To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Biofizyka, wykład 2
Jeżeli znamy wszystkie współrzędne wszystkich atomów danej cząstki - znamy strukturę przestrzenną (konformację). Do znajomości konformacji musimy znać 3N liczb (jeżeli N to liczba atomów w cząsteczce).
Duża cząsteczka może przyjmować wiele różnych struktur (różne ruchy atomów względem siebie, na przykład obroty wokół wiązań pojedynczych). ENTROPIA
Układ makroskopowy cząstek
entropia S=klnP(p,T,...)
stała Botzmanna k=1,38045 · 10 -28 J/K
Fizyka statystyczna - uzasadnia zjawiska fizyczne w makroświecie zjawiskami w mikroświecie
Zasady termodynamiki
ΔU = W + Q + ΔM - wzór bilansu energetycznego
ΔU - energia wewnętrzna
W - praca (pΔV + Wnieobjętościowa)
Q - ciepło (T ΔS)
ΔM - masa wymienna (ΣiμiΔni)
Cząsteczka dąży do maksymalnego stopnia entropii. Kiedy wzrasta temperatura, wzrasta ilość dostępnych stanów cząsteczki i rośnie entropia.
Stan równowagi termodynamicznej
minimum U
maksimum S
minimum G = U+pV-TS (energia swobodna Gibbsa, entalpia swobodna)
Życie funkcjonuje daleko od stanu równowagi. Stale dostarczana jest energia (w postaci związków chemicznych), stale doprowadzane i odprowadzane jest ciepło. Układy żywe wykonują pracę. „Cały czas coś się dzieje, nie możliwe jest osiągnięcie stanu równowagi”
Cząsteczki „starają się” mieć jak najniższy stan energetyczny.
Entalpia - funkcja ilości dostępnych mikrostanów
Tworzenie kompleksu cząsteczek:
A+B+...+E AB...E
ΔG = ΔGAB...E - (GA + GB + ... + GE)
(…)
… i większą entropię i cały układ ma większą entropię.
Specyficzne wiązanie biomolekuł
stała asocjacji
Kas = [AB...E]/([A][B]...[E])
stała dysocjacji Kd=1/Kas
entalpia swobodna wiązania
ΔG0 = G0AB…E - (G0A+G0B+...+G0E)=-RtlnKas
RT = ok. 2,5 kJ/mol przy T=300K - tak zwana energia ruchów cieplnych, kiedy jakieś struktury mają stałe stabilności <10RT to łatwo je zerwać.
Ale słabe oddziaływania w biopolimerach…
… bardzo wiele konformacji. (każdy aminokwas w białku ma 2 stopnie swobody, białko 100aa ma 2100 czyli około 1030 dopuszczalnych konformacji, wiele z nich jest bardzo bliskich sobie energetycznie) STRUKTURA STATYSTYCZNEGO KŁĘBKA
Oddziaływania stabilizujące (słabe):
wiązania wodorowe (donor - elektroujemny z dołączonym wodorem, akceptor - elektroujemny z wolną parą elektronową; tworzą stabilną trójkę ładunków -+-)
mostki…
… - równoległe do siebie pierścienie aromatyczne w roztworach wodnych w odległości dwóch promieni van der Waalsa C - 3,4 angsztrema; kation-π)
Trudno określić siłę oddziaływań hydrofobowych. W przypadku oddziaływań elektrostatycznych łatwo policzyć ich siłę operując różnicą potencjałów. Istotą oddziaływania hydrofobowego jest minimalny kontakt z cząsteczkami wody oddziaływujących hydrofobowych cząsteczek…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)