Обсуждается влияние воды на динамику биологических структур в связи с их функцией и эффективностью процессов, в том числе процессов фотосинтеза, а также механизмы влияния состояния воды и ионов кальция на регуляцию метаболизма на клеточном уровне, механизмы чувствительности клеточных процессов к слабым воздействиям, в том числе, ЭМП низкой частоты, связь между регуляцией и устойчивостью биологических систем и другие вопросы роли воды. <...> Состояние воды в гетерогенных (дисперсных) системах (по данным различных физических методов) . <...> Состояние воды в биологических системах по данным метода ЯМР 22 1.5. <...> Особенности пространственной структуры глобулярных белков и влияние на нее воды . <...> Влияние воды на равновесие сил в пределах белковых макромолекул 37 2.5. <...> Динамическая структура глобулярных белков и ее связь с функциональными характеристиками белков . <...> Динамическая структура белков и методы ее изучения . <...> Роль воды в регуляции биологических процессов на клеточном уровне . <...> Сорбция–десорбция белков как фактор регуляции активности в клетке . <...> Состояние воды и биологическая активность (по данным исследований на семенах растений) . <...> Состояние воды и ее распределение в семенах пшеницы на начальных этапах их прорастания . <...> Особенности водного режима семян растений в процессе их созревания . <...> Влияние замораживания и высушивания на биологические структуры . <...> Многосторонний характер воздействия воды определяется не только такими факторами, как гидратация полярных групп и наличие гидрофобных эффектов, но и возможностью внедрения молекул воды в водородные связи внутри макромолекул и в мембранах, различием диэлектрических свойств у свободной и связанной воды, эффектами рН и ионной силы в водной среде и т. д. <...> И как результат всех перечисленных воздействий, в том числе, разнонаправленного характера, вода фактически определяет равновесие сил в пределах биологических структур. <...> С равновесием сил связано также появление <...>
Вода_и_ее_роль_в_регуляции_биологических_процессов..pdf
УДК 530
Интернет-магазин
http://shop.rcd.ru
• ф и з и к а
• м а т е м а т и к а
• б и о л о г и я
• н е ф т е г а з о в ы е
т е х н о л о г и и
Аксенов С.И.
Вода и ее роль в регуляции биологических процессов. — МоскваИжевск:
Институт компьютерных исследований, 2004, 212 стр.
Рассматриваются особенности и механизмы воздействия воды, определяющие
ее роль в регуляции метаболических процессов на различных уровнях организации
биологических систем — макромолекулярном, мембранном и клеточном.
Обсуждается влияние воды на динамику биологических структур в связи
с их функцией и эффективностью процессов, в том числе процессов фотосинтеза,
а также механизмы влияния состояния воды и ионов кальция на регуляцию
метаболизма на клеточном уровне, механизмы чувствительности клеточных процессов
к слабым воздействиям, в том числе, ЭМП низкой частоты, связь между
регуляцией и устойчивостью биологических систем и другие вопросы роли воды.
Features and mechanisms of influence of water are considered which determine
its role in the regulation of metabolic processes on different levels of organization
of biological systems — macromolecular, membrane and cellular. Influence of water
on the dynamics of biological structures in relation to their function and efficiency
of processes including the processes of photosynthesis. Mechanisms of influence of
state of water and calcium ions on the regulation of metabolism on cellular level,
mechanisms of sensitivities of cellular processes to weak influences including low
frequency EMF, the relation between regulation and stability of biological systems
and other problems of role of water are discussed too.
ISBN 5-93972-306-3
c
- Институт компьютерных исследований, 2004
- С. И. Аксенов, 2004
c
http://rcd.ru
http://ics.org.ru
Стр.4
Оглавление
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ГЛАВА 1. Особенности структуры воды
и ее состояния в дисперсных системах . . . . . . . . . . . .
1.1. Особенности структуры и свойств воды . . . . . . . . . . . . . . .
6
8
11
11
1.2. Состояние воды в гетерогенных (дисперсных) системах (по данным
различных физических методов) . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3. Об интерпретации результатов физических методов в исследовании
состояния воды в биологических системах . . . . . . . . . . . 19
1.4. Состояние воды в биологических системах по данным метода ЯМР 22
1.5. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
ГЛАВА 2. Особенности пространственной структуры глобулярных
белков и влияние на нее воды . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1. Проблема связи между структурой и функцией белков . . . . . . . 28
2.2. Особенности структуры белков и их устойчивости . . . . . . . . . 30
2.3. О двойственном характере воздействия воды на структуру белков 33
2.4. Влияние воды на равновесие сил в пределах белковых макромолекул 37
2.5. Вода внутри белковых макромолекул . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.6. О самоорганизации и стабильности структуры белков в воде . . . 42
ГЛАВА 3. Динамическая структура глобулярных белков и ее
связь с функциональными характеристиками белков . . . . 46
3.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2. Динамическая структура белков и методы ее изучения . . . . . . 47
3.3. Метод ЯМР в исследовании динамики белков . . . . . . . . . . . 50
3.4. Исследование динамики белков методом спинового эха ЯМР . . . 53
3.5. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Стр.5
6
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 4. Влияние воды на динамические и некоторые функциональные
характеристики биологических мембран . . . . . 67
4.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2. Влияние воды на структуру, динамику и функцию фотосинтетических
мембран . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.2.1. Особенности гидратации фотосинтетических мембран . . . 70
4.2.2. Особенности влияния гидратации на динамику и функцию
фотосинтетических мембран . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.3. Сложный характер динамики биологически активных веществ
в мембранах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
ГЛАВА 5. Роль воды в регуляции биологических процессов на
клеточном уровне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.1. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.2. Роль динамики белков в регуляции процессов на клеточном уровне 91
5.3. О регуляторной роли ионов кальция в клеточных процессах . . . . 93
5.4. Об эффектах «динамики живой протоплазмы» . . . . . . . . . . . 95
5.5. Сорбция–десорбция белков как фактор регуляции активности
в клетке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.6. О роли состояния воды в клетке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.7. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
ГЛАВА 6. Состояние воды и биологическая активность (по данным
исследований на семенах растений) . . . . . . . . . . . 106
6.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.2. Состояние воды и ее распределение в семенах пшеницы на начальных
этапах их прорастания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.3. Особенности водного режима семян растений в процессе их созревания
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
ГЛАВА 7. Эффекты и механизмы чувствительности метаболических
процессов к слабым воздействиям (на примере чувствительности
к ЭМП низких частот) . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.2. Постановка задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.3. Влияние ЭМП-обработки на активацию эстераз . . . . . . . . . . 127
7.4. Влияние ЭМП обработки на изменение рН у зародыша семян пшеницы
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
7.5. Особенности эффектов ЭМП на разных стадиях прорастания семян
пшеницы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
7.6. Эффекты ЭМП-обработки семян пшеницы при их набухании в
растворах сахарозы с различным осмотическим давлением . . . . 141
7.7. Влияние длительного воздействия ЭМП на прорастание семян
пшеницы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Стр.6
ОГЛАВЛЕНИЕ
7
7.8. Обсуждение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.9. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
ГЛАВА 8. Влияние замораживания и высушивания на биологические
структуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
8.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
8.2. Эффекты на макромолекулярном уровне . . . . . . . . . . . . . . . 156
8.3. Эффекты на мембранном уровне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
8.4. Эффекты на клеточном уровне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
ГЛАВА 9. Процессы регуляции и надежность биологических систем
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
9.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
9.2. Процессы регуляции и особенности биосинтеза белков . . . . . . . 170
9.3. О динамическом характере устойчивости ДНК . . . . . . . . . . . 171
9.4. О двойственной роли иммунной системы . . . . . . . . . . . . . . 174
9.5. Об эффектах клонирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
9.6. О «нейтралистской» теории эволюции . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Стр.7