Cтраница 1
Окислительное действие перекиси водорода составляет основу ряда методов. [1]
В процессе ускорения окислительного действия перекиси водорода пероксидаза мало-помалу исчезает. Отношения, в которых пероксидаза реагирует с перекисью водорода, могут быть определены количественно ( см. ниже, стр. Наиболее чистая нероксидаза, приготовленная Бахом и Черняком56, реагировала с 27 весовыми частями перекиси водорода. [2]
Эту схему Габер и Вилыптеттер применяют к объяснению ускорения окислительного действия перекиси водорода пероксидазой. [3]
Присутствие двух ферментов, пероксидазы и каталазы, характерно для мельчайших частей живого вещества. Пероксидаза ускоряет окислительное действие перекиси водорода и органических перекисей, каталаза совершенно прекращает это окислительное действие, разлагая перекись водорода на молекулярный инертный кислород и воду. О физиологическом значении этих ферментов можно еще спорить, но их биологическая повсеместная распространенность не оспаривается и неоспорима. Однако существует одно исключение. В настоящее время мы говорим, что дрожжи содержат каталазу, но не содержат пероксидазы. В течение моих исследований над окислительными ферментами я неоднократно имел случай проверять и подтвердить правильность наблюдения Шенбей-на. Мне удалось2 также привести доказательство и a contrario, установив, что незначительные количества пероксидазы, прибавленные заранее к дрожжам, легко могут быть обнаружены посредством обычных реактивов. Если растереть 1 г зимазы ( ацетоновые дрожжи) с 20 см3 воды и прибавить раствор гваякола и перекиси водорода, то смесь остается бесцветной. Если же прибавить к препарату дрожжей последовательно раствор гваякола, 1 каплю активного раствора пероксидазы и перекись водорода, то смесь немедленно окрашивается в красно-коричневый цвет. Окрашивание исчезает более или менее быстро, но вновь появляется при прибавлении перекиси водорода. С пирогаллолом и гидрохиноном получается аналогичный результат. Таким образом, если дрожжи не дают реакции на пер-оксидазу, то это потому, что в них нет этого фермента, а не потому, что реакция пероксидазы перекрывается задерживающими веществами. [4]
Эти наблюдения, как и все другие наблюдения этого выдающегося исследователя, вполне верны, по выводы, которые из них сделал Шенбейн, оказались несоответствующими действительности. Он предполагал, что ускорение окислительного действия перекиси водорода и разложение последней с выделением недеятельного, молекулярного кислорода происходят под влиянием одних и тех же веществ, которые он смешал с ферментами вообще. Он говорит о правиле, в силу которого вещества, которые разлагают перекись водорода подобно платине, также окрашивают в синий цвет гваяковую настойку, содержащую перекись водорода. [5]
Окислительные свойства перекиси водорода проявляются также при взаимодействии с металлами, которые образуют при этом окислы. В 60 % - ных растворах преобладает окислительное действие перекиси водорода, благодяря которому образуется пассивирующая пленка окиси алюминия, предохраняющая металл от дальнейшего разрушения. В сильно разбавленных растворах наблюдается точсч ое азъе д ще соторое может быть уменьшено добавкой ( метасйликата натрия. [6]
На основании всех этих фактов я считаю возможным утверждать, что дрожжи не содержат пероксидазы, которую можно было бы обнаружить обычными реактивами; этим они резко отличаются от других живых организмов. Единственным известным до сих пор каталитическим действием, которое оказывает пер-оксидаза, является ускорение окислительного действия перекиси водорода и органических перекисей. Эти перекиси образуются при действии свободного молекулярного кислорода на ненасыщенные, легкоокисляемые вещества. Другими словами, действие пероксидазы находится в тесной связи с кислородным дыханием клетки. Если жизнь клетки происходит в отсутствии кислорода, то она не нуждается в пероксидазе и поэтому не производит ее. Поэтому отсутствие пероксидазы в строго анаэробных дрожжах легко понятно. Однако не исключена возможность, что те сорта дрожжей, которые частично используют свободный кислород, содержат большее или меньшее количество пероксидазы. Для выяснения этого вопроса существует только один путь: сравнительные опыты с чистыми культурами дрожжей верхнего и нижнего брожения. [7]
Но эта отдача активного кислорода перекисью происходит не мгновенно, а, наоборот, протекает, смотря по химической природе образующейся перекиси и трудноокисляемого вещества, более или менее медленно. Этот сам по себе более или менее медленно протекающий процесс может, в свою очередь, быть ускорен действием солей некоторых тяжелых металлов. Основные факты и здесь были уже установлены Шенбейном. Он показал, что минимальные количества солей закиси железа очень сильно ускоряют окислительное действие перекиси водорода на индиго, йодистый калий и другие вещества. [8]
В начале текущего столетия из растений были выделены два специфических энзима, из которых один - каталаза ( О. Лев, 1901 г.) разлагает, подобно платине, перекись водорода с выделением молекулярного кислорода, другой - пероксидаза ( А. Шода, 1903 г.) ускоряет, подобно двувалентному иону железа, окислительное действие перекиси водорода. Относительно механизма действия этих энзимов до сих пор ничего определенного не выяснено. [9]
При помощи своей теория образования НаОг Траубе смог объяснить характерную особенность перекиси водорода, а именно ее окислительные и восстановительные свойства. Окнс-зштельные свойства обусловлены молекулой кислорода, атомы которого, по Траубе, связаны с другими одной связью; восстановительные свойства - обоими атомами водорода. Восстановители окисляются перекисью водорода, в то время как сильные окислители ( марганцовая и хромовая кислоты, окись серебра, озон и др.) восстанавливаются и присутствии перекиси водорода, Господствовавший взгляд, что в присутствии этих окислителей HaOjj восстанавливается, Траубе - считал неверным. Водород ные атомы HsOs соединяются с кислородом - сильных окислителей, а кислород перекиси освобождается. Выделяющийся кислород происходит поэтому от молекулы HaOs. Окислительное действие перекиси водорода обусловливается, по Траубе, не тем, что она отдает один атом кислорода, а распадением на две. Однако эта точка зрений оказалась неверной, так как реакции, при которых происходит присоединение двух групп ОН, наблюдаются лишь в искл р чи-тельных случаях. [10]
Свежеприготовленная гваяковая настойка не изменяет цвета под действием перекиси водорода. Но если к смеси настойки и перекиси прибавить свежего, некипяченого молока, то под влиянием пероксидазы, содержащейся в молоке, смесь моментально окрашивается в синий цвет. Кипяченое молоко этой реакции не дает, вследствие разрушения пероксидазы кипячением. Вместо перекиси водорода для гваяковой пробы употребляли старое, озонированное терпентинное масло. Мы теперь знаем, что старое, подвергшееся действию кислорода воздуха терпентинное масло содержит перекиси, окислительное действие которых ускоряется пероксидазой, так же точно как и окислительное действие перекиси водорода. [11]
Но эта отдача активного кислорода перекисью происходит не мгновенно, а, наоборот, протекает, смотря по химической природе образующейся перекиси и трудноокисляемого вещества, более или менее медленно. Этот сам по себе более или менее медленно протекающий процесс может, в свою очередь, быть ускорен действием солей некоторых тяжелых металлов. Основные факты и здесь были уже установлены Шенбейном. Он показал, что минимальные количества солей закиси железа очень сильно ускоряют окислительное действие перекиси водорода на индиго, йодистый калий и другие вещества. Соли некоторых других металлов ( марганец, медь) оказывают такое же ускоряющее действие на окисление как свободным кислородом, так и перекисью водорода. В качестве примера можно упомянуть здесь ускоряющее действие солей марганца на окисление жирных масел, гидрохинона и других веществ, которые уже сами по себе поглощают кислород при обыкновенной температуре с небольшой, но измеримой скоростью. Так как при медленном сгорании этих веществ несомненно образуются перекиси, то ускорение окислительного процесса этими солями надо приписать той же причине, которая вызывает ускорение окислительного действия перекиси водорода солями закиси железа. С многочисленными фактами, установленными в этой области, лучше всего согласуется предположение, что соли металлов образуют с перекисями промежуточные, неустойчивые соединения, которые отдают свой активный кислород окисляемым веществам гораздо легче, чем сами перекиси. Для перекиси водорода целый ряд таких неустойчивых соединений с металлическими и металлоидными производным и был приготовлен и изучен Меликовым и Писаржевским. [12]