Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
303
запасается растениями в семенах и клубнях, а также в пшенице и кукурузе. Гликоген — крахмалоподобное вещество, синтезируемое в клетке. Он накапливается в мышцах и печени, поддерживает концентрацию глюкозы в крови. Молекулярная масса гликогена достигает 5 млн. Целлюлоза состоит из неразветвленных цепей, построенных из остатков глюкозы в /?-форме (ОН-1 и ОН-2 находятся по разные стороны плоскости пиранозы). Молекулярная масса полимеров целлюлозы достигает 500 ООО.
Белки представляют собой линейные полимеры аминокислот (амид-ная связь):
Белки гидролизуются с образованием аминокислот, которые затем дезаминируются в результате оксидазных реакций.
В конечном итоге глицерин, глюкоза и аминокислоты превращаются в пировиноградную кислоту, которая декарбоксилируется с преобразованием, как и при /^-окислении жирных кислот, в ацетил-КоА.
Ацетил-КоА служит исходным субстратом цикла трикарбоковых кислот (цикл Кребса); кроме того, ацетил-КоА служит для синтеза новых органических веществ.
Общая схема метаболизма органических веществ в клетке представлена на рис. 45.
Н 0
І II,—.
а-с—Сп№_!
+ К-С-ЇМІ
о
н
Жиры
( "^Ім/иерин
Углебоды белки
Глюкоза
Пировиноградная кислота
Ацетил Ш—»~ Синтезнобых органических / веществ
Рис. 45. Схема внутриклеточного обмена веществ
304
СН--СООН
І
но-^-соон сна-соон
Лимонная кислота
{2Н} ^\
он,-соон
с-соон
«Ин-соон
і/ис-Лконитовая кислота
\ он, \сн-
-соон •соон но-сн-соон
Изолимонная кислота
сн,
СО І
соон
Пировиноградная кислота
СН.-С00Н і
НО-СН-СООН Яблочная кислота
СН-СООН СН-СООН
Фумаровая кислота
СНї-СООН СН,-ОООН
Янтарная кислота
<2Н)
соон
СН-СООН"
І
СО-СООН
Щавелевоянтарная кислота
Рис. 46. Схема трансформации карбоновых кислот в цикли Кребса
Цикл Кребса включает синтез из щавелевой кислоты и ацетил-КоА лимонной кислоты и последующее превращение лимонной кислоты до щавелевой с высвобождением восстановительных эквивалентов и С02 (рис. 46).
Из природных биополимеров особое значение имеют нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК. Молекулярная масса ДНК лежит обычно в диапазоне 6—10 млн., но может достигать и 1010—1011. Если спираль ДНК растянуть в длину, она вытянется на несколько сантиметров. У РНК молекулярная масса меньше — 20—40 тыс.
Мономерное звено у этих полимеров — нуклеотид, содержащий остаток фосфорной кислоты, остаток сахара в фуранозной форме (5-членное кольцо) и остаток 14-органического соединения с циклической структурой. Остаток сахара в РНК — рибоза, в ДНК — дезоксирибоза:
Полимеризация остатков рибозы происходит по типу конденсации аминокислот, но с образованием сложноэфирной фосфатной связи (молекула Н20 отщепляется при комбинации ОН-группы сахара и ОН-группы фосфата):
ОН
Рибоза
ОН
ОН
Дезоксирибоза
Н
ОН С'
Н
(В — остаток гЧ-основания: аденин, гуанин, цитозин, тимин) 306
Фактически образование биополимеров осуществляется за счет процессов конденсации с выделением НгО. С этим обстоятельством связана относительная легкость гидролиза большинства биополимеров под действием протолитических ферментов.
§ 9.2. ВИДЫ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
В общем виде воздействие загрязняющих веществ на живой организм подразделяется на три типа: цитотоксическоё, тератогенное и генетическое.
В основе цитотоксического воздействия лежит изменение проницаемости клеточных мембран, нарушение функциональных свойств ферментативных систем клеток. Тератогенное воздействие связано с нарушением действия генов без влияния на наследственные структуры клетки и организма. В основе же генетического воздействия лежит изменение темпа мутагенеза организма. Это особенно существенно на уровне популяций видов, осуществляющих первичную продукцию (низших водорослей).
Действие химических мутагенов (этиленимина, нитрозометилмоче-вины) сходно с действием радиоактивного излучения. В обоих случаях воздействию подвержен наиболее радиочувствительный компонент клетки - ядро, в частности хромосомы. В водных экосистемах по чувствительности к острому облучению и его химическим аналогам на первом месте стоят рыбы, затем ракообразные и моллюски, за ними водоросли и бактерии. В клетке имеются механизмы репарации возникающих первичных повреждений хромосом, но если за время клеточного цикла деления («1ч) в объеме хромосом образуется более 20 радикалов, вновь образующиеся клетки будут поражены хромосомными перестройками.
Наибольшую опасность для человека представляет попадание радионуклидов внутрь организма. Одним из наиболее распространенных радиоактивных загрязнителей является криптон-85, образующийся при использовании ядерного топлива на АЭС. Этот газообразный радионуклид инертен, оказывает воздействие на кожу и легкие людей, но в организме не накапливается. Гораздо большую опасность представляет другой распространенный в зоне радиоактивного загрязнения радионуклид — стронций-90. Он способен замещать Са2+ и накапливаться в костных тканях. Распад 908г в организме человека вызывает раковые заболевания и лейкемию.
