Примеры молекул, богатых энергией

Примеры молекул, богатых энергией [c.226]

Участвующий в этой реакции фермент сукцинил-СоА—синтетаза катализирует образование свободного сукцината и одновременно с этим-образование концевой высокоэнергетической фосфатной группы GTP из GDP и Pj за счет свободной энергии, высвобождающейся при расщеплении сукцинил-СоА. У этой реакции, сопровождающейся запасанием энергии, есть промежуточный этап, во время которого происходит фосфорилирование самой молекулы фермента по одному из гистидиновых остатков в его активном центре. Именно богатая энергией фосфатная группа, участвующая в этом фосфорилировании, и переносится на GDP с образованием GTP. Сопряженное образование GTP за счет энергии, выделяющейся при окислительном фосфорилировании а-кетоглутарата, представляет собой еще один пример фосфорилирования на уровне субстрата. Вспомним, что нам уже знаком один пример фосфорилирования этого типа, а именно сопряженный синтез АТР за счет энергии, выделяющейся при окислении глицеральдегид-З-фосфата в ходе гликолиза (разд. 15.7,6). Подобные реакции принято называть фосфорилированием на уровне субстрата, потому что ис- [c.488]

Одной из основных проблем современной биохимии является выяснение механизма превращения энергии, выделяющейся в результате взаимодействия связей С — Н с кислородом с образованием двуокиси углерода и воды в энергию фосфоангидридной связи АТФ — единой платежной единицы в процессах переноса химической энергии, используемой для большого числа синтетических и метаболических функций. Если энергетическое сопряжение имеет химический механизм (хотя это еще не очевидно [185]), то оно может происходить либо непосредственно через окисление некоторых легко образующихся низкоэнергетических фосфатных производных до высокоэнергетических форм, которые могут затем переносить фосфат на АДФ, давая АТФ, либо через окисление некоторых других низкоэнергетических молекул до высокоэнергетических форм, которые могут дать макроэргический фосфат через серию реакций переноса. В последнее время стало известно несколько примеров такого активационного процесса, в котором происходит образование высокоэнергетического тиолового эфира при окислении альдегида. Тиоловый эфир может реагировать дальше, давая ацилфосфат и при известных обстоятельствах АТФ. Этот тип активации является ответственным за образование макроэргических фосфатных связей на субстратном уровне фосфорилирования, в котором метаболит, подвергающийся окислению, превращается в активированный продукт. В настоящее время, однако,еще нет уверенности, что аналогичный процесс происходит при многоступенчатом переносе электронов между субстратом и кислородом, который является ответственным за освобождение большей части энергии в аэробном метаболизме. Интерес к этой проблеме стимулировал поиски реакций, в которых фосфатная группа превращается в энергетически богатую форму посредством окислительного процесса, что может служить моделью реакций с природным коферментом. Хотя в настоящее время еще нет доказательств, что какой-либо процесс такого рода ответствен за окислительное фосфорилирование, эти исследования интересны с химической точки зрения и в качестве источника некоторых потенциально полезных синтетических методов. [c.132]

Во-вторых, учтем особенности строения так называемых гибких молекул. Гибкие молекулы можно определить как структуры, имеющие более одной конфигурации, свободная энергия которых различается не больше чем на 3 к2 Хорошим примером гибких молекул являются молекулы нормальных парафинов [19]. Может показаться удивительным, что в явлениях внутреннего трения [20, 21] и диффузии [22, 231 такие молекулы часто проявляют себя почти как сферические, свернутые в клубок структуры. Причина такого свертывания была приписана различным энергетическим факторам [24]. Об одной особенности этих молекул, связанной с гибкостью, упоминалось уже выше при обсуждении возможного влияния искажающих столкновений на активность молекулы как катализатора передачи энергии. Другой особенностью, проявляющейся в диффузии гибких молекул, является водородный эффект, или увеличенный диаметр столкновения с водородом. Оказалось, что этот эффект [22, 23, 25, 26] обусловлен богатым, почти непрерывным спектром внутренней энергии, получающимся из многочисленных колебательных уровней, искаженных и уширенных при скручивании молекулы. Обе эти особенности гибких молекул имеют место при относительно низком среднем значении поступательной энергии. Иначе, по-видимому, ведет себя горячая гибкая молекула, появившаяся в газе вследствие статистических флуктуаций или как результат химической реакции. В частности, при быстром вращении она может выпрямиться под действием центробежных сил. Полностью распрямленная молекула будет вести себя в дальнейших столкновениях как гибкий стержень. Такой эффект должен сильно увеличить диаметр столкновения для богатых энергией гибких молекул, образующихся в результате реакции. [c.125]

Теперь рассмотрим связи особого рода, так называемые ( -связи. Для этого в качестве примера удобнее всего взять возбужденный атом углерода, имеющий во внешнем слое четыре непарных валентных электрона один 5- и три р-электрона. Так как углеродные атомы образуют соединения почти исключительно в четырехвалентном состоянии, очевидно, затрата энергии на возбуждение валентностей перекрывается в случае углерода большими экзоэффектами образования четырех связей. Свободный атом углерода с четырьмя непарными электронами неустойчив и быстро экзотермически переходит в нормальное двухвалентное состояние возбужденный атом углерода в связанном состоянии сохраняет свое богатое энергией состояние, так как он стабилизован четырьмя своими так называемыми ( -связями, например связями с атомами Н в молекуле метана СН4. [c.191]

Если активными центрами цепной реакции служат атомы или радикалы, мы имеем дело с материальной цепью. Можно представить себе также цепную реакцию, в которой активными центрами служат богатые энергией молекулы, получающиеся в результате некоторых элементарных процессов. Такая цепь называется энергетической. Она может быть иллюстрирована на примере разложения озона, протекающего, как полагают, по следующему механизму [c.10]

Ог представляет собой богатую энергией молекулу кислорода. По сути дела, эта цепь является комбинацией энергетической и материальной цепей. Так как идентифицировать активные центры прямыми методами, вообще говоря, невозможно, о их природе можно судить только по тому, насколько реакционный механизм объясняет экспериментальные факты. В том случае, когда последние могут быть объяснены различными механизмами, следует учитывать относительную вероятность отдельных элементарных реакций. Энергетические цепи, вообще говоря, менее вероятны, чем материальные, ибо, как это известно из ряда примеров, активный центр часто испытывает множество столкновений, прежде чем вступает в очередную реакцию продолжения цепи активная молекула должна в ходе этих столкновений почти наверняка дезактивироваться. Этот аргумент ослабляется тем, что передача энергии при столкновениях может иметь весьма специфический характер. Тем не менее, в сомнительных случаях следует отдавать предпочтение предположению о материальной цепи. [c.11]

Приведем несколько примеров. Доказано, что у всех населяющих Землю форм живых существ в создании белковой молекулы участвуют 20 аминокислот. Свойственная же отдельным органическим формам белковая специфичность определяется количественным отношением входящих в их состав аминокислот, а также порядком расположения последних в белковой молекуле. Те же закономерности установлены и в отношении нуклеиновых кислот, разнообразие и специфика которых также обусловлены в основном характером чередования нуклеотидов, причем число последних в 5 раз меньше, чем число протеиногенных аминокислот. Установлено, что организмы, принадлежащие к различным семействам, родам и видам животных, растений и микробов, используют в процессе жизнедеятельности один и тот же вид энергии — свободную, или химическую, энергию. Энергию эту они получают от общего для всех живых существ биологического горючего , роль которого выполняют особые соединения, содержащие богатые энергией фосфатные или тиоловые связи (подробнее этот вопрос освещен в главе Дыхание ). Лишь зеленые растения и небольшая группа бактерий способны наряду с этим использовать энергию кванта света, которую они запасают в форме тех же специфических макроэргических соединений. Выявлена близость, но не идентичность строения биологических мембран, ограничивающих поверхность протоплазмы и каждого из содержащихся в ней органоидов у всех представителей живого мира. Доказано, что многие органеллы протоплазмы имеют строго упорядоченную, ламеллярную (пластинчатую) структуру. [c.12]

Как указывалось на стр. 218 и сл., первичный эффект при действии излучения состоит в создании либо энергетически богатых молекул, либо осколков молекул (обычно атомов или свободных радикалов). Молекулы, обладающие высокой энергией, могут переходить в конечные продукты (по-видимому, достаточно редко) или же диссоциировать на свободные радикалы или атомы. В некоторых случаях такие молекулы могут сталкиваться с другими молекулами и действовать как сенсибилизаторы. Наилучшим примером последнего случая может служить действие атомов ртути, поглощающих линию 2537 А. Хлорофилл при фотосинтезе в растениях, несмотря на значительно более сложный характер процессов по сравнению с процессами, протекающими под действием атомов ртути, выполняет, по существу, поскольку в конечном счете он не изменяется, такую же роль фотосенсибилизатора. [c.236]

Кроме энергетического разветвления цецей, обусловленного межмоле-кулярным обменом энергии (Н Ег = Н НГ -1- Г), Шиловым с сотр. [145, 299] на примере реакции фтора с СНдТ были открыты разветвления, осуществляющиеся в результате внутримолекулярного обмена энергии. В этой реакции радикалы СНа , образующиеся в процессе Г СНд = = НГ -Ь СНа , взаимодействуя со фтором СНа -Ь Га = СНа Г + Г 4- 78 ккал, превращаются в богатую энергией молекулу СНа Г, которая в результате перераспределения энергии, не успев стабилизоваться, может распасться по схеме СНа Г СНаГ -Н Образующийся при этом радикал СНаГ, взаимодействуя с молекулой фтора, дает атом фтора (СНаГ + Га = СНаГа + Г), который инициирует новую цепь (разветвление). В соответствии с этим механизмом в продуктах реакции были обнаружены молекулярный иод, образующийся при рекомбинации атомов иода, и фтористый метилен СНаГа- По спектру ЭПР были обнаружены атомы иода. [c.445]

Отправляясь от идей Вант-Гоффа и Аррениуса, из которых следовали возможность и большая распространенность бимолекулярных реакций, происходящих между химически насыщенными молекулами, некоторые авторы полагали, что активные молекулы в цепных реакциях также представляют собой богатые энергией химически насыщенные молекулы, как это, например, имеется в случае мономолекулярных реакций (см. предыдущий пример). Согласно этим представлениям, высказывавшимся Боден-щтейном [416], Христиансеном и Крамерсом [488] и некоторыми другими, активные молекулы, возникающие за счет реакции, образуются в результате передачи энергии от молекул продуктов реакции молекулам исходных веществ, как это схематически представлено на рис. 136, относящемся к реакции А2 + В2 = 2АВ. Здесь процесс О обозначает первичную активацию молекулы исходного вещества Аг при столкновении ее с молекулой М (термическая активация). Активная молекула Аг либо вступает в хи- [c.475]

Среди приведенных примеров мы имеем немало и таких, где величина А достигает 10 —10 т. е. вероятностный фактор Р отвечает 10 —Ю . Это означает, что из 10 000—1000 случаев соударений, достаточно энергичных для достижения седловинной точки, лишь одно приводит к реакции. Остальные относятся или к таким достаточно богатым энергией столкновениям, при которых вообще часть энергии не переходит в потенциальную, оставаясь кинетической, или если и переходит, то как-то неблагоприятно распределяется по связям молекул. Может быть, остаются несоблюденными и какие-то другие важные геометрические, механические или квантово-механические условия или просто нет условий для отвода энергии после экзореакции. [c.166]

Широко используемые в промышленности как фотостабилизаторы полимеров о-гидроксибензофеноны хорошо поглощают УФ-свет и в небольшой степени — коротковолновую часть видимого света. При этом образуется электронно-возбужденное состояние гидроксибензофенона, которое адиабатическим путем превращается в нестабильную о-хиноидную форму. Эта богатая энергией и глубже окрашенная таутомерная форма быстро переходит в исходный гидроксибензофенон, передавая избыток энергии окружающим молекулам в виде тепла. Фактически данная реакция является примером фотохромного превращения, используемого для фотостабилизации [c.166]

Нарисованная здесь картина состояния двойной связи соответствует состоянию, наиболее бедному энергией, — основному состоянию. При этом ст-электроны, как и я-электроны, действуют при антинараллельных спинах связующе, первые сильнее, вторые слабее. Возможны, однако, еще другие, более богатые энергией состояния молекулы с двойной связью. В этих состояниях С-атомы по-прежнему соединены один с другим парой (т-электронов, однако я-электроны участвуют иначе, чем в основном состоянии. Знания о подобных более богатых энергией возбужденных состояниях важны для понимания поведения двойной связи при химических реакциях. Ведь и в классической структурной теории символ двойной связи был создан не только для того, чтобы выразить четырехвалентность углерода, но и для того, чтобы показать способность к присоединению в определенных местах молекулы, а именно в тех местах, где находятся связанные двойной связью атомы (т. I, стр. 21). В качестве примера может служить этилен. [c.362]

Электростатические силы. Эти силы обусловлены притяжением между противоположно заряженными частями ионизированных молекул. И липиды, и аминокислотные боковые цепи белков богаты ионизируемыми группами. Примерами таких групп служат свободные карбоксильные группы глутаминовой и аспарагиновой кислот, входящих в состав белка, е-амино-группа лизина или аминогруппа фосфатидйл-этаноламина, четвертичный азот фосфатидил-холина и фосфатные группы всех фосфолипидов. Многие из этих групп ионизируются при физиологических значениях pH. Можно рассчитать, что расстояние наибольшего сближения ионов такого типа равно примерно 5 А энергия связи двух одиночных зарядов противоположного знака на таком расстоянии составляет 4— [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология