химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

0 15lb~W~ JO 35 мин

_ (*) > о,

V DF JN

\ДПЯС1 JF

> 0.

ТО

DF "*НС1

Механохимическая природа биологической сократительной системы была впервые открыта в классических работах Энгельгардта и Любимовой, изучавших миозин — белок, выделенный из мышечного волокна [8]. При добавлении АТФ наступает сокращение миозиновых волокон, имеющее обратимый характер. Естественно, что происходит и обратный процесс превращения механической работы в химическую энергию сократительного белка. Наблюдалось смещение изоэлектрической точки белка — кератина — при его деформации [9]. В работе [10] было исследовано изменение рН среды при механическом растяжении находящегося в ней нуклеогистонового волокна. На рис. 5.3 показана циклическая деформация нити нуклеогистона при периодическом изменении рН среды,

Механохимия полиэлектролитных волокон, очевидно, определяется конформационными превращениями макромолекул. Превращения эти кооперативны. Константы диссоциации ионизуемых групп в полимере иные, чем для мономера вследствие электростатического отталкивания соседних заряженных групп. Степень отталкивания зависит от конформации цепи [11, 12]. Эти явления находят свое выражение в кривых потенциометриче-ского титрования полиэлектролитов.

При не очень малых силах /, достаточных для ориентации полиэлектролитной цепи как целого, длина цепи выражается уравнением (см. [1], § 3.3)

h = hi. (5.17)

Б

Средний квадрат расстояния между концами цепи h\ зависит от

степени ионизации а, т. е. от рН среды. Если dhtjda > 0, то под действием постоянной силы полиэлектролитные цепи растягиваются при ионизации и сокращаются при уменьшении степени ионизации. Если знак производной отрицателен, то эффект рН противоположен. Второй случай реализуется у синтетических полипептидов — размеры клубка уменьшаются с ростом а, так как увеличение степени ионизации разрушает спиральную структуру. Напротив, у синтетических атактических полианионитов длина растет с ростом а. В общем случае [13]

hi « W)a=0 exр (- , (5.18)

где Д?— разность энергий взаимодействия свободных зарядов в свернутой и вытянутой конформациях цепи. Д? есть мера кооперативности системы; если Д? =*= 0, то цепь некооперативна,

hi не зависит от а. Знак производной dhl/da определяется знаком Д?\ Та же теория, основанная на учете кооперативного взаимодействия зарядов, позволяет определить, как должно измениться рН среды при растяжении цепи.

Описанный кооперативный механизм не единственный — возможны также полиэлектролитные механохимические процессы, определяемые изменениями степени связывания ионов.

Таким образом, изменения конформации цепи, вызванные изменением химического окружения, при воздействии постоянной силы производят механическую работу. Напротив, действующая сила должна менять конформации цепи. В работах Флори [12] и Бирштейн [14] теоретически рассмотрено влияйие внешней силы на переходы спираль — клубок в полипептидных цепях. Показано, что если приложенная сила не очень велика, то она стабилизует спиральную конформацию цепи. Напротив, большая сила стабилизует конформацию сильно вытянутого клубка. Смещение температуры перехода может достичь 20—30°С, резкость перехода от силы практически не зависит. В заряженных цепях не очень большая внешняя сила приводит к увеличению степени диссоциации, вызывающей переход при фиксированной температуре. При большой силе степень диссоциации, вызывающая переход, может быть меньше, чем в отсутствие силы. В зависимости от величины приложенной силы при переходе спираль — вытянутый клубок может наблюдаться как увеличение, так и уменьшение размеров цепи в направлении силы.

Ряд положений, следующий из статистического рассмотрения механохимии полиэлектролитных цепей, подлежит дальнейшему экспериментальному исследованию.

Биологические сократительные системы, выполняющие меха-нохимические процессы, далеки от простых полиэлектролитных моделей. Эти процессы непосредственно связаны с ферментативной активностью. Тем не менее, описанные свойства полиэлектролитов весьма существенны для биофизики механохими-ческих явлений.

Очевидно, однако, что рассмотрение равновесных явлений — равновесная термодинамика и статистическая механика — недостаточно для понимания биологической механохимии. Мы имеем здесь дело с кинетическими явлениями в открытых системах. Необходимо теоретическое и экспериментальное исследования кинетики сократительных процессов.

В биологии мы встречаемся с разнообразными механохими-ческими процессами. Перечислим важнейшие из них:

1) Движения животных и их органов — работа мышц; 2) движения растений; 3) движения клеток — работа жгутиков и ресничек; 4) вся совокупность движений в процессах митоза и мейоза; 5) движение протоплазмы внутри неделящейся клетки; 6) сократительные процессы в хвостах фаговых частиц; 7) меха-нохимические процессы в мембранах; 8) движение мРНК относительно рибосом в полисомах; 9) механорецепция.

Этот перечень нельзя считать исчерпывающим. Все названные явления происходят в надмолекулярных системах.

страница 76
< 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
курсы для инженеров по планированию
заказать световой короб подвеску над магазин
дешевые карнавальные линзы в москве
сколько стоит выправить дверь мерседеса

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
(15.12.2017)