химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

теля в воду.

Таблица 4.10

Изменения термодинамических характеристик углеводородов при переносе их из неполярного растворителя в воду

Исходная система г. °к Д5„. 9. е. АН, кал/моль AF, кал/моль

Метан CHi в бензоле 298 -18 —2800 2600

Метан в эфнре 298 —19 ' -2400 3300

Метан в СС14 238 -18 —2500 2900

Этан С2Не в бензоле 238 -20 -2200 3800

Этан в CCI, 298 — 18 — 1700 3700

Этилен С2Н4 в бензоле 298 -15 -1610 2920

Ацетилен С2Н2 в бензоле 298 -27 —190 1870

Жидкий пропан С3Н8 298 -23 — 1800 5050

Жидкий w-бутан С4Н!0 298 -23 —1000 5850

Жидкий бензол С6Н6 291 — 14 0 4070

Жндкнй толуол С7Н8 291 -16 0 4650

Жидкий этилбензол С8Ню 291 -19 0 5500

Жидкий м- или га-ксилол 291 —20 0 5800

ASU равно полному изменению энтропии при разбавлении жидкого углеводорода до молярной концентрации х

ASU = AS + R\nx, (4,76)

где R 1п х — энтропия смешения. Соответственно

AF = -RT{\nK + \nx), (4,77)

где К—константа равновесия раствора. Значения АН и ASU находят из температурной зависимости Д\ Образование мицелл молекулами мыл в воде также сопровождается значительным понижением энтропии [88].

Батлер показал, что эти эффекты характеризуют изменение состояния воды, а не углеводорода [89]: их можно трактовать как внедрение неполярных молекул в структурированные (льдо-подобные) области воды и в более плотные неструктурированные области. В первом случае молекулы размещаются в пустотах рыхлой структуры, образуя своего рода клатраты, причем дополнительные контакты приводят к уменьшению энергии. Во втором случае увеличение числа контактов углеводород — вода приводит к уменьшению числа контактов вода — вода, которым отвечает более низкая энергия. В результате энергия увеличивается. Следовательно, углеводороды лучше растворяются в структурированных областях и равновесие должно сдвигаться в сторону увеличения структурированности, что означает понижение энтропии [87, 90]. Эти рассуждения имеют качественный

характер, и из них, очевидно, не следует, что понижение энтропии должно превалировать над понижением энергии. Нужно

подчеркнуть, что концепция гидрофобных взаимодействий противоречит гипотезе об окружении молекулы белка упорядоченными слоями «структурированной» воды, стабилизирующими

ыативную, глобулярную конформацию. Эта гипотеза (см. [91 —

94]) сомнительна — образование таких упорядоченных слоев

приводило бы не к уменьшению, а к

увеличению свободной энергии. ^аР

Имеется ряд попыток построения

количественной теории гидрофобных взаимодействий, основанных на гд?

моделях структуры воды. Как уже 0 2

указывалось (см. стр. 206), Ше- \Щ

рага и сотрудники предложили мо- ^ ———

дель, учитывающую ряд, возможных ^ ^.Щ

состояний молекул Н20, а именно, состояний без водородных связей, з .— *• *

с одной, двумя, тремя и четырьмя

водородными связями. Последнее ^ УAEf

состояние отвечает льдоподобной НО+СН

структуре. Координационные числа 8 г б а

для таких структур меняются в об- Рис. 4.21. Схема уровней энерратной последовательности — наи- гии для воды и водного расболынее соответствует несвязанно- твора углеводорода,

му состоянию, в котором молекулы

могут быть плотно упакованы, наименьшее, равное 4, — льдоподобной структуре (ср. стр. 202) [47, 52, 95—100]. Введение гидрофобной молекулы или группы увеличивает координационное число для льдоподобной структуры и, следовательно, понижает энергию молекул с четырьмя водородными связями на некоторую величину АЕ\. Напротив, энергии остальных четырех состояний повышаются предположительно на одну и ту же величину Д?2 (рис. 4.21). Немети и Шерага оценивают два параметра АЕ\ и Д?2 из опытных данных и находят для алифатических углеводородов АЕ\ = —0,03, Д?2 — 0,31 ккал/моль, для ароматических AEi =—0,16, Д?2 = 0,18 ккал/моль. Получив соответствующее выражение для статистической суммы, можно рассчитать величины AF, АН, AS и Аср, отвечающие контактам в любых парах неполярных боковых групп белковой молекулы. Найденные значения, естественно, варьируют для разных групп. При 25 °С AF варьирует от —0,2 до —1,5 ккал/моль, АН — от 0,3 до 1,8 ккал/моль, AS — от 1,7 до 11 ккал/моль-град и Аср — от —10 до —50 кал/град. Как подчеркивает Птицын

[101], если учесть, что гидрофобные аминокислотные остатки составляют от 7з до '/г всех остатков в большинстве белков [102] и в гидрофобных взаимодействиях могут участвовать и неполярные части полярных боковых цепей, то выигрыш свободной энергии при образовании гидрофобного ядра может быть вполне достаточен для стабилизации глобулярной структуры.

Приведенные численные оценки согласуются с описанными качественными представлениями. Однако, как уже указывалось {см. стр. 206), эта модельная теория не подтверждается спектроскопическими данными.

Метод, предложенный в работе [174] (см. стр. 207), был эффективно применен Дашевским и соавторами к расчету термодинамических функций систем вода плюс метан и вода плюс твердые сферы [175—177]. В этих работах развита статистическая м

страница 80
< 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
купить компьютеры
ремонт чиллера hitecsa
купить детскую вратарскую футбольную форму
беста фиеста

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
(20.10.2017)