химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ния, посылки, передачи, перекодирования и рецепции химических сигналов. В ряде случаев такими сигналами, рецепторами и преобразователями сигналов служат сами белковые молекулы или содержащие белки надмолекулярные системы.

Реакция организма на любые внешние воздействия сводится к перекодированию внешних сигналов на химический язык, что осуществляется белками.

Основная физическая задача, возникающая при изучении белков, состоит в установлении связи между их строением и свойствами. Это — классическая задача молекулярной физики. Решение ее начинается с установления структуры белка — пространственного расположения атомов и состояния их электронных оболочек в белковой молекуле.

Легко написать эти слова, но трудно решить указанную задачу. Молекулы белков — самые сложные среди известных современной науке. Их структура определяется не только химическими связями, но и целой совокупностью разнообразных взаимодействий между аминокислотными остатками. Белки функционируют в водном окружении, и оно существенным образом влияет на строение и свойства белковых молекул.

Макромолекула белка сходна с твердым телом в том отношении, что значительная часть атомов имеет в ней фиксированные положения. Макромолекула белка в этом смысле является апериодическим кристаллом. Подходы к рассмотрению такой структуры, основанные на положениях физики твердого тела, естественны и разумны. Вместе с тем макромолекула белка — динамическая система, характеризуемая большей или меньшей конформационной лабильностью. Это — своего рода машина, поведение которой зависит от положения и свойств каждого индивидуального аминокислотного остатка. Исследование динамических свойств белка требует теоретических и экспериментальных методов физики макромолекул.

Как уже указывалось (см. стр. 144), наличие линейной памяти в полимерной цепи приводит к ее особым физическим свойствам [1] Поведение молекулы белка определяется свойствами цепи как целого, электронно-конформационными взаимодействиями (см стр. 146) и конкретными особенностями первичной структуры— информационными характеристиками, кодируемыми на генетическом уровне. Важная физическая задача состоит в установлении связи между пространственным строением молекулы белка и первичной структурой цепи или цепей, ее образующих.

Конечная цель биофизических исследований заключается в физическом истолковании биологических функций белка, прежде всего его ферментативной функции.

Вопрос о способе возникновения первичной структуры белковой цепи в процессе матричного синтеза, идущего с необходимым участием других информационных макромолекул (молекул нуклеиновых кислот), представляет собой сложную физическую проблему. В связи с этим возникает физическая проблема генетического кода. Представление о генетическом коде исходит из предположения о существовании специфического молекулярного механизма превращения генетической информации в структурную функциональность белковых молекул. Это предположение имеет физический характер.

Наряду с ферментативным катализом, биофизика исследует и другие динамические свойства белковых молекул, ответственные за механохимические процессы, за иммунологическую защиту, за запасание и перенос кислорода и т. д. Соответственно следует говорить о физике сократительных белков как основе механохимии, о физике иммунитета и даже о физике отдельных белков — миоглобина и гемоглобина, например.

Таким образом, задачи физики белка сводятся к следующим:

1) Теоретическое и экспериментальное исследование структуры белковых молекул (а также надмолекулярных систем, которые они образуют совместно с другими биологически-функциональными веществами).

2) Установление связи первичной структуры белковых цепей и пространственного строения молекул белков.

3) Исследование физических механизмов биосинтеза белка.

4) Исследование физических механизмов, лежащих в основе

биологических функций белков.

§ 4.2. КОНФОРМАЦИЙ ПОЛИПЕПТИДНОЙ ЦЕПИ

Для понимания структуры белка необходимо рассмотреть конформационное строение полипептидной цепи.

Как уже сказано, пептидная единица цепи, группа --СО—NH— имеет плоское строение (см. стр. 69). Структурные параметры такой единицы, установленные в результате рентгенографического исследования как пептидов, так и ряда родственных соединений, приведены в табл. 4.1 [2—4].

Таблица 4.1

Структурные параметры пептидных единиц: длина связей (в А) и углы между ними

с°-с 1,53 С—N 1,32 N-Ca 1,47 <СаСО 121°

с=о 1,24 N—Н 1,00 < CNH 123°

Са-Ср 1,54 < HNCa 114°

са-н 1,07 < XCaY 109,5°

Здесь О — углеродный атом аминокислотного остатка, входящий в цепь, С$ — первый углеродный атом заместителя R, который можно представить в виде—СрН2— R', X и Y — атомы, с которыми связан Са как в основной цепи, так и в привеске. Полностью вытянутая цепь (без деформации валентных углов и изменений длин связей) имеет граяс-конформацию, характеризуемую нулевыми значениями угла ф поворота вокруг связи N—О и угла \Ь поворота вокруг связи Ся—С. Угол поворота в

страница 63
< 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
Щипцы для спагетти Twin Select 255 мм
плазма в багете своими руками
курсы составления ведения учета по упрощенке
чертеж лавочки в школу

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
(08.12.2016)