Chimie și Inginerie Chimică
Imaginea vieții procariote constă în reproducerea constantă a biomasei sale. Set de procese care au loc în celulă. asigurând reproducerea biomasei se numește metabolismul. sau metabolism. Metabolismul celular este compus din două reacții fluxuri. având diferite de orientare și metabolismul energetic constructiv. metabolismul energetic - un flux de reacții. însoțită de mobilizarea energiei și transformarea acestuia într-o electrochimică (Arn +) sau chimic formă (ATP), care pot fi apoi utilizate în toate procesele volatile. Metabolismul constructiva (biosinteză) - reacții de curgere. ca urmare, care datorită substanțelor care provin din afara celulei este construită substanță este un proces legat de consumul de energie liberă stocată sub formă chimică în molecule de ATP sau alți compuși bogați energie. [C.79]
L. Pasteur a demonstrat că produsul chimic cauza modificari substraturile sunt microorganisme și teoria spontane respinse. Cercetarea în natura fermentații au fost o continuare a activității pentru a clarifica motivele pentru vin prokisaniya. Louis Pasteur a arătat că fiecare fermentație este principalul produs final și este cauzată de microorganisme de un anumit tip. Aceste studii au condus la descoperirea unui mod necunoscut anterior de viață - metabolismul anaerob. Studiind exemplu drojdie capacitatea de a trece de la un tip la altul metabolism, L. Pasteur demonstrat că metabolismul anaerob energetic mai puțin favorabil. Cercetări asupra patogenii bolilor de bere și vin au permis Louis Pasteur pentru a furniza o metodă de tratare termică a acestor produse. protejarea acestora împotriva deteriorării, numit pasteurizarea. Ei au condus, de asemenea oamenii de știință să creadă [C.7]
Din fericire, multe dintre procesele din organismele vii au, de asemenea, un traseu de curgere de rezervă. Adesea, aceste materiale ca materii prime se folosesc diverși compuși. De exemplu, dacă sunt epuizate de magazine de glucoza, apoi pe baza acestui material proceselor energetice sunt oprite. Astfel, într-un înlocuitor de realizare a oxidării grăsimilor. într-o alta - sunt distruse și transformate în glucoză proteine structurale. Odată ce glucoza din nou, începe să curgă în corpul și metabolismul său este reluat. Prepararea glucozei din proteine semnificativ mai puțină energie [c.256]
Tariful de energie poate varia între zero, atunci când AMP este prezent numai până la 1,0, ceea ce înseamnă că conversia ATP la AMP toate moleculele. Măsurători efectuate pe un număr de celule și țesuturi. Acesta arată că taxa energetică este, în general, în intervalul de 0.75-0.90. Găsiți valoarea numerică a acestei cantități nu este dificil, dar, din păcate, acesta nu este asociat cu ecuații chimice. Presupunerea de rolul important al taxei de energie de celule în reglarea metabolismului este foarte îndoielnic. [C.222]
Biochimisti calculează adesea eficiența energetică a procesului, care includ ATP sinteza AG mersul pe jos conjugat cu procesul de subiect (în acest caz -B9 kJ) pentru a micșora energia liberă pentru proces, nu sunt conjugate cu sinteza ATP (196 sau 235 kJ-mol). În acest caz, eficiența conjugare caracterizează ecuația (9-22) (2 mol ATP) și ecuațiile (9-20) și (9-21), și se dovedește a fi de 35 și respectiv 29%. Conform acestui calcul, doar o treime din natura metabolismului energetic liber utilizează pentru a sintetiza ATP. Cu toate acestea, trebuie să ne dăm seama în mod clar că un astfel de calcul al eficienței punctului de vedere termodinamic nu este o valoare strict definită. In plus, celula consumă ATP apoi (pentru scopuri diferite) nu este 100% eficace. [C.346]
Pătrunderea substanțelor poate avea loc într-o direcție opusă gradientului de concentrație astfel de transfer se numește transport activ. Este nevoie din partea consumului specific de energie al organismului. transport active sunt expuse, de regulă, produsele normale ale metabolismului. [C.108]
Dezvoltarea hiperglicemia in diabet pot fi considerate, de asemenea, ca urmare a centrelor de excitație în impulsuri metabolice ale SNC cu celule chemoreceptor, mari consumatoare de energie datorită aportului insuficient de glucoza in celule ale unui număr de țesuturi. Rolul fructoză 2,6-bisfosfat în reglarea metabolismului glucidic. precum și încălcări ale funcționării sale pentru pacienții cu diabet zaharat, a se vedea cap. 16. [c.360]
În faza de dispariția treptată a rezervelor de energie ale celulelor au fost epuizate, și metabolismul încetează. In cele mai multe procese industriale, fermentarea este oprită și celulele sunt colectate înainte de debutul fazei moarte. [C.352]
Deși marea majoritate sunt cianobacterii fototrofice obligatorii ai, în natură, acestea sunt de multe ori o lungă perioadă de timp, în condiții de întuneric. În întuneric găsite în cianobacterii metabolismul endogen activ, substratul energetic care este stocat în glicogen lumina, ka-taboliziruemy de ciclu fosfat pentozo oxidativ. Asigură oxidarea completă a moleculelor de glucoză. La două etape ale acestei căi cu NADP H2 hidrogen este furnizat la circuitul respirator. acceptor de electroni final, care este O2. [C.314]
Deși marea majoritate a cianobacteriilor pot fi cultivate folosind doar energie de lumină. t. e. sunt fototrofice în natură obligatorii, acestea sunt de multe ori o lungă perioadă de timp, în condiții de întuneric. În întuneric găsite în cianobacterii metabolismul endogen activ, substratul energetic care este stocată în lumina glicogen. Calea principală katabolizirovaniya ultima identificat ciclu fosfat pentozo oxidativ. oferind oxidarea completă a moleculelor de glucoză. La două etape ale acestei căi cu NADP-dependent dehidrogenaze de hidrogen (electroni) furnizate circuitului de respirație. transportul de electroni la acceptor final - oxigen molecular. însoțit în anumite etape ale transferului de protoni prin membrană. Acesta este asociat cu fosforilării oxidative. Sintetizat în acest proces, moleculele de ATP sunt folosite pentru a menține funcțiile vitale în întuneric cianobacteriilor fototrofice obligately. [C.277]
Biolog. Da, este mitocondriile - ca o miniatura celule stație de putere. Ele produc adenozin trifosfat (ATP) - bogat compus din energie. care, transformându-se în adenozin difosfat (ADP), acesta trimite un proces care necesită un aport de energie. Apoi ADP in mitocondrii este reconvertit la ATP, și așa sunt continuu de energie furnizate de toate procesele metabolice în celulele organismului. [C.36]
Biolog. Da, este, de asemenea, numită moneda comună a energiei. așa cum este utilizat în toate organismele vii și plante. Aparent, acest tribut a devenit foarte la modă chiar acum economia. Interesant, multe dintre proprietățile mitocondriile sunt foarte asemanatoare cu bacteriile de dimensiunile lor caracteristice sunt câteva zecimi de micrometri, mitohoschfii au propriul lor ADN-ul și pot împărtăși propriile lor, indiferent de divizarea celulei, dar „adaptare“ pentru nevoile sale de energie. Prin urmare, densitatea mitocondrială in celulele unui organism corespunde cu intensitatea medie a proceselor metabolice [Khristolyubova, 1977, 1980 Luzikov Kemp, 1988 Arme], [c.36]
Adesea, ele acționează în rolul de oxidanți în oxidarea iau electronii din reducerea compușilor organici și trecându-le mai mult oxigen. Coenzime transferat, de asemenea, electroni. necesare pentru procesele de recuperare. de exemplu, în timpul mersului fasciculului sub efectul fotosintezei. În mod excepțional de mare în rol metabolismul energetic intracelular al adenozin 5 -trifosfata (ATP) și compuși înrudiți (de adiție a 3-A). funcții importante opera intracelulară hormoni nizkomolekulyariye și alți compuși de reglementare, precum și o serie de produse intermediare ale metabolismului (metabolit intermediar). [C.154]
Acestea din urmă Frotiurile compuse catabolizați moduri mai mult sau mai puțin convenționale în timpul reacțiilor. nepotrivite pentru atabolizma de glutamat. Astfel. Această primă etapă este obligatorie metabolismul energetic rearanjare a spus anaerob. [C.283]
Rata etapelor de oxidare ale ciclului determinat de rata de NADH reoxidarea în lanțul de transport de electroni. În anumite condiții, se poate limita viteza de Og primire. Cu toate acestea, în organismele aerobe este de obicei determinată concentrația de ADP și (sau) R. disponibile pentru conversia ATP în procesul de fosforilare oxidativă (cap. 10). Dacă în timpul ATP catabolism este format mai mult decât este necesar pentru nevoile de energie ale celulei, concentrația de ADP scade la un nivel scăzut, oprind prin aceasta. procesul de fosforilare. În același timp, ATP-ul este prezent în concentrații mari. acționând pe principiul feedback-ului. Acesta inhibă catabolismul glucide și grăsimi. Această inhibare a metabolizării efectuate în mai multe paragrafe, dintre care unele sunt prezentate în Figura 9-3. O porțiune importantă în care se realizează o astfel de inhibare este complexul piruvat dehidrogenază (capitolul 8, Sec K2) [19]. O altă astfel de secțiune se va combina tsitratsintetaza- enzimă care catalizează prima reacție a ciclului acidului tricarboxilic [20]. Cu toate acestea, există îndoieli cu privire la faptul dacă o astfel de inhibare are o semnificație fiziologică [16]. Nivelul de fosforilare a sistemului adenilat poate regla funcționarea ciclului este, de asemenea, un alt mod. asociată cu necesitatea ca PIB la pasul e al ciclului (Fig. 9-2). GTP mitocondriile folosit în principal pentru conversia AMP în ADP. Prin urmare, formarea PIB depinde AMP - un compus care este produs in mitocondrii folosind ATP pentru activarea acizilor grași [ecuația (9-1)]. [C.324]
gena de fuziune ar putea avea un rol important în evoluția principalelor căi metabolice. cale energetică pentru fiecare dintre următoarele enzime a fost determinată. probabil ca rezultat al combinării inițiale de copiere (di) domeniul NAA-leotidsvyazyvayuschego cu unul sau mai multe alte domenii. decât prima fosfoglicerat kinaza [235, 310, 311], dehidrogenaza, respectiv specific gliceraldehid 3-fosfat, lactat, malat și alcool [91] și glicogenfosforilazei [236]. Așa cum sa discutat în secțiunea. 5.4, (di) Domeniul nukleotidsvyazyvayuschy este porțiunea N-terminal al primei patru enzime alcool dehidrogenază în timp ce acesta se află în partea C-terminală. și fosforilazei - în mijlocul lanțului. Acest lucru indică faptul că limitări în dispunerea spațială a domeniilor nu cauzează dificultăți atunci când acestea sunt utilizate ca blocuri de construcție pentru a construi cele mai complexe de proteine în cursul evoluției. [C.229]
Adenozina joaca un rol-cheie în metabolismul intern. În 1941 el a propus conceptul de Lipmann legături fosfat energetiche -ski bogate pentru a explica de ce se pare că energia liberă standard a hidroliza ATP-ului și a altor fosfat conexe, cum ar fi creatina, este semnificativ mai mare. decât energia liberă standard a hidrolizei alți fosfați. cum ar fi AMP [36]. Acest concept este adesea folosit atunci când se discută reacțiile ATP [37]. În unele cazuri, sa afirmat că APR poate stoca energie. eliberat ca urmare a degradării proceselor metabolice, și se poate utiliza energia stocată după cum este necesar pentru reacțiile de sinteză. Recent, conceptul de legături fosfat de energie a fost supus bogat unei reappraisal critice [38] a concluzionat că conceptul Hugo Liepmann se aplică numai pentru sistemele închise, reacțiile legate de energie. Deoarece organismele reale sunt sisteme deschise. atunci ei, strict vorbind, nu poate fi aplicat conceptul de energie bogat relații și în ciuda faptului că esterii fosfat pot fi aranjate în ordine descrescătoare a energiei libere standard de hidroliză, poate servi ca o referire la direcția de transfosfo-rilirovaniya într-un sistem închis . [C.147]
Baker drojdie activitatea fermentative și posedă. dar pentru a realiza utilizarea zahărului numai pentru formarea biomasei, fermentația alcoolică este necesară pentru a limita toate mijloacele disponibile. Acest lucru se realizează prin aerare intensivă a mediului, precum și menținerea unei concentrații scăzute de zahăr în ea (0,5-1,5%). La concentrații ridicate de zaharuri are loc katabolignaya represie enzimele ciclului Krebs și comutarea metabolismului energetic în principal pe fermentație. Pentru a evita acest lucru, mediul de zahăr este alimentat continuu cu o viteză de admisie constantă sau în creștere. [C.103]
Mai multe culturi de drojdie. inclusiv Sa es haromy, sub mediu redus de oxigen pentru a asigura prezența carbohidraților și obținerea de energie prin digestia anaerobă a zaharurilor (glicoliza) formând astfel etanol. O dată în mediu apare oxigen, celulele de drojdie comutată imediat la metabolismul energetic mai favorabile aerobă (efect Pasteur) și nu numai capabil să metabolizeze glucoza, dar etanolul acumulat în mediu. Drojdia poate metaboliza etanol datorită prezenței în celulele lor de enzimă-Alko goldegidrogenazy (Fig. 41). [C.106]
Tehnologia preparatelor proteice microbiene de aminoacizi și grăsimi (1980) - [C.0]