химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ировании. Между тем, именно при исследовании этого процесса концепция ЭКВ (см. [3], гл. 6) должна быть особенно эффективной, так как митохондриальная система реализует транспорт электронов.

§6.6. ЭЛЕКТРОННО-КОНФОРМАЦИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Самые общие соображения показывают, что перенос электрона, сдвиг электронной плотности в конденсированной ср.еде должны сопровождаться изменениями положений атомов, атомных ядер среды. Все степени свободы молекулярной системы, т. е. системы, состоящей из ядер и электронов, взаимосвязаны. В биополимерной системе наименьших затрат энергии требуют повороты атомных групп, т.е. конформационные движения. Следовательно, в такой системе электронный транспорт сопряжен с конформационными движениями, и должны реализоваться электронно-конформационные взаимодействия (ЭКВ) (см. [3], § 6.7, [72^). Конформационные перестройки должны сопровождать и перемещение ионов. Движение электрона (и зарядовой плотности) в биополимерной системе, в частности, в мембране, сопряженное с конформационными движениями, может трактоваться как перемещение квазичастицы — конформона [73]. В надмолекулярной системе конформационные перестройки могут

приводить к механическому движению на макроскопическом уровне.

Эти общие представления, в той или иной форме фигурирующие в научной литературе, применяются рядом авторов к рассмотрению процессов, протекающих в митохондриальных мембранах. В работах Грина и Джи [26, 27] предложена так называемая электромеханохимическая модель структуры и функции митохондрий, исходящая из рассмотрения конформационных свойств элементарных частиц митохондрий (ЭЧМ, см. стр. 308). Предполагается, что ЭЧМ может существовать в различных конформационных состояниях — в основном неэнергизованном состоянии и в возбужденном, метастабильном энергизованном состоянии. Свободную энергию данного состояния можно представить в виде суммы химической, электрической и механической энергий

G = с7хим ~\~ G3J1 -f- GMex, (6.67)

При переходе из основного состояния в энергизованное, не сопровождаемом суммарным изменением свободной энергии, AG = 0 и, следовательно,

ДС7Х1(М + ДС7Э, + ДОиех = 0. (6.68)

Отдельные вклады в этой сумме могут изменяться, т. е. имеется электромеханохимическое сопряжение — один вид энергии превращается в другой. Элементарную модель системы с взаимопревращением трех видов энергии можно представить двумя противоположно заряженными телами, соединенными пружиной. При колебаниях такой системы происходят взаимные превращения электростатической, потенциальной и кинетической энергий.

Грин и Джи считают, что ЭЧМ характеризуется направленным разделением зарядов при энергизации. Энергизапия является результатом каталитической конверсии химической энергии субстрата в энергию супермолекулы, т.е. ЭЧМ. Возникающее вследствие энергизации электрическое поле индуцирует дополнительное поле в других структурных компонентах ЭЧМ. Энергизованное состояние стабилизуется электростатическими взаимодействиями. В этом метастабильном состоянии оказывается возможной эндергоническая химическая реакция (фосфорилирование), происходит дезэнергизация, и система релаксирует в конечное состояние, конформационно сходное с начальным. Триггером деполяризации системы являются локальные конфор-мационные перестройки в активных центрах. Окисление происходит в нижней части супермолекулы (в подставке ЭЧМ), фосфорилирование — в ее верхней части (в головке ЭЧМ).

Имеются поучительные черты сходства и различия этой модели и топливного элемента. В топливном элементе химические реакции, протекающие как при поляризации, так и при деполяризации, имеют характер окисления и восстановления, в модели ЭЧМ такова лишь реакция в нижней, но не в верхней части. В топливном элементе обе реакции относятся к экзергониче-ским, в модели ЭЧМ поляризация является экзергонической, а деполяризация — эндергонической реакцией. В топливном элементе происходит реальный перенос электронов, в модели ЭЧМ нет переноса электронов между участком окисления и участком фосфорилирования, и дело сводится к возникновению и действию электрического поля.

В процессе энергизации при гидролизе АТФ происходит конформационная поляризация головки ЭЧМ, что индуцирует поляризацию основания.

Согласно изложенным выше идеям, изменение свободной энергии в ходе фосфорилирования слагается из изменений химической и электромеханической энергий, причем два таких вклада дополнительны друг к другу.

В работе [26] предлагается далеко идущая детализация структуры ЭЧМ и локализация в них различных стадий окислительного фосфорилирования. Такая детализация (октетная структура головки и т. д.) реальных оснований не имеет. Равным образом нельзя считать аргументированными конкретные представления о конфирмационных состояниях ЭЧМ, различающихся выдвижением головки на 50 А. Укажем в связи с этим на еще не вполне опровергнутые сомнения в самом существовании таких структур (см. стр. 290).

Грин и Джи считают электромеханохимическую модель альтернативной хемиосмотической модели Митчелла

страница 111
< 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

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
закон о защите прав инвесторов на рынке ценных бумаг 46
справка в гибдд нового образца с ээг
очки 3д для кинотеатра купить
ограждение душевое купить

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
(07.12.2016)