О. С. К с е н ж е к, С. А. П е т р о в а. Электрохимические свойства обратимых биологических редокс-систем.— М.: Наука,
1986.—152 с. -
В монографии описаны электрохимические свойства обратимых окислительно-восстановительных систем, участвующих в протекании многих биохимических процессов. Приведена химическая классификация редокс-систем и рассмотрены особенности их функционирования в живых организмах. Освещены некоторые теоретические положения, касающиеся установления равновесия на границе раздела фаз, описаны методы измерения редокс-потенциала.
В монографии содержатся сведения об электрохимических свойствах основных классов обратимых редокс-систем: изоал-локсазинов, хинонов, хелатов металлов с циклическими ли-гандамн (металлопорфиринов, хлорофилла и витаминов В12), цитохромов. Приведен справочный материал, представленный в виде диаграмм рН — потенциал и таблиц значений редокс-потенциалов и трК кислотно-основных переходов.
Книга предназначена для биохимиков и электрохимиков, занимающихся вопросами биоэлектрохимии, а также для специалистов в области химии лекарственных препаратов. Табл. 27. Ил. 33. Библиогр. 280 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Успехи современной физико-химической биологии в немалой степени базируются на ее способности удивительно быстро и эффективно использовать новые физические и физико-химические подходы, а также экспериментальные методы и применять их для решения своих сложных задач. Такая высокая «акцептирующая сила» биологии не только полезна для ее собственного развития, но и оказывает большое стимулирующее воздействие на те смежные области науки, с которыми она взаимодействует. Одной из областей, испытывающих такое воздействие, является электрохимия. Там, где запросы биологии перекрываются с возможностями электрохимии, образовалось фактически новое ответвление электрохимии — биоэлектрохимия.
Связь электрохимии с биологией имеет исторические корни, восходящие еще к опытам Гальвани. Она обусловлена самой природой вещей, а именно тем, что в основе многих жизненных процессов лежат электрохимические механизмы. В частности, ото относится к процессам трансмембранного ионного транспорта, генерации нервного импульса, трансформации энергии при фотосинтезе и дыхании. Одной из задач биоэлектрохимии является изучение электрохимических свойств окислительно-восстановительных компонентов в живых системах. Такие компоненты играют ключевую роль переносчиков электронов в процессах пре-оСфазования энергии. Этому вопросу в основном и посвящена книга, предлагаемая вниманию читателей.
Мы полагаем, что у книги найдутся читатели, представляющие обе заинтересованные стороны — и биологию, и электрохимию. Хорошо известно, что эффективность взаимодействия между специалистами разных областей науки во многом зависит от того, насколько успешно им удается преодолеть своего рода междисциплинарный «языковый барьер» и достигнуть взаимного понимания. Стремясь облегчить этот этап, авторы сочли целесообразным предпослать изложению основного фактического материала книги три главы, имеющие целью в самых общих чертах ознакомить электрохимиков с основными элементами биоэнергетики (первая глава), а биофизиков, биохимиков — с некоторыми теоретическими положениями и деталями методики электрохимических исследований (вторая и третья главы).
В остальных главах приводятся данные об электрохимических свойствах флавиновых соединений, хинонов, геминов и некоторых других порфириновых комплексов, цитохромов. Источником информации при написании этих глав послужили иссле-
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ,....................
Сокращения........................ 4
Глава 1. Трансформация энергии в живых системах и окислительно-восстановительные процессы............. 5
1.1. Общие принципы трансформации энергии в живых системах .......................... 5
1.2. Типы редокс-систем.................. 8
1.3. Основные представители биологических редокс-систем . 11
1.4. Мембранные структуры клетки ............ 19
1.5. Митохондриальная цепь переноса электронов...... 21
1.6. Перенос электронов в системе фотосинтеза....... 24
1.7. Сопряжение переноса электронов с синтезом АТФ ... 27
1.8. Объекты исследования редокс-свойств биологических систем ......................... 32
Глава 2. Редокс-потенциал и межфазное равновесие..... 34
2.1. Редокс-потенциал.................... 34
2.2. Мидпойнт-потёнциал_ в случае двухстадийного процесса 38
2.3. Редокс-потенциалы ион-металлических электродов ... 39
2.4. Потенциал Доннана.................. 40
2.5. Мембранный потенциал................. 41
2.6. Диффузионный потенциал............... 42
2.7. Окислительно-восстановительное равновесие в мембранных системах..................... 44
2.8. Влияние белкового окружения на величину редокс-потен-циала......................... 4f>
2.9. Применимость понятия «редокс-потенциал» к микросистемам ......................... 46
Глава 3. Методы определения редокс-потенциала...... 49
3 1. Потенциометрия................... 49
3.2. Полярография.................... 52
3.3. Тонкослойные методы................. 55
3.4. Топологический анализ результатов исследования редокс-систем ........................ 62
3.5. Общие замечания................... 65
Глава 4. Электрохимические свойства флавиновых соединений 67
4.1. Биологические функции флавинов........... 67
4.2. Электрохимические свойства свободных флавинов .... 68
4.3. Влияние температуры на окислительно-восстановительное равновесие рибофлавина.............. 76
4.4. Влияние ионов металлов на редокс-свойства флавинов . 77
4.5. Электрохимические свойства флавинов в присутствии белков........,................ 81
4.6. Редокс-свойства аллоксазинов и изоаллоксазинов .... 83
4.7. Редокс-свойства флавопротеидов............. 87
Глава 5. Электрохимические свойства хинонов....... 92
5.1. Редокс-потенциалы хинонов............... 92
•5.2. Хиноны в электронном транспорте........... 96
5.3. Редокс-свойства убихинонов.............. 98
.5.4. Редокс-свойства витаминов группы К.......... 101
Глава 6. Электрохимические свойства хелатов металлов с циклическими лигандами..................... 106
6.1. Комплексообразующие металлы в биологических процессах ...................... .... 1UO
6.2. Порфирины...................... 107
6.3. Металлопорфирины.................. 109
6.4. Хлорофилл...................... 117
6.5. Витамины Bi2..................... 119
Глава 7. Электрохимические свойства цитохромов....... 122
7.1. Цитохромы с-типа................... 122
7.2. Цитохромы Ь-типа................... 126
7.3. Цитохромы а-типа................... 129
7.4. Другие цитохромы.................. 132
7.5. Распределение цитохромов по значениям редокс-потенци-алов......................... 133
.Литература.......................... 135
Цена: 150руб.
