Мир инновационных технологий

Аминопептидазная и дипептидазная активность кишечного сока обусловлена действием комплекса ферментов гидролиза различных связей в пептидах. Среди этих ферментов есть различные белки, обладающие узкой и достаточно широкой специфичностью. Например, из кишечного сока выделены ферменты, действующие специфически на 1,-аланинглицин, на глнцил — Ј-аланпн, глицил — лейцин и им подобные. Лейцпнаминопептидаза специфически отщепляет лейцин от полипептидов любой длины с УУ-конца. Аминопептидаза, например, отщепляет аминокислоты от трипептидов с гУ-конца, но не действует ни на тетрапептиды, ни на дипептиды. Гидролиз пептидов, содержащих пролин, является отдельной проблемой в этом процессе, поскольку пролин является не аминокислотой, а иминокислотой. В слизистой оболочке тонкой кишки обнаружены два фермента — пролидаза и иминопептидаза, действующие на пептидные связи, содержащие пролин.
Гидролиз липидов в тонком кишечнике происходит также под действием ряда ферментов. Липаза, с которой мы столкнулись при изучении состава и действия сока поджелудочной железы, выделяется п клетками тонкой кишки. В присутствии солей желчных кислот она гидро-лизует нейтральные жиры. На лецитин и кефалин действует фермент лецитиназа, или, как ее еще называют, фосфолипаза. Небольшое количество фосфолнпазы содержится в соке поджелудочной железы, но в кишечном соке ее значительно больше.
Здесь интересно отметить, что в яде гремучей змеи, представляющем собой смесь различных гидролитических ферментов, содержится фосфолипаза, которая отщепляет от молекулы лецитина ненасыщенную жирную кислоту от крайней ОН-группы глицерина. При этом образуется лизолецитин, обладающий способностью вызывать гемолиз эритроцитов. При гемолизе происходит нарушение наружной мембраны эритроцитов и гемоглобин переходит в раствор. Такое же явление наступает при помещении эритроцитов в воду. Вода окрашивается гемоглобином, и получается так называемая лаковая кровь. Легко понять, что гемолиз эритроцитов весьма опасен для жизни.

отзывы (0)

За год по полю проезжает довольно много тракторов, автомашин и различных сельскохозяйственных орудий. Их колеса истирают верхний пахотный слой в пыль. Предполагается, что, будучи заделана на достаточную глубину, эта пыль за год «оструктурится».
Просачиваясь сквозь почву, дождевая и талая вода вымывает из верхних слоев ценные коллоидные частицы и растворимые соли. Все они оседают в нижних горизонтах. Значит, следует вернуть их на место.
Перевернув почву после уборки урожая, мы отправляем растительные остатки гнить на глубину. Это возврат земле «органики». Небольшой, конечно, но все же возврат.
Переворачивая пласт, мы перемещаем с поверхности в глубь пашни вместе со стерней и семена сорняков, вредителей растений и уже пораженные ими и являющиеся очагами заразы стебли растений. Если все они попадут на достаточную глубину, то задохнутся, погибнут. Следовательно, почвообрабатывающее орудие выполняет роль гробовщика.
Таковы соображения в пользу оборота пласта.
В-третьих, перемешивать почву. Ряд специалистов считает, что именно при перемешивании образуется хорошая, прочная структура. Помимо этого, «взбалтывая» пахотный горизонт, мы равномерно размещаем в нем удобрения.
В-четвертых, выровнять почву. Поле должно быть ровным, плоским, как стол. Разные волны и гребни на нем – помеха работе машин, неравномерность водного режима, повышенное испарение.
В-пятых, уплотнить почву. После посева уплотнение верхних слоев позволяет семени легче и полнее «войти в контакт» с окружающей средой. В засушливый период прикатывание тоже иногда вещь невредная: оно способствует образованию капилляров и подтягивает снизу влагу в верхние горизонты.
В-шестых, уничтожить сорняки. Но теперь уже не за счет погребения заживо, а за счет периодически устраиваемых им «варфоломеевских ночей». Вырезание сорняков чаще всего проводят в паровом поле, так как посевы зерновых не позволяют вести эту борьбу одновременно с выращиванием урожая, и при возделывании пропашных, когда в процессе вегетации культурных растений производится прополка.
В общем, задач, как видим, немало. Посмотрим теперь, какова техника их решения.

отзывы (0)

Первый этап — дегидрирование. Электроны, освобождающиеся при этом через специфический белок, содержащий способный к окислительно-восстановительным превращениям ФАД, передаются на кофермент и затем в дыхательную цепь, в которой конечным акцептором электронов, как мы уже знаем, является молекулярный кислород.
Второй этап окисления жирных кислот — стадия гидратации, при которой присоединение молекулы воды к жирной кислоте происходит по двойной связи. Эта реакция протекает при участии специфического фермента — енолазы.
Третий этап — дегидрирование с участием в качестве акцептора электронов НАД +, Эта стадия катализируется ферментом дегидрогеназой.
И наконец, последняя, четвертая стадия окисления жирной кислоты представляет собой взаимодействие продукта третьего этапа окисления (эфира КоА и З-кетокислоты) со свободным КоА. В результате этого процесса происходит «знаменитый для окисления жирных кислот этап» — отщепление от остатка жирной кислоты двуугле-родного фрагмента в виде остатка уксусной кислоты, связанной с коферментом А—ацетил-КоА. Вторым продуктом является ацил-КоА, т. е. эфир КоА и жирной кислоты, укороченной на два углеродных атома. Эту реакцию по аналогии с реакцией гидролиза называют тиолизом. Молекула вновь образовавшегося ацил-КоА снова подвергается четырехэтапному процессу окисления, при котором вновь жирная кислота укорачивается на две СНг-группы и так до конца. В результате окисления пальмитиновой кислоты образуется восемь молекул ацетил-КоА, которые затем вступают в цикл трикарбоновых кислот.
Мы рассмотрели главнейший путь окисления липидов в клетках. Может показаться, что наиболее простым способом их синтеза будет служить обращение реакций окисления и использование в качестве исходного материала для синтеза жирных кислот ацетил-КоА. Однако это не так, поскольку при окислении жирных кислот выделяется большое количество энергии и обращение процесса потребовало бы затраты той же энергии, что невыгодно для клетки.

отзывы (0)

Во всех процессах преобразования энергии принимает участие АТФ, которая найдена во всех клетках. Основная особенность этой молекулы заключается в том, что наличие двух концевых пирофосфатных связей обеспечивает молекулу высоким запасом энергии, которая освобождается при гидролизе. Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением 30 кДж/моль вместо 13 кДж/моль, которые выделяются при гидролизе обычных химических связей. Эти связи называются макроэргиче-скими (богатыми энергией) и обозначаются волнистой чертой. Благодаря существованию макроэргических связей клетка путем синтеза АТФ может накапливать большое количество энергии в очень маленьком пространстве и расходовать ее по мере надобности.
Промежуточным метаболизмом называют совокупность химических реакций, протекающих в живой клетке. В целом это правильное определение, хотя не является исчерпывающим, потому что оно не отражает всех особенностей ферментативных реакций, обеспечивающих обмен веществом и энергией между клеткой и средой. С помощью химических реакций клетка выполняет следующие специфические функции: извлечение энергии из окружающей среды; синтез низкомолекулярных субстратов, выполняющих различные функции в клетке; синтез биополимеров; расщепление биомолекул. Совокупность всех этих функций живой клетки н есть метаболизм. Последовательность ферментативных реакций в однотипных процессах очень сходна для самых различных клеток, особенно если это касается основных биохимических реакций — центральных метаболических путей. Несмотря на то, что совокупность различных ферментативных реакций, протекающих в клетках, изображается на первый взгляд безнадежно трудными и запутанными метаболическими картами, центральные метаболические пути в них выделить достаточно просто. Они сейчас представляют для нас главный интерес, поскольку эти химические реакции, одинаковые для всего живого, и составляют химическую основу жизнедеятельности.

отзывы (0)

Серьезные нарушения среды часто вызывает комплекс работ по мелиорации заболоченных земель. Иногда они приводят к переосушению почв и как следствие к деградации лугов, гибели лесов и даже возникновению ветровой эрозии почв.
С помощью карты более ярко выявилось существенное различие в районах старого и нового освоения. Во-первых последствия, связанные преимущественно с длительным использованием
биологических ресурсов, столь глубоки, что простого прекращения вредных воздействий здесь недостаточно. Необходимы значительные затраты и длительное время на ликвидацию последствий, т. е. рекультивацию в широком смысле слова. Речь идет о последствиях эрозии, переруба и т. д.
В северных районах нового освоения важная роль в формировании кризисных ситуаций принадлежит горнодобывающей промышленности и переработке горного сырья. Критические ситуации создаются здесь предположительно за 10—15 лет. Связано это и с высоким уровнем концентрации производства, характерным для современного типа освоения. Особое место в создании кризисных ситуаций здесь занимает транспортная деятельность. Будучи рассредоточенной, неканализированной, она захватывает обширные площади, вызывая деградацию растительности и мерзлоты, пожары.
Самые острые негативные последствия использования водных ресурсов сосредоточены в аридной зоне, с ее низкими гидротехническими коэффициентами и повышенным в силу этого соленакоплением.
На второй стадии определялись стратегии возможного отношения к последствиям, направления мероприятий по предупреждению критических состояний, процедурные аспекты прогнозирования, характеристики изменения неблагоприятной ситуации и др.

отзывы (0)

В далеком прошлом Карпаты были сплошь покрыты разновозрастными и разнопородными, устойчивыми против ветров лесами. Интенсивная вырубка и последующее сельскохозяйственное освоение Карпат началось примерно 200 лет назад. Вырубавшиеся площади либо вспахивались, либо забрасывались, либо занимались под посадки деревьев. В качестве последних высаживались быстрорастущие, но неустойчивые к ветру породы ели. Большой урон лесу нанесла и прошлая война. В результате в последние 10-15 лет в газетах постоянно мелькают сообщения о наводнениях, селях, ветровалах леса и других стихийных бедствиях, обрушивающихся на Карпаты.
Конечно, не следует думать, что описанные катастрофы – следствие одной лишь неправильной системы освоения и обработки земли. Их сила зависит, прежде всего, от того, сколько снега выпадет за зиму, как дружна
весна и еще от многих природно-климатических факторов. Однако человек здесь далеко не последняя буква в алфавите. Дождик да снег – они, конечно, «от бога». От человека же зависит, сумеет или не сумеет он задержать их на поле, не дать образоваться первичным потокам. Это тем более важно, что большинство земледельческих районов нашей страны размещается в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. Влагу надо уметь задержать на поле. Тогда не будет ни водной эрозии, ни катастрофических паводков на реках.
Ориентировочные подсчеты показывают, что за счет различных (о которых речь ниже) мероприятий по сокращению поверхностного стока воды и сноса снега через 10-15 лет растения смогут получить влаги более чем в
два раза больше. Но увеличение потребления воды сельским хозяйством два раза неизбежно приведет к снижению уровня рек, которые недополучат стекающую с полей воду. К этому неприятному результату следует добавить рост потребления воды промышленностью и населением, а также последствия полного осушения болот.

отзывы (0)

При попадании в рот сухой пищи или сахара выделяется жидкая слюна, которая является продуктом околоушных и подчелюстных желез. Для переваривания мяса и хлеба выделяемая слюна, богатая слизью, поступает только из подчелюстных желез. В сутки у человека выделяется около литра слюны. Слюна содержит один переваривающий фермент с оптимумом действия, соответствующим значению рН слюны — амилазу. Этот белок выделен в чистом кристаллическом виде. Под его влиянием такие полисахариды, как крахмал и гликоген, распадаются до мальтозы пли до таких небольших полисахаридных единиц, которые уже не дают цветной реакции с иодом. Ионы С1~ сильно повышают активность амилазы. Установлено, что амилаза слюны и амилаза поджелудочной железы совершенно идентичны. Влияние амилазы слюны проявляется лишь короткое время, пока пища не пропитается желудочным соком. Если крахмал расщеплять только амилазой, то процесс скоро остановится, поскольку амилаза расщепляет только 1 — 4 глюкозидные связи в полисахаридах и не влияет на ответвления, образованные 1 — 6-связямп. Таким образом конечный продукт действия амилазы на крахмал — это декстрины, мальтозы и мальтотриозы.
В слюне содержится довольно большое количество второго белка — муцина. Муцин — это гликопротеид (белок, содержащий углевод). Он обладает в воде снльпой вязкостью. Под действием спирта и в слабокислой среде му-цип выпадает в осадок. В осажденном виде он паходится на поверхности зубов. В этом случае растворение его идет очень медленно. Его углеводный компонент после гидролиза дает глокуроновую кислоту, У-ацетилглюкозамин и серную кислоту. Муцин растворяется в слабощелочной среде.

отзывы (0)

Теперь нам осталось рассмотреть несколько соединений, важных для построения липидных молекул. Липидами называют жироподобные соединения, их основу обычно составляет трехатомный спирт — глицерин, который образует эфиры с жирными кислотами — ацилглицерины. Если эти кислоты многоатомны, то возникающие триглицериды окажутся нейтральными жирами. В образовании нейтральных жиров могут принимать участие пальмитиновая, олеиновая, линолевая, линоленовая и некоторые другие высокомолекулярные жирные кислоты.
Жирные кислоты, входящие в состав липидов высших животных и растений, обладают рядом общих свойств. Все они содержат четное число атомов углерода от 14 до 22. Из различных клеток животных было выделено свыше 70 разнообразных жирных кислот. Чаше всего встречаются
молекулы, содержащие от 16 до 18 атомов углерода. Содержание ненасыщенных жирных кислот, как правило, больше, чем насыщенных. Большинство нейтральных жиров, богатых ненасыщенными жирными кислотами, остается в жидком состоянии до 5 °С и ниже. В липидах высших животных двойная связь ненасыщенных жирных кислот находится в большинстве случаев между 9-м и 10-м углеродными атомами. Дополнительные двойные связи обычно встречаются на участке после 10-го углеродного атома. Среди ненасыщенных жирных кислот наибольшее распространение имеют олеиновая, лннолевая, линоленовая и арахидиновая кислоты. Липиды бактерий имеют еще более простое строение. В состав нейтральных жиров у них, как правило, входят насыщенные жирные кислоты, а жирные кислоты с более чем одной двойной связью в бактериальных клетках не обнаружены.

отзывы (0)

Биологические мембраны являются структурным элементом большего числа клеточных образований. Они представляют собой специальные структуры, построенные из липидов и белков. Жирные кислоты, фосфолипиды, холестерин и его эфиры могут образовывать отдельные слои или пленки постоянной толщины. Ориентация липидных молекул в этих структурах определяется их биполярным строением с полярной группой на одном конце и неполярной углеводородной цепью — на другом. Эти свойства липидов являются решающими для построения с их помощью биологических мембран. В 1925 г. Гортер и Грендель установили, что липидный компонент мембраны образует двойной слой молекул, обращенных полярными частями наружу, а неполярнымп друг к другу. Таким образом получалась бимолекулярная липидная структура, составляющая основу биологической мембраны. Дальнейшие исследования подтвердили эту концепцию, и она легла в основу первой модели биомембраны, которая была предложена Даниэлян, Дэвсоном и Робертсоном и была господствующей в науке в 50—60-х гг. XX в. (рис. 21). Согласно этой модели мембрана представляет собой двойной лнпидный слой, покрытый с обеих сторон монослоями липидных молекул. Эта модель (такая простая и ясная), однако, имела одно внутреннее противоречие. Толщина такой гипотетической мембраны значительно превышала размеры истинных мембран, полученные при электронномикроскопических исследованиях. Тогда возникли предположения, что белковые молекулы, покрывающие полярные липидные молекулярные пленки, находятся в «развернутом» состоянии. А это означает, что они не имеют третичной структуры и полностью лишены каталитической активности. Поступающие из разных лабораторий мира данные, однако, говорили о другом: молекулы белков, входящих в состав биологических мембран, сохраняют третичную структуру и каталитически активны. Эти факты послужили основанием для создания новых моделей биологических мембран.

отзывы (0)

Если бассейновая система Нила стремилась задержать и сохранить воду, то в долине Двуречья, напротив, большую опасность представляло как раз затопление полей, поскольку уровень реки был выше уровня долины. Ирригационные сооружения здесь имели своей задачей не только орошение земель, но и борьбу с наводнениями и заболачиванием равнины. Строительство каналов в Двуречье приняло еще больший размах, чем в Египте, и почиталось первой обязанностью человека. Недаром согласно мировоззрениям древних шумеров и вавилонян человек был создан творцом специально для рытья каналов и обработки земли, а сам процесс творения всего сущего был закончен только после проведения каналов. В двухтысячном году до н. э. ассирийская царица Семирамида повелела высечь на своей гробнице: «Я заставила реки течь вокруг своих владений и направила их воду на удобрение земель, которые ранее были бесплодны…»
У рек различный характер. И если египтяне почитали добронравный и спокойный Нил божеством со всех точек зрения положительным, то обитатели Двуречья относились к Евфрату с несколько иной меркой, ибо он частенько устраивал наводнения и способствовал заболачиванию низкой поймы.
Еще более серьезные неприятности доставляли людям индийские и китайские реки. Здесь, особенно в районах с избыточным увлажнением, приходилось уже на самых ранних ступенях развития земледелия бороться не с недостатком воды, а с ее избытком, осваивать профессию мелиоратора. Великий китайский канал, строившийся без малого два тысячелетия (с 540 года до н. э. по 1289 год), играл роль и орошающей и транспортной системы. Однако главное его назначение – служить гигантской дреной, местом сброса воды,
осушения огромных площадей.
Как видим, уже на заре земледелия хлеб давался человеку совсем нелегко. А ведь он практически еще и не начинал собственно земледелия, если под последним – понимать необходимость ежегодно не менее одного раза переворачивать всю землю на своем поле.

отзывы (0)