K
K
+
+
(H
(H O)
O)
K
K
+
+
(H
(H
22
O)
O)
66
Ca
Ca
2+
2+
(H
(H
22
O)
O)
66
Коэффициенты
H
H
фф ц
фракционирования
K
+
по отношению к Na
+
в поверхностных слоях морей
α
f
=
[K]
слой
[Na]
объем
M
M
+
+
O
O
H
H
O
H
H
Коэффициент
фракционировани
я
Исследуемая
f
[Na]
слой
[K]
объем
O
H
H
O
H
H
O
H
H
0.05
0.05
0.1
0.1
0.3
0.3
я
при толщине слоя
(в мм)
Исследуемая
акватория
Осадочные породы:
сульфаты, карбонаты,…
кристаллогидраты
типа
:
H
H
2.5
7.0
9.8
2 4
1.4
2.2
–
2 1
1.2
1.6
–
1 5
Белое море
Черное море
Каспийское
море
MgSO
MgSO
44
·2H
·2H
22
O (6H
O (6H
22
O; 7H
O; 7H
22
O)
O)
Na
Na
22
SO
SO
33
·7H
·7H
22
O
O
Cu
CuSO
SO
44
·H
·H
22
O (3H
O (3H
22
O; 5H
O; 5H
22
O)
O)
[ Рос. хим. ж., 2007, т. LI, № 1, С. 121 ]
2.4
2.1
1.5
море
Японское море
Cu
CuSO
SO
44
H
H
22
O (3H
O (3H
22
O; 5H
O; 5H
22
O)
O)
BaCl
BaCl
22
·H
·H
22
O (2H
O (2H
22
O)
O)
NaHPO
NaHPO
44
·2H
·2H
22
O (7H
O (7H
22
O)
O)
Na
Na
+
+
(H
(H
22
O)
O)
66
Mg
Mg
2+
2+
(H
(H
22
O)
O)
66
К проблеме
К проблеме
D
90
о
С
экстракоординации
экстракоординации
1.
2
90 С
CoCl
4
2-
1.
0
70
о
С
0.
8
70
о
С
40
о
С
Схема порфиринового
каркаса и атома железа,
0.
6
40
о
С
40
о
С
каркаса и атома железа,
ковалентно связанного с
остатком проксимального
гистидина белковой цепи.
В (кислом) метгемоглобине и
(
)
б
0.
4
25
о
С
Co
2+
(H
2
O)
6
25
о
С
(кислом) мегмиоглобине
шестое координационное
место занимает молекула
воды.
22 20 18 16
·10
‐3
, см
‐1
0.
2
25
о
С
Поддержание жизни обусловлено химическими процессами двух типов:
1.
фотохимическим превращением солнечной энергии в
электрохимическую,
1.
фотохимическим превращением солнечной энергии в
электрохимическую,
необходимую для ассимиляции CO
2
и H
2
O с образованием O
2
и восстановленных
органических веществ; и
2.
процессом, обратным первому – окислением органических веществ с образованием
CO
2
и с освобождением энергии.
Ионы металлов участвуют в обоих этих процессах.
“Химические”
металлокомплексы:
Стереохимические (структурные)
металлокомплексы:
‐
М
еталл служит мостиком между субстратом и белком и
в качестве кофактора необходим примерно в 12% всех
известных ферментов.
‐
О
беспечивает необходимую третичную структуру белка
(по аналогии с дисульфидным мостиком (S-S). Примером
N
N
NH
N
H
N
N
N
H
NH
CH
3
C
H
3
OH
OH
C
H
3
CH
3
Порфин
(по аналогии с дисульфидным мостиком (S S). Примером
может служить атом цинка в молекуле щелочной
фосфатазы бактерий E.coli: при удалении атома Zn
природная конформация превращается в беспорядочную
спираль.
‐
Н
екоторые катионы тяжелых металлов связаны с
N
NH
O
O
OH
O
H
CH
3
C
H
3
N
N
Mg
N
N
C
H
2
C
H
3
CH
3
C
H
3
CH
3
Протопорфирин IX
Хлорофилл
Н
екоторые катионы тяжелых металлов связаны с
молекулами нуклеиновых кислот: ионы цинка образуют
координационную связь с пуриновыми основаниями при
обратимом скручивании и раскручивании спирали ДНК.
‐
Са
играет наиболее важную роль при создании гибких
или жестких структур а также может инициировать
O
O
O
CH
3
O
O
3
C
H
3
CH
3
CH
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
H
H
CH
2
CH
3
O O
или жестких структур, а также может инициировать
реакцию, вызывая структурные изменения (подобное
действие иногда проявляет Mg). На молекулярном уровне
действие кальция заключается в облегчении доступа
АТФазы к ее субстрату (АТФ) и обеспечении названных
процессов энергией
N
N
Fe
N
N
CH
2
C
H
3
CH
3
C
H
3
Цитохромы Fe(II)/Fe(III) –
перенос электронов
Пероксидаза, каталаза –
разложение Н
2
О
2
процессов энергией.
‐
Р
астворение
нативной
двухцепочечной
ДНК
в
дистиллированной
воде
приводит
к
разрушению
двойной спирали. Если заряды на фосфатных группах
нейтрализованы противоионами, то силы, вызывающие
O
NH
2
N
N
O
O
OH
O
H
Гем: гемоглобин, миоглобин Fe(II) –
транспорт кислорода
разложение Н
2
О
2
1. Утилизация неорганического азота
ц
р
для биосинтеза белков, нуклеиновых кислот и т.п. растениями и микроорганизмами для
гетеротрофного обхода… Катализ ферментами: нитратредуктаза
нитрогеназа
альдегидоксидаза
сульфитоксидаза
у ф
д
ксантиндегидрогеназа
ксантиноксидаза
N
2
+ 6e
-
+ 6H
+
+ nАТФ
Мо‐форм.
2NH
3
+ nАDФ + nФ
Н
2е
‐
на диимин?
Почему Мо? Многоэлектронный
2е
‐
на гидразин
процесс
2е
на гидразин
процесс
2е
‐
на аммиак
2. Хиральность:
‐ химическая асимметрия прошлого (бифуркация);
‐ асимметрия: на неравновесной границе раздела фаз
океана
и атмосферы с кристаллизацией на оптически активных
С
L
-C
D
С
L
+C
D
и атмосферы с кристаллизацией на оптически активных
кластерах льда (Т
); примеры: L‐аминокислоты из
космоса; бурное развитие жизни на границе тающего
льда
в Арктике;
асимметрия настоящего не химическая а
й
‐ асимметрия настоящего – не химическая, а
биологическая.
Ферментативный контроль хиральности живой
природой.
Зависимость хиральной поляри
зации растворов лейцина KCl,
NaCl и ПАВ от разности температур
между объемной фазой и воздухом.
3. Эволюционная направленность: от более жестких
к более мягким условиям
Фармацевтический контроль хиральности лекарств и
пищевых добавок.
3 Э олюц о
а
а ра ле
ос
о более ес
более
усло
синтезов.
“первичный” бульон (археи, t
o
C) + квант UV
простые органические вещества
порфириновые комплексы
фотосинтез
выделение О
2
и О
3
защита от UV
синтез с поглощением квантов VIS
…