химический каталог




Биохимия. Том 1

Автор Л.Страйер

виде тетраэдра приводит к образованию развитой трехмерной структуры. Таким образом, вода обладает высокой когезионной силой.

6.25. Присутствие воды ослабляет полярные взаимодействия

Полярность молекул и способность к образованию водородных связей делает воду высокоактивным соединением. Это проявляется в том, что вода ослабляет электростатические взаимодействия и водородные связи, возникающие между другими соединениями. При этих полярных взаимодействиях вода ведет себя как очень сильный конкурент. Рассмотрим, например, как действует вода на образование водородной связи между карбонильной и амидной группами (рис. 6.29). Водородные атомы воды способны заместить NH-группу в качестве донора, а кислородный атом воды - кислород СО-группы в качестве акцептора водорода. Следовательно, образование сильной водородной связи между СО- и NH-группами возможно только в отсутствие воды.

Сила электростатических взаимодействий в воде по сравнению с вакуумом снижена в 80 раз (80-диэлектрическая постоянная воды). Высокая диэлектрическая постоянная воды отражает такие свойства, как полярность и способность образовывать вокруг ионов ориентированную сольватную оболочку, которая ослабляет электростатическое взаимодействие одного иона с другим

н

]

о— I

+| н н >i

н н

А <н А н>

н н

\/

Электростатическое ^

взаимодействие Вода окружает заряженные

в нелопярной группы и уменьшает их

среде взаимодействие

Рис. 6.30. Вода ослабляет электростатическое взаимодействие заряженных групп.

(рис. 6.30). Такие ориентированные соль-ватные оболочки создают собственное электрическое поле, противоположное но знаку полю, созданному ионом. В результате способность ионов, окруженных сольватными оболочками, к электростатическим взаимодействиям оказывается заметно ослабленной. Вода характеризуется исключительно высокой диэлектрической постоянной.

6.26. Гидрофобные взаимодействия; в водной среде неполярные группы стремятся ассоциировать

Каждый знает, как мелкие капельки масла в воде соединяются в одну большую каплю. Аналогичный процесс происходит и на уровне атомов, а именно неполярные молекулы или группы в водной среде объединяются в кластеры. Этот процесс ассоциации обусловлен гидрофобными взаимодействиями. Фигурально выражаясь, вода прижимает неполярные соединения друг к другу.

Гидрофобные взаимодействия играют решающую роль в складывании макромолекул, в связывании субстратов с ферментами и во многих других молекулярных процессах. Рассмотрим, что лежит в их основе. Допустим, что в воду вносится молекула неполярного соединения, например гексана. В воде при этом образуется полость, из-за чего на какой-то момент разрываются водородные связи между молекулами воды. Далее сдвинутые со своих мест молекулы воды переориентируются и образуют максимально возможное число новых водородных связей. Этого, однако, удается достичь лишь за определенную «плату»: возможностей образования благоприятных водородных связей в решетке воды вокруг молекул гексана значительно меньше, чем в чистой воде. В результате молекулы воды вокруг молекулы гексана располагаются гораздо более упорядоченным образом, чем в остальных частях раствора, а это означает, что энтропия раствора снижается. Посмотрим теперь, что произойдет, если в воде окажутся две молекулы гексана. Будут ли они находиться в двух малых полостях (рис. 6.31, Л) или же в одной большой полости (рис. 6.31, Ь)? Опыт показывает, что две молекулы гексана объединяются и занимают одну большую полость. Это объединение происходит в результате высвобождения отдельных ориентированных молекул воды, окружающих разделенные молекулы гексана. Следовательно, в основе гидрофобного взаимодействия лежит увеличение энтропии, обусловленное возрастанием степеней свободы высвобожденных молекул воды. Таким образом, неполярные молекулы в воде объединяются друг с другом не в силу высокого взаимного сродства, а прежде всего вследствие существования прочных связей между молекулами воды.

Заключение

Катализаторами в биологических системах служат ферменты; все ферменты-белки. Ферменты высокоспецифичны и обладают огромной каталитической силой. Обычно они повышают скорость реакции по крайней мере в 107 раз. Ферменты не сдвигают равновесия реакции, а выполняют функцию катализаторов путем снижения энергии активации химических реакций. Кинетические

Таблица 6.5. Диэлектрические постоянные ряда растворителей

параметры некоторых ферментов описываются моделью Михаэлиса-Ментен. Согласно этой модели, фермент (Е) соединяется с субстратом (S), образуя фермент-субстратный комплекс (ES), который либо превращается далее в продукт (Р) реакции, либо диссоциирует на Е и S:

*i *з

E + S^ES^E + P.

V = v„

Скорость (V) образования продуктов описывается уравнением Михаэлиса-Ментен:

[S]

[S] + Км' Часть I

Конформация и динамика где ^„-скорость реакции при полном насыщении фермента субстратом, а Км-константа Михаэлиса, равная концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину от мак

страница 61
< 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

Скачать книгу "Биохимия. Том 1" (6.46Mb)


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

 

 

Реклама
цимбидиум купить
Фирма Ренессанс: лестница в дом входная - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло престиж комплектующие
Всегда выгодно в KNSneva.ru - для ноутбука охлаждение - 10 лет надежной работы! Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

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
(10.12.2016)