СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ

Исследование состояния воды в объектах фотосинтеза

Изложенные выше результаты по прочности водородных связей воды в различных соединениях — органических и неорганических — нашли применение не только при из­учении механизма адсорбции воды на силанольных по­верхностях, но и при изучении состояния воды в биоло­гически важных соединениях.

Известно, что структурные изменения клетки — это главным образом структурные изменения внутриклеточ­ной воды, которая является основным по массе компо­нентом клетки. Это послужило причиной все возрастаю­щего интереса исследователей к изучению состояния и роли воды в биологических системах и живом организме [335, 336].

Огромную роль вода играет и в процессе фотосинте­за, являясь единственным "источником кислорода, выде­ляемого растениями. Разложение воды является первич­ным процессом фотосинтеза. Однако механизм его до на­стоящего времени не установлен. Несомненно, что он со­стоит из нескольких частей, от окисления воды до конеч­ного результата — выделения молекулярного кислорода. Промежуточные же стадии и система, окисляющая воду, пока неизвестны. Более того, окончательно не установ­лено даже, в какой форме происходит окисление воды.

Существуют различные точки зрения по этому вопро­су. Одни придерживаются мнения, что окисление ее про­исходит посредством гидроксильных групп, которые об­разуются за счет присоединения воды к карбонильной группе хлорофилла [337]:

/он

>С=0 + Н20 >С<

Х / Х)Н

Другие считают, что вода окисляется в виде гидрок - сильного иона [338] или гидроксильной группы [339].

Наконец, существует мнение, что вода разлагается в комплексе хлорофилл — вода, в котором она находится в виде недиссоциированных молекул [340].

Все сказанное является свидетельством того, что от­сутствует общепринятое мнение о процессе разложения и окисления воды при фотосинтезе, знание которых мо­жет пролить свет на выявление механизма фотосинтеза в целом.

Такой же вывод следует из краткого обзора по со­стоянию воды в хлорофилле, к которому мы переходим.

Состояние воды в хлорофилле

В настоящее время наиболее достоверным является по­ложение о том, что единственным источником кислорода, выделяющегося в процессе фотосинтеза, является вода. Существуют, однако, иные представления: выделение кислорода из углекислого газа [341] и возможность вы­деления кислорода фотосинтеза из ортофосфат-иона [342]. Последнее не подтвердилось при эксперименталь­ной проверке [343]. Первое предположение несостоятель­но ввиду полного совпадения изотопного состава кисло­рода фотосинтеза и кислорода воды (при условии тща­тельной очистки выделяемого кислорода от примеси уг­лекислого газа и кислорода воздуха [344]).

Таким образом, остается принять, что только при раз­ложении воды выделяется кислород фотосинтеза. Отсю­да следует важность проблемы изучения состояния воды при фотосинтезе.

Представляет интерес вопрос о роли пигмента и фер­ментных систем в процессе разложения воды. Из фер­ментов цитохром и флавин рассматриваются как воз­можные участники этого процесса [345, 346]. При этом цитохромная система либо осуществляет электронный перенос между системами хлоропластов, либо непосред­ственно участвует в окислении воды.

Что касается одного из наиболее важных вопросов — роли хлорофилла в процессе разложения воды, то его нельзя считать окончательно решенным.

По исследованию хлорофилла и его аналогов имеет­ся ряд опубликованных работ [344, 347—349], но они не затрагивали вопроса изучения взаимодействия воды с пигментом, формы вхождения воды в молекулу хлоро­филла. Лишь в последние годы, когда в химии и биоло­гии с успехом стали применяться физические методы ис­следования, в частности спектральные, которые служат надежным и мощным методом в решении структурных задач, появились подобного рода исследования.

Анализ ИК-спектров твердых пленок хлорофилла и его металлсодержащих аналогов привел авторов работы [350] к выводу о том, что наблюдаемая широкая полоса поглощения 3400 см~ расположенная в области харак­теристических частот колебаний ОН-связей, возмущен­ных водородной связью, относится к молекуле воды, свя­занной одновременно с двумя атомами азота пирроль - ных ядер пигмента.

ИК-спектры пленок хлорофилла, подверженных ва­куумной тренировке, изучались и в работе [351]. Было найдено, что для хлорофилла Ь вид спектра в области 3200—3600 см-1 существенно не изменялся. В то же вре­мя для хлорофилла а наблюдалось постепенное умень­шение и полное исчезновение этой полосы, которая вос­станавливалась обратимо при впуске паров воды. Авто­ры пришли к выводу, что молекулы воды в хлорофилле находятся не в свободном состоянии, причем с хлорофил­лом Ь они связаны более прочно.

Изучению прочности взаимодействия воды с хлоро­филлом, выявлению места такого взаимодействия, вы­яснению влияния связанной воды на спектральные свой­ства пигмента посвящена работа [352]. Для рассмотре­ния этих вопросов авторы использовали спектры погло­щения в инфракрасной и видимой областях, спектры флуоресценции. Качественно установлено, что связанная вода в хлорофилле а и Ъ имеет различную прочность. Ме­сто возможного взаимодействия хлорофилла а с водой — атомы кислорода циклопентанонного кольца.

Вопрос реакционной способности хлорофилла при изучении изотопного обмена его атомов водорода рас­смотрен ib работе [353]. Спектральное изучение дейтери - рованных хлорофиллов а и Ъ привело к выводу о высокой способности к изотопному обмену хлорофилла а по срав­нению с хлорофиллом Ъ.

Существование связанной воды обнаружено не толь­ко в хлорофилле а, Ь, но и в а--Ъ, а также в феофитине а + Ь [354]. На основании этого можно утверждать, что присутствие атама магния >в молекуле пигмента не явля­ется обязательным три (взаимодействии его с водой, что> подтверждает сделанный в работе [350] аналогичный вывод.

Вопрос о влиянии воды иа природу агрегации в хло­рофилле а и этилхлорофиллиде а разбирается в одной из последних работ [355], где на основании изучения ИК- спектрав этих веществ авторы полагают, что вода ic этил - хлорофиллидом связана как-то механически, Ib То время как с хлорофиллом а эта связь по природе очень специ­фична.

К выводу о существовании воды в связанном состоя­нии приходят и авторы еще одной работы [356] при изу­чении методом ЭПР свободнорадикальиых состояний в лиофилизованных тканях животного и растительного происхождения. Они (нашли, что для возникновения и ги­бели свободных радикалов необходимо наличие в клет­ках 10—11% связанной воды.

Из краткого изложения и сопоставления (результатов, содержащихся >в литературных источниках, становится ясно, что метод ИК-спектроскопии предоставляет боль­шие возможности для выяснения природы взаимодейст­вия хлорофилла с водой. Вместе с тем эти 'возможности не исчерпаны до конца, в частности, количественная оценка прочности связи пигмента с водой не установ­лена.

Отсутствует единая точка зрения в вопросе о способе координации молекулы воды В связи с этим (представля­ло интерес исследование состояния воды в хлорофилле, с тем чтобы в какой-то мере 'решить эта вопросы с по­мощью ИК-спектроскопии Это стало возможным только в результате детального изучедия природы и прочности взаимодействия воды с молекулами окружения в (раство­рах органических соединений и в кристаллогидратах

Энергия водородной связи воды в хлорофилле

В качестве объектов исследования использовались препа­раты хлорофиллов а и Ь, выделенные из крапивы по методу [357], чистота которых по мапнию и азоту состав­ляла 99,9±0,4%.

ИК-|Спектры были получены для кристаллических об­разцов, спрессованных с КВг в таблетки, а также для
твердых пленок (толщиной в несколько. микрон), полу­ченных выпариванием эфирных растворов пигментов (по методу, описанному в [351]).

Исследование состояния воды в объектах фотосинтеза

К сожалению, спектры пленок в области поглоще­ния воды представляют собой широкую слаборазрешен - ную полосу. Однако, несмотря на отсутствие в них отчет­ливо выраженного структурирования, при сопоставлении спектров пленок и таблеток обнаруживается сходство их между собой. Если же сопоставить спектры таблеток хло-

Рис 63 ИК спектры поглоще ния прессованных таблеток хлорофилла а (/) и хлоросрил ла Ь (2)

Рофилла а и хлорофилла Ь, то оказывается, что в области валентных колебаний воды для них наблюдается широ­кая полоса в интервале 3100—3600 см-1, которая в спек­тре хлорофилла b несколько смещена в область низких частот (рис. 63, 1 и 2).

Как и для кристаллогидратов, по частотам валентных колебаний воды, смещенных в результате образования во­дородных связей, был произведен (расчет энергии этих связей, результаты которого представлены в табл. 24.

Таблица 24

Энергия водородной связи воды (ккал) В хлорофилле а и Ь

Вид образца

Слабая связь

Сильная связь

А

Ь

А

Ь

Пленка Таблетка

2,7 2,6

2,7 2,9

5,4 5,0

6,1 5,8

Из приведенных данных прежде всего следует, что метод подготовки образцов (таблетка или пленка) не влияет на природу 'взаимодействия воды с пигментам, на прочность
образуемых ею связей. В пределах ошибок определения значения энергии связи совпадают для образца, приго­товленного в виде таблетки и тонкой пленки.

Кроме того, расчет показывает, что значение энергии более прочной связи молекулы. воды в хлорофилле а на 0,7—0,8 ккал меньше, чем в хлорофилле Ь, в то .время как значения энергии менее прочных связей для них совпа­дают.

Наши расчеты подтвердили ранее сделанные Ib рабо­те [352] выводы о том, что в хлорофилле Ь вода более прочно связана. Кроме того, на основании обратимых из­менений интенсивности полосы 1675 см~х (С = О...Н—О—) в спектре хлорофилла а при пуске паров H2O/D2O и их откачке авторами сделан вывод, что одним «з мест взаи­модействия пигмента с водой являются атомы кислорода циклопентанонного кольца.

Значения энергии водородной связи молекул воды, полученные расчетным методом, хотя и являются весьма приближенными, но также дают возможность определить место такого взаимодействия. Мы [рассчитали, что энер­гия связи воды с карбонильной группой для ацетона, на­пример, составляет 2,7, метилэтилкетона 2,5 ккал/связь. В случае хлорофилла же получилось значение энергии менее прочной связи молекулы воды 2,6—2,9 ккал/связь, Т. е. близкое к значению энергии связи С = О...Н—О—Н. Это позволяет очитать вполне оправданным предположе­ние о том, что вода может быть координирована атомом кислорода циклопентанонного кольца.

Следует, однако, отметить, что это не единственный вид ассоциации. Из табл. 24 видно, что величина энергии наиболее прочной связи воды в хлорофилле находится в пределах 5,0—6,1 ккал. Очевидно, эта энергия характе­ризует иную ассоциацию, чем типа С = О...Н—О—Н. Наи­более вероятным является предположение о существова­нии водородной связи воды с гетероатомом азота, входя­щим в структуру молекулы хлорофилла. Это основывает­ся на полученных нами данных об энергии взаимодейст­вия молекул воды с атомом азота, например, в пиридине или аминах. Она имеет примерно то же значение 5,0 ккал/связь для пиридина и ~5,8 ккал/связь для этил - амина (глава II, § 1).

К аналогичному выводу, хотя, на наш взгляд, недо­статочно обоснованному, пришли Сидоров и Теренин [350], анализируя ИК-спектры хлорофилла и его анало­гов. Основываясь на сходстве формы полосы (поглощения молекул воды, связанных с хлорофиллом (3400 см~х), с полосой жидкой ©оды (3400—3500 см-'), авторы пола­гают, что, как и в жидкой воде, при взаимодействии с хлорофиллом связываются водородной связью оба ато­ма водорода молекулы воды. Предположение о том, что местом присоединения молекулы воды следует считать два атома азота пиррольных ядер пигмента, подтверж­дается, по мнению авторов, тем, что полоса поглощения молекулы воды, связанной одновременно с двумя моле­кулами пиридина, также имеет сходство с полосой по­глощения жидкой воды.

То обстоятельство, что для взаимодействия воды с пигментом посредством водородной связи присутствие атома металла не является обязательным [350, 354], также свидетельствует в пользу данной интерпре­тации.

Следует отметить, что хотя предложенный Сидоровым и Терениным [350] способ координации молекулы воды одновременно к двум атомам азота хлорофилла по обеим ОН-связям (N...H—О—H...N) и возможен, однако не яв­ляется обязательным и единственно возможным. Пола­гать, что молекула воды присоединяется посредством ОН-связи только к карбонильной группе кислорода (С = О...Н—ОН) [352], на наш (взгляд, также не совсем верно. Такие способы координации возможны, вместе с тем возможны и другие:

С=Ю... Н—О—Н... N; С=0 .. Н—О—Н... 0=С;

N...Н—О—Н.

Более того, возможно образование ассоциатов вода — н

Нч )0

Вода типа )0 ... W. Такое заключение сделано Н/

Вследствие того, что в спектрах хлорофиллов, получен­ных нами, имеется полоса ~3450 см~ которая относит­ся к валентному колебанию ОН-групп молекул воды, свя­занных друг с другом водородной связью. Эта полоса, однако, в 'расчетах у нас не фигурировала. Тогда возмож­на координация молекулы воды одновременно к группе

С = О или атому азота, с одной стороны, и к соседней мо­лекуле воды—с другой:

С=0 ... Нч N... Нч

Н/ >0; н/ >0

W W

Это тем более верно, что в ряде работ [350, 354] отме­чалась активизирующая роль атома (металла, особенно Mg, при комплексообразовании хлорофилла с водой.

Полученных нами экспериментальных и расчетных данных, однако, недостаточно для какого-либо суждения относительно причин образования хлорофиллом b более прочных Н-связей с водой, чем хлорофиллом а.

Возможность дополнительного взаимодействия хлоро­филла b с водой благодаря наличию альдегидной (груп­пы (что привело бы « более прочной связи воды) являет­ся, на наш взгляд, маловероятной. Исходя из спектраль­ных проявлений водородной связи, неодинаково возму­щенным молекулам воды в ИК-спектре должны соответ­ствовать полосы с разными частотами. Взаимодействие воды с альдегидной группой пигмента привело бы тогда к появлению в спектре новой полосы, частота которой ха­рактеризовала бы прочность именно данного взаимодей­ствия. Мы же получили. результат, несколько отличный от описанного. Вероятнее всего, большую силу. взаимодейст­вия хлорофилла b с водой следует отнести за счет боль­шей протоноакцепторности этого пигмента, что зависит от электронного (строения молекулы. Наличие в молеку­ле хлорофилла b альдегидной группы приводит ik пере­распределению электронной плотности, возможно, таким образом, что усиливает протоиоакцепторные свойства ак­тивного электронодонорного центра, образующего Н - связь с водой. Несомненно, что для окончательного реше­ния вопроса необходимы дополнительные исследования.

Взаимодействие воды с биологически важными веществами

Все схемы первичного процесса фотосинтеза предпо­лагают, что при разложении воды непременными участ­никами процесса являются хлорофилл и вода. Кроме то­го, он протекает в присутствии целого ряда биологически важных соединений, таких, как микошнамиддинуклеотид (NAD), аденозиндифосфат (ADP), микотинамиддинук - леотидфосфат (NADP), неорганические фосфаты (Р), ци - тояром. На рис. 64 'представлена такая схема первичного акта фотосинтеза, предлагаемая Виттом [360]. Указанные соединения хотя и изображены на ней, между тем роль их, возможность взаимодействия с водой, влияние их при­сутствия на состояние воды неизвестны. Более того, в ли­тературе отсутствуют какие-либо указания на рассмот­рение т обсуждение этих вопросов. В то же время не

О? nadp-h2 atp

Рис. 64. Элементарная схема -------

Разложения воды по Витту хлоропласт свет [360]-------------- 1

Н;0 nadp adp Р

Исключена возможность того, что выяснение именно этих вопросов могло бы пролить свет на 'решение в целом про­цесса разложения воды.

Для изучения возможного взаимодействия воды были выбраны наиболее важные, неизменно присутствующие в процессе фотосинтеза готовые препараты ADP, NAD, NADP, Р, NAD-Иг, цитохрома. Взятые в кристаллическом состоянии, они прессовалась в таблетки с КВг. Чистоту соединений гарантируют фирмы: «Cyclochemical Corpo­ration» (Калифорния)—NAD, NAD-H2; «Boehringer»— NADP; «Reanab — ADP.

Сопоставим спектры поглощения хлорофилла а и Ь, с одной стороны, с ИК-спектрами исследованных ве­ществ — участников процесса фотосинтеза — с другой.

ИК-юпектр цитохрома с, в состав 'которого, как и в хлорофилл, входят порфириновые кольца, в области 3000—3700 см~1 совпадает оо спектром воды в хлорофил­ле а. В результате сходства их ИК-спектров в области валентных ОНнколебаяий все рассуждения, проведенные для хлорофилла (точнее хлорофилла а), оказываются справедливыми и для цитохрома с. Он образует с водой комплексы такого же типа, какие были предложены для хлорофилла а. Следует отметить, что соотношение интен - оивностей полос всего спектра несколько иное, чем в слу­чае хлорофилла а. Наличие полосы ~3450 см-1 с наи­
большей интенсивностью говорит о том, что в цитохраме С преобладают аосоциаты типа вода — вода.

Аналогично были проанализированы ИК-спектры ва­лентных колебаний воды в соединениях NAD-H2, NADP, NAD, ADP и Р (рис. 65). Данные по энергиям связей во­ды с Р04-анионом были взяты из полученных ранее (гла­ва III) результатов.

Для )всех названных препаратов в области поглоще­ния воды (3000—3700 см~х) располагаются также поло­сы N—Ннколебаний. Однако интерпретированные нами, согласно данным работы [361], частоты N—Н-колебаний из дальнейшего рассмотрения исключались. Для провер­ки достоверности интерпретации были дополнительно по­лучены ИК-шектры соединений, содержащих группы

У N, NH, NH2, а также их спектры при добавлении ма­лых количеств воды.

Полосы же поглощения валентных колебаний воды для всех соединений смещены в низкочастотную область по сравнению с хлорофиллом а и Ь. В связи с существую­щей зависимостью между прочностью образования моле­кулой воды водородной связи и смещением частоты ее ва­лентного колебания следует, что вода в указанных ве­ществах образует водородную связь более сильную, чем в хлорофилле. Проведенная оценка энергии Н-связи воды в анализируемых кристаллических веществах подтверди­ла это предположение. Результаты расчета сведены в табл. 25. Представленные в таблице значения энергии свидетельствуют о том, что в исследуемых соединениях существуют различные по прочности Н-связи воды.

Если сопоставить результаты, представленные в табл. 24, то ока­жется, что энергия более прочной Н-связи молекул воды в хлорофил­ле значительно меньше, чем тех же

Исследование состояния воды в объектах фотосинтеза

I

I

3800 3400 3000 V.см' "ы полосы связанной воды)

Рис 65 ИК-спектры поглощения неоргани­ческих фосфатов (1), никотииамидаденин - динуклеотидфосфата (2), аденозиндифосгра - та (3) и хлореллы (4) (стрелками показа-

Таблица 25

Частоты валентных колебаний воды, возмущенные водородными связями, и энергии Н-связей

Соединение

—1

V, см

Кюл

Более проч­ной связи

Менее проч­ной связи

Никотииамидаденинди-

Нуклеотидфосфат

(NADP)

3200-

-3230; 3355-

-3380

7,9—8,3

5,8-

-6,2

Никотинамидаденинди-

Нуклеотид (NAD)

3190-

-3215; 3350-

-3370

8,0—8,3

6,0-

-6,4

Никотинамидаденинди-

Нуклеотид восстано­

Вленный (NAD Н2)

3220-

-3240; 3350-

-3380

7,5-7,9

6,1-

-6,4

Аденозиндифосфат

(ADP)

3230-

-3250; 3360-

-3370

7,2—7,6

6,3-

-6,4

Неорганические фосфа­

8,4—8,9

Ты (Р)

3170-

-3210; 3380-

-3390;

4,3-

-4,5

3450-

-3460

5,5—5,6

Связей в приведенных в табл. 25 соединениях. Вторая энергетически менее прочная связь воды в этих соедине­ниях также является довольно сильной (в среднем 6,0 ккал). Найденным энер1иям, вероятнее всего, соответ­ствуют водородные связи вода — фосфат (так как они либо совпадают с энергией связи воды в неорганических фосфатах, либо близки к ней) или предположительно вода — азот в NAD и NADP (энергия Н—О—H...N, как указывалось ранее, в пиридине и аминах 5,0—6,0 Ккал/связь) [362].

Расчет энергии проводился, как и для хлорофилла, по частотам валентных колебаний воды, поэтому на рис. 65 в качестве примера представлено поглощение в этой спектральной области для некоторых соединений. Из ри­сунка видно, что в спектрах изученных кристаллических солей отсутствует полоса у ~3600 см~Следовательно, несвязанных ОН-групп в данных соединениях нет. В то же время в неорганических фосфатах существование та­ких групп вполне возможно, доказательством чего слу­жит наличие полосы при 3600 см~1. Можно, таким обра­зом, полагать, что в соединениях NAD, ADP, NADP мо-' лекула воды одновременно участвует в двух водородных

Связях за счет обоих атомов водорода. В связи с тем, что энергия этих Н-связей то обеим ОН-связям неодинакова, молекула воды образует асимметричный комплекс.

Возможность подобного рода ассоциации воды пока­зана для гидрата аденозинфосфата [363], в котором мо­лекула оводы вписывается между гетероциклической ча­стью одной молекулы и фосфатной труппой другой, обра­зуя две водородные связи длиной 2,863 и 2,824 А по схеме:

NH2 ... Н20 ... о

/ / NH... О-Р—О

В дальнейшем мы попытались с помощью ИК-спект - ров изучить состояние воды в природных водорослях, представителем которых является хлорелла. Для этих це­лей хлорелла, предварительно отцентрифугированная из водного раствора и высушенная до пастообразной мас­сы, тонким слоем наносилась на подложку из бромисто­го калия. Затем записывался ее ИК-спектр в области ва­лентных колебаний воды. Поскольку хлорелла очень сложный объект исследования, ее спектр также сложен, и полосы разрешены слабо (см. рис. 65, 4). Однако мож­но сказать, что вода в ней находится в связанном состоя­нии и энергия наиболее сильной водородной связи со­ставляет около 6,9 ккал/связь, т. е. по своей величине она приближается к значению энергии связи воды с груп­пой Р = 0. Существование такой связи в хлорелле впол­не возможно вследствие того, что общее содержание фос - форильных группировок в биологических системах вели­ко (они входят в состав Р, ADP, NADP, NAD), а следо­вательно, велика и вероятность образования подобного типа связей. Наряду с этим не исключена возможная координация воды другими протоноакцепторными эле­ментами системы, в частности атомом N. Но в результа­те того, что содержание последних в хлорелле меньше, чем Р=0-групп, связь их с водой в спектре отчетливо не проявляется.

Резюмируя полученные из эксперимента данные по энергии Н-связи, можно сказать, что вода образует проч­ные водородные связи не только с хлорофиллом, но и с Р, ADP, NADP, NAD. Более того, Н-связи воды в этих последних оказались энергетически более прочными, чем в хлорофилле.

Если вспомнить положение о том, что внутриклеточ­ная вода в хлоропластах жестко связана [350], и доба­вить к этому полученные нами данные по прочности во­дородных связей воды, а также учесть, что в NAD, ADP, NADP оба атома водорода молекулы воды образуют во­дородные связи, то на основании всего изложенного мож­но предположить, что вода в этих соединениях находит­ся в напряженном состоянии (как бы на растяжках): А...Н—О—Н...В. При этом А^В, и энергия связи А...Н—О—Н не равна энергии связи Н—О—Н...В. Не ис­ключена, однако, возможность того, что в ряде случаев А=В, и тогда молекула воды образует симметричный комплекс.

Исходя из численных значений энергии Н-связей А...Н—О—Н и Н—О—Н...В, полученных для изученных соединений, можно полагать, что в качестве протоноак - цепторных атомов или групп А и В могут быть атом азо­та N и фосфорильная группировка Р = 0, входящие в структуру анализируемых веществ. Тогда не исключает­ся возможность существования комплекса типа Р = О...Н—О—H...N.

Поскольку все изученные нами химические соедине­ния являются биологически важными и входят в состав растений, описанный выше механизм комплексообразо - вания воды с электронодонорными центрами, очевидно, возможен и в природных объектах, в которых процесс фотосинтеза реально существует.

Действительно, приближенная оценка энергии Н-свя­зи воды, проведенная по ИК-спектрам хлореллы, являет­ся в какой-то степени доказательством возможности по­добного взаимодействия воды в случае In Vivo. Однако в силу того, что хлорелла представляет собой слишком многообразный и сложный объект исследования и поэто­му обладает спектром более богатым, не представляется возможным делать какие-либо конкретные выводы по ме­ханизму и возможным типам ассоциации молекул воды в ней. Очевидно, в хлорелле вода может образовывать и симметричные (А...Н—О—Н...А) и асимметричные (А... Н—О—Н...В) ассоциаты, а может быть, и комплексы типа А...Н—О—Н. Следует только отметить, что если бы существовал комплекс типа А...Н—О—Н, был бы, по - видимому, возможен частичный быстрый обмен кислоро­да, что в действительности не имеет места [350].

Существование воды в напряженном состоянии под­тверждает идею Теренина [364] о том, что вода, участ­вующая в процессе фотосинтеза, как бы заранее подго­товлена к разложению.

Соображение о возможном взаимодействии с водой помимо хлорофилла других соединений, которые являют­ся участниками процесса фотосинтеза, является аргумен­том в пользу возможного участия последних в процессе разложения воды. В пользу данного же предположения свидетельствует и тот факт, что количество связанной воды в хлорелле, например, больше, чем количество хло­рофилла [365]. Это приводит к логичному выводу о том, что хлорофилл не может быть основным участником и единственным виновником разложения воды. Поэтому можно считать, что предложенная схема напряженного состояния воды (NADP) N...НОН...0 = P(ADP, Р) более вероятна, чем существовавшее до сих пор представление воды в виде изолированных молекул или молекул, ассо­циированных только друг с другом.

Образование молекулой воды двух довольно сильных водородных связей по обеим ОН-группам, конечно, сни­жает энергию разложения воды, если этот процесс про­исходит в ранее приведенном комплексе А...Н—О—Н...В. При этом осколки молекулы воды (группы ОН и Н) на­ходятся в связанном состоянии, а не в свободном, как в случае простой диссоциации.

Дальнейшее окисление воды до молекулярного кис­лорода происходит, очевидно, в виде гидроксильной груп­пы, находящейся в связанном состоянии. Это согласует­ся с мнением других авторов [365]. Однако механизм разложения и окисления воды требует дополнительных специальных исследований.

СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ

Изучение процессов высаливания

Как показано в § 3, присутствующие в системе ионы по - разному влияют на структуру воды. В результате упоря - дочивающе-разупорядочивающего действия ионов на структуру воды при введении неэлектролита должны …

Исследование механизма экстракции

Выяснение механизма экстракции сильных кислот — одна из наиболее интересных и наиболее сложных задач теории экстракции. К сожалению, ценное для своего вре­мени представление об оксониевом механизме экстракции таких соединений в …

Взаимодействие воды с гидроксильными группами при ее адсорбции на силанольиой поверхности

Изучение взаимодействия воды с органическими и неор­ганическими соединениями и расчет энергии такого взаи­модействия позволили с совершенно новой точки зрения рассмотреть механизм взаимодействия воды с силаноль - ными группами при ее …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.