Вода свойства и биологические функции

Невозможно, конечно, учесть любые изменения степени взаимодействия между цепью и растворителями, например, когда цепь имеет тенденцию выдвигаться в окружающую среду, чтобы стать более сольватированной, или сокращаться для удаления элементов цепи из раствора. Поэтому результаты расчетов соответствуют таким условиям ( 0-точка ), при которых полимерная цепь является невозмущенной и тенденции выдвигаться или сокращаться строго сбалансированы. Условия в 6-точке обычно не отвечают условиям, наиболее способствующим проявлению биологических функций молекулы или ее свойств, представляющих технологический интерес. Следует отметить также, что математические методы для расчета энергий взаимодействия внутри цепи все еще весьма неточны, и поэтому их можно успешно применять для предсказания лишь общих тенденций. Однако в этом направлении достигнут некоторый успех [21]. Наиболее интересным общим свойством углеводных цепей в неупорядоченном состоянии является способность связывать воду и ионы, а также включать другие полимерные цепи в свой домен или исключать из него [1]. Связывание воды объясняется тем, что движущая сила этого процесса, конформационная энтропия, делает предпочтительной конформацию ста- [c.290]

Книга начинается с глав, посвященных структуре клеток и важнейшим принципам органической химии, относящимся к биомолекулам материал, изложенный в этих главах, может оказаться полезным для тех, кто недостаточно подготовлен по биологии и органической химии. После рассмотрения свойств воды подробно описываются структура и биологические функции белков. На примере гемоглобина детально показано, как аминокислотная последовательность определяет его конформацию и как конформация белковых макромолекул может влиять на структуру и функцию клеток. Далее подробно рассматриваются ферменты и способы регуляции их активности, причем постоянно подчеркивается значение трехмерной структуры белка и для иллюстрации приводится целая галерея структур ферментов. [c.8]

Типичные биомолекулы, используемые в качестве строительных блоков, возникли самопроизвольно на ранних этапах истории Земли из атмосферных газов и воды под воздействием энергии. Эти процессы, в совокупности называемые химической эволюцией, можно воспроизвести в лабораторных условиях. Современные биомолекулы (строительные блоки), по-видимому, были отобраны на ранних этапах биологической эволюции благодаря тому, что они оказались лучше других приспособленными для выполнения биологических функций. Число таких биомолекул относительно невелико, однако они обладают весьма разнообразными свойствами и каждая из них может вьшолнять в клетках самые разные функции. [c.76]

Кодовый словарь далеко не случаен. Имеется определенная корреляция между строением кодонов и природой аминокислотных остатков. Генетически закодирована пространственная структура белковой молекулы, находящейся в водном окружении, и тем самым ее биологическая функция. Природа генов непосредственно связана со специфическими свойствами жидкой воды [c.296]

Липидами называют жиры и жироподобные вещества (липоиды) животного и растительного происхождения (от греч. Проз —> жир). Несмотря на разнообразие их химического состава, они обладают общими физико-химическими свойствами и биологическими функциями. Общим свойством всех липидов является их гидрофобность, т. е. они не растворяются в воде, но растворяются в органических растворителях (эфире, хлороформе, бензоле, бензине, спирте, ацетоне и др.). Характерная особенность липидов и их растворителей обусловливается наличием в их составе большого числа гидрофобных радикалов и группировок —СН2—, —СН- и СНз-групп. Липиды классифицируются по-разному. Их можно разделить на две основные группы жиры (нейтральные жиры) и липоиды — жироподобные соединения. [c.101]

Для жизнедеятельности организмов очень важна роль воды. Немецкий физиолог Э. Дюбуа-Реймон заметил, что человек — это одушевленная вода . И действительно, на две трети наш организм состоит из воды. Даже в головном мозге, этом командном пункте, управляющем всеми нашими помыслами и поступками, содержится около 80 % воды. По выражению А. А. Покровского, вода является основной средой, а во многих случаях — участником бесчисленных химических реакций, лежащих в основе жизни . В этой среде протекают все сложные процессы превращения веществ, все процессы обмена. Причины уникальной роли воды для жизни следует искать в ее особых физико-химических свойствах, которые как нельзя лучше соответствуют биологическим функциям клеток (см. главу 15). [c.29]

Сведения о белках, их составе, строении и биологических функциях начали формироваться еще в ХУП —XIX вв. На этом этапе в разнообразных природных объектах (семена и соки растений, мышцы, хрусталик глаза, кровь, молоко и др.) в достаточно больших количествах были обнаружены вещества, при сжигании которых ощущался запах паленой шерсти и аммиака. Эти вещества растворялись в воде с образованием вязких, клейких растворов при испарении воды из этих растворов получалась роговидная масса, свертывающаяся при нагревании. Именно из-за этих специфических свойств данные соединения получили название белки, поскольку аналогичными свойствами обладает яичный белок. [c.35]

ВОДА СВОЙСТВА И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ [c.448]

Обоснуйте взаимосвязь физико-химических свойств и биологических функций воды. [c.455]

Как указывалось, в настоящее время известны биологические функции некоторых гликопротеинов лишь в некоторых случаях выяснена взаимосвязь между их молекулярной структурой и биологической функцией в других случаях, например для гонадотропина, пока еще неясно, каким образом содержащиеся в его молекуле углеводы влияют на гормональные свойства. Функции большинства гликопротеинов, в том числе и многих гликопротеинов плазмы, пока не установлены. Некоторые из этих веществ, несомненно, выполняют определенные функции в клетке. Например, они могут быть связаны с переносом воды или других соединений через клеточные мембраны. Эту функцию могут выполнять, очевидно, и многие кислые гликопротеины. [c.296]

Следовательно, кроме традиционных методов оценки качества питьевых вод, подвергнувшихся внешним воздействиям, особое значение при ее биологическом функционировании имеет анализ структуры воды. Однако проблемы взаимосвязи строения и биологических свойств воды оказались наименее изученными в гигиеническом аспекте. В следующих разделах работы более детально рассмотрены вопросы взаимосвязи физикохимических свойств, структурных особенностей различных питьевых вод и их биологических функций. [c.212]

Попадающие в воду пестициды не только ухудшают ее вкусовые качества, воздействуя на органолептические свойства воды прямо или косвенно, нарушая биологическое равновесие водоемов, но и отрицательно влияют на ряд жизненно важных функций человеческого организма. [c.963]

Комплексообразователи широко используются в процессах, когда необходимо удалить или замедлить осаждение катиона металла из водного раствора. Эти соединения могут использоваться в следующих случаях поверхностно-активные и моющие составы в текстильной промышленности, очистка металла и удаление окалины, полировка металла, для производства пластиков и резины, при производстве бумаги при обработке нефтяных скважин, как хелатообразователи в биологических системах. Важным свойством этих соединений является их способность связывать Ре (II). При обводнении нефтяного пласта использованную воду, содержащую некоторое количество Ре II) и Н,5, часто смешивают со свежей водой. Если эти несовместимые воды смешивать, то образуется осадок Ре5,который может закупорить водопроницаемый слой в "нагнетательной" скважине. Другой функцией хелатообразующих соединений является способность предотвращать гелеобразование и выпадение осадков гидроксидов железа в скважине и в вытекающей отработанной воде. Следующие примеры показывают методь приготовления этих соединений. [c.80]

Превращение золя в гель связано с возникновением особой внутренней структуры в этой системе. Частицы коллоидных веществ, соприкасаясь друг с другом, как бы склеиваются и образуют своеобразный каркас, в ячейках которого оказывается включенным значительное количество воды. Наличие этой структуры придает гелю характерные механические (вязкоэластические) свойства. Образование тончайшей сети переплетающихся нитей во многих гелях можно наблюдать при помощи электронного микроскопа, дающего увеличение в 30 000—40 ООО раз. Такую сеть, состоящую из переплетающихся нитей гидрофильного коллоида, можно, в частности, видеть на электронных микрофотографиях мышечных белков. Интересную электронную микрофотографию (рис. 4) дает мышечный белок — актин, биологическое значение и биохимические функции которого рассматриваются в главе Мышечная ткань . [c.16]

Суставной хрящ представляет собой ткань, которая покрывает эпифизы костей, образующих сустав. Будучи полимерным материалом, ОН представляет интерес в качестве объекта для исследования особой роли воды в полимерах. В биологическом смысле его основная физиологическая функция состоит в том, чтобы воспринимать нагрузки, возникающие при работе сустава. Если не касаться патологических изменений, то хрящ способен противостоять разнообразным видам напряжений, прилагаемых к нему в течение жизни человека. Несмотря на то что он обладает относительно небольшой способностью к восстановлению [1], он почти не подвергается сколь-нибудь заметному износу. Можно полагать, что его способность выдерживать большие нагрузки и обеспечивать быструю релаксацию напряжения обусловливает такую высокую степень его износостойкости. Настоящее исследование было предпринято с целью выяснить механизм поведения хряща при нагружении, а также его свойства в отношении релаксации напряжения. В конечном счете автор надеялся связать эти механизмы с уникальным химическим составом и ультраструктурой этой ткани. [c.386]

Известно, что ароматическим углеводородам присущи черты неэлектролитного действия при попадании в организм. Это наркотики, вызывающие угнетение функций центральной нервной системы, оказывающие местное раздражающее действие на слизистые и кожу и обладающие гемолитическими свойствами. С ростом молекулярного веса в гомологическом ряду усиливаются наркотические свойства, а также местное раздражающее действие, но до определенного предела падение летучести и растворимости в воде ограничивает возможность создания наркотических концентраций в воздухе и крови, в результате чего пары высших алкилбензолов в нормальных условиях не оказывают сколько-нибудь заметного биологического действия. Этими физико-химическими свойствами объясняется малая токсичность интересующих нас соединений по данным, почерпнутым из литературных источников. Так, Джерард [1] сообщает о слабой токсичности додецилбензола и дурола при введении в желудок крысы (доза 5 мл и 5 г кг не была смертельной для животных), автор предполагает раздражающее действие паров и аэрозолей на органы дыхания и указывает на возможность местного раздражения кожи. Псевдокумол по данным, собранным тем же автором, токсичнее от дозы 5 лл//сг погибло [c.179]

Одно из самых значительных достижений рентгеноструктурного анализа белков последних лет, которое не может не повлиять на дальнейшее развитие биологии и становление ее новой области -молекулярной биологии клетки, состоит в начавшейся расшифровке трехмерных структур первых мембранных белков. Перед обсуждением полученных здесь результатов целесообразно кратко сообщить о том, что было известно об этих белках до исследования их с помощью рентгеновской дифракции. Если основные структурные особенности биологических мембран определяются молекулами липидного бислоя, то специфические функции мембран выполняются главным образом белками. Они ответственны за процессы превращения энергии, выступают в качестве рецепторов и ферментов, образуют каналы активного и пассивного транспорта молекул и ионов различных веществ через мембраны, охраняют организм от проникновения чужеродных антигенов и стимулируют иммунный ответ клеточного типа. В обычной плазматической мембране белок составляет около 50% ее массы. Однако в некоторых мембранах, например во внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов, его содержание поднимается до 75%, а в других, например миелиновой мембране, снижается до 25%. Многие мембранные белки пронизывают липидный бислой насквозь и контактируют с водной средой по обеим сторонам мембраны. Молекулы этих белков, называемых трансмембранными, как и окружающие их молекулы липидов, обладают амфипатическими свойствами, поскольку содержат гидрофобные участки, взаимодействующие внутри бислоя с гидрофобными хвостами липидов, и гидрофильные участки, обращенные к воде с обеих сторон мембраны. Другая группа мембранных белков соприкасается с водой только с одной стороны бислоя [234, 235]. Одни из них погружены только во внешний или во внутренний слой мембраны, другие ассоциированы за счет невалентных взаимодействий с трансмембранными белками, третьи прикреплены к мембране с помощью ковалентно связанных с ними цепей жирных кислот, внедренных в липидный слой. [c.56]

Плоские липидные мембраны, наряду с липосомами, широко используются в качестве моделей для изучения электрических свойств мембраны, их проницаемости и других научных исследований. С помощью модельных мембран изучают ряд функций биологических мембран, а том числе, барьерную (например, селективность проницаемости - хорошую проницаемость для воды и плохую для ионов). Можно моделировать биологический транспорт, вводя в модельную мембрану молекулы-переносчики. [c.30]

Природная целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, соединенных между собой посредством Р(1 4)-гликозидной связи. Благодаря Р-связям остатки глюкозы образуют вытянутую пйлимерную цепь (см. рис. 11-16). Между нисколькими параллельными цепями возникают межмолекулярные водородные связи, в результате чего формируются длинные жесткие нерастворимые волокна. Гликоген также состоит из остатков глюкозы, но они соединены друг с другом а(Г -> 4)-связями. Такая а-связь между остатками глюкозы вызывает изгиб цепи и препятствует образованию длинных нитей. Кроме того, гликоген сильно разветвлен (рис. 11-15). Эти структурные свойства обеспечивают высокую степень гидратации гликогена, поскольку многие гидроксильные группы обращены к воде. Поэтому гликоген можно экстрагировать в диспергированном виде горячей водой. Физические свойства этих двух полимеров хорошо подходят для выполнения ими их биологической функции. Целлюлоза служит структурным материалом в растениях, что согласуется с ее способностью агрегировать с образованием нерастворимых волокон. Гликоген играет роль запасного горючего в организме животных. Сильно гидратированные и незащищенные гранулы гликогена быстро гидролизуются гликогенфосфорилазой до глюкозо-1-фосфата. Этот фермент действует только на нередуцирующие концы, поэтому высокая степень разветвления полимера обеспечивает наличие в нем множества мест, доступных действию гликогенфосфорилазы. [c.358]

Специфическим свойством эволюционно отобранной аминокислотной последовательности является способность принимать в физиологических условиях вполне определенную, уникальную конформацию, которая определяет биологическую функцию белка. Такой способностью белки обладают, несмотря на значительную конформационную свободу аминокислотных остатков и малые значения барьеров вращения вокруг ординарных связей основной и боковых цепей. Плотная, глобулярная структура белковой молекулы непосредственно доказывается малой вязкостью белков в растворе и большей их плотностью по сравнению с синтетическими полипептидами. Молекулы последних образуют в тех же условиях рыхлые клубки с открытой структурой, в которых растворитель занимает до 99% всего объема. Отсюда сравнительно большие линейные размеры клубков и значительная вязкость белков в этом состоянии. Молекулы нативных белков содержат в несколько раз меньшее количество связанной воды (-30% по массе), они малы по линейным размерам и незначительно загущают раствор. На это указывает вся совокупность результатов исследования белка и синтетических полипептидов методами седиментации, диффузии, светорассеяния, рентгеноструктурного анализа, нейтронографии, рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, электронной микроскопии. [c.231]

К настоящему времени накоплено множество данных по проявлению золотого сечения в физических и биологических системах. Установлены ранее неизвестные связи золотого сечения со свойствами различных объектов, проявляющихся в физических свойствах воды, громкости, частоты звука, спектре видимого света, физико-механических свойствах твердых тел, физиологических функциях организма и т.п. Последние исследования фрактальных структур показали, что самоподобие фуллеренов, как геометрических, так и природных, контролируется золотой пропорцией или ее производными, связанными с обобщенной золотой пропорцией. Закон обобщенной золотой пропорции отвечает уравнению [c.164]

В процессе свободного окисления вследствие особенностей используемых цепей передачи электронов не происходит образования АТФ биологическая роль этих процессов заключается в метаболизме ряда природных и ксенобиотических субстратов. В последнем случае свободное окисление выполняет важную функцию модификации чужеродных соединений. К последним относятся лекарственные средства, гербициды, продукты загрязнения окружающей среды, в возрастающем количестве попадающие в организм с водой, пищей и атмосферным воздухом. Как правило, они имеют гидрофобные свойства. Многие из них являются канцерогенными. Их гидроксилирование в ходе свободного окисления облегчает последующую деструкцию и выведение из организма (см. главу 12 и 13). [c.314]

Мембранология как самостоятельная наука, изучающая строение, свойства, механизмы функционирования биологических мембран, сформировалась сравнительно недавно (1950—1970 гг.). Однако сам термин мембрана используется вот уже почти 150 лет для обозначения клеточной фаницы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клетки и внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и растворенные в ней вещества. Однако мембраны представляют собой не только статически организованные поверхности раздела. Быстрое развитие биохимии мембран и прежде всего широкое исследование мембранных белков и липидов обусловили прогресс в понимании структуры и функций биологических мембран. [c.301]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Описание данных по качеству воды. Модуль качества воды WQ включает в себя четыре информационные компоненты. Первая группа данных получается в результате решения гидродинамической модели речной системы (модуль ПВ), поэтому модуль WQ всегда запускаются после модуля НВ. Для определения параметров несупдего потока используются полученные в НВ расходы и скорости как функции от времени для всех расчетных точек. Вторая группа данных содержит информацию о конвективной диффузии. Здесь перечисляются наименования компонент, единицы измерения концентрации для них, коэффициенты дисперсии (диффузия), начальные условия, коэффициенты распада (неконсервативности) несуш,его потока, открытые и закрытые граничные условия. Третья группа данных содержит информацию о граничных условиях для каждого загрязнителя (граничное условие и привязка к руслу речной системы). Четвертая группа описывает процессы взаимодействия биологически активных веш,еств (БПК, нитраты, аммоний) с кислородом. В этих данных указываются основные параметры этого взаимодействия с окружаюш,ей средой и свойства несуш,его потока реки (тепловая радиация, реаэрация, респирация, фотосинтез, температурные процессы и т.д.). Только наличие всех четырех типов данных позволяет произвести корректный расчет качества воды в речной системе. [c.316]

Токсическое действие. С. изменяет органолептические свойства воды, придавая ей выраженный землистый запах при концентрациях выше 1,0 мг/л. Пороговые концентрации С. по влиянию на органолептические свойства воды находятся в диапазоне 0,001-0,1 мг/л концентрация 2,5 мг/л — пороговая по влиянию на общесанитарный режим водоемов. В токсических дозах С. обладает политропным действием. Угнетает активность групп — 8Н ряда ферментов, нарушая ферментативные реакции, подавляет процессы биологического окисления и фосфорилирования, вызывает извращение фосфорно-кальциевого обмена, снижение интенсивности белкового обмена, нарушение функций печени и почек. С. и его соединения вызывают изменения иммунобиологической реактивности организма, нарушают условнорефлекторную деятельность, а также приводят к патоморфологическим изменениям некоторых внутренних органов. Помимо общетоксического действия, ингибирование групп — 8П ферментов позволяет относить С. к тиоловым ядам. Имеются указания на то, что С. обладает иммунотоксическим, эмбриотоксическим, тератогенным эффектами, угнетает митотическую активность и репродуктивную функцию. [c.490]

Вода играет важную роль в живых системах и в значительной степени определяет структуру и функции биологических полимеров, таких, как белки. Однако в этом сообщении мы сконцентрируем внимание в первую очередь не на том, как влияет вода на биополимеры, а на влиянии биополимеров на воду, которая с ними взаимодействует. Представляют интерес изменения структурных, энергетических и динамических свойств молекул воды. В результате изучения вращательной подвижности молекул воды на поверхности белков молекулы растворителя были поделены на три группы [1]. Первая группа включает быстро реориентируемые молекулы с временем вращательной релаксации (тг) не более 10 " с. В следующую группу входят частицы, имеющие время вращательной релаксации пример,но 10 с они предположительно идентифицируются как молекулы воды, связанные сильной связью с ионными остатками. Третья группа имеет Тг порядка 10- с эти молекулы растворителя считаются связанными с макромолекулами связями, запрещающими вращение примером могут служить четыре молекулы воды, распо- [c.31]

Равновесие 2К5Н- - /гОг = — ЗН + НгО сильно сдвинуто вправо, если раствор нейтрален или содержит неболь-щие количества щелочей в кислых растворах, наоборот, устойчивы сульфгидрильные группы 5Н. Связи — 5 —5 — могут быть внутримолекулярными или связывать мономерные единицы белка (например, сывороточный альбумин) в одну крупную частицу. В стабилизации формы молекулы играют роль и гидрофобные связи. Гидрофобные связи возникают за счет сил взаимодействия между углеводородными частями молекул белка. Углеводородные группы белковых частиц, находящихся в водной среде, ориентированы во внутренние зоны частицы, а гидрофильные группы (ОН, СООН) находятся на внещней стороне, которая обращена к воде. Вследствие этого внутри молекулы белка возникает углеводородное ядро, причем для того, чтобы его разрушить и перевести углеводородные группы в водную среду, надо затратить работу. Это и означает, что между углеводородными частями молекулы действуют силы притяжения. Кроме водородных, дисуль-фидных и гидрофобных связей, в поддержании формы молекулы белка принимают участие и другие факторы имеет значение возникновение солевых мостиков, действие сил Ван-дер-Ваальса особенно большое влияние оказывают молекулы воды. Сохранение определенной формы молекулы важно с биологической точки зрения. Оно обеспечивает, в частности, такое взаимное расположение групп атомов на поверхности молекулы, которое необходимо для проявления каталитической активности белка, его гормональных функций и т. д. Поэтому устойчивость глобул, так же как и многие особенности структур биологически активных молекул, не случайное свойство, а одно из средств стабилизации организма. [c.57]

Необратимое свертывание белка яиц при нагревании — явление хорошо известное. Подобное изменение в состоянии указанного белка может быть вызвано и действием ряда других физических и химических агентов сильным встряхиванием, облучением ультрафиолетовыми лучами, действием ультразвуковых волн, кислот, щелочей, органических растворителей, солей тяжелых металлов, мочевины, гуанидина, салицилатов и многих других веществ. При всех этих воздействиях белок теряет свою первоначальную растворимость и в большинстве случаев становится нерастворимым при изоэлектрической точке. В отличие от других белков коллаген при нагревании в воде растворяется. Измененные под влиянием всех указанных воздействий нативные белки получили название денатурированных белков. часто сопровождается потерей биологической активности белков. Так, например, ферменты теряют свою каталитическую активность, гормоны — физиологическую функцию, антитела — способность соединяться с антигеном. Эти изменения не всегда протекают параллельно изменениям физико-химических свойств белков. Денатурация, очевидно, представляет собой комплексное явление. Вряд ли можно думать, что действие столь различных соединений, как мочевина и серная кислота, а также влияние нагревания обусловливают одно и то же изменение белков. Нельзя поэтому просто говорить о денатурации белков, например яичного альбумина необходимо всегда указывать, какой именно агент вызвал денатурацию. [c.147]

Наряду с этим мы не обнаружили нарушений функции центральной нервной системы и симптомов поражения печени, характерных при воздействии других представителей этой группы. Очевидно, некоторыми различиями в физико-химических свойствах отдельных представителей галогенопроизводдых спиртов жирного ряда, в частности их способностью растворяться в жирах, обусловлены степень их токсичности и некоторые качественные различия в их токсикодинамических свойствах. Установлено, что этиленхлор — гидрин и эпихлор-гидрин, хорошо растворимые в жирах, обладают почти одинаковой токсичностью как нри нанесении на кожу, так и при введении их через рот. В то же время дихлоргидрин, нерастворимый в жирах, не проникает через неповрежденную кожу и не оказывает общетоксического действия. Можно предположить, что в силу незначительности липотропных свойств МХГ и ДХГ ограничивается их накопление в клетках центральной нервной системы, богатых липидами. Наряду с этим вследствие хорошей растворимости этих соединений в воде, а следовательно, и биологических жидкостях они способны быстро выводиться из организма. [c.138]

Изучение физико-химических свойств мембран удобно проводить на моделях монослоев, которые получаются при нанесении липидов на поверхность воды. Повышение давления и уплотнение монослоя приводят к тому, что подвижность углеводородных цепочек уменьшается, их взаимодействие друг с другом растет, а полярные головки фиксируются на поверхности раздела фаз. В пределе происходит такое уплотнение монослоя, где плошадь поперечного сечения молекулы липида не зависит от длины углеводородной цепи. Монослой представляет собой лишь половину липидного бислоя мембраны, и более удобной моделью служат различные искусственные бислойные липидные мембраны (БЛМ). Плоские ламеллярные структуры, могут сливаться, образуя замкнутые везикулярные частицы (липосомы), в которых липидные бислои отделяют внутреннюю водную фазу от наружного раствора. В везикулярные частицы можно встраивать белковые молекулы и другие компоненты биологических мембран для изучения механизмов их функционирования в биомембранах. Плоские БЛМ используются для изучения барьерных функций, электромеханических характеристик, а также межмолекулярных взаимодействий в мембранах. Электростатические взаимодействия осуществляются между заряженными группами либо в пределах одного полуслоя (латеральные), либо между разными слоями (трансмембранные). Дисперсионные вандерваальсовы взаимодействия между поверхностями мембран обнаруживаются на расстояниях до 1000 А. Это значительно превышает расстояния, где проявляется [c.131]

Почему же эти минералы и простое химическое соединение вода оказываются настолько близкими по своим свойствам к живым организмам, не обладая генами, которые обеспечивают постоянство строения и обусловливают изменчивость Ответ прост гены имеют к этим двум существенным качествам весьма отдаленное отношение. Такая констатация должна, казалось бы, уязвить мое самолюбие генетика во всяком случае она йгорчительна для тех, кто пытается решать все проблемы биологии, основываясь исключительно на функциях генов. У воды н кальцита генов нет, и однако в них уже заключены те механизмы, которые в настоящее время считаются главными атрибутами генов. В дальнейшем мы увидим, какова именно функция гена и насколько вторична его роль в биологических процессах. [c.103]

Одновременно с химическими методами, хотя и не так интенсивно, арсенал методов исследования биологических мембран пополнялся физическими методами. Так, измерение осмотических свойств клетки (Пфеффер, 1877), скорости процесса, вызывающего вторичное сокращение мышцы (Гельмгольц, 1850), некоторые опыты в исследованиях Э. Дюбуа-Реймона, В. Оствальда, X. де Фриза и Э. Рейда можно с уверенностью классифицировать как физические. А опыты Р. Чамберса по изучению проникновения веществ в клетку и их диффузии внутри клетки (1922), измерению электрической емкости и электрического сопротивления эритроцитов (Фрике, 1925 Хёбер, 1926), изменению поверхностного натяжения на границе липид — вода в зависимости от добавок различных веществ, которые провели Д. Даниэлли и X. Давсон в 1935 г., являются истинно физическими методами, одними из самых плодотворных в изучении структуры и функции мембран. Так, Даниэлли и Давсон, приняв во внимание, что уменьшение поверхностного натяжения на границе липид—протоплазма может быть следствием взаимодействия белковых и липидных молекул, а также используя данные и идеи преды- [c.5]

За более чем столетнюю историю витаминологии (науки о витаминах и их биологической роли) выделено и исследовано около 30 соединений, обладающих витаминной функцией. При изучении витаминов им сначала давали названия по имени того заболевания, которое вызывает недостаток или отсутствие данного витамина в пище. При этом к названию болезни добавляли приставку анти-. Позже их стали обозначать латинскими буквами. Таким образом, в настоящее время витамины имеют буквенные обозначения, химические названия и названия, характеризующие их физиологическое действие. Они также классифицируются по химической природе или физикохимическим свойствам. Последняя классификация наиболее известна. Так, по физико-химическим свойствам витамины делятся на водо- и жирорастворимые. К водорастворимым относятся аскорбиновая кислота, тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, пиридоксин, фолиевая кислота, цианкоболамин, никотинамид, биотин к жирорастворимым - ретинол, кальциферолы, токоферолы, филлохиноны. К витаминоподобным соединениям принадлежат некоторые флавоноиды, липоевая, оротоновая, пагмановая кислоты, холин, инозит. [c.93]

Вопросу состояния воды и ее роли в биологических системах посвящено большое количество работ [ 10,11,38-42]. Основываясь на литературных данных, H.A. Аскоченская [36] указывает, что полифункциональность воды в живом субстрате базируется на выявленной структурной ассоциативной множественности ее в биологических системах. Авторы [43] отмечают, что в биологических объектах вода находится в двух состояниях свободная, обладающая всеми параметрами чистой воды, и связанная - с измененными свойствами, обусловливающая устойчивость организма к неблагоприятным условиям. Но свойства и той, и другой воды постоянно меняются. Обобщая результаты работ ряда исследователей, Ю.В. Новиков и соавторы [4] отмечают, что вода, связанная с клеточной протоплазмой, и вода, входящая в состав межклеточной жидкости и других образований организма, принимает структуру, напоминающую структуру льда. При этом структурированная вода более важна для сохранения функций и жизнеспособности тканей. А.К. Гуман [10] заключает, что конфигурация пустот ледяной решетки такова, что биомолекулы включаются в пустоты без всякого повреждения, с сохранением способности к проявлению жизненных функций, тогда как в плотноупакованной структуре они не могут войти в оптимальный контакт с водой. Используя метод рентгено-структурного анализа, авторы [44] приходят к выводу, что внутриклеточная вода эритроцита образует сложную пространственную сеть, в петлях которой расположены молекулы гемоглобина. И.М. Медведев и Т.П. Фисанович [45] считают, что структурированная вода является защитным фактором клетки, в частности эритроцита. По данным ряда авторов, вода с квазикристаллической структурой является катализатором ряда биохимических реакций [46-49]. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология