Окислительно-восстановительные энзимы

Реакции сопряженного гидрирования играют исключительно важную роль в биохимических процессах (окислительно-восстановительные, или редокс-процессы). Катализированные металлами группы Р1 реакции перераспределения водорода в органических молекулах являются моделями биохимических процессов, в которых катализаторами служат ферменты. Н. Д. Зелинский в одной из статей писал В живой природе имеется широкое поле течения и развития каталитических процессов. В клетках живого вещества рассеяны ускорители (катализаторы) с характерной специфичностью их действия. Особенно большую роль играют восстановительно-окислительные реакции в присутствии катализаторов, вырабатываемых живым веществом, каковыми и являются ферменты и энзимы. Гармоническое сочетание совокупности действия таких катализаторов представляет одно из главных условий жизни животного и растительного организма [10]. [c.447]

В свою очередь гомогенный катализ можно разделить по типу применяемого катализатора на кислотно-основной (в присутствии кислот и оснований), окислительно-восстановительный (в присутствии ионов металлов переменной валентности), координационный или металлокомплексный (промежуточные продукты — комплексные соединения) и гомогенный газофазный (например, окисление диоксида серы кислородом в присутствии следов оксидов азота). К гомогенно-каталитическим процессам относят и ферментативный катализ биохимических процессов, происходящих в живых организмах под влиянием сложных белковых катализаторов — ферментов (энзимов). [c.234]

Ферментация—химическое превращение под каталитическим влиянием энзимов, которые представляют собой азотистые органические вещества, вырабатываемые живыми организмами (бактерии, плесневые грибки и дрожжи). Энзимы имеют коллоидную структуру и их молекулярная масса достигает 300 ООО. Каталитическое действие энзимов очень специфично, сильно зависит от pH и температуры и чувствительно к промотирующему или тормозящему действию многих веществ. Оптимальная температура для большинства энзимов лежит между 18 и 38 С. Энзимы называют по -их функции с прибавлением окончания аза . Катализатор гидролиза имеет название гидролаза, окислительно-восстановительные энзимы называют оксидазами. [c.329]

Гарден и Юнг обнаружили в 1906 г., что сок дрожжей после диализа теряет способность- вызывать брожение глюкозы. Из диализата было выделено устойчивое по отношению к нагреванию вещество с низким молекулярным весом. Оно было названо коэнзимом , так как при добавлении его к энзиму полностью восстанавливались каталитические свойства последнего. Сейчас из экстрактов клеток, кровяных шариков и т. д. выделен целый ряд таких коэнзимов и подробно изучены их химические свойства. Все они оказались органическими соединениями, способными участвовать в обратимых окислительно-восстановительных реакциях. [c.287]

Эти процессы опять-таки сводятся к дегидрированию. В присутствии энзима цитохром-оксидазы восстановленный цитохром легко окисляется воздухом в состояние, отвечающее окисному железу, но кислород превращается при этом не в перекись водорода, а в воду. Спектры поглощения окисленной и восстановленной форм цитохромов заметно отличаются друг от друга, так что за этим окислительно-восстановительным циклом можно следить спектроскопически даже в живых организмах, например в маленьких насекомых. Таким путем было установлено, что цитохромы играют главную роль в процессах дыхания. [c.290]

У соединений этого типа специфичность действия энзимов связана с окислительно-восстановительным потенциалом координированного металла. Возможно, что аналогично могут действовать другие переходные элементы, например марганец и кобальт. [c.307]

Характерной чертой большинства вновь публикуемых исследований является отрицание целесообразности прежних упрощенных подходов к решению вопроса о механизме действия антибиотиков— хинонов, когда их активность связывалась только с величиной их окислительно-восстановительного потенциала или с их способностью взаимодействовать с сульфгидрильными группами тех энзимов. [c.284]

На поверхности плазмалеммы дрожжей просматриваются в электронном микроскопе округлые структуры диаметром 10—И нм. По-видимому, это ферменты, осуществляющие процесс синтеза клеточных стенок, гидролитические, окислительно-восстановительные ферменты, пермеазы и другие энзимы. [c.25]

Направление научных исследований расчет молекулярных орбит электронная корреляция применение квантовой механики к изучению проблем в области валентности, спектроскопии и межмолекулярных сил ИК-спектры и ЯМР высокого разрешения кинетика и механизм неорганических окислительно-восстановительных реакций реакционная способность связи углерод — металл амиды металлов и неметаллов кинетика реакций в газовой фазе, реакций гидрирования и полимеризации неорганические полимеры органические соединения бора, фосфора, кремния, германия, олова влияние у-излучения на металлорганические соединения калориметрия металлорганических соединений рентгеноструктурный анализ природных веществ химия производных ацетилена, алкалоидов, терпенов и стероидов биосинтез метаболитов плесени моделирование системы энзимов. [c.273]

Выделение окислительно-восстановительных , или редокс -или электронообменных полимеров в отдельный класс основывается на зависимости, которая была установлена лишь относительно недавно [2]. Однако, как только этот класс был открыт, стало очевидным, что к нему могут быть отнесены многие природные и синтетические вещества. Все живые организмы, животные и растительные, функционируют благодаря действию полимерных окислительно-восстановительных систем. В их число входит множество оксидаз и редуктаз и других энзимов с их помощью происходят реакции, при которых электроны выводятся из реагента или вводятся в него с образованием молекул. [c.13]

Однако в отсутствие фотосинтетических агрегатов (энзимов и т. д.) молекулы хлорофилла не способны вызывать фотосенсибилизированную окислительно-восстановительную реакцию с участием воды, как донора, и реагентов Хилла в качестве акцепторов. С другой стороны, было показано, что хлорофилл сенсибилизирует в растворе окисление молекулярным кислородом аллилтиомочевины [733], процессы переноса электронов (или водорода) от аскорбиновой кислоты и фенилгидразина к Сафранину, Метиловому красному [546, 734—738]. Эти сенсибилизированные окислительновосстановительные реакции, обратимое фотовосстановление хлорофилла аскорбиновой кислотой с образованием промежуточного продукта ярко-розового цвета (реакция Красновского [233]), а также обратимое фотоокисление хлорофилла хинонами или солями трехвалентного железа [739—741] по своей природе аналогичны фОтореакциям синтетических красителей (см. стр. 388) [742]. [c.464]

Второй вопрос касается кинетики реакций в полимерных ре-докс-системах. В настоящее время мы не располагаем надежной общей информацией. Возможно, что некоторые аналогии могут быть получены из рассмотрения кинетики окислительно-восстановительных реакций энзимов, но мы не в состоянии дать в настоящее время теоретически удовлетворительную трактовку [7, 35, 46]. (См. также гл. V, разделы 1.1.1 2.2.1 и 4.2.4). [c.67]

Важная роль, которую играют энзимы в растительных и животных физиологических процессах, является общепризнанной и несомненной. Окислительные и восстановительные реакции при дыхании, гидролитические процессы при пищеварении, дезинтеграция при клеточном метаболизме и многие синтетические процессы вызываются я ускоряются энзимами. [c.333]

Недавно Фрейденбергу удалось, обрабатывая конифериловый спирт окислительно-восстановительными энзимами (фенилредоксазой сокя шампиньонов) получить аморфный светлокоричневый порошок, восп[)Оизводящий почти все свойства лигнинов. Однако того продукт получалось не более Зи%. Остальное количество кониферилового спирта полностью расходовалось на образование следующих остававшихся в растворе веш,еств [c.347]

Гомогенный катализ можно разделить (классифицировать) на кислотно-основной (катализаторы - кислоты и основания), металлокомплексный (координационный) (катализаторы металлокомплексные соедршения), окислительно-восстановительный (катализаторы - ионы металлов переменной валентности), гомогенный газофазный (катализаторы - химически активные газы, такие, как N0, NO2, ВГа и др.) и ферментативный (ка1а)ш9аторы -ферменты (энзимы) - белковые молекулы с oTHO nitooAO большой молекулярной массой, например химотрипсин, элАСтаЗа папаин, фицин, щелочная фосфатаза и др.). [c.377]

В заключение упомянем еще об одной задаче, осуществление которой с такой электронной передачей по рещетке полупроводника представляется возможным это— сопряженное проведение эндотермических реакций за счет экзотермических. В биохимии такие процессы распространены и осуществляются с участием энзимов. Нам кажется, что такие механизмы возможны и для неорганических катализаторов — полупроводников при окислительно-восстановительном катализе. [c.20]

Действительно, многие энзимы при отделении от ассоциированных с ними коэнзимов теряют каталитическую способность. В некоторых случаях коэнзимы могуг быть с тем, же успехом заменены синтетическими веществами типа метиленовой синей. Биологическая специфичность коэнзимов гораздо меньще, чем энзимов, хотя каждый из них действует, очевидно, в строго определенном интервале окислительно-восстановительных потенциалов. [c.287]

Как будет видно, эти коэнзимы играют в реакциях в клетках примерно такую же роль, как красители типа метиленовой синей в реакциях энзимов in vitro, рассмотренных на стр. 285. Аналогичный характер имеет также окислительно-восстановительная реакция с рибофлавином. Действительно, не приходится сомневаться, что функция флавопротепнов в организме заключается в окислении восстановленных форм никотинамидных коэнзимов, то есть [c.290]

Примером такого рода является янтарно-фумаровая система, которая не принадлежит к числу электрохимически активных. Борсук и Шотт [39] уточнили ранние исследования Тунберга [40] и Лемана [41], показав, что янтарно-фумаровую систему можно заставить прийти в состояние истинного равновесия при введении метиленовой голубой или индиготетрасульфоната, если воспользоваться энзимом бычьего сердца в качестве катализатора. Электрод из благородного металла, погруженный в такой раствор, ведет себя во всех отношениях как обратимый электрод. Если, однако же, не добавить красителя, то не удается обнаружить измеримого потенциала. Объяснить это можно, повидимому, следующим образом. Окислительно-восстановительная система в контакте с электродом будет вести себя как электромоторно обратимая лишь в том случае, если она достаточно подвижна для того, чтобы электроны, которые отводятся из элемента при мгновенном включении цепи, связывающей его с потенциометром, немедлен1ю восполнялись. Между тем, хотя янтарно-фумаровая система достаточно активируется энзимом, чтобы медленно приходить в равновесие с системой краситель-лейкооснование, она все же не приобретает при зтом достаточной [c.284]

ФЕРМЕНТЫ (энзимы). Регуляторы биохимических процессов белковой природы, в сотни тысяч и даже в миллионы раз ускоряющие химические процессы, протекающие в живых организглах. Подразделяются на простые и сложные (одно- и двукомпонентные). Простые Ф. состоят из белка, обладающего каталитическими свойствами. В составе сложных Ф. различают небелковую часть, называемую активной группой, или коферментом, и белковую часть. В состав активных групп двукомпонентных Ф. часто входят витамины. Б сложных Ф. ни кофермент, ни белковая часть, взятые в отдельности, не проявляют катализирующего действия, присущего Ф. в целом. Большинство химических реакций, совер шаюпщхся в организме в процессе обмена веществ, протекает с участием Ф. Всего в настоящее время известно свыше 700 Ф., многие из которых получены в кристаллическом состоянии. К Ф. относятся, например, липаза, расщепляющая жиры, пепсин — Ф. желудочного сока, протеазы, расщепляющие белки, карбогидразы, расщепляющие углеводы, окислительно-восстановительные Ф.— дегидразы, каталаза, пероксидаза. Ф. называют по субстрату, на который они действуют, с заменой окончания на -аза, например, сахароза и сахараза, или по типу биохимической реакции, которую они катализируют. [c.318]

Перехожу теперь к габер-вильштеттеровскому объяснению механизма действия биологических окислительно-восстановительных катализаторов. Применение схемы цепной реакции, основанной на промежуточном образовании радикала, к окислению сульфита в водном растворе в присутствии окиси меди, привело Габера к необходимости считать, что катализатор участвует только в самой начальной фазе реакции, создавая из субстрата радикал путем одновалентного окисления его, сама н е цепная реакция проходит без содействия катализатора. Этим устанавливается полная аналогия между действием двувалентного иона меди и действием светового кванта. По отношению к данному случаю эта концепция не стоит в противоречии с фактами. Но применение ее к объяснению механизма разложения перекиси водорода под действием энзимов пероксидазы и каталазы неизбежно влечет за собой — в силу строгой специфичности этих катализаторов — выводы, которые совершенно расходятся с экспериментальными данными. [c.128]

В наибольшем количестве в комбинации с порфиринонодобными веществами содержатся два металла магний и железо. Магний соединен с дигид-ронорфириновым производным — хлорофиллом. В гемоглобине животных железо непосредственно соединено с порфприном и протеином. В значительно меньшем количестве находится железо в некоторых аналогичных соединениях во многих энзимах, осуществляющих окислительно-восстановительные функции в растительных и в животных организмах [2]. [c.45]

В периоде лагфазы микроорганизмы сами создают необходимую для их развития величину окислительного потенциала. Бактериальные культуры почти всегда являются резко редуцирующими системами [23]. В особенности это относится к анаэробам, создающим соответствующие окислительно-восстановительные условия в среде. Согласно Хьюитту [23] бактерии производят редукцию на поверхности клетки. Микроорганизмы являются активными центрами каталитических химических реакций, вызываемых энзимами на поверхности клетки. Вместе с тем центрифугированный, лишенный клеток, экстракт содержит восстановители, которые легко окисляются воздухом [11] и возможно являются веществами типа альдегидов [24]. Хотя о природе редуцирующих веществ, выделяемых анаэробами, почти ничего неизвестно [4], по нашему мнению, они не могут быть идентичны в различных бактериальных культурах. [c.97]

К вопросу, какой полимер следует считать химически реакционноспособным, можно подходить с различных точек зрения. Если прибегнуть к образному сравнению, то эти точки зрения взаимосвязаны, подобно полимерным цепям в сшитом полимере. Так, исходя, например, из поливинилгидрохинонов, путем аналогий соотношений между обобщенной кислотно-основной к обобщенной окислительно-восстановительной химией, мы возвращаемся к области поликислот, полиоснований и вообще ионообменников= Но может возникнуть также вопрос, как прочно реакционноспособная группа должна быть связана с полимерной цепью, чтобы полимер мог называться химически реакционноспособным, в отличие, например, от адсорбции или даже своего рода раствора активной группы в отдельной мицелле, образованной свернувшейся в клубок цепью полимера. Поиски ответа на такой вопрос, как и на любой другой, относящийся к пограничной области химического и физического взаимодействия, вводят нас непосредственно в область химии природных соединений — энзимов, витаминов, антигенов и антител — и в то же время в исследование соединений включения, молекулярных комплексов и во всю увлекательную область исследования влияния сочетания модельной группы (или, в общем, реакционноспособной группы) с субстратом на ее свойства. [c.239]

Окислительно-восстановительные превращения молибдена в реакции восстановления нитратов до конца не изучены. При помощи хроматографического анализа было установлено, что в мо-либдате, восстановленном дитионитом, основная часть молибдена находится в форме Мо +. Эти данные легли в основу предположения, что в процессе восстановления нитратов молибден претерпевает окислительно-восстановительные превращения между шести- и пятивалентной формами. Было показано, что в отсутствии энзима или при его инактивации кипячением Мо + не восстанавливает нитратов. Мо + также не эффективен при восстановлении нитратов (Ni holas а. Stewens, 1956). [c.111]

Тиольные группы поливинилмеркаптана легко окисляются и восстанавливаются, поэтому полимер используют в качестве модели для изучения окислительно-восстановительных свойств энзимов, содержащих тиольные группы. [c.327]

Следует подчеркнуть, что деформированная молекула (И) имеет окислительные свойства, а (1)—восстановительные и поэтому дегидратируется путем превращения в (И). Аналогичные структуры можно предложить и для пpиpoднo o энзима — каталазы. Разложение Н2О2 на поверхности гидроокиси железа можно представить в виде цепи реакций (см. ниже) через радикалы НО и НО2, которые обозначены значками —-или Как промежуточное вещество возникает также перекисное соединение [c.383]

Козимаза (коэнзим I, кодегидрогеназа 1), коэнзим сппртового брожения, открыта Харденом и Юнгом в 1905 г. Она является, повидимому, необходимым компонентом почти всех живых клеток вместе скоэнзимом II она играет важную роль в окислительных и восстановительных биологических процессах. Часть ее молекулы составляет никотинамид. Принятая для этих энзимов структура следующая [24] [c.536]

Большой специфичностью по отношению к субстрату отличаются ферменты, связь металла которых со специфическим белком, а в ряде случаев и с простетической группой, как правило, очень прочная. Эти ферменты относятся к категории истинных металлсодержащих энзимов. Функция металла в них состоит в переносе электронов внутри единой энзиматической единицы (молибденсодержащие флавопротеиновые ферменты) или транспорте их на том или ином участке окислительной цепи. Окисли-тельно-восстановительные превращения субстрата обычно во всех этих случаях сопровождаются изменением валентности металла фермента. [c.43]