химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

тствие в их спектрах полос поглощения в видимой и близкой ультрафиолетовой областях.

Экспериментальные исследования обнаружили у ряда белков малую электропроводность, зависящую от температуры согласно формуле (2,35), причем АЕ « 2—3 эв (см. [51, 55]). Эта электропроводность существенно зависит от степени гидратации белка. Можно думать, что она определяется примесями, в частности ионными, и не имеет биологического значения.

Сахаро-фосфатная цепь нуклеиновой кислоты также не является сопряженной, и нуклеиновые кислоты—диэлектрики, ферромагнитные свойства, наблюдавшиеся методом электронного парамагнитного резонанса, оказались связанными с примесями железосодержащих соединений, от которых очень трудно избавиться.

Таким образом, цитированное утверждение Пюльманов не относится к белкам и нуклеиновым кислотам. Их биологическая функциональность, определяемая, конечно, химическим, строением, не связана с обобществлением я-электронов. Действие белков (прежде всего ферментативное) основано на том, что при химическом воздействии на биополимер происходит его конфор-мационная перестройка (см. далее). Актуальная задача квантовой биохимии состоит в изучении электронно-конформационных взаимодействий (ЭКВ) (см. [56, 57], и стр. 146, 408). Биорегуляторы же действительно представляют собой большей частью л-электронные системы. Их регуляторное воздействие на белки как раз и определяется ЭКВ [56, 58].

Делокализация электронов в биополимерах возникает при возбуждении, вызванном поглощением света или коротковолновой радиации. Миграция энергии и электронов проявляется в оптических и биологических свойствах биополимеров. Однако в отсутствие излучения, в темновой биологии эти эффекты не возникают [59, 60].

Современная квантовая биохимия пока ограничивается статическими задачами и почти не рассматривает наиболее интересные и важные (но и наиболее сложные) проблемы биохимической динамики, в частности ЭКВ. Методами квантовой химии проведены расчеты электронных структур важнейших классов биологических молекул. А. Пюльман и Б. Пюльман [51—53] применили наиболее простой и грубый метод квантовой химии — ЛКАО МО, позволяющий получать приближенные оценки энергии делокализации электронов, распределения зарядов на атомах, порядков связей (степеней участия jt-электронов в связях),

Энергия резонанса

Термодинамическая устойчивость

Энергии МО

Энергия молекулы

Порядоксвязи

Электрический заряд

Энергии переходов^

Наивысшая заполненная №

Парядоксвязи

Свободная* валентность

коэффициенты Электоичесш ДОДМО заряды _

Вероятности переходов

Электронные спентры

Потенциал ионизации

Длина и знергия связи, силовые констаяты, частоты колебаний

Реакционная способность. Степень сопряжения

Реакционная способность Дипальные моменты

Спектральные оптические свойства

Рис. 2.18. Электронные характеристики, полученные методом ЛКАО МО

и связанные с ними свойства.

индексов свободных валентностей (характеристик степени ненасыщенности атома). На рис. 2.18 схематически представлены электронные характеристики, получаемые методом ЛКАО МО, и связанные с ними свойства [52].

Метод ЛКАО МО дает полуколичественные оценки указанных величин, с помощью которых удается разобраться в обширной совокупности химических и оптических явлений (см. [61 — 64]). Более строгие методы квантовой химии (см. 165]) пока еще мало применялись в биологии.

Рассмотрим некоторые результаты, полученные в квантово-механических расчетах биологических молекул.

На рис. 2.19 указаны электронные характеристики азотистых оснований нуклеиновых кислот [51]. Пунктиром отмечены водородные связи (см. ниже § 4.4). Рис. 2.20 иллюстрирует основные химические и физико-химические характеристики этих соединений, полученные в квантовомеханических расчетах [51]. Расчеты показывают, что наибольшая стабилизация посредством энергии

резонанса присуща аденину, за ним следует гуанин. Возможно, что это объясняет ббльшую устойчивость к действию радиации у пуринов, чем у пиримидинов. Наиболее высокие заполненные молекулярные орбиты характерны опять-таки для пуринов, что объясняет их электроно-донорные свойства, способность образовывать комплексы с переносом заряда с рядом акцепторов. Наиболее основным атомом азота в кольце является N7 у гуанина,

Ni у аденина. Вне кольца наименее электроположительна группа NH2 аденина, затем цитозина. Наиболее электроотрицателен атом кислорода в цитозине. Наиболее высок порядок связи С5—Се тимина, затем С5—Се цитозина.

Квантовая химия дала объяснение макроэргическим свойствам фосфатов, прежде всего АТФ. Выяснилось, что большая свободная энергия, освобождаемая при гидролизе первой и второй фосфатной связи, слагается из ряда вкладов. Во-первых, сумма энергий резонанса фрагментов гидролиза АТФ превышает энергию резонанса самого АТФ. Во-вторых, в АТФ велика энергия электростатического отталкивания — она больше, чем в продуктах его гидролиза. Это определяется своеобразным распреде

лением зарядов в пирофосфатной цепи АТФ, показанном на рис.

страница 38
< 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
Выгодные предложения в KNS: APC SRT96RMBP - более 17 лет на рынке, Москва, Дубровка, своя парковка.
наклейки на стекло магазина
частотный преобразователь fc-051p2k2 инструкция
установка рекламого штендера возле офиса здания

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
(26.04.2017)