На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 94941


Наименование:


Контрольная Аэробные процессы с полным и неполным окислением.

Информация:

Тип работы: Контрольная. Добавлен: 2.3.2016. Сдан: 2015. Страниц: 40. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


1. Аэробные процессы с полным и неполным окислением.
Аэробное дыхание - процесс полного окисления субстратов до CO2 и Н2О с образованием большого количества энергии в форме АТФ.
Полное окисление пировиноградной кислоты происходит в аэробных условиях в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК или цикл Кребса) и дыхательной цепи.
Аэробное дыхание состоит из двух фаз:
1) Образующийся в процессе гликолиза пируват окисляется до ацетил-КоА, а затем до CO2, а освобождающиеся атомы водорода перемещаются к акцепторам. Так осуществляется ЦТК.
2) Атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами, акцептируются коферментами анаэробных и аэробных дегидрогеназ. Затем они переносятся по дыхательной цепи, на отдельных участках которой образуется значительное количество свободной энергии в виде высокоэнергетических фосфатов.
Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, ЦТК)
Пируват, образующийся в процессе гликолиза, при участии мультиферментного комплекса пируватдегидрогеназы декарбоксилируется до ацетальдегида. Ацетальдегид, соединяясь с коферментом одного из окислительных ферментов - коферментом А (КоА-SH), образует «активированную уксусную кислоту» - ацетил-КоА - высокоэнергетическое соединение.

Ацетил-КоА под действием цитрат-синтетазы вступает в реакцию со щавелевоуксусной кислотой (оксалоацетат), образуя лимонную кислоту (цитрат С6), которая является основным звеном ЦТК (рис. 1.1). Цитрат после изомеризации превращается в изоцитрат. Затем следует окислительное (отщепление Н) декарбоксилирование (отщепление СО2) изоцитрата, продуктом которого является 2-оксоглутарат (С5). Под влиянием ферментного комплекса ?-кетоглутаратдегидрогеназы с активной группой НАД он превращается в сукцинат, теряя СО2 и два атома водорода. Сукцинат затем окисляется в фумарат (С4), а последний гидратируется (присоединение Н2О) в малат. В завершающей цикл Кребса реакции происходит окисление малата, что приводит к регенерации оксалоацетата (С4). Оксалоацетат взаимодействует с ацетил-КоА, и цикл повторяется снова. Каждая из 10 реакций ЦТК, за исключением одной, легко обратима. В цикл вступают два атома углерода в виде ацетил-КоА и такое же количество атомов углерода покидают этот цикл в виде СО2.

Рис.1.1. Цикл Кребса (по В.Л. Кретовичу):
1,6 - система окислительного декарбоксилирования; 2 - цитратсинтетаза, кофермент А; 3,4 - аконитатгидратаза; 5 - изоцитратдегидрогеназа; 7 - сукцинатдегидрогеназа; 8 - фумаратгидратаза; 9 - малатдегидрогеназа; 10 - спонтанное превращение; 11 - пируваткарбоксилаза
В результате четырех окислительно-восстановительных реакций цикла Кребса осуществляется перенос трех пар электронов на НАД и одной пары электронов на ФАД. Восстановленные таким путем переносчики электронов НАД и ФАД подвергаются затем окислению уже в цепи переноса электронов. В цикле образуется одна молекула АТФ, 2 молекулы СО2 и 8 атомов водорода.
Биологическое значение цикла Кребса заключается в том, что он является мощным поставщиком энергии и «строительных блоков» для биосинтетических процессов. Цикл Кребса действует только в аэробных условиях, в анаэробных он разомкнут на уровне ?-кетоглутаратдегидрогеназы.
Дыхательная цепь
Последней стадией катаболизма является окислительное фосфорилирование. В ходе этого процесса высвобождается большая часть метаболической энергии.
Восстановленные в цикле Кребса переносчики электронов НАД и ФАД подвергаются окислению в дыхательной цепи или цепи транспорта электронов. Молекулы-переносчики - это дегидрогеназы, хиноны и цитохромы.
Обе ферментные системы у прокариот находятся в плазматической мембране, а у эукариот - во внутренней мембране митохондрий. Электроны от атомов водорода (НАД, ФАД) по сложной цепи переносчиков переходят к молекулярному кислороду, восстанавливая его, при этом образуется вода.
Баланс. Расчеты энергетического баланса показали, что при расщеплении глюкозы гликолитическим путем и через цикл Кребса с последующим окислением в дыхательной цепи до СО2 и Н2О на каждую молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Причем максимальное количество АТФ образуется в дыхательной цепи - 34 молекулы, 2 молекулы - в ЭМП-пути и 2 молекулы - в ЦТК (рис. 1.2).


Рис.1.2. Схема ассимиляции глюкозы при аэробном дыхании
Неполное окисление органических соединений
Дыхание обычно связано с полным окислением органического субстрата, т.е. конечными продуктами распада являются СО2 и Н2О.
Однако некоторые бактерии и ряд грибов не до конца окисляют углеводы. Конечными продуктами неполного окисления являются органические кислоты: уксусная, лимонная, фумаровая, глюконовая и др., которые аккумулируются в среде. Этот окислительный процесс используется микроорганизмами для получения энергии. Однако общий выход энергии при этом значительно меньший, чем при полном окислении. Часть энергии окисляемого исходного субстрата сохраняется в образующихся органических кислотах.
Микроорганизмы, развивающиеся за счет энергии неполного окисления, используются в микробиологической промышленности для получения органических кислот и аминокислот.


2. Преимущества биотрансформации стероидов перед химическими методами.
Способность клеток микроорганизмов к сложнейшим процессам биотрансформации наиболее полно реализовалась при получении промышленно важных стероидов. Использование абсолютной субстратной специфичности и стереоспецифичности биологических катализаторов, присущих целым клеткам микроорганизмов, позволило разработать условия осуществления множества химических реакций для структурных перестроек стероидов. В результате были получены новые соединения с лучшими фармакологическими свойствами.
Биотрансформация стероидов обычно заключается в селективном воздействии на одно из положений стероидного скелета. Первый промышленный процесс микробной биотрансформации стероидов основывался на технологии направленного гидроксилирования (11-?-гидроксилирование) прогестерона:

Значимость разработанной микробной трансформации определяется тем, что процессы гидроксилирования кортикостерона и его производных лежат в основе промышленного получения многих ценных продуктов: противовоспалительных и противоопухолевых препаратов, трансквилизаторов, анестезирующих средств, половых гормонов и пр.
В качестве типичного примера микробиологической трансформации рассмотрим подробнее превращение гидрокортизона в преднизолон культурой Mycobacterium globiforme для которой характерны окислительно-восстановительные превращения стероидной молекулы (микроорганизм применяется в промышленности для получения стероидных гормонов):

Культуру Mycobacterium globiforme предварительно выращивают на питательной среде содержащей кукурузный экстракт 1,0 г, глюкозу 1 г, агар-агар 3,0 г, на 1 л водопроводной воды при рН среды 6,8-7,2 в течени 4-5 сут. Затем водной суспензией клеток засевают колбы с жидкой средой того же состава, разлитой по 50 мл в медицинские качалочные колбы. Одновременно с бактериальной суспензией вносят в качестве индуктора ацетат кортизона (10 мг в 1 мл метанола на 50 мл среды). Через 24 ч (при сухой биомассе 1,6-2,5 мг/мл) в культуральную жидкость вносят водную суспензию тонкоизмельченного гидрокортизона до величины частиц менее 5мкм. Трансформацию проводят при 28-30 С на качалке с 200-220 об/мин в течение 18-24 ч. Культуральную жидкость (300 мл) экстрагируют три раза этилацетатом (по 1л), объединенный экстракт упаривают до 300 мл, добавляют 0,3 г активированного угля, кипятят 5-10 мин, уголь отфильтровывают, промывают горячим этилацетатом и растворитель отгоняют до 45 мл. Раствор охлаждают 16 ч при 0 С для полного выделения преднизолона. Осадок отфильтровывают, промывают охлажденным этилацетатом, высушивают при 60-70 °С. Выход преднизолона 85 % от теоретического, в качестве примесей образуется 20?-оксипроизводное преднизолона (0,5 %) и исходный гидрокортизон - 6-8 %.
При использовании иммобилизованных в полиакриламидный гель клеток Mycobacterium globiforme реакционную смесь, содержащую 0,1 г/л гидрокортизона в фосфатном буфере (рН 7,0), пропускали через колонку, содержащую гранулы геля. Скорость потока через колонку 1,3 мл/ч на 1 мл геля (SV), температура 20-22 С. Выделение стероидов проводили по методике, описанной выше. При таких условиях наблюдалось количественное превращение субстрата в течение 9-10 сут, через 15 сут активность снижалась на 50%, через 20 сут обнаруживалось лишь 5-7 % превращенного субстрата.
Разработка крупномасштабного производства преднизолона путем биотрансформации стероидов позволила снизить стоимость этого препарата в 200 раз.
Важнейший источник стероидных гормонов - культуры клеток растений. Так, культура клеток диоскореи дельтовидной (Dioscorea deltoided) корневого происхождения продуцирует фитостерин диосгенин и его гликозидные производные (сапонины). Существенно, что способность к сверхсинтезу фуростаноловых гликозидов ряда штаммов диоскореи, например штамма ДМ-ОГ, стабильно поддерживалась в течение 27 лет. Таким образом, культивирование клеток растений in vitro представляет со­бой новое решение проблемы промышленного получения вторичных метаболитов.
Биотрансформация стероидов с использованием культур растительных клеток имеет целый ряд преимуществ перед микробиологической трансформацией. Так, если трансформация в положения 3 и 5 характерна практически для всех используемых культур (микроорганизмы, растительные клетки), то реакции I?-, 4?-, I2?- (дигитоксин в дигоксин), 16?-гидроксилирования и изомеризации 17?-лактонного кольца, осуществляются только некоторыми культурами р........


Список используемой литературы
1 Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика, т. 1-2, пер. с англ. - М.: 2010.
2. Бейли Д., Оллис Д. Основы биохимической инженерии, в 2-х частях. - М.: "Мир", 2012.
3. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика. - М.: 2001.
4. Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич А.В. Биотехнология: биотехнологические агенты, технология, аппаратура. - Рига: "Зинатне", 2005.
5. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. - М.: 1999.
6. Елинов Н.П. Основы биотехнологии. - СПБ: "Наука", 2005.
7. Овчинников Ю.А. Биоорганическая химия. - М.: "Просвещение", 2000.
8. Уотсон Дж., Туз Дж., Кури Ц. Рекомбинантные ДНК, пер. с англ. - М.: 1999.
9. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия. - М.: 2004.


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.