химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

Гетерогенность присуща всем уровням биологической организации вплоть до структуры отдельной биологической макромолекулы — нуклеиновой кислоты или белка. Эти информационные макромолекулы представляют собой своего рода тексты, записанные соответственно четырех- или двадцатибуквенным алфавитом. Существенны именно структурно-функциональные различия между разными «буквами» одного и того же текста. Гомогенные макромолекулы гомополимеров содержатся в живых организмах, но не участвуют в наиболее важных процессах биосинтеза и метаболизма. Они выполняют опорную функцию (например, целлюлоза в растениях), служат в качестве депо необходимых веществ (крахмал в растениях, гликоген в животных) и т. д.

Уже малые индивидуальные различия в структуре функциональных атомных групп (например, различия изомерных углеводородных радикалов), практически не играющие роли в обычной химии, оказываются весьма существенными для реализации тонкого химического баланса в живой системе. Высокий

уровень химической и структурной индивидуализации неразрывно связан с биологической функциональностью. Одно из проявлений такой индивидуализации — хиральность биологических молекул, обладающих определенными оптически-активными конфигурациями (см. [1], § 2.6).

Чрезвычайное многообразие молекул в живых системах не означает очень широкого многообразия «химических мотивов», в них представленных. Напротив, оно возникает в результате различного комбинирования ограниченного числа атомных групп, принадлежащих к еще меньшему числу классов органических соединений. Все белки, начиная с вирусных и кончая белками, образующими наиболее сложные организмы растений и животных, строятся из двадцати канонических аминокислот, все ДНК—из четырех нуклеотидов. Те же или сходные группировки фигурируют в ряде биорегуляторов (см. [1], § 2.9). Это химическое единство живой природы непосредственно связано с пройденным ею путем химической и биологической эволюции (см. гл. 9).

Основные биологически функциональные вещества — биополимеры, белки и нуклеиновые кислоты—представляют собой макромолекулы, содержащие единичные связи, не сопряженные с двойными связями. Внутренние повороты вокруг единичных связей приводят к появлению поворотных изомеров (ротаме-ров), т.е. к различным конформациям цепи. Статистическая механика макромолекул основана именно на рассмотрении их флуктуирующего ротамерного строения ([1], гл. 3, [2—4]). Конформационная гибкость биополимерных молекул определяет их важнейшие физико-химические и, в конечном счете, биологические свойства — возникновение и динамику специфической пространственной структуры, отбираемой в процессе эволюции.

Отсутствие делокализованных я-электронов в биополимерной цепи непосредственно доказывается ее гибкостью. Гибкая цепь не содержит сопряженных связей. Конформационная подвижность означает отсутствие л-электронной подвижности.

Особо важная роль конформационных движений в биологической функциональности биополимеров связана с тем, что их участие в биохимических процессах прежде всего каталитическое. ДНК и мРНК являются матричными катализаторами биосинтеза белка ([1], гл. 9), белки действуют как ферменты ([1], гл. 6, 7). Эти биополимеры сохраняют свою целостность в биохимических процессах. Основой биомолекулярных процессов является молекулярное узнавание, определяемое слабыми взаимодействиями (см. ниже). Соответственно динамика таких процессов есть прежде всего конформационная динамика, так как само существование различных конформаций и их измене§ 1.1, СОДЕРЖАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОФИЗИКИ

П

ния также определены слабыми невалентными взаимодействиями, что дает возможность реализовать биомолекулярные процессы в мягких условиях и поддерживать эти условия. В отличие от обычной химии, в которой конформационные превращения имеют значение второстепенное по сравнению с электронными перестройками, в биохимии и те и другие процессы связаны неразрывно. Каталитическая функция белков и нуклеиновых кислот означает их непосредственное участие в электронных перестройках соответствующих субстратов, но это участие реализуется посредством конформационной подвижности. Тем самым, актуальной (но еще далеко не изученной) проблемой молекулярной биофизики является исследование электронно-конформационных взаимодействий (ЭКВ) в биологических молекулярных и надмолекулярных системах ([1], § 6.7). Именно явления ЭКВ, а не особые электронные (например, полупроводниковые) свойства белков и нуклеиновых кислот (свойства, по-видимому, несуществующие или несущественные) ответственны за их биологическую значимость. Специфические электронные свойства, сводящиеся прежде всего к делокализации я-электро-нов в системе сопряженных связей, присущи многим низкомолекулярным соучастникам ферментативных процессов — ряду ко-ферментов, простетическим группам и т. д. Эти свойства регулируют ЭКВ в биополимере.

Биологически функциональна целостная пространственная структура молекулы белка. Эта конформационная структура полипептидной цепи поддерживается и стабилизируется опять-таки

страница 3
< 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
кресло soft
штатные головные устройства для audi цена
купить наколенники
приточная установка airned-m8 цена ульяновск

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
(20.02.2017)