Метаболическое обновление

Таблица 13-2. Метаболическое обновление некоторых компонентов тканей крысы (по данным одного из ранних исследований с радиоактивным углеродом)

Азот требуется для биосинтеза и аминокислот, и нуклеотидов. В природе, однако, встречается мало растворимых соединений азота в биологически доступной форме. Поэтому большинство организмов использует аммиак, аминокислоты и нуклеотиды экономно, тем более что все эти соединения являются предшественниками важнейших биомолекул-нуклеиновых кислот и белков. Действительно, как мы уже знаем, свободные аминокислоты, пурины и пиримидины, образующиеся в процессе метаболического обновления, часто вновь идут в дело, т.е. используются повторно. [c.674]

На основании первых исследований структура мембран представлялась нам стабильной и жесткой, однако в последнее время быстро накапливаются данные, свидетельствующие о том,, что по крайней мере липидный компонент мембран имеет жидкостную природу и, следовательно, мобилен. Кроме того, опыты с радиоактивно меченными предшественниками отдельных мембранных компонентов показали, что скорость метаболического обновления некоторых участков мембраны очень высока, [c.31]

Высокая скорость обновления белков, доказанная при помощи меченых атомов, сввдетельствует о том, что в организме происходит постоянное смешивание эндогенных белковых молекул и продуктов их гвдролиза — аминокислот с молекулами белков и их производных, синтезированных из аминокислот белков пищи. Эта смесь эндогенного и экзогенного материала, которая может в принципе служить источником анаболических и катаболических реакций азотистого обмена, существует в качестве резервного материала, называемого метаболическим пулом. С помощью изотопных методов установлено, что примерно /з общего пула аминокислот приходится на эндогенные источники и только /з имеет своим источником белки пищи. Эти данные указывают прежде всего на исключительную важность эндогенного источника аминокислот и, кроме того, сввдетельствуют о высокой скорости обновления белков тела. [c.411]

Интенсивность метаболизма, или метаболическая активность, вещества складывается из двух процессов — из синтеза, или новообразования, и распада молекул данного вещества. Наиболее точным способом оценки новообразования вещества является определение скорости, или активности, включения радиоактивной метки. Распад вещества можно оценить по скорости выведения, или потери метки, этим веществом. В совокупности включение и выведение радиоактивной метки дают представление о скорости обновления молекул и метаболической активности исследуемого вещества. Сочетая введение в НК различных меток (например, Рзг и азотистые основания, меченные тритием), можно составить представление о скорости обновления всей молекулы НК и ее отдельных структурных элементов. [c.123]

Общее количество мочевой кислоты, выводимой с мочой, составляет у здорового взрослого человека около 0,6 г в сутки образуется она в результате распада пуринов, поступающих в организм с пищей, и при обновлении пуриновых нуклеотидов, входящих в состав нуклеиновых кислот. У человека известен ряд генетических нарушений, затрагивающих обмен пуринов. Некоторые из таких нарушений приводят к серьезным последствиям. Однако, прежде чем о них говорить, мы рассмотрим метаболическую реутилизацию свободных пуринов, т.е. их использование в качестве готовых продуктов для синтеза. нуклеотидов. [c.673]

Часто употребляется также термин метаболический фонд , который просто означает общее количество данного вещества или веществ, находящихся в данной части системы. Для обозначения превращения в биохимической литературе используется термин обновление , который в динамической модели соответствует переносу материала. Этот термин обозначает транспорт в раздельном анализе и включает условия, сформулированные Соломоном [1] состав каждой отдельной части однороден, а барьер для транспорта материала между частями локализован в очень узком слое. Обновление можно также определить как превращение метаболического фонда. [c.221]

Хотя скорость обновления достаточно полно характеризует соответст-вуюш ие скорости и, как подчеркивает Райнер, нет нужды в дополнительных параметрах, все же в биохимической литературе используется еще один термин — время обновления , который обозначает время пребывания молекулы в данной части. Время обновления можно также определить как время жизни метаболического фонда. Употребление этого термина корректно только в том случае, если время обновления вычисляется по скорости обновления . Математически для стационарного процесса оно может быть записано следующим образом [c.222]

Очевидно, что такие проблемы тесно связаны с выяснением путей превращений веществ в организме, и в этом направлении меченые атомы дали много нового, а также позволили исправить ряд ошибочных представлений, возникших в результате указанных выше затруднений. Содержание некоторых веществ в клетках или целых органах, например калия в эритроцитах, иода в щитовидной железе, фосфора и кальция в скелете и др., очень устойчиво и мало зависит от изменения внешних условий, если организм функционирует нормально. Такое постоянство одинаково можно объяснить как неучастием этих веществ в метаболических процессах, так и постоянным их обновлением, при котором уход и поступление или распад и ресинтез идут с одинаковой скоростью. Эта дилемма несколько напоминает общую проблему химического равновесия, при котором отсутствие видимых превращений могло бы быть результатом как прекращения реакции, так и непрерывного ее течения в обоих направлениях с одинаковой скоростью. [c.472]

Нейроны, клетки сердечной мышцы и волокна хрусталика в течение всей жизни организма не делятся и не заменяются новыми. В зрелых волокнах хрусталика клеточные ядра уже дегенерировали и белковый синтез прекратился, так что во внутренней центральной области хрусталика находятся белки, синтезированные егце в раннем эмбриогенезе. Но в большинстве других перманентных клеток метаболическая активность продолжается и идет непрерывное обновление клеточных компонентов. Это четко показано на палочках сетчатки, где новые слои фоточувствительной мембраны синтезируются около ядра, непрерывно перемещаются к верхушке клетки и затем постепенно поглощаются и перевариваются клетками пигментного эпителия. [c.159]

Проводились также исследования, посвященные изучению интенсивности обмена белков в различных отделах ЦНС с использованием авторадиографического метода. Получена аналогичная картина наиболее интенсивное включение метки имело место в белках серого вещества больших полушарий и мозжечка, медленное — в спинном мозге и еще более медленное — в белках седалищного нерва. Что же касается подкорковых образований, то интенсивность обмена их белков была средней между скоростью обновления белков серого и белого вещества больших полушарий и мозжечка. Между отдельными подкорковыми образованиями наблюдаются менее существенные различия, чем между метаболической активностью белого и серого вешества. [c.93]

Перенос липидов между мембранами. В последние годы наметилось новое направление в изучении обмена липидов. Оно касается достаточно энергично протекающего процесса межмембранного переноса липидов, особенно фосфолипидов, из митохондрий в эндоплазматическую сеть и обратно, из мембранной фракции клетки в липосомы, от липосом одного состава к липо-сомам другого состава, от внутреннего липидного слоя мембраны к внешнему и наоборот и т. п. Значение этого динамично протекающего обновления и видоизменения липидного состава мембран огромно, так как при его посредстве регулируется метаболическая активность мембранного аппарата клетки и субклеточных структур. [c.410]

Метод изотопных меток применяется и для определения скорости обменных процессов в целом организме. Одним из самых важных результатов, которые удалось получить с помощью этого очень мощного метода, является открытие того факта, что макромолекулярные компоненты клеток и тканей подвергаются непрерывному метаболическому обновлению иными словами, содержание этих компонентов в клетке в каждый данный момент носит динамический характер, т.е. является результатом непрерывно протекающих процессов их биосинтеза и распада, идущих с одинаковой скоростью. Методом изотопных меток было, например, установлено, что время по-лужизни белков печени крысы равно 5-6 дням (табл. 13-2). В то же время показано, что обновление белков скелетных мышц или мозга происходит гораздо медленнее. [c.395]

Если рассматривать клетки как каталитические единицы, то их суммарная метаболическая активность на разных стадиях развития микробных культур будет характеризоваться балансом анаболизма и катаболизма. При этом в клетках любого физиологического возраста в определенных местах клетки необходимо возникает ситуация преобладания процессов распада биополимеров клеточных структур над их синтезом при росте и делении клеток, цитодифференцировке, обновлении материала клеточной стенки и т.д. [c.74]

В тех случаях, когда система не находится в стационарном состоянии, скорость обновления есть меньшая из двух величин, т. е. u>i — скорость образования метаболического фонда, а. — скорость его расходования. Это соответствует определению Райнера [4, 5]. Определение Зилверсмита, Энтенмана и Фишлера [3] отличается тем, что в нем не принимается во внимание существование нестационарных систем и скорость обновления вычисляется по общему образованию или расходованию данного вещества во всем объеме данной части системы (а не в единице объема). Очевидно, оба [c.221]

Несколько позже методом меченых атомов на фоне характерного для постнатального онтогенеза постепенного снижения интенсивности обновления суммарных белков мозга нами (Палладии 1957) была обнаружена у кролика повышенная скорость включения меченой аминокислоты во фракцию быстро обмениваюш,ихся белков на И—12-й день после рождения, т. е. в период морфологического, функционального и биохимического становления структур нервной ткани, ответственных за специфическую (зрительную) функцию. Эта интересная закономерность затем была подтверждена Шрайером (S hreier, 1962). В дальнейших наших исследованиях (Велик и др., 1967 Белик, 1970) было показано, что интенсификация процессов обновления суммарных белков мозга в момент появления зрительной функции обусловлена повышением скорости обновления метаболически более активных внутриклеточных белков. [c.21]

До сих пор рассматривалась лишь ассоциация идентичных белковых молекул. Однако строго определенные комплексы могут образовываться и из различных компонентов. Важным случаем взаимодействия этого тина является гемоглобин человека и высших млекопитающих. В целом он состоит из четырех субъединиц, которые при низких значениях pH могут быть отделены одна от другой [983, 984]. Эти субъединицы попарно подобны, причем подобные пары в менее диссоциирующей среде, по-видимому, существуют в виде димеров [985, 986]. Асимметричное расщепление гемоглобина — обратимый процесс, и строительные блоки гемоглобина различного происхождения (значительно различающегося по своему химическому составу) могут рекомбинироваться с образованием гибридного гемоглобина [987]. Расшифровка кристаллической структуры гемоглобина подробно объяснила способ точной укладки четырех субъединиц и позволила сделать вывод о наличии строго определенной четвертичной структуры белка. Аналогичное положение, по-видимому, наблюдается и для фермента — триптофансинтетазы, который создается в некоторых живых организмах в виде двух различных белков. После разделения этих двух белков они проявляют совершенно различную каталитическую активность в процессе ассоциации, приводящей к образованию комплекса [988, 9891. Экспериментальные данные позволяют высказать предположение о том, что каждая субъединица комплекса несет часть ферментативного центра, и, таким образом, две субъединицы должны соответствовать друг другу точно установленным геометрическим образом. Подобное явление представляет образование комплекса из трех или четырех ферментов, которые катализируют ряд реакций, приводящих к дегидрогенизации а-кетокислот [990]. Этот комплекс исключительно устойчив и диссоциирует с большим трудом. Очевидно, такая ассоциация ферментов, участвующих в катализе последовательности метаболических процессов, с биологической точки зрения более предпочтительна, так как она устраняет необходимость обновления комплекса фермент-субстрат для каждой стадии реакции. [c.337]

Применение метода меченых атомов позволило выявить метаболическую неоднородность структурных единиц гликогена, выражающуюся в том, что степень участия глюкозных остатков, находящихся на периферии молекулы и внутри ее, в углеводном обмене неодинакова. В опытах с введением в организм животного глюкозы, мечентюй радиоактивным углеродом, было установлено, что введенная глюкоза с различной скоростью появляется в периферической и во внутренней части молекулы гликогена печени и мышц. Расположенные в периферической части молекулы глюкозные остатки обновляются интенсивнее, чем остатки глюкозы, находящиеся внутри, ближе к центру, молекулы гликогена. Различие в интенсивности обновления периферических и внутренних остатков глюкозы в гликогене печени оказывается более ярко выраженным, чем в гликогене мышц. Это неудивительно, если учесть, что в печени обмен гликогена, его распад и синтез происходит более интенсивно, чем в мьпицах. [c.576]

Большой интерес представляют имеюш,иеся данные о динaмичe кo г состоянии производных пурина, входяш,их в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов. Эти данные показывают, что наряду с синтезом ядра пурина заново из его предшественников (глицина, муравьиной кислоты, амидного азота глютамина, аспарагиновой кислоты и углекислого газа, см. стр. 443) происходит постоянное обновление углеродного атома пуринового ядра в позиции 2 (за счет включения и выключения муравьиной кислоты в 5-карбоксамидриботид, см. стр. 444). Эти данные говорят о метаболической неоднородности атомов, входящих в состав производных пурина нуклеиновых кислот и нуклеотидов. [c.578]

Скорость обновления ядерных белков можно представить в следующей последовательности растворимые белки>хромати-новые белки (РНП и ДНП) >основные белки (пистоны и др.). Причем, белки, выделенные нз ядер нейронов, характеризуются более высокой обйовл1яем6стью, чем аналогичные белки, выделенные из ядер нейроглии. Исключение составляют кислые белки хроматина нейроглин, которые обновляются примерно с такой же активностью, как и аналогичные белки ядерной фракции нейроно в. Исходя из данных, полученных с иопользованием меченых аминокислот, можно сделать заключение о том, что наиболее высокой метаболической активностью обладают растворимые белки и рибонуклеопротеиды, содержащиеся в нуклео-плазме. Аналогичная картина метаболической активности наблюдается в белках, содержащихся в ядрах других органов и тканей животных. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология