Publications
ПУБЛИКАЦИИ
Ion transport through biomolecular membranes and classification of uncouplers of oxidative phosphorylation
Перенос ионов через бимолекулярные мембраны и классификация разобщителей окислительного фосфорилирования
Ion transport through biomolecular membranes and classification of uncouplers of oxidative phosphorylation
1968
Biophysics
1968
Биофизика
1968
Biophysics
V. 13, № 6, С. 1025-1035
V. 13, № 6, С. 1025-1035
Abstract
Abstract
АННОТАЦИЯ
АННОТАЦИЯ
1. Conductivity of ВРМ increases several orders when some Iipidsoluble substances binding the ions present in aqueous soIutions аrе added to aqueous solutions оr to lipid solutions in heptane. Conductivity increases with the concentration of these substances according to linear оr quadratic law.
2. When the carrier concentration is constant in aqueous soIutions, ВРМ conductivity depends оn the concentration оf the transported ion and has the maximum in the соnсеntration region corresponding to the binding of about оnе half of carriers оn the membrane surface with ions.
3. Transmembrane concentration gradient оf the penetrating ion or carrier charged: form initiates potential difference оn the membrane, which has the maximum in the same сoncentration region оf the transported ion as conductivity.
4. Volt-amper characteristics of the membranes are non-linear in the presence of the carrier. In solutions with low ion concentration and small buffer capacity the effects аrе observed which are associated with the diffusion overpotential in aqueous solutions nеаr the membrane surfaces.
5. In the presence оf some carriers and corresponding ions voIt-аmреr characteristics оf ВРМ show а region with negative resistance.
6. Direct passage of the carrier charged form through the membrane and а comparatively slow increase of conductivity with carrier concentration indicate that ions pass through the membrane not through the «pores» but on mobile carriers оr bу «relayrace» mechanism.
7. ВРМ conductivity highly increases when two carriers are present in aqueous soIutions - а positive and а negative оnе.
8. A hypothesis is suggested that selective transport of ions Х± through ВРМ is carried out with the help of charged Т± or uncharged Т carriers. Ions are bound with the carrier оn the membrane surfaces. The current is carried through the membrane bу the charged form Т± оr ТХ±. The uncharged form (Т or ТХ) diffuses according to the соncentration gradient. Оnе, two, оr more molecules of the carriers participate in the transfer of one ion.
9. The classification of known uncouplers of oxidative phosphorylation is suggested. It proceeds from the hypothesis that the uncoupling effect is associated with the shunting of mitochondria membrane. New types of uncouplers аrе predicted.
Фрагмент вступлния:
Проводимость бимолекулярных фосфолипидных мембран (БФМ) возрастает на несколько порядков при добавлении в водные растворы или в раствор липидов в гептане ряда жирорастворимых веществ, способных связывать ионы, присутствующие в водных растворах. Проводимость растет с концентрацией этих веществ по линейному или квадратичному закону. При постоянной концентрации переносчика в водных растворах проводимость БФМ зависит от концентрации переносимого иона и имеет максимум в области концентрации, соответствующей связыванию с ионами примерно половины переносчиков на поверхности мембран. Трансмембранный градиент концентрации проникающего иона или заряженной формы переносчика вызывает возникновение на мембране разности потенциалов, которая имеет максимум в той же области концентраций переносимого иона, что и проводимость.
Фрагмент вступлния:
Проводимость бимолекулярных фосфолипидных мембран (БФМ) возрастает на несколько порядков при добавлении в водные растворы или в раствор липидов в гептане ряда жирорастворимых веществ, способных связывать ионы, присутствующие в водных растворах. Проводимость растет с концентрацией этих веществ по линейному или квадратичному закону. При постоянной концентрации переносчика в водных растворах проводимость БФМ зависит от концентрации переносимого иона и имеет максимум в области концентрации, соответствующей связыванию с ионами примерно половины переносчиков на поверхности мембран. Трансмембранный градиент концентрации проникающего иона или заряженной формы переносчика вызывает возникновение на мембране разности потенциалов, которая имеет максимум в той же области концентраций переносимого иона, что и проводимость.
1. Conductivity of ВРМ increases several orders when some Iipidsoluble substances binding the ions present in aqueous soIutions аrе added to aqueous solutions оr to lipid solutions in heptane. Conductivity increases with the concentration of these substances according to linear оr quadratic law.
2. When the carrier concentration is constant in aqueous soIutions, ВРМ conductivity depends оn the concentration оf the transported ion and has the maximum in the соnсеntration region corresponding to the binding of about оnе half of carriers оn the membrane surface with ions.
3. Transmembrane concentration gradient оf the penetrating ion or carrier charged: form initiates potential difference оn the membrane, which has the maximum in the same сoncentration region оf the transported ion as conductivity.
4. Volt-amper characteristics of the membranes are non-linear in the presence of the carrier. In solutions with low ion concentration and small buffer capacity the effects аrе observed which are associated with the diffusion overpotential in aqueous solutions nеаr the membrane surfaces.
5. In the presence оf some carriers and corresponding ions voIt-аmреr characteristics оf ВРМ show а region with negative resistance.
6. Direct passage of the carrier charged form through the membrane and а comparatively slow increase of conductivity with carrier concentration indicate that ions pass through the membrane not through the «pores» but on mobile carriers оr bу «relayrace» mechanism.
7. ВРМ conductivity highly increases when two carriers are present in aqueous soIutions - а positive and а negative оnе.
8. A hypothesis is suggested that selective transport of ions Х± through ВРМ is carried out with the help of charged Т± or uncharged Т carriers. Ions are bound with the carrier оn the membrane surfaces. The current is carried through the membrane bу the charged form Т± оr ТХ±. The uncharged form (Т or ТХ) diffuses according to the соncentration gradient. Оnе, two, оr more molecules of the carriers participate in the transfer of one ion.
9. The classification of known uncouplers of oxidative phosphorylation is suggested. It proceeds from the hypothesis that the uncoupling effect is associated with the shunting of mitochondria membrane. New types of uncouplers аrе predicted.
chaimatics
Chaimatics
Discovery of links between the biology, physics and mathematics, and founding a new area of studies focused on computations in living systems are his life achievements. Efim Liberman gave the name of “Chaimatics” to this new area of science
I
DNA is the text of a code written for molecular computers of living cells. The notion of “Text” is intrinsically opposite to a random sequence of symbols, and it can exist only inside the system of language. In this case, it is a genetic language, which is isomorphic to a natural language
II
Computations conducted in a living cell are real physical actions, and free energy and time must be spent for completing them. As all living organisms are comprised of cells, this statement is applicable to any control processes implemented in the biosphere
III
Molecular computations are limited by the microscopic scale of a cell and inevitable impact of the computations on formulation of a problem begin solved. The Chaimatics grew from the recognition of the computation reality as the quantum mechanics grew from the recognition of the measurement reality.
IV
A cell creates а quantum computing tool for solving complex problems. This tool utilizes hypersound quanta, and uses the cell cytoskeleton as the computing environment. In such a computer, a price of elementary computation converges to the physical limit, which is Planck’s constant
Chaimatic's statements are simple, but they require a change in the traditional vision, rooted in scientific practice
Read a book
Chapter I
The journey of life in science
chaimatics
хаиматика
хаиматика
Итогом жизни в науке стало установление связей между биологией, физикой, математикой и новая область исследования, посвященная вычислениям в живых системах. Ефим Либерман дал имя новой науке: «Хаиматика»
I
ДНК – это текст программы для молекулярных компьютеров клеток. «Текст» по определению не случайная последовательность знаков и может существовать только внутри языковой системы. В данном случае это генетический язык, изоморфный естественному языку
II
Вычисление в живой клетке является реальным физическим действием и требует затрат свободной энергии и времени. Поскольку все живые организмы состоят из клеток, это относится ко всему управлению, которое осуществляется в биосфере
III
Молекулярные вычисления ограничены микроскопическим объемом клетки и принципиальной возможностью влияния вычисления на условия решаемой задачи: квантовая механика возникла из осознания реальности измерения, Хаиматика - из реальности вычисления
IV
Для решения сложных задач клетка создает устройство квантового вычисления, использующего кванты гиперзвука и клеточный цитоскелет, как вычисляющую среду. Цена вычисления в таком компьютере стремится к физическому пределу – постоянной Планка
Утверждения Хаиматики просты, но они требуют изменения традиционных представлений, принятых в научной практике
Читать книгу
Глава I
Как все начиналось
хаиматика