химический каталог




Биохимия. Том 3

Автор Л.Страйер

ородную наружную часть молекулы валиномицина.

Интересна также структура комплекса с К+ другого переносящего ионы антибиотика, а именно нонактина (рис. 36.25). В этом комплексе К+ связан с восемью атомами кислорода в центре молекулы. Четыре атома кислорода из восьми принадлежат карбоксильным группам, а остальные четыре - эфирным связям.

36.16. Валиномицин связывает К+ в 1000 раз прочнее, чем Na+

Каким образом соединения, транспортирующие ионы, различают такие сходные ионы, как Na+ и К+? Валиномицин связывает К+ в 1000 раз прочнее, чем Na+, т.е. избирательность этого переносчика выше, чем у (Na+ + К+)-АТРазы. Рассмотрим основу столь высокой избирательности. Как показали спектроскопические исследования, комплексы валиномицина с Na+ и К+ очень сходны по структуре. В частности, в обоих комплексах одинаковы длины координационных связей между катионом в центре молекулы и атомами кислорода. Почему же тогда К+ связывается намного прочнее, чем Na+? Причина этой избирательности в том, что К+ слабее, чем Na+, притягивает воду. Свободная энергия образования гидратной оболочки для Na+ на 17 ккал/моль ниже, чем для К+ (табл. 36.2). Следовательно, ва-линомицин связывает К прочнее потому, что отделение воды от К+ требует менъТаблица 36.2. Свойства щелочных катионов

Ион Порядковый Радиус иона, Свободная

номер А энергия

элемента гидратации,

ккал/моль

Li+ 3 0,60 -98

Na+ 11 0,95 -72

К+ 19 1,33 -55

Rb+ 37 1,48 - 51

Cs+ 55 1,69 - 47

шей затраты энергии, чем отделение Na+.

Пока еще не проводилось исследования атомарной структуры какого-либо ион-транспортирующего соединения, предпочтительно связывающего Na+, однако можно представить себе, каким должна быть ключевая особенность такой структуры. По-видимому, в ней должно отражаться использование того факта, что Na+ имеет меньший ионный радиус (r = 0,95 А), чем К+ (r = 1,33 А), благодаря чему отрицательно заряженные атомы кислорода могут в большей степени приблизиться к Na+, чем к К+; таким путем может быть преодолен более высокий энергетический барьер дегидратирования Na+ но сравнению с К+. Следовательно, можно предсказать, что участки специфического связывания Na+ должны обладать высокой плотностью отрицательного заряда и такой геометрией, которая позволяла бы Na+ плотно входить в них. В отличие от этого участки специфического связывания К должны, по-видимому, обладать отрицательным зарядом меньшей плотности и их геометрия должна меньше подходить для образования очень коротких связей между катионом и координирующими группами.

Примечательна также гибкость молекулы валиномицина (рис. 36.24). Хелатирование

К+ представляет собой ступенчатый процесс, в ходе которого молекулы воды ги-дратной оболочки иона последовательно вытесняются кислородными атомами антибиотика. Новые связи формируются по мере разрыва старых, и потому активационный барьер для связывания иона оказывается низким. Аналогичным образом и энергия активации противоположного процесса - высвобождения иона - также низка. В итоге валиномицин присоединяет и высвобождает К+ множество раз на протяжении секунды. Важная роль гибкости структуры в этом случае так же очевидна, как и при действии ферментов.

36.17. Можно выявить поток ионов через единичный канал в мембране

Проводимость планарной двуслойной мембраны, содержащей небольшое количество грамицидина А, не является постоянной. Как показал Денис Хейдон (Denis Haydon), проводимость этой мембраны для Na+ изменяется во времени ступенчато (рис. 36.26). Эти ступени проведения иона определяются спонтанным открыванием и закрыванием образованных грамицидином А каналов. Единичный канал остается открытым в течение примерно секунды. По такому каналу легко проходят одновалентные катионы, но не анионы или двухвалентные катионы. Оказалось, что по одному каналу в течение секунды мажет, пройти более 10 ионов. Такая скорость транспорта только на один порядок величины ниже скорости диффузии в чистой воде. В отличие от этого максимальная скорость транспорта, осуществляемого подвижным переносчиком, составляет менее

103 ионов в 1 с, так как повороты и перемещение подвижного переносчика в мембране занимают не менее 1 мс.

Методами спектроскопии и дифракции рентгеновских лучей было показано, что трансмембранный канал образуется из двух молекул грамицидина А (рис. 36.27). Внутри мембраны обладающий свойством проводника спирализованный димер находится в равновесии с непроводящими мономерами. По существу, ступенчатое изменение проводимости на рис. 36.26 соответствует процессу образования и диссоциации диме-ров. Димер формирует обводненный канал диаметром 4 А, окруженный полярными группами пептидов. Гидрофобные боковые цепи располагаются на периферии канала и контактируют с углеводородными цепями фосфолипидов мембраны. Окружающие водную пору карбоксильные группы в канале образуют кратковременные координационные связи с катионом в момент его прохождения по каналу. Как показал рент-геноструктурный анализ, связавший катионы канал становится короче и шире; это еще

страница 150
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Скачать книгу "Биохимия. Том 3" (2.99Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
урна парковая уч-3
замок для металлического шкафа
вешалка стоячая
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.11.2017)