В. Эллиот, Д. Эллиот - Биохимия и молекулярная биология

Предисловие редакторов перевода Прошло уже около десяти лет с тех пор, как в нашей стране бьши изданы переводы лучших н мировой практике учебников по биохимии. За истекшее время в биохимии и - особенно! — а молекулярной биологии очень многое значительно изменилось. С'ейчас в России потребность в новых, современных учебных руководс гвах ощушаез ся так остро, как никогда. А между з ем излаз ельство нОхрогг) и белка» (ред. М. Бишоп, К Роулингс). По сути, впервые на русском языке представлено солидное руководсгво по биоинформатнке, которая ныне является одним из наиболее динамично развивакицихся разделов сонрсменной биохимии и молекулярной биологии.

1.е методы позволягот на основе генегической информации о первичной структуре макромолекул биологии ~т. е. общий курс биохимии, как принято 1оворизь у нас), но сгце и донести до читателя информацию о новейших достижениях в этой области. Сг)дон ~ы наверняка по досюинсзву оценят указания и рекомендации авторок с каким материалом слелуе~ просто познакоми гься, а какой — многокрспио и вд) ичиво прорабогап,. Биохимия и в особенносзи молекулярная биология приншзлежтп к тем отраслям есгеспзенньж наук, где накопление новых научных данных, заставляющих подчас пересмотреть сложившиеся за дошие годы представления, происходит особенно быстро. Ногпому оперативное издание новых учебных пособий по спим дисцип- полагая, цо-видимому; что предшссзвуктщийз курс био органической химии у студентов даром не пропал.

Некоторая конспективносз ь о пзельных разделов компенсир)- ется широзой охвата рассмагриваемых вопросов оз зргшиционных лля курса биохимии ргыделов — до проблем фол,ц1нга белка и мезодов ~ енной инженерии. Мы уверены, чзо эта книга окажется весьма полезной для студентов и биолог ических, и медицинских вузов. Е примеру, з акие вопросы, как роль прионов в развитии нейродегенераз наных заболеваний или же механизмы действия антилейкемических препаратов, имекж вюкное значение не только для медиков, а полимеразная цепная реакция (и ее диа~ ною ические возможности! ) заинтере- Предисловие к английскому изданию На книга предназначается для сгуденгов, изу лающих биологию и медицину, козорые еще только начннаюз осваивать серьезный курс биохимии и молекулярной бзиологин.

Приступая к изучению молекулярных основ ж>пни, мы с талкиваемся с по гги бесконечной послеловагельносп,ю химических превращений и механизмов. Нсе мо, приводязся раздельно. Ъз же самое относится и к некоторым другим разделам, где болылая часгь магернала получена прн исследовании прокариот. Мы постаралззсь включи ~ ь в наш учебник как можно больше различных гипотез, коз орые так илн иначе объясняют общебиологическое значение рассмогренных молекулярных сис гсм. Нель метаболические пу ги транспорз а, распределены гю отдельным подтемам и снабжены лаконичными комментариями.

Большинство из них нетрудно найти в библиотеках. Ксзаыь в главах, посвященных молекулярной биологии, списки дополни т ельной шпературы значзпельно длиннее, что отражас г современный уровеныштснсивности исследований в данной области науки. И даже просгое знакогасзво с такими списками способно расширить крузозор читателя по интересуюшему его вопросу. Мы надеемся, чзо издание фундаментального учебника с таким подробным изложением базисного ма ~ериала предоставит преподавателям г|рекраснун) возможносзь сконцензрировазь свои усилия на зсх областях преллзста, которые особенно важны для читаемых ими курсов.

Д Эллиот, о. Эллиот Анелиными, сорель 1996: 'Б ь з 1 « " „»',, '„' ' « «, "' ' и 4й 'Б з '„ "„й ",""'" "з'"„ч1 ° "',"", ''з' я," ""'",.~ л'"" -"', '" '»";"й'," 'о '"'" й ~ " ' » й о'з',йс Р зи Благодарности Мы глубоко признательны за пенные советы и критичес кис замечания по отлельным главам книг и нашим высо ко пимым коллегам, чьи имена перечислены ниже Доктор М. АЬЬеу (Эбби), !Эгыыоп о1 Ншпап Хогг!г!оп СЯ1КО, Аг(е!аи1е, Бонгб Аоьгга1!а (Австралия) Доктор). А. Вегг)ег1 (Берлеи), Е. С.

Яагег !панно!с, Нпгу ег Доктор(г. МаугЬобег(Мзйрхофер), ()срагггпспг об М!сгоЬю!ояу апг) !гппшпоЬбу, Ншъегвйу обАг)е1ан(с, БоогЬ А иьчга((а (Австралия) Профессор ). К Моиз воп (Моррисон), )гзЬп Сцепи ЯсЬоо! а( Майся! КевеагсЬ, Аогага1!ап )чанопа( ()пгтегмгу, Сапбегга, АоаггаЬап Сарпа! 1'сиз!осу (Австралия) Профессор Вь 1.. Хе1агзп (Нелсон), ()ераппзспг о( ВгосЬс- Нрофессор 3. М. >Уа!)ге>(Уолкер), !>!егаюп оГ В!оьс(епсеь, 1.:п>ъеглгу оГ НепГогг)аЬ>гс, (3 К (Вели кобр>п анпа) )!оюор Р %>(г(су (Ри>лп >, 1>враг>шел! об В>осЬеш>а(гу, Нп>- ьегьпу оГА»е!аде. Воо(Ь Ава(гайа (Австралия) Докюр К..! Н >У>!!!ашк (Уи>п,яме), Сагй!!' !пыцше оГ Н(Г(йсг Ег1псабоп, НК (Великобритания) )!оьтг>р А. К '>У(!)геа (Уилкс), ГлиЬ>зу !пьгише Гог Сансет Кеьеагсй, Ко>а! Ме!Ьоцгпе Нг>ар>га1, Ме!Ьоцп>с, У>с>она (Австралия) Докшр 3.

'>>ба) зсй (Уискич), 1)ерагггпегп оГ Вогану, 1)п>теггшу оГАг(е!аЫе, боШЬ Апкггайа (Австрия) Авторы выражаю! особук> благоларность доктору 1.. А. Вцгуоу пе (Ьер> г>!! н). В>о!ор!са) Вс>епсеы Р Ьпг(ега ()шкета((у о(' Воц(Ь Ацагга(!а, за терпеливое вычнтывание макета этой книги и ценные ъзмечания. А также Крису Ыз> ьк»у, под>оговившему макеты рисунков с использованием компькггерной графики, и Д >виду Керри за проведение компьютерною поиска литеразуры Авторы бла>одарны персоналу издагельс>ва ОлГогг) 1;п»ега>гу Ргеак за г>о>готовя> з>ои кнн> и И наконец но нс в послсдшою очередь! авторы п>убоко призна>ельны миссис Рос Мьюррел за ее высокий профессионализм и долгозерпение при подгоп>вке маши нописно> о варианта.>той кни> и.

Некоторые традиционные сокращенные обозначения соединений и единиц, используемые е данной книге ! !еречень нс являсгся но.шым и в большинс гас случаев в г скоте лри нервом упоминании каждое сокращенное обозначение приводи гся в скобках. А аленин А!з!' алеиозинлифосфаз А!.А — 5-аминолсвулиновая кислота !Р, !й! !б 1ЯК!' инози г г рифосфа г железоччвсгвигельный злемсгя инссрниониая лослсдовазельиос гь — сзимулируемые инзерфероном чувсзвигельные злемеигы Янус киназа (тгл г тирозинкиигыы! консз ан га Миха лагоа Химия, энергия и метаболизм глава Жизнь но химический процесс, включающий тысячи упорядоченно прозекаюших реакций.

Их называют метаболическнми реаициилзи или, обсбще~пкз, метаболизмом ! !о ному, изучая биохимию, вы встретитесь с множесзвом )но все же не с гысячами! ) химических уравнений, описываю|них наиболее существенные аспекты химин клюки. биохимические с ~раю ии, озобранные и огшлифо- не препятствую~ полному иргжеканию реакций рза исключением случаев, ком!а субсз риты и цродуьпы нахолягся в равновесных конпенграпиях; см ниже) г)о если реакпия ос~анавливастся после ~ого, как произошло минимальное превращение субстрата, то с ючки зрения жи и ни такая реакция не имеет значения Сначала определим, что имеется в виду под измене- в резугльгазе химических реакций. Чем больше молекул, ~ ем бельше их совокупная неупорнючеиносггн а следовательно, и знтропия системы. И ЛП, и Лз имею~ право голоса при решении вопроса. пойдет ли химическая реакция.

отрицательное ЛИ и положтггельное Л5 вместе даки ответ «да», положительное,ЛЛ н отрицательное А~' аз вен кнег». Гели же изменения знтальпии и знтропии именп одинаковыс знаки, их влияние противотполажло, и вопрос решается сравнением их величин. Росз нирошш как движущей силы процесса можно проиллюстрировать на примере таяния льда в теплой ваде. Плавление льда происходит с попющением тепла Изменение свободной зпергии в ходе любого процесса важнейший ~срмодинамический параметр Иримещпельно к хилшческим процессам можно сформупироваз'ь общее правило: .тиничсския реакция про~пекле»~ лишь в с.л час Лбе О, т.с есть вусловнях, когда свобод»он знсргая продуктов реакции иваныче, чви исинхчыт всиггсзн в.

Изменение свободной энергии и обратимость реакций Вероятно, вам уже говорили, па многие химические аеаьиии р6патимьь Ото мажет азалдчитгь вррь тпгза Как правило, внутриклепзчный гидролиз, з е. реакции расшсплсння связей с учасгием молекулы воды, необратим атом смысле, по образование этих связей в клетках нс является резулшатом обрашения гидролиза. О том, насколько обратимы другнс внузрнклспзчные реакции, булез рассказано в главе о магвбзолизлге.

Итак. внутриклезочные реакции, сопровождающиеся незначительным изменением свободной энергии, могуч быль обратимы, причем нх напраазение зависит оз небольших и яиененнй концентраций учасз вукнцих метаболгппв. Иапршнв, прн значнзельном изменении свободной энергии метаоолические реакции идут в одном направлении н реально прогеканзт до полного заверше- кислота).

и г1брагпый (молочная кислота — эгликоген) ме- таболические пугн являнпся необратимыми. 1 ипичная мстаболнческая спгуацня может быль описана следую- шсй схемой: Л~ В С ~. ГЗ». б Г ~ Продукты На з~ой схелзс красными стрелками помечены необратимые реакции с болыппми по модулкз огрицазельны ми значениями Лс '. Чуть позже мы расскажем, как достигаезся пзсргсзическос обеспечение нсюгбра~имосги в обоих направлениях. И гак, стал ясен обшнй бнохилшческнй принцип. Всякнй рак кглк)п сшзнарнып хитгчегкци прог)сгтз трпк- ИЗ ЧЕГО СКЛаДЫВаЕтСЯ ВЕЛИЧИНа 2),6? Л,В.С П, змеренныхвусловняхравновесия,те.когда ||и к(пгнс|ирации перестали и|меня| ься.

Хотя нзхзенсгн|е свободной знерп|и при химической ре- 1С)117) акции, как узко отмечалось, непостоянно, в некоторых К', — —— ' !л!М определенных условиях, прина гых за стандарт ныс, велнчинаЛС7 является нос|санной Примем в качестве таких Связь между величинами Лбв и А'', описываезся ч сганларз ных условий концентрации всех веи|есзв-учлет- уравнением: ников 1,0 М, з ежи ературу 25' С н значе|ене р)1 7 О. Отвс- Лго.