Презентация на тему Физиология обмена веществ у растений

их взаимосвязь и взаимообусловленность, физиологическую роль веществ, процесс биосинтеза

органического вещества из простейших веществ.
Биохимия растений изучает состав и превращение веществ в растениях и растительном сырье. Существуют также отраслевые биохимии: биохимия масличных растений и масличного сырья, биохимия молока, зерна, мяса, хлебных продуктов и т.д.
ООН предложила программу снабжения человечества пищей. Это может быть достигнуто прежде всего интенсивным путем. Поэтому основными задачами биохимии растений являются:
Повышение качества исходного сырья, изучение его химического состава и влияние его на технологию хранения и переработки.
Снижение потерь сырья в процессе хранения и технологической переработки.
Создание новых высокоэффективных технологий с целью повышения качества готовой продукции.
Комплексная безотходная технология переработки сырья и утилизация отходов.

из СО2 и Н2О и поступающих из почвы неорганических

веществ (NO3−, SO42−, PO43−). Эти неорганические соединения поставляют растению шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, серу и фосфор, из которых построено подавляющее большинство компонентов тканей: белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и т.д.
2. Колоссальное разнообразие синтезируемых в растениях органических соединений. Растения могут образовывать соединения, присущие только им: терпеноиды, алкалоиды, фенольные соединения и другие.
3. Зеленое растение способно улавливать энергию солнечного света и использовать ее для образования сложных органических соединений.

Фаминцын (1838-1918) Луи Пастер (1822-1895)
Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920) Эдуард Бухнер (1860-1917)
Иван Парфеньевич

Бородин (1847-1930) Отто Варбург (1883-1970)
Алексей Николаевич Бах (1857-1946) Ханс Кребс (1900-1981)
Владимир Иванович Палладин (1859-1922) Мелвин Эллис Кальвин (1911-1997)
Сергей Павлович Костычев (1877-1931)
Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920)
Дмитрий Николаевич Прянишников (1865-1948)
Андрей Львович Курсанов (1902-1999)
Александр Иванович Опарин (1894-1980)
Вацлав Леонович Кретович (1907-1993)
Николай Иванович Лунин (1854-1937)
Михаил Семенович Цвет (1872—1919)

которых крупные молекулы разрушаются (обычно в окислительных реакциях) с

выделением свободной химической энергии. Эта энергия используется организмом для поддержания жизнедеятельности, для роста и развития, а также преобразуется в другие формы энергии – механическую, химическую, тепловую

Анаболические пути – это процессы синтеза. В ходе этих процессов из относительно простых предшественников строятся сложные органические компоненты клетки. Синтез часто включает восстановительные этапы и сопровождается затратой свободной химической энергией

насчитывает 22 подкласса. Подклассы делят на подподклассы.
Коферментами этого класса

являются НАД, НАДФ, ФАД, ФМН, убихинон, глутатион, липоевая кислота.
подклассы - группы ферментов, действующие на:
1.1. CH-OH группу доноров; 1.2. альдегидную или кетоновую группу доноров; 1.3. CH-СH группу доноров; 1.4. CH-NH2 группу доноров; 1.5. CH-NН группу доноров; 1.6. НАДH или НАДФН в качестве доноров; 1.8. содержащие серу группы доноров; 1.9. гем-содержащие доноры; 1.10. дифенолы в качестве доноров; 1.11. пероксид водорода в качестве акцептора; 1.11. водород в качестве донора; 1.13. один донор с включением молекулярного кислорода; 1.14. два донора с включением молекулярного кислорода; 1.15. супероксидные радикалы в качестве акцептора; 1.17. СН2 группу доноров; 1.18. ферредоксин в качестве донора; 1.19. флаводоксин в качестве донора; 1.20. фосфор или мышьяк в качестве донора; 1.21. на вещества Х-Н и Y-Н с образованием X-Y-связи; 1.22. галоген в качестве донора; 1.97. другие оксидоредуктазы.

оксидоредуктазы, катализирующие дегидрирование субстрата с использованием в качестве акцептора

водорода любых молекул, кроме кислорода.
2. Если перенос водорода от молекулы донора трудно доказуем, то такие оксидоредуктазы называют редуктазами.
3. Оксидазы – оксидоредуктазы, катализирующие окисление субстратов с молекулярным кислородом в качестве акцептора электронов без включения кислорода в молекулу субстрата.
4. Монооксигеназы – оксидоредуктазы, катализирующие внедрение одного атома кислорода в молекулу субстрата с молекулярным кислородом в качестве донора кислорода.
5. Диоксигеназы – оксидоредуктазы, катализирующие внедрение 2 атомов кислорода в молекулу субстрата с молекулярным кислородом в качестве донора кислорода.
6. Пероксидазы – оксидоредуктазы, катализирующие реакции с пероксидом водорода в качестве акцептора электронов.

оксидоредуктаза.
Сукцинатдегидрогеназа








Систематическое название – Сукцинат : ФАД-оксидоредуктаза
Рабочее название – Сукцинатдегидрогеназа
Класс

1. Оксидоредуктазы
Подкласс 1.3. Действующие на СН-СН-группу доноров
Подподкласс 1.3.99. с ФАД+ в качестве акцептора
Классификационный номер КФ 1.3.99.1.
Кофакторы – Флавинадениндинуклеотид

к другому (акцептор), участвуют в реакциях взаимопревращения различных веществ,

обезвреживания природных и чужеродных соединений.
Коферментами являются пиридоксальфосфат, коэнзим А, тетрагидрофолиевая кислота, метилкобаламин. Класс подразделяется на 9 подклассов в зависимости от строения переносимых групп.
Примером подклассов являются ферменты, переносящие одноуглеродные фрагменты, альдегидные или кетоостатки, ацильные остатки, азотсодержащие группы, фосфорсодержащие группы.
Подклассы - группы ферментов,
2.1. переносящие одноуглеродные фрагменты;
2.2. переносящие альдегидные и кетогруппы;
2.3. переносящие ацильные группы;
2.4. переносящие гликозильные группы;
2.5. переносящие неметильные алкильные и арильные группы;
2.6. переносящие азотсодержащие группы;
2.7. переносящие фосфорсодержащие группы.
2.8. переносящие сульфосодержащие группы;
2.9. переносящие селенсодержащие группы.
На подподклассы деление производится также в зависимости от вида переносимой группы – метил (2.1.1.), карбоксиметил или формил (2.1.2.), амино-группы (2.6.1.).

трансферазы, катализирующие перенос фосфата от АТФ на субстрат (моносахариды,

белки и др), т.е. фосфотрансферазы.

Систематическое название образуется:
Донор группы : акцептор группы – переносимая группа трансфераза.
Гексокиназа





Систематическое название – АТФ:D-гексоза-6-фосфотрансфераза
Рабочее название – Гексокиназа
Класс 2. Трансферазы
Подкласс 2.7. Переносящие фосфорсодержащие группы
Подподкласс 2.7.1. Со спиртовой группой в качестве акцептора
Классификационный номер КФ 2.7.1.1.
Кофакторы Магний.

исключением С-С связей) путем присоединения элементов Н2О.
Подразделяются на 13

подклассов.
Коферменты отсутствуют.
Примером подклассов служат группы ферментов, действующие на сложные эфиры, на простые эфиры, на пептиды, на углерод-углеродные связи.
Подклассы - группы ферментов, катализирующие гидролиз:
3.1. сложных эфиров;
3.2. О-гликозидов;
3.3. простых эфиров;
3.4. пептидов;
3.5. не пептидных азот-углеродных связей;
3.6. ангидридов кислот;
3.7. углерод-углеродных связей;
3.8. связей с участием галогена;
3.9. связей фосфор-азот;
3.10. связей сера-азот;
3.11. связей углерод-фосфор;
3.12. связей сера-сера;
3.13. связей углерод-сера.
Среди подподклассов выделяют гидролазы карбоновых кислот (3.1.1.), гидролазы фосфомоноэфиров (3.1.3.).

тривиальные названия, например, пепсин.
Исторически названия гидролаз складывались из

названия субстрата с окончанием «-аза» – коллагеназа, амилаза, липаза, ДНК-аза. Наиболее часто встречаются следующие рабочие названия гидролаз:
1. Эстеразы – гидролиз сложноэфирных связей.
2. Липазы – гидролиз нейтральных жиров (триацилглицеролов).
3. Фосфатазы – гидролиз моноэфиров фосфорной кислоты.
4. Гликозидазы – гидролизуют О- и S-гликозидные связи.
5. Протеазы, пептидазы – гидролиз белков и пептидов.
6. Нуклеазы – гидролиз нуклеиновых кислот.

трансферазы, катализирующие перенос фосфата от АТФ на субстрат (моносахариды,

белки и др), т.е. фосфотрансферазы.

Систематическое название образуется:
Гидролизуемый субстрат : отделяемая группа гидролаза.
Глутаминаза






Систематическое название – L-глутамин:амидгидролаза
Рабочее название – Глутаминаза
Класс 3. Гидролазы
Подкласс 3.5. Действующие на связи углерод-азот (не пептидные)
Подподкласс 3.5.1. Действующие в линейных амидах
Классификационный номер КФ 3.5.1.2

связей, а также обратимые реакции отщепления различных групп негидролитическим

путем.
Выделяют 7 подклассов. Эти реакции сопровождаются образованием двойной связи или присоединением групп к месту двойной связи.
Коферментами служат пиридоксальфосфат, тиаминдифосфат, участвует магний, кобальт.
Ферменты делятся на подклассы в зависимости от природы атакуемой связи.
Подклассы - группы ферментов, действующие на углерод-углеродные связи, углерод-кислородные связи, углерод-азотные связи:
4.1. углерод-углерод лиазы;
4.2. углерод-кислород лиазы;
4.3. углерод-азот лиазы;
4.4. углерод-сера лиазы;
4.5. фосфор-кислород лиазы.
Среди подподклассов выделяют, например, карбокси-лиазы (4.1.1.), гидро-лиазы 4.2.1.).

лиаза.
Аденилатциклаза









Систематическое название – АТФ:дифосфат-лиаза (циклизующая)
Рабочее название – Аденилатциклаза
Класс 4. Лиазы
Подкласс 4.6.

Фосфор-кислород-лиазы
Подподкласс 4.6.1. Фосфор-кислород-лиазы
Классификационный номер КФ 4.6.1.1.

Коферменты: пиридоксальфосфат, дезоксиаденозилкобаламин, глутатион, фосфаты моносахаридов (глюкозо-1,6-дифосфат) и др.
Подклассы

- группы ферментовпо типу изомеризации:
5.1. рацемазы и эпимеразы. Рацемазы отвечают за взаимопревращения L- и D-изомеров, S- и R-изомеров. Эпимеразы изменяют конфигурацию при одном из хиральных атомов углерода, например: взаимопревращение α- и β-изомеров, превращения рибулоза↔ксилулоза, галактоза↔глюкоза, манноза↔галактоза;
5.2. цис-транс изомеразы;
5.3. внутримолекулярные оксидоредуктазы;
5.4. внутримолекулярные трансферазы – мутазы;
5.5. внутримолекулярные лиазы.
Среди подподклассов выделяют, например: действующие на аминокислоты и их производные (5.1.1.), на углеводы и их производные (5.1.3.), перемещающие двойные (С=С) связи (5.3.3.).

где [ ] – обозначение, отражающее суть реакции, например,

"номер изменяемого атома углерода", изменение "цис-транс", изменение "кето-енол", изменение "альдозо-кетозо".
Триозофосфат-изомераза






Систематическое название – D глицеральдегид-3-фосфат-альдозо-кетозо-изомераза
Рабочее название – Триозофосфат-изомераза
Класс 5. Изомеразы
Подкласс 5.3. Внутримолекулярные оксидоредуктазы
Подподкласс 5.3.1. Катализирующие взаимопревращения альдоз и кетоз
Классификационный номер КФ 5.3.1.1.

молекул с использованием энергии высокоэнергетических связей АТФ (или других

макроэргов).
Коферменты: нуклеотидные (УТФ), биотиновые (витамин Н), фолиевые.
Выделяют 6 подклассов.
Подклассы - группы ферментов, формирующих связи:
6.1. углерод-кислород;
6.2. углерод-сера;
6.3. углерод-азот;
6.4. углерод-углерод;
6.5. фосфор-кислород;
6.6. азот-металл.
Среди подподклассов выделяют ферменты, синтезирующие соединения типа кислота-тиол (6.2.1.), амиды (6.3.1.).

– лигаза.
Глутаминсинтетаза








Систематическое название – L-глутамат:аммиак-лигаза
Рабочее название – Глутаминсинтетаза
Класс 6. Лигазы
Подкласс 6.3.

Образующие связи углерод-азот
Подподкласс 6.3.1. Амид-синтетазы
Классификационный номер КФ 6.3.1.2.

без ингибитора; 
2 - с конкурентным ингибитором
Неконкурентное ингибирование:
1- без ингибитора;

2 - с неконкурентным ингибитором

ферменте


Обратимая ковалентная
модификация


Изоферменты


Протеолитическая активация

Моно
Схема негативной репрессии