химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

* и изменение энтальпии при освобождении одного звена Ah около 4 кДж/моль. Те же значения о свойственны ПГК и поли-?-лизину. Одвако ДА в этих двух случаях отрицательно я мало — около —0,29 кДж/моль. Если Ah > 0, спиральное состояние менее выгодно, чем клубкообразное, и переход спираль — клубок происходит не при повышении, а при понижении температуры.

Теория переходов, вызванных изменением растворителя или рН среды, строится на тех же основах. В первом случае необходимо учесть, что каждое звено может находиться уже не в двух, а в трех состояниях: в свободном, в связанном внутримолекулярной водородной связью и в связанном водородной связью с молекулой растворителя. Зависимость перехода от рН определяемся полиэлектролитиой природой таких полипептидов, как ПГК. Каждое звено может находиться в одном из четырех состояний, так как оно может быть свободным и связанным, заряженным и незаряженным. Дли полиамфолитов форма кривой 9(рН) зависит от последовательности каТЙОИИЫХ и анионных звеньев. Теоретические расчеты переходов согласуются с опытом.

Переходы р-форма — клубок имеют несколько иной характер, так как ^-форма двумерна. Теория этих переходов была развита Бирштейн.

Являются ли эти кооперативные переходы фазовыми? Вопрос этот не тривиален. Согласно теореме Ландау и Лифшица, фазовый переход в одномерной системе невозможен, так как в ней не существуют фазовые равновесия. Две фазы перемешиваются, пока не разделятся на малые конечные отрезки. Между тем а-спираль одномерна.

Фазовые переходы и фазы строго определены в статистической физике лишь для систем с N -»- °°. Самые длинные а-спирали содержат лишь десятки и сотни звеньев. Плавление а-спирали происходит в заметном интервале температур А Г, определяемом лишь параметром кооперативности о. В отличие от истинного фазового перехода, ДГ не стремится к нулю при N °°. Тем самым плавление а-спирали есть нефазовый кооперативный кон-формационный переход. Сказанное справедливо и для двумерных ^-систем.

§ 4.5. Белковая глобула и гидрофобные взаимодействия

В отличие от монотонной полиаминокислоты, белок содержит разнообразные остатки, в том числе и Про, которые не могут образовать водородных связен. Вторичные структуры — а-спирали и (i-формы — представлены в белке лишь частично, они перемежаются неупорядоченными участками, в которых белковая цепь обладает значительной гибкостью. В результате белковая макромолекула сворачивается в глобулу, приобретая определенную пространственную, третичную, структуру. Именно эта структура биологически функциональна. (О фибриллярных белках мы будем говорить в § 4.9.)

В ряде случаев белок обладает четвертичной структурой — молекула белка или надмолекулярная белковая система состоит из некоторого числа глобул. Примеры: молекула гемоглобина содержит 4 глобулы двух сортов, белковая оболочка вируса табачной мозаики состоит из 2000 идентичных глобул. Белок — многоуровневая система.

Характер структуры на каждом уровне организации определяется геометрическими свойствами структур предыдущего уровня, силами взаимодействия их элементов и взаимодействием с окружающей средой. Возникновение «высшей» структуры происходит как бы автоматически в результате самосборки системы.

Решение проблем самосборки означало бы, например, возможность предсказания макроскопической структуры мышцы по данным о химическом строении ее белков. Объяснение строения молекулярных кристаллов на основе знания строения образующих эти кристаллы молекул решает проблемы самосборки в гораздо более простом случае.

Мы уже говорили об отличии полимерной глобулы от статистического клубка (с. 78). В белке вследствие полифункциональности аминокислотных остатков в образовании глобулы участвуют разнообразные силы. Разнородность звеньев и взаимодействий определяет строение глобулы—«апериодичность кристалла».

Единственные сильные взаимодействия в белковой глобуле — это химические дисульфидные связи Цис—S—S—Цис. Наличие нескольких дисульфидных «сшивок» между звеньями одной или нескольких цепей (например, инсулин) накладывает ограничения на возможные конформаций. Однако нельзя было бы говорить о глобуле, если бы взаимодействия сводились к серным мостикам. В этом случае белковая цепь походила бы на цепь каучука в резине, вулканизированной серой. Каучук в резине сохраняет свойства статистического клубка. Глобула формируется слабыми силами — электростатическими, ван-дер-ваадьсовыми, водородными связями и, прежде всего, гидрофобными взаимодействиями.

Глобулярные белки функционируют в водном окружении, в большой степени определяющем высшие уровни их структуры. Влияние воды обязательно должно учитываться в физике белка.

Вода влияет на водородные связи. Однако выигрыш свободной энергии при образовании внутримолекулярных водородных связей по сравнению с такими связями с молекулами Н20 незначителен. Роль воды в стабилизации глобулы иная.

Гидрофобный эффект есть единственная организующая сила, основанная на отталкивании растворителя, а не на взаимном притяжении элементов системы. Во

страница 40
< 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
купить кровать грета
комод деревянный неокрашенный
64023-240
Продажа квартир в жилом комплексе Шмитовский пр-д д. 16

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
(24.01.2017)