химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ента.

4. Биохимические процессы и биологические молекулы являются результатом эволюционного развития. Биологической эволюции предшествовала химическая (гл. 17), далее они были связаны неразрывно. Виды и организмы характеризуются биохимической, молекулярной адаптацией к условиям среды. Изучая химию жизни, необходимо постоянно иметь в виду биологическое развитие.

5. Жизнь характеризуется точной и тонкой индивидуализацией. Малые различия в строении молекул, например различия между метильной и этильной группами, не имеющие существенного значения в обычной химии, очень важны в биологин (этиловый спирт Н3С—СН2—ОН вызывает опьянение, метиловый спирт Н3С—ОН — слепоту). Биологические молекулы и макромолекулы имеют строго определенные состав и строение.

6. Химические реакции в организмах строго регулируются как прямыми и обратными связями в многостадийных процессах метаболизма, так и пространственным разделением реакций вследствие компартментации, реализуемой клеточными и внутриклеточными мембранами. Поддерживаются тонкие концентрационные градиенты.

7. Наконец, укажем, что биологические молекулы построены из атомов легких элементов: С, Н, О, N, Р, S. Кроме того, в организмах универсальна функциональность ионов щелочных и щёлочноземельных металлов Na, К, Са, Mg. Важнейшую роль играют малые количества других металлов — Fe, Zn и т. д.г вплоть до Мо.

Человеческий организм содержит (в атомных процентах) 60,56 Н, 25,67 0, 10,68 С, 2,44 N, 0,23 Са, 0,13 Р, 0,13 S, 0,08 Na, 0,04 К, 0,03 С1, 0,01 Mg и много меньшие количества Fe, Zn, Си, Со, Se, F, I. Избыток Н и О определяется большим содержанием воды.

Далее в этой главе дается краткая характеристика наиболее важных биологических молекул и биохимических процессов. Наша задача состоит не в дублировании курсов биохимии, но в суммировании основных сведений, необходимых для изложения биофизики.

§ 2.2. Аминокислоты

Все белки построены из 20 типов аминокислотных остатков; ряд аминокислот, не фигурирующих в белках, участвует в метаболизме. По-видимому, аминокислоты возникали на Земле на первом этапе химической эволюции около 4 * 10е лет назад, в результате химических реакций в архаической восстановительной атмосфере и в океане при поглощении энергии (гл. 17). Простейшие аминокислоты встречаются и в метеоритах.

В белках фигурируют остатки а-аминокислотг имеющих строение

R NH3

\/

С

/\

н соон

где R — радикал, углеводородный или содержащий помимо С и Н и другие атомы — О, S, N. Как показывает изучение электрических свойств аминокислот (§ 2.3), их строение точнее выражается формулой биполярного иона

R N+H3

\/ С

/\

н сооОбразование белковой или полипептидной цепи происходит путем поликонденсации аминокислот:

Rt R2 НОН

| | -Н8° I !| I

Н—С—N+H + Н—С—N~*~H *-H,N+—С—С—N—С—СОО; 1 ill

COO" COO" R, H R

причем образуются пептидные связи —NH—СО—.

В табл. 2.1 дана сводка 20 канонических аминокислотных остатков —СО—CHR—NH—, которые классифицированы по электрохимическим свойствам. Среди них есть алифатические углеводородные остатки (Ала, Вал, Гли, Иле, Лей), остатки, содержащие гидроксил (Сер, Тре), амидную группу (Асн, Глн), карбоксильную группу (Асп, Глу), содержащие серу (Цис, Мет), содержащие ароматические л-электронные циклы (Тир, Фен,

Трп, Гис). Этим обеспечивается все многообразие свойств и строения белков.

Помимо 20 канонических остатков, в белках встречаются производные некоторых радикалов. Среди этих минорных остатков важен оксипролил

—со-сн-сн2Ч

I )СН-ОН,

N-CH, / I 2

так как он содержится в значительном количестве в одном из универсальных белков животных — в коллагене.

§ 2.3. Электролиты

Организмы содержат множество ионов — малые органические и неорганические катионы и анионы, основные и кислотные группы аминокислотных остатков в белках и нуклеотидов в нуклеиновых кислотах. Диссоциация электролитов на ионы определяется их водным окружением. Теория электролитов излагается в курсах физической химии; здесь мы ограничимся краткими сведениями, необходимыми для дальнейшего.

Согласно Бренстеду кислота есть молекула, от которой отщепляется протон, основание — молекула, присоединяющая протон. Вода является кислотой в реакции Н20 =** Н* + ОН~ и основанием в реакции Н20 + Н+ ** Н80+ {ион оксония).

Вода — очень слабый электролит, ее константа диссоциации мала. При 25°С в воде

[Н+] [ОН-] = К [Н20] = 10"" мольУл»*. (2.1)

Так к"ак [Н+] = [0Н~], концентрация водородных ионов в воде составляет 10~т моль/л. Удобно пользоваться отрицательным десятичным логарифмом этой величины, обозначаемым рН. Для воды, т. е. для нейтральной среды, рН = 7. Соответственно для! кислот рН < 7, а для оснований рН > 7.

Биологические электролиты обычно слабые, т. е. они мало» диссоциированы. Рассмотрим диссоциацию некоторой кислоты НА Н+ + А". Константа диссоциации, т. е. константа равновесия К, этой реакции равна

К = анаА/аНА, (2.2)

где «н = ЙА и «ИА — активности соответствующих веществ в растворе.

Активность —

страница 11
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


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

 

 

Реклама
создать сайт на вордпресс курсы в москве
Продажа автостекол на Jeep
распродажа кухни в москве
чугунный люк 60 на 60

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
(02.12.2016)