Электростатическое отталкивание при сокращении мышц

Читатель может и сам поразмыслить, какая механика нужна для того, чтобы расщепить АТР и произвести сокращение. При этом небесполезно взглянуть и на структуру самого АТР. Прежде всего обратите внимание на то, что три-фосфатная группа содержит много отрицательных зарядов, взаимно отталкивающих друг друга. Представьте далее, что должно произойти, когда молекула АТР вытеснит ADP и Pi из связанной с актином миозиновой головки. При этом может нарушиться связь белок—белок вероятнее всего в какой-то определенной точке а поверхности их контакта индуцируется электростатическое отталкивание. Подумайте об образовании АТР в процессе окислительного фосфорилирования и о возможной роли протонов в синтезе АТР (разд. Д, 9,в). Не могут ли протоны оказать какое-то влияние на белок, окружающий молекулу АТР, в обратном процессе Подумайте о действии Mg +, связанного в комплексе с полифосфатной группой АТР, а также о том, что может случиться, если с соседней группой белка свяжется ион Са . Примите во внимание данные о возможном фосфорилировании боковых цепей белка на промежуточных стадиях процесса. Что произойдет, если будет фосфорилирована боковая цепь гистидина, связанная водородной связью с пептидным остовом в концевом участке спирали Автор этой книги не смог соединить все эти соображения в цельный механизм работы мышцы, но, может быть, кому-то из читателей удастся это сделать [c.418]

Интерес ряда исследователей направлен на то, чтобы выяснить, не заключены ли наиболее важные детали механизма мышечного сокращения в актине . Например, высказывалось предположение, что гидролиз АТР вызывает укорочение на несколько процентов сразу 15—20 молекул актина, что достаточно для общего перемещения на 10 нм, требуемого для сокращения. Согласно другой точке зрения, поперечные мостики не являются частью сократительного механизма, а служат лишь своего рода защелками . Известно, что мышца сокращается, почти не меняя объема, и поэтому все, что вызывает утолщение саркомера, будет приводить к его сокращению. Высказывалось предположение, что после гидролиза АТР отрицательно заряженные фосфатные группы связываются с нитями актина и что возникающее при этом электростатическое отталкивание вызывает поперечное утолщение саркомера . В ряде работ еще раз подчеркивалась возможность того, что энергия распада АТР трансформируется (резонансный переход) в энергию колебаний амидных связей в а-спиральных участках миозина" Эта колебательная энергия может передаваться на большие расстояния по имеющимся в белках сеткам водородных связей и каким-то образом используется в сократительном процессе. Хотя эта идея может показаться несколько искусственной, она напоминает нам, что миозиновые стержни, равно как и тонкие нити, нельзя представлять себе как инертный материал. Мы не знаем сейчас, в какой части, системы находятся сократительные пру- [c.417]

Сделаем оценку электростатических сил отталкивания в мышце на основании нашего знания числа молекул АТФ, затрачиваемых при сокращении на 1 моль белка. [c.196]

Преобразование энергии можно осуществлять, используя изменения структур макромолекул при изменении электростатических сил отталкивания, вида сшивки, концентрации растворителей. Например, белки теряют кристаллическую структуру (плавятся) при добавлении в систему некоторых солей. Коллаген при погружении в раствор ЫВг (5-6 моль/л) сокращается на 8%. Можно подобрать такое изменение объема (и связанное с этим изменение концентрации солей), что произойдет резкое снижение температуры плавления кристаллической структуры и при сокращении осуществятся процессы плавления и рекристаллизации. На этом принципе работает показанный на рис. 4.8, а механохимический двигатель, в котором полимерный шкив, находящийся в солевом растворе (нижняя ванна), сокращается и двигает по часовой стрелке колесо С (имеющее больший диаметр). Полимер представляет собой коллаген, сшитый формальдегидом. В качестве соли используется Ь1Вг (концентрация в нижней ванне - 11,25 моль/л, в верхней ванне — 0,3 моль/л). При этих концентрациях колесо В вращается со скоростью 40 об/мин и совершает работу, по количеству вполне сопоставимую с работой мышцы. При равенстве или близости концентраций в ваннах двигатель, естественно, останавливается. [c.124]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология