Кислород эффект Пастера

Процесс гликолиза тормозится кислородом (эффект Пастера). Очевидно, действие кислорода снижает активность ряда ферментов гликолиза. [c.70]

При аэробном или анаэробном метаболизме организмы получают энергию в процессе окисления подложки — сахара (глюкозы) или какого-либо другого материала (битума). Это окисление с выделением энергии происходит путем перехода протонов или электронов через ряд стадий, регулируемых ферментами, до появления конечного акцептора электронов. В аэробных процессах конечным акцептором электрона или иона водорода является кислород. В анаэробных процессах таким акцептором является окисленный материал типа нитрата или сульфата. Опыт показал, что аэробный метаболизм эффективнее анаэробного, так как для роста в аэробных процессах требуется меньше материала подложки, чем в анаэробных при одинаковом количественном росте бактерий. Причиной такого явления, известного как эффект Пастера, является большее выделение энергии в процессе аэробного метаболизма. [c.186]

Снижение скорости потребления глюкозы и прекращение накопления лактата в присутствии кислорода носит название эффекта Пастера. Впервые это явление наблюдал Л. Пастер во время своих широко известных исследований роли брожения в производстве вина. В дальнейшем было показано, что эффект Пастера наблюдается также в животных и растительных тканях, где кислород тормозит анаэробный гликолиз. Значение эффекта Пастера, т.е. перехода в присутствии кислорода от анаэробного гликолиза или брожения к дыханию, состоит в переключении клетки на наиболее эффективный и экономичный путь получения энергии. В результате скорость потребления субстрата, например глюкозы, в присутствии кислорода снижается. Молекулярный механизм эффекта Пастера заключается, по-ви-димому, в конкуренции между системами дыхания и гликолиза (брожения) за АДФ, используемый для образования АТФ. Как известно, в аэробных условиях значительно эффективнее, чем в анаэробных, происходят удаление и АДФ, генерация АТФ, а также регенерирование НАД, окисленного из восстановленного НАДН. Иными словами, уменьшение в присутствии кислорода количества и АДФ и соответствующее увеличение количества АТФ ведут к подавлению анаэробного гликолиза. [c.353]

Спиртовое брожение, осуществляемое дрожжами, интересно тем, что на нем впервые были сделаны открытия, имеющие принципиальное значение. Именно при изучении спиртового брожения Л. Пастер доказал, что оно является процессом, связанным с жизнедеятельностью определенных микроорганизмов — дрожжей. Л. Пастер открыл, что в условиях свободного доступа кислорода воздуха процесс спиртового брожения ингибируется и активируется дыхание. Это явление получило название эффекта Пастера . Эффект Пастера есть результат определенного взаимодействия между различными энергетическими путями, существующими у дрожжей. Одним из проявлений такого взаимодействия является конкуренция за АДФ и неорганический фосфат между процессами субстратного фосфорилирования гликолитического пути и окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи. [c.220]

Гликолиз — важнейший процесс промежуточного обмена углеводов, дающий тканям энергию. В присутствии. кислорода воздуха гликолиз тормозится и основным процессом в тканях является дыхание (эффект Пастера). [c.153]

Эффект Пастера. Если в суспензию анаэробных клеток, потребляющих глюкозу с большой скоростью, ввести кислород, то клетки начнут его поглощать и уровень потребления глюкозы резко понизится. Одновременно с этим прекратится накопление лактата. Этот эффект, характерный для клеток, способных и к аэробному, и к анаэробному потреблению глюкозы, впервые наблюдал Луи Пастер в 60-х годах прошлого века, и потому он был назван эффектом Пастера, [c.549]

История исследования дрожжевого брожения. Нет смысла останавливаться здесь на курьезно звучащих в наше время спорах о природе брожения-о том, является ли образование спирта из сахара результатом химического контактного действия или же результатом деятельности живых существ. Л. Пастер окончательно разрешил вопрос о причинах брожения и установил, что дрожжи в аэробных условиях образуют из определенного количества сахара примерно в 20 раз больше клеточного вещества, чем в анаэробных. Он открыл также, что кислород подавляет брожение. Этот эффект, получивший название эффекта Пастера, приобрел С тех пор известность как один из классических примеров регуляции обмена веществ, [c.267]

Отношение дрожжей к кислороду. Сбраживание дрожжами глюкозы-анаэробный процесс, хотя дрожжи-аэробные организмы. В анаэробных условиях брожение идет очень интенсивно, но роста дрожжей почти не происходит. При аэрации брожение ослабевает, уступая место дыханию. У некоторых дрожжей можно почти полностью подавить брожение усиленной аэрацией (эффект Пастера). Пастер открыл этот эффект более ста лет тому назад, исследуя процессы брожения при изготовлении вина. Это явление свойственно не только дрожжам, но и всем другим факультативно-анаэробным клеткам, включая клетки тканей высших животных. [c.268]

В клетках или тканях, обладающих в норме аэробным типом обмена, скорость потребления глюкозы в процессе гликолиза возрастает в отсутствие кислорода и снижается в его присутствии. Это явление известно под названием эффекта Пастера. Влияние кислорода на скорость гликолиза осуществляется через сопряженное окислительное фосфорилирование в митохондриях, так как разобщение поглощения кислорода и фосфорилирования с помощью динитрофенола приводит к увеличению скорости гликолиза [25, 33]. В качестве одной из возможных причин конкурентного взаимодействия митохондриального окисления и гликолиза можно предположить их общую зависимость от АДФ как акцептора фосфата. Тогда ингибирование митохондриального фосфорилирования АДФ может приводить к повышению концентрации этого соединения и тем самым к активации стадий гликолиза, зависящих от АДФ. Аналогичные аргументы можно использовать и для объяснения конкуренции между этими двумя процессами за неорганический фосфат. [c.117]

В присутствии кислорода дрожжи переключаются на аэробное дыхание, при котором образуется в 20 раз больше биомассы и синтезируется значительно больше АТФ. Брожение, соответственно, подавляется. Это так называемый эффект Пастера — один из классических примеров регуляции обмена веществ. [c.119]

Наиболее выражено нарушение эффекта Пастера в опухолевых клетках животных. Это явление было обнаружено Варбургом, но до настоящего времени не имеет четкой интерпретации. Возникающий вследствие нарушения эффекта Пастера аэробный гликолиз, под которым понимают бескислородное расщепление углеводов в присутствии кислорода, приводит к очень резкому (в 19 раз) усилению потребления углеводов опухолевыми клетками. [c.88]

У многих дышащих аэробов брожение подавляется кислородом. Позже мы еще упомянем об этом эффекте Пастера 22, Е). Польза такого контролирующего механизма очевидна избегается расход субстрата для энергетического метаболизма. [c.136]

В гл. Vin, разд. 5 и 6 мы уже обсуждали переход от брожения к дыханию в метаболизме некоторых групп современных микроорганизмов. Здесь мы поговорим о влиянии этого перехода на процесс превращения бескислородной атмосферы в кислородную. Важен тот факт, что эффект Пастера отмечается у самых разных, не родственных между собой видов современных микроорганизмов (факультативных анаэробов) при одном и том же уровне содержания свободного кислорода. Поскольку этот эффект не приурочен к какой-то одной группе микроорганизмов, мы можем считать, что в его основе лежит какой-то пока не известный физико-химиче-ский порог (или несколько порогов) и что этот механизм действовал и в далеком прошлом. В таком случае лучше говорить не о факультативном анаэробиозе, а о факультативном дыхании. [c.340]

Полезно напомнить, что пока мы не можем по древним осадочным породам определить содержание кислорода в примитивной атмосфере. Только экстраполяция в прошлое эффекта Пастера, известного у современных микроорганизмов, позволяет продвинуться в этом направлении. Если дальнейшие исследования покажут, что точка Пастера находится несколько ниже или выше принимаемого сейчас уровня, то наше определение придется соответственно изменить. Можно было бы сформулировать вполне надежное определение, которое, по-видимому, устоит перед новыми открытиями микробиологов бескислородной называется атмосфера, в которой содержание кислорода не превышает того уровня, прп котором срабатывает эффект Пастера. Но коль скоро мы хотим сопоставить данные микробиологии с данными атмосферной физики, нам следует отдать предпочтение первому определению в пем указана конкретная цифра. [c.341]

Брожение не исчерпывает всех возможностей получения энергии этой группой прокариот. Хотя гликолитическое расщепление глюкозы с образованием в качестве обязательного промежуточного соединения при брожении пировиноградной кислоты является основным путем разложения глюкозы, кроме этого пути в группе пропионовых бактерий обнаружен окислительный пентозофосфатный путь, реакции цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), активное флавиновое дыхание и окислительное фосфорилирование, сопряженное с электронтранспортной системой. Вклад каждого из этих путей в общий энергетический метаболизм зависит как от вида бактерий, так и от конкретных внешних условий. Эволюция пропионовых бактерий определенно шла по пути приспособления к аэробным условиям. У некоторых видов обнаружен эффект Пастера в присутствии кислорода воздуха переключение с брожения на дыхание. Пропионовые бактерии могут синтезировать гемсодержащие белки. В их клетках обнаружены цитохромы. [c.199]

Эффект Пастера. Уровень Oj в тканях влияет не только на интенсивность дыхания, но определяет и величину расходования дыхательных субстратов, на что впервые обратил внимание Л. Пастер. В его опытах с дрожжами в присутствии Ог снижались распад глюкозы и интенсивность брожения (уменьшалось количество спирта и выделяемого СОг), но одновременно наблюдался интенсивный рост биомассы дрожжей вследствие усиления использования сахаров на синтетические процессы. Торможение распада сахаров и более эффективное их использование в присутствии кислорода получило название эффекта Пастера . [c.167]

Механизм эффекта Пастера состоит в том, что в присутствии Ог интенсивно идущий процесс окислительного фосфорилирования конкурентно уменьшает количество молекул ADP, вступающих в гликолиз (на нужды субстратного фосфорилирования). По этой причине, а также из-за тормозящего действия АТР (синтез которого резко возрастает в аэробных условиях) на фосфофруктокиназу, скорость процессов гликолиза в присутствии Ог снижается. Избыток АТР может способствовать и ресинтезу глюкозы из части молекул пирувата, образующегося в ходе гликолиза. Без кислорода не функционируют цикл Кребса и ПФП и, следовательно, клетки не получают многих промежуточных соединений, необходимых для синтеза клеточных структур. В присутствии Ог все эти циклы работают. Увеличение концентрации молекул АТР в условиях аэробиоза также способствует синтетическим процессам. [c.167]

Формирование микробиологии как науки связано с работами знаменитого французского ученого Луи Пастера (1822—1895). В истории мировой науки трудно найти другого исследователя, чьи работы имели бы такое большое теоретическое значение и вместе с тем дали бы такой большой практический эффект. К. А. Тимирязев считал, что Пастер оказал такое влияние на практические стороны человеческой деятельности, какого не оказывал ни один человек за всю историю цивилизации. В цикле замечательных трудов Пастер неоспоримо доказал, что процессы брожения не простые химические явления, а результат воздействия на субстраты определенных микроорганизмов. Это было показано им при исследовании молочнокислого, спиртового и маслянокислого брожений. Пастер первый установил также, что не все микроорганизмы нуждаются в молекулярном кислороде. Изучая маслянокислые бактерии, он показал, что воздух вреден для них. Так были открыты облигатные анаэробы. Эти результаты вызывали бурю протеста, так как было признано, что без молекулярного кислорода жизнь невозможна. Брожение, по утверждению Пастера, — это жизнь без кислорода воздуха . На основе своих исследований Пастер разрабатывает теорию ведения процессов брожения в ряде производств, учит, как следует разводить полезные микроорганизмы и вести борьбу с вредными. [c.11]

Быть может, уместно именно здесь рассмотреть те факторы, которые (в кивотных клетках) играют главную роль в регулировании распада и ресинтеза глюкозы (и гликогена), иными словами, факторы, регулирующие обмен этих соединений. В общем можно считать, что во всех клетках, способных расщеплять глюкозу как в присутствии, так и в отсутствие кислорода, этот углевод исчезает (а лактат или же любой другой продукт анаэробного гликолиза или брожения накапливается) в анаэробных условиях быстрее, чем в аэробных. Это торможение гликолиза кислородом, впервые подмеченное Пастером, а впоследствии подтвержденное Мейергофом и Варбургом, известно под названием эффекта Пастера. Другое явление было открыто А. Хиллом в экспериментах с мышцей. Хилл обнаружил, что ресинтез гликогена и вообще углеводов протекает быстрее в аэробных условиях. Позднее это было доказано и для других тканей и клеток. [c.300]

Существует и точка зрения, согласно которой в основе эффекта Пастера лежит угнетающее влияние, которое кислород оказывает на фосфо1ексокиназу — фермент, переносящий фосфорную кислоту от АТФ на фруктозо-6-фосфат, в результате чего образуется фруктозо-1,6-дифосфат. Тем самым предотвращается возможность гликолитического распада молекулы сахара и распад этот идет какими-то иными путями, экономически более эффективными. Не исключено, что таким путем является гексозомонофосфатное окисление. [c.278]

Взаимосвязь аэробного и анаэробного гликолиза. Между аэробным и анаэробным гликолитическими путями существует тесная взаимосвязь, на которую указывают два явления эффект Пастера и эффект Кребтри, названные в честь ученых, занимавшихся данными проблемами. Эффект Пастера заключается в подавлении анаэробного гликолиза в присутствии кислорода. Механизм эффекта Пастера до конца не выяснен, но его объясняют наличием конкуренции за неорганический фосфат и АДФ между процессами гликолиза и тканевого дыхания. Эффект Кребтри (обратный [c.408]

Во всяком случае, не все эндопаразиты являются частичными или полными анаэробами. Не только для дростейших 20, А) кровь служит аэробным местообитанием. Некоторые паразитические черви прекрасно извлекают кислород из больших объемов крови. Некоторые эндопаразиты обленились и выделяют продукты брожения даже, в тех случаях, когда они располагают доста гочными количествами кислорода. Видимо, у НИХ отсутствует эффект Пастера. [c.227]

Беркнер и Маршалл ввели понятие точки Пастера. Под точкой Пастера понимают парциальное давление. свободного кислорода, при котором организмы переключаются с брожения на более эффективный (дающий энергию) процесс аэробного дыхания, т. е. точку, при которой имеет место эффект Пастера 22, Е). Беркнер и Маршалл считают, что точка Пастера была достигнута при парциальном давлении кислорода порядка 0,2% (0,01) современного его уровня в атмосфере). [c.243]

Руттен [1586], напротив, приписывает эффекту Пастера стабилизирующее влияние на состав атмосферы. Лишний кислород, производимый в процессе фотосинтеза, потреблялся теперь не только неживой материей — органической и неорганической, но шел также и на дыхание. Однако стабилизация близ точки Пастера посредством этого механизма, если она и существовала, ни в коем случае не была полной, о чем свидетельствует продолжавшийся подъем давления кислорода.) [c.244]

Другой важный момент в истории атмосферы — повышение содержания кислорода примерно до 0,01 современного, когда начинает действовать эффект Пастера и могут развиться организмы с факультативным дыханием, способные переключаться с брожения на дыхание и обратно (гл. УП1, разд. 5 и гл. XV, разд. 7). Мы приняли, что первым свидетельством достижения этого уровня является железорудная формация Соуден, возраст которой оценивает- [c.356]

Еще недавно этот тезис был всего лишь предположением. Но сейчас, глубже изучив свойства осадочных руд [9] и ближе познакомившись с процессами поглощения солнечного ультрафиолета в атмосферах разного состава [1, 2], мы получили гораздо более прочную основу для понимания взаимоотношений между преджизнью и жизнью в период их сосуществования. Как отмечено в гл. XIII, мы знаем, что осадочные руды, формировавшиеся в атмосфере с очень невысоким содержанием кислорода , отлагались в течение всего раннего и среднего докембрия, примерно до времени, отдаленного от нас на 1,8 млрд. лет. Далее, из гл. XV мы узнали, что механизм, основанный на эффекте Пастера, удерживал содержание свободного кислорода в бескислородной атмосфере на уровне, [c.386]

Хорошо известно, что факультативно анаэробные клетки, растущие в анаэробных условиях, потребляют сравнительно очень большие количества глюкозы (и образуют большие количества продуктов брожения). Если же ввести в среду кислород, то клетки начнут немедленно его поглощать и уровень потребления глюкозы резко снизится. Это снижение скорости гликолитиче-ского расщепления глюкозы с началом дыхания носит название эффекта Пастера. Он обусловлен подавлением активности фермента фосфофруктокиназы, который катализирует реакцию, лимитирующую общую скорость гликолиза, а именно фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата. Фосфофруктокиназа представляет собой поливалентно регулируемый аллостерический фермент, который активируется АДФ и подавляется АТФ и цитратом. Таким образом, снижение [c.47]

Рассмотрим некоторые регуляторные мехапиамы. Так, в присутствии кислорода, пировипоградпая кислота перестает служить субстратом для процесса брожения и претерпевает превращения по путл аэробного дыхания (эффект Пастера). Это связапо с тем, что для процесса брожения необходим НАД-Нг- Между тем в аэробных условиях НАД-Нг окисляется в дыхательпой цепи о, следовательио, не может быть использован на восстановление пирувата до спирта. В результате под влиянием кислорода процесс брожения затормаживается. В аэробных условиях уменьшается и скорость гликолиза, так 1 ак образуются значительные количества АТФ в процессе окислительно- [c.222]

Таким образом, одновременное протекание глико газа в цитоплазме и синтез АТФ в митохондриях происходят в условиях большой разницы в величинах отношений НАД+/НАДН в цитоплазме и митохондриях. Это, в свою очередь, обусловливает непроницаемость митохондриальной мембраны для НАД и НАДН и соответственно наличие челночных механизмов обмена восстановительными эквивалентами между цитоплазмой и митохондриями, причем свойства этих челноков не должны допускать выравнивания окислительно-восстановительных потенциалов в цитоплазме и мйтохондриях. Челночный перенос восстановительных эквивалентов должен протекать достаточно быстро, с тем чтобы обеспечить эффективную смену энергетического режима клетки в ответ на изменения окружающих условий. Именно такой обмен лежит н основе механизма эффекта Пастера, регулирующего метаболизм глюкозы в зависимости от содержания кислорода в клетке. [c.196]

Клостридии — облигатные анаэробы. Однако спектр их чувствительности к молекулярному кислороду достаточно широк, что связано с обнаружением в ютетках большинства клостридиев су-пероксидцисмутазы и с другими приспособлениями на уровне клеточных популяций, помогающими нейтрализовать токсические эффекты О2 и его производных. Именно при работе с клостридиями Л. Пастер в 1861 г. открыл форму жизни без кислорода. [c.242]

При изучении регуляции энергетического обмена клетки отправным пунктом, на котором обычно строится исследование, является открытый Пастером феномен подавления менее эффективного в энергетическом отношении брожения более эффективным дыханием. Выяснению механизма этого регуляторного феномена посвящены многочисленные глубокие исследования и покоящиеся на этих исследованиях плодотворные гипотезы. Весьма существенно, однако, что объектом такого рода исследований обычно служат переживающие in vitro интактные клетки — взвеси свободных клеток или срезы тканей. Эти интактные клетки в момент исследования в функциональном отношении находятся в состоянии относительного покоя, и очевидно вследствие этого пастеровский эффект (П. Э.) выражен у них в полной мере. Если же проследить метаболизм таких же клеток или клеток других животных тканей в условиях активно функционирующего целого организма, то оказывается, что их энергетический обмен характеризуется не пастеровским торможением гликолиза, а как раз обратным состоянием — сосуществованием дыхания иаэробного гликолиза. Многие авторы проходят мимо этого факта, хотя хорошо известно, что все ткани животного организма при напряженной работе in situ обнаруживают наряду с повышенным поглощением кислорода высокий аэробный гликолиз, иногда в 1000 раз превосходящий по скорости тот уровень гликолиза, который отмечается в покоящейся ткани. [c.106]

В настоящее время общепризнано, что первые этапы (гликолиз) протекают одинаково при процессах как дыхапия, так и брожения. Поворотным моментом является образовапие пировиноградной нислоты. В аэробных условиях пировиноградная кислота распадается до СОг и воды (дыхание), тогда как в анаэробных оиа преобразуется в различные органические соединения (брожение). Организм обладает способностью при изменении условий переключать процессы, прекращая брожение и усиливая дыхание и наоборот. Впервые в опытах Пастера было показано, что в присутствии кислорода процесс брожения у дрожжей тормозится и заменяется процессом дыхания. Одновременно резко сокращается распад глюкозы. Это явление оказалось характерным для всех факультативных апаэробных организмов, включая и высшие растения, и получило название зффекта Пастера. Сокращение расхода глюкозы в присутствии кислорода целесообразно, поскольку при дыхательном распаде выход энергии значительно выше, а следовательпо, глюкоза используется более экономно. Однако осуществление разбираемого эффекта требует специальных механизмов, которые будут рассмотрены далее. [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология