Publications
ПУБЛИКАЦИИ
Permeability of biomolecular phospholipid membranes to lipid-soluble ions
Проницаемость бимолекулярных фосфолипидных мембран для жирорастворимых ионов
Permeability of biomolecular phospholipid membranes to lipid-soluble ions
1969
Biophysics
1969
Биофизика
1969
Biophysics
V. 14, № 3, 452-461
V. 14, № 3, 452-461
Abstract
Abstract
АННОТАЦИЯ
АННОТАЦИЯ
1. The bimolecular phospholipid membrane соnduсtаnсе is inсгеаsеd bу аddiпg to aqueous solutions separated bу membrane of tetraalkylammonium (or phosphonium) salts, sodium tatraphenylborate and caesium phenyldicarbaundecaborane.
2. Membrane conductance in the presence of these substances is соnnесtеd оn the whole with а direct passage of these lipid-soluble ions through the membrane.
3. The studied аniоns penetrate bimolecular membrane significantIy better thаn the cations. This fact is accounted for bу the distribution coefficients of ions between lipid phase of membrane and water (the distribution coefficient is ~104 for anions and ~1 for cations).
4. The membrane permeability for cations and the distribution coefficient of cations between the membrane and water increase when adding smalI quantities of lipid soluble anions to а water soIution.
5. А supposition is made that besides the negative surface charge bimolecular membranes have а positive inner charge.
б. Stationary current-voltage characteristics of the membrane in the presence of lipid-soluble ions have а saturation current. Unstationary curves in the presence of sodium tetraphenylborate and caesium phenyldikarbaundecaborane have а negative resistance region.
7. The stationary N-type current-voltage characteristics of the membranes mау arise when both forms of carriers have а charge of the same sign.
8. The method is suggested for determination of the charge sign of such mobile carriers inside the membranes.
9. Decachlorobaren at рН 12-13 тау serve as ап example of Н+ carriers with both negatively charged forms. The positively charged Н+ carriers are formed in the bimolecular membranes when the bulk lipid solution contains tetrachloro-2-trifluoromethylbenzimidazole (~1 mg/ml) and aqueous solution contains 10-6-10-5 М CuS04 and 10-4-1 М hydroxylamine chloride (рН 5,5-6,5).
Проводимость бимолекулярных мембран увеличивается при добавлении в водные растворы, окружающие мембраны, солей четырехзамещенного аммония, тетрафенилборнатрия или фенилдикарбаундекаборана цезия. Проводимость мембран в присутствии этих вещест всвязана с прямым проходом через мембрану жирорастворимых ионов. Изученные анионы проникают через мембраны значительно лучше катионов из-за гораздо более высокого коэффициента распределения между липидной фазой мембраны и водной средой (для анионов коэффициент распределения ~ 104, для катионов ~ 1). В присутствии малых количеств анионов проницаемость бимолекулярных мембран для катионов, а также коэффициент распределения катионов между мембраной и водой значительно возрастают. Высказано предположение, что помимо отрицательного поверхностного заряда бимолекулярные мембраны имеют внутренний положительный заряд. Стационарные вольт-амперные характеристики бимолекулярных мембран в присутствии жирорастворимых ионов имеют предельный ток, а нестационарные характеристики в присутствии тетрафенилборнатрия и фенилдикарбаундекарборана цезия имеют участок с отрицательным сопротивлением. Стационарные вольт-амперные характеристики мембран с падающим участком могут возникать, если свободные и связанные с ионом формы подвижных переносчиков одноименно заряжены. Предложен способ определения знака заряда одноименно заряженных подвижных переносчиков в мембране. Примером переносчиков Н+, у которых обе формы заряжены отрицательно, может служить декахлорбарен при рН 12-13. Переносчики с положительно заряженными формами образуются При введении в липидный раствор, из которого получают мембраны, тетрахлор-2-трифторметилбензимидазола (~1 мг/мл) , а в водные растворы с рН 5,5-6,5 сульфата меди (10-6-10-5 М) и гидроксиламина (10-4-1 М).
Проводимость бимолекулярных мембран увеличивается при добавлении в водные растворы, окружающие мембраны, солей четырехзамещенного аммония, тетрафенилборнатрия или фенилдикарбаундекаборана цезия. Проводимость мембран в присутствии этих вещест всвязана с прямым проходом через мембрану жирорастворимых ионов. Изученные анионы проникают через мембраны значительно лучше катионов из-за гораздо более высокого коэффициента распределения между липидной фазой мембраны и водной средой (для анионов коэффициент распределения ~ 104, для катионов ~ 1). В присутствии малых количеств анионов проницаемость бимолекулярных мембран для катионов, а также коэффициент распределения катионов между мембраной и водой значительно возрастают. Высказано предположение, что помимо отрицательного поверхностного заряда бимолекулярные мембраны имеют внутренний положительный заряд. Стационарные вольт-амперные характеристики бимолекулярных мембран в присутствии жирорастворимых ионов имеют предельный ток, а нестационарные характеристики в присутствии тетрафенилборнатрия и фенилдикарбаундекарборана цезия имеют участок с отрицательным сопротивлением. Стационарные вольт-амперные характеристики мембран с падающим участком могут возникать, если свободные и связанные с ионом формы подвижных переносчиков одноименно заряжены. Предложен способ определения знака заряда одноименно заряженных подвижных переносчиков в мембране. Примером переносчиков Н+, у которых обе формы заряжены отрицательно, может служить декахлорбарен при рН 12-13. Переносчики с положительно заряженными формами образуются При введении в липидный раствор, из которого получают мембраны, тетрахлор-2-трифторметилбензимидазола (~1 мг/мл) , а в водные растворы с рН 5,5-6,5 сульфата меди (10-6-10-5 М) и гидроксиламина (10-4-1 М).
1. The bimolecular phospholipid membrane соnduсtаnсе is inсгеаsеd bу аddiпg to aqueous solutions separated bу membrane of tetraalkylammonium (or phosphonium) salts, sodium tatraphenylborate and caesium phenyldicarbaundecaborane.
2. Membrane conductance in the presence of these substances is соnnесtеd оn the whole with а direct passage of these lipid-soluble ions through the membrane.
3. The studied аniоns penetrate bimolecular membrane significantIy better thаn the cations. This fact is accounted for bу the distribution coefficients of ions between lipid phase of membrane and water (the distribution coefficient is ~104 for anions and ~1 for cations).
4. The membrane permeability for cations and the distribution coefficient of cations between the membrane and water increase when adding smalI quantities of lipid soluble anions to а water soIution.
5. А supposition is made that besides the negative surface charge bimolecular membranes have а positive inner charge.
б. Stationary current-voltage characteristics of the membrane in the presence of lipid-soluble ions have а saturation current. Unstationary curves in the presence of sodium tetraphenylborate and caesium phenyldikarbaundecaborane have а negative resistance region.
7. The stationary N-type current-voltage characteristics of the membranes mау arise when both forms of carriers have а charge of the same sign.
8. The method is suggested for determination of the charge sign of such mobile carriers inside the membranes.
9. Decachlorobaren at рН 12-13 тау serve as ап example of Н+ carriers with both negatively charged forms. The positively charged Н+ carriers are formed in the bimolecular membranes when the bulk lipid solution contains tetrachloro-2-trifluoromethylbenzimidazole (~1 mg/ml) and aqueous solution contains 10-6-10-5 М CuS04 and 10-4-1 М hydroxylamine chloride (рН 5,5-6,5).
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