Біоенергетика. АТФ, потенціали, молекулярні машини

Август 20, 2022

Главная
Разное
Біоенергетика. АТФ, потенціали, молекулярні машини

Содержание

2. Як ефективно використовувати енергію у мікромасштабах ? Неможливість заощадження механічної енергії Ентропія Електричні ефекти Хімічна енергія
3. І - В’язкість Неможливість використовувати інерційну енергію: - При зменшенні маси об’єктів, сили в’язкості рідкого середовища
4. ІІ - Ентропія - величина, що залежить від кількості мікростанів системи і є мірою її невпорядкованості.
5. ІІ - Ентропія Q = U + A - Перший закон термодинаміки: Теплота Q, яку було
6. - Енергетичний баланс заміщення водневого зв’язку пептид-вода на пептид-пептид збільшує кількість станів свободи молекул води. Це
7. ІІ – Ентропія – механічна стійкість
8. ІІI – Електричні ефекти Для біологічних систем властиві різні значення діелектричної проникності середовища. Для води ε
9. АТФ
10. Енергетичний ефект гідролізу АТФ: Зниження електростатичного відштовхування У продуктів гідролізу більше резонансних форм, що стабілізують ці
13. Енергетичний ефект гідролізу АТФ: Перенесення Рі, РРі або АМР на продукт первинної реакції збільшує енергію інтермедіату
14. АТФ – аденілювання Аденілювання – перенесення 5’АМФ на акцепторну молекулу. Використовується для активації в тих випадках,
15. Електрохімічна енергія - Якщо у розчині присутні дві редокс-пари, то перенесення електрону від донора однієї пари
17. Електрохімічна енергія - градієнти
18. Електрохімічна енергія - градієнти
19. Електрохімічна енергія - градієнти
20. Електрохімічна енергія - градієнти
21. Електрохімічна енергія - градієнти
22. Молекулярна машина піддається тепловому руху своїх власних частин і зовнішніх молекул Конформаційна рухливість дозволяє існування декількох
23. Молекулярні машини
25. Скачать презентацию

Слайд 2

Як ефективно використовувати енергію у мікромасштабах ?
Неможливість заощадження механічної енергії
Ентропія
Електричні

ефекти
Хімічна енергія
Молекулярні машини

Слайд 3

І - В’язкість
Неможливість використовувати інерційну енергію: - При зменшенні маси об’єктів, сили

в’язкості рідкого середовища ефективно гасять інерційний рух (гідродинаміка при малих числах Рейнольдса).

Лосось рухається надаючи прискорення воді, що його оточує.

Бактерія створює напруження зсуву для переміщення у в’язкому середовищі. Характерна довжина її інерційного руху ~ 10-12 м

Слайд 4

ІІ - Ентропія
- величина, що залежить від кількості мікростанів системи і

є мірою її невпорядкованості.

dS ˃ 0

- для необоротних процесів

dS = 0

- для оборотних процесів

S = [Дж/К]

Слайд 5

ІІ - Ентропія
Q = U + A
- Перший закон термодинаміки:

Теплота Q, яку було поглинуто системою із зовнішнього середовища, використовується на збільшення внутрішньої енергії U та роботи проти зовнішніх сил A.

А = А’max + pv

- У загальному випадку А включає в себе роботу проти сил зовнішнього тиску pv та максимальну роботу під час хімічної реакції А’max .

F = U – TS

G = U – TS + pv

ΔG ≈ ΔF

pv -> 0

- Вільна енергія Гіббса ΔG та Гельмгольца ΔF характеризує напрямок розвитку процесу, різницю між рівноважними станами (для рівноважної системи) або є мірою розсіювання енергії для нерівноважної системи.

Слайд 6

- Енергетичний баланс заміщення водневого зв’язку пептид-вода на пептид-пептид збільшує кількість

станів свободи молекул води. Це збільшує ентропію і тому є енергетично вигідним.
- Збільшення ентропії розчинника компенсує зменшення ентропії поліпептиду.
- Енергетичний бар’єр такого переходу невеликий – близько 6.2 КДж/моль, тому водневі зв’язки білків знаходяться близько «межі стабільності»

ІІ – Ентропія – гідрофобний ефект

Слайд 7

ІІ – Ентропія – механічна стійкість

Слайд 8

ІІI – Електричні ефекти
Для біологічних систем властиві різні значення діелектричної проникності

середовища. Для води ε ≈ 80 Усередині молекули білка ε ≈ 3
При збільшенні концентрації вільних іонів у розчині енергетичний ефект їхнього звільнення від макромолекули зменшується.

Слайд 9

АТФ

Слайд 10

Енергетичний ефект гідролізу АТФ:
Зниження електростатичного відштовхування
У продуктів гідролізу більше резонансних форм,

що стабілізують ці продукти.
Іонізація АДФ2- із вивільненням протонів у середовище
Продукти Рі + АДФ є більш гідратованими, отже стабільнішими ніж АТФ.
Енергетичний ефект залежить від концентрацій компонентів реакції у клітині, що не є універсальною величиною.

АТФ

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Енергетичний ефект гідролізу АТФ:
Перенесення Рі, РРі або АМР на продукт первинної

реакції збільшує енергію інтермедіату і забеспечує подальший перебіг реакції.
Прямий гідроліз АТФ відбувається у таких процесах як: скорочення м’язів, роботі геліказ, Rec-A білків та деяких топоізомераз. Його функція – конформаційне перемикання.
Сигнальні ГТФази також використовують прямий гідроліз.
Через високу (200-400 КДж/моль) енергію активації гідролізу АТФ є кінетично стабільним у водному розчині !

Слайд 14

АТФ – аденілювання
Аденілювання – перенесення 5’АМФ на акцепторну молекулу.
Використовується для

активації в тих випадках, коли гідролізу АТФ->АДФ замало: - робота АРСаз - утворення СоА- тіоефіру жирних кислот. - люциферазна реакція
РРі гідролізується неорганічною фосфатазою – забезпечення необоротності реакції.

Слайд 15

Електрохімічна енергія
- Якщо у розчині присутні дві редокс-пари, то перенесення електрону

від донора однієї пари до акцептора іншої відбувається спонтанно. Напрямок такої окисно-відновної реакції визначається зміною енергії, яка характеризується окисно-відновним потенціалом.

Слайд 16

Слайд 17

Електрохімічна енергія - градієнти

Слайд 18

Електрохімічна енергія - градієнти

Слайд 19

Електрохімічна енергія - градієнти

Слайд 20

Електрохімічна енергія - градієнти

Слайд 21

Електрохімічна енергія - градієнти

Слайд 22

Молекулярна машина піддається тепловому руху своїх власних частин і зовнішніх молекул
Конформаційна

рухливість дозволяє існування декількох структурних станів
Ці стани мають різну різну спорідненість до певних лігандів.
Взаємодії з лігандами (факторами) фіксують певні стани.
Хімічні реакції, які каталізуються машиною, приводять до заміни лігандів, а відповідно і до переходу в інший структурний стан.
Рушійною силою для переміщення блоків є тепловий рух: блоки рухаються хаотично (хоча й у відповідності з конструкцією машини); зв’язування лігандів та заміна їх унаслідок реакцій каналізують ці рухи в певних напрямках.
Результатом структурних перебудов є переміщення структурних блоків у просторі та / або зміна характеру взаємодії машини зі своїм оточенням рух або всієї машини, або відносний рух її частин.

Молекулярні машини

Слайд 23

Біоенергетика. АТФ, потенціали, молекулярні машини

Содержание

Як ефективно використовувати енергію у мікромасштабах ? Неможливість заощадження механічної енергіїЕнтропіяЕлектричні

І - В’язкістьНеможливість використовувати інерційну енергію: - При зменшенні маси об’єктів, сили

ІІ - Ентропія- величина, що залежить від кількості мікростанів системи і

ІІ - ЕнтропіяQ = U + A - Перший закон термодинаміки:

- Енергетичний баланс заміщення водневого зв’язку пептид-вода на пептид-пептид збільшує кількість

ІІ – Ентропія – механічна стійкість

ІІI – Електричні ефектиДля біологічних систем властиві різні значення діелектричної проникності

АТФ

Енергетичний ефект гідролізу АТФ:Зниження електростатичного відштовхуванняУ продуктів гідролізу більше резонансних форм,

Енергетичний ефект гідролізу АТФ: Перенесення Рі, РРі або АМР на продукт первинної

АТФ – аденілюванняАденілювання – перенесення 5’АМФ на акцепторну молекулу. Використовується для

Електрохімічна енергія- Якщо у розчині присутні дві редокс-пари, то перенесення електрону

Електрохімічна енергія - градієнти

Електрохімічна енергія - градієнти

Електрохімічна енергія - градієнти

Електрохімічна енергія - градієнти

Електрохімічна енергія - градієнти

Молекулярна машина піддається тепловому руху своїх власних частин і зовнішніх молекулКонформаційна

Молекулярні машини

Похожие презентации

Як ефективно використовувати енергію у мікромасштабах ?
Неможливість заощадження механічної енергії
Ентропія
Електричні

І - В’язкість
Неможливість використовувати інерційну енергію: - При зменшенні маси об’єктів, сили

ІІ - Ентропія
- величина, що залежить від кількості мікростанів системи і

ІІ - Ентропія
Q = U + A
- Перший закон термодинаміки:

ІІI – Електричні ефекти
Для біологічних систем властиві різні значення діелектричної проникності

Енергетичний ефект гідролізу АТФ:
Зниження електростатичного відштовхування
У продуктів гідролізу більше резонансних форм,

Енергетичний ефект гідролізу АТФ:
Перенесення Рі, РРі або АМР на продукт первинної

АТФ – аденілювання
Аденілювання – перенесення 5’АМФ на акцепторну молекулу.
Використовується для

Електрохімічна енергія
- Якщо у розчині присутні дві редокс-пари, то перенесення електрону

Молекулярна машина піддається тепловому руху своїх власних частин і зовнішніх молекул
Конформаційна