Биохимия связь структуры и функции

Биологическая химия—это наука о молекулярной сущности жизни. Она изучает химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, их превращения, а также связь этих превращений с деятельностью клеток, органов и тканей и организма в целом. Из этого определения вытекает, что биохимия занимается выяснением химических основ важнейших биологических процессов и общих путей и принципов превращений веществ и энергии, лежащих в основе разнообразных проявлений жизни. Таким образом, главной задачей биохимии является установление связи между молекулярной структурой и биологической функцией химических компонентов живых организмов. [c.15]

Связь структуры и функции в биохимии [c.179]

Следует отметить, что данная книга выгодно отличается от существующих сводок но биохимии растений привлечением современных сведений по биохимии субклеточных структур и связи между структурой и функцией. Отдельные главы, посвященные биохимическим процессам в рибосомах, ядрах, мембранах, митохондриях, хлоропластах и т. д., содержат ценный материал, слабо освещаемый в других пособиях и руководствах. [c.5]

За прошедшие годы синтезированы тысячи химических соединений и исследовано их биологическое действие. Однако обобщающая теория, которая могла бы четко сформулировать зависимость между химической структурой и фармацевтическим действием, пока отсутствует. Большие надежды возлагаются на биоорганическую химию — новую науку, возникшую в последние годы на стыке органической химии и биохимии и занимающуюся изучением структуры различных биологически активных соединений в связи с их функциями в организме человека. [c.206]

Синапс между аксоном и волокном мышцы имеет особую форму, известную как нейромышечная концевая пластинка. В нашей центральной нервной системе имеется - 10 синаптических связей между более чем 10 нейронов. Синапсы являются регуляторными центрами нервной системы. Их морфология и биохимия очень хорошо приспособлены к выполнению этих функций. В гл. 8 и 9 мы рассмотрим структуру и функцию синапсов, уделив особое внимание их онтогенезу и возможным механизмам синаптической модификации и. модуляции, а также тому, как синапсы реагируют на сильные факторы воздействия. [c.28]

Хроматография производных аминокислот получила интенсивное развитие в связи с разработкой методов определения первичной структуры белков. Вероятно, трудно найти в органической химии и биохимии более удачный пример столь тесной взаимосвязи развития представлений о структуре и функциях большого класса веществ, каким являются белки, с хроматографическими методами анализа. Основное внимание было направлено на разработку методов определения N-концевых остатков аминокислот в белках, причем в идентификации соответствующих производных большое значение имели тонкослойная (ТСХ) и бумажная хроматография (БХ) (см. обзоры [1, 2]). Газожидкостная и жидкостная колоночная хроматографии находят в этой области ограниченное применение, однако интерес к последнему методу постепенно растет. Интерес к жидкостной хроматографий вызван вполне определенными причинами. Во-первых, постоянно появляются новые методы избирательной модификации остатков аминокислот в белках, а идентификация производных аминокислот требует развития хроматографических методов. Во-вторых, исследованию подвергают все более труднодоступные белки, что в свою очередь вызывает необходимость создания надежных методов количественного анализа. Интерес к колоночной хроматографии возрастает также в связи с выделением и получением необычных аминокислот, а также в связи с необходимостью предотвращения ошибок при определении аминокислотной последовательности. Понятия современный и классический метод используют здесь условно, поскольку новые методики обычно создают на базе стандартной аппаратуры примером может служить автоматический анализ ДНФ- и ДНС-аминокис-лот [3, 4]. Насколько известно, до сих пор не пытались использовать скоростную хроматографию высокого разрешения для разделения производных аминокислот, хотя некоторые соединения, например ДНС-аминокислоты, являются для этого метода довольно удобным объектом. Производные аминокислот использовали в структурном анализе белков крайне неравномерно. По-видимому, всеобщее увлечение ДНФ-аминокислотами проходит окончательно, уступая место повышенному интересу [c.360]

Существенная роль железа в организме человека признавалась еще в античные времена, к которым восходит поверье, подтверждаемое сведениями из недавно опубликованного обзора [1], что стакан вина и немного ржавчины помогают при половой импотенции и полезны тем, кто не может нормально сожительствовать . Современной биохимии и бионеорганической химии все еще не удалось окончательно разобраться в природе этих эффектов. Тем не менее можно утверждать, что среди всех существующих микроэлементов железо и его функции изучены лучше всего. Многие из этих функций тесно связаны с химическими свойствами Fe(III) в водной среде. Известно, что химия соединений железа в значительной мере определяется гидролизом и полимеризацией с образованием многоядерных структур, т. е. таких агрегатов, в которых взаимодействуют между собой через определенную систему связей по крайней мере два атома железа. В настоящем обзоре обсуждаются результаты исследования различными физическими методами структуры ряда балков, которые связывают большое число (более 50) ионов железа (И1), с образованием многоядерных структур. Многие из этих исследований были проведены после 1959 г., когда был опубликован прекрасный обзор исследований в этой области [1]. [c.332]

Основная мысль, объединяющая изложение частных вопросов, заключается в обсуждении роли динамических структур в биологии и биохимии и характерных свойств этих структур. Именно с этой точки зрения представляют интерес функции биокатализаторов, являющихся по самому существу структурами, которые постоянно распадаются и создаются вновь, сохраняя однако свои типичные черты и поддерживая стабильность сложных систем организма. Так как процесс формирования таких систем происходит самопроизвольно, то, очевидно, необходимы поиски некоторых общих принципов, на основании которых можно было бы предвидеть появление стабильных само-производящихся динамических систем. Термодинамические законы в этой области не могут служить основанием для прогнозов, хотя, конечно, и остаются справедливыми. Этот фундаментальный вопрос разумеется не может быть решен без введения каких-то принципиально новых постулатов и автор не пытался его решить в общей форме. Однако было бы очень желательно обсудить области применения тех или иных принципов, определяющих стабильность различных систем, в том числе и динамических, и связать их с ролью и функциями биокатализаторов. [c.7]

Этой программой молекулярная биология подводит фундамент под классические биологические дисциплины, а заключающаяся в ней концепция является основой ее важного философского значения она направлена против любой разновидности витализма, оперирующего научными аргументами. Пока еще трудно сказать, в какой мере молекулярная биология сможет достигнуть поставленной цели задачи, которые ей предстоит решить, сложны и труднообозримы. Мы переживаем сейчас период бурных успехов, которые восхищают нас в первую очередь тем, что многочисленные факты, добытые чрезвычайно обширной областью знания, факты, которые до сих пор казались бессвязными, теперь, на основе новых представлений складываются во все более и более ясную картину. Большие успехи были достигнуты благодаря тому, что я назвал бы искусством разумного экспериментального самоограничения современная биология имеет дело лишь с немногочисленными объектами, но зато они систематически изучаются всеми доступными науке методами. Поэтому современная биология включает в себя наряду с биофизикой биохимию, рентгеноструктурный анализ, генетику и в методическом смысле она — всеобщий должник, а собственное лицо приобретает лишь благодаря несвойственному традиционной биофизике или биохимии интерпретативному характеру постановки вопросов, цель которых — попытка установить связь между структурой и структурными превращениями молекул и их биологической функцией. [c.9]

Одной из основных задач биохимии является установление связи между пространственным строением молекулы (ее формой) и ее биологической функцией. Существуют многочисленные указания на большое значение конфигурации молекул для биохимических процессов. Рассматривая длину и энергию связей и углы между связями как элементы структуры и формы молекул, можно описать различные комбинации атомов в самых разнообразных структурах. [c.51]

Структура и названия ряда наиболее важных а-аминокислот приведены в табл. 20-1. Общеупотребительные названия а-аминокислот мало говорят об их структуре, но имеют по крайней мере то преимущество, что они короче, чем систематические названия. Позднее будет показано, что при обозначении последовательности аминокислот в белках и пептидах полезны также сокращения гли (глицин), глу (глутаминовая кислота) и т. д., приведенные в табл. 20-1. Аминокислоты, в которых число аминогрупп превышает число кислотных функций, называют основными аминокислотами (например, лизин и аргинин), тогда как нри избытке кислотных групп их называют кислыми аминокислотами (например, аспарагиновая и глутаминовая кислоты). Три из перечисленных в табл. 20-1 кислот — цистеин, цистин и метионин — содержат серу. Образование и разрыв связей 8 — 8 при взаимном превращении цистеина и цистина являются важными процессами в биохимии серусо-держащих пептидов и белков. Более подробно особенности этих реакций, [c.58]

Все вопросы нейрохимии на симпозиумах настоящего совещания рассматривались в единстве со структурой и функцией, да другое и невозможно в настоящее время. Недаром такое распространение получил термин молекулярная биология — современное направление биохимии, рассматривающее химические процессы в живых структурах в связи с их функцией. [c.6]

В задачу авторов не входило изложение целого ряда проблем биохимии, физико-хпмии белков в растворах как макромолекуляр-ных веществ, а также детальное освещение биологической функции конкретных белков и связи их структуры с функцией. Часть этих сведений читатель может получить цри самостоятельном знакомстве с цитируемыми литературными источниками, часть материала отнесена в другие главы этого же учебного пособия. Данная глава содержит раздел о пространственной структуре белков, который в очень сжатой форме дает информацию о современных представлениях в этой области. Следует предупредить читателя, что эта область знаний развивается настолько бурно, что установленные каноны и истины подвергаются очень быстрому пересмотру. [c.16]

Середина XX столетия явилась переломным этапом в развитии биохимии. Отличительной чертой биохимии этого периода стал переход к широкому изучению структуры и свойств индивидуальных белков и нуклеиновых кислот и выяснению их функций в живых системах. Предпосылкой к этому послужило стремительное развитие методов разделения веществ и изучения их структуры, а также специфических биохимических методов выделения и исследования надмолекулярных структур и клеточных органелл. В данный период по-прежнему сохраняются и усиливаются связи биохимии с органической химией, но одновременно возрастает значение биохимии для других наук — таких, как цитология, физиология, генетика и т. д. Ярким результатом такого интегрального взаимодействия явилось раскрытие молекулярных механизмов фундаментальных биологических явлений — наследственности и изменчивости. [c.21]

При составлении учебных программ по биохимии преподавателям обычно приходится решать вопрос о выборе правильного соотношения между теоретическими и практическими аспектами биохимии, не выходя при этом за рамки отведенного для чтения лекций и проведения практических занятий времени. Основное внимание уделяется в этих случаях рассмотрению таких теоретических вопросов, как структура и функции молекул, пути метаболизма и проблемы энзимологии. Что касается практических аспектов биохимии, то даже когда их всестороннему освещению уделяется достаточно много времени, такой учебный курс может показаться студентам скучным, однообразным. Часто студенты-биологи посещают дополнительные лекции по физике, в которых излагаются принципы, лежащие в основе некоторых аналитических методов, однако, как правило, такие курсы читаются, вне связи с задачами биологии. [c.9]

В современной медицине все больший интерес вызывают вопросы лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, возникновение которых в значительной мере связано с нарушением структуры и функций мышечных тканей (атеросклероз, инфаркт миокарда, гипертензия, астма и др.)- Патология беременности и родов также связана с нарушениями деятельности и строения мускулатуры миометрия. Повышенная мышечная нагрузка и гипокинезия, а также ряд заболеваний (миастения, дистрофия Дюшенна и др.) обусловлены в значительной степени изменениями в соматической мускулатуре. В связи с необходимостью более глубокого изучения этиологии и патогенеза заболеваний мышечной системы, познания механизмов, лежащих в основе этих состояний, возрос интерес к фундаментальным исследованиям структурно-функ-циональных особенностей и биохимии мышечных тканей. Это и побудило авторов к написанию данной книги. Ее содержание легло в основу расширенного курса лекций, читаемых в университетах на биологических и медицинских факультетах для студентов старших курсов в течение многих лет. [c.5]

Сложность связей между структурой и функцией, а кроме того, трудности работы с маленькими частицами были больщим препятствием на пути исследования преобразующих систем. Только в последние десять лет в их изучении были сделаны существенные успехи и в первую очередь в изучении митохондрий. Природа происходящих в митохондриях процессов преобразования чисто химическая и, следовательно, решение возникающих при изучении митохондрий проблем находилось в пределах представлений, привычных для исследователей в области биохимии. [c.292]

Достижения в области хроматографии позволили к настоящему времени получить обширную информацию о строении и свойствах разнообразных представителей класса липидов. В результате простое увлечение переросло за последние десятилетия в истинный интерес к химии и биохимии этих соединений. Этот интерес основывается на понимании того факта, что липиды играют важную роль в поддержании биологической структуры и функции. В настоящее время многие лаборатории занимаются изучением этих соединений как на тканевом, так и на клеточном и субклеточном уровнях. В связи с этим возникла необходимость создания методов количественного анализа микропроб, которые содержат липиды в концентрации, часто находящейся в диапазоне предельной чувствительности большинства аналитических систем. Поэтому последние разработки в области хроматографии липидов связаны с увеличением чувствительности анализа и повышением точности методов обработки экспериментальных данных. Обе цели в значительной степени были достигнуты благодаря созданию систем ГЖХ и ВЭЖХ, контролируемых микропроцессорами, что позволило полностью реализовать разрешающую способность этих методов. [c.130]

Первыми работами, целью которых было выявление связи между специфической функцией определенных структур нервной ткани и их белковым обменом, являются исследования, выполненные еще в 1926— 1929 гг. в Институте биохимии Академии наук УССР. Удалось показать (Городиська, 1926), например, что у кошек, которые в течение нескольких дней не получали световых раздражений (зашивание век), интенсивность протеолиза в зрительных центрах и трактах заметно снижалась и возвращалась к норме уже через 15 мин. после возобновления поступления световых раздражений. При этом в участках мозга, не связанных со зрительной функцией, интенсивность протеолиза не изменялась. Снижение интенсивности протеолиза было обнаружено (Фом1н, 1929) также в слуховых центрах мозга собак, не получавших звуковых раздражений в течение трех суток. [c.20]

Деяте.1ьность желез внутренней секреции, образование и выделение в кровь гормонов, регулируются, в свою очередь, центральной нервной системой. Железы внутренней секреции снабжены нервами, образующими в них сеть нервных окончаний. От центральной нервной системы, коры головного мозга по нервам направляются в железы импульсы, усиливающие или ослабляющие их деятельность. В ряде случаев гормоны осуществляют регуляторную роль, воздействуя в органах на нервные окончания. Отсюда понятна тесная связь, существующая между центральной нервной системой и железами внутренней секреции при осуществлении ими регуляции химических процессов, процессов обмена веществ в организме животных и человека. Деятельность желез внутренней секреции (эндокринных желез), а также регуляция гормонами функции органов и организма в целом, изучается специальной отраслью физиологии —эндокринологией. В ее задачу входит также изучение изменений, наступающих в организме в результате нарушения функций эндокринных желез. Биохимия призвана заниматься вопросами выяснения химической структуры гормонов, изучения обмена веществ в эндокринных железах, приводящего к образованию в них [c.136]

Успехи молекулярной иммунологии в решающей степени связаны с успехами в изучении химии белка и других биополимеров, общей биохимии и молекулярной биологии. Молекулярная иммунология не только базируется на этих дисциплинах, но и активно влияет своими методическими подходами на успех наиболее быстро развивающихся областей биологической науки изучение структуры и функции белков, молекулярной генетики эукариот, дифференцнровки клеток и тканей. [c.5]

Книга А. Уайта н др. Основы биохимии принадлежит к числу монументальных трудов в ней изложена сущность современной биохимической науки в ее щироком понимании и демонстрируются. новейшие достижения и. перспективы этой области знания. Написанная крупнейщими биохимиками, внесшими существенный вклад в развитие ряда направлений биохимии, эта книга удачно отобразила широкое полотно событий и фактов, определяющих прогресс биохимии за последние десятилетия изложение материала книги сделано с четких позиций, с учетом объективного хода событий и субъективных, личных оценок авторов. Авторы не ставят себе целью энциклопедически точно воспроизвести все известные факты, а скорее стремятся дать единое толкование биохимических функций и механизмов в непосредственной связи с химической структурой участвующих компонентов и систем. Книга напоминает собой рассказ, глубокий и профессиональный, но в то же время увлекательный и эмоциональный, о мире современной биохимии, где рассказчик не пренебрегает азбукой живой материи и не боится увести слушателя в лабиринт сложных, еще не решенных проблем. Главное достоинство Основ биохимии — обсуждение наиболее актуальных вопросов биохимической науки наших дней, кардинальных аспектов ее развития, выполненное с большим мастерством и компетентностью, в тесной связи с данными смежных научных дисциплин. [c.6]

Историю биохимии (и органической химии) принято отсчитывать с конца XVIII в., когда впервые были выделены из организмов в чистом виде некоторые соединения — мочевина, лимонная кислота, яблочная кислота и др. В то время еще не было представлений о строении этих веществ. Длительный период развития биохимии, вплоть до середины XX в., заполнен открытием все новых веществ в живой природе, исследованием их структуры и химических превращений в организмах. Важнейшими достижениями этого периода явилось установление общего плана строения главных биополимеров — белков и нуклеиновых кислот, и раскрытие основных путей химических превращений веществ в организмах (метаболизм). В этот же период произошла дальнейшая дифференциация биохимии в ней стали выделять статическую биохимию, изучающую химический состав организмов динамическую биохимию, изучающую метаболизм функциональную биохимию, изучающую связь химических процессов с физиологическими (биологическими) функциями. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология