Биологический каталог




Основы энзимологии

Автор В.К.Плакунов

....109

Глава 15. Регуляция клеточного деления

и скорости роста клеток....................................... 112

15.1. Последовательность событий в процессе деления клетки...................112

15.2. Накопление критической клеточной массы и репликация ДНК............113

15.3. Построение новой клеточной оболочки ..............................................113

15.4. Построение клеточной перегородки...................................................116

15.5. Характер взаимосвязи процессов клеточного деления.......................117

15.6. Взаимодействие регуляторных механизмов

при управлении скоростью росте микроорганизмов...........................119

Литература ..................................................................... 126

X-

Предисловие

Настоящий учебник посвящен рассмотрению основ энзимологии, т.е. принципов функционирования белковых посредников биохимических процессов — ферментов и других компонентов, осуществляющих катализ реакций, транслокацию и узнавание субстратов.

Понятие «энзнмология» в настоящее время расширено в связи с двумя основными обстоятельствами. Во-первых, экспериментальным путем доказано, что ферментативными свойствами обладают не только белки, но и рибонуклеиновые кислоты (так называемые рибозимы). Во-вторых, среди белковых посредников биохимических процессов обнаружены не только ферменты (катализаторы биохимических реакций), но и клеточные компоненты, «узнающие» и «транслоцирую-щие» (компоненты систем таксиса, транспортных систем и т.д.), которые прямо не катализируют никаких химических реакций. Предметом энзимологии в настоящее время можно считать описание любых посредников биохимических процессов, а в ее задачу входит изучение физических и химических основ функционирования этих посредников и их физиологической роли в живом организме.

Автор старался избегать дублирования прекрасных многотомных учебников по общему курсу биохимии, существующих в настоящее время, многие из которых переведены на русский язык, и для изложения выбрал те разделы биохимии, которые, по его мнению, необходимы для формирования биохимического мышления у читателей, главным образом, студентов химических и микробиологических вузов, специализирующихся в области экологии и биотехнологии. Этим, в частности, объясняется большой удельный вес материалов и множество примеров из области биохимии микроорганизмов, играющих основную роль в биотехнологических процессах.

Немаловажный фактор при выборе материала и, особенно, степени детализации его изложения — представления автора о том, в каких разделах биохтши он считает себя наиболее компетентным.

Материалом для данного учебника послужили лекции по общей биохимии и энзимологии, которые автор длительное время читал в Московской химико-технологической академии им. Д.И. Менделеева и на биологическом факультете Московского государственного университета, где он имел возможность контролировать усвояемость материала и вносить в текст лекций необходимые улучшения и дополнения.

5

X —

Введение

Предмет и задачи биологической химии. Энзимология — это часть биохимии, предметом биохимии являются живые системы, а в ее задачу входит изучение химических основ жизни, т.е. химического состава и струтсгуры компонентов живых систем, а также природы протекающих в них химических реакций. Главной целью биохимии является не простое описание химических процессов в живых системах, а выяснение взаимосвязи молекулярной структуры и биолошческой функции.

Очевидно, что предмет биохимии — в одном ряду с другими химическими и биологическими науками (биоорганической химией, молекулярной биологией, физиологией и т.д.), изучающими живые системы, тогда как задачи перекрываются лишь частично.

Границы между этими науками в настоящее время достаточно условны в некоторых областях, что усиливается применением общих методов исследования (например, методов генетической инженерии). Биохимия составляет фундамент этих наук (см. рис. 1).

ФИЗИКА

Рис. 1. Схема расположения энзимологии 8 системе других наук

6

Основные этапы развития биохимических знаний. Развитие биохимии было невозможно без открытия главных законов природы для неживых систем и изучения фундаментальных основ физики и химии этих систем.

В конце XVIII в. А. Лавуазье и П. Лаплас показали, что основные законы сохранения вещества и энергии справедливы и для биологических объектов.

Вьщеление химическими методами большого количества новых индивидуальных веществ из живых организмов и установление того факта, что все они содержат углерод, положило начало органической химии, основателем которой можно считать Ж. Гей-Люссака, изучившего методом сжигания состав многих углеводов и белков.

В 1824 г. Ф. Вёлер синтезировал щавелевую кислоту, в 1828 г. — мочевину, опровергнув виталистическую точку зрения, что органические вещества могут быть продуктом только живых организмов. Правда, Ф. Хеннель синтезировал этанол до открытий Ф. Вёле-ра, однако, образующие этанол дрожжи до работ Л. Пастера не считались живыми организмами.

В XIX в. И. Берцелиус впервые использовал термин катализатор и сформулировал основные принципы катализа, после чего стало ясно, что птиалин слюны, пепсин желудочного сока и амилаза солода являются биологическими катализаторами. К концу XIX в. были достигнуты большие успехи в развитии неорганической, органической и физической химии, сформулированы законы термодинамики, генетические принципы наследственности (Г. Мендель) и получила признание доктрина эволюции (Ч. Дарвин). В начале XX в. Э. Фишер разработал методы выделения мономеров из белков и полисахаридов, установил структуру и оптические конфигурации многих из них, продемонстрировал специфичность действия ферментов и, таким образом, положил начало многим направлениям биохимии. Сам термин биохимия был введен в 1903 г. К. Нейбергом.

Однако в первой половине XX в. биохимики уделяли главное внимание малым молекулам (мономерам) и составу биополимеров, а функционирование биополимеров стало предметом интенсивного изучения лишь в середине и второй половине XX в.

Термин энзим был введен в 1870-е годы К.Кюне (от en zyme — в закваске) для обозначения компонентов дрожжевой клетки, осуществляющих химические превращения субстратов. Ферментами в то время назывались живые микроорганизмы. Однако в русскоязычной научной литературе для обозначения белковых катализаторов термин фермент является более употребляемым в настоящее время.

7

Вопрос о том, что химические превращения субстратов катализируются определенными веществами, которые могут функционировать как внутри клеток («организованные» ферменты Л.Пасте-ра), так и вне клеток («неорганизованные» ферменты Ю.Либиха и ЬСБернара), окончательно был решен в 1897 г. Г. и Э.Бухнерами, осуществившими процесс брожения с помощью экстракта из клеток дрожжей.

Широкое изучение физико-химических свойств ферментов и механизма их функционирования стало возможным только после разработки методов получения ферментов в гомогенном состоянии. Первый индивидуальный кристалличе

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Скачать книгу "Основы энзимологии" (0.9Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(26.06.2019)