Ферменты, участвующие в фотосинтезе

Гербицидную активность карбаматов связывают с их способностью образовывать водородные связи с молекулой хлор о-филла или с белками ферментов, участвующих в фотосинтезе. [c.274]

Снижение интенсивности фотосинтеза при дефиците ионов железа может быть объяснено, если встать на точку зрения Бойченко, считающей, что Ре входит в состав фермента, участвующего в восстановлении углекислого газа. Одним из компонентов этого фермента является также марганец, что может объяснить сильную депрессию фотосинтеза у высших растений и зеленых водорослей при отсутствии Мг. Тот факт, что фоторедукция СО2 не затормаживается при дефиците Мг, дал основание считать, что он участвует в реакциях, связанных с выделением кислорода. [c.127]

Важнейшее значение для ряда жизненных процессов имеют тс-электронные сопряженные системы порфириновых соединений -производных порфирина [4]. Порфириновые комплексы играют роль первичных факторов фотосинтеза, ко-ферментов и ферментов, участвуют в процессах дыхания и переносе кислорода. Среди огромного числа фундаментальных биохимических и биофизических процессов, ответственных за создание энергетических запасов в живом организме, много таких реакций, которые протекают самопроизвольно при участии ферментных катализаторов - металлопорфириновых комплексов. Эти соединения, находясь в организме, испытывают со стороны окружения влияние, подобное тому, которое возникает при их растворении [c.6]

В процессе фотосинтеза на разных его этапах образуются моносахариды— пентозы и гексозы, из которых затем синтезируются дисахариды и полисахариды, гликозиды и другие вещества. Из фосфоглицериновой кислоты образуется фосфо-пировиноградная кислота, которая под влиянием специфических ферментов, участвующих в процессах переаминирования, окислительного декарбоксилирования, цикла трикарбоновых кислот и других, может подвергаться различным превращениям. Из фосфопировиноградной кислоты образуются аминокислоты, органические кислоты, жирные кислоты, глицерин и другие вещества. [c.262]

Исследования А. М. Кузина показали, что в качестве первых продуктов фотосинтеза растения образуют уроновые кислоты. Это было подтверждено Е. А. Бойченко, осуществившей восстановление СОз при участии гидрогеназы изолированных хлоропластов в темноте. Эта работа имеет исключительно важное значение, освещая, во-нервых, вопрос о природе одного из ферментов, участвующих в переносе водорода на СО2, и, во-вторых, доказывая, что реакции восстановительного конца фотосинтеза осуществляются темновым путем. [c.13]

КОЙ света, скажем в течение 0,0001 секунды, выделение кислорода в темноте продолжается примерно 0,02 секунды другими словами, темновой интервал в 0,02 секунды необходим для получения максимального выхода кислорода на одну вспышку. В этом опыте непосредственно измеряется время, необходимое для завершения наиболее медленной темновой реакции фотосинтеза. Оно соответствует времени, которое необходимо нашим пароходам для переезда через океан и возвращения в гавань. Было обнаружено также, что имеется предел — некий максимальный выход фотосинтеза, который может дать одна вспышка максимальный эффект — это примерно одна молекула кислорода на 2000 молекул имеющегося в клетке хлорофилла. Такой результат невольно вызывает удивление. Можно было бы ожидать, что за время Короткой вспышки каждая молекула хлорофилла будет иметь возможность выполнить свое дело один раз и даст одну молекулу промежуточного продукта. Максимальный выход должен бы, таким образом, быть равен одной молекуле кислорода на одну или несколько молекул хлорофилла. Джеймс Франк из Чикагского университета предложил объяснение этого парадокса, допустив, что максимальный выход фотосинтеза на вспышку зависит не от числа молекул хлорофилла, а от числа молекул фермента, участвующего во второй стадии (так сказать, от числа кают на пароходах, а не от числа купе в поездах). Это означает, что при вспышке может образоваться столько молекул промежуточного продукта, сколько имеется молекул хлорофилла, но лишь сравнительно небольшое число их может пройти последующую темновую стадию и образовать кислород. [c.43]

Рис. 23-6. А. Электронная микрофотография хлоропласта из листа пшината. Б. Схематическое изображение его структуры. В. Электронная микрофотография внутренней поверхности тилакоидной мембраны (препарат получен методом замораживания-скалывания). Частицы пирамидальной формы представляют собой, как полагают, молекулы ферментов, участвующих в фотосинтезе.

Выявлена связь между холодостойкостью и отдельными звеньями обмена веществ растения, в частности активностью окислительных ферментов, участвующих в дыхании, интенсивностью фотосинтеза, содержанием пигментов и т. д. Эти исследования значительно расширили возможности управления холодо- и морозостойкостью растений путем применения различных удобрений, выбором сроков и способов посева, обрезки многолетних деревьев и т. д. [c.631]

Согласно экспериментальным данным, полученным в последние годы, восстановление углекислоты высшими растениями осуществляется при участии биметаллической ферментной системы, активируемой марганцем и железом (Бойченко, 1949, 1963, 1966 Бойченко, Саенко, 1959, 1961). Восстановленное железо фермента участвует в восстановлении углекислоты Мп +, имеющийся в составе фермента, способствует образованию липидной гидроперекиси, образование которой предшествует выделению свободного кислорода при фотосинтезе. [c.101]

Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе. [c.127]

Хлоропласты не имеют цитохромоксидазы и поэтому не способны к дыханию [73, 843, 921, 1182, 1952]. Но они содержат много ферментов, участвующих и в других процессах, кроме фотосинтеза [724, 1736]. [c.182]

СВОЙ тип белка, соответствующий тем физиологическим функциям, которые данная мембрана выполняет в клетке. Известно , например, что активные белки (ферменты), регулирующие транспорт минеральных веществ — поступление их в клетку и выход из клетки, — локализуются в плазмалемме и тонопласте ферменты, участвующие в фотосинтезе, сосредоточены в мембранных системах зеленых хлоропластов и наконец, ферменты, катализирующие окислительные реакции процесса дыхания находятся в митохондриальных мембранах. [c.28]

ЦЙНКОВЫЕ УДОБРЕНИЯ, один из ввдов микроудобрений, содержащий в качестве микроэлемента Zn. Последний -постоянный компонент растений (15-22 мг на 1 кг сухого в-ва), входит в состав ряда ферментов, участвующих в окислит.-восстановит. процессах в растит, организмах, способствует биосинтезу витаминов, ускоряет рост и развитие, повышает продуктивность с.-х. культур. При недостатке Zn в растениях нарушается обмен в-в, уменьшается содержание сахарозы и крахмала, развивается хлороз листьев (приобретают желтую окраску), что замедляет образование хлорофилла и снижает активность фотосинтеза. [c.382]

Этот фермент участвует также в дыхании (в окислительном пентозофосфатном цикле). При- фотосинтезе ои катализирует [c.137]

МАРГАНЦЕВЫЕ УДОБРЕНИЯ, один из видов микроудобрений, содержащий в качестве микроэлемента Мп Последний - постоянная составная часть растит организмов (десятитысячные тысячные доли процента), регулирует активность ряда ферментов, влияет на их минер питание, участвует в процессах дыхания и фотосинтеза, в биосинтезе нуклеиновых к-т и др Недостаток этого микроэлемента у растений вызывает хлороз (яблоня, цитрусовые), пятнистость (злаки), ожоги (картофель, ячмень) и т п [c.651]

Диффузия играет большую роль на многих стадиях процесса фотосинтети-ческого включения углерода СОг в углеводы. При этом углекислый газ диффундирует из атмосферы, достигая поверхности листа, а затем проходит через усть-ичные отверстия. Войдя в лист, СО2 диффундирует по межклеточным воздухоносным пространствам, а затем через клеточные оболочки и плазму клеток ме.зо-филла листа. Далее углекислый газ, по-виднмому, в форме НСОг диффундирует через цитоплазму и достигает хлоропластов. Затем СО2 оказывается в хлоропласте и попадает в зону действия ферментов, участвующих в образовании углеводов. Как видно, одну только эту сторону фотосинтеза можно расчленить на много стадий, в каждой из которых важную роль играет диффузия. Если бы с помощью ферментов фиксировался весь углекислый газ, находящийся в сфере их действия, и не происходила бы диффузия новых количеств углекислого газа из атмосферы, окружающей растение, процесс фотосинтеза прекратился бы. Диффузия важна также для многих других аспектов физиологии растений, особенно для проникновения веществ через мембраны. [c.17]

Гербицидную активность карбаматов связывают с их способностью образовывать водородные связи с молекулой хлорофилла или с белками ферментов, участвующих в процессе фотосинтеза. Однако механизм действия N-арилкарбаматов, по-видимому, не так прост, влияние этих соединений на рост растений является результатом нарушения ими нескольких жизненно важных систем. [c.307]

Экспериментально доказано, что цианамид образует малорастворимые (практически совершенно нерастворимые) в воде соли с тяжелыми металлами — железом, медью, цинком — и, таким образом, разрушает ферменты, регулирующие фотосинтез. Кроме того, цианамид уже в первые дни после обработки разрушает пигменты зеленого листа — хлорофилл и каротин. В малых кон-дентрациях цианамид не подавляет ферментов, участвующих в процессе дыхания, и дыхание в первый период восле обработки даже усиливается. По мере увеличения концентрации цианамида в растении он инактивирует каталазу, и интенсивность дыхания резко падает. Нарушаются и другие физиологические процессы, а главное— [c.22]

Это уравнение показывает, что нри фотосинтезе происходит фотолити-ческое расщепление воды, причем образующийся из воды водород восстанавливает углекислый газ. В свое время К. Тимирязевым и А. Бахом было высказано мнение о том, что в основе фотосинтеза лежит цепь окислительно-восстановительных реакций. Известно, что водород в момент выделения восстанавливает хлорофилл. Восстановленный хлорофилл слабо окрашен. При воздействии на него кислородсЛ он окисляется и превращается в обычный хлорофилл зеленого цвета. В хлоропластах обнаружены окислительновосстановительные ферменты, участвующие в процессе фотосинтеза. Экспериментальные данные показывают, что восстановление углекислого газа при фотосинтезе является весьма сложным процессом, причем восстанавливается не свободный углекислый газ, а предварительно связанный с какими-то веществами, имеющимися в хлоропластах. [c.230]

Цинк входит в состав ряда ферментов, участвующих в процессах фотосинтеза и дыхания растений. При недостатке цинка интенсивность этих процессов сниноется. Цинковое голодание приводит к разрушению ростовых веществ и задержке роста растения. [c.420]

В основном связан с функционированием мембран, в том числе с проведением нервных импульсов, поддержанием электрического потенциала, работой (Na+, К+)-насоса, поддержанием анионнокатионного и осмотического баланса. Кофактор ферментов, участвующих в фотосинтезе и дыхании (гликолизе). Компонент клеточного сока растительных вакуолей. [c.280]

Работы по увеличению фотосинтетической активности проводятся в направлении введения генов С4 фотосинтеза в Сз-растения, Ген фосфо-енолпируваткарбоксилазы (РЕРС) фотосинтетической системы кукурузы С4, кодирующий основной фермент, участвующий в фиксации атмосферного СО2 в клетках мезофилла листа, был клонирован и перенесен методом агробактериальной трансформации в Сз-растения риса. Анализ полученных трансгенных растений показал, что активность фермента в клетках риса в 2—3 раза выше, чем у кукурузы, что привело к увеличению фотосинтетической активности и урожайности. [c.69]

Железо, медь, цинк. Эти элементы в соединении со специфическими белками образуют основу ряда ферментных систем. Исключительно важное место в обмене веществ принадлежит, как известно, ферментам Ре- и Си-протеидам. К ферментам Ре-протеидам принадлежат компоненты цитохромной системы (различные цитохромы и цитохромоксидазы, цнтохромпероксидаза), а также каталаза, пероксидазы, ферредоксины, ферритины. Медь входит в простетические группы полифенолаз, аскорбатоксидазы, лакказы. Эти ферменты участвуют в темновых реакциях фотосинтеза и в реакциях дыхания, что и определяет важное значение этих катализаторов для биосинтетических функций растения в целом. [c.432]

Железо входит в состав многих важных ферментов, в том числе цитохромов — переносчиков электронов, участвующих а процессе дыхания, а также окислительных ферментов перокси базы и каталазы. Во всех этих ферментах железо присутствует в простетической группе в виде гема (аналог хлорофилла), в котором центральный атом железа связан с четырьмя пиррольны-ми кольцами, соединенными в большую циклическую структуру.. В таких ферментах железо функционирует благодаря своей способности обратимо окисляться и (восстанавливаться (Ре ++е ч= ч Ре +) негеминовое железо может действовать таким же образом. Медь также обладает свойством обратимо окисляться и восстанавливаться (Си2++е-ч Си+). Вполне вероятно, что марганец, входящий в состав фермента супероксиддисмутазы, играет такую же роль во многих окислительных реакциях. Железо имеет существенное значение и для ферментов, участвующих в синтезе хлорофилла. Кроме того, оно является составной частьк> ферредоксина—соединения, функционирующего в качестве переносчика электронов в процессе фотосинтеза. Недостаток железа вызывает глубокий хлороз в развивающихся листьях, которые могут стать совершенно белыми. [c.211]

Мембраны формируют также специализированные компартменты внутри клетки. Такие внутриклеточные мембраны образуют многочисленные морфологически различимые структуры (органеллы) — митохондрии, эндоплазматический ретикулум, сар-коплазматический ретикулум. комплекс Гольджи, секреторные гранулы, лизосомы и ядерные мембраны. В мембранах локализованы ферменты, функционирующие как интегральные элементы процесса возбуждения и ответа на него, а также ферменты, участвующие в преобразовании энергии в таких процессах, как фотосинтез и окислительное фосфорилирование. [c.127]

Образующаяся перекись расщепляется при гидролитическом действии фермента до фосфогликолата и 3-фосфоглицерата. Несмотря на то что это предположение является общепринятым, оно все же кажется неубедительным. Молекулярный кислород обычно не способен быстро реагировать с органическими субстратами (известны лишь немногие исключения, например дигидрофлавины гл. 8, разд. И, 7), если не считать тех случаев, когда в реакции участвуют ионы переходных металлов (гл. 10, разд. Б,3). Дальнейшее исследование необычной реакции, катализируемой рибулозодифосфат-карбоксилазой, несомненно, представит большой теоретический я практический интерес последний связан с тем, что эта реакция имеет большое значение в снижении выхода фотосинтеза (гл. 13, разд. Д, 9). [c.176]

Важнейшая функция хлоропластов — участие в процессе фотосинтеза. Для них характерна подвижность. Форма зеленых пластид сильно варьирует, а число их определенно для каждого вида растений. У кукурузы хлоропласты имеют форму линзы, диаметр их составляет 5—7 мкм, толщина — 3—5 мкм (рис. 38) В составе хлоропластов, кроме белков и липидов, выявлены пигменты (хлорофилл а я Ь, каротиноиды), иуклеииовые кислоты (ДНК и РНК), ферменты, участвующие в фотосинтезе, рибосомы, крахмал. [c.125]

Согласно современным представлениям, в тилакоид-ных мембранах локализованы все фотосиитетические пигменты хлоропласта и ферменты, необходимые для осуществления световых реакций фотосинтеза. В строме содержатся ферменты, участвующие в темновых превращениях диоксида углерода. Таким образом, сложная и тонкая структура хлоропласта обеспечивает пространственное разделение отдельных реакций а тем самым и эффективный ход фотосинтеза в целом. Образующиеся в пластидах продукты ассимиляции траиспор- [c.74]

Обсуждение метаболизма кислот по типу толстянковых в гл. 15 сосредоточено иа истории его открытия, а также на биохимических и экологических аспектах САМ, Гл. 16 касается фотосинтеза в органах размножения н различных путей метаболизма малата у растений. В приложении А опнсаиы методики выделения хлоропластов, а в приложении Б дана номенклатура ферментов, участвующих в С.,-, С4-метаболизме и САМ-путях ассимиляции углерода при с[зотосиитезе. [c.7]

Итак, мы убедились в том, что индукция связана с автока-талитическим накоплением промежуточных продуктов ВПФ-Д нкла (разд. 7.7). Это не означает, что активация ферментов, участвующих в фотосинтезе, под действием света не играет никакой роли. Более подробно мы рассмотрим этот вопрос в гл. 9. Хотелось бы обратить внимание на то, что не следует смешивать активацию ферментов светом с появлением под действием освещения условий, благоприятных для катализа. Например, на свету pH стромы будет более щелочным, чем в темноте, что способствует действию ферментов с более щелочными оптиму-мами pH. Кроме того, при высоких значениях pH ферменты могут переходить из менее активной формы в более активную. Хотя эти эффекты по своей природе совершенно различны, они могут приводить к одному и тому же конечному результату. Если же оба проявляются одновременио, их действие может стать аддитивным. Однако на этом основании довольно трудно объяснить практически полное отсутствие фотосиитетической ассимиляции углерода сразу (в течение 1—2 мин) после начала освещения. При прочих равных условиях нулевая скорость должна говорить о том, что ферменты И0л1юстью лишены активности. Тем не менее, хотя активность может сильно меняться при освещении, некоторые ферменты (иапример, РуБФ-карб- [c.186]

У Сз-растений концентрация Pi в цитозоле, по-видимому, играет регуляторную роль в процессе передачи углерода на синтез сахарозы (гл. 9). У С -растений такие ферменты, участвующие в последних стадиях синтеза сахарозы, как глюкозо-1-фосфат — уридилилтрансфераза и сахарозофосфатсинтетаза, локализованы в цитоплазме. Поэтому синтез сахарозы, вероятно, как и у Сз-растений, идет В цитоплазме. Уровень Pi в цитозоле клеток обкладки проводящих пучков может влиять на скорость выхода ФГК или триозофосфата из хлоропластов. В ходе дальнейших превращений ФГК или триозофосфатов в сахарозу, которые осуществляются в цитозоле клеток обоих типов. Pi снова высвобождается и возвращается обратно в хлоропласты клеток обкладки проводящих пучков (разд. 11.6). Б хлоропластах мезофилла, Сграстений Pi поглощается в обмеи на ФЕП (разд. 12.5). У Сз-растений в первичном обмене на переносчике фосфата участвуют Pi и ДГАФ, а выход ФГК в процессе фотосинтеза незначителен. Следовательно, и содержание ФГК в цитозоле может быть тоже относительно невелико. Предполагают, что у С4-растений ФГК выходит шз клеток обкладки проводящих пучков и затем восстанавливается в хлоропластах мезофилла Поэтому уровень ФГК в цитозоле в процессе фотосинтеза может быть сравнительно высок. Содержание ФГК в цитозоле клеток мезофилла может частично контролировать скорость синтеза сахарозы за счет обмена ФГК—ДГАФ в хлоропластах. В отличие от условий, существующих в клетках Сз-растений, для цитозоля клеток мезофилла С4-Растений характерен высокий уровень Pj, что способствует обмену ФЕП и ингибированию [c.394]

В течение первых фаз прорастания проросток питается за счет готовых органических веществ, находящихся в эндосперме или семядолях. Как только появляются первые зеленые листья, начинается фотосинтез. На этом фаза гтроростка заканчивается и растепие переходит в ювенильную фазу. На свету в клетках листьев из пропластид развиваются пластиды. Еще до завершения роста пластид с развитой гранулярно-ламеллярной структурой начинается образо- 8ние ферментов, участвующих в процессе фотосинтеза. Так, один [c.234]

В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза о гень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов— ферментов. Суммарное уравнение фотосинтеза обычно выражают в виде реакции превращения двуокиси углерода и воды в гексозу [c.176]

Фотосинтез в растениях. В зеленом листе растения под во действием энергии солнечной радиации протекает целый комплекс фотосинтетических процессов, исходным материалом для которых служат СОа, НаО и минеральные соли. Конечными продуктам.I являются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные оргя-нические вещества. Процесс фотосинтеза осуществляется при непо средственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла . В этом процессе участвуют также и многие друпк-окислительно-восстановительные ферменты (бнокатализаторы). [c.144]

В клетках зеленых растений хлорофилл содержится в особых частицах — хлоропластах, которые и являются химическим заводом , осуществляющим фотосинтез. Кроме хлорофилла, в процессе фотосинтеза участвует целая система ферментов. Из углекислого газа в процессе фотосинтеза образуются триозы (глицериновый альдегид СН. ОН—СНОН—СНО, диоксиацетон НОСН2СОСН2ОН), которые далее превращаются в гексозу и затем в крахмал. Все эти превращения идут через стадию эфиров фосфорной кислоты. [c.304]

К настоящему времени выяснена основная коферментная роль KoQj . Он оказался обязательным компонентом дыхательной цепи (см. главу 9) осуществляет в митохондриях перенос электронов от мембранных дегидрогеназ (в частности, НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи, СДГ и т.д.) на цитохромы. Таким образом, если никотинамидные коферменты участвуют в транспорте электронов и водорода между водорастворимыми ферментами, то KoQj благодаря своей растворимости в жирах осуществляет такой перенос в гидрофобной митохондриальной мембране. Пластохиноны выполняют аналогичную функцию переносчиков при транспорте электронов в процессе фотосинтеза. [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология