Механизм управления биохимическими процессами

МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ [c.405]

Недавние успехи в изучении микробиологического и биохимического механизмов анаэробного сбраживания дают возможность оптимизации управления процессом, особенно предупреждения нестабильности в работе сбраживателя. Несмотря на развитие [c.40]

Регуляция активности готовых белковых посредников (ферментов) является более быстродействующим механизмом и раньше откликается на изменение внешних условий, чем регуляция биосинтеза этих посредников. Однако, как мы уже отмечали, оба уровня регуляции необходимы для координирован кого управления биохимическими процессами в клетке. В свою очередь, процессы регуляции активности белковых посредников можно разделить на две большие фуппы регуляция активности путем обратимой ковалентной модификации посредника и регуляция активности без ковалентной модификации посредника. [c.93]

В клетке изменение скорости катализируемых ферментами биохимических реакций может происходить по крайней мере двумя путями. Существует быстрый (действующий в течение секунд или минут) механизм регуляции ферментативной активности, который зависит от изменения каталитической активности индивидуальных молекул фермента. Имеется также несколько более медленный (действующий в течение многих минут или часов) механизм, лимитируемый количеством фермента, которое определяется скоростью процессов его синтеза и распада. Оба эти механизма обычно действуют при посредстве низкомолекулярных соединений, образующихся в клетке как промежуточные метаболиты или проникающие в нее из окружающей среды. В обоих механизмах используется важнейший принцип управления — принцип обратной связи. Прежде чем перейти к рассмотрению того, как этот принцип реализуется в регуляции активности ферментов, напомним несколько общих механизмов изменения скорости ферментативных реакций. [c.10]

Но на одной особенности структуры потоков в энергетической системе организма мы все же остановимся. Множество первичных темпов в системе — вектор размерности 5 — определяется по существу заданием лишь одного внешнего сигнала — темпа ш расхода АТФ. Поэтому, если не вдаваться в детали происходящих внутри системы иерархических процессов включения различных и все более глубинных компартментов (что видно уже и из рассмотренного примера), то функционирование энергосистемы организма направлено прежде всего на достижение заданной интенсивности энергообмена—уравновешивания первичного темпа траты АТФ. В этом смысле можно сказать, что энергетическая система является системой управления темпом синтеза АТФ, в которой задающим сигналом является темп расхода АТФ, определяемый только высшими регулирующими структурами организма, а управляемым сигналом — темп синтеза АТФ. Величина управляемого сигнала поддерживается равной величине задающего сигнала с помощью физиологических и биохимических механизмов регуляции. [c.192]

Значение мембранных процессов в механизме иммунитета огромно. Именно на уровне клеточных мембран идет восприятие первичного возмущающего сигнала — антигена. Мембранные события оказываются решающими в управлении дифференцировкой и размножением клеток, реагирующих на антиген, а также в осуществлении этими клетками защитной функции, суть которой — полное удаление антигена. Вместе с тем не следует абсолютизировать мембранный подход при анализе устройства и функционирования иммунной системы. Необходимо рассматривать биохимические преобразования, пытаясь увязать в единые цепи изменения в мембране с изменениями в цитозоле и ядре клетки. Более того, эти преобразования адекватны и согласованы с изменениями в около-клеточной среде, что отражает взаимное влияние клеток в ткани, органе, организме. Следовательно, современная наука об иммунитете органически совмещает в себе подходы и представления многих наук о молекулах, биомембранах, клетках, тканях. Деятельность современного иммунолога характеризуется не методами и подходами, которыми он владеет, а объектами и целями, которые его интересуют. Изучая непознанное в иммунной системе, надо во главу угла ставить вопрос (задачу) и использовать различные подходы для ее решения. [c.130]

Клеточный уровень. Устойчивость живых систем на уровне клеточной организации цитогенетический гомеостаз) является той основой, на которой базируются сохраиительные свойства живых существ и, следовательно, живых систем всех надорганизмевных уровней организации. Для описания внутриклеточных механизмов управления биохимическими процессами чаще всего используется термин ауторегуляция. Среди [c.51]

Экспериментатьные исследования путей биосинтеза дают обширную информацию о химии этих процессов. Эти знания обеспечивают твердую основу для всей области бномиметических путей синтеза разнообразных природных соединений, которые используют стратегические принципы, разработанные Природой (см., например, синтез морфина, разд. 3.2.1). Однако, несмотря на многочисленные экспериментальные данные о механизме основных биохимических трансформаций, нам все еше слишком мало известно о способе действия фермента как катализатора. Был предложен целый ряд гипотез ддя объяснения замечательной способности ферментов осуществлять высоко эффективный и селективный катализ. Это было предметом многочисленных исследований по созданию специальных химических моделей ферментативного катализа (см, ниже). Кроме того, имеются еще более важные аспекты ферментативного катализа, а именно способность ферментов в нужный момент узнавать свой субстрат среди тысяч органических соединений, присутствующих в клетке, и регулируемость активности ферментов. Деятельность сотен и тысяч ферментов, одновременно оперируюшлх в любой живой системе", требует же -сткого управления с тем, чтобы в каждый данный момент и в каждом конкрет- [c.476]

Действие фермента всегда специфично. В настоящее время биологи, химики, физики занимаются исследбванием механизма действия ферментов. От решения этой задачи зависит многое возможность управления жизненными процессами, возможность кбнструирования аналогов ферментов для решения важных биологических, биохимических и просто химических проблем. Химику-аналитику расшифровка специфичности действия ферментов тоже может оказать большую помощь. [c.98]

При анализе направлений эволюционного совершенствования соответственно разным физико-химическим факторам выявляется общаясхема эволюционного процесса—нз множества возможностей в процессе естественного отбора выбирается в пределе одна. Общий образ эволюции состоит, следовательно, в выборе уникальной траектории в многомерном пространстве. Так происходит при становлении системы биохимических реакций и при совершенствовании каждой биохимической реакции в отдельности. Так же идет выработка механизмов управления перемещениями организмов. И в самом общем виде — так происходит при отборе уникального полинуклеотидного (и полипептидного) текста из безграничного множества возможных сочетаний нуклеотидов или аминокислот. [c.230]

Современная биология достигла значительных успехов в познании многообразных проявлений живого фундаментальных основ, общих закономерностей организации и эволюции жизни на Земле. Дальнейший прогресс науки о жизни требует не только все более глубокого проникновения в сущность процессов взаимодействия вещества и энергии, но и исследования информационных взаимодействий в биологических системах. Основоположник этого нового направления в изучении свойств живого А. Г. Гурвич но азал возможность передачи информации из одной клетки в другую фотонами электромагнитного поля н высказал гипотезу о существовании в живых системах полей, которые он назвал биологическими . К сожалению, это направление в наше время развивается недостаточно интенсивно. Проблемы передачи биологической информации, записи и хранения ее как в клетках, таки мея ду клетками и органами в настоящее время приобретают первостепенное значение. Управление известными обменно-трофическими процессами, преобладающими как внутри клеток, так и в целом организме животных и человека, невозможно объяснить только нейрогормональными и гуморальными (биохимическими), а также известными биофизическими факторами (изменение различных потенциалов, градиентов и др.). Необходимы поиски иных, более эффективных каналов связи. Вместе с тем егце в ранних работах отечественных ученых (А. Г. Гурвич, Э. С. Бауэр, В. И. 13ериад-ский, А. Л. Чижевский и др.) обоснованно поднимались вопросы термодинамической характеристики процессов жизни, предпринимались попытки изучения информационных механизмов, специфически присущих жизненным явлениям. Факт существования сверхслабого электромагнитного излучения в настоящее время общепризнан и экспериментально обнаружен у всех исследованных клеток растений и животных. Как оказалось, так называемое спонтанное свечение биологических объектов является универсальным свойством живых клеток [Тарусов, 4965 Журавлев и др., 1961, 1975 Мамедов, 1976 Баренбойм, 1966 Владимиров, 1966 Марченко, 1973 Коиев, 1965 Рорр, 1979]. Дискуссионным остается положение о сигнальной функции этого излучения. [c.3]

Пытаясь выяснить возможную химическую природу этого вещества-регулятора, мы должны будем использовать уже полученные. нами сведения о механизмах регулирования биений ундулоподии Вряд ли в качестве регулятора можно использовать АТФ-рецептор сам потребляет чужую АТФ, поставляемую специализированными биохимическими системами, но им может быть какой-либо регулятор АТФ-азной активности. Опираясь на знания биохимии современных организмов, мы должны были бы поручить эту роль ионам кальция. Диффузия по трубке ионов кальция или связывающих их веществ могла бы служить хорошим способом управления биения ресничек. Правдоподобность такого способа регуляции двигательной активности следует из многих данных о работе различных аппаратов движения. Именно так регулируется сокращение стебелька сувойки. Изменение концентрации ионов кальция регулирует работу мышц всех видов — недаром роли кальция в биологических процессах посвящаются специальные книги (см., например, [64]). Примем пока, что внутри одной клетки регуляторные импульсы от рецепторов передаются двигательным органеллам по специальным трубам в виде порций ионов кальция или веществ, изменяющих состояние кальция в ундулоподиях. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология