Синтез на основе более сложных систем

Горизонты энзимологии. В литературе появляются работы, в которых делаются попытки прогнозирования дальнейшего развития энзимологии на ближайшее десятилетие. Перечислим основные направления исследований энзимологии будущего. Во-первых, это исследования более тонких деталей молекулярного механизма и принципов действия ферментов в соответствии с законами югассической органической химии и квантовой механики, а также разработка на этой основе теории ферментативного катализа. Во-вторых, это изучение ферментов на более высоких уровнях (надмолекулярном и клеточном) структурной организации живых систем, причем не столько отдельных ферментов, сколько ферментных комплексов в сложных системах. В-третьих, исследование механизмов регуляции активности и синтеза ферментов и вклада химической модификации в действие ферментов. В-четвертых, будут развиваться исследования в области создания искусственных низкомолекулярных ферментов —синзимов (синтетические аналоги ферментов), наделенных аналогично нативным ферментам высокой специфичностью действия и каталитической активностью, но лишенных побочных антигенных свойств. В-пятых, исследования в области инженерной энзимологии (белковая инженерия), создание гибридных катализаторов, сочетающих свойства ферментов, антител и рецепторов, а также создание биотехнологических реакторов с участием индивидуальных ферментов или полиферментных комплексов, обеспечивающих получение и производство наиболее ценных материалов и средств для народного хозяйства и медицины. Наконец, исследования в области медицинской энзимологии, основной целью которых является выяснение молекулярных основ наследственных и соматических болезней человека, в основе развития которых лежат дефекты синтеза ферментов или нарушения регуляции активности ферментов. [c.117]

Существенный вклад внесла аналитическая химия в решение такой важной проблемы современной науки, как синтез и изучение свойств трансурановых элементов. Предсказание химических свойств трансурановых элементов оказалось более сложным, чем для элементов, входящих в периодическую систему в ее старых границах, так как не было ясности в распределении новых элементов по группам. Трудности усугублялись и тем, что до синтеза трансурановых элементов торий, протактиний и уран относились соответственно к IV, V и VI группам периодической системы в качестве аналогов гафния, тантала и вольфрама. Неправильное вначале отнесение первого трансуранового элемента № 93 к аналогам рения привело к ошибочным результатам. Химические свойства нептуния (№ 93) и плутония (№ 94) показали их близость не с рением и осмием, а с ураном. Было установлено, что трансурановые элементы являются аналогами лантаноидов, так как у них происходит заполнение электронного 5/- слоя, и, следовательно, строение седьмого и шестого периодов системы Д. И. Менделеева аналогично. Актиноиды с порядковыми номерами 90—103 занимают места под соответствующими лантаноидами с номерами 58—71. Аналогия актиноидов и лантаноидов очень ярко проявилась в ионообменных свойствах. Хроматограммы элюирования трехвалентных актиноидов и лантаноидов были совершенно аналогичны. С помощью ионообменной методики и установленной закономерности были открыты все транс-кюриевые актиноиды. Рекордным считается установление на этой основе химической природы элемента 101 — менделевия, синтезированного в начале в количестве всего 17 атомов. Аналогия в свойствах актиноидов и лантаноидов проявляется также в процессах экстракции, соосаждения и некоторых других. Экстракционные методики, разработанные для выделения лантаноидов, оказались пригодными и для выделения актиноидов. [c.16]

С развитием теоретической органической химии оказалось возможным классифицировать практически все органические кпслоты в соответствии с рациональной классификацией органических соединений, построенной на основе структурной теории. В отношении природных органических оснований этого не удавалось сделать на протяжении всего XIX века и первой четверти XX века прежде всего потому, что строение большинства важнейших алкалоидов было неизвестно или неясно и, во всяком случае, не было еще подтверждено синтезом. Кроме того, лишь сравнительно простым органическим основаниям можно было найти только одно определенное место в существовавших системах классификации.. Более сложные основания могли быть отнесены с одинаковым успехом к нескольким классам органических соединений. Это обстоятельство и до сих пор затрудняет отнесение многих алкалоидов к определенному классу, ряду или группе органических соединений. [c.642]

В основе процедуры выбора динамических переменных и параметров при моделировании поведения системы лежит временная иерархия процессов, а не их внутренняя специфика. В случае биосистем выбору помогают особенности последних. Природа как бы позаботилась о том, чтобы скорости отдельных клеточных событий сильно различались ферментативные реакции длятся секунды и минуты, синтез новых белков составляет десятки минут, самовоспроизведение клетки занимает много часов. Делению характеристик живой системы на переменные и постоянные (параметры) способствует также принцип "минимума" ("узкого места"). В цепи реакций общую скорость процесса определяет наиболее медленное звено. Варьирование скоростей быстрых стадий не отражается на длительности всего процесса - им управляет наиболее медленная стадия. В биологических объектах, где превалируют ферментативные реакции, отличащиеся насыщенностью и слабой обратимостью, прщщип "минимума" работает более эффективно, чем в простых химических системах. Разница в скоростях биохимических реакций даже на 20 % может оказаться лимитирующим фактором. В отсутствие этого принципа клетка должна была бы контролировать тысячи различных превращений и обеспечить надежность метаболизма было бы крайне сложно. В стационарных условиях следить за отдельными ключевыми реакциями, игнорируя множество других, очень выгодно. [c.100]

Растущий алмаз захватывает структурную примесь из металлического расплава, в котором она находится в растворенном, как и углерод, состоянии. Причем есть основания предполагать (см. гл. 16), что тройные и более сложные системы на основе переходных металлов в жидком состоянии представляют собой в целом регулярные растворы, осложненные отрицательными и асимметричными отклонениями от закона Генри. Это предположение является полезным при интерпретации экспериментальных результатов по изучению влияния состава растворителя на процесс синтеза, а также распределения и концентрации структурных примесей в кристаллах (см. гл. 20). [c.379]

Таким образом, для описания роста микробной популяции в замкнутой системе (в условиях периодического культивирования), представляющего достаточно сложный процесс перехода субстрата питательной среды в организованную биомассу популяции, предложены различные математические выражения. При этом подавляющее число зависимостей относятся только к фазам увеличения численности особей популяции. Их выбор осуществляется на основе внешнего сходства описываемых кривых с экспериментальным, после чего проводятся биологические аналогии и поиски физического смысла рассчитываемых параметров. Однако приведенные выше уравнения представляют собой только аппроксимационные подходы к более или менее точному описанию феноменологии процесса нарастания численности без отражения его главной стороны — перехода компонентов питательной среды в биомассу популяции (но не отдельной клетки). Математическое описание процессов микробиологического синтеза можно считать только собственно моделированием тогда, когда в рассмотрение принимаются, по крайней мере, оба [c.53]

Образующиеся в процессе фотосинтеза органические вещества и заключенная в них химическая энергия служат основным источником материи и энергии для жизни всего органического мира нашей планеты. Необходимо, однако, учитывать, что создаваемые зеленым растением ассимиляты принадлежат в основной своей массе к веществам запасным, неспецифическим. Их использование другими формами организмов и синтез на этой основе специфических для того или иного вида соединений возможны лишь после сложной и длинной цепи предварительных преобразований. То же относится и к содержащейся в продуктах фотосинтеза энергии. Будучи заключена в химических связях органической молекулы эта энергия не может быть непосредственно использована клеткой для осуществления того или иного вида биологического действия, той или иной биологической работы . Для того чтобы потенциальная энергия органического вещества превратилась в движущую силу процессов жизнедеятельности организма, ей должна быть придана более активная, мобильная форма. Из предыдущих глав книги мы знаем, что в биологических системах это достигается через преодоление активационного барьера, в результате чего становится осуществимо получение нагруженного энергией электрона и последующее аккумулирование энергии последнего в форме специфических макроэргических соединений (АТФ и др). Вся сложная цепь взаимосвязанных процессов мобилизации продуктов фотосинтеза посредством их активирования в химическом и энергетическом отношениях осуществляется организмами в акте дыхания. Эти процессы протека- [c.208]

Естественно, что направленный синтез новых нитридных материалов требует ясного понимания природы и механизма формирования их функциональных характеристик во взаимосвязи электрош1ое строение — состав — структура — дисперсность — свойства. Решение указанных задач оказывается возможным на основе современных вычислительных методов и моделей квантовой химии твердого тела, позволяющих из первых принципов уверенно моделировать новые, более сложные системы с учетом всего многообразия факторов, определяюнщх состояние реальных материалов [19—23]. [c.34]

Любая сложная многокомнонентная система, построенная на основе экспериментальных данных, в принципе дает указание на условия синтеза того или другого соединения. Для этого необходимо очертить контур первичной кристаллизации этого соединения линию солидуса — в двойной системе, поверхность кристаллизации — в тройной или тройной взаимной, пространственную область — в четверной или более сложной системе. [c.164]

В настоящее время интенсивно увеличивается число исследова-Еий, направленных на разработку и создание новых систем и конструкций изоляционных покрытий для подземных трубопроводов. В качестве исходных материалов помимо битумов все более широкое применение находят неорганические системы, синтетические смолы, пластмассы, а также более сложные композиции на основе битумов и полимеров. Поскольку ежегодно изолируется в е менее 30— 35 млн. м вновь строящихся магистральных трубон)50водов, по-видимому, в ближайшие годы следует ожидать дальнейшего расширения работ в области синтеза изоляционных систем, отвечающих более высоким требованиям. [c.86]

Следует полагать, что эта перегруппировка может быть распространена и на соединения, в которых конденсированная с гидроароматическим кольцом часть молекулы является гетероциклической или более сложной изоциклической системой. Такие соединения могут быть получены из соответствующих ароматических -оксипроизводных, если их а-нитрозозамещенные обладают способностью присоединять бисульфит натрия с образованием стойких бисульфитных соединений. На основании литературных данных можно рассчитывать, что подобный синтез удастся, например, на основе б-оксихинолина или 5-оксибензотриазола , для которых описано превращение 1-нитрозо-2-оксисоединения1 в 1-амино-2-окси-4-сульфокислоты при действии бисульфита натрия, а затем сернистой кислоты. [c.98]