химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

найденной величины vm&x (или Ь) находим G — = 14 ккал/моль. При повышении температуры на 10° (с 300 до 310 К) b должно возрастать в 2,14 раза. Опыт дает увеличение в 2,05 раза. Излагаемая теория хорошо объясняет температурную зависимость константы Ь.

Из написанных уравнений следует т. е. число одновременно работающих мостиков убывает с увеличением скорости v. Если v = О, то w — 1; если v = ymax = = b (1 — г) jr, то w = wmln = г:

t^min = r = TT: • (5.63)

Естественно, что изложенная теория дает результаты, эквивалентные теории Хаксли — Дещеревского (см. стр. 244). Сопоставим формулы. Из уравнений (5.38) и (5.48) следует

? = -(5.64)

Подставляя в уравнение (5.34) стационарное значение т — = nv/Lk2 из (5.35), находим

п = feifl0 ~ (&i + kl^i2 и) п (5.65)

и при п = 0 получаем стационарное отношение гс/я,0 = w. Приравнивая его выражению (5.62), получаем

Из (5.60), (5.61), (5.64) и (5.66) находим

^-~?~ехЧ~^;Т^2Г"Т-ПГ2Г- L (5'67)

/г2 _ еХр^ A^j_ ________ (5.68)

Таким образом, можно выразить kx и ?2 через молекулярные постоянные.

В изложенной теории трение возникает в результате замыкания и размыкания мостиков, так как эти процессы требуют энергии активации. Коэффициент трения, естественно, оказывается экспоненциально зависящим от температуры. В макроскопической теории молекулярная модель заменяется формальной моделью Хаксли — Дещеревского — мостик либо тянет, либо тормозит, хотя в действительности эти явления должны происходить одновременно. Преимущество излагаемой теории состоит в том, что она согласуется с принципом микроскопической обратимости и непосредственно выражает кинетические константы через молекулярные параметры L, cos 9, G, /о. Тем самым объясняется температурная зависимость b и, как мы увидим, f0В изложенной теории предполагается, что мостики замыкаются независимо друг от друга. Насколько основательно это предположение? Нет ли здесь кооперативности в том смысле, что замыкание одного мостика влияет на замыкание других?

Идея о кооперативных, аллостерических свойствах актина и миозина высказывалась не раз.

Введем кооперативность в кинетику действия мостиков, предположив, что свободная энергия активации G сама является функцией числа работающих мостиков

G = GQ - wGf = G0 - [г + (1 - г) f/f0] G'. (5.69)

Характеристическое уравнение получается в виде (Ь имеет прежнее значение с G, замененным на G0)

(а + {) v = Ъ ехр (^) ехр [('^/°'] (/о - f). (5.70)

При заметных значениях G'jk^T кривая v(f) оказывается выпуклой, а не вогнутой. Для согласования с опытом следует предположить, что G/ kBT. В этом случае

(a + f)vs*b[\ +l^(a + /)1|r](/0_f), (5.71)

т. е. кооперативность рассматриваемого типа вносит лишь незначительную поправку в уравнение Хилла, что не представляет особого интереса.

Исходная идея изложенной теории состоит во влиянии внешней силы f на активационный процесс замыкания мостика и кон-формационного превращения белка. В свое время Полиссар предполагал экспоненциальную зависимость скорости некой неизвестной реакции, определяющей . сокращение, от внешней силы [127] (см. также [53]). Т. Хилл также вводил сходную экспоненциальную зависимость в своей теории фазового перехода в мышце [119]. Эти работы, однако, не давали возможности получить характеристическое уравнение и истолковать его константы. Нельзя считать изложенную теорию молекулярной в истинном смысле слова, так как она не дает реальной молекулярной модели работы мышцы. Построение молекулярной теории невозможно на современном уровне знаний о строении и взаимодействии мышечных сократительных и регуляторных белков и об их конформационных превращениях. Соответственно задачи исследования структуры и свойств этих белков, исследования их поведения в надмолекулярной мышечной системе особенно актуальны.

§ 5.7. ТЕОРИЯ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МЫШЦЫ

В мышце, рассматриваемой как изолированная система, работа и тепло, выделяемые в элементарном акте, выражаются через уменьшение химической энергии

f0L + q0 « - 2 Hi Ыи (5.72)

i

или, согласно закону сохранения энергии,

ДЯ = 7 AS + fQL + X ji, tsrii = 0, (5.73)

i

причем ГД5 — qo. Изменение свободной энергии в рассмотренном элементарном акте составляет, как мы видели, f0l cos 0 (см. стр. 249). Имеем

AG = ДЯ - Т AS = fQL + Е ]ii = f0l cos 9,

откуда

Максимальная сила f0 (и, следовательно, Р0) должна слабо расти с температурой как химический потенциал, т. е. пропорционально абсолютной температуре. Это согласуется с опытом.

Коэффициент полезного действия мышцы, согласно изложенной теории, равен

ч' = тгг——viЈV- (5-75>

i

Если бы выполнялся закон сохранения энергии (5.73), то

qQ = T \S = -У cosQ, n' = i — COS0 '

При cos9>0 получаем ц' > 1, т. е. мы приходим к противоречию.

Как мы видели, проблема теплопродукции мышцы не проста (см. § 5.4). Она не может быть решена на основе столь простых соображений. Необходимо учесть запасание энергии и различные способы ее выделения. Соответствующая модельная теория предложена в

страница 89
< 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
Краснодеревщик Выбеленный Дуб
медкомиссия юао
наклейка инвалид для авто купить
кроссовки в астрахани 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
(24.06.2017)