Конфигурационный контроль - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Известно, что во всех живых организмах синтезируются только белковые молекулы, состоящие из последовательности L-аминокислотных остатков.
Ферментные системы организма, "ответственные" за синтез соответствующих аминокислот, синтезируют только одну их конфигурацию-L. Э. Фишер сначала предполагал, что в организме, также как и в процессах химического синтеза, производятся рацематы и лишь затем происходит разложение одного из стереоизомеров, нотакой способ получения оптически чистых веществ для организма не выгоден: половина материала пропадает впустую.
Заблуждение Фишера было недолгим: специально предпринятые исследования показали, что в подавляющем большинстве случаев никаких следов сопутствующих изомеров "неестественной" конфигурации найти не удалось. И Фишер приходит к верному заключению: "Одна активная молекула рождает другую. Это представление дает, как мне кажется, простое разрешение загадки естественного асимметрического синтеза".
Итак, стереосиецифичные ферменты могут "рождать" асимметричные молекулы. Каким образом эта их способность используется для контроля синтеза белков? поляриметр изомерия углевод аминокислота
Все организмы имеют тот или иной механизм поддержания "оптической чистоты" аминокислот, и контроля за включением в синтез белков только аминокислот L-конфигурации. Схема последнего механизма такова. Присоединение в процессе синтеза белковой молекулы каждого последующего аминокислотного остатка осуществляется при участии молекулы т-РНК, которая образует комплекс с аминокислотным остатком.
Контролирует образование комплекса специальный фермент; он-то и оказывается основным инструментом контроля "оптической чистоты" аминокислот, вовлекаемых в синтез белка. Этот фермент катализирует реакцию образования комплекса т-РНК лишь c - аминокислотами, имеющими L-конфигурацию.
Помимо этого, в организме многих животных, а также ряда бактерий и грибов присутствует специальный фермент, "истребляющий" D-аминокислоты - так называемая оксидаза D-аминокислот. Ее действие основано на окислении молекул D-аминокислот до соответствующей кетокислоты (симметричное соединение) при этом выделяется аммиак.
С учетом того, что во всех организмах существуют ферментные системы, способные синтезировать L-аминокислоты на основе кетокислот таким образом opганизм не только избавляется от ненужных ему (и даже зачастую вредных) аминокислот нежелательной конфигурации, но и преобразует их в необходимые ему L-аминокислоты. Это явление называется cтрeонатурализацией.
Известно, что большая часть аминокислот, происходит из белков, содержащихся в юнце. Находящиеся в желудочном соке расщепляют белки на аминокислоты, которые, конечно же, имеют левую конфигурацию. Поглощающие клетки кишечника функционируют таким образом, чтобы "отсевать" значительную часть нежелательного D - изомера. А то, что этот барьер не является абсолютно непроницаемым для D-аминокислот, может иметь некоторые положительные стороны: в исключительных условиях, когда в пище мало L-аминокислот, но много D-изомеров, можно будет пустить их в дело.
Существует и другой путь, связанный с деятельностью желудочных и кишечных микроорганизмов. Известно, что микрофлора пищеварительного тракта оказывает очень сильное влияние на процессы усвоения животными из пищи. Ряду микроорганизмов присущи ферменты особого вида. Эти ферменты способны рацемизировать отдельные аминокислоты: если в среде концентрация одного из стереоизомеров оказывается большей, деятельность такого фермента - рацемазы - направлена на выравнивание концентрации обоих изомеров. Этот фермент с равной легкостью катализирует перестройки типа L D и D L.
Существование таких ферментов у микроорганизмов пищеварительного тракта подсказывает еще один путь усвоения D-аминокислот: рацемизация их микрофлорой и последующее поглощение L-изомеров кишечником.
Рассмотренная система поддержания оптической чистоты аминокислот характерна для высших животных. Несомненно, многие ее элементы отсутствуют у растений, низших животных, микроорганизмов. И тем не менее, с помощью ферментов, обладающих высокой стереоспецифичностью, все эти организмы разными путями обеспечивают включение в белковый синтез только L - аминокислот.
Благодаря этому обстоятельству иногда наблюдаются весьма интересные эффекты, в частности, избирательное поглощение или разрушение живыми организмами одного из стереоизомеров, используется для получения оптически активных соединений на основе рацемата.
Гипотеза возникновения раковых опухолей:
Данная теория была предложена в конце 30-х годов учеными Кегелем и Эркслебеном.
Согласно данной теории D-глутаминовая кислота, накапливающаяся с возрастом, является канцерогенным веществом, и способствует образованию раковых клеток.
Рацемизационная гипотеза старения
Данная гипотеза была предложена в середине XX века ученым Куном.
Согласно данной теории по мере старения организма в белках увеличивается содержание D-аминокислот, которые не выводятся и организма.
Накопление D-аминокислот приводит к процессам характерным для людей пожилого возраста: уменьшению скорости кроветворения, замедлению процесса обновления плазмы,
Ухудшению процесса нейтрализации токсинов и антител, снижение адаптивных возможностей организма.
Похожие статьи
-
В количественном отношении белки занимают первое место среди всех содержащихся в живой клетке макромолекул; на их долю приходится не менее половины...
-
Заключение, Библиографический список - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Проанализировав множество литературных источников, я прихожу к выводу: оптическая изомерия оказывает огромное влияние на организм человека. В моей...
-
Хиральность молекул - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Хиральность (молекулярная хиральность) -- свойство молекулы быть несовместимой со своим зеркальным отражением любой комбинацией вращений и перемещений в...
-
Рис.2. Стереоизомеры хлоряблочной кислоты Если в молекуле имеется несколько (n) асимметрических центров, то в общем случае число оптических изомеров...
-
Оптически активные соединения с одним асимметрическим атомом Рис.1. Энантиомерыбутанола-2 При рассмотрении пространственной модели бутанола-2 (рис.1.)...
-
Строение аминокислот - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Принцип построения б - аминокислот, т. е. нахождение у одного и того же атома углерода двух различных функциональных групп, радикала и атома водорода,...
-
Основные положения стереохимии Стереохимия Стереохимия или структурная химия(от греч. уфесеьт -- твердый, пространственный), -- раздел химии о...
-
Генетические ряды, Номенклатура энантиомеров - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Вещества, различные по строению, но имеющие родственную конфигурацию у асимметрического центра, относятся к одному и тому же стереохимическому ряду(D-или...
-
Строение углеводов Рассмотрим стереоизомерию углеводов на примере моносахаридов. Молекулы моносахаридов содержат несколько центров хиральности, что...
-
Открытие Пастера - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Оптическую активность кристаллов физики связывали с их асимметричностью; полностью симметричные кристаллы, например, кубические кристаллы поваренной соли...
-
Поляризация света и оптическая активность - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
В начале 19 в. английский физик, астроном и врач Томас Юнг показал, что свет можно рассматривать как волну. Французский физик Огюстен Френель установил,...
-
Теория оптической изомерии - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Работа Пастера, доказывающая возможность "расщепления" оптически неактивного соединения на антиподы - энантиомеры, первоначально вызвала у многих химиков...
-
Б-Аминокислоты, входящие в состав белков - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Одноосновные моноаминокислоты. L(+)-Аланин СН3--C*H(NH2)--СООН (б-аминопропионоваякислота,2-аминопропионовая кислота). L(+)-Алании получается при...
-
Поляриметр. Удельное вращение - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Различить оптические изомеры можно с помощью поляриметра - прибора, измеряющего угол поворота плоскости поляризации. Величину оптической активности...
-
Гликозиды - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Гликозиды -- это соединения, образующиеся путем конденсации моносахарида (или моносахаридного остатка в составе более сложного сахара) с гидроксильной...
-
Физиологическое влияние дисахаридов - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
Сахар Источник Клиническое значение Мальтоза Продукт распада крахмала (при переваривании амилазой или гидролизе). Проростки злаков, солод Лактоза Молоко....
-
1-источник света, 2- поляризатор, 3-поляметрическая трубка, 4-анализатор Оптический поляриметр Р1000 Физиологически важные пентозы Сахар Местонахождение...
-
Введение - Оптические изомеры и их влияние на организм человека
"Когда молекула смотрится в зеркало" - такое необычное название было у статьи, опубликованной в июньском номере за 1996 год американского журнала,...
-
Моющие вещества (МВ) составляют основу всех СМС и определяют их свойства; это мицеллообразующие поверхностно-активные вещества, благодаря которым...
-
Применение, Биологическое значение железа - Железо в деятельности человека
Железо -- один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства. Железо является основным компонентом...
-
Влияние семейного дохода на количество автомобилей, приходящееся на одного человека
Как показывает опыт изучения вопроса закономерностей формирования уровня автомобилизации, зарубежные ученые большое внимание уделяют зависимости...
-
История возникновения моющих средств Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было...
-
Одна из наиболее актуальных проблем на сегодня - защита окружающей среды от различных загрязнений - отходов производства и продуктов жизнедеятельности...
-
Введение - Влияние синтетических моющих средств на окружающую среду и живые организмы
С древнейших времен для поддержания чистоты человек использует моющие средства. Все они имели природную основу: употреблялись щелочные соли (поташ из...
-
Жиры как продукты питания - Общая характеристика жиров
Животные жиры и растительные масла, наряду с белками и углеводами - одна из главных составляющих нормального питания человека. Они являются основным...
-
Обзор литературы, Роль лизина в питании человека и животных - Этапы получения лизина
Роль лизина в питании человека и животных Лизин (б, е-диаминокапроновая кислота) - незаменимая основная алифатическая аминокислота. Это специфичная...
-
Белок. Его синтез в организме - Применение нефти и полимеров
Белковые вещества составляют громадный класс органических, то есть углеродистых, а именно углеродисто азотистых соединений, неизбежно встречаемых в...
-
Действие на организм, Получение аммиака - Аммиак
Аммиак сильно раздражает слизистые оболочки уже при 0,5%-ном содержании его в воздухе. Острое отравление аммиаком вызывает поражения глаз и дыхательных...
-
Методики исследования - Влияние синтетических моющих средств на окружающую среду и живые организмы
Работа проводилась в весенний период 2011года на территории с. Подгорного и в лабораторных условиях МОУ "Подгорнская СОШ". Она велась в трех направлениях...
-
Показатели Результаты исследования Гидрокарбонаты ПАВ Фосфаты Сульфаты Проба №1 (пос. Кирпичное) Отсутствуют 0,085 Осадок бурого цвета Отсутствуют Проба...
-
Биологическая роль флавоноидов в жизни растений изучена еще недостаточно. Некоторые авторы считают, что флавоноиды принимают участие: * в...
-
Синтетически моющие средства (CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с...
-
ПРИРОДНЫЕ ИЗОМЕРЫ КАРОТИНА - Биологическая роль каротина и каротиноидов
Исследования по выяснению структуры каротина проводились первоначально с пигментом, выделенным из моркови и принятым за чистый каротин. Вскоре была...
-
Влияние температуры на рост культуры - Этапы получения лизина
Следующий эксперимент был разделен на 2 части: было измерено количество колоний в чашках Петри для анализа объемов роста и были измерены размеры колоний...
-
Предметом статьи является обоснование необходимости использования математических методов в процессе внутреннего мониторинга операций организациями с...
-
На сегодняшний день существует достаточно большое количество методов моделирования бизнес процессов. Эти методы относятся к разным видам моделирования и...
-
Применение статистических методов анализа для адекватной интерпретации результатов контроля остаточных знаний соискателей высшего образования на примере...
-
Моделирование бизнес процессов может иметь различную направленность. Это зависит от того, какие проблемы предполагается решить с его помощью. Учет...
-
Выводы, Литература - Влияние синтетических моющих средств на окружающую среду и живые организмы
1. Бытовые стоки, содержащие СМС существенным образом изменяют химический состав водоемов, и отрицательно влияют на рост и развитие зародышей. 2. Семена...
-
Эндрю Уайлс во время обучения в колледже. Тайные вычисления - Великая теорема Ферма
"Однажды вечером, в конце лета 1986 года, я попивал чай в гостях у своего приятеля. В беседе он между прочим упомянул о том, что Кену Рибету удалось...
Конфигурационный контроль - Оптические изомеры и их влияние на организм человека