Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Физическая химия -> Владимиров А.А. -> "Физико-химические основы фотобиологических процессов " -> 56

Физико-химические основы фотобиологических процессов - Владимиров А.А.

Владимиров А.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов — М.: Высшая школа, 1989. — 200 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikobiologicheskogo1989.djv
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 79 >> Следующая


Самые ранние исследования зрения касались порога чувствительности глаза. Абсолютный порог чувствительности зрения человека (т. е. минимальная еще обнаруживаемая энергия светового импульса при отсутствии светового фона и в условиях полной световой адаптации) равен 2,1-10-17—5,7-10 Дж на поверхности роговицы глаза, что соответствует 58 —148 квантам сине-зеленого света. Однако из них только 5—15 квантов поглощаются собственно молекулами зрительного пигмента в

145 Рис. 8.1, Структура органа зрения: / — разрез глаза; 2—колбочки; J—палочки (М—скопление митохондрий); 4—диск наружного сегмента палочки, 5 — фрагмент мембраны диска со встроенной в нее молекулой родопсина; 6 — хроморфная группировка родопсина—ретиналь в 11 -цис- и полностью-транс-конформациях

палочках сетчатки, а остальные теряются. Около 4% света отражается от роговицы, около 50% поглощается оптическими средами глаза, а около 80—85% света, дошедшего до сетчатки, проходит сквозь нее и поглощается в клетках пигментного эпителия. Благодаря пигментному эпителию, подстилающему сетчатку, резко уменьшается количество отраженного и рассеянного от задней стенки глаза света и тем самым улучшается острота зрения. Так как в сетчатке содержится палочек 125 млн, все кванты при пороговой интенсивности (а их всего 15) поглощаются разными палочками.

Рассмотрим строение и функции палочек (рис. 8.1). Зрительный пигмент палочек родопсин сосредоточен в наружных сегментах палочек, где он встроен в зрительные диски. Диски представляют собой замкнутые бимолекулярные липидные мембраны, напоминающие собой расплющенные воздушные шары, уложенные в стопку. Наружный сегмент соединен с внутренним сегментом тонкой соединительной ножкой. Во внутреннем сегменте рядом с

146 ножкой сосредоточено большое количество митохондрий, в нем же располагается ядро клетки. В конце внутреннего сегмента, повернутого к свету, находится синаптический контакт с нервным волокном.

Молекулы родопсина пронизывают липидный бислой мембран зрительных дисков. Хромофорная группа родопсина расположена так, что вектор дипольного момента электронного перехода оказывается параллельным плоскости дисков, т. е. перпендикулярным направлению движения падающих фотонов. При такой ориентации хромофоров вероятность поглощения фотонов максимальна. Для нормальной фоторецепции очень важно, чтобы молекулы пигмента могли совершать быструю латеральную диффузию и находились в очень «мягком» окружении в мембране, так как молекулы пигмента после поглощения фотона претерпевают значительные конформационные перестройки. Низкая вязкость липидного слоя обусловлена очень высоким (до 50%) содержанием полиненасыщенной докозагексеновой жирной кислоты (22 :6 — 22 атома углерода, 6 ненасыщенных двойных связей). Однако по этой же причине в липидах мембран могут легко активироваться процессы пероксидного окисления, что, по-видимому, лежит в основе ряда заболеваний глаз.

Зрительный пигмент родопсин — сложный белок. Он состоит из гликопротеидной части — опсина и хромофорной группы — рети-нальдегида, или просто ретиналя. Ретиналь может иметь несколько пространственных изомеров, например 9-г/мс-ретиналь, 11 -цис-ретиналь, полностью-т/?аноретиналь и др. Вся совокупность фотохимических превращений родопсина зиждется на двух фундаментальных явлениях. Во-первых, ретиналь под действием света способен переходить в различные цис-транс-изомеры, наиболее важные из которых (11 -цис- и полностью-т/?аноретиналь) изображены на рис. 8.1. Во-вторых, только одна из этих изомерных форм, а именно 11-г/мс-ретиналь, структурно соответствует центру связывания ретиналя на опсине и образует с ним прочный комплекс. Другие изомеры таким соответствием не обладают и комплекс хромофор — белок непрочен.

8.2. дак>77>аж>Фотоизомеризация ретиналя

Молекула ретиналя содержит длинную систему сопряженных двойных связей, а так как вращение вокруг двойной связи невозможно, то молекула хромофора — плоская. Поглощение света ретиналем приводит к л— л *-электронному переходу. Напомним, что в органических молекулах л-орбитали (основное состояние) связывающие, а л *-орбитали (электронно-возбужденное состояние) являются разрыхляющими (см. разд. 4.3). Поэтому после поглощения фотона л-связь разрывается и две части молекулы ретиналя поворачиваются вокруг освязи (рис. 8.2 и 8.3).

147 Возвращение молекулы в основное состояние происходит в одной из двух точек вырождения, когда энергии основного и возбужденного состояний равны, после чего молекула опять становится плоской.

Если потенциальные кривые симметричны относительно вертикальной оси, проведенной при угле поворота 90°, то поглощение фотона такой молекулой приведет к образованию либо исходной цис-, либо новой транс-формы с вероятностью 50%. Однако у ретиналя это не так: 11-г/мс-изомер за счет перекрывания метильной группы у 13-го углеводородного атома и водорода у 10-го С-атома слегка перекручен. Этому изомеру, подобно сжатой пружине, легче перейти в ортогональное положение, чем к транс-форме. Соответственно, по стерическим причинам образование транс-формы более вероятно, чем г/мс-формы.
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 79 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама