химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ующих групп.

Теория, развитая в [68], объясняет зависимость степени спиральности мышечных белков от рН среды, изученную Лави [69]. Удалось установить корреляцию между формой кривых и относительным содержанием анионных и катионных остатков в тро-помиозине и других мышечных белках.

Экспериментальное изучение зависимости удельного вращения (а отсюда и степени спиральности) поли-Ь-лизина, поли-L-глутаминовой кислоты и их сополимера от рН дало результаты, показанные на рис. 4.20 [70, 71]. Теоретические расчеты согласуются с этими данными [68]. Была рассчитана электростатическая энергия сополимера, причем было показано, что ее зависимость от рН определяется различием в электростатических

ьзаимодействиях зарядов на мономерах, возникающим из-за разницы в длине привесков.

Можно ли считать переходы спираль — клубок фазовыми переходами первого рода, подобными плавлению? Существует ли равновесие между двумя фазами в этих случаях?

Ландау и Лифшиц [72] доказали невозможность такого равновесия в одномерной системе. Свободная энергия двухфазной одномерной системы равна

F = NQF, + N (1 - 9) F2 + mkT In -~ + тф, (4,69)

где 9 — доля первой фазы, Fx и F2 — свободные энергии звеньев в первой и во второй фазах. Логарифмический член выражает

40энтропию смешения т точек соприкосновения между фазами со звеньями цепи, ф — энергия поверхностного натяжения в этих точках. Имеем

dm

(4,70)80420Так как m < Л/, то F уменьшается с ростом т, стремясь к минимуму при dF/dtn — — 0, т. е.

т = #ехр(— ф/бГ). (4,71)

Обе фазы будут перемешиваться, пока не разделятся на малые конечные отрезки, удовлетворяющие условию (4,71). Значит, фазового равновесия в одномерной системе нет, невозможны и фазовые переходы.

J—поли-Ь-глутамииовая кислота, 2—поли-Ь-лизин, 3— их соНолимер,

Переход спираль — клубок сходен с плавлением, но это не истинный фазовый переход. Вычисление средней доли пар звеньев, находящихся на стыке связанных и свободных участков, дает

^ = Yo=exp{-FaHJQkT).

(4,72)

Сравнение последних двух .соотношений показывает, что '/г^ишщ играет роль энергии поверхностного натяжения. При конечном значении ^щщц, т. е. при а < 1, переход не абсолютно резок. Фазовый переход получается только при а = 0, т. е. при Лшщ -> оо, что невозможно.

Переход р-форма — клубок имеет иной характер, так как р-форма двумерна. Теория таких переходов развита Бирштейн и др. [73] применительно к кросс р-форме полипептидной цепи.

Такая структура свойственна поли-Б-карбобензоксиметил-Ь-ци-стеину [74]. В работе [73] вычислена статистическая сумма для плоской системы, состоящей из структурированных и неструктурированных участков. К первым относятся жесткие участки с ненасыщенными водородными связями («стержни») и участки, входящие в {3-форму. Рассматривается ансамбль цепей различной длины с разными числами звеньев N. Статистическая сумма для такого обобщенного ансамбля имеет вид

оо

Z(|i) = 2 Z (ЛО ехр (—М№Г), (4J3)

где [1 — химический потенциал звена. Для достаточно больших N

Z(N) = Qxp(- F/kT) = exp(\iQN/kT), (4,74)

Переход р-форма — клубок происходит при некотором критическом значении ц.. Теория дает границы раздела между двумя фазами: клубка с примесью р-формы и регулярной реформы, т. е. фазовую диаграмму. В зависимости от величины энергии контакта двух единиц, т. е. энергии водородной связи, происходит переход первого или второго рода. Более реалистичен первый случай.

Теория позволяет получить аналитические выражения для долей мономеров в структурированной и неструктурированной формах в зависимости от параметров системы и температуры [73]. Основной физический вывод из анализа переходов р-фор-ма — клубок состоит в том, что в случае жестких цепей малого притяжения достаточно для скачкообразного изменения характеристик системы (переход первого рода). Это согласуется с теорией кристаллизации жестких полимерных цепей Флори [75]. Недавно было показано также, что для жестких цепей образование компактных структур на кубической решетке происходит по принципу «все или ничего» [76].

Таким образом, слабые взаимодействия в моделирующих белок полипептидных системах приводят к их резко выраженному кооперативному поведению, к наличию переходов, подобных фазовым. Дальнейшие подробности, относящиеся к теории и экспериментальным исследованиям этих переходов, см. в монографиях [62, 63].

§ 4.6. БЕЛКОВАЯ ГЛОБУЛА И ГИДРОФОБНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Вторичные структуры — а-спирали и р-формы реализуются в чистом виде у полиаминокислот, не являющихся информационными макромолекулами. Соответственно эти структуры имеют монотонное периодическое строение.

220

ГЛ. А._ ФИЗИКА БЕЛКА

а-спирали и р-формы представляют собой элементы пространственной структуры белковой молекулы, которые могут присутствовать Б части белковой цепи. Биологически функциональна пространственная структура белка, в большинстве случаев глобулярная. Еще недавно было принято называть такую структуру третичной. Таким образом, строилась иерархия структур — первичная, вторичная,

страница 77
< 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
аренда плазменной панели 80 дюймов цена
Компания Ренессанс лестница винтовая металлическая - качественно, оперативно, надежно!
стул барный jola
Всегда выгодно в KNSneva.ru - купить компьютер с процессором intel core i7 - кредит онлайн не выходя из дома в Санкт-Петербурге!

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
(11.12.2016)