Атф расшифровка биология: АТФ в биологии – определение и расшифровка (10 класс)

Содержание

молекула АТФ – что это такое Каково значение атф

АТФ или по полной расшифровке аденозинтрифосфорная кислота, является «аккумулятором» энергии в клетках организма. Ни одна биохимическая реакция не проходит без участия АТФ. Молекулы АТФ находятся в ДНК и РНК.

Состав АТФ

Молекула АТФ имеет три составляющих: три остатка фосфорной кислоты, аденин и рибоза. То есть, АТФ имеет строение нуклеотида и относится к нуклеиновым кислотам. Рибоза-это углевод,а аденин-азотистое основание. Остатки кислоты объединены друг с другом неустойчивыми энергетическими связями. Энергия появляется при отщеплении молекул кислоты. Отделение происходит благодаря биокатализаторам. После отъединения, молекула АТФ уже превращается в АДФ (если отщепилась одна молекула) или в АМФ (если отщепились две молекулы кислоты). При отделении одной молекулы фосфорной кислоты выходит 40 кДж энергии.

Роль в организме

АТФ играет не только энергетическую роль в организме,но и ряд других:

является результатом синтезирования нуклеиновых кислот.

регулирование многие биохимических процессов.
сигнального вещества в других взаимодействиях клеток.

Синтез АТФ

Получение АТФ проходит в хлоропластах и митохондриях. Важнейший процесс в синтезировании молекул АТФ — это диссимиляции. Диссимиляция — это разрушение сложного до более простого.

Синтез АТФ проходит не в один этап, а в три этапа:

Первый этап — подготовительный. Под действием ферментов в пищеварении происходит распад того, что мы поглотили. При этом жиры разлагаются до глицерина и жирных кислот, белки до аминокислот, а крахмал до глюкозы. То есть, всё подготавливается для дальнейшего использования. Выделяется тепловая энергия
Второй этап — это гликолиз (безкислородный). Вновь происходит распад, но здесь распаду подвергается ещё и глюкоза. Так же участвуют ферменты. Но 40 % энергии остаются в АТФ, а остальное расходуется в тепло.
Третий этап — гидролиз (кислородный). Он происходит уже в самих митохондриях. Здесь участие принимает и кислород, который мы вдыхаем, и ферменты. После полной диссимиляции выделяется энергия для образования АТФ.

АТФ и другие соединения клетки (витамины)

Особо важную роль в биоэнергетике клетки играет адениловый нуклеотид, к которому присоединены два остатка фосфорной кислоты. Такое вещество называют аденозинтрифосфорной кислотой (АТФ).

В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия, которая освобождается при отщеплении органического фосфата: АТФ = АДФ + Ф + Е, где Ф — фермент, Е — освобождающаяся энергия. В этой реакции образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) — остаток молекулы АТФ и органический фосфат.

Энергию АТФ все клетки используют для процессов биосинтеза, движения, производства тепла, нервных импульсов, свечений (например, у люминесцентных бактерий), т.е. для всех процессов жизнедеятельности.

АТФ — универсальный биологический аккумулятор энергии, который

синтезируется в митохондриях (внутриклеточных органоидах).

Митохондрия, таким образом, исполняет в клетке роль «энергетической станции». Принцип образования АТФ в хлоропластах клеток растений в общем тот же — использование протонного градиента и преобразование энергии электрохимического градиента в энергию химических связей.

Световая энергия Солнца и энергия, заключенная в потребляемой пище, запасается в молекулах АТФ. Запас АТФ в клетке невелик. Так, в мышце запаса АТФ хватает на 20-30 сокращений. При усиленной, но кратковременной работе мышцы работают исключительно за счет расщепления содержащейся в них АТФ. После окончания работы человек усиленно дышит — в этот период происходит расщепление углеводов и других веществ (происходит накопление энергии) и запас АТФ в клетках восстанавливается протонов. Протоны проходят через этот канал под действием движущей силы электрохимического градиента. Энергия этого процесса используется ферментом, содержащимся в тех же самых белковых комплексах и способным присоединить фосфатную группу к аденозиндифосфату (АДФ), что и приводит к синтезу АТФ.

Витамины: Vita — жизнь.

Витамины — биологически активные вещества, синтезирующиеся в организме или поступающие с пищей, которые в малых количествах необходимы для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма.

В 1911г. Польский химик К. Функ выделил из рисовых отрубей вещество, излечивающее параличи голубей, питавшихся только полированным рисом. Химический анализ этого вещества показал, что в его состав входит азот.

Открытое им вещество Функ назвал витамином (от слов «вита»- жизнь и «амин»- содержащий азот.

влияют на усвоение организмом питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Таким образом, недостаток в организме какого-либо витамина ведет к нарушению процессов обмена веществ.

Группы витаминов:

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНАХ

С — аскорбиновая кислота: 70 — 100 мг.

В — тиамин: 1,5 — 2,6 мг.

В — рибофлавин: 1,8 — 3 мг.

А — ретинол: 1,5 мг.

D — кальциферол: для детей и взрослых 100 МЕ,

до 3 лет 400 МЕ.

Е — токоферол: 15 — 20 мг.

В биологии АТФ — это источник энергии и основа жизни. АТФ — аденозинтрифосфат — участвует в процессах метаболизма и регулирует биохимические реакции в организме.

Что это?

Понять, что такое АТФ, поможет химия. Химическая формула молекулы АТФ — C10h26N5O13P3. Запомнить полное название несложно, если разбить его на составные части. Аденозинтрифосфат или аденозинтрифосфорная кислота — нуклеотид, состоящий из трёх частей:

аденина — пуринового азотистого основания;
рибозы — моносахарида, относящегося к пентозам;
трёх остатков фосфорной кислоты.

Рис. 1. Строение молекулы АТФ.

Более подробная расшифровка АТФ представлена в таблице.

АТФ впервые обнаружили гарвардские биохимики Суббарао, Ломан, Фиске в 1929 году. В 1941 году немецкий биохимик Фриц Липман установил, что АТФ является источником энергии живого организма.

Образование энергии

Фосфатные группы соединены между собой высокоэнергетическими связями, которые легко разрушаются. При гидролизе (взаимодействии с водой) связи фосфатной группы распадаются, высвобождая большое количество энергии, а АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту).

Условно химическая реакция выглядит следующим образом:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + энергия

Рис. 2. Гидролиз АТФ.

Часть высвободившейся энергии (около 40 кДж/моль) участвует в анаболизме (ассимиляции, пластическом обмене), часть — рассеивается в виде тепла для поддержания температуры тела. При дальнейшем гидролизе АДФ отщепляется ещё одна фосфатная группа с высвобождением энергии и образованием АМФ (аденозин-монофосфата). АМФ гидролизу не подвергается.

Синтез АТФ

АТФ располагается в цитоплазме, ядре, хлоропластах, в митохондриях. Синтез АТФ в животной клетке происходит в митохондриях, а в растительной — в митохондриях и хлоропластах.

АТФ образуется из АДФ и фосфата с затратой энергии. Такой процесс называется фосфорилированием:

АДФ + Н3РО4 + энергия → АТФ + Н2О

Рис. 3. Образование АТФ из АДФ.

В растительных клетках фосфорилирование происходит при фотосинтезе и называется фотофосфорилированием. У животных процесс протекает при дыхании и называется окислительным фосфорилированием.

В животных клетках синтез АТФ происходит в процессе катаболизма (диссимиляции, энергетического обмена) при расщеплении белков, жиров, углеводов.

Функции

Из определения АТФ понятно, что эта молекула способна давать энергию. Помимо энергетической аденозинтрифосфорная кислота выполняет другие функции:

является материалом для синтеза нуклеиновых кислот;
является частью ферментов и регулирует химические процессы, ускоряя или замедляя их протекание;
является медиатором — передаёт сигнал синапсам (местам контакта двух клеточных мембран).

Что мы узнали?

Из урока биологии 10 класса узнали о строении и функциях АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ состоит из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. При гидролизе фосфатные связи разрушаются, что высвобождает энергию, необходимую для жизнедеятельности организмов.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 621.

АТФ — это сокращённое название Аденозин Три-Фосфорной кислоты. А также можно встретить название Аденозинтрифосфат. Это нуклеоид, который играет огромную роль в обмене энергией в организме. Аденозин Три-Фосфорная кислота — это универсальный источник энергии, участвующий во всех биохимических процессах организма. Открыта эта молекула была в 1929 году учёным Карлом Ломанном. А значимость ее была подтверждена Фрицем Липманом в 1941 году.

Структура и формула АТФ

Если говорить об АТФ более подробно , то это молекула, которая даёт энергию всем процессам, происходящим в организме, в том числе она же даёт энергию для движения. При расщеплении молекулы АТФ происходит сокращение мышечного волокна, вследствие чего выделяется энергия, позволяющая произойти сокращению. Синтезируется Аденозинтрифосфат из инозина — в живом организме.

Для того чтобы дать организму энергию Аденозинтрифосфату необходимо пройти несколько этапов. Вначале отделяется один из фосфатов — с помощью специального коэнзима. Каждый из фосфатов даёт десять калорий. В процессе вырабатывается энергия и получается АДФ (аденозин дифосфат).

Если организму для действия нужно больше энергии , то отделяется ещё один фосфат. Тогда формируется АМФ (аденозин монофосфат). Главный источник для выработки Аденозинтрифосфата — это глюкоза, в клетке она расщепляется на пируват и цитозол. Аденозинтрифосфат насыщает энергией длинные волокна, которые содержат протеин — миозин. Именно он формирует мышечные клетки.

В моменты, когда организм отдыхает, цепочка идёт в обратную сторону, т. е. формируется Аденозин Три-Фосфорная кислота. Опять же в этих целях используется глюкоза. Созданные молекулы Аденозинтрифосфата будут вновь использоваться, как только это станет необходимо. Когда энергия не нужна, она сохраняется в организме и высвобождается как только это потребуется.

Молекула АТФ состоит из нескольких, а точнее, трёх компонентов:

Рибоза — это пятиуглеродный сахар, такой же лежит в основе ДНК.

Аденин — это объединённые атомы азота и углерода.
Трифосфат.

В самом центре молекулы Аденозинтрифосфата находится молекула рибозы, а её край является основной для аденозина. С другой стороны рибозы расположена цепочка из трёх фосфатов.

Системы АТФ

При этом нужно понимать, что запасов АТФ будет достаточно только первые две или три секунды двигательной активности, после чего её уровень снижается. Но при этом работа мышц может осуществляться только с помощью АТФ. Благодаря специальным системам в организме постоянно синтезируются новые молекулы АТФ. Включение новых молекул происходит в зависимости от длительности нагрузки.

Молекулы АТФ синтезируют три основные биохимические системы:

Фосфагенная система (креатин-фосфат).
Система гликогена и молочной кислоты.
Аэробное дыхание.

Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Фосфагенная система — в случае если мышцы будут работать недолго, но крайне интенсивно (порядка 10 секунд), будет использоваться фосфагенная система. В этом случае АДФ связывается с креатин фосфатом. Благодаря этой системе происходит постоянная циркуляция небольшого количества Аденозинтрифосфата в мышечных клетках. Так как в самих мышечных клетках тоже имеется фосфат креатина, он используется, чтобы восстановить уровень АТФ после высокоинтенсивной короткой работы. Но уже секунд через десять уровень креатин фосфата начинает снижаться — такой энергии хватает на короткий забег или интенсивную силовую нагрузку в бодибилдинге.

Гликоген и молочная кислота — снабжает энергией организм медленнее, чем предыдущая. Она синтезирует АТФ, которой может хватить на полторы минуты интенсивной работы. В процессе глюкоза в мышечных клетках формируется в молочную кислоту за счёт анаэробного метаболизма .

Так как в анаэробном состоянии кислород организмом не используется, то данная система даёт энергию так же как и в аэробной системе, но время экономится. В анаэробном режиме мышцы сокращаются крайне мощно и быстро. Такая система может позволить пробежать четыреста метров спринта или более длительную интенсивную тренировку в зале. Но долгое время работать таким образом не позволит болезненность в мышцах, которая появляется из-за переизбытка молочной кислоты.

Аэробное дыхание — эта система включается, если тренировка продолжается более двух минут. Тогда мышцы начинают получать Аденозинтрифосфат из углеводов, жиров и протеинов. В этом случае АТФ синтезируется медленно, зато энергии хватает надолго — физическая активность может продолжаться несколько часов. Это происходит благодаря тому, что глюкоза распадается без препятствий, у неё нет никаких противодействий, препятствующих со стороны — как препятствует молочная кислота в анаэробном процессе.

Роль АТФ в организме

Из предыдущего описания понятно, что основная роль аденозинтрифосфата в организме — это обеспечение энергией всех многочисленных биохимических процессов и реакций в организме. Большинство энергозатратных процессов у живых существ происходят благодаря АТФ.

Но помимо этой главной функции, аденозинтрифосфат выполняет и другие:

Роль АТФ в организме и жизни человека хорошо известна не только учёным, но и многим спортсменам и бодибилдерам, так как её понимание помогает сделать тренировки более эффективными и правильно рассчитывать нагрузки. Для людей, которые занимаются силовыми тренировками в зале, спринтерскими забегами и другими видами спорта, очень важно понимать, какие упражнения требуется выполнять в тот или иной момент времени. Благодаря этому можно сформировать желаемое строение тела, проработать мышечную структуру, снизить излишний вес и добиться других желаемых результатов.

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ — одного из основных источников энергии.

АТФ — универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Рибоза — углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин — азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты . К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже — 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ — одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) — цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы — это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата — это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза — анаэробный этап В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн —> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование — это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования — это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза — основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

АТФ: что это такое в биологии и какие соединения в себе содержит молекула

В основе всех живых процессов лежит атомно-молекулярное движение. Как дыхательный процесс, так и клеточное развитие, деление невозможны без энергии. Источником энергетического снабжения является АТФ, что это такое и как образуется рассмотрим далее.

Сущность понятия

Перед изучением понятия АТФ необходима его расшифровка. Данный термин означает нуклеозидтрифосфат, который существенно значим для энергетического и вещественного обмена в составе организма.

Это уникальный энергетический источник, лежащий в основе биохимических процессов. Данное соединение является основополагающим для ферментативного образования.

АТФ был открыт в Гарварде в 1929 году. Основоположниками стали ученые Гарвардской медицинской школы. В их число вошли Карл Ломан, Сайрус Фиске и Йеллапрагада Суббарао. Они выявили соединение, которое по строению напоминало адениловый нуклеотид рибонуклеиновых кислот.

Это интересно! Из чего состоит нуклеотид и что это такое

Отличительной особенностью соединения было содержание трех остатков фосфорной кислоты вместо одного. В 1941 году ученый Фриц Липман доказал, что АТФ имеет энергетический потенциал в пределах клетки. Впоследствии был обнаружен ключевой фермент, который получил название АТФ-синтаза. Его задача – образование в митохондриях кислотных молекул.

АТФ – это энергетический аккумулятор в клеточной биологии, является обязательным для успешного осуществления биохимических реакций.

Биология аденозинтрифосфорной кислоты предполагает ее образование в результате энергетического обмена. Процесс состоит из создания 2 молекул на второй стадии. Остальные 36 молекул появляются на третьем этапе.

Скопление энергии в структуре кислоты происходит в связующей части между остатками фосфора. В случае отсоединения 1 фосфорного остатка происходит энергетическое выделение 40 кДж.

В результате кислота превращается в аденозиндифосфат (АДФ). Последующее фосфатное отсоединение способствует появлению аденозинмонофосфата (АМФ).

Следует отметить, цикл растений предусматривает повторное использование АМФ и АДФ, в результате которого происходит восстановление этих соединений до состояния кислоты. Это обеспечивается процессом фотосинтеза.

Строение

Раскрытие сущности соединения возможно после изучения того, какие соединения входят в состав молекулы АТФ.

Какие соединения входят в состав кислоты:

3 остатка фосфорной кислоты. Кислотные остатки объединяются друг с другом посредством энергетических связей неустойчивого характера. Встречается также под названием ортофосфорной кислоты,
аденин: Является азотистым основанием,
рибоза: Представляет собой пентозный углевод.

Вхождение в состав АТФ данных элементов присваивает ей нуклеотидное строение. Это позволяет относить молекулу к категории нуклеиновых кислот.

Важно! В результате отщепления кислотных молекул происходит высвобождение энергии. Молекула АТФ содержит 40 кДж энергии.

Образование

Формирование молекулы происходит в митохондриях и хлоропластах. Основополагающий момент в молекулярном синтезе кислоты – диссимиляционный процесс. Диссимиляция – процесс перехода сложного соединения до относительно простого за счет разрушения.

В рамках синтеза кислоты принято выделять несколько стадий:

Подготовительная. Основа расщепления – пищеварительный процесс, обеспечивается за счет ферментативного действия. Распаду подвергается пища, попавшая в организм. Происходит жировое разложение до жирных кислот и глицерина. Белки распадаются до аминокислот, крахмал – до образования глюкозы. Этап сопровождается выделением энергии теплового характера.
Бескислородная, или гликолиз. В основе лежит процесс распада. Происходит глюкозное расщепление с участием ферментов, при этом 60% выделяемой энергии превращается в тепло, остальная часть остается в составе молекулы.
Кислородная, или гидролиз, Осуществляется внутри митохондрий. Происходит с помощью кислорода и ферментов. Участвует выдыхаемый организмом кислород. Завершается полной диссимиляцией. Подразумевает энергетическое выделение для формирования молекулы.

Существуют следующие пути молекулярного образования:

Фосфорилирование субстратного характера. Основано на энергии веществ в результате окисления. Превалирующая часть молекулы формируется в митохондриях на мембранах. Осуществляется без участия ферментов мембраны. Совершается в цитоплазматической части посредством гликолиза. Допускается вариант образования за счет транспортировки фосфатной группы с иных макроэргических соединений.
Фосфорилирование окислительного характера. Происходит за счет окислительной реакции.
Фотофосфорилирование у растений в ходе фотосинтеза.

Это интересно! Биология: какие органические вещества и соединения входят в состав клетки

Значение

Основополагающее значение молекулы для организма раскрывается через то, какую функцию выполняет АТФ.

Функционал АТФ включает следующие категории:

Энергетическую. Обеспечивает организм энергией, является энергетической основой физиологических биохимических процессов и реакций. Происходит за счет 2 высокоэнергетических связей. Подразумевает мышечное сокращение, формирование трансмембранного потенциала, обеспечение молекулярного переноса сквозь мембраны.
Основу синтеза. Считается исходным соединением для последующего образования нуклеиновых кислот.
Регулятивную. Лежит в основе регуляции большинства процессов биохимического характера. Обеспечивается за счет принадлежности к аллостерическому эффектору ферментативного ряда. Воздействует на активность регуляторных центров путем их усиления или подавления.
Посредническую. Считается вторичным звеном в передаче гормонального сигнала в клетку. Является предшественником образования циклического АДФ.
Медиаторную. Является сигнальным веществом в синапсах и иных взаимодействиях клеточного характера. Обеспечивается пуринергическая сигнальная передача.

Это интересно! Каково значение гомеостаза и что это такое

Среди вышеперечисленных моментов главенствующее место отводится энергетической функции АТФ.

Важно понимать, независимо от того, какую функцию выполняет АТФ, ее значение универсально.

Полезное видео

Подведем итоги

В основе физиологических и биохимических процессов лежит существование молекулы АТФ. Основная задача соединений – энергетическое обеспечение. Без соединения невозможна жизнедеятельность как растений, так и животных.

АТФ — это… Что такое АТФ?

АТФ — сокращенное название аденозинтрифосфата. * * * АТФ АТФ, сокращенное название аденозинтрифосфата (см. АДЕНОЗИНТРИФОСФАТ) … Энциклопедический словарь

атф — аденозинтрифосфат Словарь русских синонимов. атф сущ., кол во синонимов: 1 • аденозинтрифосфат (2) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

АТФ — аденозинтрифосфат, основной источник энергии биологических процессов. АТФ служит также биоиндикатором состояния водной среды. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

АТФ — АТФ, то же, что аденозинтрифосфат … Современная энциклопедия

АТФ — сокращенное название аденозинтрифосфата … Большой Энциклопедический словарь

АТФ — [атэ эф], нескл., жен. (сокр.: аденозинтрифосфорная кислота) … Русский орфографический словарь

АТФ — АТФ, то же, что аденозинтрифосфат. … Иллюстрированный энциклопедический словарь

АТФ — Аденозинтрифосфат Общие Сокращения АТФ, ATP Эмпирическая формула C10 … Википедия

АТФ — АрТФ АТФ Архангельский траловый флот с 1920 после: АБТФ г. Архангельск АТФ автотранспортный факультет КГТУ http://www.atf.krgtu.ru:8088/ авто, образование и наука, транс … Словарь сокращений и аббревиатур

АТФ — adenosine triphosphate аденозинтрифосфат, АТФ. Нуклеотид, состоящий из аденина <adenine>, рибозы и трех остатков фосфорной кислоты; является универсальным накопителем (при фосфорилировании АМФ и АДФ) и переносчиком химической энергии,… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

АТФ — adenozintrifosforo rūgštis statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Nukleozidas, sujungtas su trimis fosforo rūgšties molekulėmis, ląstelėje vykstančių procesų energijos šaltinis. atitikmenys: angl. adenosin triphosphoric acid; ATP rus.… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

ЖАЛАЛ-АБАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Б.ОСМОНОВА

Естественно-технический факультет был создан в 1995 году после разделения аграрно-технологического факультета (АТФ). Аграрно-технологический факультет (АТФ) расположен в микрорайоне «Спутник», в здании знаменитого Джалал-Абадского зооветеринарного техникума. С момента основания Университета до 1997 года руководил кандидат ветеринарных наук, доцент аграрно-технологического факультета З. Мурзакулов. С 2013 года ЕТФ реорганизован и переименован в естественно-технический факультет (ТТФ), который до сих пор осуществляет свою деятельность под этим названием. Первым из выпускников Джалал-Абадского государственного университета, защитившим диссертацию и получившим ученую степень, был студент и сотрудник ТТФБ. Эрназарова (в декабре 2002 года окончила специальность «Химия» и защитила кандидатскую диссертацию). 2 декана, творчески управлявших ТТФ, совмещали докторскую диссертацию с выполнением этой должности (А.Аширалиев-2002 год, А.П.Алибаев-в 2008 году.).

Информация о подготовке специалистов
№	шифр	Специальности, направления	Квалификации	Срок обучения
№	шифр	Специальности, направления	Квалификации	очный	заочный
1	550100	Естественно-научноеобразование (биология)	Бакалавр	4 года	5 лет
		Естественно-научноеобразование(география)	Бакалавр	4 года	—
		Естественно-научноеобразование(химия)	Бакалавр	4 года	—
2	640200	Электроэнергетика и электротехника (электроэнергетические системы и сети)	Бакалавр	4 года	5 лет
2	640200	Электроэнергетика и электротехника (электроснабжение (по отраслям))	Бакалавр	4 года	5 лет
3	630003	Горное дело	Бакалавр	4 года	5 лет
4	760300	Техносферная безопасность (защита в чрезвычайных ситуациях)	Бакалавр	4 года	—
5	630400	Нефтегазовое дело (разработка и эксплуатация нефтегазовых месторождений)	Бакалавр	4 года	5 лет
6	52800	Экология и природопользование (Экология и природопользование)	Бакалавр	4 года	5 лет
7	730100	Лесное дело и ландшафтное строительство (лесное хозяйство)	Бакалавр	4 года	5 лет
8	670300	Технология транспортных процессов (организация и безопасность движения)	Бакалавр	4 года	5ле
9	720100	Химическая технология (технология органических соединений)	Бакалавр	4 года	—
10	750500	Строительство (автомобильные дороги и аэродромы)	Бакалавр	4 года	5 лет
11	690100	Электроника и наноэлектроника (светотехника и источники света)	Бакалавр	4 года
12	750500	Строительство (гидротехническое строительство)	Бакалавр	4 года
13	760100	Природообустройство и водопользование (инженерные системы сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения)	Бакалавр	4 года
Специальность
14	610001	Ветеринария	Специальность	5 лет	6 лет

В составе факультета функционируют 6 кафедр:

1. кафедра биологии;

2. кафедра химии;

3. кафедра географии;

4. кафедра ветеринарной медицины;

5. электроэнергетика и механика;

6. кафедра физической культуры;

Материально-техническая база

Материально-техническая база факультета состоит из 54 учебных и учебно-научных лабораторий, обеспечивающих глубокое изучение студентами технических дисциплин, а также выполнение под руководством ученых факультета фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ.

Профессорско-преподавательский состав

Профессорско-преподавательский состав включает 60 преподавателей, из которых 42 составляют штатные преподаватели, 13 являются совместителями и 5 лаборантов. Из них доктора наук- 5, кандидаты наук- 19. На факультете преподают ведущие ученые и педагоги Кыргызской Республики. Среди них лауреаты Государственных премий КР, заслуженные работники образования и деятели науки КР, изобретатели.

Научно-исследовательская деятельность На факультете работают 20 научных направлений.

Научные направления:

1. Применение новых технологий обучения.

2. Синтез биологически активных веществ.

3. Получение комплексных соединений.

4. Эпизоотология фасциоллеза овец и других жвачных животных в условиях Жалал –Абадской области.

5. Применение эффективных мероприятий и прогнозирование экзодинамических процессов, расположенных на разных высотных геоморфологических поясах горной системы юго-западного Тянь-Шаня.

6. Исследование изменения воздействия ультрафиолетовых лучей по сезонам года в городе Джалал- Абад.

7. Оценка НДС склонов водохранилищ, плотин гидротехнических сооружений.

8. Оценка перспектив гидроэнергетического потенциала малых рек республики и исследование возможности их использования для выработки электрической энергии.

9. Биология и экология.

10. Растительные ресурсы.

11. Генетика и селекция.

12. Растениеводство.

13. Луговодство.

14. Флора и фауна Южного Кыргызстана.

На факультете ведется НИР

В рамках проекта:

1. «Изучение нарушенной экосистемы биологического разнообразия, почвы и водного режима под влиянием разработок различными технологическими способами горных месторождений полиметаллических руд Терек-Сайской группы Чаткальского хребта»;

2. Фонд поддержки образовательных инициатив «Развитие критического мышления посредством программы чтения и письма»;

3. Программа USAID «Качественное образование»;

4. Программа ЮНИСЕФ «Школа лидеров», «Создание благоприятной обстановки в чрезвычайных ситуациях», «Добро пожаловать в школу»;

5. Программа АБР «Разработка национального куррикулума»;

6. Фонд защиты детей «Программа инклюзивного обучения»;

7. Международная организация IFES;

8. Фонд Агахана – «Гражданское образование»

9. Влияние экофакторов на лекарственные растения, изучение генетико-биологических особенностей коз молочного типа и применение лекарственных растений фасциолеза овец и коз в условиях Жалал-Абадской области.

10. Экологические исследования насекомых, видового состава растительных сообществ, роль природных условий в формировании фауны ифлоры ПадышатинскогоГосзаповедника.

11. Биоэкологические особенности биоразнообразия Жалал-Абадской области и её охрана

На факультете ведется и поддерживается олимпиадное движение
Ежегодно студенты участвуют и являются призерами в международных, региональных и республиканских олимпиадах по математике, биологии, информатике и др.

Сотрудничество факультета

На основании заключенных договоров факультет сотрудничает со следующими организациями:

1. — Институтом химии и химической технологии НАН КР;

2. — Институт химии им. Бектуров А.А., РК, г. Алмата;

3. Казахский национальный университет имени Аль-Фараби, РК, г. Алмата;

4. Казахский национальный педагогический университет имени Абая, РК, г. Алмата.

5. Институт органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН, г. Москва

6. Кыргызский национальный университет им. Ж.Баласагына, КР, г.Бишкек;

7. Кыргызский государственный университет им. И.Арабаева КР, г. Бишкек.

8. Кыргызско-Турецкий университет «Манас» КР, г. Бишкек.

9. Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева.

10. Кыргызский технический университет им. И. Раззакова КР, г.Бишкек.

11. Ошский государственный университет, КР, г.Ош.

12. Ошский государственный социальный университет КР, г. Ош.

13. Ошский технологический университет им. М.Адышева КР, г. Ош.

14. Нарынский государственный университет имени С. Нааматова. КР, г.Нарын

15. Иссык-Кульский государственный Университет имени Касыма Тыныстанова, г. Каракол

16. Новосибирский государственный университет

17. Казакско-Британский технический университет

18. Южно-Уральский государственный университет

19. Ташкентский государственный университет

20. Институт леса Национальной академии наук КР

21. Институт биологии НАН КР (г.Бишкек)

22. АГПУ (г.Андижан)

23. БГУ (г. Бишкек)

24. Институт ореховодства и плодовых культур (г.Жалал-Абад),

25. НАН КР (г. Бишкек),

26. Университет Хоенхайм (Германия),

27. БОКУ (Австрия)

28. ЦЕУ Венгрия, Будапешт.

В каких клетках синтезируется атф. АТФ в биологии – определение и расшифровка (10 класс)

Изучались изменения креатинфосфорной кислоты после убоя животного. Ход распада креатинфосфата после прекращения жизни животного можно наблюдать по кривой, представленной на рис. 24.
Полученные данные свидетельствуют о снижении количества фосфора креатинфосфорной кислоты приблизительно через 7 ч после убоя до 12% от первоначального уровня. Следовательно, большая часть креатинфосфата распадается еще до того момента, когда наблюдаются первые физически обнаруживаемые признаки окоченения. К этому моменту содержание креатинфосфата в мышцах не превышает 5% общего кислоторастворимого фосфора. Отсюда вывод: креатинфосфорная кислота, принимая участие в гликолитическом цикле, действует только как средство происходящего при этом ресинтеза АТФ и не может играть какой-либо другой роли в изменениях, связанных с послеубойным окоченением мышц.

Энгельгардтом и Любимовой были открыты ферментативные свойства миозина, вызывающего расщепление АТФ. По данным одного из авторов, имеет место следующий механизм этого процесса: при ферментативном распаде АТФ соединяется с миозином, в результате чего отщепляется третья частица фосфорной кислоты, а АДФ отделяется от миозина. Свободный миозин соединяется с новой молекулой АТФ или с актином.
Кроме того, указанные авторы установили, что АТФ в свою очередь влияет на механические свойства нитей миозина, значительно увеличивая их растяжимость. В этом отношении АТФ превышает по силе действия другие органические эфиры, содержащие пирофосфатные связи. Эти работы позволили по-новому подойти к рассмотрению вопросов о причинах послеубойного окоченения.
Эрдош показал, что процессы распада АТФ и увеличения степени жесткости мускулов кролика при развитии послеубойного окоченения протекают параллельно.
Принимая во внимание значение АТФ в процессах гликолиза при сокращении мускулов и в изменении механических свойств миозиновых нитей, Эрдош и Сент-Дьердьи пришли к выводу о-зависимости окоченения мускулов от недостатка АТФ. Аналогичные результаты другие авторы получили для мускулов различных видов животных: кроликов, крупного рогатого скота, лошадей, а также рыб.
Известно, что АТФ непрерывно синтезируется в процессе гликолиза в количестве 1,5 моля на каждый моль образующейся молочной кислоты. Однако этот синтез в той или другой степени уравновешивается расщеплением АТФ миозином. Поэтому пока имеются неизрасходованные резервы гликогена, не может произойти полного распада АТФ, и мускул не переходит в состояние окоченения.
Ниже показана взаимосвязь между растяжимостью мускула и содержанием АТФ по данным Марша. Наступление окоченения здесь выражается в единицах уменьшения растяжимости мускула (1/L) в % от максимального.

На рис. 25 показано, что изменения растяжимости мускулов зависят не только от концентрации АТФ, но и от наличия резервов гликогена в мышечной ткани. В группе животных с высокими запасами гликогена, где распад АТФ задерживается из-за большей продолжительности гликолитического цикла, изменения растяжимости протекают в более поздние сроки и при более низком содержании АТФ.

Бейт-Смит и Бендолл обнаружили начало быстрой фазы окоченения при 78-85% начального содержания АТФ в мускулах кролика, имеющих конечную величину pH 6,6, и окончание, когда ее количество достигает 20% первоначального уровня. Однако в мускулах, имеющих конечную величину pH 5,8, критический уровень концентрации АТФ в начале быстрой фазы составляет только 30% ее первоначального содержания.
Небольшие изменения концентрации АТФ в конце процесса гликолиза оказывают решающее влияние на растяжимость мускула и конечное падение скорости превращения АТФ соответствует в каждом отдельном случае наступлению окоченения. Это положение иллюстрируется кривыми рис. 25, построенными по данным Лоури, а также Бейт-Смита и Бендолла. Следовательно, окоченение должно зависеть не только от определенного уровня содержания АТФ, но и от скорости его снижения, связанной с ослаблением ресинтеза и зависящей от наличия резервов гликогена.
Оказалось также возможным определить коэффициенты Q10 для изменений величины растяжения и содержания АТФ и креатинфосфата в мускулах кролика в процессе его окоченения. Эти коэффициенты приведены в табл. 11.

Точное совпадение коэффициентов Q10 для процессов распада АТФ и изменения растяжимости мускулов является дополнительным доказательством наличия тесной взаимосвязи между ними.
На мясе крупного рогатого скота динамика легкогидрируемого P АТФ впервые прослежена в 1951 г. Представленные на рис. 26 экспериментальные данные об изменениях легкогидролизуемого фосфора мяса крупного рогатого скота говорят о том, что количество АТФ в парном мясе составляет в среднем 159,78 мг % (19,69 мг % легкогидролизуемого Р). В результате быстропроисходящего распада содержание легкогидролизуемого P к 12-му часу снижается до 9,1% первоначальной величины, т. е. за этот период времени разлагается свыше 90% АТФ, содержавшейся в парном мясе.

Как будет показано ниже, распад АТФ в процессе нарастания посмертного окоченения вызывает переход большей части актомиозина в нерастворимое состояние. При этом вследствие наличия в мясе на данной стадии его послеубойных изменений остаточного легкогидролизуемого фосфора не может образоваться высокоактивный актомиозин. В дальнейшем распад легкогидролизуемого фосфора резко замедляется, а в некоторых случаях к концу вторых суток хранения практически приостанавливается. После вторых суток наблюдается некоторое увеличение его количества. Ни в одной серии опытов не наблюдалось полного исчезновения легкогидролизуемого фосфора в процессе хранения мяса.
Данные о наличии и увеличении количества легкогидролизуемого P в охлажденном мясе крупного рогатого скота впоследствии были подтверждены Пальминым.
Как известно, кроме аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и пирофосфорная кислота также содержат легкогидролизуемый фосфор. Установить его наличие и природу в охлажденном мясе очень важно для правильного понимания сущности созревания мяса, т. к. актомиозиновый комплекс диссоциирует на составляющие его компоненты (актин и миозин) не только в присутствии АТФ, но и пирофосфор ной кислоты.
Следовательно, в присутствии этих кислот актомиозин с высоким процентом активности не может образоваться. Аденозин-дифосфорная и ортофосфорная кислоты такими свойствами не обладают.
Из полученных нами данных следует, что через 1-2 суток после убоя фракция остаточного фосфора в основном состоит из неорганического ортофосфата и негидролизуемого фосфора. Следовательно, на этой стадии послеубойного хранения наличие остаточного фосфора в этой фракции не может быть отнесено за счет АТФ, АДФ и пирофосфорной кислоты. Вместе с этим нами было доказано, что увеличение легкогидролизуемого фосфора на 4-6-е сутки созревания мяса должно быть отнесено за счет появления в экстракте пирофосфорной кислоты или АДФ, но не АТФ. Ввиду того, что пирофосфорная кислота оказывает на актомиозиновый комплекс действие, аналогичное АТФ, не исключена возможность влияния образующегося остаточного легкогидролизуемого фосфора на процесс диссоциации актомиозина на актин и миозин.
Результаты выполненных исследований также выясняют природу ферментов, ответственных за процесс послеубойных превращений АТФ.
Как уже было сказано, в этих превращениях принимают участие ферменты гликолиза и миозиновая АТФаза. Однако последний фермент не может быть единственным, принимающим участие в распаде АТФ, так как он катализирует только реакцию: АТФ → АДФ + неорганический фосфор (P).
Поэтому он должен был бы приводить к значительному увеличению количеств АДФ в мускулах после прекращения жизни животного.
Однако этого не происходит. Бейли показал, что после прекращения жизни АДФ обычно не накапливается в больших количествах в мускулах кролика. Поэтому необходимо вмешательство в этот процесс миокиназы. катализирующей реакцию

2АДФ → АТФ + АМФ.

Следовательно, миокиназа является дополнительным фактором, определяющим скорость распада АТФ.
Рассмотренные с таких позиций превращения АТФ убедительно объясняют явления, приводящие к послеубойному окоченению.

Что это?

аденина — пуринового азотистого основания;
рибозы — моносахарида, относящегося к пентозам;
трёх остатков фосфорной кислоты.

Рис. 1. Строение молекулы АТФ.

Более подробная расшифровка АТФ представлена в таблице.

Образование энергии

Условно химическая реакция выглядит следующим образом:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + энергия

Рис. 2. Гидролиз АТФ.

Синтез АТФ

АТФ образуется из АДФ и фосфата с затратой энергии. Такой процесс называется фосфорилированием:

АДФ + Н3РО4 + энергия → АТФ + Н2О

Рис. 3. Образование АТФ из АДФ.

Функции

является материалом для синтеза нуклеиновых кислот;
является частью ферментов и регулирует химические процессы, ускоряя или замедляя их протекание;
является медиатором — передаёт сигнал синапсам (местам контакта двух клеточных мембран).

Что мы узнали?

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 522.

3) Анаэробный гликолиз. В этом процессе катаболизм 1 моль глюкозы без участия митохондриальной дыхательной цепи сопровождается синтезом 2 моль АТФ и 2 моль лактата. АТФ образуется за счёт 2 реакций субстратногофосфорилирования. Поскольку глюкоза распадается на 2 фосфотриозы, то с учётом стехиометрического коэффициента, равного 2, количество моль синтезированного АТФ равно 4. Учитывая 2 моль АТФ, использованных на первом этапе гликолиза, получаем конечный энергетический эффект процесса, равный 2 моль АТФ.

33) Хрусталик глаза является светопреломляющей средой глаза, и митохондрии в нем отсутствуют. В качестве источника энергии в хрусталике используется глюкоза. Какой путь катаболизма глюкозы обеспечивает энергией АТФ хрусталик глаза?

1) Напишите схему метаболического пути, обеспечивающего хрусталик глаза энергией. Укажите ферменты, коферменты реакций

2) Перечислите ткани и клетки, в которых синтез АТФ происходит так же, как в хрусталике, укажите причину только такого способа фосфорилирования и назовите этот способ фосфорилирования

4) Напишите, используя формулы, реакцию дегидрирования, протекающую в этом процессе и реакцию образования конечного продукта

2) эритроциты, хрусталик глаза, мышцах, нет рецепторов инсулина и нет митохондрий

субстратное фосфорилирование

3) 5 реакция дегидрирования и 10 реакция образования конечного продукта.

34) Хрусталик глаза является светопреломляющей средой глаза, и митохондрии в нем отсутствуют. В качестве источника энергии в хрусталике используется глюкоза. Какой путь катаболизма глюкозы обеспечивает энергией АТФ хрусталик глаза?

1) Напишите схему метаболического пути, обеспечивающего хрусталик глаза энергией.

2) Укажите ферменты, коферменты реакций

3) Укажите, каким дальнейшим превращениям может подвергнуться конечный продукт этого процесса и последствия, возникающие при его накоплении

3) Молочная кислота (лактат) — продукт анаэробного метаболизма глюкозы (гликолиза), в ходе которого она образуется из пирувата под действием лактатдегидрогеназы. При достаточном поступлении кислорода пируват подвергается метаболизму в митохондриях до воды и углекислоты. В анаэробных условиях, при недостаточном поступлении кислорода, пируват преобразуется в лактат.

Лактатный ацидоз — один из вариантов метаболического ацидоза, который можно заподозрить при высоком анионном дефиците и отсутствии других причин, таких как почечная недостаточность, приём салицилатов, отравление метанолом, злоупотребление этанолом, значительная кетонемия.

35)Превращение пирувата в лактат – обратимая реакция, которая катализируется лактатдегидрогеназой (ЛДГ), являющейся олигомером. ЛДГ представляет собой тетрамер, состоящий из М- и Н-субъединиц, которые, комбинируясь между собой, образуют пять различных тетрамеров (М4 (ЛДГ1), М3Н1 (ЛДГ2), М2Н2 (ЛДГ3), М1Н3 (ЛДГ4), Н4 (ЛДГ5)). Эти изоферменты отличаются друг от друга первичной структурой и обладают различными физико-химическими свойствами, а следовательно, разным сродством к субстрату. Кроме этого, они имеют различную органную локализацию. Для мышцы сердца характерен изомер Н4, для скелетных мышц – М4. В мышце сердца ЛДГ1 преимущественно катализирует реакцию превращения лактата в пируват.

Объясните роль этого изофермента в метаболизме сердечной мышцы.

1) Напишите реакцию, катализируемую данным ферментом в мышце сердца

2) Напишите схему процесса, обеспечивающего включение продукта этой реакции в дальнейший путь окисления до СО2 и Н2О в мышце сердца

3) Рассчитайте энергетический эффект указанного процесса

1) Изофермент ЛДГ 1 присутствует в большой концентрации в мышце сердца (тетрамер НННН), а также в эритроцитах и корковом веществе почек; Определение изоферментов имеет важное диагностическое значение, т. к. повышение концентрации отдельных изоферментов характеризует повреждение конкретных органов. Повышение активности ЛДГ-1 в течение первых трёх суток после появления болей позволяет с большой вероятностью диагностировать инфаркт миокарда или исключить этот диагноз. Наиболее высокую диагностическую значимость повышение ЛДГ-1 имеет в первые 16 — 20 часов инфаркта миокарда, когда общая активность ЛДГ не превышает нормы. ЛДГ-1 может оставаться увеличенной после того как общая ЛДГ уже возвращается к норме. При небольших инфарктах активность ЛДГ-1 может быть увеличенной, в то время как общая ЛДГ остается в пределах нормы.

2) ЛДГ, и ЛДГ 2 (Н-типы) — в аэробных, когда пируват быстро окисляется до СО 2 и Н 2 О, а не восстанавливается до молочной кислоты.

Аденозинтрифосфорная кислота-АТФ — обязательный энергетический компонент любой живой клетки. АТФ также нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, сахара рибозы и трех остатков молекулы фосфорной кислоты. Это неустойчивая структура. В обменных процессах от нее последовательно отщепляются остатки фосфорной кислоты путем разрыва богатой энергией, но непрочной связи между вторым и третьим остатками фосфорной кислоты. Отрыв одной молекулы фосфорной кислоты сопровождается выделением около 40 кДж энергии. В этом случае АТФ переходит в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ), а при дальнейшем отщеплении остатка фосфорной кислоты от АДФ образуется аденозинмонофосфорная кислота (АМФ).

Схема строения АТФ и превращения ее в АДФ (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Следовательно, АТФ — своеобразный аккумулятор энергии в клетке, который «разряжается» при ее расщеплении. Распад АТФ происходит в процессе реакций синтеза белков, жиров, углеводов и любых других жизненных функций клеток. Эти реакции идут с поглощением энергии, которая извлекается в ходе расщепления веществ.

АТФ синтезируется в митохондриях в несколько этапов. Первый из них — подготовительный — протекает ступенчато, с вовлечением на каждой ступени специфических ферментов. При этом сложные органические соединения расщепляются до мономеров: белки — до аминокислот, углеводы — до глюкозы, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов и т. д. Разрыв связей в этих веществах сопровождается выделением небольшого количества энергии. Образовавшиеся мономеры под действием других ферментов могут претерпеть дальнейший распад с образованием более простых веществ вплоть до диоксида углерода и воды.

Схема Синтез АТФ в мвтохондрии клетки

ПОЯСНЕНИЯ К СХЕМЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ ДИССИМИЛЯЦИИ

I этап — подготовительный: сложные органические вещества под действием пищеварительных ферментов распадаются на простые, при этом выделяется только тепловая энергия.
Белки ->аминокислоты
Жиры-> глицерин и жирные кислоты
Крахмал ->глюкоза

II этап-гликолиз (бескислородный): осуществляется в гиалоплазме, с мембранами не связан; в нем участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза:

У дрожжевых грибов молекула глюкозы без участия кислорода превращается в этиловый спирт и диоксид углерода (спиртовое брожение):

У других микроорганизмов гликолиз может завершаться образованием ацетона, уксусной кислоты и т, д. Во всех случаях распад одной молекулы глюкозы сопровождается образованием двух молекул АТФ. В ходе бескислородного расщепления глюкозы в виде химической связи в молекуле АТФ сохраняется 40% анергии, а остальная рассеивается в виде теплоты.

III этап-гидролиз (кислородный): осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной, в нем участвуют ферменты, расщеплению подвергается молочная кислота: СзН6Оз+ЗН20 —>3СО2+ 12Н. С02 (диоксид углерода) выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ. Эти реакции идут в такой последовательности:

1. Атом водорода Н с помощью ферментов-переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрий, образующую кристы, где он окисляется: Н-е—>H+

2. Протон водорода H+ (катион) выносится переносчиками на наружную поверхность мембраны крист. Для протонов эта мембрана непроницаема, поэтому они накапливаются в межмембранном пространстве, образуя протонный резервуар.

3. Электроны водорода e переносятся на внутреннюю поверхность мембраны крист и тут же присоединяются к кислороду с помощью фермента оксидазы, образуя отрицательно заряженный активный кислород (анион): O2 + е—>O2-

4. Катионы и анионы по обе стороны мембраны создают разноименно заряженное электрическое поле, и когда разность потенциалов достигнет 200 мВ, начинает действовать протонный канал. Он возникает в молекулах ферментов АТФ-синтетаз, которые встроены во внутреннюю мембрану, образующую кристы.

5. Через протонный канал протоны водородаH+ устремляются внутрь митохондрий, создавая высокий уровень энергии, большая часть которой идет на синтез АТФ из АДФ и Ф (АДФ+Ф—>АТФ), а протоны H+ взаимодействуют с активным кислородом, образуя воду и молекулярный 02:
(4Н++202- —>2Н20+02)

Таким образом, О2, поступающий в митохондрии в процессе дыхания организма, необходим для присоединения протонов водорода Н. При его отсутствии весь процесс в митохондриях прекращается, так как электронно-транспортная цепь перестает функционировать. Общая реакция III этапа:

(2СзНбОз + 6Oз + 36АДФ + 36Ф —> 6С02 + 36АТФ + +42Н20)

В результате расщепления одной молекулы глюкозы образуются 38 молекул АТФ: на II этапе — 2 АТФ и на III этапе — 36 АТФ. Образовавшиеся молекулы АТФ выходят за пределы митохондрии и участвуют во всех процессах клетки, где необходима энергия. Расщепляясь, АТФ отдает энергию (одна фосфатная связь заключает 40 кДж) и в виде АДФ и Ф (фосфата) возвращается в митохондрии.

АТФ — универсальный источник энергии

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Как образуется АТФ в клетке

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн —> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Фотофосфорилирование

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

Заключение

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

https://ria.ru/20200318/1568785423.html

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом — РИА Новости, 18.03.2020

Ученые открыли еще один путь заражения коронавирусом

Китайские ученые выяснили, что новый коронавирус SARS-CoV-2 может проникать в клетки человека не только через рецепторы белка ACE2, как считалось раньше, но и… РИА Новости, 18.03.2020

2020-03-18T14:14

2020-03-18T15:08

наука

китай

здоровье

биология

коронавирус covid-19

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/03/12/1568785111_0:0:1920:1080_1920x0_80_0_0_e176ca91db06744ed0a7056a13c62b79.jpg

МОСКВА, 18 мар — РИА Новости. Китайские ученые выяснили, что новый коронавирус SARS-CoV-2 может проникать в клетки человека не только через рецепторы белка ACE2, как считалось раньше, но и другим путем — через белковый вырост молекулы CD147. Это важный результат, который поможет создать более эффективную и безопасную вакцину. Результаты исследования опубликованы в библиотеке препринтов bioRxiv.Считалось, что коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий заболевание COVID-19, проникает в клетки человека, используя белок ACE2, поэтому основная стратегия в разработке вакцины против нового коронавируса была направлена на создание ингибиторов ACE2 или формирование иммунного ответа на этот белок.Но ACE2 играет важную роль в организме, присутствуя в клетках легких, сердца, почек и половой системы, поэтому попытка справиться с вирусом через этот белок может негативно отразиться на работе данных органов.Теперь же китайские биологи из Четвертого медицинского военного университета в Сиане и Института биотехнологий в Пекине обнаружили еще один путь проникновения SARS-CoV-2 в клетки человека, что открывает для ученых дополнительные возможности в борьбе с коронавирусом.»Мы хорошо знаем, что для проникновения в организм вирус использует рецептор ACE2. Мы выделили еще один рецептор, молекулы которого атакует вирус. Это расширяет возможный арсенал средств для подавления инфекции», — пишут авторы в статье.Исследователи заметили, что вирус SARS-COV-2 связывается с молекулами CD147 — рецепторами на поверхности клеток, которые используют для проникновения некоторые другие вирусные инфекции и плазмодии малярии. Белок CD147 (кластер дифференцировки 147), также известный как базигин (BSG) или индуктор внеклеточной матрицы металлопротеиназы (EMMPRIN), относится к суперсемейству иммуноглобулинов, присутствующих в крови человека. Связывание коронавируса с CD147 происходит через так называемые спайковые белки — шиповидные выросты на поверхности вируса. Ранее этот путь был доказан для другого коронавируса SARS-CoV — возбудителя острого респираторного синдрома SARS, известного также как атипичная пневмония.Ученые обработали культуру клеток в пробирке легких антителами, содержащимися в веществе меплазумаб, которые блокируют работу CD147, и попытались заразить эти клетки коронавирусом SARS-CoV-2. Даже небольшой концентрации антител оказалось достаточно, чтобы полностью остановить распространение вируса в клетках. Исследования с помощью иммуноэлектронной микроскопии подтвердили на молекулярном уровне слияние оболочки коронавируса и CD147.Полученные результаты говорят о том, что имеющиеся препараты для борьбы с малярией и атипичной пневмонией, возможно, будут эффективными и против нового коронавируса.

https://ria.ru/20200317/1568726738.html

https://ria.ru/20200316/1568691674.html

китай

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e4/03/12/1568785111_249:0:1689:1080_1920x0_80_0_0_a79d2bd0d328e642ca3fec104793d9ec.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

китай, здоровье, биология, коронавирус covid-19

МОСКВА, 18 мар — РИА Новости. Китайские ученые выяснили, что новый коронавирус SARS-CoV-2 может проникать в клетки человека не только через рецепторы белка ACE2, как считалось раньше, но и другим путем — через белковый вырост молекулы CD147. Это важный результат, который поможет создать более эффективную и безопасную вакцину. Результаты исследования опубликованы в библиотеке препринтов bioRxiv.

Считалось, что коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий заболевание COVID-19, проникает в клетки человека, используя белок ACE2, поэтому основная стратегия в разработке вакцины против нового коронавируса была направлена на создание ингибиторов ACE2 или формирование иммунного ответа на этот белок.

Но ACE2 играет важную роль в организме, присутствуя в клетках легких, сердца, почек и половой системы, поэтому попытка справиться с вирусом через этот белок может негативно отразиться на работе данных органов.

Теперь же китайские биологи из Четвертого медицинского военного университета в Сиане и Института биотехнологий в Пекине обнаружили еще один путь проникновения SARS-CoV-2 в клетки человека, что открывает для ученых дополнительные возможности в борьбе с коронавирусом.

«Мы хорошо знаем, что для проникновения в организм вирус использует рецептор ACE2. Мы выделили еще один рецептор, молекулы которого атакует вирус. Это расширяет возможный арсенал средств для подавления инфекции», — пишут авторы в статье.

17 марта 2020, 14:14Распространение коронавирусаУченые выяснили, какая группа крови наиболее подвержена коронавирусу

Исследователи заметили, что вирус SARS-COV-2 связывается с молекулами CD147 — рецепторами на поверхности клеток, которые используют для проникновения некоторые другие вирусные инфекции и плазмодии малярии.

Белок CD147 (кластер дифференцировки 147), также известный как базигин (BSG) или индуктор внеклеточной матрицы металлопротеиназы (EMMPRIN), относится к суперсемейству иммуноглобулинов, присутствующих в крови человека.

Связывание коронавируса с CD147 происходит через так называемые спайковые белки — шиповидные выросты на поверхности вируса. Ранее этот путь был доказан для другого коронавируса SARS-CoV — возбудителя острого респираторного синдрома SARS, известного также как атипичная пневмония.

Ученые обработали культуру клеток в пробирке легких антителами, содержащимися в веществе меплазумаб, которые блокируют работу CD147, и попытались заразить эти клетки коронавирусом SARS-CoV-2. Даже небольшой концентрации антител оказалось достаточно, чтобы полностью остановить распространение вируса в клетках. Исследования с помощью иммуноэлектронной микроскопии подтвердили на молекулярном уровне слияние оболочки коронавируса и CD147.

Полученные результаты говорят о том, что имеющиеся препараты для борьбы с малярией и атипичной пневмонией, возможно, будут эффективными и против нового коронавируса.

16 марта 2020, 19:37НаукаУченые назвали причину быстрого распространения коронавируса

Атф и витамины. II. Изучение нового материала

АТФ — универсальный источник энергии

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Как образуется АТФ в клетке

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн —> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

Дыхание клетки

Фотофосфорилирование

В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

Заключение

Что это?

аденина — пуринового азотистого основания;
рибозы — моносахарида, относящегося к пентозам;
трёх остатков фосфорной кислоты.

Рис. 1. Строение молекулы АТФ.

Более подробная расшифровка АТФ представлена в таблице.

Образование энергии

Условно химическая реакция выглядит следующим образом:

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + энергия

Рис. 2. Гидролиз АТФ.

Синтез АТФ

АТФ образуется из АДФ и фосфата с затратой энергии. Такой процесс называется фосфорилированием:

АДФ + Н3РО4 + энергия → АТФ + Н2О

Рис. 3. Образование АТФ из АДФ.

Функции

является материалом для синтеза нуклеиновых кислот;
является частью ферментов и регулирует химические процессы, ускоряя или замедляя их протекание;
является медиатором — передаёт сигнал синапсам (местам контакта двух клеточных мембран).

Что мы узнали?

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 621.

АТФ и другие соединения клетки (витамины)

АТФ — универсальный биологический аккумулятор энергии, который синтезируется в митохондриях (внутриклеточных органоидах).

Витамины: Vita — жизнь.

Открытое им вещество Функ назвал витамином (от слов «вита»- жизнь и «амин»- содержащий азот.

Биологическая роль витаминов заключается в их регулярном действии на обмен веществ. Витамины обладают каталитическими свойствами, то есть способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании и функции ферментов. Витамины влияют на усвоение организмом питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Таким образом, недостаток в организме какого-либо витамина ведет к нарушению процессов обмена веществ.

Группы витаминов:

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ВИТАМИНАХ

С — аскорбиновая кислота: 70 — 100 мг.

В — тиамин: 1,5 — 2,6 мг.

В — рибофлавин: 1,8 — 3 мг.

А — ретинол: 1,5 мг.

D — кальциферол: для детей и взрослых 100 МЕ,

до 3 лет 400 МЕ.

Е — токоферол: 15 — 20 мг.

Структура и формула АТФ

Молекула АТФ состоит из нескольких, а точнее, трёх компонентов:

Рибоза — это пятиуглеродный сахар, такой же лежит в основе ДНК.
Аденин — это объединённые атомы азота и углерода.
Трифосфат.

Системы АТФ

Молекулы АТФ синтезируют три основные биохимические системы:

Фосфагенная система (креатин-фосфат).
Система гликогена и молочной кислоты.
Аэробное дыхание.

Рассмотрим каждую из них в отдельности.

Роль АТФ в организме

Но помимо этой главной функции, аденозинтрифосфат выполняет и другие:

Продолжение. См. № 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Расширенное планирование, 10 класс

Урок 19. Химическое строение и биологическая роль АТФ

Оборудование: таблицы по общей биологии, схема строения молекулы АТФ, схема взаимосвязи пластического и энергетического обменов.

I. Проверка знаний

Проведение биологического диктанта «Органические соединения живой материи»

Учитель читает тезисы под номерами, учащиеся записывают в тетрадь номера тех тезисов, которые подходят по содержанию их варианту.

Вариант 1 – белки.
Вариант 2 – углеводы.
Вариант 3 – липиды.
Вариант 4 – нуклеиновые кислоты.

1. В чистом виде состоят только из атомов С, Н, О.

2. Кроме атомов С, Н, О содержат атомы N и обычно S.

3. Кроме атомов С, Н, О содержат атомы N и Р.

4. Обладают относительно небольшой молекулярной массой.

5. Молекулярная масса может быть от тысяч до нескольких десятков и сотен тысяч дальтон.

6. Наиболее крупные органические соединения с молекулярной массой до нескольких десятков и сотен миллионов дальтон.

7. Обладают различными молекулярными массами – от очень небольшой до весьма высокой, в зависимости от того, является ли вещество мономером или полимером.

8. Состоят из моносахаридов.

9. Состоят из аминокислот.

10. Состоят из нуклеотидов.

11. Являются сложными эфирами высших жирных кислот.

12. Основная структурная единица: «азотистое основание–пентоза–остаток фосфорной кислоты».

13. Основная структурная единица: «аминокислот».

14. Основная структурная единица: «моносахарид».

15. Основная структурная единица: «глицерин–жирная кислота».

16. Молекулы полимеров построены из одинаковых мономеров.

17. Молекулы полимеров построены из сходных, но не вполне одинаковых мономеров.

18. Не являются полимерами.

19. Выполняют почти исключительно энергетическую, строительную и запасающую функции, в некоторых случаях – защитную.

20. Помимо энергетической и строительной выполняют каталитическую, сигнальную, транспортную, двигательную и защитную функции;

21. Осуществляют хранение и передачу наследственных свойств клетки и организма.

Вариант 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Вариант 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Вариант 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Вариант 4 – 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Изучение нового материала

1. Строение аденозинтрифосфорной кислоты

Кроме белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов в живом веществе синтезируется большое количество других органических соединений. Среди них важнуую роль в биоэнергетике клетки играет аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). АТФ содержится во всех клетках растений и животных. В клетках чаще всего аденозинтрифосфорная кислота присутствует в виде солей, называемых аденозинтрифосфатами . Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0,04% (в клетке в среднем находится около 1 млрд молекул АТФ). Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах (0,2–0,5%).

Молекула АТФ состоит из азотистого основания – аденина, пентозы – рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, т.е. АТФ – особый адениловый нуклеотид. В отличие от других нуклеотидов АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты. АТФ относится к макроэргическим веществам – веществам, содержащим в своих связях большое количество энергии.

Пространственная модель (А) и структурная формула (Б) молекулы АТФ

Из состава АТФ под действием ферментов АТФаз отщепляется остаток фосфорной кислоты. АТФ имеет устойчивую тенденцию к отделению своей концевой фосфатной группы:

АТФ 4– + Н 2 О ––> АДФ 3– + 30,5 кДж + Фн,

т.к. это приводит к исчезновению энергетически невыгодного электростатического отталкивания между соседними отрицательными зарядами. Образовавшийся фосфат стабилизируется за счет образования энергетически выгодных водородных связей с водой. Распределение заряда в системе АДФ + Фн становится более устойчивым, чем в АТФ. В результате этой реакции высвобождается 30,5 кДж (при разрыве обычной ковалентной связи высвобождается 12 кДж).

Для того, чтобы подчеркнуть высокую энергетическую «стоимость» фосфорно-кислородной связи в АТФ, ее принято обозначать знаком ~ и называть макроэнергетической связью. При отщеплении одной молекулы фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорная кислота), а если отщепляются две молекулы фосфорной кислоты, то АТФ переходит в АМФ (аденозинмонофосфорная кислота). Отщепление третьего фосфата сопровождается выделением всего 13,8 кДж, так что собственно макроэргических связей в молекуле АТФ только две.

2. Образование АТФ в клетке

Запас АТФ в клетке невелик. Например, в мышце запасов АТФ хватает на 20–30 сокращений. Но ведь мышца способна работать часами и производить тысячи сокращений. Поэтому наряду с распадом АТФ до АДФ в клетке должен непрерывно идти обратный синтез. Существует несколько путей синтеза АТФ в клетках. Познакомимся с ними.

1. Анаэробное фосфорилирование. Фосфорилированием называют процесс синтеза АТФ из АДФ и низкомолекулярного фосфата (Фн). В данном случае речь идет о бескислородных процессах окисления органических веществ (например, гликолиз – процесс бескислородного окисления глюкозы до пировиноградной кислоты). Примерно 40% выделяемой в ходе этих процессов энергии (около 200 кДж/моль глюкозы), расходуется на синтез АТФ, а остальная часть рассеивается в виде тепла:

С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Фн ––> 2С 3 Н 4 O 3 + 2АТФ + 4Н.

2. Окислительное фосфорилирование – это процесс синтеза АТФ за счет энергии окисления органических веществ кислородом. Этот процесс был открыт в начале 1930-х гг. XX в. В.А. Энгельгардтом. Кислородные процессы окисления органических веществ протекают в митохондриях. Примерно 55% выделяющейся при этом энергии (около 2600 кДж/моль глюкозы) превращается в энергию химических связей АТФ, а 45% рассеивается в виде тепла.

Окислительное фосфорилирование значительно эффективнее анаэробных синтезов: если в процессе гликолиза при распаде молекулы глюкозы синтезируется всего 2 молекулы АТФ, то в ходе окислительного фосфорилирования образуется 36 молекул АТФ.

3. Фотофосфорилирование – процесс синтеза АТФ за счет энергии солнечного света. Этот путь синтеза АТФ характерен только для клеток, способных к фотосинтезу (зеленые растения, цианобактерии). Энергия квантов солнечного света используется фотосинтетиками в световую фазу фотосинтеза для синтеза АТФ.

3. Биологическое значение АТФ

АТФ находится в центре обменных процессов в клетке, являясь связующим звеном между реакциями биологического синтеза и распада. Роль АТФ в клетке можно сравнить с ролью аккумулятора, так как в ходе гидролиза АТФ выделяется энергия, необходимая для различных процессов жизнедеятельности («разрядка»), а в процессе фосфорилирования («зарядка») АТФ вновь аккумулирует в себе энергию.

За счет выделяющейся при гидролизе АТФ энергии происходят почти все процессы жизнедеятельности в клетке и организме: передача нервных импульсов, биосинтез веществ, мышечные сокращения, транспорт веществ и др.

III. Закрепление знаний

Решение биологических задач

Задача 1. При быстром беге мы часто дышим, происходит усиленное потоотделение. Объясните эти явления.

Задача 2. Почему на морозе замерзающие люди начинают притопывать и подпрыгивать?

Задача 3. В известном произведении И.Ильфа и Е.Петрова «Двенадцать стульев» среди многих полезных советов можно найти и такой: «Дышите глубже, вы взволнованы». Попробуйте обосновать этот совет с точки зрения происходящих в организме энергетических процессов.

IV. Домашнее задание

Начать подготовку к зачету и контрольной работе (продиктовать вопросы зачета – см. урок 21).

Урок 20. Обобщение знаний по разделу «Химическая организация жизни»

Оборудование: таблицы по общей биологии.

I. Обобщение знаний раздела

Работа учащихся с вопросами (индивидуально) с последующими проверкой и обсуждением

1. Приведите примеры органических соединений, в состав которых входят углерод, сера, фосфор, азот, железо, марганец.

2. Как по ионному составу можно отличить живую клетку от мертвой?

3. Какие вещества находятся в клетке в нерастворенном виде? В какие органы и ткани они входят?

4. Приведите примеры макроэлементов, входящих в активные центры ферментов.

5. Какие гормоны содержат микроэлементы?

6. Какова роль галогенов в организме человека?

7. Чем белки отличаются от искусственных полимеров?

8. Чем отличаются пептиды от белков?

9. Как называется белок, входящий в состав гемоглобина? Из скольких субъединиц он состоит?

10. Что такое рибонуклеаза? Сколько аминокислот входит в ее состав? Когда она была синтезирована искусственно?

11. Почему скорость химических реакций без ферментов мала?

12. Какие вещества транспортируются белками через клеточную мембрану?

13. Чем отличаются антитела от антигенов? Содержат ли вакцины антитела?

14. На какие вещества распадаются белки в организме? Сколько энергии выделяется при этом? Где и как обезвреживается аммиак?

15. Приведите пример пептидных гормонов: как они участвуют в регуляции клеточного метаболизма?

16. Какова структура сахара, с которым мы пьем чай? Какие еще три синонима этого вещества вы знаете?

17. Почему жир в молоке не собирается на поверхности, а находится в виде суспензии?

18. Какова масса ДНК в ядре соматической и половой клеток?

19. Какое количество АТФ используется человеком в сутки?

20. Из каких белков люди изготавливают одежду?

Первичная структура панкреатической рибонуклеазы (124 аминокислоты)

II. Домашнее задание.

Продолжить подготовку к зачету и контрольной работе по разделу «Химическая организация жизни».

Урок 21. Зачетный урок по разделу «Химическая организация жизни»

I. Проведение устного зачета по вопросам

1. Элементарный состав клетки.

2. Характеристика органогенных элементов.

3. Структура молекулы воды. Водородная связь и ее значение в «химии» жизни.

4. Свойства и биологические функции воды.

5. Гидрофильные и гидрофобные вещества.

6. Катионы и их биологическое значение.

7. Анионы и их биологическое значение.

8. Полимеры. Биологические полимеры. Отличия периодических и непериодических полимеров.

9. Свойства липидов, их биологические функции.

10. Группы углеводов, выделяемые по особенностям строения.

11. Биологические функции углеводов.

12. Элементарный состав белков. Аминокислоты. Образование пептидов.

13. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белков.

14. Биологические функция белков.

15. Отличия ферментов от небиологических катализаторов.

16. Строение ферментов. Коферменты.

17. Механизм действия ферментов.

18. Нуклеиновые кислоты. Нуклеотиды и их строение. Образование полинуклеотидов.

19. Правила Э.Чаргаффа. Принцип комплементарности.

20. Образование двухцепочечной молекулы ДНК и ее спирализация.

21. Классы клеточной РНК и их функции.

22. Отличия ДНК и РНК.

23. Репликация ДНК. Транскрипция.

24. Строение и биологическая роль АТФ.

25. Образование АТФ в клетке.

II. Домашнее задание

Продолжить подготовку к контрольной работе по разделу «Химическая организация жизни».

Урок 22. Контрольный урок по разделу «Химическая организация жизни»

I. Проведение письменной контрольной работы

Вариант 1

1. Имеются три вида аминокислот – А, В, С. Сколько вариантов полипептидных цепей, состоящих из пяти аминокислот, можно построить. Укажите эти варианты. Будут ли эти полипептиды обладать одинаковыми свойствами? Почему?

2. Все живое в основном состоит из соединений углерода, а аналог углерода – кремний, содержание которого в земной коре в 300 раз больше, чем углерода, встречается лишь в очень немногих организмах. Объясните этот факт с точки зрения строения и свойств атомов этих элементов.

3. В одну клетку ввели молекулы АТФ, меченные радиоактивным 32Р по последнему, третьему остатку фосфорной кислоты, а в другую – молекулы АТФ, меченные 32Р по первому, ближайшему к рибозе остатку. Через 5 минут в обеих клетках померили содержание неорганического фосфат-иона, меченного 32Р. Где оно окажется значительно выше?

4. Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 18% – на урацил, 28% – на цитозин и 20% – на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная иРНК.

Вариант 2

1. Жиры составляют «первый резерв» в энергетическом обмене и используются, когда исчерпан резерв углеводов. Однако в скелетных мышцах при наличии глюкозы и жирных кислот в большей степени используются последние. Белки же в качестве источника энергии всегда используются лишь в крайнем случае, при голодании организма. Объясните эти факты.

2. Ионы тяжелых металлов (ртути, свинца и др.) и мышьяка легко связываются сульфидными группировками белков. Зная свойства сульфидов этих металлов, объясните, что произойдет с белком при соединении с этими металлами. Почему тяжелые металлы являются ядами для организма?

3. В реакции окисления вещества А в вещество В освобождается 60 кДж энергии. Сколько молекул АТФ может быть максимально синтезировано в этой реакции? Как будет израсходована остальная энергия?

4. Исследования показали, что 27% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 15% – на урацил, 18% – на цитозин и 40% – на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная иРНК.

Продолжение следует

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Расшифровка сигнала Ca2 + L-типа: история регуляции транскрипции

Вольт-чувствительные каналы L-типа Ca ²⁺ (Ca _V) на плазматической мембране различных типов клеток играют фундаментальную роль в Ca ^{2 +} сигнально-сотовая функция. Во многих случаях сигналы канала Ca _V связаны с транскрипцией гена. Этот сигнал имеет отличительные свойства, которые включают в себя субклеточную локализацию, амплитуду и длительность участка входа.В этом мини-обзоре кратко описывается, как регуляция сигнала Ca ²⁺ с помощью Ca _V 1 используется для преобразования определенных паттернов возбуждения в качественно и количественно различные ядерные функции.

Введение

Многие типы каналов Ca ²⁺ были описаны как в нервной системе, так и в периферических тканях, таких как эндокринные, скелетные, сердечные и гладкие мышцы (рис. 5-7). Канал Ca _V 1 связывает деполяризацию мембраны со стимулами рецептора клеточной поверхности, чтобы регулировать множество процессов, включая экспрессию генов, синаптическую эффективность, стабильность мРНК и выживаемость клеток.Они экспрессируются исключительно в возбудимых клетках, таких как скелетные, сердечные, гладкие мышцы, нейроны и эндокринные клетки. ^1-6 Повышение внутриклеточной концентрации Ca ²⁺ индуцируется электрическими или рецепторными стимулами, вызванными активацией Ca _V 1, часто происходит в виде повторяющихся всплесков Ca ²⁺ или колебаний Ca ²⁺. Параметры входа Ca ²⁺, такие как амплитуда, частота, внутриклеточное расположение и скорость волн Ca ²⁺, регулируются типом и интенсивностью стимула в одной и той же клетке.^7,8 Эти различные способы проникновения Ca ²⁺ в клетку играют ключевую роль в определении того, какие сигнальные пути активируются, и, таким образом, определяют клеточный ответ и индуцируют селективную клеточную функцию. ⁹

Ca

²⁺ Инициирует транскрипцию Клетки

в основном используют две стратегии для связывания стимула Ca ²⁺ с транскрипцией. Во-первых, Ca ²⁺ (в месте входа) активирует цитоплазматические сигнальные молекулы, которые передают сигнал ядру.Эти сигналы можно заблокировать с помощью ингибиторов, специфичных для Ca _V 1 (FS-2 (# F-700), кальцисептина (# C-500) и Calcicludine (# C-650, заменено на # SPC- 650)). Кроме того, было показано, что активатор Ca _V 1 (±) -Bay K8644 (# B-350) модулирует внеклеточный сигнал, регулируемый серин / треонинкиназой (ERK) / митоген-активируемой протеинкиназой (P42 / 44 MAPK) во многих типах клеток (рис. 1, 2). Этот сигнальный путь играет фундаментальную роль в пролиферации, дифференцировке, подвижности, выживании и апоптозе клеток посредством зависимых от транскрипции и независимых механизмов в различных типах клеток.^10-12 Например, в островках человека глюкоза, индуцированная Ca ²⁺ сверх стимуляции, отвечает за дисфункцию β-клеток и индукцию апоптоза (рис. 2). ¹³

Рисунок 1. (±) -Bay K8644, модулятор Ca _V 1 (каналы L-типа) способствует фосфорилированию митоген-активированной протеинкиназы (MAPK-ERK 1/2)
Т-клетки Jurkat предварительно инкубировали с или без 2 мМ EGTA для хелатирования Ca ²⁺ в течение 20 мин, затем стимулировали 50 мкМ (±) -Bay K8644 (# B-350) в течение 10 мин.Клеточные белки разделяли с помощью SDS PAGE, зондировали с помощью MAPK анти-фосфо-p42 / 44 (верхняя панель) или анти-p42 / 44 MAPK (нижняя панель). Рисунок 2. Ca _V 1 (каналы L-типа) способствуют активации p42 / 44 MAPK в клетках RIN
Клетки RIN beta стимулировали в течение 15 минут 20 мМ глюкозы в присутствии или в отсутствие 5 мМ EGTA, 2 мкМ FS-2 (# F-700), 10 мкМ Calcicludine (# C-650, заменено на # SPC-650) или 10 нМ кальцисептин (# C-500). График A представляет внутриклеточные уровни Ca ²⁺ через 10 секунд после стимуляции в нагруженных Fura-2 AM клетках.На рисунке C показан вестерн-блот-анализ активной киназы p42 / 44 MAP, зондированной антифосфо-p42 / 44 MAPK, а на графике B показана интенсивность полос p42 и p44.

Во-вторых, Ca ²⁺ может действовать непосредственно в ядре. Например, было показано, что активация притока Ca _V 1 и Ca ²⁺ активирует фактор транскрипции Cyclic Adenosine 3 ’, 5’-Monophosphate Response Element Element Binding Element, связывающий белок (CREB) (фиг. 3). ¹⁴ Этот фактор транскрипции регулирует экспрессию непосредственных ранних генов ¹⁵ и считается важным в формировании долговременной памяти в головном мозге.¹⁶

Рисунок 3. Ca _V 1 (каналы L-типа) способствуют активации факторов транскрипции в клетках PC12
Клетки PC12, стимулированные в течение 10 мин с помощью 35 мМ High K ⁺ в присутствии или в отсутствие 5 мМ EGTA, 2 мкМ FS-2 (# F-700), 10 мкМ Calcicludine (# C-650, заменено на # SPC-650) или 10 нМ кальцисептин (# C-500). Клеточные экстракты подвергали блоттингу и зондировали антифосфо-CREB, который также распознавал фосфо-ATF.

Внутриклеточным рецептором для Ca ²⁺ является кальмодулин.Этот белок является очень чувствительным датчиком концентрации Ca ²⁺, способным различать сигналы, которые различаются по частоте, амплитуде и продолжительности спайков, благодаря его влиянию на различные кальмодулин-связывающие белки. Изменения внутриклеточной концентрации Ca ²⁺ влияют на кальмодулин тремя различными способами: изменяя его внутриклеточное распределение; путем управления различными конформационными состояниями кальмодулина, которые приводят к целевой активации, и путем создания различных способов ассоциации со многими белками-мишенями.¹⁷

Связывание Ca ²⁺ с кальмодулином позволяет клетке связывать изменения Ca ²⁺ с фосфорилированием путем активации многофункциональной Ca ²⁺ / кальмодулин-зависимой протеинкиназы (CaMK, рис. 4). Эта киназа обладает способностью напрямую связываться с порообразующей субъединицей α _1C Ca _V 1. Частотная характеристика и состояние активации CaMK сильно модулируются Ca ²⁺, и это отражает частоту и амплитуда спайков Ca ²⁺.Было показано, что CaMK играет ключевую роль в синаптической пластичности, обучении и памяти, а в сердце участвует в регуляции экспрессии генов. ¹⁸

Рисунок 4. Увеличение внутриклеточного Ca ²⁺ индуцирует активацию Ca ²⁺ Кальмодолин-зависимая киназа II (CAMK II) Фосфорилирование в клетках 3T3-L1
Клетки 3T3-L1 голодали в течение 2 часов, а затем стимулировали 1 или 5 мкМ иономицина (# I-700) в течение 10 мин. Экстракты клеток подвергали блоттингу и зондировали антителом к фосфо- (Thr ₂₆₈) -CAMKII-антителу.

Ca _V 1 содержит два сайта связывания кальмодулина, мотив «IQ» и расположенный выше кальмодулин-связывающий домен — мотив «LA» на карбокси-конце. В состояниях покоя кальмодулин, свободный от Ca ²⁺, связан с мотивом LA и расположен близко к области пор. Во время активации Ca _V 1, когда Ca ²⁺ проникает через поры, он захватывается кальмодулином. Комплекс Ca ²⁺ / кальмодулин переключается на нижележащий мотив IQ, который имеет сайт с высоким сродством к комплексу.Комплекс Ca ²⁺ / кальмодулин имеет решающее значение для передачи сигнала от устья поры Ca _V 1 к ядру. Связывание Ca ²⁺ / кальмодулина с IQ-областью Ca _V 1.2 необходимо для его активации и для доставки пути Ras / P42 / 44 MAPK, который передает сигналы в ядро путем активации факторов транскрипции ( Рис.5). ^19-21 В нервной системе этот процесс важен для выживания нейронов, синаптической пластичности и формирования памяти.^20,22 Например, во многих типах клеток активация напряжением Ca _V 1 деполяризацией K ⁺ положительно стимулирует путь ERK. В головном мозге эта активация имеет решающее значение для повторного фосфорилирования белка синаптических пузырьков синапсина I и для активации нескольких факторов транскрипции. ²³

Рисунок 5. Схематическое изображение передачи активированного сигнала Ca _V 1
Активация канала Ca _V и проникновение Ca ²⁺ через поры способствует связыванию кальмодулина с Ca ²⁺ и вызывает конформацию кальмодулина. изменения, которые позволяют ему мигрировать вниз по течению от мотива LA к мотиву IQ на конце COOH.Этот процесс, в свою очередь, регулирует открытие канала и одновременно способствует активации сигнальных путей.

Транспорт Ca ²⁺ в ядро, вероятно, будет опосредован его высвобождением из внутренних хранилищ Ca ²⁺, хотя это может быть результатом транслокации комплекса Ca ²⁺ / кальмодулин из Поверхность клетки к ядру ¹⁴ (особенно в нервах за счет ретроградных потенциалов дендритного действия) для поддержки активации CREB, которая тесно связана с развитием дендритов, выживанием нейронов и познанием.^23,24 Ядерной мобилизации Ca ²⁺ / кальмодулина способствует исключительно Ca _V 1 и активность рецептора глутамата, ¹⁴, но она модулируется другими клеточными сигналами, которые контролируют состояние фосфорилирования кальмодулина. Действие фосфокальмодулина отличается от действия нефосфорилированных видов. ^25–26

Рисунок 6. Экспрессия Ca _V 1.2 в мозге мыши
Иммуногистохимическое окрашивание Ca _V 1.2 канала с антителом Anti-Ca _V 1.2 (CACNA1C) (# ACC-003) в мозжечке мыши. (A) Канал Ca _V 1.2 (красный) появляется в клетках Пуркинье (горизонтальные стрелки) и диффузно распределяется в молекулярном слое (Mol), в том числе в дендритах Пуркинье (вертикальные стрелки). (B) Окрашивание нервных клеток Пуркинье мышиным антителом к связывающему кальций белку (зеленый) на срезе демонстрирует расположение дендритов в молекулярном слое. (C) Конфокальное слияние Ca _V 1.2 и CBD28K. Рисунок 7. Обнаружение Ca _V 1.2a в мембранах желудочков крыс
Вестерн-блоттинг мембран желудочков крыс: 1. Антитело против Ca _V 1.2a (CACNA1C) (# ACC-013) (1: 200) . 2. Антитело против Ca _V 1.2a (CACNA1C), предварительно инкубированное с антигеном отрицательного контроля. Фигура 8. Экспрессия CACNB3 (Ca _V β3) в гиппокампе крысы
Иммуногистохимическое окрашивание канала Ca _V β3 с помощью антитела против CACNB3 (# ACC-008) в гиппокампе крысы.(A) Ca _V β3 канал (красный) появляется в нейронах (стрелки). (B) Окрашивание нервных клеток мышиным антителом к парвальбумину (кальций-связывающий белок, зеленый) демонстрирует ограничение Ca _V β3 телами клеток. (C) Конфокальное слияние Ca _V β3 и парвальбумина демонстрирует некоторую совместную локализацию этих белков.

Заключение

В биологических системах сигнал Ca ²⁺ служит универсальным внутриклеточным мессенджером, который модулирует множественные процессы, регулируемые Ca ²⁺.Внутриклеточные механизмы, которые декодируют этот сигнал Ca ²⁺, сложны и зависят от процессов, которые задействуют широкий спектр ферментативной активности. Сигнал Ca _V 1 представляет собой уникальное сообщение, которое включает внутриклеточные колебания Ca ²⁺ вместе с прямым контролем Ca ²⁺, связывающего белок-кальмодулин, путем инициирования специфических путей передачи сигнала и транскрипции генов.

Ссылки

Эшкрофт, Ф.М. et al. (1994) J. Cell Biochem. 55 , 54.
Bading, H. et al. (1993) Science 260 , 181.
Бин, Б.П. (1989) Annu. Rev. Physiol. 51 , 367.
Charles, A.C. et al. (1999) J. Biol. Chem. 274 , 7508.
Де Конинк П. и Купер Э. (1995) J. Neurosci. 15 , 7966.
Кристи, Б.R. et al. (1997) J. Neurophysiol. 77 , 1651.
Berridge, M.J. et al. (2000) Нат. Rev. Mol. Cell Biol. 1 , 11.
Cruzalegui, F.H. and Bading, H. (2000) Cell. Мол. Life Sci. 57 , 402.
Киселев К. и др. (2003) Ячейка. Сигнал. 15 , 243.
Shimamura, A. et al. (2000) Curr. Биол. 10 , 127.
Bonni, A. et al. (1999) Science 286 , 1358.
Ballif, B.A. и Blenis, J. (2001), Cell Growth Differ. 12 , 397.
Maedler, K. et al. (2004) Диабет 53 , 1706.
Deisseroth, K. et al. (1998) Nature 392 , 198.
Wantanabe, S. et al. (1997) Кровь 89 , 1197.
Abel, T. et al. (1998) Science , 279 , 338.
Чин, Д. и Минс, А. (2000) Trends Cell Biol. 10 , 322.
Де Конинк, П. и Шульман, Х. (1998) Science 279 , 227.
Tebar, F. et al. (2002) Мол. Биол. Ячейка 13 , 2057.
Dolmetsch, R.E. et al. (2001) Наука 294 , 333.
Каллен П.Дж. и Локьер П.Дж. (2002) Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 3 , 339.
Selcher, J.C. et al. (2002) Neuroscientist 8 , 122.
Cruzalegui, F.H. и Bading, H. (2000) Cell. Мол. Life Sci. 57 , 402.
Gao, L. et al. (2006) J. Neurosci. 26 , 6259.
Nakamura, T. et al. (1999) Нейрон 24 , 727.
Benaim, G. and Villalobo, A. (2002) Eur. J. Biochem. 269 , 3619.

Исследования | Медицинская системная биология

Здесь вы можете найти информацию о новых открытиях, сделанных в лаборатории Тайпале.

Основные публикации (Pubmed)

Все публикации (Google Scholar)

Zhu, F., Farnung, L., Kaasinen, E., Sahu, B., Yin, Y., Wei, B., Dodonova, S., Nitta, K., Morgunova, E., Taipale, M., Cramer, P. И

Taipale, J . Пейзаж взаимодействия между факторами транскрипции и нуклеосомой. Природа 562 : 76-81, 2018.

Упаковка ДНК в нуклеосомы затрудняет доступ к ДНК факторам транскрипции. Это новое исследование показывает, что эти белки разработали несколько различных механизмов, позволяющих обойти проблему, что позволяет им читать важные сообщения в нашем геноме, которые сообщают клеткам, как строить и поддерживать наши ткани и органы.

Полученные результаты раскрывают богатый интерактивный ландшафт между факторами транскрипции и нуклеосомой, тем самым открывая путь к полному пониманию сложных механизмов декодирования ДНК у высших организмов. Полученные данные также обеспечивают основу для будущих исследований, направленных на понимание регуляции транскрипции, основанной на биохимических принципах. Поскольку аберрантная активность фактора транскрипции связана со многими заболеваниями человека, включая рак, полученные данные также имеют отношение к пониманию механизмов заболевания человека.

Вэй, Б., Джолма, А., Саху, Б., Орре, Л. М., Чжун, Ф., Чжу, Ф., Кивиоджа, Т., Сур, И. К., Лехтио, Дж., Тайпале, М., и

Taipale, J . Анализ активности белка для измерения глобальной активности факторов транскрипции выявляет детерминанты доступности хроматина. Nat. Biotechnol. 36 : 521-529, 2018.

Мы разработали массовый параллельный анализ активности белков (активная идентификация фактора транскрипции, ATF), который может измерять активность связывания ДНК всех ТФ в конкретном типе клеток.Применяя эту технику к тканям мыши и эмбриональным стволовым клеткам, мы обнаружили, что только небольшое количество ТФ продемонстрировало сильное связывание с ДНК в каждой из исследованных тканей. Эти результаты предполагают, что, несмотря на то, что в большинстве тканей присутствует огромное количество TF, всего несколько TF могут определять ландшафт экспрессии генов в клетке, и что паттерн регуляторных взаимодействий генов может быть гораздо менее сложным и более иерархическим, чем думал ранее.

Говоря об исследовании, профессор Юсси Тайпале объяснил: «Открытие того, что некоторые факторы транскрипции намного более активны, чем другие, указывает на то, что регуляторная система намного проще, чем мы предполагали.Ранее мы думали, что все факторы транскрипции могут работать вместе миллионами различных способов регуляции генов. Вместо этого теперь похоже, что более слабые факторы транскрипции должны работать с сильными, чтобы что-то сделать. Это делает систему регулирования очень иерархической и упрощает задачу эволюции. В иерархической системе легче развить наборы коэкспрессируемых генов, которые работают вместе для выполнения конкретной задачи ».

Митохондриальные заболевания: вклад стрессовых реакций органелл в патологию

Vafai, S.Б. и Мутха, В. К. Митохондриальные нарушения как окна в древнюю органеллу. Nature 491 , 374–383 (2012).

CAS Google Scholar

Нуннари, Дж. И Суомалайнен, А. Митохондрии: в болезни и в здравии. Cell 148 , 1145–1159 (2012).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Чиннери, П.F. в Gene Reviews (ред. Адам, М. П. и др.) (Вашингтонский университет, 2014 г.).

Google Scholar

Суомалайнен А. Терапия митохондриальных нарушений: мало доказательств, высокая исследовательская активность, некоторые перспективы. Семин. Fetal Neonatal Med. 16 , 236–240 (2011).

Google Scholar

Pfeffer, G. et al. Новые методы лечения митохондриальных заболеваний — не время отказываться от наших стандартов. Нат. Rev. Neurol. 9 , 474–481 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pagliarini, D. J. et al. Компендиум митохондриальных белков объясняет биологию заболевания, связанного с комплексом I. Cell 134 , 112–123 (2008). В этой статье дается определение митохондриального протеома млекопитающих в 14 различных тканях, что привело к разработке MitoCarta, бесценного биоинформатического инструмента для митохондриальной биологии.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ylikallio, E. & Suomalainen, A. Механизмы митохондриальных заболеваний. Ann. Med. 44 , 41–59 (2012).

CAS Google Scholar

Бочонади, В. и Хорват, Р. Митохондрии: нарушение митохондриальной трансляции при заболеваниях человека. Внутр. J. Biochem. Cell Biol. 48 , 77–84 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Horvath, R. et al. Молекулярные основы детской обратимой цитохромной миопатии c оксидазной недостаточности. Мозг 132 , 3165–3174 (2009).

PubMed PubMed Central Google Scholar

DiMauro, S. et al. Доброкачественная детская митохондриальная миопатия из-за обратимой недостаточности цитохрома c оксидазы. Пер. Являюсь. Neurol. Доц. 106 , 205–207 (1981).

CAS Google Scholar

МакШейн, М.А. и др. Синдром Пирсона и митохондриальная энцефаломиопатия у пациента с делецией мтДНК. Am. J. Hum. Genet. 48 , 39–42 (1991).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Хамалайнен, Р.H. et al. Мутагенез мтДНК нарушает функцию плюрипотентных стволовых клеток, изменяя окислительно-восстановительную передачу сигналов. Cell Rep. 11 , 1614–1624 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Хаманака, Р. Б. и Чандель, Н. С. Митохондриальные активные формы кислорода регулируют клеточную передачу сигналов и определяют биологические результаты. Trends Biochem. Sci. 35 , 505–513 (2010).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Суд, А.и другие. Mitofusin-2-зависимое инактивирующее расщепление Opa1 связывает изменения в кристах митохондрий и контактов ER в печени после приема пищи. Proc. Natl Acad. Sci. США 111 , 16017–16022 (2014).

CAS Google Scholar

Хан Н.А. и др. Эффективное лечение митохондриальной миопатии никотинамид рибозидом, витамином B3. EMBO Mol. Med. 6 , 721–731 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Черутти, Р.и другие. NAD ⁺-зависимая активация Sirt1 корректирует фенотип в мышиной модели митохондриального заболевания. Cell Metab. 19 , 1042–1049 (2014). Ссылки 15 и 16 сообщают, что смещение баланса NAD ⁺ витамином B 3 улучшает митохондриальные заболевания в мышцах.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Гребер, Б.J. et al. Рибосома. Полная структура митохондриальной рибосомы 55S млекопитающих. Наука 348 , 303–308 (2015).

CAS Google Scholar

Амунтс, А., Браун, А., Тутс, Дж., Шерес, С. Х. и Рамакришнан, В. Рибосома. Строение митохондриальной рибосомы человека. Наука 348 , 95–98 (2015). Ссылки 17 и 18 разрешают структуру митохондриальной рибосомы 55S интактного млекопитающего с помощью криоэлектронной микроскопии.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Густафссон, К. М., Фалькенберг, М. и Ларссон, Н. Г. Поддержание и экспрессия митохондриальной ДНК млекопитающих. Annu. Rev. Biochem. 85 , 133–160 (2016).

CAS Google Scholar

Отт М., Амунтс А. и Браун А. Организация и регулирование синтеза митохондриального белка. Annu. Rev. Biochem. 85 , 77–101 (2016).

CAS Google Scholar

Spelbrink, J. N. et al. Делеции митохондриальной ДНК человека, связанные с мутациями в гене Twinkle, 4-подобном белке фага Т7, локализованном в митохондриях. Нат. Genet. 28 , 223–231 (2001).

CAS Google Scholar

Корхонен, Дж.A., Pham, X.H., Pellegrini, M. & Falkenberg, M. Восстановление минимальной реплисомы мтДНК in vitro . EMBO J. 23 , 2423–2429 (2004).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fan, L. et al. Новый процессивный механизм синтеза ДНК, выявленный структурой, моделированием и мутагенезом вспомогательной субъединицы митохондриальной ДНК-полимеразы человека. J. Mol.Биол. 358 , 1229–1243 (2006).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wanrooij, S. et al. Митохондриальная РНК-полимераза человека инициирует синтез ДНК с отстающей цепью in vitro . Proc. Natl Acad. Sci. США 105 , 11122–11127 (2008).

CAS Google Scholar

Ларссон, Н. Г.и другие. Фактор транскрипции митохондрий A необходим для поддержания мтДНК и эмбриогенеза у мышей. Нат. Genet. 18 , 231–236 (1998).

CAS Google Scholar

Trifunovic, A. et al. Преждевременное старение мышей, экспрессирующих дефектную митохондриальную ДНК-полимеразу. Nature 429 , 417–423 (2004).

CAS Google Scholar

Куйот, Г.C. et al. Мутации митохондриальной ДНК, окислительный стресс и апоптоз при старении млекопитающих. Science 309 , 481–484 (2005). Ссылки 26 и 27 показывают, что накопление мутаций мтДНК у мышей приводит к преждевременному старению.

CAS Google Scholar

Tyynismaa, H. et al. Геликаза мерцания необходима для поддержания мтДНК и регулирует количество копий мтДНК. Hum. Мол. Genet. 13 , 3219–3227 (2004).

CAS Google Scholar

Кауфман, Б.А. и др. Фактор транскрипции митохондрий TFAM координирует сборку множества молекул ДНК в нуклеоидоподобные структуры. Мол. Биол. Ячейка 18 , 3225–3236 (2007).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ylikallio, E., Tyynismaa, H., Tsutsui, H., Ide, T.& Суомалайнен, А. Большое количество копий митохондриальной ДНК пагубно сказывается на мышах. Hum. Мол. Genet. 19 , 2695–2705 (2010).

CAS Google Scholar

Bourdon, A. et al. Мутация RRM2B, кодирующей p53-контролируемую рибонуклеотидредуктазу (p53R2), вызывает серьезное истощение митохондриальной ДНК. Нат. Genet. 39 , 776–780 (2007).

CAS Google Scholar

Арнаудо, Э.и другие. Истощение митохондриальной ДНК мышц у больных СПИДом с миопатией, вызванной зидовудином. Ланцет 337 , 508–510 (1991).

CAS Google Scholar

Суомалайнен А. и Исоханни П. Синдромы истощения митохондриальной ДНК — многие гены, общие механизмы. Neuromuscul. Disord. 20 , 429–437 (2010).

Google Scholar

Мораес, К.T. et al. Делеции митохондриальной ДНК при прогрессирующей внешней офтальмоплегии и синдроме Кернса – Сайра. N. Engl. J. Med. 320 , 1293–1299 (1989).

CAS Google Scholar

Saada, A. et al. Мутантная митохондриальная тимидинкиназа при миопатии истощения митохондриальной ДНК. Нат. Genet. 29 , 342–344 (2001).

CAS Google Scholar

Мандель, Х.и другие. Ген дезоксигуанозинкиназы мутирован у людей с истощенной гепатоцеребральной митохондриальной ДНК. Нат. Genet. 29 , 337–341 (2001).

CAS Google Scholar

Zeviani, M. et al. Аутосомно-доминантное заболевание с множественными делециями митохондриальной ДНК, начинающимися в области D-петли. Nature 339 , 309–311 (1989).

CAS Google Scholar

Суомалайнен, А.и другие. Множественные делеции митохондриальной ДНК в нескольких тканях пациента с тяжелой заторможенной депрессией и семейной прогрессирующей внешней офтальмоплегией. J. Clin. Вкладывать деньги. 90 , 61–66 (1992).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Фридман, Дж. Р. и Нуннари, Дж. Форма и функция митохондрий. Nature 505 , 335–343 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Александр, К.и другие. OPA1, кодирующий связанную с динамином GTPase, мутирует при аутосомно-доминантной атрофии зрительного нерва, связанной с хромосомой 3q28. Нат. Genet. 26 , 211–215 (2000).

CAS Google Scholar

Ehses, S. et al. Регулирование процессинга OPA1 и слияния митохондрий изоферментами m-AAA протеазы и OMA1. J. Cell Biol. 187 , 1023–1036 (2009).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Льюис, С.C., Uchiyama, L. F. & Nunnari, J. ER-митохондрии связывают синтез мтДНК с делением митохондрий в клетках человека. Наука 353 , aaf5549 (2016).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Rorbach, J. et al. Митохондриальные рибосомы человека могут менять свой структурный состав РНК. Proc. Natl Acad. Sci. США 113 , 12198–12201 (2016).

CAS Google Scholar

Такер, Э.J. et al. Мутации в MTFMT лежат в основе нарушения формилирования у человека, вызывающего нарушение митохондриальной трансляции. Cell Metab. 14 , 428–434 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Коновалова С. и Тюнисмаа Х. Митохондриальные аминоацил-тРНК-синтетазы при заболеваниях человека. Мол. Genet. Метаб. 108 , 206–211 (2013).

CAS Google Scholar

Кувийон, М.Т., Сото, И.С., Шипковенска, Г. и Черчман, Л.С. Синхронизированные программы митохондриальной и цитозольной трансляции. Nature 533 , 499–503 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Taylor, R. W. et al. Использование всего экзомного секвенирования для определения генетической основы множественной недостаточности комплекса митохондриальной дыхательной цепи. JAMA 312 , 68–77 (2014).

PubMed PubMed Central Google Scholar

van den Bogert, C. & Kroon, A. M. Распределение в тканях и влияние на синтез митохондриального белка тетрациклинов после длительного непрерывного внутривенного введения крысам. Biochem. Pharmacol. 30 , 1706–1709 (1981).

CAS Google Scholar

Джонс, К. Н., Миллер, К., Тененбаум, А., Спремулли, Л., Л. и Саада, А. Действие антибиотиков на митохондриальную трансляцию и у пациентов с митохондриальными трансляционными дефектами. Митохондрия 9 , 429–437 (2009).

CAS Google Scholar

Richter, U. et al. Путь митохондриальных рибосом и распада РНК блокирует пролиферацию клеток. Curr. Биол. 23 , 535–541 (2013).

CAS Google Scholar

Скртик, М.и другие. Ингибирование митохондриальной трансляции как терапевтическая стратегия при остром миелоидном лейкозе человека. Cancer Cell 20 , 674–688 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fischel-Ghodsian, N., Prezant, T. R., Bu, X. & Oztas, S. Мутация гена митохондриальной рибосомной РНК у пациента со спорадической ототоксичностью аминогликозидов. Am. J. Otolaryngol. 14 , 399–403 (1993).

CAS Google Scholar

Де Силва, Д., Ту, Ю. Т., Амунтс, А., Фонтанези, Ф. и Барриентос, А. Сборка митохондриальных рибосом в здоровье и болезни. Cell Cycle 14 , 2226–2250 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Кэрролл, К. Дж. И др. Секвенирование всего экзома выявляет мутацию в митохондриальном рибосомном белке MRPL44, лежащую в основе митохондриальной детской кардиомиопатии. J. Med. Genet. 50 , 151–159 (2013).

CAS Google Scholar

Brown, A. et al. Структура большой рибосомной субъединицы митохондрий человека. Наука 346 , 718–722 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Antonicka, H. et al. Мутации в C12orf65 у пациентов с энцефаломиопатией и дефектом митохондриальной трансляции. Am. J. Hum. Genet. 87 , 115–122 (2010).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Рихтер, У., Лахтинен, Т., Марттинен, П., Суоми, Ф. и Баттерсби, Б. Дж. Контроль качества синтеза митохондриального белка необходим для целостности мембран и приспособленности клеток. J. Cell Biol. 211 , 373–389 (2015). Этот отчет показывает, как дефекты контроля качества de novo синтезированных митохондриальных белков запускают активацию OMA1 и процессинг OPA1 из-за протеотоксического стресса в мембране.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nikkanen, J. et al. Дефекты репликации митохондриальной ДНК нарушают клеточные пулы dNTP и модифицируют одноуглеродный метаболизм. Cell Metab. 23 , 635–648 (2016).

CAS Google Scholar

Itakura, E. et al. Шаперон убиквилинов и сортировка белков митохондриальной мембраны на предмет деградации. Мол. Ячейка 63 , 21–33 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Гальпер, Дж. Б. Синтез митохондриального белка в клетках HeLa. J. Cell Biol. 60 , 755–763 (1974).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Кирос, П. М., Лангер, Т. и Лопес-Отин, К. Новые роли митохондриальных протеаз в здоровье, старении и болезнях. Нат. Rev. Mol. Cell Biol. 16 , 345–359 (2015).

CAS Google Scholar

Goto, Y., Nonaka, I. & Horai, S. Мутация в гене тРНК (Leu) (UUR), связанная с подгруппой MELAS митохондриальных энцефаломиопатий. Nature 348 , 651–653 (1990).

CAS Google Scholar

van den Ouweland, J.M. et al. Мутация в гене митохондриальной тРНК (Leu) (UUR) в большой родословной с материнским сахарным диабетом II типа и глухотой. Нат. Genet. 1 , 368–371 (1992).

CAS Google Scholar

Шоффнер, Дж. М. и др. Миоклоническая эпилепсия и болезнь рваных красных волокон (MERRF) связаны с мутацией митохондриальной ДНК тРНК (Lys). Cell 61 , 931–937 (1990).

CAS PubMed Google Scholar

Сасарман, Ф., Antonicka, H. & Shoubridge, E. A. Мутация A3243G tRNALeu (UUR) MELAS вызывает неправильное включение аминокислот и комбинированный дефект сборки дыхательной цепи, который частично подавляется сверхэкспрессией EFTu и EFG2. Hum. Мол. Genet. 17 , 3697–3707 (2008).

CAS Google Scholar

Ясукава, Т., Судзуки, Т., Уэда, Т., Охта, С. и Ватанабе, К. Дефект модификации нуклеотида антикодонного колебания митохондриальных тРНК (Leu) (UUR) с патогенными мутациями митохондриальной миопатии , энцефалопатия, лактоацидоз и инсульты. J. Biol. Chem. 275 , 4251–4257 (2000).

CAS Google Scholar

Янссен, Г. М. и др. Мутация A3243G tRNALeu (UUR) индуцирует митохондриальную дисфункцию и вариабельную экспрессию заболевания без доминирующих негативно действующих трансляционных дефектов в субъединицах комплекса IV в кодонах UUR. Hum. Мол. Genet. 16 , 2472–2481 (2007).

CAS Google Scholar

Буле, Л., Карпати, Г. и Шоубридж, Э. А. Распределение и пороговая экспрессия мутации тРНК (Lys) в скелетных мышцах пациентов с миоклонической эпилепсией и рваными красными волокнами (MERRF). Am. J. Hum. Genet. 51 , 1187–1200 (1992).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Enriquez, J. A., Chomyn, A. & Attardi, G. Мутация мтДНК при синдроме MERRF вызывает дефектное аминоацилирование тРНК (Lys) и преждевременное прекращение трансляции. Нат. Genet. 10 , 47–55 (1995).

CAS Google Scholar

Кондади, А. К. и др. Потеря субъединицы протеазы m-AAA AFG (3) L (2) вызывает дефекты митохондриального транспорта и гиперфосфорилирование тау-белка. EMBO J. 33 , 1011–1026 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Казари, Г.и другие. Спастическая параплегия и нарушение OXPHOS, вызванные мутациями параплегина, митохондриальной металлопротеазы, кодируемой ядром. Cell 93 , 973–983 (1998).

CAS Google Scholar

Di Bella, D. et al. Мутации в гене митохондриальной протеазы AFG3L2 вызывают доминантную наследственную атаксию SCA28. Нат. Genet. 42 , 313–321 (2010).

CAS Google Scholar

Arlt, H., Тауэр, Р., Фельдманн, Х., Нойперт, В. и Лангер, Т. Комплекс YTA10-12, протеаза ААА с шапероноподобной активностью во внутренней мембране митохондрий. Cell 85 , 875–885 (1996).

CAS Google Scholar

Head, B., Griparic, L., Amiri, M., Gandre-Babbe, S. & van der Bliek, A.M. Индуцируемая протеолитическая инактивация OPA1, опосредованная протеазой OMA1 в клетках млекопитающих. Дж.Cell Biol. 187 , 959–966 (2009).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bao, X. R. et al. Дисфункция митохондрий изменяет одноуглеродный метаболизм в клетках человека. eLife 5 , e10575 (2016). Ссылки 58 и 75 обнаружили, что дисфункция митохондрий вызывает метаболическое перепрограммирование одноуглеродного цикла и биосинтетического метаболизма в клетках и тканях млекопитающих.

PubMed PubMed Central Google Scholar

Tyynismaa, H. et al. Митохондриальная миопатия вызывает реакцию, подобную голоданию. Hum. Мол. Genet. 19 , 3948–3958 (2010). Это исследование показывает, что мышца с митохондриальной дисфункцией вызывает глобальный ответ FGF21, который оказывает эндокринное воздействие на отдаленные ткани.

CAS Google Scholar

Доган, С.A. et al. Тканеспецифическая потеря DARS2 активирует стрессовые реакции независимо от дефицита дыхательной цепи сердца. Cell Metab. 19 , 458–469 (2014).

CAS Google Scholar

Йошида, Х., Хейз, К., Янаги, Х., Юра, Т. и Мори, К. Идентификация цис--действующего элемента стрессового ответа эндоплазматического ретикулума, ответственного за индукцию транскрипции глюкозы в организме млекопитающих. регулируемые белки.Участие основных факторов транскрипции лейциновой молнии. J. Biol. Chem. 273 , 33741–33749 (1998).

CAS Google Scholar

Zhao, Q. et al. Митохондриальный специфический стрессовый ответ в клетках млекопитающих. EMBO J. 21 , 4411–4419 (2002).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Хейнс, К.М., Петрова, К., Бенедетти, К., Янг, Ю. и Рон, Д. ClpP опосредует активацию митохондриального ответа развернутого белка у C. elegans . Dev. Ячейка 13 , 467–480 (2007).

CAS Google Scholar

Наргунд, А. М., Пеллегрино, М. В., Фиорез, К. Дж., Бейкер, Б. М. и Хейнс, К. М. Эффективность импорта митохондрий ATFS-1 регулирует активацию митохондриального UPR. Наука 337 , 587–590 (2012).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Хейнс, К. М., Фиорез, К. Дж. И Лин, Ю. Ф. Оценка митохондриальной дисфункции и реагирование на нее: ответ митохондриального развернутого белка и не только. Trends Cell Biol. 23 , 311–318 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Durieux, J., Wolff, S. & Dillin, A. Клеточно-неавтономная природа долголетия, опосредованного транспортной цепью электронов. Cell 144 , 79–91 (2011). В этом отчете представлена концепция митокина.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ост, М. и др. Мышечный митогормез способствует выживанию клеток благодаря потоку серинового / глицинового пути. FASEB J. 29 , 1314–1328 (2015).

CAS Google Scholar

Дакер, Г. С. и Рабиновиц, Дж. Д. Одноуглеродный метаболизм в здоровье и болезнях. Cell Metab. 25 , 27–42 (2017).

CAS Google Scholar

Nilsson, R. et al. Экспрессия метаболических ферментов подчеркивает ключевую роль MTHFD2 и митохондриального фолатного пути при раке. Нат. Commun. 5 , 3128 (2014).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Fan, J. et al. Количественный анализ потока показывает, что производство НАДФН зависит от фолиевой кислоты. Nature 510 , 298–302 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Locasale, J. W. Серин, глицин и одноуглеродные единицы: полный цикл метаболизма рака. Нат.Rev. Cancer 13 , 572–583 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mehrmohamadi, M., Liu, X., Shestov, A. A. & Locasale, J. W. Характеристика использования метаболической сети серина при раке человека. Cell Rep. 9 , 1507–1519 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Бен-Сахра, И., Hoxhaj, G., Ricoult, S.J., Asara, J.M. & Manning, B.D. mTORC1 индуцирует синтез пурина посредством контроля митохондриального тетрагидрофолатного цикла. Наука 351 , 728–733 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

French, J. B. et al. Пространственная колокализация и функциональная связь пуриносом с митохондриями. Наука 351 , 733–737 (2016). Ссылки 90 и 91 устанавливают связь между митохондриальным фолатным циклом, mTORC1 и синтезом пуринов.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Camara, Y. et al. Введение дезоксирибонуклеозидов или ингибирование их катаболизма как фармакологический подход к синдрому истощения митохондриальной ДНК. Hum. Мол. Genet. 23 , 2459–2467 (2014).

CAS Google Scholar

Маруяма, Р., Shimizu, M., Li, J., Inoue, J. & Sato, R. Индукция фактора роста фибробластов 21 путем активации фактора транскрипции 4 регулируется посредством трех элементов ответа на аминокислоты в его промоторной области. Biosci. Biotechnol. Biochem. 80 , 929–934 (2016).

CAS Google Scholar

Suomalainen, A. et al. FGF-21 как биомаркер дефицита митохондриальной дыхательной цепи, проявляющегося в мышцах: диагностическое исследование. Lancet Neurol. 10 , 806–818 (2011).

CAS Google Scholar

Lehtonen, J. M. et al. FGF21 является биомаркером нарушений митохондриальной трансляции и поддержания мтДНК. Неврология 87 , 2290–2299 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Харитоненков А. и др. FGF-21 как новый метаболический регулятор. J. Clin. Вкладывать деньги. 115 , 1627–1635 (2005).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Badman, M. K. et al. Фактор роста печеночных фибробластов 21 регулируется PPARalpha и является ключевым медиатором метаболизма липидов в печени при кетотических состояниях. Cell Metab. 5 , 426–437 (2007).

CAS Google Scholar

Hsuchou, H., Pan, W. & Kastin, A.J. Полипептид натощак FGF21 может попадать в мозг из крови. Пептиды 28 , 2382–2386 (2007).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Яцуга С. и др. Фактор дифференциации роста 15 как полезный биомаркер митохондриальных нарушений. Ann. Neurol. 78 , 814–823 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

100

Ким, Дж.M. et al. Трансгенная мышь NAG-1 / GDF15 имеет меньше белой жировой ткани и меньшую воспалительную реакцию. Медиаторы воспаления. 2013 , 641851 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

101

Цай, В. В. и др. Цитокин суперсемейства TGF-b MIC-1 / GDF15 является физиологическим регулятором аппетита и массы тела. PLoS ONE 8 , e55174 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

102

Вай, Т.и другие. Несбалансированная обработка OPA1 и фрагментация митохондрий вызывают сердечную недостаточность у мышей. Наука 350 , aad0116 (2015).

Google Scholar

103

Goetz, R. et al. Молекулярное понимание клото-зависимого, эндокринного механизма действия членов подсемейства 19 фактора роста фибробластов. Мол. Клетка. Биол. 27 , 3417–3428 (2007).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

104

Бембен, М.Г. и Ламонт, Х.С. Добавки креатина и выполнение упражнений: недавние результаты. Sports Med. 35 , 107–125 (2005).

Google Scholar

105

Sugiura, A., McLelland, G. L., Fon, E. A. и McBride, H. M. Новый путь контроля качества митохондрий: везикулы митохондриального происхождения. EMBO J. 33 , 2142–2156 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

106

Нгуен, Т.Н., Падман, Б. С. и Лазару, М. Расшифровка молекулярных сигналов митофагии PINK1 / Паркина. Trends Cell Biol. 26 , 733–744 (2016).

CAS Google Scholar

107

Мерфи М. П. Как митохондрии производят активные формы кислорода. Biochem. J. 417 , 1–13 (2009).

CAS Google Scholar

108

Мерфи, М.P. et al. Раскрытие биологической роли активных форм кислорода. Cell Metab. 13 , 361–366 (2011).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

109

Речек, К. Р. и Чандель, Н. С. АФК-зависимая передача сигнала. Curr. Opin. Cell Biol. 33 , 8–13 (2015).

CAS Google Scholar

110

Альквист, К.J. et al. Уязвимость соматических клеток-предшественников к мутагенезу митохондриальной ДНК лежит в основе прогероидных фенотипов у мышей с мутатором Polg. Cell Metab. 15 , 100–109 (2012). Эта статья показывает, что накопление мутаций мтДНК в соматических стволовых клетках снижает их стволовость, обеспечивая механистическое объяснение митохондриальной прогерии.

CAS Google Scholar

111

Ahlqvist, K. J. et al.Мутагенез мтДНК нарушает удаление митохондрий во время созревания эритроидов, что приводит к усиленному разрушению эритроцитов. Нат. Commun. 6 , 6494 (2015).

CAS Google Scholar

112

Ito, K. et al. Регулирование окислительного стресса с помощью АТМ необходимо для самообновления гемопоэтических стволовых клеток. Nature 431 , 997–1002 (2004).

CAS Google Scholar

113

Ито, К.И Суда, Т. Метаболические требования для поддержания самообновляющихся стволовых клеток. Нат. Rev. Mol. Cell Biol. 15 , 243–256 (2014).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

114

Jain, I.H. et al. Гипоксия как терапия митохондриальных заболеваний. Наука 352 , 54–61 (2016). Этот отчет указывает на то, что кислород может играть роль в прогрессировании митохондриального заболевания и что индукция сигнальных путей гипоксии с помощью хронической гипоксии улучшает состояние мышей с митохондриальным заболеванием.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

115

Лейк, Н. Дж., Берд, М. Дж., Исоханни, П. и Паэтау, синдром А. Ли: невропатология и патогенез. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 74 , 482–492 (2015).

CAS Google Scholar

116

Яцуга С. и Суомалайнен А. Влияние лечения безафибратом на митохондриальную миопатию с поздним началом у мышей. Hum. Мол. Genet. 21 , 526–535 (2012).

CAS Google Scholar

117

Viscomi, C. et al. In vivo Коррекция дефицита ЦОГ путем активации оси AMPK / PGC-1альфа. Cell Metab. 14 , 80–90 (2011). Ссылки 116 и 117, которые реализуют идею, первоначально предложенную Карлосом Мораесом и его коллегами, закладывают основу для испытаний терапии, индуцирующей митохондриальный биогенез, показывая, что индукция PPAR и активация митохондриального окислительного метаболизма полезны для мышц, которые имеют митохондриальные клетки. дисфункция.

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

118

Ahola-Erkkila, S. et al. Кетогенная диета замедляет прогрессирование митохондриальной миопатии у мышей. Hum. Мол. Genet. 19 , 1974–1984 (2010).

CAS Google Scholar

119

Johnson, S.C. et al. Ингибирование mTOR облегчает митохондриальные заболевания на мышиной модели синдрома Ли. Наука 343 , 1524–1528 (2013).

Google Scholar

120

Ахола, С. и др. Модифицированная диета Аткинса вызывает подострый избирательный лизис рваных красных волокон у пациентов с митохондриальной миопатией. EMBO Mol. Med. 8 , 1234–1247 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

121

Luoma, P. et al. Паркинсонизм, преждевременная менопауза и гамма-мутации митохондриальной ДНК-полимеразы: клинические и молекулярно-генетические исследования. Ланцет 364 , 875–882 (2004).

CAS Google Scholar

122

Балох, Р. Х., Салаваджоне, Э., Милбрандт, Дж. И Пестронк, А. Семейный паркинсонизм и офтальмоплегия, вызванные мутацией в митохондриальной ДНК-геликазе, мерцают. Arch. Neurol. 64 , 998–1000 (2007).

Google Scholar

123

Бендер А. и др.Высокий уровень делеций митохондриальной ДНК в нейронах черного вещества при старении и болезни Паркинсона. Нат. Genet. 38 , 515–517 (2006).

CAS Google Scholar

124

Ост, М. и др. Адаптация митохондриального стресса в мышцах действует независимо от эндогенного действия FGF21. Мол. Метаб. 5 , 79–90 (2016).

CAS Google Scholar

125

Soleimanpour-Lichaei, H.R. et al. mtRF1a представляет собой фактор высвобождения трансляции митохондрий человека, декодирующий основные кодоны терминации UAA и UAG. Мол. Ячейка 27 , 745–757 (2007).

CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

126

Линд, К., Сунд, Дж. И Аквист, Дж. Специфичность считывания кодонов факторов высвобождения митохондрий и прекращение трансляции нестандартных стоп-кодонов. Нат. Commun. 4 , 2940 (2013).

Google Scholar

127

Акабане, С., Уэда, Т., Нирхаус, К. Х. и Такеучи, Н. Спасение рибосом и терминация трансляции нестандартных стоп-кодонов с помощью ICT1 в митохондриях млекопитающих. PLoS Genet. 10 , e1004616 (2014).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Опосредованная mTORC1 активация ATF4 способствует синтезу белка и глутатиона ниже сигналов роста

Существенные изменения:
1) Это исследование идентифицирует перекрытие между ATF4-зависимой экспрессией гена в ответ на пути ISR и mTORC1.Однако анализ не дает понимания лежащего в основе механизма. Что объясняет различные подмножества экспрессии ATF4-зависимых генов в этих условиях? В разделе «Обсуждение» рукописи предполагается, что это может быть связано с различиями в экспрессии ATF4 (высокая или низкая) или с дифференциальным участием гетеродимерных партнеров ATF4, но никаких экспериментальных тестов этих предсказаний не представлено. Разница также может быть связана с комбинаторным действием ATF4 с другими факторами транскрипции на промоторы генов, которые по-разному активируются посредством ISR по сравнению с другими факторами транскрипции.mTORC1. Был бы полезен сравнительный биоинформатический анализ промоторов, соответствующих дифференциально экспрессируемым генам. Более того, в этих условиях требуется биохимический анализ ATF4, включая анализ гетеромерных партнеров и анализ связывания ДНК.

Этот важный вопрос неизвестен для большинства исследований ATF4, который может быть активирован множеством различных вышестоящих стрессовых сигналов, в дополнение к передаче сигналов фактора роста через mTORC1, чтобы вызвать как специфические, так и перекрывающиеся генные ответы.Учитывая, что ATF4-зависимые цели, которые, как было обнаружено, являются общими для передачи сигналов ISR и mTORC1 в нашем анализе, представляют собой многие из канонически сообщаемых целей ATF4 в других условиях, мы предположили и обсудили в нашем первоначальном сообщении, что они могут представлять те цели, которые являются наиболее чувствительными. к индукции уровня белка ATF4. В соответствии с этой идеей, анализ 774 генов, значительно индуцированных туникамицином ATF4-зависимым образом (рис. 1 — исходные данные 1), показывает, что 61 ген, также значительно индуцируемый инсулином и чувствительный к рапамицину, значительно обогащен среди самых популярных генов. 100 наиболее значимо индуцируются туникамицином (показаны красным на новом рисунке 1E, отдельные гены обозначены на рисунке 1 — исходные данные 1).

New Figure 2: Как было предложено, мы также использовали два биоинформатических подхода для анализа промоторов этих ATF4-зависимых генов-мишеней. Во-первых, мы использовали инструмент CiiiDER для прогнозирования ДНК-связывающих мотивов факторов транскрипции в промоторах 61 ATF4-зависимого гена, общего для передачи сигналов ISR и mTORC1, по сравнению с топ-200 генами ISR only. Это сработало довольно хорошо и показало, что C / EBP-связывающие мотивы являются наиболее обогащенными среди общих генов, тогда как связывающие мотивы для семейства факторов транскрипции TEAD были обогащены только для генов ISR (новый рисунок 2A).Это последнее наблюдение интересно в свете недавних исследований, показывающих, что TEAD и его партнеры по связыванию YAP / TAZ, нижестоящие мишени пути Hippo, активируются ER стрессом и могут взаимодействовать с мишенями UPR (PMID: 25695629; PMID: 31558567). Наш второй беспристрастный анализ использовал базу данных Cistrome опубликованных и курируемых исследований ChIP-seq по всему геному, чтобы определить, были ли обнаружены специфические факторы транскрипции для взаимодействия с промоторами 61 гена с общей регуляцией. Еще раз, среди исследований ChIP-seq было обнаружено, что семейство факторов транскрипции C / EBP наиболее часто связывается с промоторами этих генов (новый рисунок 2B).

ATF4 может гетеродимеризоваться со всем семейством C / EBP (PMID: 12805554). Таким образом, чтобы продолжить наши биоинформатические наблюдения с помощью функциональных анализов, мы использовали siRNA-опосредованный нокдаун отдельных изоформ C / EBP (α, β, δ, γ) и ATF4 и исследовали экспрессию репрезентативных генов из различных функциональных категорий ( Mthfd2 , Slc7a5 , Aars ) из списка 61 ATF4-зависимой цели, совместно используемой mTORC1 и ISR в их регулировании. Этот анализ выявил высокую степень перекрестной регуляции между этими разными изоформами и ATF4 в регуляции их собственных транскриптов, что затруднило оценку прямого воздействия одного или нескольких из этих членов семейства C / EBP на нижестоящие мишени (новый рисунок 2C). .К сожалению, мы не смогли идентифицировать надежные изоформ-специфичные антитела C / EBP, которые давали четкие и воспроизводимые сигналы с помощью иммуноблоттинга или IP из лизатов MEF, с антителами, протестированными с использованием siRNA-опосредованного нокдауна в качестве контроля для соответствующих полос. В разной степени C / EBPβ, δ и γ нокдауны снижают экспрессию всех тестируемых мишеней, но только C / EBPγ делает это для каждого гена, не влияя на уровни белка ATF4 (новый рисунок 2C, D). Интересно, что многие из 61 общего идентифицированного гена перекрываются с генами, которые, как было установлено ранее, регулируются ATF4 посредством гетеродимеризации с C / EBPγ в ответ на стресс, связанный с лишением аминокислот (PMID: 26667036).Таким образом, мы использовали siRNA-опосредованный нокдаун ATF4 или C / EBPγ, чтобы определить влияние этих репрезентативных мишеней на инсулин и рапамицин (новый рисунок 2D). Эти данные продемонстрировали, что C / EBPγ требуется для индукции этих генов инсулином, а также для стимулированного инсулином увеличения экспрессии гена ATF4. Вместе наш новый биоинформатический анализ и функциональные данные предполагают, что участие C / EBPγ отвечает по крайней мере за часть программы экспрессии ATF4-зависимого гена, разделяемой между передачей сигналов mTORC1 и ISR.Однако, как показано при использовании кДНК ATF4, устойчивой к рапамицину, mTORC1-опосредованная регуляция этих генов-мишеней в основном осуществляется за счет воздействия на уровни белка ATF4.

2) Рис. 2A и E. Авторам необходимо объяснить несоответствие между уровнями РНК и белка. Может оказаться полезным денситометрический анализ белковых пятен. Более того, авторы должны показать уровни белка из подгруппы генов «переносчиков аминокислот», как они это делали с генами «заряжающей тРНК» и генами «синтеза аминокислот» на рисунках 2D и E.

Уровни транскрипта и белка часто не совпадают, учитывая, что на содержание белка независимо влияют различные скорости трансляции, стабильности и деградации. Количественная оценка этих блотов была облегчена использованием системы визуализации LICOR Odyssey Imaging System, которая обеспечивает линейную количественную оценку, а не результаты, полученные с помощью методов блоттинга с ферментной связью. Соответствующее количественное определение белка блотов на рисунке 2D-E теперь представлено как новый рисунок 3 — приложение к рисунку 1C-D.Мы протестировали антитела вместе с контролями siRNA на специфичность для переносчиков нескольких аминокислот, которые, как было обнаружено, регулируются на уровне транскрипта с помощью передачи сигналов mTORC1 через ATF4, включая SLC7A5, SLC3A2 / CD98, SLC1A5 и SLC7A11. Некоторые из этих антител работают для блоттинга экстрактов белков человека, но, к сожалению, только SLC7A11 давал специфическую полосу, которая уменьшалась с помощью siRNAs в MEF (новый рисунок 6 — приложение к рисунку 1A), см. Комментарий 5 ниже.

3) MYC контролирует несколько переносчиков аминокислот (PMID: 32022686).Так как MYC может быть активирован ниже mTORC1, авт. Должны исследовать вклад MYC в экспрессию переносчика аминокислот в клетках Tsc2 ^{— / —}.

Мы расширили наш анализ генных мишеней ATF4, включив в него как переносчики аминокислот ( Slc7a11 , Slc7a5 , Slc3a2 и Slc1a5 ), так и гены синтеза незаменимых аминокислот ( Psat1 f и Msat1 th и ), некоторые из которых регулируются Myc в других настройках.Хотя было обнаружено, что некоторые из них значительно уменьшаются с помощью siRNA-опосредованного нокдауна c-Myc, во всех случаях нокдаун ATF4 более сильно и значительно снижает их экспрессию (новый рисунок 3 — рисунок в приложении 1L).

4) Рисунок 3D. Авторам необходимо показать уровни белка мишеней ATF4 (как они это сделали на рисунке 3C), чтобы продемонстрировать устойчивость к рапамицину на уровне белка. Это важно из-за несоответствий между экспрессией РНК и белка, показанной на рис. 2A и E.

Как упоминалось в комментарии 2 выше, мы не ожидаем совпадения экспрессии РНК и белка по степени изменений. Тем не менее, мы подтвердили с помощью иммуноблоттинга, что уровни белков, кодируемых конкретными мишенями гена ATF4, действительно повышены и устойчивы к рапамицину в клетках с нокаутом ATF4, восстановленных с помощью кДНК ATF4, лишенной своего 5’UTR, но не мутантной версии этой кДНК по ATF4-DBD. (новый рисунок 4 — приложение к рисунку 1).

5) Рисунок 5B, C. Авторы должны показать уровни белка Slc7a11 и Slc3a2, чтобы продемонстрировать дифференциальную чувствительность к рапамицину в различных клеточных линиях.

После тестирования нескольких различных коммерчески доступных антител мы смогли найти антитела SLC7a11, которые специфически и надежно распознавали этот белок в экстрактах белков мыши или человека, а также антитело SLC3A2 / CD98, которое работает с белками человека. Подтверждение SiRNA антитела SLC7A11 в MEF представлено на новом рисунке 6 — приложение к рисунку 1A. В соответствии с регулируемыми mTORC1 изменениями уровней транскрипта, описанными в линиях мышей и людей в исходной рукописи, мы обнаружили, что ингибиторы mTOR значительно снижают уровни белка SLC7A11 в MEF Tsc2 ^{— / —} (новый рисунок 6D и количественно на новом рисунке. 6 — приложение к рисунку 1B), а в MEF дикого типа инсулин стимулирует увеличение белка SLC7A11 способом, который чувствителен к ингибиторам mTOR (новый рисунок 6E и количественно определен на новом рисунке 6 — приложение к рисунку 1C).Уровни белка SLC7A11, но не SLC3A2 / CD98, также значительно чувствительны к ингибиторам mTOR в человеческих клетках LNCaP и PC3 (новый рисунок 6F и рисунок 6 — приложение к рисунку 1F-H). Как указано выше, эти блоты были количественно определены с использованием системы LICOR.

6) Рисунок 5E. Авторы заключают, что существует критическая роль mTORC1 в контроле поглощения цистина через ATF4. Однако добавление цистина полностью восстанавливает рост клеток, истощенных по ATF4. Как это возможно, если уровни транспортера будут снижены из-за отсутствия ATF4?

Существует очевидная путаница между цистеином (Cys) и цистином (Cys ₂), отраженная в этом комментарии.Рисунок (теперь фиг. 6H) и сопровождающий текст описывают восстановление пролиферации цистеином, но не цистином, что также наблюдается на фиг. 7F для уровней глутатиона. Как отмечено в тексте, цистеин попадает в клетки через переносчики нейтральных аминокислот, которые не регулируются ATF4, как это происходит с SLC7A11-зависимым транспортом цистина.

7) На рис. 6Н авторы утверждают, что уровни глутатиона восстанавливались в клетках Atf4 ^{— / —} при экзогенной экспрессии ATF4 посредством активации Slc7a11.Однако ATF4 также регулирует субъединицы уровней глутамат-цистеинлигазы (PMID: 17297441). Каковы уровни Gclc и Gclm в ячейках Atf4 ^{— / —} на рис. 6G и H? Авторы должны измерить эти белки в общем ATF4-KO вместо использования siRNA (Рисунок 7 — приложение к рисунку 1E).

В соответствии с нашими данными, показанными в отношении чувствительной к рапамицину экспрессии транскриптов Gclc и Gclm, на которые не влиял siRNA-опосредованный нокдаун ATF4 (Рисунок 7 — рисунок в приложении 1D-E), только незначительные изменения в уровнях белка GCLC и GCLM были обнаружены с помощью Нокаут ATF4 в клетках дикого типа или нокаут и восстановление в Tsc2 ^{— / —} клетках (Фигура 7 — рисунок в приложении 1F-G).Инсулин стимулировал умеренное увеличение уровней этих белков как в MEF дикого типа, так и в нокаутированных по ATF4, способом, чувствительным к ингибиторам mTOR, но mTORC1-опосредованные эффекты на эти белки не были очевидны в клетках Tsc2 ^{— / —} с ATF4 или без него. Таким образом, в этих условиях мы не наблюдаем воспроизводимых эффектов на уровни компонентов ферментного комплекса GCL, которые могли бы объяснить наблюдаемые эффекты передачи сигналов mTORC1, ATF4, SLC7A11 и цистеина на внутриклеточное содержание глутатиона, подробно описанное на рисунке 7.

https://doi.org/10.7554/eLife.63326.sa2
3 метки для идентификации взрывчатых веществ до и после взрыва | Сдерживание угрозы от незаконных бомбардировок: комплексная национальная стратегия маркировки, маркировки, обезвреживания и лицензирования взрывчатых веществ и их прекурсоров
(Schärer, 1996) показывают, что некоторые взрывчатые вещества могут быть помечены метками. Дополнительное разнообразие и более крупный масштаб использования взрывчатых веществ в США означает, что опыт Швейцарии не дает окончательных рекомендаций для США.С. Размещение теггантов.
Идентификационные метки могут предоставить правоохранительным органам дополнительный инструмент при раскрытии и преследовании уголовных дел. В зависимости от тщательности ведения записей о продажах и распространении информация, закодированная с помощью тегов, может помочь в идентификации типа и источника незаконно используемого взрывчатого вещества. Кроме того, наличие меток может иметь значение для увязки взрывчатых веществ, обнаруженных у подозреваемого, с взрывчатыми веществами, использованными в преступном деянии, хотя существуют нерешенные юридические вопросы, связанные с использованием таких доказательств в уголовном судопроизводстве.
Технические критерии необходимо учитывать при оценке любой концепции taggant. Этими критериями являются безопасность при производстве и использовании, влияние на характеристики взрывчатых веществ, полезность для правоохранительных органов (включая простоту контрмер, проблемы перекрестного заражения, полезность для судебно-медицинской экспертизы и прокуратуры, а также живучесть при взрыве), экологическая приемлемость, невосприимчивость к загрязнению. добываемый продукт, затраты (на материал метки, переработку и учет) и универсальность применения.
Только одна концепция taggant — закодированный материал в виде твердых частиц — была подвергнута обширной технической оценке и имеет долгую историю использования. В конце 1970-х Бюро по алкоголю, табаку и огнестрельному оружию профинансировало проведение компанией Aerospace Corporation оценки метки Microtrace (Aerospace, 1980b). Кроме того, этот теггант используется для идентификационной маркировки взрывчатых веществ в Швейцарии с 1980 года (Schärer, 1996).
Были предложены и другие концепции taggant, но они не вышли за рамки стадии исследований и разработок. Некоторые концепции теггантов, представленные комитету, требуют введения тегганта во взрывчатое вещество на уровне не более нескольких частей на миллион. Добавки на таких низких уровнях, вероятно, будут достаточно близко соответствовать необходимым техническим критериям меток, но рекомендация по добавлению этих идентификационных меток не может быть сделана в настоящее время без успешной демонстрации и тестирования по этим критериям.
Затраты сравниваются с общими показателями U.S. реализация программы taggant. Неопределенности относительно долгосрочного сохранения в окружающей среде, загрязнения продукта, диапазона затрат и возможных проблем безопасности выступают против широкомасштабного внедрения маркировки взрывчатых веществ (включая нитрат аммония) в настоящее время.
Программа taggant, ограниченная взрывчатыми веществами, чувствительными к крышкам, вызовет меньше опасений относительно затрат, стойкости в окружающей среде и загрязнения продукции
Глоссарий
Объяснение терминов, слов и фраз, которые мы все используем
A
Прилипший — микроорганизм со сродством к закреплению, прикрепленный к поверхности, такой как иммобилизованные клетки или стволовые клетки или микроорганизмы в целом, прикрепляющиеся к поверхности.
Аэробный — рост в присутствии кислорода.
Аэрация — добавление газа в жидкость. Как барботаж газов O ² или CO ² в жидкость в биореакторе или ферментере. Когда это делается через пористое тело, становится важным угол контакта корпуса разбрызгивателя.
Affinity — притяжение между частицами или веществами.
Aglaea — это чередующийся (пульсирующий, двунаправленный, возвратно-поступательный) теплообменник жидкости (не насос) и интегрированная часть пакета CellTernate Perfusion-SUB
Алгея — — очень большая и разнообразная группа простых в воде живых эукариотических организмов.
Аморфный — некристаллическая структура материала
Анаэробный — Выращивание в отсутствие воздуха или кислорода.
Ангстроем — единица длины, равная 10 ^-10 м (одна десятимиллиардная метра). Назван в честь Андерса Йонаса Ангстрема (1814–1874).
Антитело — ряд белков крови, борющихся с инфекциями, которые маркируют, нейтрализуют и помогают деактивировать чужеродные микроорганизмы или токсины.Различные антитела секретируются разными B-клетками (B-лимфоцитами) иммунной системой организма млекопитающего, борющейся с болезнями. См. Поликлональные антитела и Моноклональные антитела.
Anti Foam — химическая жидкость (например, поверхностно-активное вещество Pluronic F68), добавляемая в среду во время культивирования для уменьшения пенообразования и связанных с этим проблем с повреждением микроорганизмов и блокировкой стерильных фильтров и т. Д.
ASC — Взрослые стволовые клетки — недифференцированные клетки, обнаруживаемые в тканях или органах тела после эмбрионального развития, которые способны к самообновлению и дифференцироваться в специализированные клетки для пополнения умирающих клеток и регенерации поврежденных тканей.
A-SUE — Чередующийся одноразовый теплообменник, такой как Thalia SUE. Напротив O-SUP.
Переменный тангенциальный поток — ATF — метод работы в режиме перфузии для продолжения культивирования в полустационарных условиях. Последовательно порция бульона (питательный раствор) отбирается из биореактора и попеременно (возвратно-поступательно) проходит через пористую мембрану. Мембрана обеспечивает удержание клеток в бульоне внутри бульона (биореактора), позволяя продукту проходить через мембрану.
Изначально технология и концепция продвигались в течение почти 20 лет компанией RefineTech, с 2014 года — компанией Repligen.
С 2018 года Thalia A-SUE доступна в одноразовой версии от PerfuseCell, интегрированной с SUB на 500 мл или 3.200 мл под торговой маркой CellRetention ™.
ATF считается противоположностью TFF — Tangential-Flow-Filtration .
AODPD — Одноразовые насосы прямого вытеснения с пневматической диафрагмой доступны на сайте www.pumpcell.com
Aseptic — Стерильно, без бактерий и вирусов.
Assay — Методика тестирования для измерения биологической реакции или определения таких характеристик, как состав, чистота, активность и вес.
ATF — см. Переменный тангенциальный поток.
Atropos — красное программное обеспечение приводного блока для элементов одноразового насоса Euterpe с пневматической мембраной и положительным вытеснением (AODPD), доступное на сайте www.pumpcell.com. (Атропос перерезал нить, конец жизни человека — одна из Трех Судеб (сестры Мойры) отца Зевса и матери Фемиды)
Автоклавирование — Автоклавы используют сжатый пар для уничтожения микроорганизмов и являются наиболее надежными системами, доступными для обеззараживания лабораторных отходов и стерилизации лабораторной посуды, сред и реагентов. Несколько требовательны к средствам и ресурсам.
Аутологичная клеточная терапия — Терапия с использованием клеток, полученных из собственного тела пациента.Это часто включает извлечение клеток и этап их выращивания и размножения ex vivo (вне тела) перед трансплантацией обратно пациенту. Также известен как персонализированная медицина.
B
Бактерии — устойчивый микроорганизм с прочной клеточной стенкой, быстрорастущий, часто с 20-минутным временем удвоения, высокой потребностью в кислороде, продукт часто внутриклеточный, ограничен в способности продуцировать молекулы размером более 50 кДа, не может производить полностью гуманизированные антитела.
Партия — метод работы биореактора, при котором не добавляется свежая среда и не удаляются использованные среды и / или культуральная жидкость, обычно длящийся менее одной недели.
BactoVessel ™ — продукт для замены одноразового ферментера и обычного реактора с перемешивающим резервуаром, разработанный специально для ферментации бактерий, дрожжей, грибков и т. Д. Доступен на сайте www.cercell.com
Мешок — гибкий (чаще всего одноразовый) контейнер из тонкой пластиковой фольги, предназначенный для различных целей, приготовления и хранения сред, контейнер для биореактора, хранилище продуктов, размер от 250 мл до 2 м ³.
Бета-лучи — те же, что и Облучение электронным пучком — разница бета и гамма
BioBLU ™ — одноразовый биореактор на основе полистирола объемом от 0,3 до 50 литров для периодического или периодического культивирования с подпиткой различных клеточных линий в суспензии, производимый Eppendorf
Биопрепараты, биопродукты, биотерапевтические препараты и биологические материалы — широкий спектр медицинских и терапевтических продуктов и препаратов, таких как: антибиотики, антитела, рекомбинантные антитела, моноклональные антитела, вакцины, белки, рекомбинантные белки, молекулы белков, компоненты крови, аллергены. , соматические (взрослые) стволовые клетки, ткани, созданные в результате биологических процессов — обычно считаются большими молекулами и часто противоположны химическим материалам промышленного производства, таким как таблетки на основе порошка
Биомасса — сухой вес биологических продуктов, микроорганизмов, полученных из живых или недавно появившихся микроорганизмов в данной среде обитания или среде.
Датчик биомассы — датчик для измерения биомассы, основанный на емкостных характеристиках крупных микроорганизмов от Aber Instruments или путем измерения мелких микроорганизмов, частиц, также известных как оптическая плотность (OD), непрозрачность, доступный от компании Hamilton. .
Биореактор — означает физическое устройство, контейнер, мешок, сосуд, которые поддерживают биологически активную среду, подходящую для культивирования микроорганизмов, таких как линии клеток млекопитающих, выполняющие желаемый процесс, при котором микроорганизмы заселяются внутри биореактора. отсек.
BHK — Клетки почек детеныша хомячка, линия прикрепленных клеток, обычно выращиваемая в средах с высоким содержанием сыворотки. Клетки были получены в 1961 г. И. А. Макферсоном и М. Г. П. Стокером.
Бульон — жидкое содержание в ферментере или биореакторе. Среда (вода, глюкоза, питательные вещества и т. Д.) С взвешенными микроорганизмами (клетками), мертвыми микроорганизмами, лактатом и отходами.
Buffer — раствор, содержащий слабую кислоту и сопряженное основание этой кислоты.
С
Картридж — устройство для фильтрации или разделения, имеющее пористую мембрану, заключенную в корпус. Картридж CFF обычно содержит порты для подачи, пермеата и ретентата.
Полости — отверстия или небольшие отверстия, часто в зубах, в данном случае происходящие из пещеры, что означает объем от метра до микрометра, открытый по крайней мере с одного конца.
Кавитация — это образование паровых полостей в жидкости, кавитация обычно возникает, когда жидкость подвергается быстрым изменениям давления, которые вызывают образование полостей, где давление относительно низкое.Под воздействием более высокого давления пустоты взрываются и могут генерировать мощную ударную волну.
CE — Маркировка CE является сертификационным знаком, который указывает на соответствие стандартам здоровья, безопасности и защиты окружающей среды для продуктов, продаваемых в Европейской экономической зоне (ЕЭЗ).
Плотность клеток — микроорганизм измеряется в миллионах на миллилитр, измеряется по принципу оптической плотности или принципу емкости. Поставщиками емкостных датчиков являются известные компании Aber и Hamilton.
CellMembra ™ — перфузионный биореактор одноразового использования ( P-SUB ), предназначенный для удержания клеток высокой плотности с помощью встроенной диафрагмы Clio Односторонний одноразовый насос и устройство с фильтром из полого волокна работа в режиме рециркуляции-тангенциального потока ( RTF ). Доступно на www.perfusecell.com
Удержание клеток — например, в перфузионном биореакторе, объединяющем устройство разделения, такое как фильтр с полыми волокнами (HFF), с размером пор, значительно меньшим, чем обрабатываемые клетки.Промывка бульона вдоль HFF позволяет средам, удалению урожая и удержанию клеток.
CellRetention ™ — Перфузионный одноразовый биореактор ( Perfusion-SUB ), разработанный для удержания клеток высокой плотности. Одноразовый продукт PerfuseCell объемом 500 мл и 3.200 мл под торговой маркой CellRetention ™. Включает: SUB, SUS, одноразовый HFF, чередующийся одноразовый теплообменник Thalia (A-SUE) на основе концепции ATF.
CellReady ™ — нестандартный одноразовый биореактор из поликарбоната с объемом емкости 3 литра для культивирования различных клеточных линий в суспензии, производимой Millipore.
CellRider ™ — семейство (HighRider и LowRider) Perfusion-Ready-SUB. HighRider для использования с системами ATF и LowRider для центробежных насосов ( Levitronix ) в установке TFF — продукт доступен на сайте www.cercell.com
CellTernate ™ — семейство Perfusion-SUB, готовых к использованию на ATF-2, управляемом контроллером Repligen C-24 — продукт доступен на сайте www.perfusecell.com
CellTank ™ — одноразовый биореактор непрерывной перфузии ( CP-SUB ), используемый для культивирования различных клеточных линий в условиях устойчивого состояния.Включает CerCore и доступен на сайте www.prolifecell.com
CellVessel ™ — настраиваемый одноразовый биореактор (SUB), разработанный для периодического или периодического культивирования с подпиткой различных клеточных линий в суспензии, производимый www.cercell.com
Центрифуга — устройство, которое подвергает суспензию воздействию высоких перегрузок с целью разделения осадка и надосадочной жидкости разной плотности.
Керамика — это предметы, изготовленные из неорганических неметаллических материалов.Керамика имеет кристаллическую или аморфную структуру. Керамика, используемая в фармацевтической промышленности, чаще всего основана на оксиде алюминия (Al2O3) и характеризуется исключительными физическими свойствами (например, прочностью, твердостью, вязкостью разрушения).
CerCore ™ — или известный как CellCore ™ — запатентованная концепция каркаса с непрерывной перфузией-одноразовым биореактором (CP-SUB), доступная от компании ProlifeCell, способная эффективно экспрессировать продукт из суспензионных клеток, прикрепленных клеток или непрерывно пролиферируют стволовые клетки с высокой плотностью клеток.Для пролиферации стволовых клеток каркас CerCore SUB в сочетании с концепцией CerPhragm SUP позволяет избежать использования трипсина для сбора стволовых клеток. Доступно на сайте www.prolifecell.com
CerPhragm ™ — запатентованная концепция одноразового насоса (SUP), доступная от компании PumpCell, способная заменить как перистальтический, так и центробежный насос. Не требуется никаких внешних устройств для измерения объемов или массового расхода.
CFF — Фильтр с перекрестным потоком — это принцип разделения, который позволяет выбранным компонентам, взвешенным в жидкости, проходить через пористую мембрану.Одним из таких устройств может быть система «пластина и рама» или устройство с фильтром из полых волокон (HFF), состоящее из ряда параллельно расположенных экструдированных соломок с пористыми стенками, расположенных внутри прозрачной пластиковой трубки.
CFR 21 часть 11 — касается «Электронных записей и электронных подписей» в редакции FDA США.
CFR 21 часть 58 — касается GLP — Надлежащая лабораторная практика под редакцией FDA США.
Химические материалы, производимые в промышленности — такие как пилюли с небольшими молекулами на основе порошка, как правило, противоположные большим молекулам, производимым биологическим путем.
Chemostat — перфузионная партия — биореактор, в который непрерывно добавляется свежая среда, а культуральная жидкость непрерывно удаляется, чтобы поддерживать постоянный объем культуры.
CHO — Клетки яичника китайского хомячка происходят из работы, выполненной в 1957 году Теодором Паком в США. С 1987 года CHO широко используется в биотехнологии и медицинских исследованиях и экспрессии биологических препаратов. Сегодня клетки СНО являются наиболее часто используемыми хозяевами млекопитающих для промышленного культивирования для экспрессии внеклеточных терапевтических рекомбинантных белков.У хомяков всего 22 хромосомы, а размер клеток CHO обычно составляет 15-18 мкм. Геном полностью описан на сайте www.chogenome.org
.
Хроматография — метод очистки или захвата с использованием устройства, содержащего хроматографические активные материалы, обычно в процессе очистки для захвата и / или разделения белков требуется одна или несколько стадий.
CIP — Очистка на месте.
Clio ™ — односторонний одноразовый насос (O-SUP), способный заменить различные насосы в сочетании с продуктом CellMembra , доступным от компании PerfuseCell.Характеризуется однонаправленным потоком, высокой точностью, не требует калибровки, передает любую жидкость (или смесь газа и жидкости) (Клио — одна из дочерей Зевса и Мнемозины).
Clotho ™ — зеленое программное обеспечение приводного блока для CellMembra ™ или CellRetention ™, полупродолжительный перфузионный биореактор одноразового использования, оба доступны на сайте www.perfusecell.com. Клото водит как Clio O-SUP, так и Thalia A-SUE. (Клото плетет нить человеческой жизни и одну из Трех Судеб (сестры Мойры) отца Зевса и матери Фемиды)
CMO — Организация контрактного производства.
Свод федеральных правил — CFR — регулируются и редактируются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).
Коллаген — это группа природных белков, обнаруженных у млекопитающих, таких как кожа, сухожилия, сосудистая лигатура, органы, кости, клеточная мембрана, волосы, плацента.
Отсек — определяет заполненный жидкостью корпус в заполненном жидкостью сосуде биореактора, в котором размещаются и культивируются микроорганизмы.
Концентрат — также известный как ретентат, чаще всего возвращается в биореактор.Часть бульона в процессе культивирования, которая не проходит через мембрану с поперечной фильтрацией.
Концентрация — Процесс фильтрации с перекрестным потоком, при котором компоненты, которые не проходят через мембрану, остаются в контуре подачи и, следовательно, увеличиваются в концентрации по мере того, как фильтрат покидает систему. Эффект используется в перфузионных биореакторах, где количество клеток может в 10 раз превышать обычное количество клеток в биореакторе периодического действия суспензии.
Электропроводность — это показатель того, насколько хорошо раствор проводит электричество.Для протекания тока раствор должен содержать заряженные частицы или ионы. Большинство измерений проводимости проводится в водных растворах, а ионы, отвечающие за проводимость, поступают из растворенных в воде электролитов. Соли (например, хлорид натрия и сульфат магния), кислоты (например, соляная кислота и уксусная кислота) и основания (например, гидроксид натрия и аммиак) являются электролитами. Хотя вода сама по себе не является электролитом, она имеет очень низкую проводимость, что означает присутствие по крайней мере некоторых ионов.Ионы представляют собой водород и гидроксид, и они возникают в результате диссоциации молекулярной воды.
Configurator Tool — любой может настроить свой собственный SUB или SUF объемом 500–30 000 мл с помощью инструмента, доступного на сайте www.cercell.com. Концепция и подробное описание «настраиваемого унифицированного продукта» восходит к эпохе китайской династии Сун (960 — 1279), где Yingzao Fashi стал архитектурным стандартом для всех официальных зданий. Это печатное руководство из 34 глав, созданное Ли Цзе (1065 — 1110), является старейшей в мире технической книгой массового производства с правилами, положениями, бухгалтерской информацией и информацией о стоимости, стандартами для материалов, используемых в полностью конфигурируемой конструкции, и классификацией различных необходимых ремесел.
Confluence — прилипшие клетки млекопитающих размножаются и покрывают всю доступную поверхность.
Угол смачивания — взаимодействие жидкой капли с твердой поверхностью. Измеряется в градусах (0–180 °), где у большинства полимеров угол контакта превышает 90 °, а у многих металлов и стекла угол контакта меньше 90 °. Проверено добавлением капли воды. Очень важно соблюдать и осознавать углы смачивания, когда газ проходит через пористое тело из твердых частиц для целей аэрации в биореакторе .Смачиваемость также выражается как гидрофобных или гидрофильных твердых поверхностей.
Непрерывное культивирование — стационарные условия с постоянной заменой среды, свежая среда против использованной и сбор урожая из реактора. Микроорганизмы могут находиться в статическом состоянии в уплотненном слое, обеспечивая постоянный поток среды.
Поперечный фильтр — см. CFF и TFF и Мембрана из полого волокна
CP-SUB — Continuous-Perfusion-SUB — каркас ( CerCore ) на основе SUB для экспрессии продукта с высокой плотностью клеток или пролиферации стволовых клеток.Включает мембранный насос и одноразовые датчики. Доступно на сайте www.prolifecell.com
Культивирование — размещение микроорганизма в отсеке биореактора для производственных целей, таких как экспрессия молекулы или пролиферация, обычно выполняемая линиями клеток млекопитающих или линиями клеток насекомых.
D
Дальтон — единица молекулярной массы, почти такая же, как у атома водорода, молекулы инсулина — 6 кДа, кальцитонин — 45 кДа, ламинин — 150 кДа.Назван в честь Джона Далтона (1766–1844), английского химика, метролога и физика.
Глубинный фильтр — обычно толстая стенка фильтра, которая улавливает загрязнения внутри своей пористой структуры с помощью улавливания и адсорбции.
Диа-фильтрация — это установка, в которой используются ультрафильтрационные мембраны для удаления солей или других микросолят из раствора. Небольшие молекулы отделяются от раствора, при этом более крупные молекулы остаются в ретентате.
Мембранный насос — поршневой насос, в котором используется комбинация возвратно-поступательного действия резиновой или термопластической диафрагмы и подходящих клапанов для управления впуском и выпуском — усовершенствованный высокоточный насос с плавающей диафрагмой, разработанный и доступный как Clio, Thalia и Euterpe и CerPhragm с сайта www.pumpcell.com
Дифференциация — Процесс, при котором стволовая клетка становится специализированным типом клеток для выполнения определенных задач.
Диффузия — движение молекул газа через стенку, вызванное градиентом концентрации.
Растворенный кислород — DO — это относительная мера концентрации кислорода, растворенного в жидкой среде / бульоне, как пропорция максимальной концентрации, которая может быть растворена в этой среде.
Одноразовые — относится к продукту, который обычно изготавливается из материалов, предпочтительно взятых из группы гибких, полужестких и жестких материалов, например из группы полимеров, термополимеров, термоотверждающихся полимеров и эластичных полимеров.
DMEM — среда Игла, модифицированная Дульбекко.
ДНК — Дезоксирибонуклеиновая кислота — — это молекула, состоящая из двух цепей, которые обвиваются вокруг друг друга, образуя двойную спираль, несущую генетические инструкции для развития, функционирования, роста и размножения всех известных организмов и многих вирусов.
Down-Stream-Processing — DSP — биообработка, разделение, этапы очистки после ферментации или культивирования из Up-Stream-Processing — USP.
E
Облучение электронным пучком — высокоточный метод стерилизации различных продуктов. Обработка электронным пучком включает облучение (обработку) продуктов с использованием ускорителя пучка электронов высокой энергии, известного как «Родотрон» или «Динамитрон» от бельгийской компании IBA. Такое электронно-лучевое оборудование можно включать и выключать, как и любое другое промышленное электрооборудование. Точность этого метода облучения очень высока и минимально повреждает полимерные изделия. Повышение температуры продукта составляет всего 8-10 ° C на 10 кГр нагрузки.Среди других поставщиков услуг — www.sterigenics.com или www.herotron.com или www.bgs.eu
.
Eirene — программное обеспечение приводного устройства для стационарных перфузионных CP-SUB CerCore, CellCore , доступное на сайте www.prolifecell.com (Эйрен — греческая мирная дочь Зевса и Фемиды).
E. coli — Escherichia coli — наиболее широко изученный модельный прокариотический организм и важный вид в областях биотехнологии и микробиологии, где он служил организмом-хозяином при ферментации в ферментерах для большей части работы с рекомбинантной ДНК. .
E&L — Извлекаемые и выщелачиваемые вещества — Все материалы содержат экстрагируемые и потенциально выщелачиваемые вещества. Проверьте под каждым.
ELISA = иммуноферментный анализ = тест для измерения концентрации антигенов и антител.
Эмбриональные стволовые клетки — ESC — могут быть получены только из эмбрионов и вызвали множество споров вокруг их использования. Недифференцированные клетки, полученные из предимплантационного эмбриона (внутренняя клеточная масса бластоцисты), которые способны к самообновлению и могут развиваться в клетки и ткани трех первичных зародышевых листков.Открытие индуцированных плюрипотентных стволовых клеток более или менее заменило использование ESC.
Embryoid Body — EB — совокупность клеток, полученных из эмбриональных стволовых клеток. После агрегации клетки спонтанно дифференцировались на несколько типов клеток, происходящих из трех зародышевых листков, повторяя эмбриональное развитие.
Оболочка — определяет пространство или объем, окруженный мембраной или стенкой, некоторые части стенки которой являются пористыми. Указанная оболочка позволяет укрывать различные ростовые тела и / или материалы матрицы.Указанные пористые стенки позволяют жидкости и микроорганизмам проходить, но не позволяют телам роста и / или материалам матрицы выходить из оболочки оболочки. Указанный конверт (ы) дополнительно содержится внутри отделения. Указанный отсек дополнительно содержится внутри сосуда.
Ферменты — белки, которые катализируют биохимические реакции, вызывая или ускоряя реакции, не меняя самих себя.
Выражение — относится к продукции или секреции молекул, таких как белки, культивируемым микроорганизмом, но не к продукции микроорганизма путем размножения или пролиферации или ферментации.
Экстракты — Химические соединения, которые мигрируют из любого материала, контактирующего с продуктом (включая эластомеры, пластмассы, стекло, нержавеющую сталь или компоненты покрытия) при воздействии подходящего растворителя в условиях чрезмерного времени и температуры.
Express — для перевода генетической информации клетки, хранящейся в ее ДНК, в определенный белок.
Внеклеточный — когда клетка млекопитающего экспрессирует молекулу через клеточную мембрану в окружающую среду
Эукариоты — живые клетки с клеточной мембраной, такие как клетки млекопитающих, клетки человека, стволовые клетки, клетки насекомых.
Euterpe ™ — концепция одноразового насоса с односторонним действием, доступная от компании PumpCell, способная заменить перистальтический насос, центробежный насос, дорогие мембранные насосы. Отличается высокой точностью, не требует калибровки, транспортирует любую жидкость, невысокую стоимость. (Эвтерпа — одна из дочерей Зевса и Мнемозины)
F
FDA — Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов — это федеральное агентство Министерства здравоохранения и социальных служб Соединенных Штатов Америки. FDA отвечает за защиту и укрепление здоровья человека с помощью нормативных требований и надзора, www.fda.gov.
Fed-batch — относится к работе биореактора, в который добавляется свежая среда и не удаляется культуральная жидкость до завершения процесса.
Питающие клетки — относится к покрытию на поверхности с прикрепленным типом клеток, которое синтезирует внеклеточный матрикс и коллаген или фибробласт, поверх которых другие клетки, такие как стволовые клетки, наполовину прилипают или агломерируются.
Сырье (сырье) — сырой бульон, содержащий микроорганизмы, которые необходимо удалить, сохранить, а урожай позволит пройти через пористую мембрану, как это делает фильтр с полыми волокнами в перфузионном биореакторе одноразового использования.
Ферментация — означает размещение микроорганизмов или одноклеточных живых существ для промышленных целей в процессе метаболизма, создающем продукт. Обычно для ферментации используются бактерии или дрожжи.
Ферментер — означает физическое устройство, резервуар-реактор с перемешиванием, контейнер, мешок, сосуд, которые поддерживают биологически активную среду, подходящую для культивирования микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи, водоросли, грибки, выполняющие желаемый процесс, при котором микроорганизмы заселяются внутри отсека.
Пленка — относится к термопластичной пленке или фольге, изготовленной с использованием процесса экструзии, как правило, в один или несколько слоев разных материалов для разных целей. Пленки могут быть проницаемыми или непроницаемыми, полупрозрачными или окрашенными толщиной менее 1 мм.
Фильтр — означает обрабатывающее устройство, которое путем исключения размера отделяет частицы, взвешенные в жидкости, методом, называемым фильтрацией.
Фильтрат — относится к части суспензии, которая проходит через процесс фильтрации, также называемая пермеатом.
Фильтрация — относится к механическому разделению, исключению размера, фракционированию твердых веществ из текучих сред, таких как жидкости или газы, путем пропускания потока сырья через пористый материал, такой как пористое, волокнистое или гранулированное вещество, которое удерживает выбранные твердые частицы и позволяет другие твердые вещества и желаемые фракции жидкостей, которые необходимо пройти. Продукты мембранных фильтров, такие как микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, диафильтрация, гель-фильтрация, хорошо известны, включая такие рабочие методы, как тупиковая фильтрация, фильтрация с поперечным потоком.
Fluid — означает жидкости, а также газы.
Flux — представляет собой объем раствора, бульона, сырья, протекающего через заданную площадь мембраны в течение заданного времени. Выражается как LMH (литры на квадратный метр в час).
G
Гамма-облучение — метод стерилизации с низкой точностью для уничтожения таких микроорганизмов, как грибы, бактерии, вирусы, споровые формы, путем расщепления ДНК бактерий, подавления деления бактерий в фармацевтических продуктах.Часто используются долгоживущие, в том числе для человека, очень опасные изотопы, излучающие гамма-лучи, такие как кобальт-60. От грубых до пластичных материалов с низкой точностью дозирования. Энергия гамма-лучей, как электромагнитных квантовых волн, подобна свету, но с более высокой энергией фотонов и меньшей длиной волны.
Газовая хроматография — аналитический метод, при котором отделяемое летучее вещество вводится в поток инертного газа.
Объем газа — барботаж, аэрация газ «объем газа на единицу объема среды в час» (vvh) — это общая мера в диапазоне от 0,1-1 для культивирования клеток млекопитающих до коэффициента 2-100 для микробной ферментации. .
Стекло — на основе прозрачного диоксида кремния (диоксида кремния, SiO2) некристаллический аморфный хрупкий и твердый материал, часто с отличной коррозионной стойкостью.
GMP — Надлежащая производственная практика — это практика, необходимая для соответствия руководящим принципам, рекомендованным агентствами, контролирующими выдачу разрешений и лицензирование на производство и продажу пищевых продуктов, лекарственных продуктов и активных фармацевтических продуктов.
GLP — Надлежащая лабораторная практика — CFR 21 часть 58 относится к методам, определенным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для проведения доклинических лабораторных исследований, которые поддерживают или предназначены для поддержки заявок на исследования или маркетинговые разрешения для продуктов, регулируемых FDA США.
Глюкоза — моносахарид (или простой сахар) является важным углеводом в биологии. Живые клетки используют глюкозу в качестве источника углерода для метаболических процессов. В культуре уровень глюкозы составляет 1-100 мМоль.
Градиенты — определяются как различия между многочисленными точками в пределах определенного объема жидкости. Различия в давлении, скорости, температуре, компонентах, твердых веществах, плотности микроорганизмов, уровне питательных веществ, концентрации газа и растворенного газа.Такие неравномерные условия являются наиболее важным аспектом внутри биореакторов и ферментеров.
Тела роста — относится к микрошарикам, макроносителям, микроносителям, неплотно упакованным волокнам, волокнам в целом, нетканым материалам, зернам, сферам, телам Рашинга или волокнистым телам или жестким или полужестким пеноблокам, упакованным внутри конвертов, или подвешены внутри конвертов
H
Урожай — часть продукта бульона, являющаяся ожидаемым продуктом, вырабатываемым микроорганизмами, культивируемыми в биореакторе или ферментируемыми в ферментере.
Head-Plate-Drive — HPD — когда серводвигатель на SUB, SUF или SUM установлен на головной пластине, закрывается через адаптер и механически соединяется с центральной осью.
Head Space Volume — разница в объеме между рабочим объемом ( WV ) и объемом сосуда ( VV ).
HEK — Эмбриональные клетки почки человека, такие как прикрепленные клетки HEK 293, легко растут и легко трансфицируются, широко используются в исследованиях клеточной биологии в течение многих лет.Они также используются в биотехнологической промышленности для производства терапевтических белков и вирусов для генной терапии. Разработан Алексом ван дер Эбом в 1973 году.
HeLa — Обычно человеческие клетки способны делиться примерно 50 раз, прежде чем они достигнут старения, конца жизни. HeLa — первая и наиболее часто используемая иммортализованная клеточная линия в медицине. Миллионы людей обязаны своей жизнью тканям, взятым у Генриетты Лак в 50-х годах.
Hollow-Fiber — трубчатая структура из пористого полимерного материала.Диапазон диаметров 0,5 — 1,0 — 2,0 мм. Размер пор от кДа до микрон миллиметра. Чаще всего полые волокна представляют собой пучок тонкостенных трубок, изготовленных из пористого материала, такого как полиэфирсульфон или других полимеров, находящихся внутри картриджа, сделанного из цилиндрической трубки с жесткими стенками и торцевыми крышками.
Фильтр с полым волокном — HFF — это мембранное устройство, которое может служить для переноса газов, гидрофобных паров, отдельных частиц между двумя жидкостями. Связка просветов, соломинок, трубок герметизируется, залита в торцевые крышки в картридже, отделяющем трубки внутри от трубок снаружи и, таким образом, выглядит как фильтр с поперечным потоком (CFF).При использовании поток исходных материалов втекает во внутренний диаметр одного конца полого волокна, а ретентат (материал, который не проникает через стенки полого волокна) вытекает из другого конца. Материал, который проходит через мембрану (стенки полого волокна), называется пермеатом. Очень актуально для установки перфузии, объединенной с насосом и биореактором, как в установке ATF или TFF или PTF — поставщики: SpectrumLabs, WaterSep, GE, Parker и т. Д.
Мезенхимальные стволовые клетки человека — hMSC — представляют собой самообновляющуюся популяцию прикрепленных мультипотентных клеток-предшественников, которые могут дифференцироваться в несколько клонов.
Плюрипотентные стволовые клетки, индуцированные человеком — hiPSC может быть получен непосредственно из клеток взрослых млекопитающих. Технология hiPSC была впервые предложена Шинья Яманака, который в 2006 году показал, что введение четырех специфических генов, кодирующих факторы транскрипции, может преобразовывать взрослые клетки в плюрипотентные стволовые клетки. Он был удостоен Нобелевской премии 2012 года вместе с сэром Джоном Гардоном «за открытие того, что зрелые клетки могут быть перепрограммированы, чтобы стать плюрипотентными».
Гибридома — гибридная суспензия клеток млекопитающих, происходящая из B-клеток, особых лейкоцитов, продуцирующих моноклональные антитела.Размер ячеек обычно 14 мкм, поверхности гидрофобные. Все антитела, продуцируемые гибридомой, обладают одной специфичностью и, следовательно, являются моноклональными антителами. Термин гибридома происходит от Леонарда Герценберга (1931-2013).
Hydrophobic — не растворяется в воде, сопротивляется или отталкивает воду, не смачивает.
Гидрофильный — сродство к воде, притягивание или поглощение воды, взаимодействие с водой
Гипоксическая среда — было показано, что низкое давление кислорода не влияет на фенотип мезенхимальных стволовых клеток (МСК) человека; сообщалось, что оно влияет на кинетику пролиферации и метаболизм.
I
iCORE ™ — — это персонализированная лекарственная перфузионная субстанция, основанная на тщательно подобранной и упорядоченной волокнистой основе. ICORE работает как 4, 8, 12 Perfusion-SUB параллельно и работает с существующими PCS от Eppendorf и от PALL. Проект разработки, разработанный для BioBLOCK OD 110 мм и iCELLis Nano. Планируется компаниями ProlifeCell и ElectroSpin при финансовой поддержке Eurostar-Eureca.
IEC — Международная электротехническая комиссия = международный орган по стандартам в области электротехники.Мы используем стандарт 60320, разделенный на «входное гнездо устройства C14» и «разъем C13 на кабеле». По соображениям безопасности C13 обеспечивает питание (скрытые ножки — гнездо) и питание приемника C14 (видимые ножки — штекер). Смотрите также Википедию.
InCyte — жизнеспособные датчики измерения плотности клеток на основе емкости, поставляемые компанией Hamilton.
IgG — Иммуноглобулин G = молекула антитела и наиболее распространенный тип антител, циркулирующих в организме млекопитающих.
Иммобилизованные микроорганизмы — например, прикрепленные к поверхности клетки млекопитающих. Противоположные мобилизованные клетки хранятся в суспензии.
Иммунология — это раздел биомедицинской науки, который охватывает изучение иммунных систем у всех организмов.
Иммунная реакция — антитела в организме находятся в равновесии, пока антиген не нарушит баланс, стимулируя иммунную реакцию. Теория, восходящая к Нильсу Кай Йерне.
Примеси — относится к любому веществу, не входящему в состав биологического продукта, например вирусу, HCP, ДНК, РНК, эндотоксину
Рабочее колесо — вращающееся устройство на низкой скорости, обеспечивающее перемешивание за счет радиального / осевого движения жидкости в биореакторе (турбины — это вращающиеся устройства в ферментере)
Inoculate — для внесения клеток в культуральную среду или биореактор.
Клетки насекомых , такие как Sf9 и S2, культивируются в бессывороточной среде, часто при 25–28 ° C и pH 6–7, и размер в пределах 9–10 мкм эффективен для экспрессии белков, содержащих эукариот.
Внутриклеточный — когда микроорганизм производит продукт, который не проходит через мембрану микроорганизма, и указанная мембрана микроорганизма должна быть разрушена, чтобы продукт вышел.
In vitro — выполняется с использованием лабораторного оборудования для тестирования, а не на живом животном.
In vivo — с участием живых животных или людей в качестве испытуемых.
Ионообменный — относится к обмену ионами между молекулами, растворами и комплексом в виде нерастворимого сорбента, смолы с типичным внешним видом в виде шариков или мембраны. Улавливание анионов / катионов происходит только с одновременным высвобождением других анионов / катионов; таким образом, процесс называется ионным обменом.
Облучение — это процесс, при котором объект подвергается воздействию радиации.Если вводить на соответствующем уровне, все эти формы излучения можно использовать для стерилизации предметов — метод, используемый при производстве медицинских инструментов и расходных материалов. Доза облучения обычно измеряется в серых тонах. Где 1 кГр и — это излучение, необходимое для депонирования 1 джоуля на 1 кг вещества. Уровни воздействия на одноразовый фармацевтический объект часто составляют менее 40 кГр. Доля выживаемости микроорганизмов обратно пропорциональна поглощенной дозе. Дозы для стерилизации следует выбирать в соответствии с исходной биологической нагрузкой, уровнем обеспечения стерильности (SAL) и радиочувствительностью микроорганизмов.
ISO — Международная организация по стандартизации , www.iso.org
ISO 10993 — серия стандартов для оценки биосовместимости медицинских изделий. Этим документам предшествовало Трехстороннее соглашение, которое является частью международной гармонизации оценки безопасного использования медицинских устройств.
л
Lachesis ™ — синее программное обеспечение, интегрированное в приводной блок для управления насосом перфузионного одноразового биореактора cellBLU.(Lachesis измеряет нить, продолжительность человеческой жизни и одну из Трех Судеб (сестры Мойры) от отца Зевса с матерью Фемидой)
LAF — Стенд с ламинарным потоком воздуха, шкаф с ламинарным потоком, вытяжка — это тщательно закрытый стол, предназначенный для предотвращения загрязнения биологических образцов.
Ламинин — группа крупных белков (150 кДа), рост культур клеток в телах млекопитающих и в качестве поддержки роста эмбриональных стволовых клеток человека, индуцирует плюрипотентные стволовые клетки и рост первичных клеток.
Выщелачиваемые вещества — Химические соединения, обычно подмножество экстрагируемых веществ, которые переходят в лекарственную форму из любого материала, контактирующего с продуктом (включая эластомеры, пластмассы, стекло, нержавеющую сталь или компоненты покрытия) в результате прямого контакта при нормальных условиях процесса или ускоренные условия хранения. Вероятно, они будут обнаружены в конечном лекарственном препарате.
Левитация — это процесс, при котором объект удерживается в воздухе без механической поддержки в устойчивом положении.Магнитная левитация включает в себя постоянный магнит во вращающемся устройстве внутри, например, SUB, и внешний по отношению к стенке SUB, набор электромагнитов, которые 1. управляют свободно плавающим положением и 2. передают кинетическую энергию для вращения. Свободно плавающее положение указывает, что вращающееся устройство не имеет механического контакта с физической опорой или не имеет подшипников.
Levitronix — швейцарский производитель центробежных насосов с левитирующим ротором, широко используемых в полупроводниковой промышленности.Недавно представлен в фармацевтике и используется также в перфузионных системах. См. Www.levitronix.com
LowRider — единственный в мире одноразовый биореактор на стадии готовности к перфузии с выходом бульона на дне сосуда. См. Www.cercell.com
Luer-Lok — стандартизированная система малогабаритных фитингов для жидкости, используемая для создания герметичных соединений между фитингом с наружной резьбой и его ответной охватывающей частью на медицинских и лабораторных инструментах, названная в честь немецкого производителя медицинских инструментов XIX века Германа. Wülfing Luer и теперь определен в стандарте ISO 594.
Люмен — волокно, солома — внутреннее открытое пространство или полость одиночного полого волокна, которое используется в конструкции картриджей из полого волокна.
Lysis — разрушение или разрыв клеточной мембраны или клеток химическими, ферментативными или механическими средствами.
M
mAb — моноклональные антитела — являются одними из важнейших терапевтических препаратов нашего времени. mAb производятся идентичными иммунными клетками, которые все являются клонами уникальной родительской клетки.mAb — это высокоспецифичные очищенные антитела, которые распознают только один эпитоп. Идея mAb была впервые предложена немецким лауреатом Нобелевской премии Полем Эрлихом в 1908 году. Другие важные лица были в команде Жоржа Келера, Сезара Мильштейна, Грега Винтера.
Макро-носители — устройство для поддержки микроорганизмов, позволяющее культивировать зависимые микроорганизмы. Типичный диапазон размеров от 2.000 до 10.000 мкм состоит из полимерных материалов, таких как полистирол или стекло, и может быть дополнительно функционализирован с помощью одной или нескольких обработок поверхности и / или покрытий.
Размер макропор — диаметр от 10 до 500 мкм.
Магнитный перемешивающий стол — MST на основе возбуждения или 2, 4 или более постоянных магнитов, вращающихся вокруг оси, приводимой в движение двигателем.
Магнитная сила — обычно магнитное поле постоянных магнитов уменьшается более или менее экспоненциально с увеличением расстояния. Это означает снижение мощности до 10% при увеличении расстояния в 10 раз. Более подробную информацию можно получить здесь www.intemag.ru / Magnetic-materials-faqs
Клетки млекопитающих — это эукариоты, такие как CHO, VERO, BHK21, HEK293, размер клеток часто колеблется от 15 до 25 мкм, тонкая клеточная мембрана и чувствительна к сдвигу, время удвоения при культивировании в биореакторе обычно составляет 24 часа, продукты являются обычно внеклеточный, может продуцировать очень большие молекулы, продуцировать гликозилированные белки, продуцировать гуманизированные антитела.
Масс-спектрометрия — аналитический метод, определяющий сложную структуру молекулы, разбивая ее на фрагменты.
Матрица — определяет проницаемое тело, пористое тело, такое как трехмерная структура каркаса, такая как материал на основе нетканого волокна или уплотненные волокна в целом, или составляющие тела роста или любую комбинацию, заключенную в оболочку (и). Указанная внутренняя поверхность матрицы может быть дополнительно функционализирована одним или несколькими покрытиями для улучшения прилипания микроорганизмов. Также упоминаются «ростовые тела», «каркас» и «микроносители».
Среды, питательные среды и питательные вещества — используются взаимозаменяемо и относятся к смеси, содержащей в основном воду, источники углерода, различные газы, такие как кислород, азот, диоксид углерода и добавки из группы; витамины, гормоны, факторы роста, гидролизаты растений, сыворотка животных, антибиотики, антиоксиданты, пеногасители, стабилизаторы клеток и другие компоненты для культивирования микроорганизмов.
Melpomene — один из нескольких вариантов CerPhragm SUP, специально разработанных для CP-Single-Use-Bioreactor’s на основе каркаса с сайта www.prolifecell.com (Мельпомена — одна из 8 сестер отца Зевса и матери Мнемозины, музы трагедии ).
Мембрана — относится к пограничному слою, который служит селективным барьером и остается непроницаемым для определенных частиц, молекул, веществ или ростовых тел или микроорганизмов при воздействии движущей силы.
Мезенхимальные стволовые клетки — МСК — это клетки соединительной ткани любого органа. МСК мультипотенны, что означает, что они могут дифференцироваться в различные типы клеток.
Размер мезопор — диаметр от 1 до 10 мкм.
Метаболиты — химические продукты обмена веществ, химического процесса жизнедеятельности.
Metis — оборудование SUP Drive Unit, которое может быть загружено с помощью программного обеспечения 4 различных целей: красный Atropos, зеленый Clotho, темный Eirene, синий Lachesis (Метис — греческая мать мудрости и глубоких мыслей, а также двоюродный брат и супруга Зевса) .
Размер микропор — это поры диаметром менее 1 мкм.
Микробная ферментация — процесс, включающий использование микроорганизмов, таких как кишечная палочка, для производства небольшой молекулы или другого вещества.
Микроносители — это устройство или частица, поддерживающее микроорганизмы, позволяющее культивировать прилипшие микроорганизмы. Типичный диапазон размеров от 200 до более чем 1000 мкм состоит из желатина, коллагена, целлюлозы или стекла и может быть дополнительно функционализирован одним или несколькими покрытиями.
Микроинкапсуляция — улавливание клеток в культуре клеток в сфере с тонкой защитной органической мембраной для закрепления и защиты клеток от агрессивных сред,
Микроорганизм , микробная клетка, клетки или биологические клетки часто используются как взаимозаменяемые и обычно делятся на живые одноклеточные организмы, такие как микробы; грибы, водоросли, мох, планктон, дрожжи, простейшие, эукариоты, прокариоты, археи, микроживотные, экстрамофилы и клетки растений и т. п. — 1.эукариоты — это живые клетки, такие как клетки животных, клетки насекомых, клетки млекопитающих, клетки человека, стволовые клетки, некоторые прилипшие, полуслипшиеся или суспендированные — 2. Прокариоты — это различные бактерии, такие как кишечная палочка и т.п. доработан для решения конкретных задач и потребностей продукта.
Время перемешивания — параметр для оценки эффективности перемешивания в ферментере. Время перемешивания для достижения заданной степени однородности бульона.
Моль — количество вещества, которое содержит такое же количество элементов (таких как атомы, молекулы или ионы), сколько атомов углерода содержится в 12 граммах углерода-12.
Моноклональные антитела — mAb — продукция моноклональных антител гомогенной популяцией клональных клеток. mAb были открыты Сезаром Мильштейном (1927-2002) и Жоржем Дж. Ф. Келером (1946-1995) в 1975 году. Они разделили Нобелевскую премию 1984 года по медицине и физиологии с Нильсом Кай Йерном (1911-1994), который также внес вклад в иммунологию. . Первое mAb-лекарство стало доступным в конце 1980-х годов. По состоянию на 2016 год FDA одобрило менее 50 MAb и более 100 кандидатов в клинических испытаниях.см. www.nature.com
MpC — Центр магнитного полюса относится к диаметру, при котором максимальная магнитная сила доступна на мешалке, поворотных столах, столах магнитных мешалок.
MRC-5 — линия клеток, состоящая из фибробластов, полученных из ткани легких абортированного плода кавказского мужского пола в возрасте 14 недель. Клетки MRC-5 используются для производства нескольких вакцин. Клеточная линия была выделена J.P. Jacobs и коллегами в сентябре 1966 года.
мРНК — Информационная РНК — это большое семейство молекул РНК, которые передают генетическую информацию от ДНК к рибосоме, где они определяют аминокислотную последовательность белковых продуктов экспрессии генов
Мультиактивность — Способность клеток развиваться в более чем один тип клеток в организме млекопитающего.Мультипотентные типы клеток в организме включают предшественники клон-коммитированных клеток, включая органоспецифические взрослые стволовые клетки.
N
Нетканый материал — относится к пористому листу, войлоку, каркасу или полотну на 80-99%, изготовленному из одноразмерных или смешанных волокон диаметром от 1 до 100 мкм, скрепленных вместе термическим и / или химическим и / или механические методы, которые не являются ни ткаными, ни вязаными, с образованием пор размером от 1 до 500 мкм.
Ньютоновские жидкости — это жидкости из одного материала с равномерной вязкостью, однородно по жидкости и линейной с изменением внутренних поперечных сил, трения как с увеличенным вектором скорости.
Неньютоновские жидкости — жидкости из смешанных материалов с различной характеристикой нелинейных внутренних сил сдвига, трения с изменяющимся вектором скорости. В биоперерабатывающих ферментерах бульон часто бывает псевдопластичным, вязкость которого уменьшается с увеличением сдвига = об / мин.
Нейлон — это общее обозначение семейства синтетических полимеров, известных как алифатические полиамиды. Первым примером был нейлон 66, произведенный 28 февраля 1935 года Уоллесом Карозерсом (1896-1937) в исследовательском центре DuPont в США.В целом отличная коррозионная стойкость.
O
Онкология — это отрасль медицины, которая занимается профилактикой, диагностикой и лечением рака.
Оптическая плотность — OD — спектрофотометрическое измерение света, рассеянного суспензией на определенной длине волны. Измерения оптической плотности / OD можно использовать для определения концентрации биомассы. На практике это также известно как «мутность», когда взвешенные частицы уменьшают свет, проходящий от источника света к приемнику.
O-SUP — Односторонний одноразовый насос — например, мембрана Clio движется, перемещая жидкость из одного места в другое. Или Euterpe O-SUP, используемый для перекачки любых жидкостей. Напротив A-SUE оба с www.perfusecell.com
Оксигенатор — или аэрация относится к барботажному устройству, барботажному устройству, устройству или способу обмена кислорода и / или диоксида углерода от среды к внешним источникам.
P
PAT — Технологии анализа процессов — был определен FDA как механизм для разработки, анализа и управления процессами фармацевтического производства.
PBS — физиологический раствор с фосфатным буфером — используется для промывки SUB и датчиков.
PCS — Process-Control-System — система управления с цифровым управлением, используемая для автоматизации типичных промышленных электромеханических процессов. Например, управление STR, SUB, SUF через вход датчика и выход исполнительного механизма. Например, поставляемый мировым производителем app 25 с целью сбора данных датчиков и непрерывной регулировки параметров процесса в биореакторах и ферментерах.За последние 50 лет было произведено около 50 000 таких запатентованных и идентичных по производительности АСУ ТП. И все это с несколькими входами датчика, такими как DO, pH, температура и уровень среды.
Работа в режиме перфузии — относится к способу или принципу работы биореактора. Бульон последовательно заменяют, добавляют свежую среду и питательные вещества, удаляют использованную среду и собирают неочищенный продукт на протяжении всего периода культивирования. Время работы обычно в 2-10 раз больше, чем при традиционном периодическом процессе.Часто наблюдаемая плотность клеток достигает 150 млн клеток / мл.
Концепция ATF разработана RefinedTech и известна уже 20 лет. Одноразовые CellMembra ™ или CellRetention ™ , оба доступны на сайте www.perfusecell.com
P erfusio n — удерживающая перфузия клеток = ускоренная экспрессия белка на основе; 1. последовательное удаление, сбор продукта из бульона, 2. последовательное удаление микроорганизмов (во избежание перенаселения), 3.последовательное добавление среды (избегайте высокого содержания лактата и низкого содержания глюкозы). Вспомогательные продукты доступны на сайтах www.repligen.com и www.perfusecell.com
Перфузионный биореактор одноразового использования — P-SUB — такие как продукты CellMembra ™ или CellRetention ™ , доступные на сайте www.perfusecell.com
Перистальтический насос — определяет тип поршневого насоса прямого вытеснения, который используется для перекачивания различных жидкостей. Жидкость содержится в гибкой трубке, установленной внутри круглого корпуса насоса.Ротор с рядом «роликов», «башмаков» или «дворников», прикрепленных к внешней окружности, сжимает жидкости, фиксирующие гибкую трубку, внутри определенного движущегося объема против внутренней поверхности круглого корпуса.
Проницаемое тело — определяет матрицу, каркас, объем, содержащий пористые материалы, пористое тело, уплотненный слой тел роста, пористую стенку.
Пермеат — части жидкой смеси, пропускаемые через фильтр, пористую мембрану, проницаемое тело.
PG 13,5 — это размер классических механических соединителей датчиков с резьбой, а PG — технический стандарт, известный как Stahl-Panzer-Rohr-Gewinde .
Пластмассы — это материалы, состоящие из любого из широкого спектра синтетических или полусинтетических органических соединений, которые являются пластичными и поэтому могут быть формованы в твердые предметы. Такие как термопласты и термореактивные полимеры, а также аморфные, кристаллические, биоразлагаемые и товарные пластмассы.Примеры включают: полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), поликарбонат (PC), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полиуретаны (PU), полиэтилентерефталат (PET), полиэстер (PES), полиамиды (PA). , Полиметилметакрилат (PMMA), политетрафторэтилен (PTFE), полиэфирэфиркетон (PEEK), полисульфон, силиконы и поливинилхлорид (PVC).
PLC — Программируемый логический контроллер — это промышленный цифровой компьютер, адаптированный для управления производственными процессами, такими как биологический процесс.Вся система управления процессом (PCS) включала в себя какой-то ПЛК.
Плюри-потенция — Способность клетки давать начало всем различным типам клеток тела, но не внезародышевым тканям. Плюрипотентные стволовые клетки включают ESC, iPSC клетки и hiPSC.
Плюрипотентные стволовые клетки — это стволовые клетки, которые еще не «решили», какой конечной клеткой станет. Открытие индуцированных плюрипотентных стволовых клеток полностью изменило перспективу использования стволовых клеток.Плюрипотентные стволовые клетки имеют большие перспективы в области регенеративной медицины.
pH — «сила водорода» или логарифм концентрации иона H + в растворе. Сорен Педер Лауриц Соренсен (1868-1939) был датским химиком, известным введением концепции pH, шкалы для измерения кислотности и основности. Символ pH происходит от французского « p ouvoir H ydrogene» (мощность водорода). Общая шкала pH колеблется от 1 до 14, 7 считаются нейтральными.Считается, что pH менее 7 является кислым, а растворы с pH более 7 — щелочными или щелочными.
Датчик pH — устройство на основе произведенного, предлагаемого различными поставщиками в небольших размерах с 3-4 различными принципами подключения. Размеры, используемые в биотехнологической промышленности, составляют OD 12 или OD 25 мм различной длины. Проверьте разъемы.
Плазмида — небольшая молекула ДНК внутри клетки, которая физически отделена от хромосомной ДНК и может реплицироваться независимо.Плазмида — это генетические элементы, которые существуют исключительно или преимущественно вне хромосомы и могут автономно реплицироваться. Плазмиды являются наиболее часто используемыми векторами для клонирования бактерий. Впервые описан Джошуа Ледербергом в 1952 году.
PolarWell ™ — это предварительно установленная неинвазивная скважина для растворенного кислорода в настраиваемых SUB CellVessel (от 3,2 литра VV и выше), предназначенная для сверхпростой установки полярографического датчика DO, избегая автоклавирования датчика. Приложение увеличивает время отклика на 30%, а также время отклика оптического датчика DO.Изготовлено CerCell.
Полировка — относится к конечной стадии (стадиям) очистки, включающей аффинные или другие методы усовершенствованной хроматографии.
Поликарбонат — (ПК) относится к группе термопластичных полимеров. Поликарбонат был впервые открыт в 1898 году немецким ученым Альфредом Эйнхорном (1856-1917). В отличие от большинства термопластов, поликарбонат может подвергаться большим пластическим деформациям, не растрескиваясь и не ломаясь. В результате его можно обрабатывать и формировать при комнатной температуре с использованием методов обработки листового металла.Не следует использовать ПК в контакте с щелочами, солями щелочных металлов, аминами и высокими концентрациями озона, ацетона и ксилола. Кетоны, сложные эфиры вызывают серьезную кристаллизацию.
Поликлональные антитела — PAb — представляют собой популяцию антител, собранных из нескольких клонов B-клеток, которые были активированы иммунным ответом иммунизированного животного. Антитела вырабатываются у таких животных, как куры, козы, морские свинки, хомяки, лошади, мыши, крысы и овцы, которым вводят специфический антиген, вызывающий первичный иммунный ответ.
вызывает первичный иммунный ответ вызывает первичный иммунный ответ
вызывает первичный иммунный ответ
вызывает первичный иммунный ответ
Полиамид — происходит как в естественных, так и в искусственных условиях (нейлон). Примерами встречающихся в природе полиамидов являются белки, такие как шерсть и шелк.
Популяция — описывает количество микроорганизмов (например, клетки млекопитающих размером 15-18 мкм при суспендировании в жидкости), которое обычно колеблется от нескольких сотен до максимум примерно 300-400 миллионов на см. ³ сферических клеток млекопитающих при центрифугировании до максимального содержания твердых веществ из суспензии = максимально возможная масса.Другой микроорганизм будет иметь другой размер и соответствующую максимальную численность популяции.
Поры — описывают полости или открытые пространства в пористом материале, выраженные в микронах, например, размер пор 50 мкм.
Пористость — это мера пустот в пористом материале, выраженная в процентах от 0 до 100%.
Число мощности — безразмерный параметр, используемый для оценки мощности, потребляемой различными вращающимися устройствами.Например, крыльчатки для биореакторов и турбин в ферментерах. Чем меньше число, тем лучше! Типичная используемая турбина Раштона имеет высокое число мощности, а напротив турбины Смита или Баккера имеет более низкое число мощности при тех же условиях.
Потребляемая мощность — мощность или кинетическая энергия, выраженная в кВт / м3, которую можно разрыхлить, рассеять при перемешивании в бульоне в ферментере в диапазоне от 50 кВт / м3 в маленьком ферментере до 10 кВт / м3 в больших ферментерах. Полный расчет также включает энергию для подачи сжатого газа и для охлаждения.
Предварительно стерилизованный — конкретный продукт заключен в двойные полиэтиленовые пакеты из фольги и подвергается воздействию методов, обеспечивающих стерильность содержимого пакета. Затем продукт доставляется конечному пользователю в указанных двойных пакетах. Таким образом, конечный пользователь избегает хлопотной высокотемпературной стерилизации многоразового оборудования и использует возможность одноразового использования.
Распространение — относится к быстрому увеличению количества аналогичного вещества, быстрому неограниченному удвоению, воспроизводству, делению идентичного микроорганизма, размножению микроорганизма или вещества.
Белок — относится к сложным органическим макромолекулам, часто являющимся основным ингредиентом терапевтической медицины, кроме того, белки присутствуют в каждой живой клетке всех организмов без исключения, а в клетках белки изобилуют разнообразием или типами.
PR-SUB — Perfusion-Ready-Single-Use-Bioreactor относится к SUB в настройке для работы в режиме перфузии. Например, CellRider , найденный и предлагаемый CerCell.
P-SUB — Перфузионный одноразовый биореактор относится к SUB, включая диафрагменный насос (SUP), фильтр с полым волокном (HFF) и одноразовые датчики (SUS), все предварительно собранные и готовые для работы в перфузионном режиме.Например, CellMembra и CellRetention , найденные и предлагаемые PerfuseCell.
PTF — Пульсирующий тангенциальный поток — метод перфузии для непрерывного культивирования в нестационарных условиях. Последовательно часть бульона отбирается из биореактора и продвигается вдоль полупроницаемой мембраны (CFF) в одном направлении. Метод PTF характеризуется присущей ему способностью уменьшать отложения на фильтрах за счет избирательной скорости потока бульона через CFF.Мембрана обеспечивает сохранение высокой плотности клеток в бульоне биореактора, а CFF позволяет желаемому продукту проходить через мембрану.
Работа ПТФ установлена с жидкостными насосами O-SUP, а не с центробежными насосами. Новейшая технология одноразового насоса, разработанная www.stobbe.com и продаваемая PerfuseCell как Clio. SUP, интегрированный в CellMembra ™ производства www.PerfuseCell.com
Очистка — означает центральную часть нисходящей обработки, которая берет неочищенный супернатант или клеточный гомогенат (хаотическая суспензия ткани и клеток) и концентраты, изолирующие биологический продукт в довольно чистой форме.Включает в себя такие процессы, как фильтрация и хроматография, в нескольких формах.
Q
Качество и дизайн — QbD — концепция исходит от Джозефа Мозеса Джурана (1904-2008). Процесс Джурана направлен на создание функций в ответ на понимание потребностей клиентов. Это функции, ориентированные на клиента. Модель «Качество по дизайну» состоит из следующих этапов:
Определите цели и задачи проекта.
Определите рынок и клиентов, на которых будет ориентироваться.
Откройте для себя рынок, клиентов и потребности общества.
Разработайте особенности нового дизайна, которые будут соответствовать потребностям.
Разработайте или переработайте процессы для создания функций.
Разработать средства управления технологическим процессом, чтобы иметь возможность передавать новые конструкции в производство
R
Кольца Рашига — это отрезки трубок (приблизительно равной длины и диаметра), которые в больших количествах используются в качестве насадочного слоя в колоннах для дистилляции и других химических технологических процессов.Обеспечьте значительно улучшенную площадь поверхности внутри указанной колонны. Назван в честь своего изобретателя, немецкого химика Фридриха Рашига (1863-1928).
REACH — регламент по химическим веществам, вступивший в силу 1 июня 2007 г., с поэтапными сроками до 2018 г. Целью REACH является улучшение защиты здоровья человека и окружающей среды, а также повышение конкурентоспособности химической промышленности ЕС.
Рекомбинантный — относится к ДНК, которая была генетически модифицирована, чтобы содержать материал из другого организма.
Регенеративная медицина — реконструкция больной или поврежденной ткани с помощью тканевой инженерии и молекулярной биологии, которая занимается «процессом замены, инженерии или регенерации человеческих клеток, тканей или органов для восстановления или восстановления нормального функционирования.
Ретентат — часть смеси, такая как частицы, обломки, «микроорганизмы» смеси или сырья, которая удерживается «мембраной» и не проходит через мембрану по размеру, форма или заряд.
Обратный осмос — тип фильтрации с поперечным потоком, используемый для удаления очень мелких растворенных веществ (<1000 Дальтон) и солей. Он использует полупроницаемую мембрану под высоким давлением для отделения воды от ионных материалов. Высокое давление необходимо для преодоления естественного осмотического давления, создаваемого градиентом концентрации на мембране.
Число Рейнольдса — это безразмерное число, которое используется для предсказания схожих схем потока в различных ситуациях потока жидкости.Число Рейнольдса также используется для характеристики различных режимов течения в одной и той же жидкости, например ламианарного или турбулентного течения. Ламинарный поток возникает при низких числах Рейнольдса, где преобладают силы вязкости, и характеризуется плавным, постоянным движением жидкости; турбулентный поток возникает при высоких числах Рейнольдса. Назван в честь Осборна Рейнольдса (1842–1912).
РНК — Рибонуклеиновая кислота представляет собой полимерную молекулу, которая играет важную роль в различных биологических функциях при кодировании, декодировании, регуляции и экспрессии генов.РНК и ДНК представляют собой нуклеиновые кислоты и, наряду с липидами, белками и углеводами, составляют четыре основные макромолекулы, необходимые для всех известных форм жизни.
RohS — Ограничение содержания опасных веществ — Директива 2002/95 / EC, созданная в Европейском Союзе и ограничивающая использование определенных опасных материалов, содержащихся в электрических и электронных продуктах.
Роликовый флакон — цилиндрический контейнер с внутренней ростовой поверхностью, на котором клетки могут расти в сплошном монослое.Бутылки вращаются, чтобы клетки оставались в контакте со средой для выращивания. Очень трудоемкий, занимающий много места. Интенсивно использовался в 70-х годах и теперь заменен современными биореакторными технологиями.
Rotameter — означает прибор, измеряющий объемный или массовый расход жидкости или газа. Также известен как расходомер с переменным сечением, представляющий собой прозрачную коническую трубку с плавающим корпусом внутри. Работает под действием силы тяжести в вертикальном положении и против пружины в горизонтальном положении.
об / мин — оборотов в минуту.
RTD — тип датчика сопротивления-температуры, который выпускается как Pt100 или Pt1000. Измерьте температуру, сопоставив сопротивление элемента RTD с температурой. Большинство элементов RTD состоят из отрезка тонкой спиральной проволоки (платины), намотанной на керамический или стеклянный сердечник. Элемент обычно довольно хрупкий, поэтому для защиты его часто помещают внутрь зонда в оболочке. Pt100 счет 100? а Pt1000 показывают 1000? при 0 ° C.
RUS — Датчик многоразового использования, поставляемый различными производителями.
S
Санитарные зажимы — также известные как Tri-clamps, S-образные зажимы являются наиболее распространенной формой механического соединения труб, клапанов и фитингов в пищевой, молочной, безалкогольной и медико-биологической отраслях. Теперь это международный стандарт, определенный в ISO 2852 — первоначально фланцевые / зажимные муфты из нержавеющей стали для пищевой промышленности. Концепция началась в 1919 году американской компанией Tri-Clover — что объясняет размеры в дюймах!
Строительные леса — это структура из волокон, материалов, образующих пористую открытую структуру с большой площадью внутренней поверхности для размещения типичных линий клеток млекопитающих.
Полупроницаемая мембрана — мембрана, которая позволяет определенным молекулам или ионам проходить через нее путем диффузии, например мембрана из полых волокон.
Датчик — относится к устройствам, способным измерять переменные качества процесса в режиме онлайн, связанные с данным процессом. Доступен для измерений в жидкости или в газе. Такие как уровень pH, растворенный кислород (DO), биомасса / плотность клеток, проводимость, растворенный диоксид углерода, лактат, глюкоза, глутамин, глутамат, аммиак, давление, уровень жидкости, расход жидкости / массовый расход, скорость, температура. , так далее.Датчики обычно доступны как RUS или SUS .
Разделение — означает разделение переносимых жидкостью частиц разного размера посредством мембранной фильтрации или центробежного разделения в зависимости от размера частиц, разницы масс, по крайней мере, на два отдельных потока жидкости, содержащих частицы, и дальнейшее разделение посредством аффинной адсорбции целевого соединения.
Секретируемый продукт — продукт размера Angstroem из микроорганизма, такого как гормоны, белки, секретируемые внеклеточно или экспрессируемые через микроорганизмы, клеточную стенку.
SLS — селективное лазерное спекание — это метод аддитивного производства (AM), который использует лазер в качестве источника энергии для спекания порошкообразного твердого нейлонового материала, автоматически направляя лазер в точки в пространстве, определяемые 3D-моделью, связывая материал вместе. создать прочную конструкцию.
Перегородка — это стена, разделяющая полость или конструкцию на более мелкие. Например, круглая резиновая стенка, установленная на головной пластине биореактора или ферментера. Используется для посева путем проталкивания иглы шприца через стенку с введением жидкости.
Сыворотка — из крови млекопитающих это компонент, который не является ни белыми, ни эритроцитами, фактором свертывания (свертываемости) и плазмой. Сыворотка включает все белки, не используемые при свертывании крови (коагуляции), а также все электролиты, антитела, антигены, гормоны и любые экзогенные вещества. Исторически сыворотка была первым источником поликлональных антител. Антисыворотку получают путем инъекции антигена животному, чаще всего кролику или курице (иногда, чтобы обойти проблемы с толерантностью), но также хомякам, крысам, козам и даже коровам
Сила сдвига — два материала или тела толкаются в противоположных направлениях, хрупкие микроорганизмы могут быть повреждены при воздействии больших сил сдвига.Скорость сдвига для картриджа из полого волокна сильно зависит от скорости (м / сек) через волокно, соломинку, просвет. Расчет: g = 4q / pr ³ — g = сила сдвига, сек ^-1 — q = скорость потока через просвет волокна в см ³ / сек, r = радиус волокна в см.
Одноразового использования — относится к продукту, предназначенному для однократного использования и подлежащему утилизации после использования, обычно поставляется предварительно стерилизованным, облученным и готовым к использованию.
SIP — Стерилизация на месте, используйте пар для очистки и стерилизации оборудования или систем, не перемещая их с места установки.
Расщепление — нежелательный процесс, при котором материалы, такие как мелкие частицы резины, фрагменты, исходящие из шлангов, таких как шланги, используемые в перистальтических насосах, подвергаются ударам и напряжению между шлангом и стенкой шланга. Насосы Euterpe и Mnemosyne от www.pumpcell.com избегают этой проблемы, а также Clio и Thalia с www.perfusecell.com и далее Melpomene с www.prolifecell.com.
SSB — суспензионный биореактор с перемешиванием.
Условия устойчивого состояния — метод при работе биореактора, в котором большинство соединений, таких как концентрации питательных веществ и биомасса, поддерживаются в постоянных концентрациях на время выдержки.Обычно достигается более высокий выход продукта и улучшенное качество продукта.
Стерильно — абсолютно без микробиологических загрязнений.
STR — Реактор с перемешиваемым резервуаром относится к старомодному биореактору или ферментеру, представленному рядом поставщиков, изготовленному из стекла и нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь — относится к легированному металлу на основе стали, никеля, хрома, ванадия, углерода, характеризующегося превосходной коррозионной стойкостью.AISI316L эквивалентен нержавеющей стали DIN 1.4404 и более или менее используется только в фармацевтической промышленности.
Стволовые клетки — клетки всех многоклеточных организмов. Они характеризуются способностью обновляться посредством деления митотических клеток и дифференцироваться в различные специализированные типы клеток. Стволовые клетки в общем; Эмбриональные стволовые клетки, плюрипотентные стволовые клетки, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, взрослые (соматические) стволовые клетки в целом, регенеративные стволовые клетки, тканевые стволовые клетки, стволовые клетки стромальной сосудистой фракции и т.п.
Обработка стволовыми клетками — представляющие международный интерес в настоящее время происходят от людей, а не от человеческих приматов. См. Www.eurostemcell.org
SUB — Одноразовый биореактор относится к пленочному мешку (ам) или жесткому пластиковому биореактору, предварительно установленному с устройством для перемешивания и одним или несколькими «одноразовыми датчиками», все изготовленные из одноразовых материалов и доставленные в некоторой степени предварительно стерилизованными. и, таким образом, готовы к использованию, исключая традиционную внутреннюю тепловую стерилизацию.Как видно на сайтах www.prolifecell.com, www.perfusecell.com и www.cercell.com
SUF — Ферментер одноразового использования как BactoVessel видно с www.cercell.com
SUM — одноразовый миксер, как CellMiscelatore , видно из этой ссылки — чаще всего сложный дизайн, являющийся собственностью каждого конечного пользователя.
SUP — Одноразовый насос. Устройство для транспортировки жидкости, изготовленное, по меньшей мере, частично из одноразовых материалов. Такие как перистальтический насос, или диафрагменный насос, или насос прямого преобразования газа в жидкость с поверхностным приводом, и т.п., содержащий смачиваемые части одноразового использования и несмачиваемые части многократного использования.Такие как одноразовые насосы с пневматической диафрагмой и объемным двигателем, которые можно увидеть на сайте www.pumpcell.com
Супернатант — противоположность осадителю, который представляет собой два разных продукта, которые получают после центрифугирования суспензии, часто жидкого компонента, имеющего наименьшую плотность или очищенного от мусора и клеток.
SUS — Одноразовый датчик, более или менее противоположный RUS. Одноразовые устройства, способные измерять аналитики, концентрации жидкости и передавать сигнал, например электрический сигнал, относительно измеренной концентрации.Недорогой SUS сконструирован в основном из полимерных материалов, которые должны быть предварительно установлены в SUB или SUF для одновременной стерилизации в двойных пленочных пакетах для удобства конечного пользователя, который затем избегает стерилизации перед использованием. Источник: www.cercell.com
Суспензия — смесь жидкого и нежидкого твердого вещества, плавающая в растворе.
Суспендирование — относится к частицам, искусственным частицам, микроносителям, таким как «микроорганизмы», в зависимости от того, являются ли они предпочтительно гомогенными суспендированными или мобилизованными в жидкости в STR.
Суспензия — относится к микроорганизмам, взвешенным в жидкости, не обладающим или слабым сродством к прилипанию к поверхностям, таким как микроорганизмы полуслипкого или неприлипающего характера, хотя и склонные к агломерации, желающие полуслипаться с подобным или микроорганизмом, готовым к полуслипчивости к другому микроорганизму путем агломерации или других сил.
т
Tangential-Flow-Filtration — TFF — метод разделения, основанный на ряде устройств, которые позволяют выбранным компонентам под давлением проходить (по касательной) из одного объема жидкости в другой объем жидкости, пересекая «мембрану» (фильтр с поперечным потоком ).При фильтрации с тангенциальным потоком насос заставляет подаваемый раствор постоянно течь параллельно поверхности пористой мембраны. Под действием давления часть исходного раствора проходит через мембранный фильтр в виде пермеата. Большая часть раствора циркулирует обратно в питающий резервуар в виде ретентата.
Thalia ™ — концепция чередующегося одноразового теплообменника (A-SUE), интегрированная с продуктом CellRetention ™ , доступным от компании PerfuseCell. Характеризуется переменным потоком, высокой точностью, не требует калибровки, программируемой массой и скоростью, заменяет любую жидкость (смесь газа и жидкости) (Талия — одна из дочерей Зевса и Мнемозины).
ThermoCouple — Зонды TC — Pt100 доступны от различных поставщиков. Pt100 — это международный стандарт, в котором наконечник датчика измеряет 100 Ом при 0 градусах Цельсия. См. Ссылку
Титр — это способ выражения концентрации, измеряемый образец, как правило, продукт, экспрессируемый микроорганизмом.
TMP — Трансмембранное давление — сила, которая перемещает жидкость через мембрану с поперечным потоком. Во время фильтрации сторона подачи мембраны находится под более высоким давлением, чем сторона пермеата.Разница давлений выталкивает жидкость через мембрану.
Totipotency — способность клетки давать начало всем типам клеток тела и внеэмбриональной ткани. Зигота тотипотентна.
Трипсин — фермент, способный расщеплять пептидные связи. Используется для удаления прилипших клеток с поверхности и разрушения очищенных белков для анализа. Например, удалить привязку стволовых клеток к поверхностям. Нежелательный, но необходимый метод удаления стволовых клеток с плоских поверхностей.См. CerCore.
Мутность — Мера относительной прозрачности пробы жидкости. Измерения основаны на количестве света, проходящего через образец по прямым линиям. Чем больше света рассеивается мелкими твердыми частицами или коллоидами, тем менее прозрачный (и более мутный) раствор. Часто регистрируется в NTU (нефелометрическая единица мутности). Используется для измерения количества микроорганизмов в бульоне биореакторов и ферментеров.
Турбина — высокоскоростное вращающееся устройство, элемент для перемешивания жидкости, снабженный симметрично расположенными лопастями или лопатками, вращающимися внутри ферментера, заполненного жидкостью, с высокой скоростью для перемешивания, смешивания различных жидкостей и передачи кинетической энергии.(Крыльчатка вращается внутри биореактора с низкой скоростью)
Затопление турбины — конструкция и скорость турбины создают явление, при котором добавленные газы в форме пузырьков достигают давления ниже давления бульона и лопаются при низком давлении, изменяя физику бульона. Турбина Раштона подвержена затоплению, тогда как Смит намного лучше, а А. Баккер — лучшая конструкция турбины, позволяющая избежать затопления.
Поворотный стол — также известный как стол с магнитной мешалкой (MST), основанный либо на возбуждении, либо на 2, 4 или более постоянных магнитах, вращающихся вокруг оси, приводимой в движение серводвигателем.Такой MST доступен на сайте www.cercell.com или www.perfusecell.com
.
U
UniVessel — нестандартный одноразовый биореактор из поликарбоната в одном размере 2,6 литра для культивирования различных клеточных линий в суспензии производства Sartorius.
Unipotency — Способность клетки развиваться только в один тип клетки или ткани.
Единица измерения давления — мы используем систему единиц SI / International или обычно известную как метрические единицы, такие как Паскаль, кПа, бар или миллибар.
Up-Stream-Processing — USP — функция, связанная с работой биореактора перед Down-Stream-Processing.
USP — Фармакопея США, www.usp.org, USP устанавливает письменные (документальные) и физические справочные стандарты для лекарств, пищевых ингредиентов, пищевых добавок и ингредиентов. Эти стандарты используются регулирующими органами и производителями, чтобы гарантировать, что эти продукты имеют надлежащую идентичность, а также прочность, качество, чистоту и согласованность.
V-W
Вакцины — препараты, которые вызывают иммунный ответ для защиты человека или животного от возбудителя болезни.
Вакуум — Вакуум измеряется в единицах давления относительно атмосферного давления окружающей среды на Земле или в единицах давления выше абсолютного нулевого давления. Для единиц давления мы используем единицы СИ / метрические единицы, такие как Паскаль, кПа, бар или миллибар.
WEEE — Директива об отходах электрического и электронного оборудования (Директива WEEE) — это Европейская директива 2012/19 / EU (WEEE), которая вместе с директивой RoHs 2002/95 / EC стала законом ЕС в феврале 2003 г.
Клетки VERO — клетки почек, выделенные из африканской зеленой мартышки (крупнее клеток СНО).Первоначальная линия клеток была названа «Vero» в честь аббревиатуры «Verda Reno», что на эсперанто означает «зеленая почка».
VisiFerm — оптический датчик кислорода (DO) со встроенной оптоэлектроникой, обладающий всеми функциональными возможностями измерительного прибора с самодиагностикой. Идеально сочетается со вставкой VisiWell ™ в SUB CellVessel ™. Изготовлено Hamilton.
Вирус — простейшая форма жизни.
VisiWell ™ — это предварительно установленная неинвазивная скважина для растворенного кислорода в настраиваемых SUB CellVessel ™, SUF BactoVessel ™ или P-SUB для одноразового биореактора Perfusion, предназначенная для сверхпростой установки датчика DO VisiFerm без обработки в автоклаве.Изготовлено CerCell и PerfuseCell.
Вязкость — Вязкость — это мера сопротивления жидкости постепенной деформации, выраженная при 25 ° C в паскалях в секунду или производных сантипуазах, например, для меда, которая составляет 2-10 Па · с или 2,000-10,000 сП.
VV — Объем сосуда, общий объем STR, SUB, SUF, разница между рабочим объемом и объемом свободного пространства над головой. VV = WV + HSV.
WV — Рабочий объем относится к фактическому объему носителя, в котором работают STR, SUB или SUF.Обычно 70-90% объема сосуда. Определяется различными факторами, такими как: содержание сыворотки в среде, использование противовоспалительного агента, объем площади поверхности, скорость перемешивания, запланированная плотность клеток и т. Д.
Я
Дрожжи — одноклеточный гриб, очень полезный для ферментации и экспрессии огромного количества продуктов, таких как этанол.
Модуль Юнга или модуль упругости — это мера жесткости эластичного материала и величина, используемая для характеристики материалов.Он назван в честь британского ученого 19 века Томаса Янга (1773–1829).
Пожалуйста, поделитесь с нами своими впечатлениями
.