химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

на одну цепь электронного транспорта. Для митохондрий время релаксации xi/2, т. е. время, в течение которого выход АТФ снижается вдвое, составляет при комнатной температуре 10 с, т. е. релаксация достаточно медленна. Синтез АТФ в результате скачка рН дополнителен к таковому при нормальном окислительном фосфорилировании.

Таким образом, релаксационная теория, неотделимая, очевидно, от теории ЭКВ, получила весьма существенные экспериментальные подтверждения.

Для построения кинетической теории нужно определить относительную роль двух механизмов — иадбарьерпого перехода по ЭЙрингу (см. § 6.1) и туннельного эффекта. Второй эффект при переносе электрона в биологической системе был впервые рассмотрен Чансом (1968).

Константа скорости актпвационного перехода равна (с. 175)

, кТ А\ = — ехр ,

1 /i I кТ

(13.16)

k2 ~ V0 GXP

Число актов туннельного перехода в единицу времени равно

4лХ

Y'hne (U-E)

(13.17)

?масса. На рнс. 13.11 показана схема потенциальных ям двух соседних звеньев ЦПЭ.

Полная скорость переноса определяется суммой и к%. При высоких температурах преобладает первый член, при низких — второй. Согласно

+

имеющимся оценкам L w 1—2 нм, U » 67+ « 1—2 эВ. При этих значениях

#2 ^> Отсюда следует, что переходы должны быть практически не зависимы от температуры, что противоречит опыту. Это противоречие можно объяснить.

(13.18)

АЕГ = Е ехр

Тунпелирование электрона зависит от соотношения между разностью электронных уровней АЕ (см. рис. 13.11) и величиной резонансного расщепления:^L Л/2т (U —К) h

Если АЕ АЕГ, то туннельного перехода не будет. При АЕ АЕГ переход происходит за время тг = & ГАЯ,.)"1. Пои Ь = 2 нм, U — Е — 2 эВ АЕГ » яг 10~6 эВ. Значения ДЯ в ЦПЭ должны быть много больше, и такой идеальный переход невозможен. Тунпелирование, однако, происходит вследствие диссипации энергии, обеспечивающей сближение электронных уровней и определяемой ЭКВ. Чернавская и Чернавский рассматривают потенциальные ямы, защищенные от ионной среды неполярной оболочкой. Допустим, что существенна лишь одна колебательная степень свободы. Возможно возбуждение колебательного кванта Як, причем

ДЯ = Ьсон = Я1;, (13.19)

или увеличепие энергии уже имеющегося кванта

ДЯ = ДЯ„ = ? Дсок. (13.20)

Значения Як и ДЯК порядка 0,1 эВ. Вероятность туннельного перехода при условии (13.19) выражается формулой

ш-^!р(ДЯ) g2exp h

__4лЯ у2 (С/-Я) h

(13.21V

Здесь р(ДЯ)—плотность уровней конечного состояния, g2 = Ю-2—Ю-4 константа, характеризующая «силу связи». В случае (13.20)

ш = р(ДЕ-ДЯк)ехр(-^)ехр[-?| ]/ 2те (U - Е)

(13.22)

^етствующий размер электронного облака равен

% A t -i/~4 f %*м

q~ р-у 2теин-У 32я]/ туп-Вводя боровский радиус ао = JL//nee2:5sO,05 нм, получаем

(13-25>

Размеры конформона должны быть того же порядка. Энергия поляризации ао порядку величины равна

EP = e4(sq), (13.26)

где е — микроскопическая диэлектрическая проницаемость. Наконец, отношение Ер к энергии колебаний дает число квантов, участвующих в образовании конформона:

N = Яр/(Ь(о„). (13.27)

Для белков среднее зпачение плотности зарядов п » 1021 см"3, т. е. расстояние между зарядами порядка 1 вм. Если заряды расположены на протонах, то М = (6,2-1023)-' г. Величину е можно считать равной 3. Получаем шк А; 2я-0,6'1013 с~!, размеры конформона q « 1,5 нм, т. е. поляризацией охвачена практически вся молекула. Энергия поляризации Ер » 0,35 эВ, сдвиг уровней электрона того же порядка. Наконец, N « 15.

В кинетике электропно-конформационных переходов можно выделить четыре процесса: 1) колебания электрона внутри ямы с частотами порядка 1017 с-1; 2) колебания атомов с частотами порядка кТ/h ~ 1013 с-1 и с амплитудами 10~2—10"3 нм; частоты упругих колебаний белковой глобулы порядка 1012—1011 с-1; 3) туннелирование электрона, т ~ Ю-7—10~6 с, расстояния 1—2 нм; 4) медленные конформационные переходы в макромолекуле, т > 10~3 с.

Таким образом, можно не рассматривать быстрые процессы 1)—3) и усреднять по времени положения электронов и атомов. Именно такая процедура применена в описанной выше релаксационной модели. Молекула, получив электрон, оказывается в неравновесной конформации, медленно релаксирующей к равновесию. Для туннельного эффекта требуется поэтому не совпадение электронных уровней восстановленных донора и акцептора, но наличие надлежащим образом расположенного виртуального электронного уровня акцептора в окислительной конформации. Энергия, выделившаяся при туннелировании, диссипирует, но энергия, медленно выделяемая при конформациопной релаксации, может быть конвертирована в энергию макроэрга. Будучи связан с условиями резонанса электронных уровней энергии, тунпельный эффект подвержен влиянию мембранного потенциала. Следовательно, возможен регуляторный процесс — мембрап-ный потенциал, создаваемый активным транспортом ионов, зависит от скорости переноса электронов, в свою очередь регулируемой мембранным потенциалом. Реализуется обратная связь, обеспечивающая автоматическое

страница 167
< 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
евро формат кирпич
Межкомнатная дверь Profildoors 70U
http://www.prokatmedia.ru/sound.html
https://wizardfrost.ru/remont_model_3996.html

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
(29.06.2017)