![]() |
|
|
Биохимия. Том 1виде 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 |
< 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] |
|
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.
|
|