [c.472]

Биохимические реакции первого типа (реакции замещения) включают все те гидролитические реакции, в процессе которых биополимеры расщепляются до мономеров, а также большинство реакций, приводящих к конденсации этих мономеров с образованием полимеров. Многие реакции присоединения обеспечивают введение атомов кислорода, азота и серы в биохимические соединения, а реакции элиминирования часто служат движущей силой биосинтетических путей. Сложные ферментативные процессы во многих случаях представляют собой сочетания нескольких стадий, включающих замещение, присоединение или отщепление. Реакции, включающие образование или расщепление связей С—С, существенны для биосинтеза и расщепления различных углеродных скелетов, существующих в биомолекулах, в то время как реакции изомеризации связывают между собой другие типы реакций при формировании метаболических путей. [c.91]

Изучение биосинтеза белков осложняется тем, что в клетке нет ни одного биосинтетического процесса, который бы протекал без участия того иди иного фермента, т. е. белка, а также тем, что в одной и той же клетке одновременно протекает с разной скоростью синтез многих белков. [c.482]

Поддержание градиента концентрации такого химически вполне безобидного иона, как ион натрия (или калия), позволяет клетке быть в постоянной готовности к реакции на случай повреждения (а в дальнейшем, при совершенствовании этого механизма,—уже л,ишь при угрозе повреждения). Изменение градиента концентрации служит сигналом для принятия защитных мер, прежде всего для включения механизмов синтеза пограничного вещества — липидов и белков клеточной мембраны. Необходима тонкая регулировка процесса биосинтеза элементов мембраны (как и других биосинтетических процессов — синтезов ферментов и матриц). В самом деле, избыточный синтез делает жизнь невозможной —клетка переполняется веществом, на избыточный синтез напрасно расходуется вещество и энергия. Таким образок, возникает необходимость непрерывного (пока существует опасность повреждения) поддержания готовности к реагированию, к раздражению и возбуждению. Для этого приходится все время поддерживать искусственный градиент концентрации химически безвредных сигнальных веществ — ионов натрия и калия. Постоянная боевая готовность клетки обычно сопряжена с непрерывным расходом энергии. В неблагоприятных солевых условиях расходы на поддержание необходимого градиента могут превысить возможности клетки. Тогда становится дешевле похоронить, чем прокормить .... На этом основано использование в качестве консервирующего средства поваренной соли —в сильно соленой среде истощаются и гибнут нежелательные нам микроорганизмы. Поэтому безжизненны резко соленые водоемы и столь мало пригодны для жизни солончаки (см., однако, стр. 141). [c.98]

Глицин участвует не только в биосинтезе белков, но и в других многочисленных биосинтетических процессах, таких, как образование пуринов, порфиринов, креатина, этаноламина, холина, глутатиона и др. Глицин функционирует также в качестве ингибиторного трансмиттера главным образом в спинном мозге. [c.55]

Гормон роста обладает ярко выраженным анаболическим действием и влияет на все клетки организма, повышая в них уровень биосинтетических процессов. Он усиливает биосинтез белков, ДНК, РНК и гликогена, но способствует мобилизации жиров из жировых депо и ускоряет распад высших жирных кислот и глюкозы. СТГ улучшает функции почечных канальцев и нормализует минеральный и водный обмен организма. Все это способствует росту организма, но в конечном счете действие СТГ гораздо шире, нежели только регуляция роста. [c.455]

Проблему обратимости катаболических реакций природа решила путем сопряжения биосинтетических реакций с реакцией расщепления АТР, о чем уже шла речь при обсуждении вопроса о сопряжении гидролиза АТР С одной из биосинтетических последовательностей (гл. 7, разд. Е). Наряду с этим для осуществления реакций биосинтеза живые клетки используют также и другие способы утилизации свободной энергии, выделяемой при гидролизе АТР. Смысл многих, на первый взгляд непонятных стадий метаболизма может стать понятным, если иметь в виду, что они предназначены для процессов сопряжения расщепления АТР с биосинтезом. Ниже рассмотрено несколько наиболее важных механизмов сопряжения этого типа. [c.459]

Использование NADPH на стадии ж (рис. 11-2) обеспечивает условия, при которых значительные количества р-кетоацил-АПБ-производ-ного восстанавливаются до спирта. Здесь следует отметить еще однО различие между р-окислением и биосинтезом спирт, образующийся на этой восстановительной стадии биосинтетического процесса, имеет D-конфигурацию, тогда как соответствующий спирт, образующийся при р-окислении, имеет L-конфигурацию (рис. 11-2). [c.466]

В течение нескольких последних десятилетий химики и биохимики поделили сферы интересов в области молекулярных аспектов биологии. Сферой биохимиков стала динамика живой клетки, ее отдельные функции и их контроль. Интересы химиков-органиков сфокусировались на изучении аккумулирующихся в клетках метаболитов первичных метаболитов (углеводов, белков, нуклеиновых кислот, липидов, стероидов) и множестве вторичных метаболитов (алкалоидов, терпенов, фенолов, хннонов и разнообразных микробных антибиотиков). Это разделение сфер интересов не должно заслонять общие цели. Поэтому, хотя в последующих главах и в тексте всей книги основное внимание при обсуждении биосинтеза уделяется темам, представляющим особый интерес для химиков, мы считаем необходимым рассматривать результаты исследований прежде всего исходя из наших знаний о промежуточном метаболизме и двух фундаментальных биосинтетических процессах — фотосинтеза и фиксации азота, являющихся исходным пунктом и основой для последующего анализа путей биосинтеза. [c.396]

Термин биосинтез применяют по отношению к химическим реакциям, приводящим in vivo к получению какого-либо конкретного класса соединений. Таким образом, анаболизм можно определить как совокупность биосинтетических процессов, протекаю-ш,их в живом организме. [c.15]

Биосинтез глицерофосфолипидов. Фосфатидная кислота является ключевым промежуточным соединением в синтезе практически всех групп фосфолипидов, входящих в состав биомембран. Особенностью этих биосинтетических процессов является участие цитидинтрифосфата (ЦТФ) в синтезе и переносе активированных интермедиатов для реакции конденсации либо с фосфатидной кислотой, либо с продуктом ее дефосфорилирования 1,2-диацилглицерол ом. [c.347]

Основные научные исследования посвящены изучению свойств белков и их биосинтеза. Установил образование ацетилфосфата из цитрилфосфата и регуляторную роль аминокислот в биосинтезе белков. Изучил синтез белка в си-лосах за счет аммонийного азота. Исследуя нарушения обмена веществ при сахарном диабете, предложил пути нормализации обмена. Разработал методы выделения и очистки тканевых белков. Установил зависимость основных биосинтетических процессов от процессов карбоксилирования, на основе чего предложил способ повышения продуктивности животных. [c.158]

ДЛЯ роста на глюкозе нуждается в соединении X, то тогда можно представить себе путь биосинтетического процесса. Однако такие данные нужно интерпретировать с большой осторожностью. Так, ароматические аминокислоты, необходимые для роста мутантов АегоЬаЫег aerogen.es, могут быть заменены хинной или 5-дегидрохинной кислотой. Последняя, как теперь установлено, является промежуточным продуктом в биосинтезе [c.46]

Можно привести несколько примеров координированной репрессии ферментов конечными продуктами в биосинтетических процессах. Так, пять ферментов осуществляют биосинтез уридин-фосфата из карбамоплфосфата и аспартата. Последние четыре фермента этого процесса репрессируются координированно. Первый же фермент (АКТаза) хотя и репрессируется пири-мидинами, репрессия эта не координирована [c.67]

Все АТФ-зависимые биосинтетические процессы включают образование ковалентной связи между двумя субстратными молекулами, сопряженное с расщеплением одной из нирофосфатных связей АТФ. Большинство реакций этого типа принадлежит к одному из трех классов. Первый класс объединяет реакции с последовательным участием двух ферментов — фосфотрансферазы или пирофосфотрансферазы на первой стадии и фосфорилазы или пирофосфорилазы — на второй. Один из путей биосинтеза инозина из рибозы и гипоксантина включает, например, образование рибозо-1-фосфата с последующим образованием К-гликозидной связи. [c.209]

Так, в главе 8 речь идет об основных ферментативных реакциях образования фенолов через уксусную и шикимовую кислоты, показаны общие схемы биосинтеза различных фенолов, флавонидов, кумаринов и др. Более основательно рассмотрены пути биосинтеза лигина и таннина (глава 9). Анализ некоторых ферментативных систем и отдельных ферментов биосинтеза фенольных соединений проведен в главе 10. Здесь рассмотрены ферменты гидрокси-лирования, метилирования, образования и гидролиза гликозидов, окисления и т. д. Подробно описаны ферменты биосинтеза фенилаланина и тирозина и аналогичных им соединений. Вопросам влияния различных факторов (свет, температура, питание) на процессы биосинтеза фенолов, изложению физиологических аспектов биосинтетических процессов посвящена глава 11. Следует указать, что проблемы биогенеза природных соединений, в том числе фенолов, подробно рассмотрены в недавно вышедшем сборнике [12]. Здесь же можно упомянуть и книгу Уоллена, Стодолы и Джексона [13], содержащую богатый справочный материал по различным типам ферментативных превращений органических соединений, и в частности фенолов. [c.7]

Когда концентрация органических молекул уменьшилась, а (или) биохимическая сложность живых систем возросла, возникла потребность в биосинтетическом потенциале. В частности, синтез макромолекул требовал поступления большого количества восстановителей — молекул, способных эффективно функционировать в качестве доноров водорода. На первый взгляд можно было бы предположить, что эту функцию мог бы успешно выполнять восстановленный НАД (НАД-Н), образующийся в процессе брожения. Однако большинство организмов решает, по-видимому, эту проблему иначе. Одна из причин состояла в том, что регенерация НАД, а следовательно, и поддержание способности к синтезу АТФ не зависят от интенсивности биосинтетических процессов. Путем использования второго кофактора (НАДФ/НАДФ-Н)—в основном для целей биосинтеза — и генерации этого восстановленного кофактора в ходе последовательности реакций, осуществляющихся независимо от главного пути брожения, функция снабжения клетки высокоэнергетическими соединениями и биосинтетическимгг восстановителями были четко разделены. [c.38]

Этот же метод помог разрешить некоторые другие вопросы, в частности было показано, что клетки ephalosporium в отличие от клеток пенициллов не содержат 6-АПК, 7-аминоцефалоспорановой кислоты (7-АЦК) или других аналогичных веществ [436]. При изучении биосинтеза цефалоспорина С было найдено, что в присутствии тиосульфата натрия стимулирующее действие метионина усиливается [128]. Можно было предположить, что тиосульфат, так же как и метионин, служит источником восстановленной серы. Тем не менее, оказалось, что способ действия обоих веществ различен. Выяснить природу этого предполагаемого биосинтетического процесса удалось при помощи хроматографии на бумаге. Оказалось, что увеличение активности в присутствии тиосульфата объясняется не воздействием на биосинтез цефалоспорина С, а вызвано образованием более активного антибиотика при химической реакции цефалоспорина С с тиосульфатом. [c.42]

Прежде чем начать обсуждение структур соединений, транспортирующих железо, полезно рассмотреть некоторые факторы, регулирующие их биосинтез, главный из которых — железо. Роль железа в этом процессе впервые была описана Гарибальди и Ней-лендсом около 15 лет назад. Они продемонстрировали накопление большого количества свободного от металла лиганда при культивировании головневых грибов Ustilago sphaerogena и других микроорганизмов при низких концентрациях железа [6]. Полное исключение железа из среды, естественно, будет препятствовать росту всего организма, и, очевидно, данные, приведенные на рис. 5.3, следует соотносить с выходами клеток. Поэтому незначительное стимулирование железом образования деферрисидеро-хрома может объяснить. высокие выходы клеток, или же можно предположить участие железа в ферментативных биосинтетических процессах. При концентрации соли железа примерно 10 М обычно происходит усиленный рост клеток и не происходит выделение транспортных лигандов. Тот факт, что регулирующее влияние иона металла можно наблюдать уже при концентрации примерно 10 М, заставляет предположить репрессивный механизм, но более убедительное доказательство этому получают в результате эксперимента, в котором железо добавляют к культуре, активно синтезирующей гидроксамат, — синтез продолжается несколько часов, на основании чего исключается предположение [c.208]

Главную роль в биологической регуляции играют мультилигандные взаимодействия с макромолекулой. Примером может служить ингибирование по типу обратной связи, посредством которого продукт биосинтетического процесса взаимодействует с первым ферментом цикла и изменяет его активность (путь биосинтеза пиримидина, в котором первым ферментом является АКТаза). [c.119]

Циркулирующие / -белки, представляющие собой фонд изо-лированных внеклеточных участков рецепторов са 1ои 5азно об-разной специфичности, служат, по-видимому, регуляторами биосинтетических процессов в самых раянообряяных кдат ах организма. Поэтому от содержания 7 -белка определенной специфичности будет зависеть скорость биосинтеза распознаваемо- [c.91]

Глицин в нервной ткани, как и в других органах и тканях животного организма, может быть синтезирован из глюкозы и других субстратов. Кроме того, глицин может проникать в мо г из циркулирующей крови. Применение метода радиоактивноГ индикации позволило установить, что глицин участвует не только в биосинтезе белков, но и в других многочисленных биосинтетических процессах, таких как образова-ние пуринов, порфп ринов, креатина, этанолаМ Ина, холина, глутатиона и др. [c.192]

Все сложные биосинтетические вещества образуются из простейших химических соединений вроде СО2, Н2О, КНз и др. Жизненный процесс переводит эти соединения в сложнейшие вещества, характеризующие живое вещество, например, в клетчатку, белки, жиры, лигнин, порфирины и другие вещества, существующие и развивающиеся в результате однажды направленного биосинтеза. Гибель живого вещества прежде всего разрушает те связи между элементами, которые, собственно говоря, и являются признаком жизни, и тогда начинается рертоградная эволюция в исходные простые химические соединения. Если нефть происходит из живого вещества, то ее углеводородный характер является лишь одним из начальных этапов превращения сложных гетерогенных соединений в более простые и относительно устойчивые соединения углеводородного типа. [c.202]

При большом сходстве в строении пенициллинов активность их различна и в значительной мере зависит от природы радикала наименее ценным является н-гептилпенициллин, инактивирующийся в организме быстрее других пенициллинов. Путем добавления к питательной среде различных веществ и, в частности, фенилуксусной кислоты, а также отбора определенных штаммов плесени оказалось возможным улучшить промышленное производство бензилпенициллина. С выяснением возможности изменения направления процесса биосинтеза пенициллинов добавлением к питательной среде веществ, используемых плесенью для построения ацильных остатков, было осуществлено получение значительного числа биосинтетических пенициллинов, сходных по своему строению с природными, но отличающихся характером радикала (R). Такого рода биосинтетические пенициллины получены и выделены в чистом виде в значительном количестве, но наиболее ценным из них оказался феноксиметилпенициллин, более устойчивый в кислой среде, нежели остальные пенициллины пригодный для применения внутрь в виде свободной кислоты. [c.729]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология