химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

отивоион находится на значительно меньшем расстоянии от полииона, чем то, на которое могут приближаться подвижные противоионы. Специфическое связывание противоионов определяет ионообменные свойства полиэлектролитов. Эти свойства имеют важные практические применения. Сшитые поперечными связями нерастворимые полиэлектролиты, набухающие в воде и других жидкостях, применяются в качестве ионообменных смол или ионитов [81]. Иониты оказываются способными сорбировать определенные ионы из растворов, что находит применение при очистке и фракционировании различных электролитов, при очистке неэлектролитов от ионных примесей.

В полиамфолитах возможно образование солевых связей между катионными и анионными группами, служащими проти-воионами по отношению друг к другу.

В белках фигурируют кислотные (Глу, Асп, Тир) и основные (Apr, Гис, Лиз) аминокислотные остатки (см. стр. 56). В нуклеиновых кислотах присутствуют кислотные фосфатные группы

и основные группы NH, NH2 азотистых оснований. Поэтому исследования строения и свойств молекул биополимеров обязательно должны учитывать их полиамфолитную природу и, следовательно, рН и ионную силу среды. Структура нативных и денатурированных молекул белков и нуклеиновых кислот в значительной мере зависит от электростатических, ионных взаимодействий. Теми же факторами, наряду с другими, определяются взаимодействия биополимеров с малыми молекулами и ионами, имеющие столь важное значение для биологической функциональности. Специфическое связывание ионов, ионный обмен ответственны за поведение таких надмолекулярных систем, как биологические мембраны. Прохождение малых ионов сквозь мембрану происходит специфическим способом посредством их сорбции и десорбции. Взаимодействие белковых полиионов с ионами К+, Na+, Са++, Mg++ определяет важнейшие биологические явления, например распространение нервного возбуждения и мышечное сокращение.

Эти явления тесно связаны с механохимическими процессами. Слабо сшитые полиэлектролитные гели способны трансформировать химическую энергию в механическую работу. Представим себе полианионный гель, изготовленный, например, из полимета-криловой кислоты и набухший в воде при нейтральном рН. Добавление щелочи к такому гелю увеличит степень ионизации кислотных групп, их взаимное электростатическое отталкивание и, следовательно, степень набухания. Добавление кислоты вызовет сокращение геля. Изменение объема геля можно использовать для совершения работы. Если изготовить из слабо сшитого полиэлектролита волокно, то оно будет удлиняться или укорачиваться при добавлении щелочи или кислоты и производить соответствующую работу, опуская или подымая груз. Напротив, механическое растяжение такого волокна приводит к изменению ионного состава омывающей жидкости. Аналогичные процессы происходят в результате изменения ионной силы — введения в набухший полиэлектролит нейтральной соли. Качальский и Оп-латка построили непрерывно работающую машину, в которой полиэлектролитное волокно (коллаген) попеременно погружается в раствор соли и в чистую воду (рис. 3.20) [51]. Работа машины прекращается, когда в результате переноса малых ионов волокном в воду химические потенциалы обоих резервуаров выравниваются. Такая машина может быть пущена в обратную

сторону за счет внешнего источника энергии, так же как тепловая машина может быть обращена в холодильник. При этом машина служит для извлечения соли из раствора, скажем, для опреснения морской воды.

Набухание и сжатие полиэлектролита, по-видимому, весьма существенно в

мембранных явлениях, но в

Рис. 3.20. Механохимическая машина большинстве случаев мехаКачальского и Оплатки. нические процессы в биологии имеют иной характер. Более подробно свойства полиэлектролитов описаны в монографиях [48, 53, 82].

г Полиэлектролитными свойствами белков определяется возможность их разделения и исследования методом электрофореза. Если раствор, содержащий заряженные частицы, находится в электрическом поле, то частицы перемещаются по направлению к соответствующим электродам. Электрофоретическая подвижность белка зависит от его суммарного заряда при данных значениях рН, ионной силы и т. д. Следовательно, она дает важную характеристику макромолекулы. Разработан ряд электрофорети-ческих методов для анализа бел- Рис. 3.21. Электрофореграмма ков и их смесей. В методе дви- белков сыворотки крови человека, жущейся границы, или фронтального электрофореза, определяется скорость перемещения в электрическом поле резкой границы между раствором исследуемого вещества и растворителем. Для препаративного разделения смесей более удобен метод зонального электрофореза, в котором раствор исследуемого вещества помещают вначале в виде узкого слоя между двумя слоями растворителя. За достаточно большой промежуток времени вещества с различной подвижностью расходятся на значительное расстояние, их зоны перестают перекрываться и продукты разделения могут быть

ЛИТЕРАТУРА

173

извлечены из раствора. Очевидно, что разделению препятствует конвенционное перемещени

страница 60
< 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
сколько стоит поставить спираль мирена
дома новая рига
стулья в спальню
airned m12

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
(21.11.2017)