Cтраница 3
В печени одна и та же ферментативная система окисляет толуол, стирол и бензол. Поэтому эти три вещества замедляют метаболизацию друг друга, конкурируя между собой. Так, например, если крысы получают большие дозы толуола и бензола, в их тканях и моче отмечается сокращение концентрации метаболитов бензола, и, соответственно, увеличивается содержание бензола в выдыхаемом воздухе. В случае трихлорэтилена замедления не происходит, поскольку эти два вещества окисляются разными ферментами. [31]
Возбуждение и повреждение клетки ведет также к активированию дыхания. Оно может быть следствием увеличения концентрации субстратов окисления. Однако ряд наблюдений показывает, что причина этого явления значительно сложнее. Помимо увеличения концентрации метаболитов, в стимуляции дыхания может играть роль изменение структуры дыхательных ферментов. [32]
Из этого обзора межвидового переноса в сообществе видно, что, вследствие обратимости реакции гидрогеназы, Н2 может играть ключевую регуляторную роль в обмене анаэробного сообщества, термодинамически определяя возможное направление процесса. Роль других веществ возможна, но не универсальна. Далее важно, что обратимость реакции может останавливать весь процесс накоплением продуктов, как это происходит с водородом, но не происходит с метаном или ацетатом. Отсюда первостепенное значение для термодинамики имеет концентрация метаболитов в системе. Она определяется сродством организмов к субстратам, а отсюда и кинетикой их роста. С другой стороны, кинетика роста определяет конкуренцию между видами при занятии одной и той же экологической ниши и относится к сравнительной аутэколо-гии видов. [33]
Все это показывает, как широко используется ультрацентрифугирование при изучении нуклеиновых кислот и биосинтеза белка. Ультрацентрифугирование незаменимо также при все более расширяющемся изучении смежных проблем - в частности при изучении механизмов регуляции ферментативных реакций. Метаболические потребности клетки удовлетворяются, как известно, благодаря тонкой согласованности скоростей различных биохимических последовательностей. Такая согласованность возможна благодаря чувствительности аллостерических ферментов к изменениям концентраций отдельных метаболитов, что в свою очередь зависит от конформационных изменений, вызываемых соответствующим метаболитом и, очевидно, передающихся путем взаимодействия субъединиц ферментного белка. Успехи, достигнутые в изучении свойств аллостериче-ского фермента - аспартат-карбамоилтрансферазы, хорошо иллюстрируют большое значение ультрацентрифугирования - особенно когда оно используется в сочетании с другими методами анализа. Так, Герхарт и Шахман [5] показали, что этот фермент, представляющий собой глобулярный белок с молекулярной массой около 3 - Ю5, после обработки соединениями ртути распадается на субъединицы двух типов. Каталитической активностью обладают лишь субъединицы одного типа, в субъединицах же другого типа, не обладающих каталитической активностью, находится центр. С этой регуляторной субъединицей связывается 5-бромцитидин-трифосфат, о чем свидетельствует соответствующая картина седиментации. Позже Вебер [6] определил аминокислотный состав и N-концевые остатки субъединиц обоих типов и установил, что одна молекула фермента содержит четыре регуляторных и четыре каталитических субъединицы. [34]
Зависимая от плотности динамика плодовитости и смертности описана у представителей самых разных таксонов. Показано, в частности, что цианобактерии способны к синтезу внеклеточных метаболитов, которые могут влиять на рост и скорость деления клеток в культуре. Под влиянием этих метаболитов возможно ингибирование размножения, степень которого зависит от концентрации метаболитов и таким образом связана с численностью ( плотностью населения) популяции этих организмов. [35]
Сравнительно простые устройства такого типа контролируют последовательность событий ( рост клетки, репликация ДНК, деление клетки), но не определяют их абсолютную продолжительность. Любые воздействия на клетку, замедляющие или ускоряющие ее рост, автоматически сдвигают время включения сигнала, останавливающего этот процесс. Более точны и независимы от возмущающих внешних влияний биологические часы, опирающиеся на принцип метаболического осциллятора. Существование отрицательных обратных связей в цепях биохимических превращений приводит к незатухающим колебаниям концентраций клеточных метаболитов. [36]
Они осуществляются микросомальными моно-оксигеназами и происходят двумя путями: первый - окислением до 2-хлорэтанола, хлорацетальдегида и хлоруксусной кислоты; второй-окислением до 1-хлор - 1 2-эпоксиэтана с последующим образованием хлорацетальдегида. Второй путь преобладает при высоких ( более 256 мг / м3) концентрациях X. Хлорацетальдегид метаболирует несколькими путями. Основной из них - окисление до хлоруксусной кислоты. Один из метаболитов, вероятно, 5 - ( 2-хлорэтил) цистеин, обладающий мутагенной активностью, после гидролиза превращается в S - ( 2-гидроксиэтил) цистеин, который определяется в моче. Через 72 ч после прекращения затравки в организме крыс содержится 14 - 15 % от введенного X. Имеется линейная зависимость между концентрацией метаболитов X. Канцерогенную опасность представляют продукты метаболизма X. В связи с этим различают две стадии в процессе канцерогенеза, развивающегося под воздействием X. В основе иммунной стадии лежит механизм взаимодействия продуктов превращения X. Будучи фиксированными на биомолекулах, они придают последним антигенные свойства. В результате такой модификации биомолекул в организме начинают вырабатываться антитела. Реакция взаимодействия антител с тканевыми антигенами происходит в основном на клетках соединительной ткани, в частности - на мембранах мелких кровеносных сосудов. Именно поэтому при винилхлорид-ной болезни в первую очередь страдает соединительная ткань и довольно часто возникают саркомы. Антитела, фиксирующиеся на нуклеиновых кислотах ядра, блокируют функциональные центры клеточного образования и создают новые - патологические. [37]