Cтраница 3
Было, например, показано91 159 - 162, что существует известный параллелизм между антибиотической активностью хинонов и их способностью подавлять активность кар боксилазы, а также протеиназы дрожжей и некоторых грибов, тогда как на фосфатазную систему дрожжей они не оказывают никакого влияния. Эти исследования, способствующие конкретизации представлений о механизме действия хинонов, намечают новый подход к вопросу о связи между строением и антибиотической активностью хинонов: вопрос начинает разрешаться с точки зрения зависимости между строением хинонов и их действием не на микроорганизмы в целом, а на отдельные энзиматические системы этих микроорганизмов8 - 87 91 - 153 - 157 159 - 164 166 - 168 Следует, впрочем, отметить, что за последние годы интерес к механизму действия хинонов уменьшился, и этому вопросу посвящено лишь ограниченное число новых исследований. [31]
Ю-4 моль / л H2S, поглощение кислорода увеличивается в 1 8 раза, тогда как дыхание дрожжей полностью подавляется той же концентрацией сульфида. Эти результаты совпадают с результатами, полученными Варбургом с синильной кислотой. Вероятно, энзиматическая система, выделяющая кислород, чувствительна к сероводороду, так как растения, не выделяющие кислорода на. Если это объяснение правильно, то опыты, проведенные с гидроксиламином, следует повторить с сероводородом. [32]
Целый ряд энзимов, называемых флавопротеиновыми энзимами, содержит фосфорилированный рибофлавин, связанный в структуре белка. Все они могут вызывать биохимическое окисление, например, аминокислот или пуринов, абсорбирующих кислород. Аналогично могут действовать на молекулярный кислород другие автоокисляющиеся энзиматические системы. [33]
Отмечены некоторые исключения из этого правила; наиболее заметным исключением служат цитраты. Значение этого факта мы рассмотрим несколько дальше. Сейчас же мы хотим лишь подчеркнуть, что растения содержат энзиматические системы, которые позволяют им превращать в темноте в углеводы большую часть, если не все органические соединения, уровень восстановленности которых так высок, что их превращение не требует притока энергии. Таким образом, если бы даже было решительно доказано, что формальдегид является пригодным пищевым средством для растений, он только присоединится к большому количеству соединений с аналогичным уровнем восстановленности. Однако никто не будет утверждать, что эти соединения можно рассматривать как промежуточные продукты фотосинтеза, и мало кто согласится, что уксусную кислоту следует выделить как единственный из таких промежуточных продуктов. [34]
АКТГ способен каким-то образом изменять количественные соотношения кортикостероидных гормонов, по-видимому, влияя на синтез соответствующих ферментов в надпочечниках. Было показано, что в начальный период после инъекции АКТГ в венозной крови надпочечников увеличивается содержание преимущественно кортикостерона. Отсюда можно сделать вывод, что длительное воздействие АКТГ как-то активирует энзиматическую систему, гидроксилирующую стероиды в 17 - м положении. [35]
В 1937 г. Скотт [81] пришел к заключению, что устойчивость ферментов к ионизирующему излучению настолько велика, что ферменты нельзя считать влияющими на эффекты, вызываемые излучением в живых организмах. Эта точка зрения сейчас значительно изменена, хотя и была естественной в то время, поскольку она была основана на исследованиях, проведенных без учета таких важнейших явлений, как косвенное действие и защита. В начальный период исследований, когда работы проводились с высокими концентрациями ферментов и большими загрязнениями энзиматических систем, наблюдавшаяся радиочувствительность ферментов была далека от истинной. Для разъяснения этого положения рассмотрим подробно существующие представления о прямом и косвенном действии и их кинетике. Приводимые представления могут быть приложены к любым полимерам или радиочувствительным веществам в растворах, особенно водных. Большинство приводимых данных получено при исследовании энзиматическкх систем свиду большой чуп-ствительностн их каталитических свойств. [36]
Дальние перспективы использования ферментативного катализа здесь особенно велики. Вероятно синтезы сложных органических веществ, полимеров и особенно физиологически активных соединений смогут быть резко упрощены и ускорены благодаря применению ферментных систем, подобно тому, как упрощается, например, синтез гормонов-стероидов при действии энзиматических систем живых микроорганизмов. Можно ожидать в химии широкого использования ферментов класса лигаз, катализирующих синтез С-О, С-S, С-N - связей и, что особенно важно, связей между атомами углерода. [37]
BHyrp ( уравнение 2.19) принимает существенные значения даже при не слишком больших гидрофобных фрагментах R. Так, для весьма распространенной в живой природе бензильной группы ( встречающейся в молекулах производных фенилаланина) понижение свободной энергии активации, обусловленное погружением ее ( переносом из воды) в гидрофобную среду активного центра ( при образовании переходного состояния химической реакции), может составить величину вплоть до - 7 ккал / моль ( - 29 4 кДж / моль) в зависимости от значения а 2, которое реализуется в данной энзиматической системе. Это соответствует ускорениям реакции вплоть до 10В раз. [38]
Цианид является крайне специфическим ядом для реакции адаптации. Концентрация в 1 Ю-1 моль / л HCN, лишь слегка понижающая скорость нормального фотосинтеза или дыхания у Scene-desmus Dl ( табл. 42), полностью препятствует его водородной адаптации. То же количество цианида, прибавленное после адаптации, не оказывает непосредственного влияния на скорость поглощения водорода. Цианид ускоряет снятие адаптации, вероятно, таким косвенным механизмом: адаптированное состояние все время поддерживается постоянной реадаптацией окисленных молекул гидрогеназы. В присутствии цианида эта реадаптация блокируется и энзиматическая система постепенно переходит к окисленному состоянию. [39]
Наличие светового насыщения показывает, что реакция Хилла включает, помимо собственного фотохимического процесса, нефотохимический процесс ограниченной скорости. Теперь нам известно, что различные энзиматические реакции могут при соответственных условиях сделаться ограничивающими при фотосинтезе, например если они замедляются специфическими ядовитыми веществами. Так как двуокись углерода не участвует в реакции Хилла, естественно, что цианид не оказывает влияния на эту реакцию. Менее понятна нечувствительность этой реакции к гидроксиламину, который, по приводимым далее данным ( гл. XII), является специфическим ядом для энзиматической системы, выделяющей при фотосинтезе кислород. С другой стороны, уретаны, подавляющие фотосинтез в световой и энзиматической стадиях, также подавляют реакцию Хилла. [40]
Если соединение, не содержащее переходных металлов, дает сигнал электронного резонансного поглощения, это указывает на наличие свободных радикалов. Площадь под кривой пропорциональна числу имеющихся неспаренных электронов, и метод настолько чувствителен, что при 4 К можно обнаружить уже Ю9 радикалов. Если подвергнуть такой материал, как перспекс, интенсивному у-облучению, то спектр ЭПР указывает на присутствие свободных радикалов. Они возникают под действием облучения и захватываются твердым телом. Такие радикалы могут влиять на образование поперечных связей между полимерными цепями, и таким образом можно изменять свойства полимеров. Свободные радикалы обнаружены также в живых тканях и энзиматических системах. [41]
Наши знания в области действия излучения на углеводы, белки и нуклеиновые кислоты еще не достаточны для объяснения наиболее поразительного вопроса, так сказать, основной загадки радиобиологии, а именно, каким образом очень малые дозы вызывают столь сильное действие. Мы не можем полностью объяснить летальный эффект дозы 1000 р на основании инактивации некоторых ферментов, жизненно важных для организмов, так как многие исследования ферментативной активности и в тканевых гомогенатах и in vivo показали, что дозы такого порядка или оказывают очень слабое, или вовсе не оказывают никакого действия. Для понимания действия излучения большое значение имеет открытие Дейла, который нашел, что чистые препараты ферментов могут обладать высокой радиочувствительностью; но в живых системах эти условия обычно не реализуются. Батлер [154] предположил, что крайняя радиочувствительность живых клеток может быть объяснена тем, что митохондрии и микросомы цитоплазмы могут инактивироваться небольшим числом ионизации. В этом случае клетки не только были бы лишены некоторых энзиматических систем, например способности к окислительному фосфорилированию, но были бы также лишены возможности синтезировать новые ферменты. Очевидно, что необратимые повреждения могут быть вызваны в таких случаях очень малыми дозами. [42]
Падоа и Вита [9] наблюдали частичное или полное торможение фотосинтеза окисью углерода у Planlago major и у водных растений Lemna minor a Elodea cwadensis, причем их дыхание скорее стимулировалось, чем подавлялось. Эти авторы полагают, что окись углерода абсорбируется хлорофиллом так же, как и гемоглобином. Позднее [12] они описали обратимые изменения в абсорбционных спектрах хлорофильных растворов в бензоле, вызываемые насыщением окисью углерода, считая их доказательством существования лабильного продукта присоединения окиси углерода к хлорофиллу. Однако полученные ими фотометрические кривые не убедительны, а данные по торможению фотосинтеза, по мнению Гаффрона [17], также ненадежны. Гаффрон исследовал действие окиси углерода на различные водоросли ( например, Phormidium tenue) и нашел, что СО не оказывает действия на обычный фотосинтез или влияет на него в очень слабой степени. Как описывается в главе VI, Гаффрон [33] обнаружил, что такая инкубация обусловливает переход от нормального фотосинтеза к фоторедукции, которая требует молекулярного водорода или внутриклеточных водородных доноров. Гаффрон поэтому полагает, что окись углерода в концентрациях порядка 20 % является специфическим ингибитором для гидрогеназы, активация которой обусловливает окислительно-восстановительные процессы у адаптированных водорослей и не затрагивает энзиматической системы нормального фотосинтеза. [43]