مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج

مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج


در سیستم‌های زیستی، کمپلکس‌های مولکولی بواسطه‌ تعداد زیادی از برهم کنش‌های غیر کووالانسی از قبیل پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای یونی تشکیل می‌شوند. اگر چه این برهم کنشها به تنهایی در مقایسه با پیوندهای کووالانسی ضعیف می‌باشند، لیکن تاثیر همزمان این پیوندها اغلب منجر به تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌شود. برهم کنش‌های پیچیده مابین انواع مولکولها، شناخت مولکولها و توانایی تقلید از پیوندهای طبیعی، دانشمندان را برای مدت زمان طولانی مشغول کرده است. این رویداد منجر به تشکیل رشته جدیدی با عنوان شیمی تقلید زیستی[1] شده است. اصطلاح تقلید زیستی به وضعی گفته می‌شود که در آن فرایندهای شیمیایی از یک فرایند بیوشیمیایی تقلید می‌کنند، تا اینکه ساختارها و مکانیزم سیستمهای زیستی شناخته شوند. دانشمندان در تلاش هستند که این دانش را به فنون سنتزی تبدیل کنند. یکی از این فنون سنتزی که در دهه اخیر مورد توجه واقع شده است، فن مولکول نگاری[2] می‌باشد

تاریخچه مولکول نگاری

در جهان به کرات اتفاق افتاده که یک پدیده موفقیت آمیز شروع ناامید کننده ای داشته است و عرصه علم هم از این امر استثناء نبوده و نیست. یکی از این مسائل علمی که شروع خوبی نداشته، روش مولکول نگاری می‌باشد.

برای اولین بار مولکول نگاری در سال 1930 میلادی بوسیله پولیاکف[1] در بدست آوردن افزودنی های گوناگون در یک ماتریس سیلیکا مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1940 میلادی لینوس پائولینگ (3) فرض کرد فرایندی شبیه مولکول نگاری مسئول انتخاب پادتن ها برای آنتی ژنهای مربوط شان می باشند (شکل 1-3). پائولینگ برای توجیه توانایی شگفت‌انگیز سیستم ایمنی بدن انسان در تولید پادتن‌های بسیار متفاوت، فرضیه‌ای را ارائه داد. برطبق این فرضیه بدن انسان واحدهای ساختمانی سریع‌العملی را در اختیار دارد که به محض حضور مولکول غیر خودی در بدن، این واحدها، مولکول غیر خودی (مهاجم) را محاصره کرده و با گروههای عاملی مناسب خود با آن برهم کنش می‌دهند و سپس در همان وضعیت به هم متصل شده و یک قالب مولکولی را برای مولکول مهاجم به وجود می‌آورند. تئوری فوق توسط فرانک دیکی[2] شاگرد پائولینگ، با انجام آزمایش هایی که جذب ویژه را برای چندین رنگ متفاوت در سیلیکا نشان می داد، تائید شد. امروزه مشخص شده است که پادتن ها بر اساس نظریه اختصاصی بودن پاسخ ایمنی تولید می شوند. بر اساس این نظریه، از برخورد هر یاخته با آنتی ژن مربوط، آن یاخته تکثیر می یابد و به مجموعه ای از یاخته های یکسان تبدیل می شود که فعالیت مشابهی را نشان می دهند، لذا نظریه تولید پادتن انعطاف پذیر در پاسخ به یک آنتی ژن اشتباه می باشد.

فهرست مطالب:
فصل اول: مقدمه
1-1- تئوری قفل و کلید
1-2- تاریخچه مولکول نگاری
1-3- روش های مختلف مولکول نگاری
مراجع

فصل دوم: اهمیت مولکولهای پذیرنده درعلم و تکنولوژی پیشرفته
2-1-مقدمه
2-2- پذیرنده های طبیعی
2-4- پذیرنده ها برای کاربردهای عملی
2-5- چرا روش مولکول نگاری اینقدر امید بخش است؟
مراجع

فصل سوم: اساس مولکول نگاری
3-1- مقدمه
3-2-ماکرومولکول ها (1)
3-2-1-ماکرومولکول های سنتزی
I- واکنشهای پلیمریزاسیون
A- پلیمریزاسیون رادیکالی
a- تحریکهای حرارتی
b- فعال کننده‌های فوتوشیمی
c- تشکیل مرحله اولیه بوسیله اجسام مولد رادیکالهای آزاد
B- پلیمریزاسیون یونی
a- پلیمریزاسیون کاتیونی
b- پلیمریزاسیون آنیونی
g- خاتمه فعالیت با افزایش متوقف کننده ها
3-3-تکنیکهای پلیمریزاسیون
3-4-قواعد اساسی مولکول نگاری
3-5- روش‌های مختلف مولکول نگاری
3-6- مزایا و معایب منتقوش پذیری غیر کووالانسی و کووالانسی
مراجع

فصل چهارم: روشهای آزمایشگاهی
فرآیند های مولکول نگاری
4-1- مقدمه
4-2- واکنشگر ها و فرآیند های آزمایشگاهی
4-2-1- مونومر های عاملی
4-2-2- مولکول الگو
4-2-3- عوامل اتصال دهنده عرضی
4-2-6- تأثیر زمان
4-3-منقوش پذیری کووالانسی
4-3-1- منقوش پذیری به وسیله استر های برونیک اسید
4-3-3- منقوش پذیری با استالهاو کتالها
4-3-4- منقوش پذیری با بازهای شیف
4-3-5- منقوش پذیری با پیوندهای S-S
4-3-6- منقوش پذیری با پیوندهای کئوردینه شده
4-4- منقوش پذیری غیر کووالانسی
4-5- مولکول نگاری تصنعی
مراجع

فصل پنجم: روشهای تجربی درارزیابی کارآیی منقوش پذیری
5-1- مقدمه
5-2- آزمایشات کروماتوگرافی
5-3- آزمایشات پیوند الگو به روش نا پیوسته
5-4- تعیین ثابت اتصال الگو
مراجع

فصل ششم: مطالعه اسپکتروسکوپی واکنشهای مولکول نگاری
6-1-مقدمه
6-2-ساختار کمپلکس در مرحله پیش پلیمریزاسیون
6-3-بررسی برهمکنش های الگو- مونومر توسط روش های اسپکتروسکوپی
6-4-بررسی برهمکنش های الگو- MIP
6-6- رابطه بین میزان K و کارایی مولکول نگاری
6-7 – ساختار سایت اتصال مولکول الگو
مراجع

فصل هفتم: شمایی از روش مولکول نگاری
7-1- مقدمه
7-2- انتخاب عوامل
7-2-1- مونومرهای عاملی
7-2-2-حلال پلیمریزاسیون
7-2-3- عامل اتصال دهنده عرضی
7-3- پلیمریزاسیون
7-4 پرکردن ستون HPLC با پلیمر منقوش
7-5- ارزیابی کمی کارایی منقوش پذیری
مراجع

فصل هشتم: کاربرد های مولکول نگاری
8-1- کاربرد های مولکول نگاری
8-1-2- تقلید گر های باند پادتن و پذیرنده
8-1-3- کاربرد های کاتالیستی و آنزیمی
8-1-4- حسگر های زیستی
8-1-6- پلیمر های منقوش پذیر به عنوان غشاء های سلولی
8-1-7- کاربرد مولکول نگاری در جذب انتخابی یون ها
8-1-8- پلیمر های منقوش پذیر برای تغلیظ انتخابی یون ها
8-1-9- کاربرد پلیمر های منقوش پذیر در جداسازی پپتیدها
8-2- مروری کلی بر کارهای انجام شده به روش مولکول نگاری
مراجع

فصل نهم: چالش ها و پیشرفت های اخیر
9-1- مقدمه
9-2- مولکول نگاری در آب
9-3- استفاده از دو نوع مونومر عاملی برای شناسائی مشترک
9-4- ژل معدنی به عنوان بستری برای مولکول نگاری
9-4-1- منقوش پذیری کووالانسی در ماتریس سیلیکا ژل
9-4-2- فیلم فوق نازک TiO2 به عنوان ماتریس برای فرایند منقوش پذیری (15و16)
9-4-3- سیلیکا ژل مارپیچ برای تکنیک مولکول نگاری (17)
9-5- آنزیم های مصنوعی (کاتالیزور مولکولی) برای تکنیک مولکول نگاری
9-5-1- ترکیب سایت های کاتالیزوری و سایت های اتصال سابستریت
9-5-2- پادتن کاتالیزی تهیه شده با استفاده از مرحله گذار آنالوگ
مثال 9-3: پادتن کاتالیزی به عنوان یک استرس مصنوعی
مراجع

خرید فایل

مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج

مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج

مقدمه
ما می دانیم در گازها ومایعات (نه جامدات) بیشتر مولکولها به طور تصادفی حرکت می کنند. هیچ مولکولی با مولکول اطرافش ارتباطی نداشته و هر طور که می خواهد رفتار می کند. کمپلکس های بین مولکولی فقط از طریق برخوردهای تصادفی به وجود آمده و عمر این کمپلکس ها بسیار ناچیز است و همچنین غلظت آنها در مایعات (یا گازها) تقریبا برابر صفر است. به هر حال، بعضی از مولکولها (مولکولهای پذیرنده) دقیقا بین یک مولکول و مولکول دیگر تفاوت قائل می شوند. آنها به صورت گزینشی جفت مولکولی خود را از میان تعدادی مولکول موجود در سیستم انتخاب میکنند و یک کمپلکس غیرکووالانسی با این مولکول می سازند. این کمپلکس ها به اندازه کافی پایدار بوده و غلظت تعادلی آنها قابل توجه است. دراینجا تمام مولکولها به جز مولکول جفت کاملا کنارگذاشته میشوند، درست همان طور که ما به سادگی دوستمان را حتی در شلوغی ورودی ایستگاه پیدا می کنیم و با او به رستوران میرویم. درکمپلکس های غیر کووالانسی همانند واکنش های آنزیمی, واکنش با حضور کاتالیزور اتفاق می افتد. این قدرت تشخیص میان مولکولها تشخیص مولکولی نامیده می شود.
در علم وتکنولوژی امروزی، اهمیت پذیرنده ها و تشخیص مولکولی به سرعت رشد کرده است. این رشد اساسا به این خاطر است که یک مولکول در حال حاضر یک واحد عملگر بوده و فقط نقش خود را ایفا میکند. برای ایجاد سیستمهای رضایت بخش تحت این شرایط، باید تعدادی مولکول را در شرایطی از پیش تعیین شده کنار هم بگذاریم و اجازه دهیم هر کدام کار خودش را انجام دهد. البته در اینجا همه مولکولها باید بدانند که مولکولهای مجاور آنها چه هستند، چه خصوصیات فیزیکوشیمیایی دارند و هر کدام از این مولکولها در هر لحظه چه می کنند. اخیرا روش مولکول نگاری برای فراهم آوردن پذیرنده های چند کاره که موثر و اقتصادی هستند توسعه یافته است. به طور کلی حرکات مولکولی در یک ساختار پلیمری ساکن شده و به همین دلیل آنها به طرز مطلوبی تثبیت شده اند. این شیوه، منحصر به فرد و چالش برانگیز است و در حال حاضر پیش بینی حوزه کاربردهای آن مشکل است. در این فصل پیرامون پذیرنده های طبیعی و مصنوعی بحث خواهیم کرد.
فصل اول
مقدمه
فصل دوم
اهمیت مولکولهای پذیرنده درعلم و تکنولوژی پیشرفته
فصل سوم
اساس مولکول نگاری
فصل چهارم
روشهای آزمایشگاهی
فرآیند های مولکول نگاری
فصل پنجم
روشهای تجربی درارزیابی کارآیی منقوش پذیری
فصل ششم
مطالعه اسپکتروسکوپی واکنشهای مولکول نگاری
فصل هفتم
شمایی از روش مولکول نگاری
فصل هشتم
کاربرد های مولکول نگاری
فصل نهم
چالش ها و پیشرفت های اخیر

خرید فایل

مولکول های پرانرژی چگونه برای تولید ترکیبات قندی یا کربوهیدرات ها مورد استفادة ‌گیاه قرار می گیرند

واکنش های تاریکی

در این بخش به این موضوع می پردازیم که مولکول های پرانرژی چگونه برای تولید ترکیبات قندی یا کربوهیدرات ها مورد استفادة ‌گیاه قرار می گیرند.

الف- چرخة کلوین: در سالهای بین 1946 تا 1953 سه تن از دانشمندان به نامهای ملوین کلوین، جیمز بشام و آندروبنسون راه متابولیکی تبدیل گازکربنیک به قند را در گیاهان کشف کردند. آنها این کار را از طریق پیگیری از بین رفتن گازکربنیک رادیواکتیو نشان دار در کشت های سلول های جلبک انجام داده اند. آزمایشهای اولیة کلوین نشان داد جلبک هایی که به مدتی که دقیقه و یا بیشتر در معرض گازکربنیک نشان دار قرار گرفته بودند، ترکیب پیچیده ای از متابولیت های نشان دار، شامل قندها و اسیدهای آمینه تولید کردند. با وجود این ، تجزیة جلبکی که 5 ثانیه در معرض گازکربنیک نشان دار قرار گفته بود نشان داد که اولین ترکیب پایدار رادیواکتیو فعال که در جلبک تشکیل گردید 3- فسفوگلیسرات یا PG3 بوده است که در ابتدا فقط از طرف گروه کربوکسیل (-COOH) نشان دار شده است. این نتایج بلافاصله این پیشنهاد را مطرح می سازد که PG3 توسط کربوکسیلاسیون یک ترکیب دوکربنه به دست آمده است. چنین مادة‌ پیش ساختی تاکنون کشف نشده است. چنانچه واکنش کربوکسیلاسیونی واقعاً اتفاق بیفتد فقط روی یک قند 5 کربنه به نام ریبولوز –5- فسفات یا RU5P انجام می گیرد.

در نتیجة کربوکسیلاسیون قتند 5 کربنة ریبولوز –5- فسفات، یک قند 6 کربنه به دست می آید که به دو ترکیب سه کربنه تجزیه می گردد و هر کدام از این ترکیبات سه کربنه به یک ملکول PG3 تبدیل می گردند. راه کلی این تغییر و تبدیل را که در شکل شمارة 219 نشان داده شده است، چرخة کلوین و یا جرخة احسایی پنتوز فسفات می نامند. این راه شامل کربوکسیلاسیونیک پنتوز، تشکیل ترکیبات قندی و بازیافت ریبولوز –5- فسفات یا Ru5P می باشد.

در جریان جستجوی یافتن کربوکسیلاسیون مادة مور اثر، ترکیبات حد واسط نشان دار فراوان دیگری کشف گردیدند. به عنوان مثال در مراحل اولیة راه،‌‏ فقط کربن های شماره 3 و 4 در قند 6 کربنة فروکتوز –1، 6- بیس فسفات یا FBP نشان دار هستند، ولی در مراحل بعدی تعداد کمتری از کربن های این قند نشان دار شده و شمارة ‌این کربن ها کمتر از ترکیبات قند در مراحل اولیة ‌راه است . مشاهدة جریان حرکت کربن نشان دار در انواع مختلف قندهای سه، پنج، شش و هفت کربنه ساختمان اصلی راه متابولیکی پیشندی کلوین را مشخص می کند که به طور کامل در شکل شمارة 219 آمده است. واقعیت بسیاری از واکنش هایی که قبلاً به صورت پیش بینی بیان شده بود در مطالعات بعدی آزمایشگاهی با استفاده از آنزیم های مختلف به تأیید رسیده است.

1-چرخة‌ کلوین در یک فرایند دو مرحله ای از گاز کربنیک GAP تولید می کند- چرخة کلوین را می توان به دو مرحله تقسیم کرد:

مرحلة اول- مرحلة‌ تولید (قسمت بالایی شکل شمارة‌219) که در آن سه مولکول ریبولوز –5- فسفات یا Ru5p با سه مولکول گازکربنیک برای تولید 6 مولکول گلیسرآلدئید –3- فسفات یا GAP وارد واکنش می شوند. در این واکنش های بیوشیمیایی 9 مولکول ATP و 6 مولکول NADPH مورد استفاده قرار می گیرد. طبیعت چرخه ای این راه متابولیکی باعث می شود که این فرایند بتواند به ازای هر سه مولکول گازکربنیک مصرفی، معادل یک ملکول گلیسرآلدئید –3- فسفات یا GAP تولید نماید. در این نقطه از راه متابولیکی یک مولکول GAP می تواند از چرخه خارج شده و در راههای دیگر متابولیکی مورد استفاده سلول قرار گیرد.

مرحلة دوم: مرحلة بازیافت ( قسمت پایینی شکل شمارة 219) که در آن اتم های کربن 5 مولکول گلیسرآلدئید –3- فسفات یا GAP باقیمانده ، شبه راه پنتوز فسفات، دریک سری از واکنش های بیوشیمیایی شرکت می کند تا اینکه در نهایت برای شروع مجدد چرخة، سه مولکول ریبولوز –5- فسفات تولید نمایند. این مرحله را می توان به چهار سری واکنش به صورت زیر تقسیم کرد. شماره واکنش ها با شمارة آنها در شکل شمارة‌219 مطابقت دارد:

به طور کلی می توان چرخة‌ کلوین را در معادلة سادة ذیل خلاصه کرد:

باید به این نکته توجه کرد که مرحلة‌دوم چرخة کلوین بدون استفاده از مولکول های پرانرژی ATP و NADPH انجام می گیرد.

اولین واکنش چرخة کلوین فسفوریلاسیون ریبولوز –5- فسفات یا RU5P به کمک آنزیم فسفوریبولوکیناز است که در این واکنش ریبولوز-5‌، 5- بیس فسفات یا RuBP تولید می گردد. بعد از کربوکسیلاسیون، مولکول RuBP مولکول 3- فسفوگلیسرات به دست آمده ابتدا به مولکول 1،3- بیس فسفوگلیسرات یا BPG تبدیل شده و سپس به GAP تبدیل می شود.

مرحلة دوم چرخة‌ کلوین با واکنش ایزومریزاسیون مولکول گلیسرآلدئید –3- فسفات به دی هیدروکسی استون فسفات یا DHAP توسط آنزیم تریوز فسفات ایزومراز آغاز می شود که این واکنش برعکس واکنش معروف شمارة 5،‌ راه گلیکولیز است. بعد از این واکنش،‌ دی هیدروکسی استون فسفات می تواند در مسیر دو راه یکسان وارد واکنش های بیوشیمیایی بعدی شود: واکنش ها شمارة ‌6 تا 8 و یا واکنش های شمارة 9 تا 11، واکنش های شمارة 6 و 9 از چرخة کلوین، واکنش های تراکم عامل آلدئیدی با دی هیدروکسی استون فسفات است که این واکنش ها به کمک آنزیم آلدولاز کاتالیز می شوند . نتیجة ‌آن اتصال دی هیدروکسی استون فسفات به یک آلدئید است. واکنش شمارة 6 همچنین برعکس واکنش شمارة 4، راه گلیکولیز است. واکنش های شمارة‌ 7 و 10 واکنش های هیدرولیز فسفات هستند که از هر کدام از این واکنش ها، یک مولکول فسفات معدنی Pi تولید می شود و این واکنش به ترتیب توسط آنزیم هایی به نامهای فروکتوز بیس فسفات از یا FBPase و سدوهپتولوز بیس فسفات از یا sbpASE کاتالیز می شوند. باقیماندة واکنش های چرخة کلوین توسط آنزیم هایی کاتالیز می شوند که در آن پنتوز فسفات نیز همین واکنش ها ار کاتالیز می نمایند. در واکنش های شمارة 8 و 11 که هر دو توسط آنزیم ترانس ستولاز کاتالیز می شوند،‌ یک واحد دو کربنة ستونی از یک قتند ستوزی به مولکول گلیسرآلدئید –3- فسفات منتقل می گردد و در نتیجه یک قند 5 کربنة ستوزی به نام گزیلولوز –5- فسفات یا Xu5P تولید می شود. در نتیجة انجام این واکنش ها فرآورده های دیگری نیز تولید می شوند که عبارتند از قند 4 کربنة آلدوزی به نام اریتروز –4- فسفات یا E4P که از واکنش شمارة 8 و ریبوز –5- فسفات یا R5P که از واکنش شمارة 11 به دست می آیند. قند اریتروز –4-فسفات یا E4P تولیدی در واکنش شمارة 8 به عنوان یکی از دو واکنش گر، وارد واکنش شماره 9 می شود. مولکول های گزیلولوز –5- فسفات یا Xu5P تولیدی در واکنش های شمارة 8 و 11 به کمک آنزیم فسفوپنتوزاپیمراز در واکنش شمارة 12 به ریبولوز –5- فسفات یا Ru5p تبدیل می شود. ریبوز –5- فسفات یا R5P به دست آمده از واکنش شمارة‌11 نیز به نوبة خود توسط آنزیم ریبوز فسفات ایزومراز در واکنش شمارة 13 به Ru5P تبدیل می شود و در نتیجه چرخة کلوین تکمیل می گیردد. از 11 آنزیمی که در چرخه کلوین فعال هستند، تنها سه آنزیم در بافت های حیوانی وجود ندارند که عبارتند از فسفوریبولوکیناز،‌ ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز و سدوهپتولوز بیس فسفاتاز یا SBPase .

2- آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز واکنش تثبیت گاز کربنیک را کاتالیز می نماید:

یکی از مهمترین آنزیم های جهان که واکنش تثبیت گازکربنیک را کاتالیز می نماید،‌ ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز یا RuBP carboxylase است، زیرا تقریباً تمامی حیات روی کرة زمین بستگی به فعالیت آن دارد. این پروتئین احتمالاً به علت پایین بودن راندمان کاتالیزوری بستگی به فعالیت آن دارد. این پروتئین احتمالاً به علت پایین بودن راندمان کاتالیزوری (Kcat تقریباً برابر )، حدود 50 درصد پروتئین های برگ را تشکیل می دهد،‌ بنابراین فراوان ترین نوع پروتئین در عالم حیات است . آنزیم ریبولوز بیش فسفات کربوکسیلاز در گیاهان عالی و اغلب موجودات ذره بینی فتوسنتزی از 8 زیر واحد بزرگ (L) (477 باقیماندة اسیدهای آمینة‌ در برگهای توتون) رمز گشایی شده توسط DNA کلروپلاست و 8 زیر واحد کوچک (S) (123 باقیماندة‌ اسید آمینه) رمزگشایی شده توسط ژن موجود در هسته، تشکیل شده است و این آنزیم را با نشان می دهند. مطالعات اشعة X که از این آنزیم توسط کارل-ایواربراندن و دیوید ایزنبرگ انجام گرفته است، نشان می دهد که آنزیم تقارن یک منشور مکعبی را دارد. زیر واحد بزرگ آنزیم از یک زنجیر پلی پپتیدی با ساختمان غالب بتا و یک ساختمان فنری شکل حاوی جایگاه فعال آنزیم،‌ تشکیل شده است (شکل شماره 220). وظیفة زیر واحد کوچک آنزیم هنوز مشخص نشده است.

راهکار پذیرفته شدة‌ نحوة عمل آنزیم RuBP کربوکسیلاز که در حد وسیعی توسط خود کلوین مشخص شده بود در شکل شمارة‌221 نشان داده شده است. در اولین واکنش آنزیم، یک پروتون از کربن شمارة‌3 ریبولوز بیس فسفات جذب می کند. این واکنش که محدود کنندة سرعت عمل آنزیم است مولکول اندیولات تولید می کند که این مولکول در حملة هسته دوستی به مولکول گازکربنیک شرکت می کند. در نتیجة این واکنش، ملکول بتاستواسید به دست می آید که بالافاصله از کربن شمارة‌4 مورد حملة آب قرار می گیرد و به یک ترکیب 6 کربنه حد واسط تبدیل شده که این ترکیب به دو مولکول سه کربنه شکسته می شود . محصول نهایی این فرایند دو مولکول 3- فسفوگلیسرات یا PG3 است. نیروی محرکة تولید مولکول های PG3 واکنش تجزیه ترکیب حدواسط بتاستواسید می باشد که این واکنش می تواند در شرایط استاندارد و PH فیزیولوژیک (7=Ph) انرژی معادل 1/35 کیلو ژول بر مول تولید نمید.

شکل شمارة‌220 نشان می دهد که پروتئین دارای ساختمان چهار بعدی است و محورهای چهارتایی آن به طرف بیننده می باشد. همچنین ساختمان یک زیر واحد بزرگ پروتئین را نشان می دهد که در آن دو نوع پروتئین و دو قسمت غالب پروتئین را تشکیل می دهند.

واکنش ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز از طریق تولید یک ترکیب حد واسط اندیولات انجام می گیرد که با شرکت در یک حملة ‌نوکلئوفیلی به گاز کربنیک یک بتا ستواسید تولید می گردد.

آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز برای فعالیت، نیاز به یون منیزیم دارد و احتمالاً در پایدار کردن بارهای منفی که در جریان کاتالیز تولید می شوند، شرکت می کند. یون منیزیم همچنین با یک گروه مهم کاتالیزوری به نام گروه کاربتامات (-NH-COO-) پیوند می یابد.

3- گلیسرآلدئید-3- فسفات پیش ساخت گلوکز –1- فسفات و سایر فراورده های بیوسنتزی است.

مجموعة واکنش های چرخة کلوین را می توان در معادلة ذیل خلاصه کرد:

محصول اولیة ‌فتوسنتز، یعنی گلیسرآلئید –3- فسفات در راهای متنوع متابولیکی خارج و یا داخل کلروپلاست مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال به کمک آنزیم های دیگر راه کلوین، این مولکول می تواند به فروکتوز –6- فسفات و سپس به کمک آنزیم های فسفوگلوکز ایزومراز و فسفوگلوکومیوتاز به گلوکز –1- فسفات تبدیل شود. گلوکز –1-فسفات، پیش ساخت قندهای دیگر در گیاهان به حساب می آید، که مهمترین این قندها عبارتند از ساکاروز (مهمترین قند حامل برای تحویل کربوهیدرات ها به سلولهای غیرفتوسنتزی)، نشاسته (پلی ساکارید اصلی ذخیرهای گیاه) و سلولز (سازندة‌ ساختمان دیوارة ‌سلولی سلول های گیاهی). با توجه به نوع گیاه و راه متابولیکی، مادة‌ مورد اثر آنزیم یعنی گلوکز –1-فسفات با تشکیل یکی از ترکیبات مانند –GDP,-CDP,-ADP و یا –UDP گلوکز فعال می شود. واحد گلوکز در نهایت به پایانة یک زنجیر پلی ساکاریدی در حال رشد اضافه می گردد.

ب- کنترل چرخة کلوین: گیاهان در طول روشنایی روز، انرژی مورد نیاز خود را از طریق انرژی نوری و انرژی واکنش های فتوسنتز که در پناه نور (تاریکی) انجام می گیرند تأمین می کنند و در طول شب و تاریکی، مانند سایر موجوات زنده،‌ باید از انرژی ذخیره ای خود برای تولید مولکول های پرانرژی مانند ATP و NADPH از طریق راههای متابولیکی گلیکولیز، فسفوریلاسیون اکسیدی و پنتوز فسفات استفاده کنند. به علت اینکه استرومای کلروپلاست حاوی آنزیم های راه گلیکولیز، پنتوز فسفات و همچنین چرخة کلوین است، بنابراین باید یک راهکار کنترل حساس به نور در استروما باشد تا از هدر دادن محصولات فتوسنتز جلوگیری نماید.

مطالعات نشان می دهد که کنترل مواد ورودی به یک راه متابولیکی از طریق تنظیم فعالیت آنزیم مربوط به واکنش هایی انجام می گیرد که از حالت تعادل، بسیار فاصله دارند‌، یعنی تغییرات انرژی آزاد آنها بسیار منفی است. از جدول شمارة‌37 می توان چنین استباط کرد که بهترین واکنش هایی که می تواند در کنترل چرخة کلوین دخالت نمایند واکنش های شمارة 2، و 10 از شکل شمارة 219 می باشند که به ترتیب توسط سه آنزیم RuBP کربوکسیلاز، FBPase و SBPase کاتالیز می شوند. در حقیقت راندمان کاتالیزری این سه آنزیم در شرایط موجود زنده از یکدیگر متفاوت می باشد.

فعالیت آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز بستگی به سه عامل وابسته به نور دارد:

1- PH : در روشنایی به علت پمپ شدن پروتون از استروما به طرف حفرة داخلی تیلاکوئید، PH استروهمای کلروپلاست گیاه تقریباً از 0/7 به 0/8 افزایش می یابد. بهترین PH فعالیت آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز نزدیک به 8 است.

2- غلظت یون منیزیم: پروتون هایی که در اثر تابش نور به حفرة داخلی تیلاکوئید منتقل می شوند در مقابل باعث حرکت و خروج یون های منیزیم از حفرة داخلی به طرف استروما می گردند. یون های منیزیم خروجی از حفرة داخلی تیلاکوئید در تحریک فعالیت آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز دخالت دارند.

3- در بسیاری از گیاهان ترکیبی به نام –2 کربوکسی آرابینیتول –1- فسفات یا CA1P تولید می شود که این ترکیب از فعالیت ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز یا RuBP فقط در تاریکی جلوگیری می کند. (شکل شمارة 222).

آنزیم های FBPase و SBPaseبا افزایش PH و غلظت یون منیزیم و همچنین NADPH می شوند. تأثیر این عوامل توسط یک سیستم کنترل کنندة ثانویه که به پتانسیل اکسیداسیون و احیای استروما پاسخ می دهد، کامل می شود. یک نوع پروتئین با وزن مولکولی 12 کیلودالتون به نام تیوردوکسین که در اغلب انواع سلول ها وجود دارد، حاوی یکگروه دی سولفیدی سیستین(Cystine) می باشد که به وط برگشت پذیری احیا می شود. تیوردوکسین احیاشده، هردو آنزیم FBPase و SBPase را به کمک یک واکنش تعویض دی سولفیدی فعال می سازد (شکل شمارة‌223). سطح اکسیداسیون و احیای تیوردوکسین توسط دومین آنزیم حاوی دی سولفید به نام فرودکسین- تیوردوکسین رداکتاز ابقا می شود. این آنزیم به طور مستقیم به وضعیت و حالت اکسیداسیون و احیای فرودوکسین محلول پاسخ می دهد. اندازة‌ این پاسخ به میزان روشنای بستگی دارد. سیستم تیوردوکسین همچنین آنزیم فسفوفورکتوکییناز یا PFK را غیرفعال می سازد. این آنزیم مهمترین عامل انجام واکنش های متابولیکی گلیکولیز به حساب می آید. بنابراین در گیاهان، نور باعث تحریک چرخة کلوین می شود ولی از فعالیت گلیکولیز جلوگیری می نماید، در حالی که تاریکی اثر معکوس دارد و به همین علت معروف است که واکنش های فتوسنتزی تاریکی در تاریکی انجام نمی گیرند.

شکل شمارة‌223- نحوة عمل فعال سازی آنزیم های FBPase و SBPase به کمک نور، فتوسیستم I که در اثر نور فعال شده است فرودوکسین (Fd) محلول را احیا می کند.

شکل شمارة‌223 نشان می دهد که چگونه فردوکسین احیا شدة آنزیم فرودکسین- تیورودکسین رداکتاز را احیا می سازد و این آنزیم به نوبة ‌خود پیوند دی سولفیدی تیورودکسین را احیا می کند. تیوردوکسین احیا شده به کمک تعویض دی سولفید، یا بیس فسفاتاز غیرفعالی وارد واکنش می شود و در نتیجه این آنزیم کنترل کنندة چرخة کلوین را فعال می سازد.

ج- تنفس نوری: ازسال 1960 میلادی این موضوع شناخته شده بود که گیاهان در روشنایی از طریق یک راه متابولیکی، جدای از فسفوریلاسیون اکسیدی، اکسیژن مصرف می کند و گازکربنیک خارج می سازند. در حقیقت در سطح پایین گازکربنیک و سطح بالای اکسیژن، فرایند تنفس نوری بر تثبیت گازکرینیک از راه فتوسنتز برتری می یابد. اساس و پایة ‌پدپدة تنفس نوری غیر قابل انتظار است: اکسیژن و گازکربنیک به عنوان مواد مورد اثر آنزیم ریبولوز بیس فسفات کربوکسلاز با هم رقابت می کنند، به همین دلیل این آنزیم را همچنین ریبولوز بیس فسفات کربوکسیلاز- اکسیژناز یا روبیسکو نیز می نامند. در واکنش اکسیژناز،‌ اکسیژن با ماده مورد اثر دیگر آنزیم،‌ یعنی ریبولوز بیس فسفات ، وارد واکنش می گردد و مولکول های 3- فسفوگلیسرات یا pg3 و 2- فسفوگلیکولات را تولید می کند (شکل شمارة ‌224). 2- فسفوگلیکولات به کمک آنزیم های مخلتف در پراکسی زوم و میتوکندریون تا حدودی اکسید شده و به گاز کربنیک تبدیل می شود. بنابراین تنفس نوری، قسمتی از کارهای فرآیند فتوسنتز را بی اثر می سازد.

1- تنفس نوری،‌ مولکول های ATP و NADPH را از بین می برد- راه متابولیکی تنفس نوری در شکل شمارة‌ 225 نشان داده شده است . مولکول گلیکولات از کلروپلاست وارد پراکسی زوم یا گلی اکسی زوم می شود و در آنجا به کمک آنزیم گلیکولات اکسیداز اکسیده شده و به گلی اکسیلات و پراکسید هیدروژن تبدیل می گردد. پراکسید هیدروژن عامل اکسید کنندة خطرناکی است که به کمک یک آنزیم حاوی هم به نام کاتالاز به آب و اکسیژن تجزیه می شود. گلی اکسیلات می تواند در یک واکنش انتقال عامل آمین به گلیسین تبدیل شده و وارد میتوکندی گردد. در داخل میتوکندری دو مولکول گلیسین به یک مولکول سرین و یک مولکول گازکربنیک تبدیل می شود. این واکنش منبع تولید گازکربنیک در تنفس نوری به حساب می آید. اسید آمینة سرین مجدداً به داخل پراکسی زوم بر می گردد و در آنجا یک واکنش انتقال عامل آمینی، آن را به هیدروکسی پیرووات تبدیل می کند.

در ادامة راه متابولیکی تنفس نوری هیدروکسی پیرووات، در داخل پراکسی زوم، به کمک آنزیم هیدوکسی پیرووات رداکتاز، احیا شده و به گلیسرات تبدیل می شود. در داخل سیتوزول، گلیسرات فسفوریله شده و به 3-فسفوگلیسرات تبدیل می شود و این ترکیب مجدداً وارد کلروپلاست می گردد و در آنجا توسط چرخة کلوین به مادة اولیه، یعنی ریبولوز بیس فسفات تبدیل می گردد. نتیجة نهایی این چرخة پیچیدة تنفس نوری این است که مقداری از مولکول های پرانرژی ATP و NADPH که توسط واکنش های نوری فتوسنتز تولید شده بودند، بدون اینکه مورد استفاده گیاه قرار بگیرند، از بین می روند.

خرید فایل

دانلود مقاله مولکول اتیلن

  مقدمه: بعضی از ترکیبات آلی فقط شامل دو عنصر هیدروژن و کربن می‌باشد که به وسیله‌ی یک پیوند کووالانسی به یکدیگر متصل شده‌اند. به این ترکیبات آلی هیدروکربن‌ها می‌‌گوییم.در واقع هیدروکربن‌ها به، آلکان‌ها، آلکن‌ها و آلکین‌ها و همانند‌های حلقوی آنها (سیکلو آلکان‌ها و غیره) تقسیم می‌شوند. عده‌ی ترکیب‌های کربن‌ آن طوری که به نظر می‌رسد بینهایت است که تا کنون بیش از 000/000/3 از آنها شناخته شده است. در حال حاضر و در جامعه‌ی کنونی سالانه 100000 جسم جدید از اجسام طبیعی به صورت مجزا یا به همراه ترکیب‌ها تهیه می‌گردند.همانطور که گفتیم در هیدروکربن‌ها اتم‌های کربن توسط پیوند کووالانسی با اتمهای دیگر کربن پیوند داده شده است که امکان ایجاد مولکول‌هایی با 70 اتم کربن را که به صورت یک ز ...

دانلودمقاله مولکول و اکسیژن

       اتم اکسیژن فراوان ترین عنصر در پوسته زمین است و در اتمسفر و آب برای شکل‌های هوازی حیات مورد نیاز می باشد مخزن اکسیژن کره زمین نتیجه ساخته شدن آن از واکنش‌هایی مانند فتو سنتز است 37 EMOL و 1 EMOL=108 MOLES. فتوسنتز واکنشی است که در آن دی اکسیژن (2O‌) از آب آزاد می‌شود دی اکسیژن تقریبا بطور دائمی در تنفس استفاده می‌شود و بیشتر از آن جهت استفاده می‌شود که پذیرنده نهایی الکترون است. اتم اکسیژن در آنواع مولکولهای آلی بوسیله تنوعی از واکنش‌های آنزیمی (مانند اکسیژن ساز‌) و غیر آنزیمی ثابت می‌شود. موجودات بی هوازی هر چند از عهده اثر مخالف اکسیژن بر می آیند. در غلظت بالا‌تر از اکسیژن اتمسفر، دی اکسیژن ممکن است (2O‌) بازدارنده یا غیر فعال کننده آنزیم معینی باشد و یا اینکه ممکن است با CO2 برای ثابت شدن بوسیله 1، 5 – ...

پایان نامه مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج

فرمت:word(قابل ویرایش)تعداد صفحات:266 مقدمه: مفهوم برهم کنش مولکولی بسیار قدیمی بوده و بوسیله مؤسسات یونانی و ایتالیایی استفاده شده است. در نیمه دوم قرن نوزدهم، ظهور نظریه‌های مدرن در مورد این برهم کنش‌ها از میان آزمایش‌های واندروالس در مطالعاتش پیرامون برهم کنش‌های مابین اتمها در حالت گازی آغاز شد و در سال 1894، فیشر نظریه مشهور «قفل و کلید» اش را در مورد‌ روش برهم کنش سوبسترا با آنزیم ارائه&z ...

مقاله درباره مولکول های آنالیت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*   فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)   تعداد صفحه:3 فهرست و توضیحات: مقدمه مولکول های آنالیت وابستگی همان طور که در شکل 3-7 نشان داده شده طولی نمی باشد ، که با برپا کردن نواحی جذب سطحی متغیر می باشد . بنابراین حساسیتی که در (1-7) شرح داده شده ثابت نمی باشد . اما در سطوح متفاوت جذب سطحی LANGMUIR با فرض این که سیگنال Iنسبت به پوشش سطحی 5 متناوب باشد ، حساسیت S می تواند به این صورت باشد . به هر حال در شرایط عملی وسایل حسگر ما اغلب می توانیم دوره ی حساسیت را با دامنه ی تراکم مولکول های آنالیست که قابل اندازه گیری اند جایگزین کنیم و یا حتی با حداقل تراکم ثبت شده ی ممکن که می توان از سطح پارازایت   ( Noise Level) تشخیص داد را جایگزین کرد . شکل 3-7 خط هم دمای جذب سطحی  LANGMUIR در مقادیر متفاوت K تراکم مولکول های آنالیت را ...

دانلود تحقیق مولکول

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب* فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) تعداد صفحه :  4           فهرست تعریف مولکول اندازه هر مولکول مولکول آب شکل مولکول آب رقص مولکول ها پازل مولکولی بوی مولکول ها   مقدمه مولکول ، دسته‌ای از اتمهاست که با پیوندهای شیمیایی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. مولکول‌های یک عنصر ، یکسان و فقط حاوی اتمهای از یک نوع هستند. مثلا مولکول‌های گاز اکسیژن‌ از دو اتم اکسیژن تشکیل شده‌اند. مولکولهای یک ترکیب نیز یکسانند. اما در این مورد ، هر مولکول حاوی بیش از یک اتم است. مثلا در آب ، هر مولکول از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است.   ***********************************************************   برای دانلود این تحقیق ، به پایین همین صفحه رفته ، پس از پرداخت ملبغ میتوانید ...