6 подписчиков
Читаю книгу Джим Аль-Халили, Джонджо Макфадден "Жизнь на грани".
Цитаты и выдержки ниже.
...
Каждая клетка в вашем теле заполнена тысячами молекулярных механизмов, поддерживающих непрерывный процесс сборки и разрушения биомолекул, то есть процесс, который мы называем жизнью.
...
Фермент коллагеназа, который Мэри Швейцер добавила к кости динозавра, является биомеханизмом, функция которого заключается в разрушении коллагеновых волокон в организме животного. Степень ускорения, которое придают реакциям ферменты, можно примерно оценить, сравнив время, необходимое для расщепления коллагеновых волокон в отсутствие ферментов (более 68 миллионов лет) и в присутствии необходимого фермента (около 30 минут): время реакции ускоряется в триллионы раз.
...
Без коллагена наши тела распадутся, мышцы отвалятся от костей, а внутренние органы превратятся в желе.
...
Тело животного использует фермент коллагеназу, чтобы удалить поврежденные части внеклеточного матрикса и позволить ткани восстановиться — с помощью другого набора ферментов.
...
Катализаторы — вещества, ускоряющие химические реакции, они были известны химикам XIX века. Катализаторы помогают ускорить реакцию, не вступая в нее и не изменяя своей структуры.
...
В 1874 году датский химик Кристиан Хансен разработал метод превращения жидкости, полученной в процессе вымачивания желудков телят, в сухой порошок-фермент и успешно представил свой продукт на рынке под названием «Сычужный экстракт доктора Хансена». Реннин, или сычужный фермент, представляет собой смесь нескольких различных ферментов. В сыроварении используется фермент химозин, представитель большого семейства ферментов протеаз, ускоряющих расщепление белков. Его роль в производстве сыра заключается в том, что он способствует свертыванию молока, которое затем разделяют на сычужную закваску и сыворотку.
...
Коллагеназа — один из миллионов ферментов, от которых зависят практически все виды жизнедеятельности животных, микроорганизмов и бактерий. Одни ферменты создают коллагеновые волокна внеклеточного матрикса; другие отвечают за сборку биомолекул — белков, ДНК, жиров и углеводов; наконец, целая группа различных ферментов расщепляет и перерабатывает эти молекулы. Ферменты отвечают за пищеварение, дыхание, фотосинтез и метаболизм. Они создают всех нас. Они поддерживают нашу жизнь. Они — механизмы жизни.
...
В последние 20 лет, в ходе ключевых исследований было сформировано новое мнение о работе ферментов. Оказалось, что эти катализаторы творят чудеса и на квантовом уровне.
...
Даже стабильные молекулы разрушаются, если для разрыва связи между атомами достаточно энергии. Один из источников энергии, разрушающей молекулы, — дополнительная теплота, ускоряющая их движение. Вот почему мы готовим еду на плите: при нагревании ускоряются химические реакции, благодаря которым сырые ингредиенты превращаются в съедобные продукты.
...
Способ превратить субстраты в продукты заключается в том, чтобы снизить энергетический барьер, который должны преодолеть молекулы исходного вещества. Этим и занимаются катализаторы.
...
Молекула коллагена представляет собой цепь из аминокислот, которые крепятся друг к другу посредством пептидной связи, возникающей между атомами углерода и азота. Пептидная связь состоит из пары электронов, которую делят между собой атомы азота и углерода. Эти общие для двух атомов отрицательно заряженные электроны притягивают положительно заряженные ядра атомов с обеих сторон связи и представляют собой своего рода электронный клей, соединяющий атомы в пептидной связи. Пептидные связи весьма устойчивы. Чтобы разрушить их, разъединив общую электронную пару, требуется большое количество «энергии активации»: связь должна преодолеть очень высокий энергетический барьер. Обычно связь не разрушается сама по себе — ей в этом помогают молекулы воды, инициируя процесс гидролиза. Так, в нейтральных растворах (не в кислых и не в щелочных) пептидная связь белка разрушится лишь наполовину более чем за 500 лет, в отсутствие ферментов. Придавая переходным состояниям устойчивость, катализаторы ускоряют реакцию.
...
3 минуты
15 июля