Другие разделы:

 


Рейтинг@Mail.ru

 

Биофизическая химия. Том 3. Кантор Ч., Шиммел П.

Биофизическая химия. Том 3

Кантор Ч., Шиммел П.

Раздел: Химия, Биохимия


В трехтомном издании, написанном учеными США, на самом современном уровне изложены основные представления о биологических макромолекулах и методах исследования их структуры и функций. В третьем томе приведены материалы по термодинамике и кинетике взаимодействия биополимеров друг с другом и с низкомолекулярными лигандами, основам ферментативного катализа, регуляции биологической активности биополимеров, конформационным превращениям нуклеиновых кислот и белков, а также по динамике мембранных структур. Книга написана ясно и четко, на очень высоком научном уровне.
Предназначена для биофизиков, биохимиков, молекулярных биологов, физиков, химиков, для преподавателей, аспирантов и студентов биологических специальностей.

 

DJVU, 536 стр., 1985 г.
Артикул: 012388
Размер архива: 7,91 Мб

СКАЧАТЬ КНИГУ

 

--- СОДЕРЖАНИЕ ---

ТОМ 3. ПОВЕДЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ


Глава 15. Взаимодействие макромолекул с лигандами в условиях равновесия

15.1. Важность взаимодействия макромолекул с лигандами
15.2. Равновесное связывание лигандов с макромолекулами
Макроскопические и микроскопические константы
15.3. Идентичные и независимые центры связывания
Расчет числа микроскопических форм
Расчет величины v
Простой вывод
График Скэтчарда
15.4. Несколько типов независимых центров связывания
Нелинейные графики Скэтчарда
Анализ графика Скэтчарда, состоящего из двух участков
15.5. Взаимодействие между центрами связывания
Некоторые общие соображения
Распространенность кооперативных взаимодействий
Статистические эффекты и энергия взаимодействия
Полуэмпирический подход: коэффициент Хилла
15.6. Связывание двух различных лигандов: уравнения, описывающие взаимное влияние лигандов на их связывание
Формальная математическая трактовка
Два лиганда и основное соотношение, описывающее их взаимозависимое связывание
Другое уравнение, описывающее взаимозависимое связывание лигандов
Дополнительное уравнение
15.7. Энергетические аспекты взаимозависимого связывания лигандов
Свободная энергия взаимодействия
Влияние энергии взаимодействия на распределение связанных лигандов
Величины свободной энергии взаимодействия, обнаруженные в биологических системах
15.8. Взаимодействие больших лигандов с кристаллоподобными структурами
Однородная кристаллическая решетка: статистические особенности
Расчет характеристик связывания лигандов
Нелинейные графики Скэтчарда как следствие статистических эффектов
Некоторые результаты, полученные на реальных системах
Решетки ограниченной длины и концевые эффекты
Взаимодействие между лигандами
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 16. Кинетика взаимодействия лигандов с макромолекулами

16.1. Исследование кинетики биохимических процессов
16.2. Мономолекулярные реакции
Одностадийные реакции
Две последовательные реакции
Ряд последовательных реакций
16.3. Простые бимолекулярные реакции
16.4. Простой механизм Михаэлиса — Ментен
Решение уравнения скорости для частного случая
Условия применимости принципа стационарности
16.5. Многочисленные промежуточные формы фермента
16.6. Стационарная кинетика
Механизм реакции с одним субстратом, одним продуктом и одной промежуточной формой фермента
Определение стационарных параметров ферментативных реакций из экспериментальных данных
Более общее решение: соотношение Холдейна
Связь между константами Михаэлиса и константами равновесия
Уравнение стационарной скорости в случае механизма с несколькими промежуточными формами фермента
Нижние пределы для констант скорости
Число оборотов
Влияние рН на скорость ферментативных реакций
Интерпретация рН-зависимостей
Определение констант ионизации
Ограничения стационарной кинетики
16.7. Релаксационная спектрометрия
Термодинамические основы релаксации
Кинетика релаксации
Линеаризованные уравнения скорости для двухстадийного механизма ферментативных реакций
Упрошенное выражение для времен релаксации в случае двухстадийного механизма
Другой вывод уравнений для времен релаксации в случае двухстадийного механизма
Набор времен релаксации в случае механизма с п промежуточными формами фермента
Некоторые выводы из исследований кинетики быстрых реакций
16.8. Рибонуклеаза как пример ферментативной системы
Вывод об образовании промежуточных соединений в ходе катализа на основании кинетических исследований
Метод химической модификации
Влияние субтилизина на рибонуклеазу
Активные димеры рибонуклеазы
Четыре остатка гистидина, идентифицированные методом ЯМР
Структура рибонуклеазы по данным рентгеноструктурного анализа
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 17. Регуляция биологической активности

17.1. Биологическая регуляция
Ингибирование по типу обратной связи
Метаболизм пиримидина и аспартат-карбамоилтрансфераза
Аллостерические белки
17.2. Некоторые особенности и свойства аллостерических ферментов
Сигмоидные кривые
Влияние аллостерического ингибитора
Влияние конкурентного ингибитора
17.3. Модель Моно — Уаймена — Шанжё (МУШ) для аллостерических ферментов
Четыре основных допущения
Гомотропные и гетеротропные взаимодействия
Алгебраическое описание модели МУШ
Свойства yF: влияние параметров L и c
Сравнение параметров R и yF
Влияние аллостерических активаторов и ингибиторов
17.4. Экспериментальная проверка модели МУШ
Объяснение некоторых данных по взаимодействию лигандов
Соотношение между конформационными изменениями и относительным насыщением
17.5. Альтернативные модели для аллостерических белков
Последовательная модель
Более общая схема
17.6. Гемоглобин
Кооперативное связывание кислорода
Анализ равновесия связывания кислорода: схема Эдера
Оценки микроскопических констант связывания кислорода
Концентрации промежуточных форм гемоглобина в процессе оксигенации
Константа Хилла и энергия взаимодействия гем—гем
Эффект Бора
Оценка значений рК для зависящих от кислорода процессов ионизации
Влияние органических фосфатов на кривую оксигенации
17.7. Взаимодействие двуокиси углерода с гемоглобином
17.8. Связь между структурой и механизмом функционирования гемоглобина
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 18. Конфигурационная статистика полимерных цепей

18.1. Усреднение по конформациям
18.2. Определение параметров, зависящих от конформации
Расстояние между концами цепи и радиус инерции
Средние размеры цепи в невозмущенном состоянии
18.3. Свободно-сочлененная цепь
Аналогия между свободно-сочлененной цепью и траекторией диффундирующих молекул газа
Характеристическое отношение
Распределение расстояний между концами цепи
Два вида функции распределения
Гауссова функция распределения и реальные цепи
18.4. Цепь со свободным вращением
Вычисление 0
Поведение характеристического отношения
18.5. Реальные цепи и поворотно-изомерная модель
18.6. Вычисление внутрицепочечных расстояний в полипептидах
Вычисление 0 в модели виртуальных связей
Система координат для каждой связи
Преобразование матриц
Произведение усредненных матриц преобразования
Суммирование произведения матриц
18.7. Нахождение матрицы преобразования координат
Преобразование между системами координат для виртуальных связей
Усреднение матрицы преобразования для глицина и L-аланина
18.8. Результаты конформационных расчетов параметров полипептидов
Диполь-дипольное взаимодействие между амидными группами
Различие между полимерами, состоящими из остатков глицина, L-аланина и L-пролина
Сравнение расчетных и экспериментальных данных
Сополимеры полипептидов
18.9. Статистический сегмент
Связь между статистическим сегментом и реальными связями
Размеры статистических сегментов для реальных цепей
18.10. Персистентная длина
18.11. Эффект исключенного объема и невозмущенное состояние
Качественное рассмотрение влияния эффекта исключенного объема на размеры цепи
Тета-растворители и тета-температура
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 19. Основы гидродинамики полимерной цепи и размеры молекулы полимера

19.1. Гидродинамика полимерной цепи
19.2. Свободно-протекаемый клубок
Вращательное движение клубков в ламинарном потоке
Угловая скорость вращения полимерной молекулы в градиенте скорости
Характеристическая вязкость свободно-протекаемого клубка
Недостатки свободно-протекаемой модели
19.3. Характеристическая вязкость клубков, для которых условие свободного протекания не выполняется
19.4. Коэффициент трения и коэффициент седиментации
Коэффициент трения и характеристическая вязкость
Коэффициент Манделькерна — Флори — Шераги
19.5. Анализ конформации одноцепочечных полинуклеотидов
19.6. Конформация ДНК
19.7. Модель для случая жестких цепей: цепь Порода — Кратки
Модель Порода — Кратки
Связь между длиной и размерами червеобразной цепи
Приложение модели Порода — Кратки к ДНК
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 20. Конформационное равновесие в полипептидах и белках: переход спираль — клубок

20.1. Конформационная стабильность и конформационные изменения
20.2. Переход спираль — клубок: ранние исследования
20.3. Молекулярный механизм перехода
20.4. Простое термодинамическое рассмотрение перехода
20.5. Использование статистических сумм для анализа конформационного равновесия простых линейных цепей
Статистические веса
Правила построения статистической суммы
20.6. Модель типа «застежка-молния» для перехода спираль — клубок
Выбор статистических весов
Построение и расчет статистической суммы
Степень спиральности и вероятности
20.7. Матричный метод нахождения статистической суммы
Нахождение матрицы статистических весов
Расчет статистической суммы с помощью матрицы статистических весов
Приведение матрицы статистических весов к диагональному виду
Расчеты параметров с помощью статистической суммы
20.8. Описание перехода спираль — клубок
20.9. Сравнение с экспериментальными данными
20.10. Параметры, характеризующие способность аминокислот встраиваться в спираль
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 21. Конформационное равновесие в полипептидах и белках: обратимое сворачивание белков

21.1. Конформационные переходы в белках
21.2. Температурный диапазон, в котором происходит равновесное сворачивание — разворачивание
21.3. Нахождение термодинамических параметров: простая модель двух состояний
Применение модели двух состояний к рибонуклеазе
Предсказание «холодной» денатурации
21.4. Поиски промежуточных состояний: равновесные исследования
Частичная денатурация и изменение физических свойств
Калориметрический тест на существование промежуточных состояний
21.5. Кинетические исследования процесса сворачивания белков
Кинетика в случае модели двух состояний
Кинетика в случае модели трех состояний
Использование амплитудных параметров для разграничения механизмов
21.6. Репортерские группы (зонды)
Исследование рибонуклеазы с помощью репортерских групп
21.7. Интерпретация двухфазных кинетических кривых ренатурации
21.8. Исследования методом ЯМР
ЯМР лизоцима в области перехода
ЯМР гистидиновых остатков рибонуклеазы при рН 1,3
21.9. Состояние исследований по сворачиванию белковых молекул
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 22. Структурные переходы в нуклеиновых кислотах

22.1. Исследования нуклеиновых кислот
Сравнение с исследованиями белков
22.2. Структура и стабильность одноцепочечных нуклеиновых кислот
Доказательство упорядоченности структур гомополинуклеотидов
Влияние соли на локальную структуру одиночных цепей
Влияние температуры на свойства гомополимеров
Спирали с одноцепочечным стэкингом
Олигонуклеотиды как модель одноцепочечных полинуклеотидов
Сравнение оптических свойств олиго- и полинуклеотидов
Исследования структур с межплоскостным взаимодействием методом ЯMP
Исследования рибо- и дезокси-димеровметодом ЯМР
Конформационное равновесие в динуклеотидах
Стэкинг-равновесие как функция длины цепи
22.3. Равновесие между одно- и двухцепочечными структурами
Синтетические двухцепочечные полинуклеотиды как модельные системы
Определение стехиометрии комплексов по кривой смешивания
Доказательство образования двух- и трехцепочечных структур с помощью кривых смешивания
Устойчивость гомополимерных комплексов к повышению температуры
Фазовые диаграммы для конформационных состояний полинуклеотидов
Температура плавления и стабильность
Влияние рН на структуру полинуклеотидов
Гидродинамические исследования плавления двойной спирали
Зависимость свойств двухцепочечной ДНК от нуклеотидного состава
Влияние нуклеотидного состава на температуру плавления ДНК и ее плавучая плотность
Влияние последовательности оснований на свойства двойной спирали
Влияние ионной силы на термостабильность двойной спирали
Термодинамика линейных полиэлектролитов
Влияние ионной силы на плавление полинуклеотидов
Применения теории полиэлектролитов
Форма кривых плавления природных ДНК
22.4. Флуктуации и изменения структуры двойной спирали
Скорость тритиевого обмена экспонированных протонов
Тритиевый обмен в основаниях двухцепочечных нуклеиновых кислот
Динамика двойной спирали ДНК
Прямое изучение обмена отдельных протонов
Изменение типа вторичной структуры
Предплавление ДНК
Компактные формы ДНК
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 23. Статистическая механика и кинетика взаимодействий в нуклеиновых кислотах

23.1. Статистическая термодинамика образования двойной спирали
Исследования коротких олигонуклеотидных двойных спиралей методом ЯМР
Исследование более длинных олигонуклеотидных двойных спиралей оптическими методами
Модели образования меж молекулярного комплекса
Анализ экспериментальных данных: само комплементарные олигомеры
Анализ экспериментальных данных: образование комплементарных комплексов и шпилек
Расчет свободной энергии отдельных взаимодействий в спирали
Определение энтальпии взаимодействия в олигонуклеотидах
Нуклеация спирали; образование петель и шпилек
Вычисление энтропии нуклеации для больших петель
Предсказание структуры РНК
23.2. Кинетика конформационных изменений
Стэкинг-взаимодействия отдельных основании
Спаривание изолированных оснований
Образование олигонуклеотидных комплексов: экспериментальные данные
Анализ кинетики спаривания оснований в олигонуклеотидах
Образование шпилек
Плавление ДНК
Плавление ДНК до разделения цепей
Влияние трения на плавление ДНК
Ренатурация комплементарных цепей
Размер генома и повторяющиеся последовательности
Смысл константы скорости ренатурации
Методы разделения
Применения кинетического анализа ренатурации
Миграция точек ветвления
23.3. Связывание нуклеиновых кислот с молекулами меньшего размера
Экспериментальная регистрация связывания лигандов
Описание взаимодействия между соседними местами связывания или соседними лигандами статистическими методами
Матричный метод вычисления статистической суммы
Вычисление кривых связывания
Модель с исключением мест связывания при интеркаляиии
Кристаллы комплексов олигонуклеотидов с этидием
Комплекс между актиномицином D и дезоксигуанозином
Исследования комплексов олигонуклеотидов с интеркалируюшими лигандами в растворе
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 24. Третичная структура нуклеиновых кислот

24.1. Кольцевая ДНК
Линейная и кольцевая формы ДНК фага X
Топологические ограниченияв кольцевой замкнутой двухцепочечной ДНК
Сверхспирализация в кольцевых замкнутых двухцепочечиых молекулах
Наблюдение сверхспирализации на опыте
Связывание с красителями как способ определения числа сверхвитков
Энергия сверхспирализации
Определение степени связывания красителя по величине сдвига плавучей плотности
Определение числа сверхвитков
Топоизомеразы
24.2. Третичная структура РНК
Доказательства существования третичной структуры у тРНК в растворе
Измерения доли спаренных оснований в тРНК в растворе
Установление соответствия между линиями в спектрах ЯMP тРНК и конкретными парами оснований
Третичная структура тРНК и спектры ЯМР
Медленно протекающий тритиево-водородный обмен
Образование комплексов с олигонуклеотидами
Результаты, полученные при изучении связывания олигонуклеотидов с тРНК
Образование сшивок и миграция энергии
Диаграмма состояний для конформаций тРНК
Кинетические исследования конформационных изменений в тРНК
Использование метода ЯМР для установления соответствия между наблюдаемыми релаксационными процессами и структурными участками в тРНК
Различные стадии плавления тРНК
Вторичная и третичная структуры больших РНК
Краткие выводы
Задачи
Литература


Глава 25. Введение в теорию установления равновесия по разные стороны мембран; Структура двойных слоев

25.1. Мембранные системы
25.2. Установление равновесия по разные стороны мембраны
Общие соображения
Трансмембранное осмотическое давление
Использование осмотического давления для определения молекулярной массы
Эффект Доннана
Трансмембранная разность рН
Поляризация мембраны и мембранный потенциал
Установление равновесия по разные стороны мембраны и перенос веществ через биологические мембраны
25.3. Мицеллы
Образование мицелл
Содержимое мицелл
Принцип противодействующих сил и образование мицелл
Форма и величина мицелл
Отношение площади поверхности мицеллы к числу головок
Образование бислоев
25.4. Структура и функции двойных слоев
Данные рентгеноструктурного анализа
Влияние холестерина на упорядочение цепей
Данные ЭПР
Изучение с помощью ЭПР перемещений фосфолипидных молекул между поверхностями бислоя
Использование спектра ЭПР для изучения латеральной диффузии в мембранах
Переход порядок — беспорядок в фосфолипидных бислоях
Изгибание алифатических цепей внутри бислоя
Проникновение воды под поверхность бислоя
Спектры протонного магнитного резонанса и спектры ЯМР на ядрах 13С
Различия в относительной подвижности отдельных участков липидных молекул в бислое
Микросреда внутри бислоя
Некоторые общие соображения относительно структуры бислоев
Краткие выводы
Задачи
Литература


Приложение А. Основы матричной алгебры
Приложение Б. Решение задач

Предметный указатель
Список используемых в книге обозначений

 

скачать электронную медицинскую книгу Биофизическая химия. Том 3 Кантор Ч., Шиммел П. скачать книгу бесплатно