Электрохимический потенциал ионов

Говоря об энергетическом состоянии клетки, следует отметить также важную роль энергизации мембраны, которая возникает в результате работы так называемого протонного насоса. Этот механизм, существующий в различных прокариотических и эукариотических мембранах, использует энергию окисления, света и гидролиза АТФ для откачивания протонов из клетки через мембрану. В результате создаются градиент концентрации ионов водорода (АрН) и электрический мембранный потенциал (АЧ ), которые в совокупности образуют трансмембранный электрохимический потенциал ионов водорода (Др1н+). Энергия, запасенная в этом потенциале (протонодвижущая сила), используется в процессах синтеза АТФ, активного транспорта и движения клеток с помощью жгутиков. Кроме того, со значением мембранного потенциала может быть связана активность некоторых ключевых ферментов, контролирующих, в частности, синтез и стабильность таких регуляторных молекул, как ффГфф и цАМФ. [c.49]

Определить электрохимический потенциал иона [уравнение [c.345]

Предполагается также, что активность этого фермента зависит от трансмембранного электрохимического потенциала ионов водорода (АЦн ). Именно поэтому в анаэробных условиях или в присутствии разобщителей окислительного фосфорилирования, когда этот потенциал снижается, бактерии теряют чувствительность к катаболитной репрессии (Г. Бурд и др., 1983). [c.37]

Теоретическую интерпретацию поведения твердых осадочных ион-селективных электродов удобнее всего провести, выбрав в качестве модели электрод с мембраной из галогенида серебра. Рассмотрим гомогенный или гетерогенный ион-селективный электрод в растворе, содержащем обменивающиеся с мембраной ионы в отсутствие внещнего тока. Равновесие между раствором и твердой фазой (мембраной) достигается в том случае, когда разность электрохимических потенциалов сольватированного иона в растворе и иона в решетке твердой фазы равна нулю [29]. Если электрохимический потенциал иона / в растворе равен [c.13]

Мы видим, что это равенство совпадает с равенством (15-11), если бы можно было пренебречь разностью электрохимических потенциалов иона хлора в растворах вблизи обоих электродов. Одна лишь термодинамика не позволяет вычислить эту разность, так как в области контакта происходит необратимый процесс диффузии и эту область необходимо рассматривать на основе законов переноса в растворах электролитов. В соответствии с обсуждением, проводимым в следующем разделе, в этой системе при отсутствии тока градиент электрохимического потенциала ионов хлора можно выразить через характеристики соли [c.52]

Суть этой теории состоит в предположении, что дыхание и фосфо-рилирование связаны между собой через электрохимический потенциал ионов водорода на митохондриальной мембране (Л ац+). [c.56]

В этой главе рассматриваются компоненты мембран клетки, регулирующие и обеспечивающие транспорт ионов, особенно Na+ и К+ (рис. 6.1). Подобные мембранные системы, расходуя метаболическую энергию клетки, могут перекачивать ионы из менее концентрированного в более концентрированный раствор (активный транспорт, ионный насос). В результате теплового движения и под действием электрохимического потенциала ионные токи л-югут менять направление без потребления метаболической энергии (пассивный транспорт). Для проведения нервного импульса энергетически необходимы оба процесса — активный транспорт ионов против градиента концентрации (как бы в гору) и пассивная диффузия по градиенту (как бы с горы). Таким образом, чтобы поддерживать ионный баланс, пассивные ионные токи должны компенсироваться активным транспортом. Здесь рассматривается только пассивный ионный транспорт активный транспорт и его Na+, К+-насос, движущей силой которого является энергия, высвобождаемая в результате гидролиза АТР (Na, К-зависимая АТРаза, или Na+, К -насос),. обсуждаются в гл. 7. Такое подразделение уже указывает на то, что в процессе принимают участие биохимически различные структуры. Существует несколько доказательств в пользу этого. [c.130]

Прл равновесии электрохимический потенциал ионов в твердой фазе равен электрохимическому потенциалу ионов в растворе [c.760]

Стандартный электрохимический потенциал иона, )х, имеющий заряд г, равен .1= 1+егФ (где р, — стандартный химический потенциал этого иона в растворе с учетом дипольного скачка потенциала на границе фаз Ф — скачок потенциала между электродом и плоскостью разряда [6—8]). Если разряжающийся ион находится на расстоянии от электрода, меньшем толщины двойного электрического слоя, входящий в (6) потенциал будет отличаться от полного скачка потенциала между металлом и объемом раствора (см. разд. 1.4). [c.206]

Электрохимический потенциал иона введен Гуггенгеймом [1], причем разность его значений в двух фазах определялась как работа по обратимому переносу одного грамм-иона из одной фазы в другую при постоянных температуре и объеме ). Он зависит от температуры, давления, химического состава и электрического состояния фазы. Еще необходимо выяснить, насколько хорошо определены эти независимые переменные. Рассмотрим следующие случаи, в которых может фигурировать перенос ионов [c.41]

Рассматриваемый в термодинамике потенциал связан с энергией, необходимой для обратимого переноса ионов из одной фазы в другую. Таким потенциалом, конечно, является электрохимический потенциал ионного компонента. Электростатический потенциал, кроме задач, связанных с его определением в конденсированных фазах, не связан непосредственно с обратимой работой. Хотя в термодинамике можно обойтись без электростатического потенциала за счет использования вместо него электрохимического потенциала, потребность в описании электрического состояния фазы остается. [c.90]

Часто электрохимический потенциал ионного компонента представляют в виде суммы электрического и химического членов [c.90]

Потенциалы ячеек с жидкостным соединением находят с использованием уравнения (16-3) для вычисления изменения электрохимического потенциала иона в области контакта. Как уже отмечалось в гл. 2, для интегрирования этого уравнения необходимо знать концентрационные профили, за исключением простого случая двухкомпонентного раствора, которым могут быть электролит и растворитель или два электролита с общим ионом в расплаве соли. Поэтому сначала мы обсудим распространенные модели жидкостных соединений. [c.149]

При л > О будет наблюдаться тенденция к росту дендритов. Электролиз индивидуальной расплавленной соли с выделением индивидуального вещества. Электрохимический потенциал иона в общем случае равен [c.186]

Выделяют митохондрии из печени крысы. В кювету рН-метра наливают 4,5 мл среды измерения активности (п. 2) и погружают отмытый рН-электрод. Через 2—3 мин в кювету вносят 20—50 мкл суспензии митохондрий (2—4 мг) белка. Убеждаются в том, что нативные митохондрии не катализируют реакцию гидролиза АТФ в отсутствие разобщителя. Через 1 мин после внесения митохондрий в кювету добавляют динитрофенол до конечной концентрации, равной 0,1 мМ. Внесение разобщителя приводит к снятию трансмембранного электрохимического потенциала ионов водорода и активации реакции гидролиза АТФ. Измерение повторяют, в кювету после добавления митохондрий вместо динитрофенола вносят детергент тритон Х-100 до конечной концентрации 0,1%- Наблюдают, как и в случае динитрофенола, стимуляцию реакции. Выбирают концентрацию тритона (в интервале от 0,02 до 2%) дегя проявления максимальной ферментативной активности. [c.460]

Обе эти силы действуют на ион натрия и обусловливают появление так называемого градиента электрохимического потенциала где и — электрохимический потенциал иона. Таким образом, суммарная сила, действующая на ион, равна [c.314]

Электрохимический потенциал иона (г) в фазе т определяется как работа, которую надо затратить, чтобы перенести ион из бесконечно удален- [c.8]

Анализ равновесия при ионном обмене может быть основан как на использовании уравнения (2. 3), так и при помощи системы уравнений (2. 4) для участвующих в процессе компонентов. Электрохимический потенциал иона в любой из фаз определяется уравнением [c.169]

Источником энергии, обеспечивающим активный транспорт в клетки различных микроорганизмов, в большинстве случаев является трансмембранный электрохимический потенциал ионов водорода, который может создаваться за счет переноса электронов или распада АТФ под влиянием мембранной АТФазы. Переносчики, имеющие места связывания протонов и молекул субстрата, используют мембранный потенциал (протонодвижущую силу) для транспорта в клетку ионов водорода и питательных веществ. Связывание с протоном должно повышать сродство переносчика к субстрату, а высвобождение его от протона на внутренней поверхности мембраны — понижать это сродство. Такой совместный транспорт одним переносчиком двух субстратов в одном направлении называется симпортом в отличие от унипорта, когда переносчик транспортирует только один субстрат. Многие питательные вещества поступают в клетки микробов также за счет симпорта с ионами Na+ или К . Существует еще механизм антипорта, когда один переносчик транспортирует два субстрата, но в противоположном направлении. [c.59]

В соответствии с изложенным электрохимический потенциал ионов в водной фазе вычисляется по уравнению (2. 5), а для фазы переменного давления ионита по уравнению [c.171]

Английский биохимик П. Митчелл в 1961 г. предложил оригинальную схему окислительного фосфорилирования. Эта гипотеза основана на представлении о том, что энергия окисления субстрата (АН2) используется для образования электрохимического потенциала ионов водорода по обе стороны внутренней мембраны митохондрий, о векторном перемещении электронов через мембрану как движущей силе в реакции энергетического сопряжения. [c.263]

Кроме диффузии ионов, осуществляемой через определенные участки мембраны благодаря градиенту электрохимического потенциала, ионы перемещаются также через специфические зо>ны мембраны, называемые насосами, с затратой энергии, запасен ной обычно в форме АТР. Таким образом, в отличие от диффузии, которая происходит лишь по градиенту электрохимического потенциала, активный транспорт с использованием насосов состоит в переносе ионов против этого градиента. [c.226]

Напомним, что электрохимический потенциал иона ц складывается из его химического потенциала ц и электрического потенциала ф на мембране и равен [c.78]

Если химический потенциал катионов в электроде и в растворе (это могут быть катионы металла, из которого состоит электрод, или газа, которым насыщена поверхность электрода, и т. д.) не одинаков в этих фазах, то начнется переход их из одной фазы в другую. Как мы уже описывали, этот переход приведет к возникновению скачка потен-, циала на границе раздела, который, по достижении равновесия химических и электрических сил, приостановит процесс. В состоянии равновесия (при Р и 7 =соп81) изменение электрохимического потенциала иона при переходе из одной фазы в другую должно быть равно нулю. Тогда из уравнения (1.13) [c.17]

Из предшествующего рассмотрения может показаться, что предположение об однородном составе здесь выполняется. Однако известно, что в растворе будет присутствовать хлорид таллия, хотя и в малых количествах. Наличие этого дополнительного электролита изменяет химический потенциал в непосредственной близости от электрода амальгама таллия — хлорид таллия. Нельзя, конечно, допускать, чтобы хлорид таллия насытил весь раствор, поскольку он будет спонтанно реагировать с металлическим литием. Следовательно, возникнет градиент концентрации Т1С1 и электрохимического потенциала иона хлора, так что уже нельзя считать, что оба электрода контактируют с одним и тем же раствором электролита. Эту картину можно представить в виде [c.52]

Таким образом, Бр представляет собой ионный насос с переменным доступом активного центра к противоположным сторонам мембраны. В терминах конформационной динамики Бр представляет собой систему с двумя устойчивыми состояниями, причем избыточная конформационная энергия запасается в ходе фотоцикла в виде трансмембранного градиента электрохимического потенциала ионов водорода. [c.395]

Другая возможность — использование потенциала подходящего электрода сравнения. Поскольку электрод сравнения обратим по некоторому иону, присутствующему в растворе, это эквивалентно использованию электрохимического потенциала иона или iilziF. Произвольность этого определения видна из необходимости выбора конкретного электрода сравнения или ионного компонента. Дополнительный недостаток такого выбора состоит в том, что в растворе, не содержащем компонента /, величина 1г обращается в минус бесконечность. Таким образом, электрохимический потенциал не согласуется с нашей обычной концепцией электростатического потенциала, что объясняется его связью с обратимой работой. Данный выбор потенциала обладает тем преимуществом, что он связан с измерениями с помощью электродов сравнения, обычно применяемых в электрохимии. [c.91]

Через межэлектролитные границы возможна диффузия всех ионов, которые могут существовать в обеих фазах. Диффузия приводит к выравниванию электрохимического потенциала ионов и в итоге — к установлению равновесного распределения между фазами. Для однородной системы равновесие означает полное выравнивание состава и концентраций в обеих фазах, т. е. исчезновение самой границы раздела. Процесс установления полного равновесия, как правило, длителен. Поэтому для таких систем рассматривают только явления в заданном исходном состоянии, до наступления равновесия (разд. 5.2). [c.86]

Синтез АТФ у микроорганизмов может происходить различными путями. При окислительном и фотосинтетическом фосфорили-ровании, которые связаны с мембранами и поэтому объединены под общим названием мембранного фосфорилирования, преобразование энергии происходит вначале в форме трансмембранного электрохимического потенциала ионов водорода или Ма+, в то время как субстратное фосфорилирование приводит к запасанию энергии непосредственно в макроэргических связях АТФ и других химических соединений. [c.20]

По нашему мнению, развитие теоретической и прикладной физической химии растворов электролитов за последние десятилетия показало, что точка зрения Брёнстеда ближе к истине, чем первоначальная позиция Гуггенгейма. За это время предложены довольно многочисленные методы расчета химических коэффициентов активности ионов одного вида, основанные на экспериментальных данных и тех или иных внетермодинамиче-ских предположениях или моделях. При этом в ряде сл) аев значения 7/, найденные на основе различных независимых предположений, оказались близкими, что служит аргументом в пользу физической обоснованности этих значений. Далее, стало очевидным, что изменение электрохимического потенциала иона данного вида приводит к смещению соответствующего ионного равновесия в том и только в том случае, когда при этом изменяется химическая часть р изменения же только электрической части р,- не приводят к смещению ионных равновесий (см. разд. 1.3). Именно этим можно, по-видимому, объяснить постоянный интерес практики к развитию ионометрических измерений и острую потребность в их стандартизации. Методы нахождения химической активности ионов одного вида, полученные на их основе результаты, а также возможности стандартизации в области ионометрии рассмотрены в главе 3. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология