Биополимеры биосинтез

Полисахариды, наряду с белками и нуклеиновыми кислотами, являются необходимыми компонентами любой живой клетки. Если в области изучения биосинтеза и биологических функций нуклеиновых кислот и белка достигнуты в последнее время значительные успехи, молекулярная биология полисахаридов остается по существу белым пятном. Между тем многие проблемы иммунохимии, межклеточных взаимодействий, оплодотворения, клеточной дифференцировки, по-видимому, не могут быть удовлетворительно разрешены без понимания факторов, определяющих биологическую специфичность полисахаридов. Важным звеном, необходимым при обсуждении этих факторов, являются сведения о макромолекулярной структуре полисахаридов и других углеводсодержащих биополимеров. Между тем это направление исследований, к сожалению, развивается пока крайне слабо. Следует отметить, что изучение макромолекулярной структуры полисахаридов принципиально сложнее, чем в случае белков и нуклеиновых кислот. Это связано с огромным разнообразием возможных типов связей между мономерными единицами и существованием разветвлений, что ставит качественно новые задачи при определе- [c.635]

ПУТИ БИОСИНТЕЗА ПОЛИСАХАРИДОВ И УГЛЕВОДНЫХ ЦЕПЕЙ СМЕШАННЫХ БИОПОЛИМЕРОВ э БИОСИНТЕЗ ЛИНЕЙНЫХ ГОМОПОЛИСАХАРИДОВ [c.609]

Но то синтетические полимеры. Часть биополимеров синтезируется в клетке отнюдь не по закону случая. Наиболее известный пример — белки. Сборка их поли-пептидных цепей происходит на рибонуклеиновой матрице, вследствие чего положение каждой аминокислоты строго детерминировано. Иначе быть не может — ошибка в положении даже одной аминокислоты — уже ЧП, как правило, с тяжелыми и нередко летальными последствиями для клетки. Поэтому белки могут быть получены в истинно индивидуальном состоянии (в том смысле, в котором это понятие применяют для низкомолекулярных веществ). Биосинтез полисахаридов протекает по совершенно иной схеме здесь нет матрицирования, структура и размер молекул управляются иными механизмами. Хотя в большинстве случаев мы мало знаем об зтих механизмах, нам известен результат их функционирования. А он принципиально отличен от результата биосинтеза белков. [c.39]

Биохимические реакции первого типа (реакции замещения) включают все те гидролитические реакции, в процессе которых биополимеры расщепляются до мономеров, а также большинство реакций, приводящих к конденсации этих мономеров с образованием полимеров. Многие реакции присоединения обеспечивают введение атомов кислорода, азота и серы в биохимические соединения, а реакции элиминирования часто служат движущей силой биосинтетических путей. Сложные ферментативные процессы во многих случаях представляют собой сочетания нескольких стадий, включающих замещение, присоединение или отщепление. Реакции, включающие образование или расщепление связей С—С, существенны для биосинтеза и расщепления различных углеродных скелетов, существующих в биомолекулах, в то время как реакции изомеризации связывают между собой другие типы реакций при формировании метаболических путей. [c.91]

Крупный биохимический центр представлен Институтом молекулярной генетики РАН, где ведутся работы по изучению физики биополимеров, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот и другие исследования. Здесь интенсивно исследуют те особенности структуры и свойств ДНК, которые могут играть роль в выполнении ею биологических функций, изучают процесс биосинтеза РНК на ДНК в качестве матрицы и регуляцию этого биосинтеза, разрабатывают вопросы биохимической генетики. [c.12]

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ (полинуклеотиды), биополимеры, осуществляющие хранение и передачу генетич. информации во всех живых организмах, а также участвующие в биосинтезе белков. [c.297]

АТР в процессе гидролиза переносится на гидроксил-иои воды с потенциалом переноса 32,9 кДж-моль Ч Вода — это произвольно выбранный, но общепринятый стандартный нуклеофил, относительно которого определяется потенциал переноса. Перенос групп играет важную роль в процессах энергообмена и биосинтеза биополимеров поэтому биохимики довольно часто пользуются потенциалом переноса (отрицательной свободной энергией гидролиза) биохимических соединений. Значения этой величины для ряда соединений приведены в табл. 3-5. [c.219]

Рассмотрим общую проблему биосинтеза мономеров, из которых построены биополимеры. [c.472]

Любой фактор, влияющий на скорость реакции, участвующей в процессах биосинтеза или распада любого компонента клетки, должен оказывать прямое нли опосредованное воздействие на общую картину метаболизма. Таким образом, можно уверенно утверждать, что любая химическая реакция, которая вносит хотя бы незначительный вклад в метаболизм, может играть роль регулятора. Поскольку молекулы могут взаимодействовать друг с другом самыми разнообразными путями, число реакций, оказывающих регуляторное влияние на метаболизм, очень велико. Маленькие молекулы действуют на макромолекулы в качестве эффекторов, изменяющих конформацию и реакционную способность биополимеров. Ферменты взаимодействуют друг с другом, следствием чего может явиться их расщепление, окисление, а также образование агрегатов с поперечными связями. Трансферазы присоединяют фосфатную, гликозильную, метильную и другие группы к разным ак- [c.502]

Другая, также важнейшая функция биополимеров связана с сохранением и передачей по наследству свойств живого индивида будущим его поколениям. Эта функция называется наследственностью. Ее выполняют нуклеиновые кислоты, биополимеры, в состав которых входят химически связанные азотистые основания с ядрами пурина и пиримидина, углеводы (дезоксирибоза) и остатки фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК) являются носителями закодированной в их структуре наследственной информации каждого живого индивида и передают ее по наследству, так как осуществляют биосинтез белка в живой клетке. [c.720]

Второй важнейший вид биополимеров — нуклеиновые кислоты — макромолекулы, ответственные за биосинтез белков, за сборку их первичных структур. [c.36]

Изучая структуру и свойства биополимеров, мы до сих пор, как правило, ограничивались рассмотрением равновесных состояний. Пока речь идет о готовой структуре, это законно. Но возникновение структуры, т. е. биосинтез и самосборка, является совокупностью неравновесных процессов, протекающих необратимо. Тем более это относится к функционированию биологической системы как целого, к процессам эволюционного и индивидуального развития. [c.301]

Основные биохимические процессы, определяющие функционирование клетки, организма как открытых систем,— это прежде всего биоэнергетические процессы. Свободная энергия, необходимая для работы клетки, т. е. для биосинтеза биополимеров [c.102]

Бактерии можно не только использовать как фабрики для синтеза белков типа рестриктаз, но и получать с их помощью новые продукты, изменяя метаболизм бактериальных клеток введением в них чужеродных генов или модификацией уже существующих. Можно создавать рекомбинантные микроорганизмы, способные синтезировать самые разные низкомолекулярные соединения Ь-аскорбиновую кислоту, краситель индиго, аминокислоты, антибиотики, мономерные единицы различных биополимеров. Общая стратегия при этом состоит во введении в организм хозяина специфических генов, клонированных в подходящем векторе, которые кодируют один или несколько ферментов, катализирующих не свойственные микроорганизму метаболические реакции или влияющих на осуществляемый им в норме биосинтез определенных соединений. По имеющимся данным, создание новых метаболических путей не является технически неосуществимым. Этот подход поможет создать необычные, более эффективные пути синтеза самых разных соединений. [c.272]

Производные моносахаридов активно участвуют в метаболизме живой клетки. С их многообразными превращениями связаны фотосинтез, обес печение клетки энергией, детоксикация и вывод ядовитых веществ, проникающих извне или возникающих в ходе метаболизма, биосинтез ароматических аминокислот —тирозина и фенилаланина, а также ряда других ароматических соединений, образование сложных биополимеров (полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот), которые играют главную роль в построении субклеточных структур, обеспечивающих правильное функционирование клетки. [c.15]

В отличие от производных моносахаридов (промежуточных продуктов обмена) биополимеры, содержащие углеводные остатки, находятся в живом организме в больших количествах. Поэтому при обсуждении биохимии последних недостаточно ограничиться лишь рассмотрением путей их биосинтеза и распада, но необходимо коснуться в обш,ем виде и биологических функций этих соединений. [c.598]

БИОСИНТЕЗ ПОЛИСАХАРИДОВ И УГЛЕВОДНЫХ ЦЕПЕЙ БИОПОЛИМЕРОВ [c.611]

Микробиологический синтез каучука Натуральный каучук, г<ис-1,4-полиизопрен, — это широко используемый биополимер, который получают из различных растений. Его биосинтез начинается с превращения простых сахаров и вк.дючает 17 ферментативных реакций. В ходе последней из них происходит полимеризация изопентенилпирофосфата с образованием аллилпирофосфата. [c.270]

Полимеры можно определить как химические соединения, молекулы которых обладают высокой молекулярной массой и состоят из достаточно большого числа повторяющихся звеньев (химических группировок, мономерных единиц и т. п.). Биополимеры (в отличие от синтетических полимеров) образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов они чаще всего рассматриваются в качестве полимерных субстратов при изучении действия ферментов-деполимераз. [c.6]

Нуклеиновые кислоты [7] занимают особое место среди полиэфи ров. Они относятся к природным биологически активным высокомолекулярным соединениям (биополимерам) и выполняют исключительно важные функции в процессах жизнедеятельности. Нуклеиновые кислоты принимают непосредственное участие в биосинтезе белка и передаче наследственных признаков организма. [c.356]

При образовании полисахаридов в клетках млекопитающих из фруктозы образуется фруктозо-6-фосфат, затем глюкозамин-6-фосфат и в конечном итоге — К -ацетилман-нозамин, иОР-Ы-ацетилглюкозамин, иОР-Ы-ацетилгалак-тозамин. Производные моносахаридов активно участвуют в метаболизме живой клетки, стимулируя процессы фотосинтеза, обеспечения клетки энергией, детоксикации и вывода ядовитых веществ, биосинтеза ароматических соединений, в том числе и аминокислот тирозина и фенилаланина, образования сложных биополимеров (полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот). [c.127]

Огромные успехи исследований механизмов кодирования наследственной информации и биосинтеза белка, ферментативного катализа и регулирования активности ферментов, действия антибиотиков и гормонов, всей той области изучения живого, которую принято называть молекулярной биологией, приучили всех к мысли о том, что в структурах молекул жизни положение буквально каждого атома строго обусловлено и подчинено выполнению предназначенных для этих молекул биологических функций. Именно в атом смысле принято обычно говорить о специфичности биополимеров, прочно ассоциировавшейся в сознании исследователей с однозначным соответствием между структурой и выполняемой функцией. При таком комплексе стр>т<турного детерминизма трудно было освоиться с представлением о специфичности полисахаридов, для многих из которых характерна статистичность структур, микрогетерогенность и, нередко, хаотичность распределения различных моносахаридных остатков по цепи. И, тем не менее, накапливающийся материал по сложному и высоко специализированному функционированию углевод ных полимеров в живых системах убеждает в том, что и в этой области возможен и необходим перевод функций- нальных свойств биополимеров на язык молекулярных структур, т. е. применим основной принцип молекулярной) [c.162]

БИОСИНТЕЗ (от греч Ьюз-жизнь и synthesis-соединение), образование в живых клетках необходимых организму в-в из простых низкомол. неорг и(или) орг соединений Б, в результате к-рого происходит превращение неорг соед, поступающих из окружающей среды, напр Oj при фотосинтезе, N2 при азотфиксации, в сравнительно простые в-ва, наз ассимиляцией Образующиеся в результате этого процесса в-ва используются для Б более сложных молекул, напр витаминов, гормонов, липидов, алкалоидов и биополимеров-белков, нуклеиновых к-т и полисахаридов Подавляющее большинство организмов синтезирует все необходимые для их жизнедеятельности продукты Исключение-нек-рые животные и человек, организм к-рых, напр, не синтезирует ряд витаминов и а-аминокислот Такие в-ва они должны потреблять из внешних источников [c.289]

Полипренилфосфатсахара-промежут. соединения при переносе остатков моно- или олигосахаридов на строящуюся углеводную цепь при биосинтезе полисахаридов и др. углеводсодержащих биополимеров (напр., гликопротеинов, липополисахаридов). Углеводный фрагмент связан с остатком полипренола через остаток фосфорной или пирофосфорной к-ты. В клетках эукариот полипренолы содержат от 14 до 24 изопреновых единиц, из к-рых концевая, несущая группу ОН, является насыщенной (долихолы), а бактериальные-10-12 единиц, среди к-рых нет насыщенных. В полипренилмонофосфатах углеводная часть обычно представляет собой остаток маннозы или глюкозы, в поли-пренилпирофосфатах-остаток глюкозы, галактозы или N-ацетилглюкозамина, а в нек-рых случаях - остаток олигосахарида. [c.581]

С р-циями певтозофосфатного цикла связан метаболизм входящих в состав нуклеиновых к-т пентоз, а также биосинтез углеводных предшественников биополимера лигнина и ароматич. аминокислот. [c.311]

Биосинтез 1/553 5/718. См. также Биополимеры, индивидуальные представители алкалоидов, витаминов, гормонов, липидов и др. ассимиляция 1/553. 1149. 1151 2/633 3/503. 504. 697. 810-812. См. также Анаболизм генетических структур, см. Ген яи-ческая инженерия. Генетический код. Гены и биоазотфиксация 1/103. 104 и бноокислеиие. см. Брожение, Ды-хание. Окислительное фосфорилирование и метаболизм, см. Обмен веществ и синтез бактериальный, см. Биотехнология, Микробиологический синтез. Микроорганизмы [c.560]

Слабые взаимодействия ответственны за молекулярную гибкость, т. е. конформациопные свойства биополимеров и малых, молекул (см. гл. 3). Ими определяется молекулярное узнавание, реализуемое в ферментативном катализе (гл. 6), в биосинтезе (гл. 8) и в целом ряде биологических процессов, происходящих на молекулярном уровне. [c.58]

В полиамфолитах и, следовательно, в биополимерах возможно образование солевых связей между катионными и анионными группами в одной цепи или в разных цепях. Исследования строения и свойств биополимеров обязательно должны учитывать их полиамфолитную природу, а, значит, pH и ионную силу среды. Структура нативных (т. е. биологически функциональных) молекул белков и нуклеиновых кислот в значительной мере определяется электростатическими, ионными, взаимодействиями. Не менее важны взаимодействия с малыми ионами окружающей среды. Взаимодействие белков с ионами К+, Na+, Са++, Mg+ определяет важнейшие биологические явления, в частности, генерацию и распространение нервного импульса и мышечное сокращение. Функциональная структура нуклеиновых кислот и их участие в биосинтезе белка также связаны с катионами щелочных и щелочноземельных металлов. [c.86]

Фосфаты и пирофосфаты . Эфиры моносахаридов с фосфорной и пирофосфорной кислотами имеют важное биологическое значение. Они участвуют почти во всех биохимических реакциях моносахаридов, приводящих к распаду моносахаридов, их взаимным превращениям и биосинтезу более сложных углеводсодержащих соединений. Обычно из природных источников выделяют фосфаты моносахаридов, у которых остаток фосфорной кислоты находится либо у первичного гидроксила моносахарида (например, глюкозо-6-фосфат), либо у гликозидного гидроксила (гликозилфосфаты, например а-Д-глюкозо-1-фосфат). При расщеплении некоторых природных биополимеров образуются фосфаты сахаров, содержащие остаток фосфорной кислоты у вторичного гидроксила (например, смесь производных рибозо-2- и рибозо-З-фосфатов при щелочном гидролизе рибонуклеиновой кислоты). [c.143]

Монография посвящена молекулярно-физиче-ским основам явлений жизни, причем биофизика рассматривается как область физики. Во введении излагаются общие проблемы взаимосвязи физики и биологии, термодинамика и теория информации применительно к биологическим процессам. Далее рассматриваются химические основы биофизики и физика макромолекул. Центральное место в монографии занимают проблемы физики белков и, в частности, физики ферментативных процессов. Отдельные главы посвящены теоретическим основам рентгенографических, оптических и спектроскопических методов исс.педования биополимеров, а также физике нуклеиновых кислот и их функционированию в биосинтезе белка. Книга основана на достижениях современной науки и, в частности, на работах автора и его сотрудников. [c.4]

При наличии эффективной системы экспрессии получение белка - продукта специфического гена - не составляет особого труда. Белок может представлять собой либо тот конечный продукт, который хотят получить (например, рестрицирующую эндонуклеазу), либо фермент, катализирующий определенную химическую реакцию (например, одну из реакций биосинтеза антибиотиков). Иногда в результате генетических манипуляций микроорганизм приобретает способность к синтезу нового фермента и может использоваться для получения in vivo низкомолекулярных соединений - витаминов, аминокислот, красителей, антибиотиков, предшественников различных биополимеров и т. д. Такой микроорганизм становится фабрикой по производству полезных метаболитов. [c.247]

Выделение генов биосинтеза меланина Меланины образуют многочисленное семейство различных поглощающих свет биополимеров их синтеризуют животные, растения, бактерии и грибы. Эти пигменты можно было бы использо- [c.267]

З-дезоксиальдоновые кислоты возникают в организме в результате конденсации альдоз, имеющих 4—6 атомов углерода, и пировиноградной кислоты и входят в состав различных биополимеров или участвуют в биосинтезе ароматических и других веществ. Для них равновесие в приведенной, выше биохимической реакции практически полностью сдвинуто влево. [c.332]

К центральной цепи биополимера присоединены короткие боковые цепи ( ядра ), построенные из остатков глюкозы, галактозы и N-ацетилглюкозамина боковые цепи имеют, вероятно, одинаковое строение у липополисахаридов самых различных штаммов бактерий. Последовательность моносахаридов в этих цепях полисахарида определена с помощью бес-клеточной системы, осуществляющей биосинтез липополисахарида . Добавляя к такой системе, выдёленной из мутантного штамма, который -синтезирует неполный полисахарид, известные предшественники при биосинтезе полисахарида — соответствующие нуклеозиддифосфатсахара (см. гл. 22) — удается последовательно нарастить в боковой цепи остатки галактозы, глюкозы и N-ацетилглюкозамина. [c.554]

Клеточная мембрана и сеть эндоплазматических мембран являются существенным элементом каждой живой клетки. Они не только отграничивают друг от друга клетки и их структурные элементы, но и обеспечивают активный транспорт низкомолекулярных веществ. Основной биологической функцией эндоплазматической сети и связанного с ней образования — так называемого аппарата Гольджи является, по-видимому, синтез основных биополимеров клетки и их транспортировка в нужные участки клетки . В участках так называемой шероховатой сети с эндоплазматическими мембранами связаны рибонуклеопротеидные частицы — рибосомы, в которых происходит синтез белка. В гладких участках эндоплазматической сети происходит биосинтез полисахаридов и липидов. [c.600]

В тех случаях, когда в состав смешанного биополимера входят единичные остатки моносахаридов, присоединенные к основной цепи неуглеводной природы, биосинтез такого рода соединений вполне аналогичен биосинтезу простых гликозидов (см. стр. 3S6) и сводится к переносу остатка моносахарида на полимерный агликон. Донорами гликозильных групп являются обычно нуклеозиддифосфатсахара. Показано, что такого рода реакции протекают при глюкозилировании оксиметилцитозинового ядра в составе ДНК Т-четных фагов и введении моносахаридных остатков в тейхоевые ки лoты [c.614]

Для биосинтеза смешанных биополимеров, содержащих олигосаха ридные цепи, существуют две возможности включение в состав полимера уже готовой олигосахаридной цепи или ее ступенчатое наращивание в составе биополимера. В пользу первой возможности говорит выделение из молока нескольких уриднндифосфатдисахаридов и трисахаридов, содержащих остатки N-ацетилглюкозамина, галактозы, фукозы и N-ацетилнейраминовой ки лoты " . Близость структуры выделенных УДФ-трисахаридов и углеводных цепей фетуина и орозомукоида позволяет [c.614]

Предполагать, что эти нуклеозиддифосфатолигосахариды могут участвовать в биосинтезе гликоиротендов. С другой стороны, имеются данные о включении остатка N-ацетилнейраминовой кислоты из цитидин-5 -фосфо-N-ацетилнейраминовой кислоты (см. стр. 394) в орозомукоид и муцин подчелюстной железы овцы, обработанные нейраминидазой . Этот факт указывает, по-видимому, на возможность ступенчатого наращивания олигосахаридной цепи в составе биополимера. Подтверждением этому служат результаты, полученные при ингибировании биосинтеза гликопротеинов плазмы под действием пуромицина среди накапливающихся предшественников, содержащих радиоактивный ацетилглюкозамин, не обнаружены УДФ-олигосахариды, а найден только УДФ-М-ацетилглюкозамин . [c.615]

Более сложной задачей при установлении полной первичной структуры биополимера является определение последовательности мономерных звеньев. Эта задача была бы практически неразрешимой при современном состоянии химии углеводов, если бы полисахариды имели хаотический набор всех возможных типов межмономерных связей. К счастью, каждый тип природных полисахаридов построен по определенному плану, зависящему от путей биосинтеза, с использованием ограниченного числа типов связей между составляющими моносахаридами. Более того, можна считать доказанным, что некоторые полисахариды построены из повторяющихся блоков —так называемых элементарных звеньев . Для таких регулярных полисахаридов задача установления первичной структуры складывается из выяснения строения отдельного звена и доказательства самого факта регулярности строения молекулы. В более общем случае. [c.632]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология