Субстрат-специфическая реакция

Структурные компоненты не меняются нас интересует в данном случае, что же участвует в превращении. Если необходимо провести определенные реакции с образованием или разрывом химических связей, исходя из конкретного соединения, то необходимо сконструировать подходящий специфический катализатор, способный узнавать этот субстрат. Другими словами, в основе всех биохимических явлений лежит соответствие молекулы субстрата и специфической реакции, которую он должен претерпеть, другой структуре более высокого порядка, содержащей всю информацию о планируемом специфическом превращении. Только большие макромолекулы могут содержать молекулярную информацию, достаточную для узнавания субстрата, с одной стороны, а с другой — для термодинамически эффективного превращения. В роли таких макромолекул выступают белки. Они должны обладать чрезвычайно гибкими физико-химическими свойствами, поскольку их субстраты — огромное множество соединений, весьма различающихся по своим физическим и химическим свойствам. [c.15]

Действие сильных окислителей [43]. Вторичные спирты легко окисляются в кетоны бихроматом в кислой среде [44] при комнатной температуре или небольшом нагревании. Это наиболее распространенный реагент, хотя применяют также другие окислители (например, КМп04, Вгг, МпОг, тетроксид рутения [45] и т. п.). Раствор хромовой и серной кислот в воде известен под названием реактива Джонса [46]. Титрование реактивом Джонса ацетонового раствора вторичных спиртов [47] приводит к быстрому их окислению до кетонов с высоким выходом, причем при этом не затрагиваются двойные и тройные связи, которые могут присутствовать в молекуле субстрата (см. реакцию 19-10), и не происходит эпимеризации соседнего хирального центра [48]. Реактив Джонса окисляет также первичные аллильные спирты до соответствующих альдегидов [49]. Широко применяются также три других реактива на основе Сг(У1) [50] дипиридинхром (VI)оксид (реактив Коллинса) [51], хлорохромат пиридиния (реактив Кори) [52] и дихромат пиридиния [53]. МпОг также отличается довольно специфическим действием на ОН-группы и часто используется для окисления аллильных спиртов в а,р-ненасыщенные альдегиды и кетоны. Для соединений, чувствительных к действию кислот, применяют СгОз в ГМФТА [54] или комплекс СгОз — пиридин [55]. Гипохлорит натрия в уксусной кислоте полезен для окисления значительных количеств вторичных спиртов [56]. Используют и окислители, нанесенные на полимеры [57]. Для этой цели применялись как хромовая кислота [58], так и перманганат [59] (см. т. 2, реакцию 10-56). Окисление перманганатом [60] и хромовой кислотой [61] проводят также в условиях межфазного катализа. Межфазный катализ особенно эффективен в этих реакциях, поскольку окислители нерастворимы в большинстве органических растворителей, а субстраты обычно нерастворимы в воде (см. т. 2, разд. 10.15). При проведении окисления действием КМп04 использовался ультразвук [62]. [c.270]

Для идентификации белков, в том числе и фибриллярных, используется ряд специфических реакций, позволяющих оценить содержание в полимерном субстрате как амидных связей, так и различных радикалов у С -атомов аминокислотных звеньев. [c.354]

Свойство избирательности наиболее резко проявляется у ферментов каждый фермент проводит лишь одну определенную реакцию, являясь строго специфичным по отношению к веществу, или, образно говоря,—по Э. Фишеру— ...фермент так же относится к субстрату, как ключ к замку . Известно, например, что а-амилаза действует на центральные цепи крахмала, гидролизуя декстрины, в то время как -амилаза гидролизует лишь боковые цепи крахмальных молекул, отрывая от них молекулы мальтозы. Протеолитические ферменты—пепсин, трипсин и эрепсин—ведут специфические процессы гидролиза белков. Инвертин гидролизует лишь а-, а эмуль-спн—лишь р-глюкозидные связи и т. д. [c.27]

Наиболее общие, а также специфические реакции по СООН-группам полимерного субстрата белков заключаются в использовании водорастворимых карбодиимидов. Они реагируют с СООН-группами при pH < 7, образуя О-ацилизомочевину, являющуюся промежуточным, но достаточно активным производным [c.372]

Г. Субстрат-специфические реакции [c.92]

Термин субстрат-специфические реакции широко распространен в биохимии в применении к реакциям, которые катализируются ферментами, обладающими вполне определенными [c.92]

Одно время был широко распространен взгляд на клетку как на мешок с ферментами . Действительно, сложный процесс метаболизма можно объяснить действием нескольких тысяч ферментов, ускоряющих специфические реакции своих субстратов. Реакции, катализируемые ферментами, в принципе могут протекать и без ферментов, поскольку в их основе лежит способность субстратов вступать в такие реакции. Роль ферментов состоит лишь в том, что они направляют эти реакции по специфическим метаболическим путям, которые чаще всего организованы в виде циклов. [c.502]

Другой механизм, значительно быстрее срабатывающий и тонко сбалансированный, заключается в воздействии на скорость и интенсивность одной или нескольких чувствительных ферментативных реакций. Иными словами, это механизм, действующий на уровне обмена веществ в собственном смысле слова. Обычно особенно чувствительны к этому общему регуляторному механизму начальные и завершающие реакции специфических метаболических цепей, т. е. те задающие скорость ферменты, о которых мы говорили выше. Часто бывает также, что эта регуляция, которая может быть как положительной активация), так и отрицательной ингибирование), осуществляется одним из конечных продуктов данной цепи реакций. По этой причине ингибиторный тип регуляции, который был открыт первым — при изучении торможения одного из начальных этапов биосинтетической цепи реакций конечным продуктом этой цепи,— был назван ингибированием по типу обратной связи, или ретроингибированием. Поскольку такое ингибирование первых этапов катаболизма (или противоположный процесс — активация) вызывается веществами, весьма далекими как в метаболическом, так и в структурном отношении от субстратов ингибируемых реакций, то можно предположить, что здесь имеют место аллостерические эффекты, т. е. конформационные изменения соответствующих ферментных белков, обусловленные наличием второго контактного участка, независимого от активного центра фермента. [c.277]

Как синтез, так и расщепление органических веществ в клетке проходят с участием специфических биокатализаторов — ферментов. Для ферментов как катализаторов характерна чрезвычайно высокая актив,ность, исключительная специфичность и высокая чувствительности- к изменению внешних условий (температуры, pH, присутствия других ионов и т. п.). Единственная молекула фермента может вызвать превращение нескольких миллионов молекул субстрата. Каждую реакцию в клетке катализирует специальный фермент. Поскольку в клетках проходят тысячи различных реакций, в метаболизме участвует много тысяч различных ферментов. [c.517]

Главное свойство ферментов — это способность катализировать определенные химические процессы. Присутствие фермента обнаруживается по протеканию (ускорению) характерной для него специфической реакции, а о количестве фермента чаще всего судят по ее скорости. Активность фермента определяют, направляя его действие на вещество, которое подвергается превращению в результате каталитической реакции такое вещество называют субстратом. Об активности судят либо по убыли субстрата, либо по количеству образовавшихся продуктов реакции. Например, величину активности протеолитических ферментов определяют либо по количеству оставшегося нерасщепленным белка, либо образовавшихся продуктов гидролиза — пептидов, аминокислот. [c.40]

Способы второго типа следующие а) влияние многоатомных спиртов (типа глицерина и т. п.) в) влияние углеводов, моно- и дисахаридов, а также некоторых полисахаридов в) влияние неорганических электролитов, ионов минеральных солей г) специфическое действие некоторых ионов металлов (Са +, и др.) д) действие одних белков на другие, в том числе на ферментные белки е) действие нуклеиновых кислот ж) действие солей жирных кислот, детергентов и иных органических длинноцепочечных ионов в малых концентрациях з) действие некоторых кислых красителей и) влияние определенных видов химических модификаций, которые могут приводить к повышению устойчивости макроструктуры. К этому типу относятся еще четыре способа стабилизации, характерные для ферментов и связанные с воздействием на их активный центр. Это влияние субстратов, продуктов реакции, коферментов, простетических групп, специфических ингибиторов ферментов. [c.163]

Это может быть действительно общеосновным катализом переноса протона, а также комбинацией равновесного удаления протона от субстрата (специфический основной катализ) и общекислотного катализа кислотными частицами буфера. Последняя реакция подчи- няется уравнению скорости (31), которое [c.154]

Определение НАД" " основано на специфической реакции восстановления кофермента алкогольдегидрогеназой в присутствии субстрата — этанола. Реакцию смещают в сторону образования ацеталь-дегида связыванием последнего семикарбазидом. О количестве образованного в реакции НАДН судят по нарастанию поглощения при 340 нм. В кювету спектрофотометра помещают 1,0 мл нейтрализованного центрифугата, 1,0 мл 0,05 М фосфатного буфера, 0,3 мл 0,1 М раствора семикарбазида, 0,1 мл этанола и до 2,95 мл воды. Снимают исходные показатели оптической плотности опытной пробы против [c.122]

Следует заметить, что, для того чтобы соответствовать такой интерпретации, любой субстрат, способный подвергаться специфическому или общему кислотно-основному катализу, должен сам по себе быть способным действовать и как кислота, и как основание (т. е. быть амфотерным). Это согласуется с известными фактами, хотя и ие все реакции, катализируемые кислотой, могут катализироваться основаниями и наоборот. [c.483]

Активирование обозначает ускорение физических, химических и биохимических процессов или перевод специфических физиков химических и биохимических агентов (катализаторов, ферментов, субстратов биохимических реакций, адсорбентов) из недеятельного в активное состояние. Явление, противоположное активированию, называют инактивированием или дезактивированием. [c.242]

Отметим, что фосфофруктокиназа активируется ADP, представляющим собой продукт катализируемой данным ферментом реакции (АТР + фруктозо-6-фосфат ADP + фруктозе-1,6-бисфосфат), и ингибируется АТР - одним из субстратов этой реакции. В результате этот фермент может активировать сам себя, являясь объектом сложного контроля по принцип положительной обратной связи. При определенных условиях такой контроль по принципу обратной связи вызывает необычные колебания активности данного фермента, что приводит к соответствующим колебаниям концентраций различных промежуточных продуктов гликолиза (рис. 2-39). Физиологическое значение таких специфических колебаний неясно. Однако на их примере можно видеть, как благодаря нескольким ферментам может быть создан биологический осциллятор. Такие осцилляции в принципе могут служить своеобразными внутренними часами , позволяющими клетке отсчитывать время и, к примеру, выполнять конкретные функции в определенные периоды. [c.109]

С помощью методов электронной микроскопии в некоторых случаях на тонких срезах удается локализовать специфические макромолекулы. Некоторые ферменты клеток выявляются после инкубации образцов с субстратами, ферментативная реакция с которыми приводит к местному отложению электроноплотного осадка (рис. 4-17). Кроме того, для локализации специфических макромолекул можно использовать [c.183]

Весьма широкая специфичность пероксидазы к субстратам различной природы вызывает самый пристальный интерес. В настоящее время почти отсутствуют исследования, в которых приводился бы достаточно полный анализ избирательности изоэнзимов этого фермента по отношению к стереохимическому расположению окисляемых субстратов. В реакциях взаимодействия фермента и субстрата молекула субстрата должна иметь две структурные особенности 1) специфическую химическую связь, которую фермент мог бы атаковать 2) функциональную группу, ориентирующую молекулу субстрата в активном центре так, чтобы атакуемая связь субстрата была правильно-расположена по отношению к каталитическому центру фермента. Так, для многих ферментов лимитирующей стадией реакции является изменение конформации белка, индуцируемое субстратом, коферментом или эффектором [Гольдштейн и др., 1974]. [c.16]

Методы ЛИА используют в качестве маркеров антигена или антитела вещества, участвующие в люминесцентной реакции (субстраты, кофакторы, катализаторы и ферменты). Общая схема ЛИА включает специфическую реакцию взаимодействия антиген — антитело, один из компонентов которой (Аг или Ат) ковалентно связан с маркером, детектируемым в люминесцентной реакции [c.125]

Одна из главных функций протоплазматических структур клетки, возможно, заключается в создании в водном субстрате специфических структур, обеспечивающих прохождение так называемых электродных реакций, при которых отнимаются или присоединяются электроны. Происходящие в клетке химические реакции и движение заряженных частиц обусловливают взаимопревращение химической энергии. [c.91]

Способность фермента катализировать одну и только одну специфическую реакцию является, пожалуй, наиболее важным его свойством. Благодаря этому скорости специфических метаболических процессов могут регулироваться путем изменения каталитической активности специфических ферментов. Правда, многие ферменты катализируют реакции одного типа (перенос фосфата, окислительно-восстановительные реакции и т.д.), субстратами при этом является небольщое число структурно сходных соединений. Реакции с альтернативными субстратами происходят в тех случаях, когда эти субстраты присутствуют в высоких концентрациях. Протекают ли в живых организмах все реакции, возможные при участии данного фермента, зависит от относительной концентрации альтернативных субстратов в клетке и относительного сродства фермента к этим субстратам. Ниже мы рассмотрим некоторые общие аспекты специфичности ферментов. [c.67]

Было описано также декарбоксилирование триптофана ферментными препаратами из почек с образованием амина, обладающего прессорным действием [205], но в последнее время Юденфренд и его сотрудники [210, 211] установили, что триптофан сперва окисляется в 5-окситриптофан, который и является субстратом специфической декарбоксилазы, катализирующей следующую реакцию [c.201]

В ряде случаев электрофорез ферментов в мягких условиях (без ДДС-Ма или мочевины) не сказывается на их активности. Положение полос ферментов в геле можно идентифицировать с помощью специфических реакций, дающих окрашенные продукты. Для этого гель вымачивают в растворе субстратов и кофакторов, необходимых для протекания определенной ферментативной реакции, иногда с добавлением реагентов, сообщающих окраску продукту этой реакции. Эту операцию следует проводить быстро во избежание диффузии нефиксированных белков из их полос. Если субстрат реакции полимерен и плохо диффундирует, его можно заполимеризовать прямо в гель и следить за продвижением фронта ферментативной реакции вместе с миграцией фермента. Разумеется, при этом необходимо ясно представлять, каково будет поведение субстрата в электрическом поле во время электрофореза. [c.101]

Эта молекула похолш на нормальный субстрат фермента при связывании на активном центре—в течение короткого времени хлоркетон VIII функционирует как конкурентный ингибитор фермента, а другие конкурентные ингибиторы защищают фермент от необратимой инактивации этим соединением,— однако затем происходит медленная, но специфическая реакция с имидазольной группой [79]. Поскольку нет свидетельств, что эта имидазольная группа действует как нуклеофильный катализатор, чаще всего полагают, что она выступает в качестве общеосновного катализатора, облегчая перенос протона. Известно, что имидазол действует таким образом при катализе ферментативного гидролиза эфиров [10, 80, 81]. Существует два рода свидетельств, подтверл<дающих такую роль имидазола в ферментативных реакциях. [c.177]

Частицы золота прочно конъюгированные с вторичными антителами, белком А или белком О, связываются в комплексы антитело антиген и фиксируют розовое окрашивание золотых частиц на поверхности мембраны. Использование системы коллоидного золота позволяет избежать многих проблем, связанных с использованием окрашивающих субстратов, в том числе нестабильности результатов окрашивания в результате не специфических реакций и необходимости отказа от консервации сывороток азидом натрия. [c.69]

Ферменты работают не только быстро, но и очень избирательно (селективно). Каким образом клетка проводит только необходимые реакции, при том что в ней присутствуют субстраты для многих других ненужных реакций Почему клетка окисляет глюкозу до СО2 и воды, а не восстанавливает ее до СН4 и водорода Почему клетки желудка переваривают белки, а не углеводы или жиры Ответ на все эти вопросы в том, что ферменты могут катализировать только один специфический тип реакций, и клетки проводят только те реакции, которые соответствуют содержащимся в них ферментам. Поэтому клетка контролирует все происходящие процессы. [c.444]

Липазы представляют собой гидролазы, субстратами которых являются глицеролипиды (глицериды, фосфолипиды, галактолипиды и др.). В тканях животных известны многочисленные липазы и, в частности, фосфолипазы, катализирующие очень специфические реакции. Например, фосфолипазы А, и А2 высвобождают остатки жирных кислот фосфолипидов, находящиеся в глицерине в положении 1 или 2. [c.290]

Краткая оценка методов определения микроэлементов. Количественное определение микроэлементов в биолотических субстратах может быть выполнено методами химического, колориметрического, полярографического и спектрального анализа (метод радиоактивационного анализа здесь не рассматривается). Каждый из них по сравнению с другими имеет как преимущества, так и недостатки. Зайдель (1965) и Шустов (1967) считают эмиссионный спектральный анализ наиболее совершенным методом для одновременного количественного определения большого числа микроэлементов. Благодаря высокой чувствительности и точности он дает возможность по небольшой навеске золы получить данные о качественном и количественном составе микроэлементов в анализируемой пробе. Применение этой методики в технике и медицине показало, что она является более производительной, универсальной и не менее точной, чем химический анализ, который требует отдельных специфических реакций для определения каждого элемента. Поэтому химический анализ наиболее целесообразен при определении одного или нескольких элементов при значительном содержании каждого из них в изучаемом веществе. Полярографический метод по точности и чувствительности не уступает спектральному. Однако он требует сложной химической подготовки проб к анализу и менее удобен при определении качественного состава микроэлементов. Колориметрический метод отличается простотой и доступностью, однако является менее точным и документальным. [c.77]

Все реакции микробиологического превращения углеводородов являются окислительными процессами. Предельная восстановлен-ность этих веществ делает необходимым для их окисления включение кислорода. Гидрофобный характер молекулы углеводородов является причиной того, что процессы окисления осуществляются оксигеназа-ми, в отличие от окисления более гидрофильных веществ, происходящего под действием дегидрогеназ. Гидрофобность углеводородных субстратов и их ничтожная растворимость в воде требует специфического способа транспорта таких веществ в клетку. Этот процесс еще недостаточно изучен, но имеющиеся в настояищй момент данные говорят о том, что на основном этапе он происходит пассивно, поэтому способы поступления углеводородного субстрата к клеткам в водной среде и его транспорта через оболочку существенно влияют на кинетику роста культур на углеводородных средах [149]. [c.85]

Вскоре после открытия в клетках ряда бактерий мезо-а, е-диаминопимелиновой кислоты [379—381] и LL-a, s-диаминопимелиновой кислоты [382] в некоторых из них была обнаружена бактериальная декарбоксилаза, превращающая лезо-форму диаминопимелиновой кислоты в L-лизин и углекислоту [240]. Сперва было отмечено, что LL-tz, s-диаминопимелиновая кислота доступна декарбоксилированию. Однако в дальнейшем оказалось, что кажущееся декарбоксилирование LL-изомера обусловлено превращением этого изомера в жезо-форму, представляющую истинный субстрат специфической декарбоксилазы. Фермент, осуществляющий взаимопревращение мезо- и LL-форм а, е-диаминопимелиновой кислоты, был выделен из клеток мутантного штамма Es heri hia oli, для роста которого необходим лизин. Фермент интересен в том отношении, чт,о он катализирует реакцию рацемизации одного асимметрического центра в молекуле аминокислоты, имеющей два центра асимметрии [c.244]

Антагонизм лекарственных препаратов можно объяснить, предположив, что вещества, вызывающие ответную реакцию ткани, т. е. агонисты, вызывают сокращение или расслабление, взаимодействуя с характерными молекулярными структурами или рецепторами внутри или вне клетки. Кроме того, предполагают, что каждый агонист имеет свой специфический рецептор. Эта комбинация агонист — рецептор вызывает реакцию клетки, механизм которой не совсем понятен. 1Г1редполагают также, что каждый а нтагонист специфически соединяется с рецептором, связанным с агонистом. Торможение агониста лекарством-антагонистом может быть либо конкурентным, либо неконкурентным, аналогично ферментному торможению. Специфичность и направление метаболизма можно удовлетворительно объяснить исходя из действия ферментов. Такие реакции клетки, как расслабление или сокращение, могут быть объяснены степенью активации рецепторов. Механизм действия ферментов состоит в образовании комплекса фермент — субстрат, в котором субстрат специфически связан с комплементарной областью молекулы фермента затем этот комплекс может превращаться в фермент и продукты реакции. Как предполагают, точно так же соединение агониста с рецептором приводит сначала к механической или метаболической реакции. Также существует частичная аналогия между ферментами и рецепторами, хотя рецепторы не обладают ферментативной активностью по отношению к своим агонистам (Белло [44]). В противоположность ферментам существование рецепторов все еще не доказано, а рецепторная теория во многом обязана концепциям энзимологии. Очень сложно объяснить, каким образом комбинация агонист — рецептор вызывает реакцию клетки. [c.361]

Скорость глюкокиназной реакции, определяющей возможность использования глюкозы клеткой, зависит от двух факторов 1) от скорости транспорта субстрата этой реакции — глюкозы — из крови и межклеточных пространств в клетку. Второй субстрат — аденозин-трифосфорная кислота (АТФ),— как известно, образуете в результате окислительного фосфорилирования в митохондриях самой клетки 2) от активности гексокиназы или, в некоторых тканях (печень, мышцы), от активности специфической глюкокиназы (ГЛК) [11- [c.190]

Фотосенсибилизирующее действие красителей связано с их способностью выступать в роли сильных окислителей или восстановителей в присутствии восстанавливающихся или окисляющихся веществ с последующей регенерацией в исходное состояние. Для красителей характерно образование химически наиболее реакционно-спосс ного триплета, образующегося с высокой эффективностью в результате интеркомбинационной конверсии из первого возбужденного синглетного состояния. Молекулы красителей, находящиеся в триплетном состоянии, реакционноспособны не только в окислительно-восстановительных реакциях. Они способны также выступать в качестве переносчиков триплетной энергии на другие молекулы-и тем самым служить началом специфических реакций. Более того, моле сулы красителей могут играть роль светочувствительных хромофоров, ассоциированных с большими белковыми молекулами, и инициировать ключевые жизненные процессы, не подвергаясь деструкции. Кроме этого, агрегированные молекулы красителей способны индуцировать в субстрате важные физические и химические процессы, которые не могут начаться при облучении видимым светом в отсутствие красителей. [c.449]

Рассмотрим теперь взаимодействия Р450 с субстратом. Во-первых, появление активных центров 24 приводит к активации близлежащих участков (при очень высокой активности 24 можно говорить о ферментативных реакциях на поверхности). Во-вторых, при использовании субстрата, специфического к захвату данного фермента, центры связывания сохраняются и механизм активации продолжает действовать. [c.105]

В одном конкретном случае, а именно при аэробном окислении сульфита, у некоторых серобактерий наблюдалась специфическая реакция фосфорилирования на уровне субстрата, единственная из известных таких реакций, которая основана на дегидрогенировании неорганического восстановителя [1417, 1419, 1879]. Эту реакцию можно записать следующим образом [c.154]

Интересно, что фермент (лактатд егидрогеназа) катализирует образование V уже при относительно невысоких значениях pH. Это объясняет ингибирование лактатдегидрогеназы высокими концентрациями НАД [30]. Поскольку пиро-виноградная кислота (как субстрат в реакции с НАДН) и НАД связываются с ферментом специфически, факт образования комплекса V свидетельствует о непосредственной близости субстрат- и коферментсвязывающих участков активного центра лактатдегидрогеназы, допускающих контакт НАД и пировиноградной кислоты. [c.19]

Репрессия синтеза наобсрот, проявляется в снижении скорости образования фермента под влиянием веществ вводимых в среду культивирования микроорганизма-продуцента. Конститутивный механизм синтеза ферментов заключается по-видимому, в образовании их со скоростью не зависящей от наличия специфического субстрата ферментативной реакции. Наконец при полуконститутивном синтезе внесение специ ичеокого субстрата повышает образование фермента синтезируемого в его отсутствие. [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология