химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ые остатки в белках всегда являются «левыми», /.-формами (рис. 2.11).

Правые и левые формы одинаково реагируют с симметричными молекулами. Они различаются своим взаимодействием с поляризованным светом. Хиральные вещества в отличие от их рацемических смесей вращают плоскость поляризации света в разные стороны и по-разному поглощают свет, поляризованный по кругу вправо и влево (см. гл. 6). Биологические ^-аминокислоты названы так не потому, что они вращают плоскость поляризации света влево, а ^-аминокислоты — вправо. Среди L-аминокислот есть как лево-, так и правовращающие. Исходным для L-ряда органических соединений служит левовращающии глицериновый альдегид ОСН—С*Н(ОН) — СН20Н. Все //-соединения можно в принципе получить, из него путем замещения соответствующих атомов и групп, присоединенных к С*, без изменения общей конфигурации молекулы.

Хиральность свойственна и белкам, и углеводам, и нуклеиновым кислотам, и ряду низкомолекулярных соединений в клетке. Углеводы в ДНК и РНК всегда фигурируют в />-форме. Азотистые основания имеют плоское строение и, следовательно, лишены хиральности. В. процессах метаболизма, происходящих без рацемизации, т. е. без превращений зеркальных антиподов друг в друга, клетка усваивает лишь те из них, которым отвечают структуры ее биологических молекул. Организм усваивает но не /^-аминокислоты. Попав в «антимир», в котором растения и животные содержат молекул*! с противоположными конфигурациями, земной организм погиб бы от голода4 Для организма D~ и //-антиподы разнятся. Известны вещества, ядовитые в одной форме и безвредные в зеркальной форме; L-аспараги-новая кислота безвкусна, ее антипод сладок. Еще Пастер установил, что некоторые бактерии питаются преимущественно одним антиподом данного вещества.

Выделение чистых антиподов in vitro из рацемических смесей (асимметрический синтез) осуществляется с помощью хираль-ных веществ биологического происхождения (обычно алкалоидов). Действуя на рацемическую смесь (/?, L) соединением //, получаем (Z), L)+ V -»- DU + LL\ Соединения DL' и LU уже не являются зеркальными антиподами (ими были бы DL' и LD'). Поэтому физико-химические свойства DU и LU различаются, и можно разделить эти соединения, например, кристаллизацией.

Для разделения антиподов необходимо асимметрическое воздействие вещества или существа, знающего разницу между правым и левым. Зеркальные антиподы были открыты Пастером в 1848 г. Он изучал винную кислоту и установил, что у нее имеются правые и левые формы кристаллов. Сортируя их, Пастер получил чистые антиподы винной кислоты. Он играл роль асимметри-? ческого фактора — человек сам «хирален» и знает разницу между правым и левым. Хиральность существует в живой природе как на молекулярном, так. и на более высоких уровнях организаций. Она определяется в конечном счете «хиральной» регуляцией ферментативных процессов. На рис. 2.12 показаны две формы раковины корненожки Neogloboquadrina packyderma. Ракушки, закрученные по часовой стрелке, образуются при температуре, меньшей 7°С, закрученные против часовой стрелки — при более высоких температурах.

В природе хиральность может быть молекулярной или кристаллической. В первом случае она сохраняется -при плавлении или растворении вещества (например, сахар), во втором — она свойственна лишь,,кристаллическому состоянию. Кварц построен

из симметричных молекул Si02, но кристаллизуется в правой или левой формах, обладающих противоположной оптической активностью. При плавлении кварца оптическая активность исчезает. В любом месторождении число правых и левых кристаллов в среднем одинаково. Соответственно можно выделить чистый антипод кристаллизацией, поместив в рацемическую смесь нерацемическую правую или левую затравку.

Рис. 2.12. Две формы раковины корненожки Neogloboquadrina pachyderma

Возникновение и фиксация хиральности в живой природе представляют исключительный интерес. Попытки объяснить эти факты малой круговой поляризацией света, рассеянного земной атмосферой, или радиоактивным облучением (в связи с несохранением четности в ядерных процессах) не увенчались успехом. Следует рассматривать эти явления в свете общей теории добиологической эволюции, моделирующей возникновение порядка из беспорядка, возникновением информации (гл. 17). Выбор антипода означает создание информации, равной 1 бит на молекулу мономера. Есть веские основания считать, что первоначальное возникновение хиральности было результатом флуктуации. Флуктуационное отклонение от равномерного рацемического распределения может неограниченно нарастать, если система является автокаталитической, т. е. самовоспроизводящейся. Иллюстрируем это модельным расчетом. Пусть хх и х2 — числа молекул полимера (типа РНК), построенного соответственно из D- и L-мономеров, количества которых мы обозначим через mt и пг2. Полимеры строят свои копии из мономеров — имеется матричная авторепродукция. Кроме того, полимеры способны распадаться. Кинетические уравнения, описывающие развитие системы, имеют вид

i, = aXiWi — bxu ±г «= a

страница 17
< 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
как выпрямить вмятину через дырочки просверленные в вмятине
купить ноутбук в интернет магазине
козк1-100
торфяной биотуалеты для дачи купить

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
(21.10.2017)