paleoforum.ru

Форумы сайта «Проблемы эволюции» => Форум сайта «Проблемы эволюции» => Тема начата: Alexy от Январь 29, 2013, 18:50:12

Название: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Январь 29, 2013, 18:50:12
Могут ли при тех сочитаниях температур и давлений, в которых на Юпитере находится жидкий (но не металлический) водород (насколько я понял, это до 6000 К и 200 ГПа), в принципе существовать аминокислоты, (хотя бы некоторые) белки, нуклеиновые кислоты?

Если не могут, то какие температуры они могли бы выдерживать при 200 гПа (для сравн это в ~2000 раз больше, чеммм на дне Марианской впадины - 108,6 МПа)?

Кто-то мог бы объяснить, почему на следующем рисунке (взятом отсюда (http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%F0%E8%F2%E8%F7%E5%F1%EA%E0%FF_%F2%EE%F7%EA%E0_(%F2%E5%F0%EC%EE%E4%E8%ED%E0%EC%E8%EA%E0))) показана "сжимаемая жидкость" (вверху по центру)?
Я думал, что даже сверхкритическую жидкость так же, как и обычную, под действием давления (почти) нельзя сжать плотнее опряделённого значения плотности (но зато в отличие от обычной жидкости, при уменьшении давления она уменьшает свою плотность, плавно (без поверхности раздела) становясь паром?)
А показанный участок фазовой диаграммы вообще не относится к сверхкритической жидкости
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/29/Phase-diag_ru.svg/500px-Phase-diag_ru.svg.png)
А что показывает зелёная пунктирная линия?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: василий андреевич от Январь 30, 2013, 10:11:54
На приведенной диаграмме нет такого параметра, как объем, а потому о сжимаемости судить нельзя. Выход зеленой линии на площадку говорит только о том, что можно увеличивать температуру без того, что бы это вызвало рост давления. Это уже что-то из серии "квантовой" жидкости. (зеленый пунктир прост - это лед для воды)
  Другое дело, что породы в мантии Земли, тоже своего рода "суперкритические жидкости", которые не текут. Т.е. при таких давлениях возможен отрыв внешних электронов даже у неметаллов. При этом атомы составляют квазикристаллическую структуру, а электроны ответственны за теплопередачу - получается "электронная жидкость".
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Влад от Январь 30, 2013, 11:36:57

А что показывает зелёная пунктирная линия?
Граница между льдом и водой.
При высоких давлениях снижается температура замерзания воды.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Роман Джиров от Январь 31, 2013, 14:31:32
Из энциклопедии:
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1165.html
Цитировать
При давлениях в неск. сотен МПа происходит денатурация белков, при этом меняются их антигенные св-ва, снижается активность токсинов. Особенно чувствительны к давлению процессы образования связей белок-лиганд и белок-белок. Так, для белков характерно значит. уменьшение скорости ассоциации с повышением давления (1122-52.jpg положительны и могут исчисляться сотнями см3/моль). Денатурирующее влияние давления зависит от природы белка, т-ры и рН среды. Напр., овальбумин необратимо коагулирует при 800 МПа, тогда как р-ры альбумина не претерпевают изменений даже при 1,9 ГПа. Давление может препятствовать тепловой денатурации белка и даже вызывать ренатурацию белка, денатурированного нагреванием. Большинство ферментов инактивируется под действием давления. Напр., активность пепсина снижается с повышением давления и при 600 МПа исчезает. Однако в ряде случаев давление стимулирует активность ферментов. Так, активность ксантиндегидрогеназы с ростом давления возрастает и проходит через максимум: при 500 МПа ее реакционная способность в 7-8 раз выше, а при 600 МПа лишь в 4 раза превышает активность этого фермента при атмосферном давлении. Выше 600 МПа наступает полная инактивация ксантиндегидрогеназы. Р-ры молекул ДНК устойчивы к давлению: они не претерпевают изменений даже при сжатии до 1,9 ГПа.
Комент к цитате - тут сказано, что происходит денатурация белка от давления и наоборот, сказано, что давление может препятствовать тепловой денатурации. Ошибки в обоих случаях нет - просто повышенное давление (порядка 10-50 МПа) действительно препятствует тепловой денатурации белков, но вот высокие и сверхвысокие давления - уже сами вызывают денатурацию.

Еще когда-то читал тему на форуме, но вот не помню, жаль, на каком. Астрофорум, Авиабаза или Новости Космонавтики, один из них. Народ серьезно разбирал возможность существования белковой жизни на Юпитере, серьезно рыли литературу, и вынесли единогласный вердикт, что никакая белковая форма существовать там не может, и именно по причине давления.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Январь 31, 2013, 20:56:13
Еще когда-то читал тему на форуме, но вот не помню, жаль, на каком. Астрофорум, Авиабаза или Новости Космонавтики, один из них. Народ серьезно разбирал возможность существования белковой жизни на Юпитере, серьезно рыли литературу, и вынесли единогласный вердикт, что никакая белковая форма существовать там не может, и именно ПО ПРИЧИНЕ ДАВЛЕНИЯ
Сильно сомневаюсьв познаниях астрономов по вопросам биохимии и жизни вообще
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Январь 31, 2013, 20:59:49
Из энциклопедии http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1165.html
Цитировать
При давлениях в неск. сотен МПа происходит денатурация белков, при этом меняются их антигенные св-ва, снижается активность токсинов. Особенно чувствительны к давлению процессы образования связей белок-лиганд и белок-белок. Так, для белков характерно значит. уменьшение скорости ассоциации с повышением давления (1122-52.jpg положительны и могут исчисляться сотнями см3/моль). Денатурирующее влияние давления зависит от природы белка, т-ры и рН среды. Напр., овальбумин необратимо коагулирует при 800 МПа, тогда как р-ры альбумина не претерпевают изменений даже при 1,9 ГПа. Давление может препятствовать тепловой денатурации белка и даже вызывать ренатурацию белка, денатурированного нагреванием. Большинство ферментов инактивируется под действием давления. Напр., активность пепсина снижается с повышением давления и при 600 МПа исчезает. Однако в ряде случаев давление стимулирует активность ферментов. Так, активность ксантиндегидрогеназы с ростом давления возрастает и проходит через максимум: при 500 МПа ее реакционная способность в 7-8 раз выше, а при 600 МПа лишь в 4 раза превышает активность этого фермента при атмосферном давлении. Выше 600 МПа наступает полная инактивация ксантиндегидрогеназы. Р-ры молекул ДНК устойчивы к давлению: они не претерпевают изменений даже при сжатии до 1,9 ГПа.
Комент к цитате - тут сказано, что происходит денатурация белка от давления и наоборот, сказано, что давление может препятствовать тепловой денатурации. Ошибки в обоих случаях нет - просто ПОВЫШЕННОЕ давление (порядка 10-50 МПа) действительно препятствует тепловой денатурации белков, но вот ВЫСОКИЕ И СВЕРХВЫСОКИЕ давления - уже сами вызывают денатурацию
Спасибо!
А какой белок является рекордсменом по активности и "наитивности" при высоких давлениях?
Найдутся ли такие, что переносят сотни ГПа?

Возможно в условиях с иными давлениями могли наэволюционировать белки, отличные от земных по устойчивости в соответствующем диапазоне высокого давления и возможно даже необходимости определённого диапазона высоких давлений для нативности и активности?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Январь 31, 2013, 21:18:14
А что показывает зелёная пунктирная линия?
Граница между льдом и водой.
При высоких давлениях снижается температура замерзания воды
А что тогда показывает зелёная сплошная?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Влад от Февраль 01, 2013, 08:54:55
А что показывает зелёная пунктирная линия?
Граница между льдом и водой.
При высоких давлениях снижается температура замерзания воды
А что тогда показывает зелёная сплошная?

Чем соблазнителен этот форум?
Тем что здесь легко почувствовать себя самым эрудированным.

Зелёная сплошная это граница между твёрдой и жидкой фазой для обычных веществ, а не для таких фриков как вода.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Дем от Февраль 01, 2013, 09:00:18
Комент к цитате - тут сказано, что происходит денатурация белка от давления и наоборот, сказано, что давление может препятствовать тепловой денатурации. Ошибки в обоих случаях нет - просто повышенное давление (порядка 10-50 МПа) действительно препятствует тепловой денатурации белков, но вот высокие и сверхвысокие давления - уже сами вызывают денатурацию.
такая денатурация - палка о двух концах. От давления изменяется 3D-структура - и старые связи рвутся, да. Но вполне могут возникать новые в других местах.


ЗЫ. А вода хоть и с особенностями, но не так уж и отличается...
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/e/e8/Water_phase_diagram.gif/320px-Water_phase_diagram.gif)
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Влад от Февраль 01, 2013, 11:43:33
Ну может в масштабах Вселенной или хотя бы Юпитера и не так уж.
А в Земных условиях достаточно отличается.
" Минимальная температура плавления (–21,985 °С) достигается при давлении 208,566 МПа (2058 атм)."
В Земных условиях кривая плавления льда идёт налево, налево ....
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Февраль 01, 2013, 16:00:52
Так в чём разница между 2-мя рисунками?

Первый менее точен в том, что на нём выше тройной точки кривая плавления льда сначала отклоняется направо, а потом налево (а должна идти от тройной точки (почти?) строго вертикально вверх, и отклоняться налево только после превышения ~10^7 Па?)?

Кто-то может объяснить, почему на первом рисунке левее вертикали, проведённой из критической точки, стоит надпись СЖИМАЕМАЯ жидкость? Сжимаемой, насколько я понимаю, должна быть именно суперкритическая полужидкость- полугаз (расположенная правее упомянутой вертикали)?
И то наверное сжиматься она может лишь до определённого предела? (Есть ли где-то график зависимости плотности суперкритической жидкости от давления при разных температурах?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Влад от Февраль 01, 2013, 16:55:51
А где Вы увидели на первом рисунке Па.
Он ведь весьма схематичен, что бы от него чего то требовать.
А несжимаемая жидкость это такая же абстракция и упрощение, как абсолютно твёрдое тело.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Февраль 01, 2013, 17:18:59
Жидкая вода (при неизменной температуре) сжимается любым большим давлением, если я правильно помню, лишь на долю процента (далее при превышении определённого лимита гигантских давлений она перейдёт в лёдVII)?

Наверное создатели первого рисунка под "сжимаемой жидкостью" имели в виду больший % уменьшения объёма при повышении давления и неизменной температуре?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Роман Джиров от Февраль 02, 2013, 00:52:09
Сильно сомневаюсь в познаниях астрономов по вопросам биохимии и жизни вообще
Да там не только астрономы, равно как и здесь не только палеонтологи.
И тут даже не к биологу вопрос, а скорее к физ-химику вопрос, нежели даже к биохимику.
Я не тот ни другой, но мне показалось, что люди достаточно компетентные обсуждали вопрос. Но, опять же, могу быть неправ, потому как сам некомпетентен.

Цитировать
Спасибо!
А какой белок является рекордсменом по активности и "наитивности" при высоких давлениях? Найдутся ли такие, что переносят сотни ГПа?
Незачто.
Но дальше увы и ах, спрашивать меня бесполезно, все что больше явно выше предела моих знаний.
О пределе давления - обычно везде стоит цифра предела давления для белка 500-1000 Мпа.
Сотни гигапаскаль кажутся явно недостижимым, запредельным значением на этом фоне. Опять же - если правильно помню, то при таких давлениях даже электронные связи в атомах начинают изменятся, а то какая-то белка структура, который денатурирует от любого чиха. Очень сомнительно.
Впрочем, опять же - точно не знаю, не уверен.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: василий андреевич от Февраль 02, 2013, 10:22:08
Так в чём разница между 2-мя рисунками?
Первый рисунок более теоретически общий, кстати, там даже не сказано, что имеется ввиду вода. Второй - конкретно о воде.
  Есть хорошая теория газов, есть универсальная газовая постоянная, выведенная для идеального газа и работающая для одноатомных (дли иных добавляются коэффициенты). С теорией твердого (кристаллического) тела кое-как удается разобраться с помощью фононного "газа". Для жидкостей типа воды общепринятой теории нет. Теоретики поступают примерно так, берут ун.газ.постоянную при вычислениях хоть для жидкостей, хоть для твердых тел и подбирают параметры, как-то согласующие представления из первого рисунка с практикой наблюдений. Но наблюдать медленные процессы при сверхдавлениях негде - мы не можем этого сделать лабораторно. Потому и появляются названия сверх и супер.
  И еще раз, диаграмма в координатах давление-температура не может быть расшифровываемой в отношении плотностей, несмотря на то, что статическое давление и плотность имеют одинаковую размерность. Дело в том, что как только разговор заходит о переустройстве внутренней структуры, тепло становится неотличимо от работы, а давление от температуры. Изменения объема вообще повисают в "воздухе". Плотность становится понятием удельной энергии, и эта энергия поглощается (утилизируется) телом за счет фазовых переходов. Твердое тело под большим давлением вовсе не кристалл и не жидкость, его даже аморфным назвать нельзя. Это уже квазикристалл, изменяющий структуру дальнего порядка путем захвата или высвобождения энергии.
  Простейший квазикристалл - это парафин. Расплавленный парафин - это не жидкость, а квазикристалл, при поглощении внешней энергии его удлиненные молекулы начинают вращаться, т.е. как бы "нагреваются" без увеличения температуры, но при увеличении плотности внутренней энергии. Здесь тепло/хаос осуществляет фазовый переход в работа/порядок. Отсюда, жидкость, сжимаемая жидкость, суперкритическая жидкость - это условности, что бы скрыть "неопределенности".
  П.п. Алексей, это очень сложно, Вам даже авторы не ответят на Ваши вопросы "влоб". Но на нашем урвне поговорить можно. Тем более, что практически вся органика и белки в том числе - это квазикристаллы.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Апрель 26, 2013, 12:33:05
А какой белок является рекордсменом по активности и "нативности" при высоких давлениях?

Найдутся ли такие, что переносят сотни ГПа?

Возможно в условиях с иными давлениями могли наэволюционировать белки, отличные от земных по устойчивости в соответствующем диапазоне высокого давления и возможно даже необходимости определённого диапазона высоких давлений для нативности и активности?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Дем от Май 08, 2013, 14:37:39
Вопрос не столько в устойчивости как молекулы, сколько в исполнении своих функций.
Деформированный белок работать не будет... И наоборот, нерабочий при н.у. под давлением заработает.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Alexy от Май 14, 2013, 09:46:30
Так есть примеры?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Evol от Январь 12, 2019, 23:28:51
Мне стало интересно, гранит не подобен ли "суперкритической жидкости"?
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: василий андреевич от Январь 13, 2019, 09:40:58
  Быстро остывший гранит - это, так называемые, вулканические стекла.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: Evol от Январь 13, 2019, 10:21:54
А гранит, "растекающийся" на базальтовой основе высокой горы? На схемах, вроде, обозначается интересная картинка. Средние и верхние, рыхлые слои гранитной толщи словно плывут вдоль нижней. Создается впечатление, что выше к вершине эти слои словно оказываются на одном горизонте относительно плоскости склона. Включения в рыхлый субстрат, возможно, в этом случае диффузно проникают в средний слой. Не аналогично ли это повышению растворяющей силы при снижении четкости раздела слоев? С базальтами вроде это не происходит, мощность и структура их слоя примерно одинаковы на всем протяжении.
Название: Re: Устойчивость аминок-т, белков и нукл к-т к выс температуре ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ
Отправлено: василий андреевич от Январь 14, 2019, 10:51:08
  Эвол, у меня не приняло большой текст (почему то всплыло ограничение на 80 знаков)
  Писать подробно второй раз лень. Потому не могли бы уточнить свой вопрос о гранитах?
  В недрах есть тонкий слой астеносферы, по которой (теоретически) плывут континенты.

Но есть процессы, связанные с выветриванием и переотложением. Можно и с концентрацией вопроса на них.