химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

и жирные кислоты. Из этих веществ во второй стадии образуются ацетилкофермент А (с. 42), а-ке~ тоглутарат и оксалоацетат. В третьей фазе реализуется цикл Кребса, представленный на с. 424. Цикл Кребса начинается реакцией оксалоацетата с ацетил-КоА и тот же оксалоацетат регенерируется при обороте по циклу. Определенные реакции цикла, выполняющего каталитическую функцию, сопровождаются переносом: атомов Н на НАД или флавопротеид. На каждые два электрона, перенесенные с НАД.Н на 02, синтезируются три хмолекулы АТФ (окислительное фосфорилирование). Этот перенос, электронов осуществляется в дыхательной цепи. При переходе от первой фазы ко второй выделяется С02, при переносе электронов с НАД ? И на 02 образуется Н20. Общий баланс процесса аэробного дыхания

СвН12Ов + 6Н20 + 602 + 36АДФ + 36Ф 6С02 + 12Н20 + 36АТФ.

Дыхание много эффективнее гликолиза. При гликолизе изменение свободной энергии на моль глюкозы составляет — 197 кДж„ при дыханиии — 2880 кДж.

Сложные процессы метаболизма, запасания и расходования энергии пространственно локализованы в клетках. Дыхание реализуется в мембранах митохондрий, фотосинтез — в мембранах хлоропластов. Биохимические процессы эволюционно адаптированы. Так, у животных пустынь и у птиц главным источником метаболической энергии является жир, а не гликоген. В пустыне; надо обеспечивать не только максимальный выход энергии, но и максимум образования воды — при окислении жира производится вдвое больше воды, чем при окислении гликогена. Для птиц существенна меньшая масса жира. Масса гликогена и связанной с ним воды в 8 раз больше, чем масса жира, дающая при окислении то же количество энергии.

Подробное рассмотрение и схемы всех метаболических путей содержатся в руководствах по биохимии. Мы вернемся к дыханию и фотосинтезу в гл. 13, посвященной биоэнергетике, и в гл. 14, посвященной фотобиологическим процессам.

§ 2.11. Сильные и слабые взаимодействия

Взаимодействия атомов в биологических молекулах, равно» как й в молекулах синтетических органических соединений,— это прежде всего химические ковалентные связи, которые мы назовем сильными. Энергия, необходимая для разрыва С—С-связиг равна 348,6 кДж/моль, энергия С—N-связи 336 кДж/моль и т. д. Сильные взаимодействия определяют цепное строение биополимеров, соединение друг с другом соответствующих мономеров — аминокислотных остатков, нуклеотидов, гексоз. Сильные связи образуются внешними электронами атомов; теория ковалентных связей может быть основана только на квантовой механике. Соответствующая область физики или теоретической химии именуется квантовой химией.

В ходе биохимических реакций, катализируемых ферментами» происходит перестройка химических связей, перестройка электронных оболочек.

Однако биологические молекулы не могли бы функционировать и жизнь в известных нам формах не существовала бы, если бы помимо сильных взаимодействий внутри биологических молекул и между ними не действовали бы невалентные^ нехимические, слабые силы. Клетки и их органоиды — гетерогенные системы, существование и функционирование которых определяются межмолекулярными взаимодействиями невалентного характера. Исполнители почти всех молекулярных функций в клетках — ?белки — взаимодействуют с липидами и углеводами, с нуклеиновыми кислотами и с малыми молекулами. Взаимодействия эти преимущественно слабые, так как сильные взаимодействия создавали бы слишком жесткие и устойчивые структуры, лишенные молекулярной подвижности, необходимой для выполнения биологическими молекулами их разнообразных задач, включающих тонкую регуляцию химических реакций, компартментацию, установление градиентов концентрации. Перечислим виды слабых взаимодействий в биологических системах и охарактеризуем их.

1. Ионные связи, Силы взаимодействия между ионами, описываемые законом Кулона. Энергия взаимодействия двух ионов с зарядами ион —

(2.27)

где г — расстояние между ионами, е — диэлектрическая проницаемость среды. Разноименные заряды притягиваются, ?/ион < О, одноимепные отталкиваются, UKoa > 0. Ионные связи образуются, в частности, между ионогенными группами в белках (например, Глу-, Лиз+), между такими группами и малыми противоиопами, между фосфатными группами в нуклеиновых кислотах и катионами т. д.

2. Ион-диполъные взаимодействия между ионами и полярными группами молекул. Они определяются зарядом иона и диполь-иым моментом взаимодействующей с ним атомной группы.

3. Ориентационные силы. Электростатические взаимодействия между диполями. Дипольный момент р малой молекулы или атомной группы равен по порядку величины произведению заряда электрона (4,8 • 10~10 ед. СГСЭ) на длину химической связи (~10~8 см). Единица дипольного момента, равная Ю-18 ед. СГСЭ, называется дебаем (D). Диполи стремятся установиться антипа-раллельно или «в хвост» друг к другу. Энергия ориентационного взаимодействия двух диполей обратно пропорциональна кубу расстояния между ними:

(2.28)

Если два диполя установлены «в хвост» друг к другу, т. е. все? три вектора р^ р2 и г к

страница 21
< 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
роквул 50
мебельные ручки-каталог
электросамокат ксиаоми купить
http://www.prokatmedia.ru/plazma.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
(23.09.2017)