Дополнительная тематика > ПОИСК ТУРБОЖРАЧКИ
Базовая информация
SELVA:
Dima21 верно про грибы. У меня нет сомнений в паразитарной теории рака. И неуемно делящиеся клетки организа на границе внедрения патогенов-паразитов есть защитный вал , инкапсуляция, преграда на пути внедрения.
Когда резервные силы организма на исходе, вследствии длительной оккупации патогенов и гомеостаз среды нарушен, создаются условия, когда даже «полезные» бактерии становятся вирулентными и смертельными. Например, я изучала монографию, где микробиологическое исследование сосудов сердца, умерших вследствии острой сердечной недостаточности, показало наличие бифидо и лактобактерий, вызвавших воспаление эндотелия сосудов и последующее тромбообразование.
По мне так, чем меньше в кишках дерьма, тем лучше. Поэтому, когда подопытным мышам дают меньше еды, чем контрольной группе, они демонстрируют чудеса омоложения и здоровья.
В переходном периоде, допускаю, для вытеснения транзиторных «квартирантов» ( их превеликое множество,но их в нас быть НЕ ДОЛЖНО), можно использовать антогонисты (лактобациллы, ацидофильная палочка, болгарская, сенная). Нет смысла «упираться» в СГОЛ, который выпускают в бочках для ветеринарии.
Транзиторные «квартиранты» Staphylococcus, Clostridium, Citrobacter, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Pseudomonas, Candida и др. Еще и гемолитические их формы нас медленно убивают (эритроциты).
Еще- одна и та же бактерия в различных условиях, например, в присутствии либо отсутствии кислорода, выдает различные продукты жизнедеятельности, вплоть до ядов.
Важно разобраться с брожением и гниением.
Брожение — это бескислородное расщепление углеводов, которое происходит в кислой среде. Это естественный процесс в тканях, где перекрыт доступ к кислороду, более того — это единственный способ насытить клетки энергией в таких условиях.
1. Молочнокислое брожение осуществляют соответствующие бактерии и в результате образуется молочная кислота. В быту с помощью этих ребят мы получаем йогурт, кефир ,сметана.
2. Спиртовое осуществляется дрожжами с образованием этанола. С этим все понятно, методы производства вина и алкоголя нам знакомы. Всем известно, что виноград из всех фруктов очень любим грибками, которые обожают «наседать» на нем в виде беленькой пленки.
3. Пропионовокислое брожение. Большинство квашений есть результат работы пропионовых бактерий. Сыры с дырочками их заслуга, продуцируют вит В12.
4. Уксусное. Маринование тоже широко используется человеком в быту.
А гниение — это разложение аминокислот в щелочной среде, но тоже при отсутствии кислорода.
Главное отсюда уяснить, что эти два процесса вещи разного порядка и абсолютно не совместимы, а следовательно и микроорганизмы, осуществляющие данную «работу» — антагонисты.
Напрашивается очень важный вывод: продукт может, как забродить многочисленными способами, так и сгнить в зависимости от условий. А может и полностью усвоится. Не тип пищи определяет присутствие тех или иных процессов, а именно условия в организме. Нет смысла рассматривать рацион и его полезность, если не известны особенности организма!
Мы все разные и уникальные. Вот почему бессмысленно говорить, что о том, что произойдет с тем или иным продуктом в отрыве от конкретных условий. Одному нужен кефир, а другому прием сильного антибиотика , чтобы избавиться от протея или сальмонеллы.
Большинство патологических микроорганизмов, глистов, грибков — анаэробы. Они способны выживать только в зонах с нехваткой кислорода. Чем больше в организме зон-анаэробов, тем больше вероятность, что они будут заняты враждебными нам микроорганизмами. Основавшись, они укрепляются, создав свой устойчивый гомеостаз. И чем он «крепче», тем тяжелее избавиться от нелегальных жильцов.
Так нужен ли нам забитый фекалиями просвет толстой кишки?
Я пытаюсь расширить границы восприятия, поэтому к сыроедению полноценными продуктами( а где они?) необходимы аэробные нагрузки, бег , танцы, плавание. И даже при «запущенности» организма, но при систематичных занятиях именно этим типом нагрузок, обмен веществ постепенно выходит на качественно новый уровень. А если убрать всю загрязняющую внутренние полости пищу — эффект значительно усилится.
Современное питание, недостаток движения, применение антибиотиков и химическое отравление среды привели большинство людей к анаэробному существованию — к анаэробной микрофлоре, анаэробным болезням и соответствующей адаптационной способности — анаэробному здоровью. Что сегодня считается нормой, особенно в мегаполисах.
Кстати, йоги-аскеты долгожители, спускающиеся с гор на праздник Кумбха-мела, говорят, что долголетие зависит от занятий пранаямой и постоянного выполнения Уддияна бандха (смерть анаэробам). Гляньте на фотки этого упражнения, как думаете? Много там г****на в кишках?
Я пытаюсь расширить границы восприятия, смысл человеческого существования - в развитии энергетического тела на базе биомашины, пользоваться которой НАУКА.
Когда настанет время, мы сможем осуществить перенос сознания в сформированное световое тело для перехода в другие миры осознанно. Но у нас не хватает на это энергии, мы кормим квартирантов. Сознание первично, материя вторична.
Пять тибетцев нам в помощь .Мудрости и осознания.
rid:
--- Цитата: koala от 17/06/2013, 20:54:13 ---Вчера доставала чечевицу, забытую неделю назад, готовясь отпрыгнуть в сторону. Однако получилось вкусно - хрустящие зёрнышки с кислинкой, чуть сладковатые даже. Только по подсказкам Изюма плюс расспросы бывшего деревенского жителя. В общем, процесс скорее анаэробный, хотя теоретическую базу подогнать пока не получается. НЕ НАДО: проращивать, встряхивать, добавлять постороннюю фауну и т. п. Не буду пока утверждать что это оно, надо ещё проверять. Задача интересная, есть смысл поразвлекаться ;)
--- Конец цитаты ---
Теория от зоотехников.
--- Цитировать ---Биохимические и микробиологические процессы при силосовании.
После скашивания растений вместо фотосинтеза в их клетках происходит распад питательных веществ, в основном углеводов. Аэробное (в присутствии кислорода) дыхание растений - это не что иное, как окисление сахаров, в результате чего они распадаются на углекислый газ и воду. Этот процесс в отмирающей клетке получил название «голодного обмена». Он интенсивно протекает при доступе кислорода воздуха и сопровождается большими потерями энергии в виде тепла. Чем меньше толщина ежедневно укладываемого слоя массы в хранилище и чем больше воздуха осталось в силосуемом сырье после его герметизации (изоляции от воздуха), тем интенсивнее протекают процессы аэробного дыхания. В результате этого корм разогревается до температуры 60-700 С вместо максимально допустимых 37-380С. При повышении температуры свыше 400 происходят большие потери сахаров, разрушение каротина, белки взаимодействуют с сахарами, образуя труднопереваримые сложные комплексы - меланоиды; одновременно образуются ароматические соединения - фурфурол, оксиметилфурфурол, изовалериановый альдегид, которые придают готовому корму приятный запах яблок, меда, ржаного хлеба. Такой силос бывает темно-коричневого или коричнево-бурого цвета, возбуждает аппетит и охотно поедается животными, но переваримость питательных веществ (особенно протеина и белка) резко снижается.
Непродолжительная закладка силосуемого сырья в хранилище (не более 3-5 дней в зависимости от его объема), хорошее уплотнение и герметизация позволяют резко снизить потери питательных веществ в процессе дыхания, т.к. в этом случае оставшийся воздух в результате дыхания растительных клеток быстро исчезает (через 5-10 часов)
В процессе консервирования (главным образом в течение первых дней после закладки силосной массы) идут и другие процессы, обусловленные действием растительных ферментов. Полисахариды (гемицеллюлозы, крахмал) и белок частично гидролизуются соответственно до моносахаридов и аминокислот.
Спонтанный процесс силосования условно расчленяется на несколько фаз.
Первая (предварительная) фаза силосования называется фазой развития смешанной микрофлоры. Она начинается одновременно с началом заполнения хранилища и заканчивается при создании анаэробных условий в силосуемом сырье и небольшом его подкислении. На растительной массе при благоприятной температуре наблюдается бурное развитие разнообразных групп микроорганизмов, которые с ней и попадают в хранилище. Клетки растений продолжают дышать, а затем, исчерпав запас кислорода воздуха, отмирают. В этой фазе наряду с факультативными анаэробами (микроорганизмы способны развиваться как в присутствии кислорода, так и без него - прежде всего желательные молочнокислые бактерии) имеют возможность развиваться нежелательные аэробные формы (гнилостные бактерии и плесени, развивающиеся только в присутствии кислорода), которые препятствуют подкислению исходного сырья. Сокращение продолжительности этой фазы - основное условие получения доброкачественного силоса и снижения потерь питательных веществ в процессе его ферментации.
Вторая (главная) фаза характеризуется созданием анаэробных условий и бурным развитием молочнокислых бактерий. В результате этого корм подкисляется, а развитие нежелательных микроорганизмов угнетается.
Третья (конечная) фаза силосования связана с окончанием основных процессов брожения. Накопление в силосе органических кислот (молочной, уксусной) приводит к снижению его рН до 4-4,2, что, в свою очередь, резко тормозит жизнедеятельность даже молочнокислых бактерий.
Чтобы целенаправленно воздействовать на микробиологические процессы, необходимо знать физиолого-биохимические особенности отдельных групп микроорганизмов.
Молочнокислые бактерии сбраживают сахара. Они факультативные анаэробы (развиваются без кислорода, но могут развиваться и при его наличии), достаточно кислоустойчивы --до рН = 3-3,5. Оптимальная для их жизнедеятельности влажность - 60-75 %.
В зависимости от количества сахара в силосуемом сырье в готовом корме накапливается 1,5-2,5 % молочной кислоты (суммарно свободной и связанной), составляющей 50-80 % от суммы всех кислот силоса. Она закисляет массу до рН 4-4,2 и является консервирующей основой силоса, препятствуя развитию нежелательных, в том числе и маслянокислых бактерий.
Уксуснокислое брожение сопровождается сбраживанием винного (этилового) спирта до уксусной кислоты. Уксуснокислые бактерии - строгие аэробы (развиваются только при наличии кислорода) и при соблюдении технологии заготовки силоса могут развиваться только в течение начального периода после укрытия, когда еще есть остатки кислорода и появляется спирт как побочный продукт при гетероферментативном молочнокислом сбраживании гексоз.
Маслянокислое брожение обусловлено деятельностью нежелательных сахаролитических и протеолитических видов бактерий. Эти микроорганизмы относятся к спорообразующим, палочковидным анаэробным (развивающимся только в бескислородной среде) бактериям, которые широко распространены в почве. Оптимальной рН для их развития является 5,4-5,5. Повышенное количество маслянокислых бактерий в силосной массе является, чаще всего, результатом загрязнения землей, так как на зеленой массе растений их не очень много. Некоторые виды маслянокислых бактерий сбраживают и молочную кислоту. Поэтому при значительном удельном весе этих видов бактерий в силосной массе количество молочной кислоты резко снижается.
Благоприятные условия для развития маслянокислых бактерий: высокая влажность (по мере ее увеличения чувствительность этих бактерий к кислотности среды снижается - при содержании в силосе около 15 % сухого вещества их рост не снижается даже при рН 4,0), низкое содержание сахаров и повышенное протеина.
Гнилостные бактерии в силосе развиваются только в аэробных условиях при значении рН среды выше 4,5. Они расщепляют сахара, белки, молочную кислоту до оксида углерода и аммиака. Нередко при распаде белка образуются вредные промежуточные продукты типа индола, кадаверина и скатола. Герметизация и быстрое подкисление силосуемого сырья до рН ниже 4,5 резко подавляет их развитие.
Плесневые грибы тоже очень нежелательны. Для своего развития они используют сахара, а при их недостатке - молочную и уксусную кислоты. Развиваются только в аэробных условиях и выдерживают рН среды до 1-1,2. Продукты жизнедеятельности плесневых грибов подщелачивают консервируемый корм и могут оказывать токсическое действие на организм животных. Сокращение сроков закладки и хорошая герметизация силосуемого сырья является гарантией против плесеней.
Дрожжи - факультативные анаэробы и выдерживают рН до 3. В этом они довольно схожи с молочнокислыми бактериями. Они обуславливают спиртовое сбраживание сахаров, а при их недостатке в силосуемой массе могут частично сбраживать и молочную кислоту до образования винного (этилового) спирта и углекислого газа. Обычно если в сырье много сахаров, то много и спирта. Дело в том, что при снижении рН менее 3,5-3,6, жизнедеятельность молочнокислых бактерий резко угнетается и оставшийся в этом случае сахар более кислотоустойчивые дрожжи (некоторые линии дрожжей способны переносить рН 2,0) переводят в спирт. В результате этого при силосовании сырья, очень богатого сахарами, содержание спирта иногда достигает в силосе до 2-3 %. Особенно опасно использование такого силоса для стельных сухостойных коров и молодняка крупного рогатого скота до шестимесячного возраста.
Пригодность исходного сырья для силосования, обусловленная его химическим составом, называется силосуемостью.
Среди показателей химического состава силосуемого сырья на 1 место для получения высококачественного корма следует поставить достаточное количество сахаров. В связи с этим А.А. Зубрилиным было введено понятие «сахарный минимум» - это минимальное количество сахаров, необходимое для подкисления массы до рН 4,2. При этом расход сахаров зависит от буферных свойств растений, т.е. способности в той или иной степени препятствовать снижению рН среды. Чем выше буферная емкость, тем хуже силосуются растения. Буферность, в свою очередь, определяется содержанием сырого протеина, минеральных веществ со щелочными свойствами и степенью загрязнения корма. По мере увеличения каждого из указанных показателей буферная емкость повышается.
В зависимости от фактического содержания сахаров и необходимого сахарного минимума для подкисления силосуемой массы до рН 4,2 все растения А.А. Зубрилин разделил на три группы: легкосилосующиеся, трудносилосующиеся и несилосующиеся.
Легкосилосующиеся растения (1 группа) содержат сахаров больше необходимого сахарного минимума: злаковые однолетние (кукуруза, овес и др.) и многолетние (тимофеевка, овсянница и др.), подсолнечник, кормовая капуста, бахчевые, однолетние злаково-бобовые смеси при уборке на силос в оптимальные фазы вегетации.
Трудносилосующиеся растения (2 группа) имеют в своем составе сахаров несколько меньше сахарного минимума; только при полном переходе их сахаров (на 90-100 %) в молочную и уксусную кислоты корм может хорошо засилосоваться. Поскольку выход этих кислот в среднем составляет 60 % от общего количества сахаров, получить высококачественный силос из таких растений не представляется возможным. Трудно силосуются клевер до начала цветения, донники и многие другие растения.
Несилосующиеся растения (3 группа) содержат сахаров значительно меньше, чем необходимо для надежного подкисления. Поэтому засилосовать их в чистом виде невозможно - корм портится. В эту группу относятся молодая крапива, лебеда, ботва картофеля, а также ценные бобовые растения (богатые протеином): сераделла, соя, молодая люцерна и т.д.
При силосовании свежескошенных растений второй и особенно третьей группы для получения доброкачественного корма к ним следует добавлять культуры из первой группы, углеводистые добавки, консерванты. Повышения качества кормов из этих растений достигают также путем их предварительного провяливания.
--- Конец цитаты ---
Можно и проращивать и трясти и добавлять симбиотную человеку лакто и бифидо флору(производители кислот), но главное анаэробные условия.
Сейчас ищу информацию о еще более интересных анаэробах - археях
--- Цитировать ---Археи живут в широком диапазоне сред обитания и являются важной частью глобальной экосистемы, могут составлять до 20 % общей биомассы
--- Конец цитаты ---
--- Цитировать ---Археи могут быть комменсалами, то есть существовать совместно с другим организмом, не принося ему ни пользы, ни вреда, но с выгодой для себя. К примеру, метаноген Methanobrevibacter smithii является наиболее типичным представителем архей в микрофлоре человека. Каждый десятый прокариот в человеческом пищеварительном тракте принадлежит к этому виду. В пищеварительном тракте термитов и человека эти метаногены в действительности могут быть мутуалистами, взаимодействущими с другими микробами пищеварительного тракта и способствующими пищеварению
--- Конец цитаты ---
skarobey:
В организме млекопитающихся вырабатывается энзим (альфа амилаза), который расщепляет альфа-гликосидные соединения крахмала в целлюлозе. Энзимы катализируют только конкретные субстраты, и альфа-амилаза расщепляет только альфа-ацетные соединения между двумя или больше моносахаридами, как в крахмале, оставляя бета-гликосодныее связи нетронутыми.
К счастью, микроорганизмы живущие в рубце жвачных и слепой кишке лошадей и кроликов могут разбивать эти бета связи целлюлозы, высвобождая глюкозу для усвоения. Поэтому травоядные животные могут питаться целлюлозой и отлично себя чувствовать. Микроорганизмы в желудке термитов тоже позволяют термитам переваривать целлюлозу и даже лигнин (древесный).
Так получается, что люди (и другие животные с однокамерными желудками) умерли бы с голоду питаясь целлюлозой, а поедая крахмал они становятся полными. Найдите бета-глюкосидный энзим, который люди (и свиньи) могли бы есть вместе с целлюлозой и который бы расщеплял бета-глюкосидные связи целлюлозы на отдельные молекулы глюкозы пригодные для усвоения, и вы сделаете революцию в кормлении существ с однокамерными желудками, и получите Нобелевские премии за Медицину, Химию и Мир. И все это в один год! ;)
http://www.roychapin.info/?lang=ru&topic=article&id=19
Дядя Винегрет:
Чтобы целенаправленно воздействовать на микробиологические процессы, необходимо знать физиолого-биохимические особенности отдельных групп микроорганизмов.
Молочнокислые бактерии сбраживают сахара. Они факультативные анаэробы (развиваются без кислорода, но могут развиваться и при его наличии), достаточно кислоустойчивы --до рН = 3-3,5. Оптимальная для их жизнедеятельности влажность - 60-75 %.
В зависимости от количества сахара в силосуемом сырье в готовом корме накапливается 1,5-2,5 % молочной кислоты (суммарно свободной и связанной), составляющей 50-80 % от суммы всех кислот силоса. Она закисляет массу до рН 4-4,2 и является консервирующей основой силоса, препятствуя развитию нежелательных, в том числе и маслянокислых бактерий.
Уксуснокислое брожение сопровождается сбраживанием винного (этилового) спирта до уксусной кислоты. Уксуснокислые бактерии - строгие аэробы (развиваются только при наличии кислорода) и при соблюдении технологии заготовки силоса могут развиваться только в течение начального периода после укрытия, когда еще есть остатки кислорода и появляется спирт как побочный продукт при гетероферментативном молочнокислом сбраживании гексоз.
Маслянокислое брожение обусловлено деятельностью нежелательных сахаролитических и протеолитических видов бактерий. Эти микроорганизмы относятся к спорообразующим, палочковидным анаэробным (развивающимся только в бескислородной среде) бактериям, которые широко распространены в почве. Оптимальной рН для их развития является 5,4-5,5. Повышенное количество маслянокислых бактерий в силосной массе является, чаще всего, результатом загрязнения землей, так как на зеленой массе растений их не очень много. Некоторые виды маслянокислых бактерий сбраживают и молочную кислоту. Поэтому при значительном удельном весе этих видов бактерий в силосной массе количество молочной кислоты резко снижается.
Благоприятные условия для развития маслянокислых бактерий: высокая влажность (по мере ее увеличения чувствительность этих бактерий к кислотности среды снижается - при содержании в силосе около 15 % сухого вещества их рост не снижается даже при рН 4,0), низкое содержание сахаров и повышенное протеина.
Гнилостные бактерии в силосе развиваются только в аэробных условиях при значении рН среды выше 4,5. Они расщепляют сахара, белки, молочную кислоту до оксида углерода и аммиака. Нередко при распаде белка образуются вредные промежуточные продукты типа индола, кадаверина и скатола. Герметизация и быстрое подкисление силосуемого сырья до рН ниже 4,5 резко подавляет их развитие.
Плесневые грибы тоже очень нежелательны. Для своего развития они используют сахара, а при их недостатке - молочную и уксусную кислоты. Развиваются только в аэробных условиях и выдерживают рН среды до 1-1,2. Продукты жизнедеятельности плесневых грибов подщелачивают консервируемый корм и могут оказывать токсическое действие на организм животных. Сокращение сроков закладки и хорошая герметизация силосуемого сырья является гарантией против плесеней.
Дрожжи - факультативные анаэробы и выдерживают рН до 3. В этом они довольно схожи с молочнокислыми бактериями. Они обуславливают спиртовое сбраживание сахаров, а при их недостатке в силосуемой массе могут частично сбраживать и молочную кислоту до образования винного (этилового) спирта и углекислого газа. Обычно если в сырье много сахаров, то много и спирта. Дело в том, что при снижении рН менее 3,5-3,6, жизнедеятельность молочнокислых бактерий резко угнетается и оставшийся в этом случае сахар более кислотоустойчивые дрожжи (некоторые линии дрожжей способны переносить рН 2,0) переводят в спирт.
МатроскиН:
Сравнения множества клеток самых разных типов показывает, что набор содержащихся в них ферментов во многом сходен. По-видимому, во всех живых оргназимах протекают в основном одни и те же метаболические процессы. Некоторые различия, касающиеся конечных продуктов обмена, отражают скорее наличие или отсутствие того или иного фермента, нежели изменение общего характера метаболизма. Сложные системы углеводного обмена, состоящие из ферментов, коферментов и переносчиков, образуют главный поставляющий энергию механизм у животных, растений, плесневых грибов, дрожжей и у большинства других микроорганизмов.
Однако в характере метаболизма, химическом составе и строении различных тканей и различных организмов имеются и бесспорные различия. Что касается метаболизма, то особенности его в соответствующих органах или тканях, несомненно, определяются набором ферментов. Различия в химическом составе органов и тканей тоже зависят от их ферментного состава, в первую очередь от тех ферментов, которые участвуют в процессах биосинтеза. Не исключено, что и более очевидные различия, касающиеся строения и формы тех или иных органов и тканей, также имеют энзимологическую природу.
Хорошо известно, что метаболическая активность тканей изменяется с возрастом, а также под влиянием других факторов, о которых мы уже говорили. В процессе развития от оплодотворенного яйца до взрослого организма должны синтезироваться различные ферментные системы, и если все они не синтезируются одновременно, то с возрастом ферментный состав должен меняться. Такие изменения, в частности, могут быть особенно заметны в период эмбрионального развития по мере дифференцировки различных тканей с их характерным набором ферментов. Изменения активности фермента в процессе развития организма могут быть обусловлены изменением его количества в результате увеличения или уменьшения скорости синтеза или распада или изменением эффективности действия определенного количества фермента.
Биосинтез ферментов необходим для поддержания жизни. Очевидно, когда в процессе роста увеличивается масса живого вещества, параллельно с этим увеличивается и число молекул каждого необходимого фермента. Но непрерывный синтез ферментов должен происходить даже в отсутствие роста, с тем чтобы восполнять убыль молекул вследствие их разрушения, поскольку продолжительность жизни ферментов в клетках ограничена. Опыты с применением изотопной техники показали, что, хотя стабильность ферментов в физиологических условиях различается, продолжительность их жизни в большинстве случаев измеряется днями. Без постоянного биосинтеза ферментов жизнь остановилась бы, так как она зависит от работы ферментных систем, которые катализируют химические реакции, в совокупности определяющие метаболизм живых систем. Не менее важно, что жизнь возможна только в отсутствие ферментов, нарушающих нормальный ход метаболизма, т.е. ферменты должны обладать «правильными» активностями.
Живую клетку часто сравнивают с фабрикой, в которой ферменты, катализирующие последовательные этапы метаболического пути, соответствуют машинам, осуществляющим последовательные операции в поточных линиях. В таком случае ядро живой клетки следует рассматривать как административный центр фабрики.
При биосинтезе ферментов и других белков рибосомы играют роль сборочного аппарата, соединяя аминокислоты, связанные с соответствующими тРНК, в полипептидные цепи. Этот процесс протекает на рибосомах в присутствии нескольких белковых кофакторов.
В живой клетке синтез ферментов не протекает постоянно с максимальной скоростью – это быстро привело бы к хаосу. Скорость образования разных ферментов находится под жеским контролем в согласии с потребностями метаболизма и с состоянием развития клетки.
Индукция образования отдельных ферментов в присутствии их субстратов и родственных субстратом веществ является очень важным феноменом, особенно для бактерий, у которых количество фермента в клетках может увеличиваться в несколько сотен раз при выращивании их в присутствии субстрата.
Когда бактерии растут на среде, лишенной аминокислот, они в норме образуют ферменты, необходимые для синтеза аминокислот, которые им требуются. Если, однако, в среду вводится какая-либо аминокислота, то фермент, синтезирующий эту аминокислоту, не образуется, хотя ферменты, участвующие в синтезе других аминокислот, образуются с прежней эффективностью. Биосинтез определенных аминокислот из более простых соединений в большинстве случаев осуществляется в ходе последовательных ферментативных реакций.
И все же главное, чем интересны для нас ферменты, заключается в том, что они теснейшим образом связаны с жизнью. Из всех многочисленных биохимических процессов, протекающих в живой клетке, - тех процессов, от которых зависит ее жизнь, - едва ли имеется хотя бы один, который не был бы связан с ферментативным катализом: без ферментов не может быть жизни.
Для поддержания жизни все организмы должны обладать определенными механизмами, с помощью которых энергия, освобождающаяся в результате таких химических реакций, как окисление пищевых веществ, могла бы использоваться в реакциях и процессах, протекающих с потреблением энергии, вместо того, чтобы рассеиваться в виде тепла. Энергия необходима для биосинтеза, когда новое живое существо образуется в процессах роста и воспроизведения, для осмотической работы, связанной с поглощением и секрецией, для механической работы при движении, особенно развитом у высших животных. Живая материя содержит ряд нестабильных веществ, от которых зависит ее существование. Эти вещества непрерывно разрушаются и вновь синтезируются, так что в систему должна непрерывно поступать энергия уже для одного поддержания системы в стационарном состоянии. В общем, даже достаточно стабильные вещества, такие, как белки, расщепляются внутри клетки вследствие присутствия в ней гидролитических ферментов. Для возмещения этих потерь также требуется энергия. Если прекращается доставка энергии, то вся система распадается в результате разрушения нестабильных незаменимых веществ и правалирования процессов ферментативного распада. Когда этот процесс заходит достаточно далеко, он становится необратимым, так как синтетические реакции не могут возобновиться в отсутствии незаменимых катализаторов. Это и происходит при гибели клетки. Наиболее существенные особенности ферментной системы, связывающей процессы, поставляющие энергию, с процессами, ее потребляющими, состоят в следующем. В результате серии ферментативных преобразований вещество, способное служить источником энергии, переходит вначале в такую форму, которая затем может претерпеть распад, связанный с образованием богатой энергией связи.
Сами катализаторы (ферменты и коферменты), подобно другим компонентам клетки, образуются в процессе биологического синтеза, особенно интенсивного во время роста. Энергия, необходимая для образования большого числа связей, имеющихся в ферментных белках, должна поставляться за счет ферментативных катаболических реакций. Таким образом, вся система в целом является самовоспроизводящейся и даже саморазмножающейся, а это и есть самое главное свойство живой материи.
Хотя системы, состоящие из многих ферментов, не меньшей степени, чем отдельные ферменты, вполне хорошо функционируют в простых растворах, живую клетку, несомненно, нельзя рассматривать как «мешок с ферментами», в котором ферменты находятся в гомогенном растворе. В действительности живая клетка имеет сложное строение, которое мы в последнее время благодаря электронному микроскопу получили возможность узнать гораздо глубже. Определенные ферменты локализуются в определенных внутриклеточных структурах, и потому одним из главных вопросов биологии ферментов является вопрос о характере связи между этими структурами и ферментными системами.
Типичная клетка окружена клеточной мембраной, проницаемой только для некоторых веществ. Эта мембрана у растений и бактерий укрепляется окружающей пористой клеточной оболочкой, которая определяет форму клетки, но не принимает никакого участия в метаболизме.
Живая клетка отнюдь не просто «мешок с ферментами», это высокоорганизованная система, содержащая много сложных видимых структур. Знакомство с локализацией различных ферментов внутри клетки, с той связью, которая существует между ферментами и этими структурами, очень важно для понимания жизнедеятельности клетки. Простое экстрагирование ферментов из измельченной ткани дает мало сведений об их принадлежности к той или иной внутриклеточной структуре.
Многие бактерии могут расти, используя большое число различных субстратов. Это означает, что они способны синтезировать все ферменты, необходимые для превращения этих субстратов, т.е. имеют соответствующие структурные гены. Если в питательной среде содержится только один субстрат, то в клетках образуются ферменты, необходимые для расщепления (катаболизма) именно этого субстрата. Соответственно говорят об индукции ферментов, индуцирующем субстрате и индуцируемых (индуцибельных) ферментах. Для синтеза большинства ферментов, участвующих в катаболизме субстратов, требуется индукция. Если в среде имеются одновременно два субстрата, то бактерия обычно «предпочитает» тот субстрат, который обеспечивает более быстрый рост.
Проявлением максимальной экономичности клеточного метаболизма служат выработанные клеткой механизмы, регулирующие ее ферментный состав. Очевидна целесообразность синтеза только тех ферментов, которые необходимы в конкретных условиях. Показано, что у прокариот в одних условиях фермент может содержаться в количестве не более 1-2 молекул, в других - составлять несколько процентов от клеточной массы. Количество определенного фермента в клетке может регулироваться на нескольких уровнях: на этапе транскрипции, трансляции, а также в процессе сборки и разрушения ферментного белка.
В бактериальных клетках имеются ферменты, количества которых могут резко меняться в зависимости от состава питательных веществ среды. Это происходит в результате того, что гены, детерминирующие эти ферменты, включаются или выключаются по мере надобности. Их называют индуцибельными ферментами . При отсутствии в среде субстратов этих ферментов последние содержатся в клетке в следовых количествах. Если в среду добавить вещество, служащее субстратом определенного фермента, происходит быстрый синтез этого фермента в клетке, т.е. имеет место индукция синтеза фермента . Если же в питательной среде в готовом виде содержится вещество, являющееся конечным продуктом какого-либо биосинтетического пути, происходит быстрое прекращение синтеза ферментов этого пути.
В каждой клетке и в жидкостях организма животного действуют тысячи биокатализаторов — ферментов, ускоряющих течение химических реакций. В качестве примера укажем, что для синтеза гормона инсулина в лабораторных условиях биохимикам потребовалось осуществить 223 этапа (стадий) реакции, что заняло бы 10 человек и потребовало около трех лет работы. В то же время подсчитано, что в клетке животного синтез молекулы белка при участии ферментов совершается за 2—3 секунды.
На активность ферментов большое влияние оказывает влажность. Без воды ферментативные реакции не происходят.
Предварительная обработка сырья применяется для увеличения его доступности действию микробных ферментов, частичной или полной деструкции комплексов биополимеров и их компонентов. Основной задачей предобработки является воздействие на структурные полимеры растений — целлюлозу, гемицеллюлозу, пектиновые вещества — и матриксный компонент лигнин. Эти полимеры обеспечивают прочность и жесткость клеточных стенок растений, что является основным препятствием для ферментативной деструкции.
Навигация
Перейти к полной версии