Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Уотсон Дж. -> "Молекулярная биология гена" -> 49

Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.

Уотсон Дж. Молекулярная биология гена — М.: Мир, 1978. — 706 c.
Скачать (прямая ссылка): molekulyarnayabiologiyagena1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 317 >> Следующая

Энергия, необходимая для разрыва старой ковалентной связи при каком-либо молекулярном превращении, называется энергией активации. Энергия активации обычно меньше, чем энергия исходной связи, так как при активации, вообще говоря, свободные атомы не образуются, а происходит лишь определенная молекулярная перестройка. Между двумя реагирующими молекулами должно произойти столкновение, в результате которого образуется короткоживущий молекулярный комплекс (активированное состояние). В активированном состояпии связи благодаря тесной близости двух молекул лабилизуются, так что для разрыва связи требуется теперь меньше энергии, нежели для разрыва той же связи в свободной молекуле.
Следовательно, большинство реакций, происходящих в клетке, описывается выражением
(А—B)-f(C—D)-*(A — DH (В—С)-AG. (5-1)
Согласно закону действии масс, для данной реакции получаем
тг IA—В][С В1 jr; о\
[А-ВЦС-Dl » W
где [А — В], [С — D] и т. д.— концентрации реагентов в моль/л; Кед — константа равновесия, связанная с ДG уравнением (4-4).
Как правило, энергии активации лежат в пределах от 20 до 30 ккал/моль, и поэтому активировапвое состояние никогда не возникает при физиологических температурах Высокие энергии активации следует рассматривать как барьер, препятствующий спонтаввой перестройке ковалентных связей в клетке.
Рис. 5-1, Энергия активации химической реакции
(А — В) -J- (С — D) —(А — D) -f (С — В).
Время реакции
Этот барьер исключительно важен. Если бы его во было, жизнь была бы невозможна, так как свободная энергия всех атомов была бы минимальной и нельзя было бы хоть на время сохранить энергию для будущей работы. Но жизнь была бы невозможна и в том случае, если бы у клетки ве было средства избирательно снижать зпергии активации определенных реакций. Это снижение необходимо еще и для того, чтобы рост клеток мог происходить с достаточной скоростью, т. е. чтобы он чрезмерно не нарушался какими-либо случайными деструктивными воздействиями, нанример ионизирующим или ультрафиолетовым излучением
ФЕРМЕНТЫ СНИЖАЮТ ЭНЕРГИЮ АКТИВАЦИИ
Ферменты совершенно необходимы для жизни, так как они снижают энергии активации различных реакций. Функция ферментов заключается в ускорении жизненно важных химических реакций путем снижения их энергии активации до величипы, при которой реаьция может протекать под воздействием теплового движения. В присутствии специфичного фермента уже не существует эффективного барьера, препятствующею быстрому образованию продуктов реакции с наименьшим содержанием свободной энергии. Ферменты никогда не влияют на состояние равновесия реакции: они только ускоряют достижение равновесия Если термодинамическое равновесие неблагоприятно для образования данного вещества, то и в присутствии фермента это вещество накапливаться не будет.
Ферменты необходимы практически для всех молекулярных перестроек, происходящих в клетке, и это означает, что, эная только величину свободной энергии тех или иных веществ, мы еще не в состоянии ответить на вопрос о том, будет ли в действительности происходить энергетически возможная реакция. Всегда пеобходимо учитывать и скорость реакции. Лишь в тех случаях, когда илетка обладает подходящим ферментом, соответствующая реакция будет иметь реальное значение.
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ РЕАКЦИИ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ СНИЖЕНИЕМ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ
С точки зрения термодинамики все реакции обмена (метаболические пути) должны характеризоваться снижением свободной энергии. Это очевидно в отношении процессов распада, в которых термодинамически нестойкие пищевые вещества превращаются в более устойчивые соединения (напри-
мер, СО2 и П20) с выделением тепла Все процессы распада служат двум главным целям Эти цели: 1) образование пизкомолокулярных органически соединений, используемых в качестве промежуточных продуктов в процоссах биосинтеза, и 2) улавливание значительной части свободной энергии, освобождающейся при расщеплении пищевых веществ, в форме, способной производить работу-, эта цель достигается нутом сопряжения некоторых реакций распада с реакциями образования определенных веществ, содержащих высокоэнергстические связи, например АТФ.
Однако не вся свободная энергия, заключенная в пищевых веществах, превращается в свободную энергию соединений, содержащих богатые энергией евнзи. Если бы это было не так, то процессы распада шли бы без снижения свободной энергии и, следовательно, отсутствовала бы движущая сила, вызывающая распад пищевых веществ. На самом деле оказывается, что все процессы распада сопровождаются превращением почти половины свободпой энергии, заключенной в пищевых веществах, в тепло или энтропию. Так, например, в настоящее время полагают, что приблизительно 40% свободной энергии, выделяющейся при распаде глюкозы в клетке, используется для образования высокоэнергетических соединении, а остальная энергия рассеивается в виде тепла и расходуется па увеличение энтропии системы.
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 317 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed