химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ных процессов метод направленных графов является удобным алгоритмом. Вместе с тем он позволяет выявить глубокую аналогию, существующую между процессами в сложных электронных цепях и ферментативными реакциями. Системы обоих типов работают на сигналах, связанных сходными функциональными зависимостями. В электронных цепях сигналами являются напряжения и токи, в ферментативных реакциях— концентрации и скорости стадий. Аналогом закона Ома служит закон действующих масс. Однако закон Ома требует учета разности напряжений на концах двухполюсников, а закон действующих масс учитывает концентрацию ферментного комплекса (аналог напряжения) лишь на входе двухполюсника (ветви графа). Это отличие определяет неприменимость графических правил, разработанных для электрических цепей, непосредственно к ферментативным реакциям и затрудняет прямое электрическое моделирование реакций [120, 121].

§ 7.7. ХИМИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ

Механизм действия ферментов эффективно изучается методами химической релаксации, впервые развитыми Эйгеном [122]. Система выводится из равновесного или стационарного состояния быстрыми изменениями внешнего параметра и изучается кинетика ее приближения к новому равновесному или стационарному состоянию. Доступны измерению времена релаксации т вплоть до 1Сг~10 сек. Применяются методы одномоментного и стационарного возмущений. Чаще всего пользуются скачком концентрации и температуры, возмущением электрическим полем, воздействием ультразвуком. Времена релаксации измеряются посредством скоростной спектрофотометрии. Обзоры экспериментальных основ и теорий методов даны в [123—126].

Релаксационные методы позволяют определять весь набор констант скоростей сложного процесса. Основное преимущество методов состоит в том, что при малых возмущениях равновесного или стационарного состояния жидкой смеси реагентов нелинейные кинетические уравнения линеаризуются.

Рассмотрим простейшую одностадийную реакцию (М — лиганд) F0 + М < Fl. Кинетическое уравнение имеет вид

F0 = - kfoM + (7,102)

В стационарном состоянии FQ = F} = М = 0. При отклонениях от стационарных концентраций F0, Fly М

F0 = F0 + 6F0, М = М + 6М, ^=^+6^.

Имеем

d {b/tu) = — kiF06M — k{ M6F0 -kibF^M + k-i 6F{. (7,103)

При малом возмущении пренебрегаем ki6FQ6M. Из закона сохранения массы следует, что 6FQ = 6М = — 6^1, и можно написатьhit1, ~ lk*F° + k^M + Ш> <7' 104>

или

ТЛМ1 + Ш = 0, (7,105)

где

Решение (7,105) имеет вид

ЬМ = (6М)0 ехр (- г/т); (7,106)

здесь (6М)о — значение 6М при t = 0. Измерение т при разных концентрациях F0 и М позволяет определить к\ и к~\.

Рассмотрим более сложные модели ферментативных реакций.

Пусть фермент взаимодействует с неким модифицирующим, но не реагирующим лигандом М Имеем для двухстадийной реакции модификации

Fo + M

где F\ и F2—два модифицированных комплекса фермент — ли-ганд. Методы стационарной кинетики не позволяют определить четыре константы скорости.

Напишем соответствующие кинетические уравнения

М = - *ЛМ + А-Л, Fi = KFJA - (А_, + А2) Р, + k.2F2. (7,107)

Введем малые отклонения Xi от стационарных концентраций:

М-^М + х^ F0=F0 + xlt F^Fi+b, F2 = F2-{Xl + x2).

Получаем в пренебрежении членами второго порядка относительно JCI, х2 два линейных уравнения

х1 — аихг 4" о>\2х2, х2 = a2\Xl -|- a22^2, (7,108)

где

«н = — A^Fo + Af), aI2==A_j, OH^A^FO + JW)—А-2,

сс22 = — (A_j 4" А2 -|- А_2).

Решение системы (7,108) записывается следующим образом:

Х\ — #ю ехр (— tlx), х2 — д;20 ехр (—t/т).

Характеристическое уравнение имеет вид

= 0, (7,109)

an + т-1 aI2 a2j с^ + т"1

и мы получаем два вещественных значения

(Ctll +«22)2

или

T1 + Ч1 ==-(«n + cc22) = A, (F0 + M) + AE| + A2 + A_2, I

Tf^-'^a,^ —a12a21= j (7,Ш)

= A, (A2 + A_2) (/?0 + M) + A_,A_2. I

Эти две комбинации ti и т2 непосредственно дают все четыре константы скорости. Метод был применен для определения констант скорости в реакции a-химотрипсина с профлавином [126].

В общем случае мы получаем систему п линеаризованных кинетических уравнений относительно Х\, х2, ..., хп и

соответственно характеристическое уравнение п-го порядка, дающее п значений хь Общее решение трудно интерпретировать, но если величины тг- при разных i сильно различаются, то оно упрощается. Эйген рассматривает в качестве примера простую ферментативную реакцию

ki Ar?

"—2

*— 1

F0 + 5 =±± Р! т=± ?2 <=± Ро + Р,

'ft-*

где г7! — комплекс фермент — субстрат, F2— комплекс фермент— продукт. Предположим, что стадии 1 и 3 быстрые, а стадия F\ F2 медленная, лимитирующая превращение S-+P. Для быстрых стадий линеаризованные уравнения имеют прежнюю форму (7,108), где

Х[ = 65, — А:, — 6FU х2 = 6Р, — х2 — 6F2, хх + х2 — б^о,

и

ссп = — [fti^o + ^ + ^-il, а12 = — k{St а21 = — &_3Р,

«22 = — [А-з (Fo + Я) + Лд].

Решение имеет вид

(7,112)

V + V1 = (*i + *-з) + (Л1 + *-з*) 5 + k-i + *з. TfV = Л^/» + /с^_з (1 + К) F.S +

где /( — константа равновесия реакции S +± Р.

Уравнение дл

страница 170
< 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 "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ответственное хранение документов в москве
ачтв выше нормы что это значит
joseph and joseph
невидимые номера на авто

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
(05.12.2016)