химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ярной оболочкой. Вблизи места локализации электрона можно выделить лишь несколько заряженных групп, сильно связанных с электроном. Рассматривается в качестве предельного случая лишь одна колебательная степень свободы. В этой ситуации возможно возбуждение колебательного кванта Ек, причем

А? = йок = ?к, (6.72)

или увеличении энергии уже присутствующего кванта

АЕ = АЕК = h Ar0K. (6.73)

w

Значения Ек и АЕК порядка 0,1 эВ. Вероятность туннельного перехода при условии (6.72) выражается формулой

= Р (АЕ) g> ехр[ - ^ Y2m(t/-Ј)] • (6.74)

Здесь р(Д?)—плотность уровней конечного состояния, g2 = = Ю-2—10~4—константа, характеризующая «силу связи». Если имеет место случай (6.73), то

w=-§rP(AE- АДс)ехр(-|^)ехр[--^ т/ЩО-Щ. (6.75)

Функцию р можно представить либо в лорентцовой, либо в гауссовой форме. Последняя имеет вид

Она имеет резкий максимум при АЕ — А^к и быстро убывает при АЕ — Д?К>ГК. Ширина резонансной области Гк порядка 10-2 эВ.

Электронно-конформационные взаимодействия (по терминологии Чернавского электронно-конформационные переходы, ЭКП) могут трактоваться именно таким способом. Как указано в цитированных выше работах (см. [3], § 6.5, а также [72, 73, 111]), ЭКВ происходят при попадании электрона в поляризуемую среду, образованную группами макромолекулы. Среда поляризуется, и образуется самосогласованное поле, эквивалентное потенциальной яме для электрона. Такое образование в физике твердого тела называется поляроном. Если поляризационная деформация приводит к состоянию, отделенному от исходного энергетическим барьером, то мы имеем дело с нелинейным поляроном. В биополимерах поляризация приводит к движению по конформационный степеням свободы — нелинейный полярон является конформоном.

Чернавская и Чернавский дают грубую оценку энергии и размеров конформона [111]. В среде, содержащей равномерно распределенные ионы массы Му взаимодействующие по закону Кулона, имеем согласно теореме вириала

72 Mv2 « Скорости v и расстоянию г соответствует частота колебаний

^ = Т = /у ~з"Ж п ' <6'78)

где п — (4/зЯГ3)-1 — число ионов в единице объема. Взаимодействуя с колебаниями ионов, электрон приобретает энергию ficoK и

4

импульс <7 = д/2т/ш>к = д/Ат2п2ы\, где т — масса электрона.

Согласно соотношению неопределенностей соответствующий размер электронного облака равен

4 4

А q "Д/ 2mtoK "~ Л/ 32л Л/ т2е2п 4 Вводя боровский радиус UQ = Ь2/те2 « 0,5 А, получаем

^Ж^ДОГ /ДПГ. (6.79)

V тп V 32я у т па1

Размеры полярона (конформона) должны быть того же порядка. Энергия поляризации по порядку величины равна

Ep = e?lel, (6.80)

где е—микроскопическая диэлектрическая проницаемость. Наконец, отношение Ер к энергии колебаний дает число квантов, участвующих в образовании полярона,

N = Et/fha^ (6.81)

Для белков среднее значение плотности зарядов п ~ 1021 см-3, т. е. расстояние между зарядами порядка 10 А. Если заряды расположены на протонах, то М — (6,2-1023)"1 г. Величину & можно считать равной 3. Получаем азк « 3,5-1013 с-1, размеры полярона X ж 15 А, т. е. поляризацией охвачена практически вся макромолекула. Энергия поляризации Ер « 0,35 эВ, сдвиг уровней электрона того же порядка. Наконец, N примерно равно 15.

В кинетике электронно-конформационных переходов можно выделить четыре процесса [111].

1) Колебания электрона внутри одной ямы, размером в несколько ангстрем, с частотами порядка 1017 с-1.

2) Колебания атомов с частотами порядка K^TFH ~ 1013 С"1 и с амплитудами порядка 10~1—Ю-2 А; частоты упругих колебаний белковой глобулы как целого порядка 10~i2—10-'1 с-'.

3) Туннелирование электрона; как уже сказано, ему отвечают времена порядка 10~7—10~6 с и расстояния порядка 10—20 А.

4) Конформационные переходы в макромолекуле с временами 10_3—10~1 с; возможны и значительно более медленные переходы (см. § 8.6).

Соответственно можно не рассматривать быстрые процессы 1), 2), 3) и пользоваться усредненными по времени значениями электронной плотности в ямах и усредненными положениями колеблющихся атомов. Именно такая процедура применена в описанной выше модели релаксационных ЭКП. Молекула — акцептор электрона, получив электрон, оказывается в неравновесной конформации, медленно превращающейся в равновесную. Поэтому для туннельного эффекта требуется не совпадение электронных уровней восстановленных донора и акцептора в их равновесных конформациях, но наличие надлежащим образом расположенного виртуального электронного уровня акцептора в окисленной конформации. Энергия, выделившаяся при тунне-лировании, диссипирует, но энергия, медленно выделяемая при конформационной релаксации к новому равновесному состоянию, может быть конвертирована в энергию макроэрга (ср. также [93]). Так как туннельный эффект связан с условиями резонанса электронных уровней энергии, он подвержен влиянию мембранного потенциала. Следовательно, возможен регулятор-ный процесс, состоящий в том, что мембранный потенциал, создаваемый активным транспортом ионов, зависит

страница 115
< 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
фотошоп обучение в москве
Отличное предложение в КНС Нева: 3д проекторы - Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.
прокат аудио аппаратуры
курсы маникюра в люберецком и раменском районе

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
(04.12.2016)