Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 170
Текст из файла (страница 170)
и квантовой химии. Как самостоятельная дисциплина Б, х, сформировалась в 50-х гг. 20 в. Ее практнч. применение связано с синтезом фармакологич. препаратов, действие к-рых обусловлено комплексными попами металлов Лн яннмирский К Б, Вселение в бионеорганнчюаую шмню К, 197б Неоргкническю бношмнн, под ред Г Эйкгорю, пер анггь г 7-2, М Г97Ц лиг. весов.
Для обработки сигналов индикаторного орга, низма применяют вычислительную технику. Диапазон определяемых содержаний в-в, как и предел обнаружения, зависит от ряда факторов: направленности и продолжительности воздействия хим. соед. на организм, т-ры и рН среды, уровня организации биол объекта, его индивидуальных, возрастных, половых особенностей и др. Предел обнаружения, как правило, понижается с увеличением продолжительности наблюдения за индикаторным организмом и повышением т-ры (до т-ры свертывания белка) Эксперимент может продолжаться до 40-50 спут. Пре. дел обнаружения С„м можно оценить по ур-нию: Сме,т = К, где т-иитервал времени с момента начала воздействия до появления аналит. сигнала, н и К-эмпирич.
константы, зависящие от биол. активности организма и определяемого в-ва в р.ре. Значения и и К неодинаковы для разных видов организмов и могут характеризовать избирательность Б.м.а. Иногда, даже при учете ряда переменных факторов, влияющих на предел обнаружения, ответная р.ция организма на одно и то же кол-во определяемого в-ва не воспроизводится, Этн отклонения трудно объяснимы и описываются законами мат. статистика. Как правило, Б.м.а. отличаются высокой чувствительностью и избирательностью определения биологически активных в.в, напр, предел обнаружения тиамина с помощью бактерий бггергососсоз зайуагшз составляет 1 1О з мкг/мл, хлорофоса с помощью нек-рых ветвистоусых рачков-1.10 а мкг/мл. Кроме того, в ходе анализа можно получить информацию о воздействии определяемьзх в-в на жизнедеятельность организмов Б.м.а.
применяют для определения ядов разл. назначения (в т. ч. ср-в защиты растений), витаминов, аминокислот, большого числа продуктов орг. и неорг, синтеза, в частности при контроле загрязнений окружающей прир. среды. опенке эффективности работы промышленных очистных сооружений.
При своем росте и развитии организмы извлекают из среды нек-рые элементы и накапливают нх в клетках, что можно использовать для концентрирования и селективного извлечения катионов Лнм Рубенчнк Л И, Мшроорганггзмы-бис че ки инд егоры, К, 7972, Микробиологические ме оды пареде ение вита инок аминок «ог и анзнбношков, пер с анш, М, 7968, ту ное А А «Аиашз «руивмшсй природной ерелы, Горький, З980 с 3-73. Аизйе .аыге Мсгб беп бег ЗчазшшпИюинзппв 2 Анл, Вд 2, Уела, 7982 д д туманю БИОНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ (неорг. биохимия), изучает комплексы ионов металлов с белками, нуклеиновыми к-тами, липидами и низкомол прир, в-вами.
При этом, как правило, рассматриваются ионы, присутствующие в мояекулс биол. происхождеуггзя,-)«(а' К, Саз', Мйз«, Мпз', Рек+, Сиз', Епз ', Сок ', Мо '. Б.х. исследует роль этих ионов в выполнении бнол. функций металлоферментов и др; комплексов Данные, характеризующие среднее содержание металлов в организме человека, приведены ниже (г на 70 кг). 288 БИООРГАНИЧЕСКАЯ Вольсеншгеа М В, «Малентлярна» биологинь, 1982. г. 16. я.
5, с 901-29; Хьюз М, Нсорга нчссяая «имня анологичессия пронсссон пер с англ., М, 1983 хея.я. и» са БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, изучает связь между строением орг. в-в и их биол. ф-циями, используя в осн. мегоды орг, и физ. химии, а также физики и математики. Объекты изучения Б. х.— биологически важные прир. и синтетич. соединения, гл. обр.
биополимеры, а также витамины, гормоны, антибиотики, прир. фсромоны и сигнальные в-ва, биологически активные в-ва растит, происхождения, внутриклеточные регуляторы, а также синтстич. регуляторы биол. процессов-лек. препараты, пестициды и др. К оси. задачам Б, х. относятся: 1. Разработка методов выделения и очистки прир. соединений; характерная особенность Б. х.-использование при этом специфич. биол. ф-ций изучаемого в-ва для контроля стадий очистки (напро контроль чистоты антибиотика ведется по его антимикробной активности, гормона †его влиянию на определенный физиол. процесс и т,д.) 2. Определение строения и конфигурации изучаемого соедо для чего используют раза.
методы, в первую очередь химические; гидролиз, окислит, расщепление, расщепление по специфич, фрагментам (напри по остаткам метиоиина при установлении строения пептидно-белковых в-в, расщепление по 1,2-диольным группировкам углеводсодержащих в-в). Широко используются также физ. и фнз,-хим. методы-ЯМР, масс-спектрометрня, ЭПР, рснтгеноструктурный анализ, мессбауэровская спектроскопия и др. На основе глубокого изучения механизма широко используемых при изучении строения р-ций и влияния условий на их течение созданы и находят широкое применение автоматич. устройства, обеспечивающие быстрое решение стандартных задач, особенно в аналит.
химии пептидно-белковых в-в (аиалнзаторы для определения количеств аминокислотного состава, секвснаторы для выяснения последовательности аминокнслотных остатков и др.— см. Балки) Важное значение при изучении строения сложных биополимеров имеет использование ферментов, особенно специфично расщепляющих изучаемое в-во по строго определенным связям Такие ферменты имеют очень большое значение в изучении пептидно-белковых в-в (трнпсин, протеиназы, расщепляюшие связи по остаткам глутамниовой к-ты, пролина и др.
аминокислогным остаткам) нуклеиновых к-т и полинуклеотидов (нуклеазы, реет риктазы), углеводсодержащнх полимеров (гликозидазы, в т. ч. специфические-галактозидазы, глюкуронидазы и т.д,) Для повышения эффективности применения хим. и физхим. методов изучения структуры анализу подвергают не только прир. в-ва, но и их произволные, содержащие характерные, специально вводимые группировки н меченые атомы, напр. путем выращивания продуцеита на среде, содержащей мечевые аминокислоты или др.
радиоактивные предшественники, в состав к-рых входят тритий. радиоактивный углерод или фосфор. Достоверность данных, получаемых при изучении сложных белков, значительно повышается, если это изучение проводят в комплексе с исследованием строения соответствующих генов 3 Разработка методов синтеза как самих прир. биологически важных в-в, так и ряда их аналогов Для относительно просто построенных низкомол. сосд встречный синтез до спх пор является важным критерием правильности установленной структуры. Для биополимеров сравнение прир. в-ва с синтезированным образцом обычно ие может служить надежным критерием правильности раисе определенной структуры. Однако, как и в случае низкомол.
соодо синтез биополимеров и их аналогов необходим для решения след. важной задачи Б. х.-изучения зависимости биол. св-в от строения изучаемого в-ва. 4 Изучение зависимости биол действия от сгроения. Этот аспект Б. х. приобретает все большее практич. значение. Весьчза эффективные методы хнлс, и химико-энзимагич. синтеза сложных биополимеров (в-в белково-пептидной 551 природы, сложных полинуклеотидов, включая активно функционирующие гены) нарзщу со все более совершенствующейся техникой синтеза относительно более простых биорегуляторов, а также методы избират.
расщепления биополимеров позволяют все глубже понимать зависимость биол. действия от строения в-ва. Расширяющееся использование высокоэффективных ЭВМ дает возможность объективно сопоставлять многочисленные данные разных исследователей и находить общие закономерности. Найденные частные, а тем более обпше закономерности, в свою очередь, стимулируют и облегчают синтез новых аналогов, что в раде случаев (напре при изучении пептидов, влияющих на деятельность мозга) позволяет находить практически нажиые синтетич.
соед., превосходящие иногда по нек-рым св-вам прир. в-ва. 5. Выяснение химизма взаимодействия биологически активного в-ва с живой клеткой или с ее компонентами. Решение этой задачи открывает возможности создания оптимально активных соед. определенного типа действия. Первые успехи в этом направлении уже достигнуты. В частности, выяснен механизм действия сосдо способных связывать н переносить в клетке ионы металлов (напри калия], т.
наз. ионофороа К таким в-вам относятся валиномицин и его аналоги. Б. х, сформировалась как самсстовтельная область во 2-й пол. 20 и нв стыке биохимии и орг, химии, на основе традиционной химии прир. соединений, Ее развитие связано с именами Л. Полинга (открытие и-спирали как одного из главных элементов пространств структуры полипептидной цепи в белках), А. Тодда (выяснение хим. строения нуклеотидов и первый синтез динуклеотида), Ф. Сенгера (разработка метода определенна вминокислотной последовательности в белках и расшифровка с его помощью структуры инсулина) Дю Виньо (хим. синтез биологически активного гормона окситоцнна), Д, Бартона и В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
