химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ний следует

(12.9) 389

Зндчпт, если (d//d|)r отлично от нуля, то сродство з4> зависит от длины /.

Качальский и Оплатка построили непрерывную работающую машину, в которой полиэлектролитное волокно (коллаген) попеременно погружается в раствор соли (LiBr.) и в чистую воду (рис. 12.3). Работа машины прекращается, когда в результате переноса малых ионов в воду волокном химические потенциалы обоих резервуаров выравниваются. Будучи пущена в обратную сторону, машина может служить для извлечения соли из раствора.

Полианионное волокно сокращается при понижении рН, скажем, при добавлении HG1. Увеличение Гснси уменьшает I при постоянной силе /, т. е,

<0.

dl

\дппа If

Напротив, в изометрических условиях добавление HG1 увеличивает силу:

дп

Of

НС1

?)>о.

Обратный эффект состоит в изменении рН среды, окружающей подианионное волокно, если его растягивают. Таким образом,

Механохимическая природа биологической сократительной системы была открыта Энгельгардтом и Любимовой (1939), изучавшими миозин — белок мышечного волокна (см. с. 394). При добавлении АТФ происходит сокращение миозиновых волокон, имеющее обратимый характер.

Механохимия полиэлектролитов определяется консрормацион-ными превращениями макромолекул. Превращения эти коопера-тивны. Константы диссоциации ионизуемых групп в полимере отличаются от таковых для мономера, вследствие электростатического отталкивания соседних заряженных групп, зависящего от конформаций цепи. Эти явления находят свое выражение в кривых потенциометрического титрования (см. § 3.7).

При не очень малых силах /, достаточных для ориентации подиэлектролитной цепи как целого, длина цепи выражается

390

уравнением (см. § 3.1)]

Средний квадрат расстояния между концами цепи Л| зависит от

степени ионизации а, т. е. от рН среды. Если dhl/da^O^ то полизлектролитные цепи растягиваются при ионизации под действием постоянной силы и сокращаются при уменьшении степени ионизации. Если знак производной отрицателен, то эффект рН противоположен. Второй случай реализуется у синтетических полипептидов — размеры клубка уменьшаются с ростом ос, так как увеличение степени ионизации разрушает спиральную структуру. В общем случае

К » ехр (- (12.11)

где АЕ — разность энергий взаимодействия свободных зарядов в свернутой и.вытянутой конформациях цепи; АЕ есть мера кооперативности системы: если Д? = 0,_то цепь некооперативна, &о не

зависит от а. Знак производной dhl/da зависит от знака АЕ. Та же теория позволяет определить, как изменяется рН среды при растяжении цепи.

Описанный кооперативный механизм не единственный — возможны также полиэлектролитные механохимические процессы, определяемые изменениями степени связывания ионов.

Таким образом, изменения конформации цепи, вызванные изменением химического окружения при воздействии постоянной силы, производят механическую работу. В свою очередь, действующая сила должна менять конформации цепи. Теория показывает, что если приложенная сила не очень велика, то она стабилизует спиральную конформацию цепи. Напротив, большая сила стабилизует, конформацию сильно вытянутого клубка. В заряженных цепях не очень большая внешняя сила приводит к увеличению степени диссоциации, вызывающей переход спираль — клубок при фиксированной температуре. При большой силе степень диссоциации, вызывающая переход, может быть меньше, чем в отсутствие силы. В зависимости от величины приложенной силы при переходе спираль — вытянутый клубок может наблюдаться как увеличение, так и уменьшение размеров цепи в направлении силы.

Биологические сократительные системы, выполняющие механохимические процессы, далеки от простых полиэлектролитных моделей. Однако свойства полизлектролитов существенны для понимания механохимических явлений.

Имеются все основания считать, что в механохимических биологических процессах источником необходимой химической энергии являются макроэргические вещества, прежде всего АТФ.

Гидролиз АТФ происходит с участием АТФ-азы. Рабочими веществами механохимических процессов служат сократительные белки. Открытие АТФ-азной активности одного из них — миозина мышцы, сделанное Энгельгардтом и Любимовой, является ключевым для всей биологической механохимии.

Рассматривая биологические механохимические процессы, мы уделим главное внимание мышечному сокращению.

§ 12.2. Структура мышцы и мышечных белков

Позвоночные животные имеют три вида мышц — гладкие мышцы в стенках полых органов, поперечно-полосатые мышцы сердца и поперечно-полосатые скелетные мышцы. Последующее изложение относится преимущественно к последний.

Мышцы имеют волокнистое строение. Под обычным микроскопом без труда наблюдается поперечно-полосатая структура мышечных волокон. Отдельное мышечное волокно имеет диаметр

Рис. 12.4. Электронная микрофотография миофибриллы мышцы лягушки

0,02—0,08 мм (20—80 мкм). Оно окружено мембраной, имеющей обычную толщину около 0,01 мкм. Волокно состоит из 1000—2000 более тонких волокон — миофибрилл диаметром 1—2 мкм. Фибриллы имеют оболочку, об

страница 147
< 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
ручка martinelli dnd fiore
как оформить помещение под домашний кинотеатр
Электрические котлы Руснит РУСНИТ 215МК
PSD500136260-I

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
(03.12.2016)