Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Полимерная сетка образуется в результате полимерного синтеза в присутствии би-, три- или мультифуик-циональиых мономеров или при сшивании линейных цепей. В первом случае концентрация мономеров в исходной смеси должна превышать нек-рую величину, иаз. порогом гелеобразоваиия, для того чтобы наряду с разветвлёнными макромолекулами конечных размеров, получаемыми при низкой концентрации смеси, в системе возник т, н. бесконечный кластер, т. е. макроскопич. сетка (его возникновение аналогично процессу перколяции). Во втором случае сшивание предварительно синтезированных линейных цепей, находящихся в состоянии полимерного расплава или концентрированного полимерного раствора, может быть осуществлено бивалентными хим. «сшивками» или ионизирующим облучением. Такой процесс наз. вулканизацией. Первая высокоэластическая резина была получена вулканизацией натурального каучука: «сшиванием* цепей натурального каучука двухвалентными атомами серы.
Лит.: Plory P. J., Principles of polymer chemistry, Ithaca, 1953; Волькеиштейн М. В., Конфигурационная статистика полимерных цепей, М,—JI., 1959; Бирштейн Т. М., Птицын О. Б., Конформации макромолекул, М., 1964; T е н ф о р д Ч., Физическая химия полимеров, пер. с англ., М., 1965; Флори П., Статистическая механика цепных молекул, пер. с англ., М., 1971; Жен П. - Ж. де, Идеи скейлннга в физике полимеров, пер. с англ., М., 1982; Готлиб Ю. Я., Дар и иск ий А. А., С в е т л о в Ю. E., Физическая кинетика макромолекул, JI., 1986; Д а ш е в-с к и й В. Г., Конформационный анализ макромолекул, М., 1987; Ростиашвили В. Г., Иржак В. И., Розенберг В. А., Стеклование полимеров, Л., 1987; Гросберг А. Ю., Хохлов А. Р., Статистическая физика макромолекул, М., 1989. А. Ю. Гросбера.
ПОЛИМЕРЫ БИОЛОГИЧЕСКИЕ (биополимеры) — природные макромолекулы, играющие оси. роль в биол. процессах. К П. б. относятся белки, нуклеиновые кислоты (HK) и полисахариды. П. б. образуют структурную основу всех живых организмов; все процессы в клетке связаны с взаимодействиями ГЇ. б. между собой
и с др. молекулами. Среди последних важную роль играют липиды, образующие биол. мембраны (см. Клеточные структуры). Липиды ие являются полимерами, ио обладают иек-рыми общими с ними свойствами, в частности способностью образовывать жидкокристал-лич. структуры.
П. б. являются высокомолекулярными соединениями (иол. масса IO3-IO10 а. е. м)., к ним приложимы все закономерности, установленные для др. природных и сиитетич. полимеров. Однако особенности хим. строения приводят к появлению у П. б. уникальной пространств, структуры, необычных физ., хим. и биол. свойств. По строению оси. цепи белки и HK однородны, подобно Г O-мополимерам, у к-рых все мономерные звенья цепи идентичны. Ho в последовательности боковых групп у П. б. закодирована генетич. информация организма, поэтому П. б. следует отнести к гетерополимерам с заданной нерегулярной последовательностью мономерных звеньев. В структуре и свойствах П. б. отражены эти особенности их хим. строения. Пространств, строение П. б. с определ, структурой всей макромолекулы иаз. конформацией; от конформации зависит взаимодействие П. б. с др. молекулами. Наиб, важные биол. ф-ции П. б. также определяются его конформацией и способностью изменять её при разл. взаимодействиях. В большинстве случаев взаимодействия П. б. являются специфическими, т. е. зависят от последовательности мономерных звеньев и локальной структуры (см. также Биофизика).
Различают 4 уровня структурной организации П. б. Наиб, отчётливо оии выражены у белков. Первичная структура — это хим. строение молекулы. Чаще всего под первичной структурой понимают последовательность мономерных звеньев П. б. В первичную структуру включаются хим. связи между цепями и внутри цепей (между отд. звеньями). Вторичная структура — спиральное расположение мономерных звеньев в тех или иных участках цепн П. б. Третичная структура — пространств, структура цепи, включая расположение элементов вторичной структуры и связывающих их участков. Четвертичная структура — расположение отд. цепей (единиц третичной структуры) в образуемом ими комплексе.
Белки состоят из одной или неск. полипептидиых цепей, к-рые соединены между собой хим. или межмо-лекулярными связями. Полипептидные цепи построены из мономерных звеньев — аминокислотных остатков 20 разл. сортов. Аминокислоты представляют собой органич. (карбоновые) кислоты, содержащие
1 или 2 аминогруппы NH2. В нейтральной среде оии имеют структуру,
соо-
I
+H3N-C-H,
I
R
где R — боковая группа, своя для каждой из 20 аминокислот. Аминокислоты являются оптич. L-изомерами (см. Изомерия молекул). Число мономерных звеньев, входящих в полипептидные цепи, может изменяться от иеск. десятков до неск. тысяч; полипептиды с меньшим числом звеньев иаз. олигопептидами. Каждый белок имеет определ. размеры (мол. иасса > 5* IO3), его индивидуальность определяется последовательностью аминокислотных остатков. По своим ф-циям белки делятся иа каталитические (ферменты, биол. катализаторы хим. реакций), структурные, транспортные (гемоглобин), рецепторные, регуляторные (гормоны), защитные (антитела) и др. В зависимости от состава выделяют простые белки— протеины, состоящие только не аминокислот, и сложные белки — протеиды, в состав к-рых наряду с аминокислотами входят углеводы (гли.копротеиды),
