Перекись водорода и каталаза

Образование перекиси водорода обнаружено в ряде ферментных и биологических систем, но лишь в том случае, когда система не содержит тяжелых металлов или ферментов каталазы и пероксидазы, которые обе разлагают перекись водорода. Как показано на стр. 347, эти ферменты способствуют либо прямому разложению перекиси, либо ее удалению путем участия в реакциях. Перекись водорода обнаружена в целом ряде реакций, катализированных разными окисляющими ферментами (оксидазами) и пуриновой дегидрогеназой молока. Перекись водорода не обнаружена в клетках, которые требуют кислорода для своего обмена (аэробных), так как такие клетки всегда содержат каталазу, но она была найдена при действии кислорода на некоторые бактерии, лишенные каталазы, например на пневмококки и стрептококки с анаэробным существованием. Перекись водорода угнетает рост анаэробных организмов типов, указанных выше. Это доказывает, что разрушение таких организмов, наблюдающееся при действии воздуха, может протекать за счет образования перекиси водорода, являющейся ядом для процесса их обмена. Имеются доказательства, что антибактериальная активность человеческой слюны обусловлена присутствием стрептококков. Так, эфирные экстракты стрептококков подавляют рост дифтерийных бактерий и стафилококков, и этот эффект приписывается содержанию перекиси водорода [117]. Этот и другие антисептические эффекты перекиси водорода рассматриваются ниже при анализе применения перекиси водорода в медицине (см. стр. 512 и сл.). [c.67]

Анаэробиоз некоторые авторы объясняют тем, что эти микробы не имеют фермента каталазы, разлагающего перекись водорода. Считают, что на первой стадии процесса окисления органического вещества кислородом воздуха образуется перекись водорода, которая является ядом для всех живых существ, но все микробы, кроме анаэробных, способны выделять в среду фермент каталазу, разлагающий перекись водорода на воду и кислород. Анаэробы в присутствии кислорода отравляются перекисью водорода. [c.263]

Прямое доказательство существования неустойчивых промежуточных соединений в реакциях каталазы и пероксидазы с перекисью водорода было получено из данных спектрофотометрического исследования. Так, например, перекись водорода и пероксидаза дают четыре комплекса, два из которых каталитически неактивны [20]. Кинетика их взаимопревращения и реакций с донорами водорода была широко изучена [21]. Лейдлер указал [22] на возможности спектрофотометрического доказательства для других комплексов. [c.113]

Ферменты обладают высокой специфичностью. Каждый фермент катализирует только определенный химический процесс или определенную группу превращений. Так, фермент каталаза разлагает перекись водорода, но не действует на белки пепсин разлагает белки, но не влияет на скорость окислительных процессов. [c.251]

Объяснение. Каталаза относится к группе окислительных ферментов, расщепляющих перекись водорода на воду и кислород [c.99]

Остальные из названных выше элементов металлы. Каковы же их функции Какая роль, например, магния, для чего нужны организму калий и натрий, каковы функции ионов кобальта, сделавшие его необходимым для нормальной работы организма Не всегда удается дать исчерпывающие ответы на подобные вопросы. В дальнейшем мы изложим те сведения о роли ионов металлов в ферментных системах, которые могут считаться надежно установленными. Природа экономно использует металлы — их содержание в организмах невелико и ион каждого вида выполняет различные функции. Чаще всего они связаны с усилением действия биологических катализаторов или образованием специфических активных групп катализаторов — металлосодержащих ферментов. Известно, что металлы, как правило, входят в состав организмов в виде комплексных соединений. Так, железо с азотсодержащими веществами образует сложный комплекс — гем. Гем вступает во взаимодействие с белками, и в зависимости от того, с каким белком он соединился, получающееся вещество приобретает различные свойства. В одном случае получается превосходный переносчик кислорода — гемоглобин, в другом — фермент, разлагающий перекись водорода,— каталаза, в третьем — фермент пероксидаза и т. д. [c.10]

Описанные выше процессы протекают в капсулах и чехлах, в которых концентрируются все компоненты реакции восстановленные формы железа и марганца, перекись водорода, каталаза. [c.335]

Молочнокислые бактерии обитают на поверхности растений, в молоке, на пищевых продуктах, в кишечнике человека и животных. Они имеют много общих при -знаков, важнейшие из них следующие образуют молочную кислоту, положительно окрашиваются по Граму, обычно не образуют спор, неподвижны, кокки или палочки требовательны к источникам азота (многие не развиваются на простых синтетических средах), не образуют каталазу, которая расщепляет перекись водорода на воду и кислород. Если иа колонию молочнокислых бактерий на питательной среде нанести каплю 3%-ного раствора перекиси водорода, выделения кислорода не наблюдается. Колонии бактерий, образующих каталазу, в этих условиях покрываются пузырьками кислорода. [c.92]

Двуокись марганца, порошкообразные тела (особенно уголь) раз..1а-1ЮТ перекись водорода уже на. холоду. Аналогично действует находя-ийся в крови и тканях животных фермент каталаза. Перекись водорода [c.23]

Пероксисомы - органеллы, окруженные однослойной мембраной и содержащие ряд окислительных ферментов, а также каталазу, разрушающую перекись водорода, образующуюся в процессе окисления. [c.43]

Энзимы присоединения (разложения), как, например, каталаза, разлагающая перекись водорода, [c.251]

Выделяющийся водород может, соединяясь с кислородом, образовывать либо воду, либо перекись водорода. Обе эти группы ферментов относят к оксидазам. Перекись водорода, являющаяся энзиматическим ядом, может разложиться на кислород и воду ферментами каталазой или пероксидазой. [c.252]

Применение этой схемы для объяснения действия энзима каталазы , разлагающей перекись водорода, и дальнейшая разработка ее Габером и Вейссом были уже рассмотрены в 1Л. XI (стр. 273-75). Несомненно, что в этом случае энзим,, который является порфирином, сод,ержащи М железо, действительно может быть заменен солью окисного или закисного железа. [c.292]

Описанные выще процессы протекают в капсулах, чехлах, слизистых выделениях, на поверхности клеточной стенки, в которых концентрируются все компоненты реакции восстановленные формы железа и марганца, перекись водорода, каталаза. Физиологический смысл процессов окисления Ре " и с участием Н2О2 — детоксикация вредного продукта метаболизма. Ни в одном случае окисление железа и марганца не приводит к получению бактериями энергии. [c.377]

Рнс. 51. Изменение концентрации комплекса каталаза — перекись водорода при смешивании Ь10 М фермента и 4.1-10 М перекиси ТИКИ образования и расходова- [c.180]

Другой энзим пероксозомы — это каталаза, использующая полученную при иммунификации молекул О 2 перекись водорода на окисление спирта или молочной кислоты при этой реакции от окисляемых веществ отнимается водород [c.376]

Болыпое Лначенне для объяснения биологических процессов окисления имело открытие того факта, что нри так называемом безжелезном дыхании жмг>,ых клеток, а именно бактерий молочнокислого брожения, весь процесс обмена веществ в конечном результате сводится к присоединению водорода к молекулярному кислороду с образованием Н2О2. Благодаря тому что эти клетки не содержат фермента каталазы, присутствующего почти во исех других клетках н расщепляющего Н2О2, удалось количественно определить перекись водорода, [c.33]

Если путем получасового нагревания при 70° сделать каталазу неакгинпой, то содержание П Ог в молоке в количестве от 0,1 до 0,5 /о предохраняет его от скисания, при этом вкус молока не изменяется даже при повышенной температуре в течение 3— 7 дней. По реакции на перекись водорода в молоке можно определить, подвергалось ли оно пастеризации или кипячению или нет, так как в первом случае каталаза становится неактивной. Молоко, консервированнре перекисью водорода, можно лерево-вить в отдаленные местности. [c.435]

КАТАЛАЗА (от греч katalysis-разрушение) (перекись водорода перекись водорода оксидоредуктаза), фермент класса оксидоредуктаз, катализирующий разложение HjOj на HjO и Оз При низких концентрациях HjOj каталаза проявляет также пероксидазную активность, окисляя низшие спирты, полифенолы и др. [c.334]

Помимо учета близости исследуемого вещества к тем или иным ингибиторам ферментных систем, следует обратить внимание на возможную близость его к субстратам действия энзимов. Ряд химических веществ, с которыми имеет дело токсиколог, являются субстратами действия определенных ферментов, что позволяет при установлении нх пороговых концентраций выбрать в качестве критерия исследование активности именно данной ферментной системы. Примером могут служить опыты Л. А. Тиунова н Т. И. Соколовой (1957). Эти авторы при изучении действия на организм белых крыс и мышей паров перекиси водорода в качестве критерия токсического действия яда избрали исследование каталазы — фермента, для которого перекись водорода является субстратом. [c.232]

Каталаза, согласно существующим представлениям, выполняет защитные функции, препятствуя накоплению Н2О2, оказывающей повреждающее действие на клеточные компоненты. Гибельное действие О2 на облигатные анаэробы, возможно, объясняется отсутствием у них этого фермента. В пользу такого представления говорит существование наследственной болезни акаталаземии [25]. Люди с очень низкой активностью каталазы встречаются во многих местах, но особенно их миого в Корее. По имеющимся оценкам, в Японии насчитывается 1800 человек, лишенных каталазы. Поскольку примерно у половины этих людей не наблюдается никаких симптомов, каталазу можно было бы отнести к несущественным ферментам. Однако у многих лиц вокруг зубов развиваются язвенные процессы, которые могут приводить к серьезным осложнениям. По-видимому, перекись водорода, вырабатываемая бактериями, по мере накопления окисляет гемоглобин в метгемоглобин (дополнение 10-А), лишая пораженные ткани кислорода. [c.377]

Процесс аэробного дыхания является более сложным, так как в нем принимают участие разные ферменты типа дегидраз и окси-даз. Аэробные микроорганизмы также очень разнообразны, поэтому и типов аэробного дыхания много, причем отличаются они друг от друга ферментами, участвующими в окислении субстрата. У микроорганизмов, имеющих окислительные ферменты — пе-роксидазу и каталазу, механизм аэробного дыхания сравнительно прост водород, катализуемый дегидразой, передается кислороду, при этом образуется перекись водорода, которая далее при помощи фермента пероксидазы направляется на окисление специфического субстрата или расщепляется каталазой до молекулярного кислорода и воды, освобождая тем клетку от накопления этого ядовитого вещества. Согласно теории Варбурга решающим условием окисления является активирование кислорода при помощи железа, входящего в состав дыхательного фермента. В протоплазме аэробных микроорганизмов есть и другие группы ферментов — переносчиков кислорода, например, окислительный желтый дыхательный фермент , который легко восстанавливается, присоединяя активированный водород субстрата при помощи дегидраз, а затем вновь окисляется, отдавая водород молекулярному кислороду. При этом образуется перекись водорода. Русский ученый В. И. Палладии впервые поднял вопрос [c.529]

Восстановленные флавиннуклеотиды оксидаз Ь- и О-аминокислот могут непосредственно окисляться молекулярным кислородом. При этом образуется перекись водорода, которая подвергается расщеплению под действием каталазы на воду и кислород. [c.432]

Перекись водорода, образующаяся в аэробных реакциях, если она не используется для других обменных процессов, полностью выводится из окислительно-восстановительного цикла разложением на молекулярный кислород и воду при участии гемопротеидного фермента каталазы [c.567]

П. Десмолазы, или ферменты расщепления (от греч. с1езтоз— связь) они катализируют реакции типа Р—в результате которых происходит глубокий распад органического вещества и разрыв связи между углеродными атомами молекул. К ним относятся в основном все ферменты брожения, расщепляющие углеводы на более простые соединения. Например, зимаза — комплекс ферментов, катализирующих реакции, происходящие при спиртовом брожении карбоксилаза — катализирует реакцию декарбоксилирования карболигаза — синтезирует две альдегидные группы каталаза — разлагает перекись водорода на моле-.кулярный кислород и воду, тем самым защищая клетку от накопления ядовитой перекиси водорода, возникающей как побочный продукт при процессах активации кислорода. [c.526]

Анаэробное дыхание. При анаэробном дыхании у микроорганизмов происходят различные биохимические и окислительные процессы органических веществ, основанные на дегидрировании (отнятии водорода) без участия свободного кислорода. Акцептором водорода являются промежуточные продукты процесса окисления субстрата (например, органические молекулы, имеющие ненасыщенные связи). Этот процесс происходит по следующей схеме 1) окисляемый субстрат — Нг + фермент дегидраза = окисленный субстрат + дегидраза — Нг 2) дегидраза — Нг -1- акцептор водорода (органическая молекула) =дегидраза-I-акцептор — Нг. При таком окислении выделяется определенное количество энергии, которое необходимо для жизнедеятельности анаэробных микробов. Последние не могут использовать для окисления органических соединений молекулярный кислород, так как у них дыхательными ферментами являются только дегидразы, а для использования молекулярного кислорода микроорганизмы должны иметь и другие ферменты. Например, несмотря на наличие кислорода в среде, молочнокислые бактерии (В. Ое1Ь-гйск ) совершенно не могут им пользоваться, так как у них нет фермента каталазы, которая разлагала бы перекись водорода, образующуюся в процессах дыхания и являющуюся ядом для микробов, и пероксидазы, которая вовлекала бы перекись водорода в окислительный процесс. [c.528]

Перекись водорода — наиболее стабильный из промежуточных продуктов восстановления О2, но и наименее реакционноспособный. У большинства аэробных прокариот Н2О2 быстро разлагается с помощью гемсодержащих ферментов каталазы и пероксидазы. В отсутствие их Н2О2 может накапливаться в летальных для организма концентрациях. [c.332]

Каталаза и пероксидаза. Перекись водорода разрушается двумя классами родственных ферментов, катализирующих ее двухэлектронное восстановление до HjO и использующих в качестве донора электронов Н2О2 в случае каталазы (реакция 10) или различные органические соединения в случае пероксидазы (реакция 11). [c.336]

Для анаэробных прокариот, способных переносить контакт с О2 и его производными в относительно небольших масштабах, необходимо присутствие в клетках супероксидцисмутазы, убирающей О2. Наличие каталазы при этом не обязательно, поскольку возникающая в реакции дисмутации и других реакциях перекись водорода разлагается спонтанно или с участием неферментативных катализаторов, и организмы в целом справляются с ней в этих условиях. Таким образом, при осуществлении энергетического метаболизма анаэробного типа для устранения токсических эффектов О2 достаточно одной ферментной преграды в виде супероксиддисмутазы. [c.337]

Постоянными компонентами изучаемых систем были силикагель, адсорбированная им каталаза и перекись водорода, количества которых во всех случаях оставались одинаковыми. Переменными компонентами являлись только концентрации хлорфенокси-уксусных кислот, которые варьировались в пределах от 0,005 до 0,5% к весу силикагеля. Определение активности каталазы с использованием адоорбента-носитеЛя Давало хорошую воспроизводимость результатов. [c.339]

М.Л 5 /о-ного раствора Н2О2. Затем в каждую колонку с интервалом в 2—3 мин вносят катализаторы. В одну из колонок добавляют 0,2 мл гемолизированной кровн (0,1 мл крови из пальца разводят в 50 раз). В другую колонку вносят такое же количество гемолизированной крови, в которой каталазу предварительно инактивируют добавлением какого-нибудь ингибитора (азид натрия, солянокислый гидроксиламин, цианистый калий). В остальные две колонки вносят по одной капле поверхностно-активного вещества (сыворотку крови, разведенную в 30 раз) и по 0,2 мл 10%-ных растворов К1 и РеС1з. Перекись водорода и растворы катализаторов перемешивают, отмечают начало реакции и через 1 мин определяют высоту столба пены. [c.80]

В работе фон Эйлера и Иозефсона [183] вычислена постоянная сродства соединения гемин — перекись водорода и сравнена с постоянной в случае очищенной каталазы. Из зависимости каталазной активности от концентрации перекиси водорода был сделан вывод, что она имеет большее сродство к гемину, чем к каталазе. [c.68]

Кроме каталазы, существует и другой фермент, оказываюнщй специфическое действие на перекись водорода, это пероксидаза. Последняя отличается способностью активировать Н2О2 таким образом, что она в присутствии окисляюпщхся веществ отдает им один атом кислорода. В отсутствие же окисляющихся веществ пероксидаза не разлагает перекиси водорода. [c.78]

Интересен вопрос и о физиологическом действии перекиси водорода на молекулярном уровне. Показано, что перекись водорода может вызвать мутации, и в ряде литературных источников [442] описываются условия и природа этого эффекта. Последний иногда считают радиомиметическим эффектом, причем он представляет интерес с точки зрения образования перекиси водорода в живых организмах прн действии ионизируют,их излучений (см. стр. 60). Механизм этого мутагегпюго действия точно еще не известен, а поэтому заслуживают внимания различные высказанные мнения и точки зрения. Процессы мутации находятся в близком родстве с карциногеиезом, и, как указывает Дженсен (см. в работе [443] стр. 159), необходимо различать возникновение опухоли и ее развитие факторы, имеющие значения для одного из этих явлений, могут ие оказывать влияния на другое. Мутагенное действие перекиси водорода изменяется также в зависимости от легкости доступа ее к клеточным ядрам (см. в работе [443] стр. 116). Процесс может зависеть и от возможного изменения содержания каталазы в разных частях клетки. Шнейдер (см. в работе [359] стр. 273) считает, что каталаза в клеточном ядре почти отсутствует и находится в растворимой форме в цитоплазме однако мнения по этому предположению расходятся [443]. Тем не менее установлено [444], что каталаза устойчива против рентгеновского облучения. Логическим выводом из того, что рентгеновские лучи и подавляют опухоли и вызывают образование перекиси водорода, была мысль, что перекись водорода может оказывать благоприятное влияние на лечение рака. Такого рода опыты проводились (см. в работе [443] стр. 149 [445]) и проводятся сейчас, но пока еще положительных результатов не получено. Возможно, что перекись, образующаяся при действии излучения, представляет органическую перекись или перекись водорода в форме аддитивного соединения, причем высказана мысль (см. в работе [443] стр. 149), что эти соединения не разлагаются каталазой. Большинство авторов в на- [c.358]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология