Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Супрамолекулярная химия Том 2 - Стид Дж.В.

Стид Дж.В., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия Том 2 — М.: Академкнига, 2007. — 416 c.
ISBN 978-5-94628-307-6
Скачать (прямая ссылка): supromolekulyarnayahimiyat22007.djvu
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 136 >> Следующая


Рис. 7.1. Ковалентная самосборка фуллеренов и углеродных нанотрубок в экстремальных условиях
580

7. Темплаты и самосборка

Наконец, термин самоорганизация включает и взаимодействие между составными частями самособирающихся объектов, и объединение этих взаимодействий, приводящее к явлениям коллективного характера, как, например, при фазовых переходах.

Lindsey J.S. Self-assembly in synthetic routes to molecular devices. Biological principles and chemical perspectives: A review // New J. Chem. 1991. Vol. 15. P. 153—180.

>1.2 Биохимическая самосборка

hJ. 2.1 Вирус табачной мозаики

Мы уже рассмотрели некоторые основные аспекты биохимической самосборки в разд. 2.8. Однако в биохимии можно найти примеры некоторых объектов, свойства которых легко интерпретировать в понятиях супрамолекулярной химии. Один из таких объектов — вирус табачной мозаики. Эта система состоит из спиральных частиц вируса размером ~300 х 18 нм (рис. 7.2). Центральная цепь РНК заключена в оболочку из 2130 идентичных белковых субъединиц, каждая из которых включает 158 аминокислот. По сравнению с чисто химическим объектом этот вирус замечателен тем, что если его разобрать на составные части и эти фрагменты смешать в физиологических условиях, то частица вируса в точности вновь самособерет-ся и вновь обретет присущие ей свойства. Механизм этого впечатляющего примера самосборки хорошо известен и состоит в образовании дисковидного модуля путем соединения двух слоев из оболочных белковых субъединиц. Этот белковый диск затем преобразуется в два витка спирали при продевании петли РНК в центральное отверстие диска. Процесс повторяется путем нанизывания следующих дисков до тех пор, пока вирусная частица не будет полностью сформирована (рис. 7.3).

(а)

1000 А

Рис. 7.2. (а) Электронная микрофотография и (б) схематическое представление вируса табачной мозаики. (Воспроизведено с разрешения Philip D. and Stoddart J.F. Self-assembly in natural and unnatural systems// Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996. Vol. 35. P. 1155—1196)
7.2. Биохимическая самосборка

581

Рис. 7.3. {а)—{г) Поэтапная самосборка вируса табачной мозаики. (Воспроизведено с разрешения Philip D. and Stoddart J.F. Self-assembly in natural and unnatural systems // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996. Vol. 35. P. 1155-1196)

Преимуществом такого модульного подхода к сборке вируса, при которой идеи тичные субъединицы собираются в конечный объект, является то, что для програм мирования сборки ансамбля требуется намного меньше генетической информа ции, чем для кодирования локализации каждого остатка индивидуально Формирование вируса табачной мозаики служит иллюстрацией той роли, которук в природе играют нековалентные взаимодействия. Весь процесс самосборки управ ляется взаимодействиями, не более сильными, чем водородные связи, электроста тические и сольватофобные эффекты или другие очень слабые силы, действующи согласованно. Конечная структура представляет собой термодинамически выгод ный продукт, а сам процесс имеет высокую константу равновесия (константа обра зования). Слабая природа таких взаимодействий подразумевает, что если в процес се сборки будет совершена ошибка, то она будет исправлена автоматическі благодаря тому, что процесс обратим, а «ошибочный» продукт просто не столь ста билен, как результат правильной сборки.

У • 2.2 Строгая самосборка

Из-за использования исключительно нековалентных взаимодействир самосборку вируса табачной мозаики считают примером строгой самосборки, в противоположность самосборке с ковалентной модификацией. В процессе строгой самосборки конечный продукт образуется исключительно самопроизвольно, если компоненты смешаны в правильных отношениях при определенном наборе условий температура, pH, концентрация и т.д. Образование продукта должно быть полностью обратимым и термодинамически выгодным. В сущности, вся информация необходимая для протекания сборки, закодирована в ее составных частях.

Самый знаменитый пример процесса строгой самосборки — образование двойной спирали ДНК (см. рис. 2.25) путем спонтанной ассоциации (за счет водородных связей) комплементарных пар нуклеооснований, например, таких, как гуаниь и цитозин (см. рис. 2.29). Организация структуры двойной спирали типа «застежка-молния» очень интересна, так как с термодинамической точки зрения ассоциации двух цепей спирали приводит к термодинамически невыгодному понижению энтропии, означающему, что этот процесс требует преодоления значительного термодинамического барьера. Исследование сравнительно небольших модельных систем, например комплементарной пары нуклеиновых кислот на основе аденина и урацила, (A)17 и (U)17, показывает, что сплетение двух цепей с образованием двой-
582

7. Темплаты и самосборка

А— А— A-A— А— А А А— А—1

1-А--------U-

A-------U—

А-------U

1-А--------U

¦А------U

•А------U

¦А------U

f—A--------U

1_А--------TJ—'

Нуклеация

Распространение спаривания оснований

Рис. 7.4. Стадии самосборки двойной спирали нуклеиновых кислот путем спаривания оснований аденин—урацил
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 136 >> Следующая