Молекулы как строительные блоки

Система SYN HEM-2 синтезирует сложные органические молекулы без помощи и указаний со стороны химика. ЭС пытается найти последовательность реакций синтеза органических соединений, превращающих набор доступных исходных материалов в молекулу-цель. SYN HEM-2 использует знания о химических реакциях для составления плана создания молекулы-цели из молекул — строительных блоков . Система пытается найти оптимальный маршрут синтеза целевой молекулы из любых исходных веществ, применяя ЭП, ограничивающие поиск маршрутами, удовлетворя- [c.263]

В ряду алканов два соседних члена ряда отличаются друг от друга на группу СНг, или метиленовую группу. Но метиленовая группа не только строительный блок для мысленного построения алканов это реальная молекула метилен), и ее химия и химия родственных молекул является одной из наиболее интенсивно развивающихся областей современной органической химии. [c.133]

Информационные молекулы — макромолекулы, несущие информацию в форме специфической последовательности различных строительных блоков к ним относятся, в частности, белки и нуклеиновые кислоты. [c.129]

Название жидкие кристаллы обычно применяется и для смектиков, и для нематиков. Оба эти типа существуют, только если составляющие их молекулы или группы молекул строительные блоки, как мы будем их называть) сильно вытянуты. Совершенно иная ситуация в пластических кристаллах, в которых (обычно) молекулы по форме близки к сферическим. [c.14]

Белки — это полимеры, построенные из небольших молекул, называемых аминокислотами. Каждая аминокислота содержит углерод, азот и водород, в некоторых также имеется сера. Как и сахара, белки - это строительные блоки для построения более сложных углеводов. 20 природных аминокислот образуют все белки. Они имеют общие структурные характеристики все они содержат амино- (-NN2) и карбоксильную (-СООН) группы (рис. IV.8). [c.259]

Итак, ферменты контролируют выделение и сохранение энергии другая их роль - катализ реакций расщепления молекул пищи с образованием продуктов, которые могут служить строительными блоками для самой клетки. Следующая работа посвящена этой роли ферментов. [c.447]

Молекулы ПАВ можно рассматривать как строительные блоки. Простым повышением концентрации ПАВ в воде можно получать различные типы структур из молекул ПАВ. Сферические мицеллы превращаются в цилиндрические. При дальнейшем повышении концентрации происходит сначала гексагональная упаковка цилиндров из молекул ПАВ, а потом образуются слоистые структуры. Если продолжить прибавление ПАВ, слоистые структуры превращаются в гексагональную упаковку цилиндров воды. Добавляя масло или спирт с короткой цепью, такие цилиндры, состоящие из молекул воды, можно превратить в микроэмульсию воды в масле. Переход одной структуры в другую можно вызвать, изменяя физикохимические условия, такие, как температура и pH, или прибавляя к раствору ПАВ одно- или двухвалентные катионы. Поведение композиций с участием ПАВ, содержащих такие структуры, при их пропускании через пористую среду, детально не исследовано. [c.55]

Кристалл состоит из упорядоченной совокупности атомов или молекул. Если, например, в молекулярном кристалле произвольно выбрать отдельную молекулу, то все остальные молекулы в кристалле будут, как правило, связаны с ней по симметрии или операцией точечной группы (аналогичной тем, которые были описаны в гл. 7), операцией трансляции, или при помощи комбинации их обеих. Однако можно представить себе кристалл состоящим из фундаментальных строительных блоков (элементарных ячеек), таких, что весь кристалл можно рассматривать как созданный из этих элементарных ячеек, причем элементарные ячейки связаны между собой только чистыми трансляциями. Удобно представлять эти трансляции трехмерной сеткой такого типа, как на рис. 10.1. [c.216]

Кристаллы — это твердые тела, в которых основное расположение атомов или молекул повторяется периодически, при этом оно описывается векторами параллельного переноса (трансляции) в трех направлениях, не лежащих в одной плоскости, что приводит к трехмерной структуре. Это описание приводит нас к кристаллографическому понятию маленького строительного блока, элементарной ячейки, которая содержит полную структурную информацию о кристалле в целом. Элементарная ячейка (рис. 11.2-1) представляет собой параллелепипед, характеризуемый векторами а, Ь и с, которые определяют его грани, и тремя углами а, /3 и 7 между этими векторами. Восемь углов элементарной ячейки, каждый из которых должен иметь одинаковое окружение в кристалле, называются узлами кристаллической решетки. Параллельный [c.391]

Термином липиды называют очень большую и крайне разнородную группу веществ. В основе отнесения этих веществ к единой категории лежит их высокая растворимость в неполярных растворителях или близость к соединениям, которые обладают таким свойством. Большинство липидов не является высокополимерными соединениями и состоит всего из нескольких связанных одна с другой молекул. Некоторые из этих строительных блоков представляют собой линейные цепи ряда карбоновых кислот, образующихся в ходе сложных реакций полимеризации, Полученные в результате молекулы, например молекулы жирных кислот, имеют по большей части гидрофобный характер, однако обычно содержат как минимум одну полярную группу, которая может служить местом связывания с другими компонентами. Довольно часто присутствуют ионные группы (фосфат, —ЫНз) или полярные углеводные компоненты. Липиды, содержащие как полярные, так и неполярные группы, обычно встречаются в мембранах и на других поверхностях раздела между водной средой и гидрофобными областями внутри клеток. [c.146]

В живых системах роль кофакторов или метаболитов выполняют относительно немногие типы молекул. Кроме некоторых ионов [615, 616], наиболее типичными в этом отношении являются производные аденозина, глюкозы, порфирина и а-аминокислот. Большая часть белков специализируется во взаимодействии с одним или с большим числом таких стандартных строительных блоков [19]. [c.243]

Углеводороды 48а и 48Ь, так же как и 1—3, принадлежат к одному и тому же семейству соединений общей формулы (СН) . Еще большее разнообразие структур возникает тогда, когда фрагменты СН не являются единственными строительными блоками молекулы. Действительно, в последние десятилетия были получены и тщательно изучены многочисленные каркасные системы с иными соотношениями С Н. Некоторые представители этого типа уже упоминались выше (см., например, разд. 2.6.3.1). Среди ряда специфических [c.387]

Вторую наиболее интересную и интенсивно изучаемую группу методов составляют процессы, базирующиеся на реакциях внутримолекулярных циклизаций с затрагиванием атомов фтора бензольного кольца и кратной связи перфторолефинов под действием гетеро-нуклеофилов и процессах конденсации нескольких молекул, имеющих подходящие функциональные группы [35]. Заметим, что если конструирование гетероциклических систем конденсацией давно известно и достаточно хорощо изучено в органической химии, а введение атомов фтора лишь сказывается на количественной стороне и не является исключением, то применение реакций внутримолекулярной циклизации характерно именно для полифторированных ненасыщенных соединений. Этот метод стал заметным новым способом синтетической органической химии, используемым для получения разнообразных гетероциклических соединений. В данном случае используют бидентатные нуклеофильные реагенты. В книге представлен материал, отражающий лишь небольшую часть тех возможностей, которые заложены в синтетическом потенциале главных "строительных" блоков — пер-фторолефинах, и можно надеяться, что со временем этот потенциал будет раскрыт и реализован в большем объеме. [c.8]

Полимерные молекулы белков и нуклеиновых кислот синтезируются на матрице, которая и определяет последовательность составляющих их мономеров. Возможности для синтеза разнообразных по функциям и структуре клеточных метаболитов реализуются на стадии сборки полимеров путем различных сочетаний исходных строительных блоков. В основе огромного числа видо-и функционально специфических белков лежат комбинации из 20 аминокислот, а чтобы зашифровать весь объем генетической информации одной клетки или многоклеточного организма оказалось достаточным комбинации из 4 нуклеотидов. Прокариотная клетка в норме содержит примерно 2000—2500 различных белков, каждый из которых представлен 400—1000 молекулами. Количество молекул нуклеиновых кислот каждого вида определяется их функциональным назначением ДНК — одного вида и представлена одной или несколькими копиями количество разных молекул РНК в клетке колеблется на несколько порядков. [c.82]

Начало второго периода относится к 1858 г., когда родилась структурная теория органических соединений. Редко в истории науки какая-либо мысль оказывалась более плодотворной, чем выдвинутая Кекуле и Купером простая концепция, что органические молекулы обладают структурными особенностями, при этом углеродные атомы служат главными строительными блоками, а химические связи — цементом. Способность углерода образовывать [c.16]

Живые организмы состоят из ограниченного числа элементов (мы перечислили их выше, в табл. 3.1) соединяясь, эти элементы образуют молекулы — строительные блоки живого. Молекулы бывают самых разных размеров — от совсем небольшых, вроде диоксида углерода или воды, до таких гигантских, как молекулы белка (макромолекулы). Малые молекулы растворимы и обычно участвуют в общей химической активности клеток, в так назьшаемом метаболизме. Более крупные молекулы служат резервом энергии или вьшолняют структурные функции, а некоторые из них можно назвать информационными они являются носителями генетической информации (ЦНК и РНК) или участвуют в ее реализации (белки). [c.108]

Пища дает нам все исходные вещества, необходимые, чтобы организм жил и нормально функционировал. При переваривании крупные молекулы пищи распадаются ri.i отдельные строительные блоки, например крахмал распадается до глюкозы. Эти блоки затем проникают через стенки кишечника и попадают в кров1>, которая переносит их к соответствующим клеткам, где они становятся исходными веществами в цепи химических превращений, поддерживающих жишь и здоровье человека. Область химии, изучающая химические рсакции I живых системах, называется биохимией. [c.253]

Ванадил-порфириновый комплекс должен соединять листы-блоки конденсированных ароматических структур с атомом ванадия в азотной дырке . По этому предноложительному структурно-молекулярному представлению, ванадил- и никель-порфирины не только являются составной частью молекул асфальтенов, но и выполняют связующую роль в процессе образования трехмерной структуры асфальтенов из двухмерных строительных блоков. Т. Иен, Е. Ти-нан и Г. Воган [21] дают такое схематическое изображение соединения ванадил-иорфиринового комплекса с конденсированными ароматическими блоками асфальтенов (рис. 14), длина которых составляет 9—15 А. [c.103]

Большинство ученых в настоящее время полагает, что эволюция кизни прошла через четыре стадии. Вначале происходило образование небольших молекул (амииокислот, нуклеотидов, сахаров). Из этих строительных блоков образовывались затем макромолекулы, такне, как белки и нуклеиновые кислоты. На третьей стадии происходило образование клеточиоподобной структуры, способной К самовоспроизводству. На последней стадии эта примитивная клетка эволюционировала в современную клетку, содер кащую генетическую программу синтеза белка. [c.181]

В общем пребиотическая конденсация небольших молекул, таких, как К Н,, Н2О, НСЫ, НСНО и НС = С—СК, приводила к образованию строительных блоков для синтеза полиаминокислот, или белков, а также полинуклеотидов, или нуклеиновых кислот. Оргел считает, что современное состоянис живых о паниз-мов определено непрерывностью процесса синтеза блоков, который проходил на первобытной Земле. Ему удалось показать, что полифосфаты, необходимые для синтеза полинуклеотидов, могут образоваться ири простом нагревании ортофосфатов с мочевиной и ионами аммония [44]. С помощью современных радиотелескопов большинство этих небольших молекул обнаружено также в межзвездных облаках, что делает такне предположения более вероятными. [c.185]

В этой главе мы познакомились с каноническими аминокислотами, основными строительными блоками белка, которые являются частью основной схемы организации всех организмов. Исходя из аминокислот, можно объяснить некоторые аспекты этой универсальной схемы. Однако потребуется еще много времени, чтобы понять, почему была развита именно эта схема. Каждый аминокислотный остаток обладает уникальными свойствами и выполня- т вполне определенную роль в данном месте белковой молекулы. Несмотря на это в ходе белковой эволюции происходили и происходят некоторые замены. Анализ частоты замен позволяет выявить аналогию среди аминокислот и подразделить все аминокислотные остатки на четыре основные группы. [c.25]

В ЭТОЙ главе будут изложены основные представления о функционировании биологических систем с участием ионов металлов. Хотя N, S, О, Р, С н Н — это основные элементы, участвующие в формировании строительных блоков биологических соединений, живым организмам необходимы также некоторые ионы металлов. Далее мы увидим, что взаимодействия ионов металлов с молекулами природных соединений имеют, как правило, координационную природу, и в иервую очередь роль ионов состоит в поддержании нейтральности зарядов. Кроме того, эти ионы нередко участвуют в каталитических ироцессах. Таким образом, предмет обсуждения данной главы находится на грани органической и неорганической химии. [c.342]

Для ностроения молекулярных орбиталей этана, этршена, ацетилена и других более крупных молекулы прош е всего воспользоваться методом небольших строительных блоков . В самом деле, этан является соединением двух фрагмеитов СНз, этилен состоит из двух фрагмеитов СН2, а ацетилен - из двух фрагментов СН. Пирамидальный ансамбль Нз нолучается путем удаления одного из атомов водорода из вершины тетраэдрического ансамбля Н4 [c.174]

В связи с тем, что методы определения фактора устойчивости основаны на определении относительной оценки размеров асфаль-теновых частиц, а атом ванадия в ванадилпорфиринах, согласно [116], служит координационным центром в молекулах асфальтенов, наши положения о связи комплексообразующей способности исследуемых реагентов с ванадилпорфиринами нефтей и их влиянием на физико-химические свойства нефтей вполне правомерны. Анализ литературных данных также свидетельствует о существенном влиянии МПФ на структуру асфальтенов [84]. Ванадил-порфириновый комплекс соединяет листы — блоки конденсированных ароматических структур с атомами ванадия в азотной дырке . Поэтому, по предположительному структурно-молекулярному представлению, ванадил- и никельпорфирины не только являются составной частью молекул асфальтенов, но и выполняют связующую роль в процессе образования трехмерной структуры асфальтенов и двухмерных строительных блоков. Согласно [116], схематически можно представить соединения ванадилпорфирино-вого комплекса с конденсированными ароматическими блоками асфальтенов. Асфальтены можно, по-видимому, рассматривать как перекрестно связанные или ассоциированные конденсаты мульти-компонентных систем, включающих индивидуальные молекулы ароматических, порфириновых и нафтеновых циклов и гетероциклов. В благоприятных химических или физических условиях эти элементы соединяются мостиками или связями, образуя молекулы. Атомы таких металлов, как ванадий и никель могут участвовать и углеводородной или гетероциклической системе. [c.149]

Это свойство определяет д а л ь-ний порядок кристаллической решетки, который характеризуется тем, что любой структурный элемент решетки (например, определенный ион или атом или вся кристаллическая ячейка) встречается в данном направлении через равные интервалы. Элементарная ячейка является как бы строительным блоком , который сам содержит определенное число атомов, молекул или ионов. Внешняя форма кристалла не всегда соответствует форме элементарной ячейки, но Р с- 38. Слема идеаль- апр>,л е кристаллографи,ес - [c.145]

Говоря выше о синтетическом методе как о черном яшике , операторе, с помощью которого можно производить строго определенные преобразования структуры исходного соединения, мы пока акцентировали внимание на реакциях, ведущих к такому преобразованию, и мало говорили о тех строительных блоках , которые можно встроить в собираемую молекулу с помошью того или иного метода. Вот об этих кирпичиках и пойдет речь далее. [c.196]

Хотя в ионных кристаллах нельзя найти молекул в качестве строительных блоков, свободные молекулы некоторых соединений могут рассматриваться как бы вынутыми из кристалла. Хороший пример представляет хлорид натрия. Его главными составными частями в газе являются мономерные или димерные молекулы. Они отмечены в кристаллической структуре на рис. 9-55 в виде тетрамеров. Сравнительно недавно проведенное масс-спектрометрическое исследование кластерных образований обнаружило высокое относительное содержание частиц с 27 атомами в кластере. Соответствующие кубы 3x3x3 можно опять [c.470]

Молекулу цнклонропана можно рассматривать как состоящую нз трех метиленовых единиц ("строительных блоков"), каждая из которых имеет орбнталн, используемые для образования связей С-Н (на схеме не показаны), и, кроме того, и %-орбитали, используемые для образования скелетных связей С-С [c.192]

Разупорядоченные компоненты структуры (карбонатные группы и молекулы воды, относительно слабо связанные друг с другом) расположены в гексагональных туннелях. Из литературы известно, что такой тип разупорядоченной туннельной структуры не является новым. Так, например, гидратированный основной оксифосфат железа, какоксенит [44] содержит разупорядоченные по начинке туннели около 14,2А в диаметре между упорядоченными строительными блоками структуры в гексагональной ячейке. Оба минерала имеют гексагональную симметрию (Р6з/т и Р63) и одинаковый габитус с туннелями, расположенными в структуре вдоль оси иголки. [c.24]

Малые строительные блоки, мономеры, в клетке соединяются в гигантские макромолекулы, или полимеры, в которых мономерные звенья связаны прочными ковалентными связями. Одни полимеры состоят всего лишь из нескольких мономерных звеньев (олигомер), другие из сотен, тысяч и даже миллионов. Типичный белок содержит от 100 до нескольких сотен аминокислот, молекула ДНК Е. oli состоит из 4-10 пар нуклеотидов, а сильно разветвленная молекула крахмала содержит свыше миллиона сахарных звеньев. Одни молекулы биополимеров представляют собой линейные цепочки, другие — разветвленные.. Иногда цепи полимера скручиваются с образованием жесткой цилинд-рической спирали, стабилизированной большим числом слабых вторичных связей. Но, как правило, такие структуры имеют значительно более сложную и нерегулярную конформацию. Довольно часто цепи полимера прилегают одна к другой, образуя сетчатые структуры, волокна,, мембраны. В отдельных случаях (например, в коллагене соединительной ткани) молекулы белка прошиты в поперечном направлении сильными ковалентными связями. Однако обычно макромолекулы в клетках связаны друг с другом более слабыми электростатическими и вандерваальсовыми силами. [c.67]

Трудно удержаться от восхищеьшя воображением и искусством химиков, которые смогли спроектировать и получить огромное разнообразие молекул необычной формы. В дополнение к таким хорошо известным объектам, как нитевидные молекулы (линейные полимеры), сетки (сшитые полимеры), кольца (циклические структуры), треугольники (циклопропаны и эпоксиды), четырехугольники (циклобутаны, циклобутадиены), на свет недавно появился целый ряд новых типов структур полиэдраны (каркасные системы), цепи (катенаны), пустотелые сферы, древовидные молекулы и т. д., и т. п. Углерод и углеродсодержащие фрагменты послужили строительными блоками для создания удивительных молекулярных конструкций, привлекательных как эстетически, так и с чисто научной точки зрения. Применяемый здесь строительный материал оказался податливым, как глина, позволяющим творчески мыслящим мастерам проявить всю мощь своей фантазии и способности управлять органическими реакциями для реализации наиболее дерзких идей. Может даже показаться, что все, что только возможно, уже создано. На самом деле, однако, нет никаких оснований сомневаться в том, что даже более экзотические молекулы еще будут придуманы и предложены в качестве целей синтеза как вызов мастерству химиков-органиков. Эта постоянно расширяющаяся область органической химии может служить наилучшей иллюстрацией справедливости суждения Бертло о творческой способности этой науки (см. разд. 1.5). [c.458]

Термин строительный блок применительно к мембранным молекулам может создать ложное впечатление, что их функции являются исключительно структурными. Из материала двух последующих глав станет ясно, что ббльшая часть этих молекул, если не все, выполняют дополнительные функции. Они могут служить барьерами или воротами, антигенами или рецепторами, ферментами или ионными насосами, функционировать как транслоказы (белки-переносчики для транспорта метаболитов через мембраны) или как специфические центры узнавания. Отдельные молекулы мембран не следует рассматривать изолированно, так как их характерные свойства проявляются при взаимодействии с другими молекулами мембран. В последние [c.35]

Фосфатидилинозит. Это соединение особенно интересно для нейрохимиков. Гидроксильные группы инозита могут быть этерифицированы одной или больщим количеством фосфатных групп. Для молекулы липида, который используется в качестве строительного блока мембраны, это означает увеличение отрицательного заряда, который может повлиять на физические свойства мембраны. Кроме того, способность связывать двухзарядные ионы (Са2+, Mg +) возрастает с увеличением числа [c.40]

В разд. 1.2.2 была приведена схема биосинтеза алифатических изопреноид-ных веществ. Основной строительный блок их, изопентенилпирофосфат 1.7, рождается путем конденсации трех молекул ацетилкоэнзима А с промежуточным образованием мевалоновой кислоты 1.5. Поэтому этот способ построения природных молекул называют мевалонатным путем биосинтеза. [c.41]

Следует отметить, что многие метаболические реакции, в ходе которых образуются АТФ и НАДФН, выполняют и другие функции, они поставляют строительные блоки для синтеза более сложных молекул. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология