URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Линг Гильберт Физическая теория живой клетки. Незамеченная революция (Пер. с англ.)
Id: 92561
 
642 руб. Бестселлер!

Физическая теория живой клетки. Незамеченная революция (Пер. с англ.)

2008. 376 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-02-026348-2.

 Аннотация

Физическая теория Линга представляет собой, подход, конкурирующий с общепринятой мембранной теорией, объясняющей четыре фундаментальных свойства клетки свойствами ее плазматической мембраны: (1) полупроницаемость, (2) способность избирательно аккумулировать вещества, (3) способность сохранять осмотическую стабильность, и (4) способность генерировать электрические потенциалы. Фундаментальными эти свойства являются потому, что наше понимание их механизма определяет и наши представления практически по любому вопросу жизнедеятельности клетки.

Теория Линга основывается не на свойствах мембраны, а на сорбционных свойствах белков, где бы они ни находились в клетке. Прежде всего, речь идет о связывании самых массовых компонентов клетки – воды и ионов K+. Адсорбционные свойства белков не остаются неизменными, а зависят от условий микроокружения.

Вода адсорбируется полипептидным остовом – общим элементом всех белков (различия обусловлены лишь боковыми цепями). Он представляет собой геометрически правильное чередование диполей (положительные и отрицательные полюсы которых выстроены в шахматном порядке), пространственно комплементарных молекулам воды.

Ионы K+ селективно связываются карбоксильными группами остатков бикарбоновых аминокислот. Селективность определяется электронной плотностью на карбоксильных группах, которая является итогом суммы взаимодействий белка с малыми молекулами. Наиболее сильным модификатором распределения электронной плотности в белке является АТФ, обладающая сильным электроноакцепторным действием. В покое АТФ адсорбирована на ключевых белках клетки, что приводит к образованию следующего комплекса: (АТФ)m(белок)n(H2O)p(K+)q, где n может быть настолько большим, что в состав комплекса могут войти ключевые белки всей клетки.

При ферментативном расщеплении АТФ, этот комплекс разрушается с образованием следующих продуктов: m(АДФ) + m(Pi) + p(H2O) + q(K+), где Pi – ортофосфат. То есть, вода и K+ десорбируются, а белковая молекула сворачивается таким образом, что ее пептидные связи становятся недоступными растворителю (образуются вторичные структуры). Карбоксильные группы белка теряют селективность к K+ и обретают селективность к Na+.

Адсорбированная вода играет роль диффузионного барьера (а не липиды), а избирательное связывание белками клетки ионов K+ делает излишним предположение о натриевой помпе.

Как и всякая новая теория, теория Линга позволяет по-новому взглянуть на устоявшиеся представления в физиологии и биофизике клетки, наметить новые перспективы исследований. Так, Na,K-АТФаза представляется не насосом, а ионным рецептором; объясняется, почему этот фермент может селективно связываться с ионами Na+ и K+ и почему селективность к этим катионам может изменяться.

Исследовательская программа теории Линга

1. Исследование процессов адсорбции воды клеточными белками (включая нативно-развернутые белки).

2. Исследование влияния электронной плотности на карбоксильных группах органических веществ и белков на избирательность их взаимодействия с ионами.

3. Исследование на современном методическом уровне равновесного распределения веществ между клеткой (органеллами) и средой в сравнении с модельными системами.

4. Изучение глобального распределения электронной плотности на белке как механизма, определяющего конформацию макромолекулы и ее сорбционные свойства.

5. Развитие нового направления в фармакологии – поиск лекарственных средств, увеличивающих синтез АТФ.

Книга рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и специалистов в области биофизики, биохимии и физиологии клетки.

Введение

Глава 1. Что значит взяться не с того конца

Глава 2. Физиологи повторяют ошибки морфологов

Глава 3. Рождение мембранной теории

Глава 4. Что свидетельствует о том, что любая клетка покрыта мембраной?

4.1. Изменения объема клеток и проницаемости мембран

1) Полупроницаемый диффузионный барьер на поверхности клетки

2) Плазмолиз

3) Переходные и устойчивые изменения объема клеток

4) Регенерация мембраны

4.2. Мембранная теория электрических потенциалов Бернштейна

4.3. Теория распределения ионов и мембранного потенциала Доннана

Глава 5. Что свидетельствует о содержимом клетки как о разбавленном растворе электролитов и низкомолекулярных веществ?

5.1. Первые свидетельства свободного состояния воды в клетке

5.2. Первые свидетельства свободного состояния клеточного K+

Глава 6. Коллоид — бесценный дар химиков

6.1. Коллоидная система как убедительная модель протоплазмы

6.2. Коацерваты

1) История

2) Взгляды Бунгенберг-де-Йонга на физическое состояние воды в коацерватах

3) Коацерват и протоплазма

4) Коацерват и клетка

Глава 7. Наследие полузабытых первопроходцев

Глава 8. Итоги разгрома

8.1. Венгерская группа под руководством Енё Эрнста

8.2. Ленинградская школа Насонова—Трошина

Глава 9. Сорбционная теория Трошина

Глава 10. Теория фиксированных зарядов Линга

10.1. Теория избирательного накопления K+ в присутствии Na+

1) Усиление ассоциации противоионов (или нейтральных молекул) с центром связывания, если он становится неподвижным, фиксированным

2) Теория белковых солевых связей и значение АТФ в их динамике

3) Электростатическая модель избирательного накопления в клетке K+ в присутствии Na+, созданная в 1952 году

10.2. Экспериментальное подтверждение ТФЗЛ (и некоторых положений теории АИ)

Глава 11. Теория многослойной организации поляризованной воды в клетке

11.1. История вопроса

11.2. Теория многослойной организации поляризованной воды в клетке и ее мировое признание

11.3. Следствия теории МОПВ для теории и практики и их подтверждение

1) Изобретение магнитно-резонансной томографии (МРТ)

2) Уникальные свойства желатина — ключ к новому пониманию коллоидов

3) Новая гипотеза коацервации, основанная на теории МОПВ

4) Количественная теория распределения веществ между клеточной водой и водой окружающей среды вследствие их вытеснения из клетки или модельных систем

5) Почему величина параметра q для ионов натрия в клетках ниже, чем в экстравертных моделях?

6) Ответ Арчибальду Хиллу на его аргумент в пользу свободной воды и K+ в клетке

7) Осмотическая регуляция объема клетки

7.1 Что снижает активность воды в клетке до активности воды раствора Рингера?

7.2 Обратимое осмотическое сжатие содержимого диализных мешков с растворами экстравертных моделей, погруженных в концентрированные растворы веществ, для которых их мембрана полностью проницаема

Глава 12. Теория мембранных насосов и ее главные противоречия

Глава 13. Физико-химическая организация клеточной мембраны

13.1. История вопроса

1). Мембранная теория

2). Теория фиксированных зарядов Линга и теория ассоциации-индукции

13.2. Проницаемость клеток и модельных систем для ионов

13.3. Обмен воды между клеткой и средой ограничен связанной водой, а не мембраной

13.4. Проницаемость клеток для воды на порядки выше, чем фосфолипидного бислоя

13.5. Поверхностное натяжение на границе раздела клетка/среда ниже, чем на границе раздела фосфолипиды/среда

13.6. Ионофоры на порядки усиливают проницаемость для ионов K+ сплошного, искусственного фосфолипидного бислоя, но слабо влияют на проницаемость для K+ мембран почти всех исследованных клеток

13.7. Поляризованная и структурированная вода вместо фосфолипидного бислоя

Глава 14. Живое состояние: электронные механизмы и управление

14.1. Появление теории ассоциации-индукции

1) Вступление

2) Величина c и количественная модель управления избирательной адсорбцией ионов

3) Аналог величины с и его влияние на соотношение между степенью свернутости белка и количеством поляризованной воды

3.1 Регуляция вторичной структуры белков

3.2 Регуляция физического состояния клеточной воды

14.2. Что отличает жизнь от смерти на уровне клетки и субклеточных структур? Новая концепция «живого состояния»

1) Живое состояние

2) Элементарная живая машина

3) Чем отличается мертвое состояние от активного живого?

4) Что дает пища: энергию или отрицательную энтропию?

14.3. Электронный механизм дистанционного каскадного управления

1) Электронная индукция в белках

2) Кооперативное взаимодействие — основа быстрых согласованных переходов между различными стабильными состояниями

3) Классификация лекарственных средств и других кардинальных адсорбатов на ЭАКА, ЭДКА и ЭИКА

4) Электроноакцепторный кардинальный адсорбат АТФ — главнейший адсорбат клетки

5) Как действуют лекарства и другие кардинальные адсорбаты?

6) Почему кардинальные адсорбаты изменяют электронную плотность на всех проксимальных группах однотипно — либо увеличивают ее, либо уменьшают?

7) Активный центр фермента контролируется множеством фармакологических «эффекторных» центров

Глава 15. Клетка в состоянии функциональной активности: электронные механизмы, роль АТФ, лекарств, гормонов и других кардинальных адсорбатов

15.1. Избирательность в распределении веществ между клеткой и средой: кооперативность и регуляция

1) Накопление клетками ионов K+, Na+ и Mg2+

2) Влияние АТФ на растворяющую способность клеточной воды

3) Влияние уабаина на относительную селективность адсорбционных центров к ионам щелочных металлов

4) Влияние инсулина на распределение D-глюкозы и глицина

15.2. Регуляция ионной проницаемости

1) Выход ионов Na+ из интактных мышечных волокон и волокон, обработанных иодуксусной кислотой

2) Влияние уабаина на силу связывания ионов щелочных металлов с фиксированными анионными центрами на поверхности клетки

15.3. Набухание интактных и поврежденных клеток под влиянием солей

1) Набухание клеток в изотоническом растворе KCl

2) Набухание клеток в изотоническом растворе NaCl при их повреждении

15.4. Истинный активный транспорт через бифациальные эпителиальные слои и другие бифациальные системы

1) Активный транспорт ионов Na+ через кожу лягушки

2) Активный транспорт ионов Rb+ через цитоплазму клеток Nitella

15.5. Потенциал покоя

1) История вопроса

1.1. Мембранные теории потенциала покоя

1.1.1. Ионная теория

1.1.2. Теория электрогенного насоса

1.2. Теории межфазных потенциалов

1.2.1. Теория ионного адсорбционного потенциала Баура

1.2.2. Теория межфазных потенциалов Бютнера

1.2.3. Теории потенциала стеклянного электрода Горовитца и Никольского

2) Теория биопотенциалов, возникающих в результате локализованной поверхностной адсорбции (ЛПА)

2.1. Еще раз о важности локального устойчивого взаимодействия

2.2. Супермодель локализованной поверхностной адсорбции является закономерным результатом фундаментальных ошибок мембранной теории электропотенциала

2.2.1. Чувствительность клеток и модельных систем к ионам щелочных металлов носит сходный характер

2.2.2. Электропотенциалы модельных систем и живых клеток нечувствительны к изменению концентрации Cl– в омывающем растворе

2.2.3. Модельная система и клетка примерно в 150 раз чувствительнее к H+, чем к K+

2.2.4. Электропотенциалы модели и клетки нечувствительны к внешней концентрации Mg2+

2.3. Первое уравнение потенциала покоя как потенциала локализованной поверхностной адсорбции

2.4. Решающий эксперимент Эдельманна

2.5. Управление потенциалом покоя

2.5.1. Увеличение электронной плотности (величины c) на поверхностных β- и γ-карбоксильных группах под влиянием уабаина и других ЭДКА

2.5.2. Регуляторное влияние адреналина реализуется посредством снижения величины c поверхностных β- и γ-карбоксильных групп

15.6. Потенциал действия

1) Теория потенциала действия Ходжкина—Хаксли

1.1. Постоянный натриевый потенциал в действительности существовать не может

1.2. Натриевые каналы в действительности неспецифичны к Na+

2) Теория потенциала действия, основанная на механизме локализованной поверхностной адсорбции (ЛПА)

2.1. Идентификация анионных групп, определяющих ионную проницаемость и потенциал покоя, как β- и γ-карбоксильных групп поверхностных белков клетки

2.2. Ионная избирательность β- и γ-карбоксильных групп клеточной поверхности способна изменяться от одного иона к другому, а в ионной теории избирательность соответствующих структур неизменна

2.3. Анионные группы, опосредующие поступление Na+ в аксон кальмара при потенциале действия, — это те же самые β- и γ-карбоксильные группы, только с возросшей величиной c (возросшей плотностью электронов)

2.4. Набухание нервного волокна во время потенциала действия

2.5. Распространяющейся волне изменения селективности поверхностных β- и γ-карбоксильных групп сопутствует деполяризации молекул воды у поверхности клетки

Глава 16. Итоги

16.1. Начало истории

16.2. Мембранная теория

16.3. Первые физиологи протоплазматического направления

16.4. Теория фиксированных зарядов Линга (ТФЗЛ)

16.5. Теория многослойной организации поляризованной воды (МОПВ) в клетке

16.6. Теория ассоциации-индукции

1) Живое состояние покоя

1.1) Покоящееся живое состояние как состояние метастабильного равновесия

1.2) Покоящееся живое состояние как низкоэнтропийное состояние

1.3) Чем различаются основные компоненты клетки — физическим состоянием или конформацией?

1.3.1) Выяснение конформации гемоглобина по распределению ионов K+ и Na+ между эритроцитами и средой

1.3.2) Определение конформационного состояния миозина в мышечных волокнах лягушки по распределению неэлектролитов между клеткой и средой

1.3.3) Выяснение конформации миозина и актина в мышечных волокнах лягушки по поглощению водяного пара

1.4) Ключевая роль АТФ в поддержании протоплазмы в состоянии покоя

1.5) Почему в структурированных слоях адсорбированной воды ее молекулы связаны между собой более прочно?

2) Протоплазма — глубоко интегрированная система молекулярных взаимодействий

2.1) Нативный гемоглобин in vitro

2.2) Гемоглобин, денатурированный NaOH, in vitro

2.3) Сократительный белок миозин in vivo

3) Объяснение четырех фундаментальных физиологических явлений

3.1) Распределение веществ между клеткой и средой

3.2) Проницаемость

3.3) Регуляция объема клетки

3.4) Потенциал покоя

4) Физиологические явления как обратимые кооперативные переходы, контролируемые индуктивным эффектом

4.1) Электронная плотность на функциональных группах белка — пульт управления жизнедеятельностью

4.2) Смена избирательности ключевых функциональных групп белка — физиологический смысл индуктивного эффекта

4.3) Классификация кардинальных адсорбатов, включая биологически активные вещества

4.4) Как клетка поддерживается в состоянии покоя и что происходит при его изменении. Роль кардинальных адсорбатов

4.4.1) Поддержание живого состояния при помощи АТФ —элетроноакцепторного кардинального адсорбата

4.4.2) Модуляция состояния покоя уабаином — электронодонорным

кардинальным адсорбатом

4.5) Обратимые физиологические явления

4.5.1) Истинный активный транспорт

4.5.2) Потенциал действия

5). Мертвое состояние

5.1) Жизнь и смерть протоплазмы

5.2) Как протоплазма умирает

5.3) Анатомия мертвой протоплазмы

16.7. История поиска сущности жизни на клеточном и протоплазматическом уровне

Эпилог

Разгадывание кроссворда или охота на лис: две модели научной работы

Секрет успехов прошлого — в радикальной смене направления научного поиска

Фрагментация — угроза будущему науки

Всеобъемлющая теория, которая могла бы собрать Шалтай-болтая

Система образования — ключ к будущему биологии

«Предел науки — бесконечность», мысль, которая всегда будет маяком для

истинного исследователя

Приложение

Словарь терминов теории ассоциации-индукции

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце