Белки окисление

Рис. 21-24. Завершающая стадия метаболическою окисления-дыхательная цепь. Все ко.мпоненты цепи собраны па внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрии в четыре макромолекулярных комплекса, содержащих цитохромы, флавопротеиды и другие негемиповые железосодержащие белки. Кофермент р, или убихинон, и цитохром с играют роль переносчиков протонов и электронов от одного комплекса к следующему. Восстановление осуществляется путем переноса протонов до тех пор, пока этот процесс не достигнет кофермента Q, после чего оно осуществляется путем переноса электронов, а протоны переходят в раствор. Электроны и протоны снова объединяются в конце цепи, когда кислород восстанавливается до воды. Свободная энергия запасается в молекулах АТФ, образующихся в трех из четырех комплексов.

Использование свободной энергии, освобождающейся в химических реакциях, для осуществления других, сопряженных с первыми процессов, имеет исключительно важное значение в биологических системах. Процессы биологического окисления являются источником свободной энергии для осуществления синтеза ряда важнейших компонент клетки, в частности, белков, идущего с увеличением свободной энергии. [c.239]

Процессы получения белков [21, изображенные на рис. 6.1, а и б, различаются стадиями выделения и очистки биомассы. При работе на дизельном топливе необходима дополнительная ступень процесса - экстракция для извлечения остаточных углеводородов (не окисленных дрожжами или адсорбированных на них). [c.266]

Огромная эффективность, с которой энергия высвобождается, запасается и снова выделяется, - тоже результат деятельности ферментов. Энергию организм может получать не только из глюкозы, но и при расщеплении белков, а также жирных кислот, содержащихся в жирах. Для окисления этих веществ клетки используют те же ферменты, что и для окисления глюкозы. [c.446]

Каждая молекула НАД Н независимо от своего происхождения поступает на третью стадию метаболического процесса-окончательный цикл окисления, или дыхательную цепь,-и образует три молекулы АТФ. Каждая молекула ФАД Hj принимает участие в промежуточной части этой стадии и образует только две молекулы АТФ. Дыхательная цепь включает ряд флавинсодержащих белков (флавопротеидов) и цитохромов (рис. 20-23), с которыми взаимодействуют атомы водорода и электроны, образуемые из НАД Н и ФАД Н2, до тех пор пока они в конце концов не восстанавливают О2 в Н2О. Компоненты дыхательной цепи показаны на рис. 21-24. При повторном окислении НАД Н два атома водорода используются для восстановления флавопротеида, а выделяемая свободная энергия используется для синтеза молекулы АТФ из АДФ и фосфата. Флаво-протеид снова окисляется, восстанавливая небольшую органическую молекулу хинона, известного под названием убихинона, или кофермента Q. С этого момента судьбы электронов и протонов восстановительных атомов водорода расходятся. Электроны используются для восстановления атома железа в цитохроме Ь из состояния Fe в состояние Fe а протоны переходят в раствор. Цитохром Ь восстанавливается в цитохром с,. [c.330]

Выход из тупика в третий раз оказался возможен благодаря процессам координационной химии. Появились такие молекулы, состоящие из железа, порфирина и белка, в которых железо могло связывать молекулу кислорода, не окисляясь при этом. Окисление Ре(П) после первой стадии связывания в них не осуществляется. Кислород просто переносится в различные участки организма, чтобы высвободиться при надлежащих условиях-кислотности и недостатке кислорода. Одна из таких молекул, гемоглобин, [c.260]

Деструкция, являясь одним из видов старения полимеров, — довольно распространенная реакция в химии высокомолекулярных соединений. Она может играть как положительную роль (например, для установления строения полимеров, получения некоторых индивидуальных веществ из природных полимеров аминокислот из белков, глюкозы из крахмала и целлюлозы и т. д.), так и отрицательную. Являясь необратимой химической реакцией, деструкция приводит к нежелательным изменениям в структуре полимеров при их эксплуатации. Это необходимо учитывать при использовании полимерных материалов в строительстве, когда они подвергаются многим неизбежным отрицательным воздействиям. Факторы, приводящие к деструкции полимеров, можно разделить на физические (тепло, свет, ионизирующее излучение, механическая энергия и др.) и химические (гидролиз, алкоголиз, окисление и т. д.). [c.409]

К счастью, многие процессы в живых организмах имеют также и запасные пути протекания. Часто при этом в качестве исходных веществ используются различные соединения. Например, если запасы глюкозы в организме истощаются, то основанные на этом веществе энергетические процессы останавливаются. При этом в одном из запасных вариантов происходит окисление жиров, в другом - разрушаются и превращаются в глюкозу структурные белки. Как только глюкоза снова начинает поступать в организм, ее метаболизм возобновляется. Получение глюкозы из белков значительно менее энер- [c.256]

Масса микроорганизмов, накопленная в результате процесса окисления парафиновых углеводородов, является побочным продуктом процесса и может быть использована в качестве кормового белка. Суть микробиологической депарафинизации заключается в контактировании нефтяного сырья с дрожжами в минеральной водной среде при перемешивании воздухом, последующем отстаивании водной среды и сепарации сырой биомассы от депарафинированного продукта. Процесс протекает при температуре 26— 35 °С, pH минеральной водной среды 3—4,5, концентрации сырья в среде 10—25% и концентрации дрожжей 25—35 г/л длитель- [c.191]

Окисление сахара в организме происходит в результате сложной реакции, состоящей более чем из двух дюжин биохимически катализируемых стадий. Катализатор каждой такой стадии называется ферментом. Ферменты образуются в живых клетках и по своей природе являются белками. Молекулярная масса ферментов колеблется от сравнительно небольших значений порядка 10000 до величин порядка [c.450]

Как функционирует молекула цитохрома с, пока еще неизвестно. Структура ее варианта с железом(1П) была определена только в 1969 г. методом дифракции рентгеновских лучей, а структура варианта с восстановленным железом(П)-в 1971 г. Лиганды в комплексе вокруг железа и компактная структура всего белка изменяют окислительно-восстановительную химию атома железа и обеспечивают связь окислительных и восстановительных процессов с предыдущими и последующими звеньями цепи терминального окисления. [c.259]

Уменьшение содержания углеводов в пище ниже 300 г усиливает распад клеточных белков, окисление жиров и образование кетоновых тел, что может привести к ацидозу. Систематическое избыточное поступление углеводов с пищей может привести к ожирению, атеросклерозу, сахарному диабету, так как часть углеводов превращается в жиры и холестерин. [c.450]

Ничтожно малые количества ферментов способны расщеплять огромные количества реагирующих веществ. Так, 1 г кристаллического пепсина расщепляет 50 кг коагулированного яичного белка, а 1 г кристаллического ренина свертывает 72 т молока. Фермент пероксидаза, который ускоряет окисление субстрата за счет пероксида водорода, проявляет свою активность при разбавлении 1 мае. ч. фермента в 500 ООО ООО мае. ч. воды. [c.166]

Азот (наряду с углеродом, водородом и кислородом) является одним из четырех основных элементов, из которых построены клетки. В расчете на сухие вещества его содержится около 10%. В природе азот встречается в окисленной, восстановленной форме и в виде молекулярного азота. Подавляющее большинство прокариот усваивают азот в восстановленной форме. Это соли аммония, мочевина, органические соединения (аминокислоты или продукты неполного гидролиза белка). Окисленные формы азота, главным образом нитраты, также могут потребляться многими прокариотами. Так как азот в конструктивном клеточном метаболизме используется в форме аммиака, нитраты перед включением в органические соединения должны быть восстановлены. [c.71]

Эффективность образования бляшек пикорнавирусами обычно довольно низка она составляет 0,1—2%, даже когда предпринимаются меры для удаления дефектных или инактивированных частиц [147, 161, 206, 243, 285]. Потеря инфекционности обычно связана с тепловыми повреждениями (например, с денатурацией вирионных белков), окислением тиоловых и метио-ниновых остатков, потерей УР4 или фрагментацией РНК в сердцевине. Все эти эффекты можно уменьшить, если собирать урожай вируса сразу после того, как его титр достигнет максимума (см., например, рис. 18.7), и производить очистку при нейтральном pH и низкой температуре. Чтобы минимизировать окисление или замещение реакционноспособных боковых групп [c.206]

Железо функционирует как основной переносчик электронов в биологических реакциях окисления — восстановления [231]. Ионы железа, и Fe +, и Fe +, присутствуют в человеческом организме и, действуя как переносчики электронов, постоянно переходят из одного состояния окисления в другое. Это можно проиллюстрировать на примере цитохромов . Ионы железа также служат для транспорта и хранения молекулярного кислорода — функция, необходимая для жизнедеятельности всех позвоночных животных. В этой системе работает только Ре(П) [Fe(111)-гемоглобин не участвует в переносе кислорода]. Чтобы удовлетворить потребности метаболических процессов в кислороде, большинство животных имеет жидкость, циркулирующую по телу эта жидкость и переносит кислород, поглощая его из внешнего источника, в митохондрии тканей. Здесь он необходим для дыхательной цепи, чтобы обеспечивать окислительное фосфорилирование и производство АТР. Одиако растворимость кислорода в воде слишком низка для поддержания дыхания у живых существ. Поэтому в состав крови обычно входят белки, которые обратимо связывают кислород. Эти белковые молекулы способствуют проникновению кислорода в мышцы (ткани), а также могут служить хранилищем кислорода. [c.359]

Поскольку в зрелом эритроците нет ядра, хроматина и аппарата трансляции, на протяжении всей примерно четырехмесячной жизни эритроцита в нем функционируют только те белки, которые образовались на стадии ретикулоцита или даже на более ранних стадиях развития эритроцита. С другой стороны, концентрация кислорода в эритроцитах больше, чем в клетках других тканей, и эритроциты в большей мере подвержены его повреждающему действию. Кроме того, эритроциты непосредственно контактируют с окислителями, поступающими из желудочно-кишечного тракта. Окисление сульфгидрильных групп ферментов и других белков, окисление гемоглобина в метгемоглобин инактивирует эти белки. Однако в эритроцитах существуют специальные защитные восстановительные системы, ослабляющие вредное действие кислорода. [c.493]

Значительный успех на этом пути снова был достигнут благодаря процессам координационной химии. Центральную роль в механизме аэробного метаболизма, который приводит к полному сгоранию органических молекул, играют цитохромы. Так называются молекулы, в которых атом железа связан в комплекс с порфирином, образуя с ним гем (см. рис. 20-20), а гем связан с белком. Атом железа переходит из состояния окисления 4- 2 в + 3 и обратно в результате переноса электронов от одного компонента цепи к другому. Весь аэробный механизм представляет собой совокупность тесно связанных друг с другом окислительно-восстано-вительных реакций, окончательным результатом которых является процесс, обратный фотосинтезу [c.257]

В табл. 8 приведены средние данные, так как различные углеводы, белки и жиры имеют свои индивидуальные особенности, не полностью окисляются в организме и т. д. В качестве продукта неполного окисления белков из организма выделяется мочевина. Именно этим объясняется, что при полном сжигании белка в калориметрической бомбе теплоты выделяется больше, чем при окислении его в живом организме. [c.61]

Важным примером делокализации и поглощения энергии является хлорофилл, который обсуждался в послесловии к гл. 20. Ароматическое кольцо, окружающее ион Mg , представляет собой протяженную делокализо-ванную систему, образуемую порфирином (см. рис. 20-19). Электронные энергетические уровни этой системы обусловливают поглощение света с одним максимумом в фиолетовой области, при 430 нм, и вторым максимумом в красной области, при 690 нм (см. рис. 20-22). При поглощении света молекулой хлорофилла ее электрон возбуждается на более высокий уровень это позволяет хлорофиллу восстанавливать ионы Ге " в ферре-доксине, белке с молекулярной массой 13000, который содержит два атома железа, координированные к сере. Последующее окисление ферредоксина служит источником энергии для протекания других реакций, которые в конце концов приводят к расщеплению воды, восстановлению диоксида углерода и, наконец, к синтезу глюкозы, С НиОв. [c.307]

Учитывая, что полное окисление (до СО2 и Н2О) 1 г жиров дает 9,3 ккал 1 г углеводов — 4,2 ккал, окисление 1 г белков до мочевины (как это имеет место в организме) — 4,2 ккал, получили тепловой баланс, совпадающий с точностью до I % с энергетическими затратами организма (табл. 2.3). [c.54]

Сопряженные реакции имеют огромное значение в биологии. Биосинтез белков и нуклеиновых кислот в клетке идет с увеличением изобарного потенциала потому, что сопряженно с синтезом происходит гидролиз одной из пирофосфатных связей молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), который сопровождается, наоборот, уменьшением изобарного потенциала. В свою очередь образование АТФ приводит к росту АО и идет как сопряженная реакция с процессами окисления. [c.50]

Микробиологическая депарафинизация (МБД) предназначена для получения низкозастывающих нефтяных фракций как топливных, /так и масляных. Процесс депарафинизации при помощи микроорганизмов основан на способности некоторых видов микробов избирательно окислять парафиновые углеводороды, преимущественно нормального строения, в качестве единственного источника энергии, необходимой для их жизнедеятельности. Биомасса, накопленная микроорганизмами в результате процесса окисления парафиновых углеводородов, является побочным продуктом процесса и после выделения в чистом виде используется в качестве основы для получения кормового белка. Производство низкозастывающих продуктов осуществляется в две стадии собственно микробиологическая депа рафинизация и выделение депарафинизата из стойкой водно-эмульсионной смеси с микробной массой. [c.233]

Таурин в виде соединения с холевой кислотой (т аурохолевая кислота), содержится в бычьем желчи. Он образуется из цистеина, серусодержащей амннокнс-лот1) белков, в результате декарбоксилирования и окисления [c.306]

Выход продуктов гидролиза колеблется от 70 (связи триптофана с валином и изолейцином) до 100% (связи со всеми остальными аминокислотами). При блокировании 5Н-групп в белках окислению при ее использовании подвергаются только остатки метионина. Селективность гидролиза зависит от качества используемого препарата примеси в виде о-йодоксибензойной кислоты приводят к разрыву связей по остаткам тирозина. Для разрушения о-йодоксибензойной кислоты применяют ге-крезол. [c.144]

Минерализация представляет собой окисление (сжигание) органического вещества, составляющего объект исследования, и предпринимается для освобождения искомых неорганических соединений из их комплексов с белками. Окисление часто не проходит до полного сжигания органическрго вещества, т. е. до образования угольного ангидрида, воды и других простых веществ, но в результате минерализации сложные соединения металлов с белком разрушаются, образуя более простые и менее прочные комплексы, способные при дальнейшем химическом ис- [c.278]

Тиолы восстанавливают повреждаемые различными агентами сульфидные мостики белков (окисление, алкилкрование и др.). [c.121]

Нитчатые серобактерии— Beggiatoa, Thiothrix — уча-(ствуют в очистке промышленных стоков с наличием сероводорода или в бытовых стоках при гниении белков. Окисление сероводорода идет в две фазы. Сначала сероводород окисляется до серы, которая откладывается капельками в клетках нитчатых. При недостатке кислорода окисление останавливается на этой фазе. При дальнейшем окислении сера исчезает, окисляясь до сульфатов и сильно подкисляя среду. Нити могут не иметь капель серы или при недостатке сероводорода, или при избытке кислорода. В бескислородной среде серобактерии могут жить до трех недель. [c.162]

Гипотезы о специфических зонах проводимости в биоструктурах. Идея о существовании специфических цепей передачи энергии в биоструктурах, о которых упоминалось в работе [75], не нова. По-видимому, одними из первых высказали мысль о миграции электронов в комплексах хлорофилла и генах по специфическим зонам Мёглих и Шён [95]. Эта идея была поддержана Р. Иорданом [69], однако, наиболее четкое выражение она получила у А. Сцент-Дьердьи [127]. В то время только ставился вопрос о рассмотрении биологических структур в качестве твердых тел и о применимости к ним подходов, развитых в физике твердого тела, в частности, зонной теории полупроводников. Согласно Сцент-Дьердьи, многие явления, известные в биологии, можно объяснить с позиции зон проводимости. В частности, предположение об общих энергетических уровнях дает простой ответ на вопрос, как энергия распада АТР может быть сообщена большому числу молекул, участвующих в мышечном сокращении. Другой вопрос, как белки окисления взаимодействуют друг с другом, станет понятным, если мы предположим, что один фермент связан с другим различными энергетическими уровнями, и электрон двигается не прямо от одного вещества к другому, а внутри соответствующей энергетической зоны и может переходить на более низкий энергетический уровень и отдавать энергию только там, где она требуется, чтобы совершить работу . Эта выдержка из статьи [127] показывает привлекательность представлений о зонах проводимости для объяснения биологических явлений. [c.49]

Металлы, относящиеся к легкой и тяжелой платиновым триадам, встречаются довольно редко, и их реакции еще недостаточно полно изучены. Все они обладают сравнительно низкой реакционной способностью и в природных условиях встречаются в виде свободных металлов. Наиболее важное значение для них имеют состояния окисления +2, 4- 3 и 4-4, находясь в которых эти металлы образуют в растворе октаэдрические или плоские квадратные комплексы. Комплексные ионы Р1(1У) и 1г(П1) имеют структуры октаэдра. Комплексы Р1(П) имеют плоское квадратное строение. Ион тетрахлороплатината(П), Р1С1 , обнаруживает большую склонность к связыванию с серой в белках и используется для получения производных белков, включающих тяжелые атомы, с целью проведения их рентгеноструктурного анализа. [c.446]

В природе ионы кобальта встречаются в степени окисления II и III, однако наиболее важное биологическое соединение кобальта— это витамин В12, или кобаламин, в котором присутствует Со(1П) [256] (рис. 6.10). Кобаламин и близкие к нему вещества выполняют разнообразные биологические функции, особенно это касается бактерий. Он необходим для человеческого организма и, вероятно, для больщинства животных и растений. Важную роль он играет в реакциях с участием остатков углеводов, жиров и белков для выработки in vivo. Пернициозная анемия — тяжелое заболевание, встречающееся у пожилых людей. Эта болезнь у млекопитающих обычно сопровождается повышенным выделением с мочой метилмалоновой кислоты. В настоящее время эту болезнь успешно лечат инъекциями витамина В12. [c.381]

Одним из наиболее перспективных экологически чистых и безотходных способов получения органо-минеральных удобрений является биохимическое окисление бурых углей с образованием белков, углеводов, жиров, аминокислот. Получаемый гумусосодержащий продукт содержит компоненты, характерные для почвенного гумуса, и повышает биохимическую активность почв. [c.29]

При обработке белков пероксидом водорода Н2О2 последний реагирует преимущественно с yS-Sy , ys и Met. В присутствии переходных металлов окислению могут подвергаться также боковые заместители Try, Туг и др. Одновременно ускоряются процессы гидролитической деструкции полипептидных цепей фиброин и кератин полностью растворяются (с деструкцией) в 3%-м растворе Н2О2 при 60 °С в течение трех дней. [c.364]

ФОТОСИНТЕЗ — синтез растениями органических веществ (углеводов, белков, жиров) из диоксида углерода, воды, азота, ( юсфора, минеральных солей и других компонентов с помощью солнечной энергии, поглощаемой пигментом хлорофиллом. Ф.— основной процесс образования органических веществ на Земле, определяющий круговорот углерода, кислорода и других элементов, а также основной механизм трансформации солнечной энергии на нашей планете. В процессе Ф, растения усваивают вгод4 101 туглерода, разлагают 1,2 х X 10 т воды, выделяют 1 10 т кислорода и запасают 4-102° кал солнечной энергии в виде химической энергии продуктов Ф. Это количество энергии намного превышает годовую потребность человечества в ней. Ф.—сложный окис-лительно-восстановительный процесс, сочетающий фотохимические реакции с ферментативными. Вследствие Ф. происходит окисление воды с выделением молекулярного кислорода и восстановление диоксида углерода, что выражается [c.268]

Наконец, следует напомнить, что железо, связанное с порфи-рииом (гем), находится в ферросостоянии. Процесс связывания кислорода гемоглобином обратим, причем молекула кислорода и атом л<елеза находятся в стехиометрическом соотношении 1 1 и не происходит окисления Ре(П) до Ре(П1). Исследованию такого обратимого связывания молекулярного кислорода с Ре(П) в геме уделено очень большое внимание. Способность гема обратимо связывать кислород, проявляется при его включении в большую белковую структуру. Одиако если гем извлечь из белка и поместить в раствор при комнатной температуре, молекулярный кислород необратимо окисляет железо до феррисостояния Ре(П1). [c.361]

Добываемое из этих деревьев каучуковое молоко (латекс) состоит примерно из 55—60% воды и 35—40% каучука в форме мелких глобул, стабилизованных адсорбированным на их поверхности слоем белка. Часть латекса, предохраненного от брожения добавкой небольшого количества аммиака, непосредственно экспортируется в промышленные страны другая часть перерабатывается на месте его добычи в твердый каучук. В последнем случае мелкие частицы каучука коагулируют, добавляя уксусную или муравьиную кислоту, и затем коагулят обрабатывают по одному из двух различных способов для получения смокед-шитса или светлого крепа. По первому способу коагулят постепенно вытягивают на вальцах в листы толщиной 3—4 мм, после чего сушат и коптят в специальных помещениях. Копчение при температурах до 60° предохраняет каучук от окисления и плесневения. При получении крепа количество вводимого коагулянта берут с таким расчетом, чтобы при коагуляции разбавленного латекса получалась рыхлая масса последнюю после отделения водной фазы промывают и вальцуют в крепо-подобную тонкую шкурку, а затем сушат на воздухе. [c.950]