Биохимическое окисление в животном организме

Пировиноградная кислота является узловым продуктом и в так называемом цикле Кребса., играющем огромную роль в обмене веществ в растительных и животных организмах. Посредством отдельных звеньев этого цикла строятся такие биохимически важные кислоты, как лимонная, кетоглутаровая, янтарная, фумаровая, яблочная. Полный цикл — это цикл клеточного дыхания животных и растений, приводящий к окислению 1 моль пировиноградной кислоты (в свою очередь образующейся из глюкозы) в 3 моль СО2 и 2 моль Н2О. [c.465]

В зависимости от объекта исследования биохимию условно подразделяют на биохимию человека и животных, биохимию растений и биохимию микроорганизмов. Несмотря на биохимическое единство всего живого, существуют и коренные различия как химического состава, так и обмена веществ в животных и растительных организмах. Обмен веществ, или метаболизм,—это совокупность всех химических реакций, протекающих в организме и направленных на сохранение и самовоспроизведение живых систем. Известно, что растения строят сложные органические вещества (углеводы, жиры, белки) из таких простых, как вода, углекислый газ и минеральные вещества, причем энергия, необходимая для этой синтетической деятельности, образуется за счет поглощения солнечных лучей в процессе фотосинтеза. Животные организмы, напротив, нуждаются в пище, состоящей не только из воды и минеральных компонентов, но содержащей сложные вещества органической природы белки, жиры, углеводы. У животных проявления жизнедеятельности и синтез веществ, входящих в состав тела, обеспечиваются за счет химической энергии, освобождающейся при распаде (окислении) сложных органических соединений. [c.15]

Фенилуксусная кислота, получающаяся при биохимическом окислении ароматических кислот с четным числом атомов углерода в боковой цепи, выделяется большинством животных с мочой тоже в виде соединения с гликоколем амидного типа. Только в организме человека и шимпанзе фенилуксусная кислота сочетается с глутамином [c.394]

Большой народнохозяйственной задачей является очистка сточных промышленных вод. Сточные воды многих химических предприятий содержат загрязнения в виде кислот, щелочей, солей, всевозможных органических примесей, часто ядовитых для растительных и животных организмов. Сбрасывать такие воды в прилегающие к заводу водоемы недопустимо. Для каждого химического предприятия установлены санитарные нормы предельного содержания вредных примесей в сточных водах. Ввиду многообразия химических производств весьма различна и загрязненность сточных вод. Этим объясняется трудность разработки типовых методов их очистки. В зависимости от свойств вредных и ядовитых примесей применяют методы их нейтрализации, осаждения, перевода добавлением химических реагентов в безвредные и т. д. Наиболее надежно органические примеси удалять биохимическим окислением. Например, с помощью бактерий можно окислить в сточных водах остатки фенола, вредные примеси в щелоках сульфитцеллюлозного производства и т. д. [c.22]

Биохимические реакции у растений и животных ускоряются биологическими катализаторами, называемыми фермента-м и. Они представляют собой либо высокомолекулярные белки, либо сочетание белков с соединениями небелковой природы. Каждый фермент характеризуется высокой избирательностью по отношению в каждому конкретному процессу. Например, окисление сахара в организме протекает примерно в 10 раз быстрее, чем при той же температуре в водном растворе под влиянием кислорода. В сложной цепи биохимических процессов окисления сахара в организме участвует неско.лько ферментов, каждый из которых катализирует отдельную стадию. [c.82]

Одна из наиболее разветвленных ветвей вторичного метаболизма представлена изопреноидами. Происхождение названия и первые этапы биосинтеза этого класса веществ уже обсуждались (см. разд. 1.2.2). Упомянутые в нем простейщие углеводороды и спирты под действием ферментных систем живой природы могут подвергаться реакциям циклизации, окисления, восстановления, перегруппировки и многим другим, образуя чрезвычайно богатые числом членов группы веществ, играющих важную роль в жизнедеятельности производящих их организмов. Биосинтетические пути, ведущие к изопреноидам, функционируют, кроме растений, у грибов, водорослей, беспозвоночных и позвоночных животных, т.е. практически на всех уровнях организации живой материи. По мере подъема по эволюционной лестнице удельная роль изопреноидного метаболизма, в общем, уменьшается. Тем не менее, даже у млекопитающих такие изопреноиды, как холестерин, стероиды, долихолы, убихиноны составляют важный компонент их биохимического устройства. [c.77]

Ферментативный катализ. Живые организмы вырабатывают многочисленные ферменты, или энзимы, ускоряющие те или иные биохимические реакции. Действие их настолько важно, что вообще нельзя себе представить никакие жизненные процессы без участия ферментов. Органические соединения в присутствии кислорода воздуха представляют собой системы, находящиеся в ложном равновесии. Они медленно окисляются с Н2О и СО2 в качестве конечных продуктов. Это окисление и является источником энергии живых организмов и животной теплоты. С заметной скоростью оно идет лишь в присутствии разнообразных ферментов дыхания (например оксидазы крови). Усвоение пищи животными заключается в гидролизе белков, жиров и углеводов, что переводит их в различные растворимые соединения, которые затем образуют материал клеток, тканей и их содержимого. Все эти реакции также идут с заметной скоростью лишь в присутствии разнообразных ферментов. [c.461]

Биохимические сведения. Железо — это элемент, абсолютно необходимый для жизни. Все клетки животных и растений содержат железо как в связанном виде с органическими веществами, так и в виде ионов железа. Гемоглобин, красящее вещество крови, состоит из белка с очень большим молекулярным весом, названного глобином, который связан с собственно красящим веществом крови гемом. Сложная органическая молекула гема содержит один атом комплексно связанного двухвалентного железа. Этот атом слабой перекисной связью может присоединить одну молекулу кислорода, причем железо остается двухвалентным. Физиологическая роль этого соединения (оксигемоглобина) состоит, как было отмечено выше (см. стр. 321, 481), в транспортировке кислорода от легких к тканям. В клетках содержатся и другие соединения железа, также связанные с белками, родственные гемоглобину, но вьшолняющие функции окислительно-восстановительных ферментов. Эти соединения, цито-хромы и дыхательный фермент, содержат в восстановленном состоянии двухвалентное, а в окисленном — трехвалентное железо. На переходе от одной степени окисления к другой и основана каталитическая функция этих веществ в процессе окисления составных частей пищи в организме. [c.668]

Важную роль в обезвреживании ядов в организме играет печень. В частности, в печени происходят биохимические процессы (окисление, восстановление, синтез парных соединений, распад и др.), приводящие к частичной или полной потере токсических свойств, ядов. Способность печеночной ткани обезвреживать токсичные вещества в значительной степени зависит от содержания в ней углевода, называемого животным крахмалом или гликогеном. [c.24]

В этой книге основное внимание уделено сложным биохимическим процессам (например, синтезу белков, мышечному сокращению), в том числе и различным метаболическим путям. Метаболический путь—это совокупность реакций, ответственных за синтез сложных соединений из более простых и за распад соединения до конечных продуктов. Тот или иной сложный биохимический процесс или метаболический путь иногда проявляется на уровне целого организма. Примером такого рода может служить сокращение мышц. Мы знаем, что глюкоза является источником энергии для человека и других животных, а это означает, что в организме человека она должна распадаться (подвергаться метаболизму) с выделением энергии. Однако для того, чтобы получить полное представление о том, каким образом происходит метаболизм глюкозы в клетке—а мы такого представления (в частности, о механизме регуляции) пока не имеем,—необходимо провести исследования на других уровнях. На рис. 2.3 представлены различные типы наблюдений и анализа, которые позволяют полностью охватить весь биохимический процесс, такой, например, как распад глюкозы и высвобождение энергии (этот процесс известен как гликолиз). Эта схема в общих чертах применима ко всем основным биохимическим процессам, обсуждаемым в этой книге, и, таким образом, иллюстрирует общую стратегию изучения биохимических процессов об этом следует помнить, рассматривая любой биохимический процесс (гликолиз, окисление жирных кислот и т.д.). [c.18]

Дальнейшее окисление, протекающее особенно быстро в щелочных растворах, необратимо и приводит к образованию щавелевой и А-треоновой кислот. Обратное восстановление дегидроаскорбиновой кислоты происходит, нанример, при действии сероводорода, причем наиболее полно при pH 4,5. Во многих растениях, наряду с аскорбиновой кислотой, находится специфический фермент—аскорбиноксидаза (Си-протеид), ускоряющий реакцию обратимого окисления ее в дегидроаскорбиновую кислоту. в присутствии молекулярного кислорода. Аскорбиновая кислота — часть окислительно-восстановительной системы растительной клетки. Она активирует катепсин, эстеразу и другие биохимические системы в животном организме. [c.211]

Угольный ангидрид и вода, или, что одно и то же, углекислота СО3Н2, являются, таким образом, исходной точкой и конечным результатом биохимического круговорота углерода конечным результатом — в животном организме, разрушающем путем окисления органические пищевые продукты для того, чтобы использовать всю ту энергию, которую они содержат в скрытом состоянии исходной точкой — в растительном организме, который использует солнечную энергию для того, чтобы вновь создать из неактивной углекислоты легкоокисляемые и богатые энергией органические соединения. [c.16]

Характер радикалов, связанных с группой —О—О—в перекисях, зависит, конечно, от состава легкоокисляемых веществ, из которых они образуются. Но так как в конце концов и сами органические перекиси должны обратиться в угольный ангидрид и воду, то очень возможно, что легкоокисляемые вещества, назначение которых — активировать кислород посредством образования перекисей, сами обладают очень несложным характером и вполне распадаются под влиянием избытка кислорода. В этом случае образующиеся перекиси будут те же, что и при окислении окиси углерода и водорода углерод органического вещества даст перекись карбонила, а водород—перекись или перекиси водорода. Эти перекиси отдадут затем свой активный кислород трудноокисллемым веществам и превратятся в угольный ангидрид и воду, которые являются конечным и вместе с тем исходным пунктом биохимического круговорота углерода конечным — в животном организме, который разрушает окислением органические вещества, чтобы утилизировать для своих отправлени выделяемую ими энергию исходным — в растительном организме, который приготовляет, пользуясь солнечной энергией, сложные и окисляемые вещества из ыеокисляемой углекислоты. [c.257]

Кортикостероиды. Из экстрактов коры надпочечников разных животных было выделено двадцать восемь разных стероидов и установлены структуры этих соединений. Семь из них активны в смысле продления жизни животных с удаленными надпочечниками. Эти вещества контролируют баланс электролитов и метаболизм образования углеводов из белка в организме. Дезоксикортикостерон используется при лечении аддисоновой болезни, в то время как кортизон и 17-оксикортикостерон уменьшают воспаление при болезнях кожных покровов и ревматоидных артритах. Синтез кортизона и 17-оксикортикостерона из других, более доступных стероидов, не содержащих кислорода при С-11, был осуществлен в ранних исследованиях с большим трудом. Биохимическое окисление легко доступного прогестерона посредством одного вида плесени (НЫгориз) протекает с выходом около 90%. Эта реакция в настоящее время используется как ключевая стадия в промышленном производстве многих из этих кортикостероидов. [c.574]

Важнейшим процессом биологического окисления является дыхание. Внешне оно проявляется одинаково как у животных, так и у растений и сводится к постоянному поглощению организмом молекулярного кислорода из окружающей атмосферы и параллельно этому — к выделению в окружающую атмосферу углекислого газа. Внутренняя, т. е. биохимическая, сторона этого процесса заключается в том, что молекулярный кислород атмосферы, доставленный тем или иным путем до тканей и клеток организма, сжигает при помощи биологических катализаторов — ферментов— органическое вещество тела (субстрат дыхания), обычно глюкозу до конечных продуктов окисления СО и Н,0. Выделяющаяся при этом энергия окисления расходуется организхмом для поддержания температуры тела, а также для многочисленных эндотермических синтезов. [c.124]

Некоторые превращения стероидных соединений, например окисление спиртовых групп, восстановление карбонила и гидрирование этиленовой связи, были проведены также в организмах животных. Поскольку при этом обычно получается несколько веществ с небольшими выходами, эти реакции до настоящего времени не применялись с препаративной целью [118]. Типичными примерами подобных реакций являются превращение а-эстрадиола в эстрон [120, 121], тестостерона — в андростенон-17, андростерон и этиохоланол-З-он-17 [122] и прогестерона [123] и дезоксикортикостерона [124] — в прегнандиол. Биохимическое восстановление этиленовой связи и карбонильной группы производилось также в ряду стероидных сапогенинов [125]. [c.309]

В настоящее время при оценке токсического действия фосфорорганических веществ необходимо всестороннее изучение биохимических превращений этих соединений в живых организмах. В связи с этим представляют интерес изложенные в гл. 4 подробные данные о ферментативном гидролизе фосфорорганических ингибиторов (в частности ДФФ, зарина и табуна) в различных тканях животных и человека, а также данные по окислению амидофосфато и изомеров систокса в организме млекопитающих и насекомых до сулБ- фоксидов и сульфонов, что приводит к увеличению антихолинэстеразной активности этих соединений. В заключении главы автор разбирает действие фосфорорганических ингибиторов на изолированные препараты тканей, а также изменение проницаемости клеточнотканевых барьеров при действии фосфорорганических ингибиторов. [c.7]

Дыхание — это совокупность постоянно протекаюш,их в организме физиологических и биохимических процессов, сопровождающихся поглощением кислорода из окрун ающей среды и выделением углекислого газа и воды. У одноклеточных и некоторых многоклеточных организмов (плоские черви, кишечнополостные) дыхание осуществляется всей поверхностью тела. У более высокоорганизованных животных развиваются органы внешнего дыхания, строение которых зависит от условий существования. У насекомых с помощью системы трахей происходит снабл<ение тканей и клеток организма кислородом, в них и осуществляется непосредственно тканевое дыхание. У позвоночных животных и человека процесс дыхания может быть разделен на три взаимосвязанных этапа внешнее дыхание, перенос газов кровью и тканевое дыхание. Внешнее дыхание осуществляется дыхательными органами (жабры, легкие). Из внешней среды в кровь поступает кислород, который разносится по всему организму и доставляется непосредственно потребителям — клеткам и тканям. В них и происходит передача кислорода тканевым ферментам, использующим его для окисления субстрата. Перенос кислорода нз органов дыхания ко всем другим органам и тканям составляет так называемую дыхательную функцию крови. Поступление в ткани кислорода обеспечивает протекающие в них окислительные процессы, являющиеся основой тканевого или клеточного ды.хаиия. [c.354]

Образующийся ксантин в зависимости от конкретного организма дальше может подвергаться различным превращениям (рис. 11.9). У большинства приматов (в том числе и человека), птиц, некоторых рептилий и насекомых ксантин под действием ксантинооксидазы превращается в мочевую кислоту, которая в качестве конечного продукта катаболизма пуринов выводится из организма. У всех остальных наземных животных конечным продуктом является аллантоин, который образуется в результате окисления мочевой кислоты. У амфибий и рыб аллантоин далее подвергается гидролизу с образованием аллантоиновой кислоты. Во многих микроорганизмах аллантоиновая кислота превращается в глиоксилат и мочевину (см. рис 11.9). Все эти реакции катализируются специфичными ферментами и являют собой яркую иллюстрацию диалектических принципов биохимического единства и разнообразия. [c.358]

Обратимся к двум наиболее грандиозным процессам. Один идет на дне неглубоких морских бассейнов, другой — на суше среди торфов и болот. Оба эти процесса приводят к образованвпю, с одной стороны, залежей разнообразных нефтей и других битумов, а с другой,— месторождений углей. Этим процессам превращения органических веществ — растительного ж животного происхождения — до нефтей и углей посвящена огромная научная литература. Нас будет интересовать только одна сторона, а именно действия всех производных этих процессов на вмещающие горные породы, на окружающую среду. Огромную роль в этих процессах играют биохимические процессы, как мы уже об этом говорили. Достаточно известно, что кислород атмосферы в основном создан жизнедеятельностью организмов в результате фотосинтеза зеленых растений. Но интересно, что и другие биохимические процессы участвовали в его формировании. Так, благодаря тому, что при процессах биологичеокого окисления органических [c.7]