КВАНТОВАЯ БИОХИМИЯ

КВАНТОВАЯ БИОХИМИЯ (син. субмолекулярная биология) — раздел биохимии, устанавливающий связь между особенностями строения и функционирования биоорганических молекул и фундаментальными законами квантовой механики. Предмет исследования К. б.— анализ связи квантово-механических параметров биоорганических молекул с особенностями и эволюцией обмена веществ, проблемами возникновения жизни, молекулярными основами наследственности {квантовая генетика), молекулярными механизмами патологии и хим. фармакологии и т. д. Метод исследования состоит в проведении расчетов согласно теории молекулярных орбиталей, аналогичных расчетам в квантовой химии и дающих количественную характеристику распределения и «подвижности» электронов, что непосредственно связано с физ.-хим. свойствами молекул и их активностью.

Значение К. б. для медицины связано с анализом субмолекулярных механизмов патогенеза, а также действия фарм, препаратов. Установлена роль электронного заряда на определенных атомах для скорости гидролиза и холиномиметического действия аналогов ацетилхолина, показано «квантово-механическое сходство» нервных ядов с ацетилхолином. Одним из примеров может служить расшифровка на субмолекулярном уровне строения и механизма действия канцерогенов, позволившая вскрыть важность величины энергии, локализации электронов на определенных атомах для этого процесса и заменить биол, тест на Канцерогенность проведением хим. реакции с четырехокисью осмия, строго коррелирующей с канцерогенной активностью соединений. Квантово-механический подход дал также возможность наметить пути исследования механизма действия канцерогенов (см. Онкогенные вещества).

Легкость абиогенного возникновения, повышенная устойчивость и реакционная способность таких веществ, как азотистые основания (особенно аденин), порфирины и ряд других, связана с делокализацией электронов в молекулах этих соединений. К. б. выявила роль де локализации электронов в активных центрах ферментов, а также сходство строения субстратов ряда гидролаз, роль полимераз в процессах синтеза ДНК и РНК и др.

См. также Квантовая биология.

Библиография: Гладилин К. Л. Квантовая биохимия, в кн.: Усп. биол, хим., под ред. Б. Н. Степаненко, т. 19, с. 246, М., 1978; Г о л о в а н о в И. Б., Пискунов А. К. и Сергеев H. М. Элементарное введение в квантовую биохимию, М., 1969, библиогр.; Дьюар М. Д. С. Теория молекулярных орбиталей в органической химии, пер. с англ., М., 1972; Ладик Я. Квантовая биохимия для химиков и биологов, пер. с нем., М., 1975, библиогр.; Мак-Вини Р. и Сатклиф Б. Т. Квантовая механика молекул, пер, с англ., М., 1972; П ю л ь м а н Б. и Пюльман А, Квантовая биохимия, пер. с англ., М., 1965; Сент-Дьердь и А. Введение в субмолекулярную биологию, пер. с англ., М., 1964, библиогр.; о н ж е, Биоэлектроника, пер. с англ., М., 1971, библиогр.; Electronic aspects of biochemistry, ed. by B. Pullman, N. Y.—L., 1964; Molecular orbitals in chemistry, physics and biology, ed, by P.-О. Lowdin a. B. Pullman, N. Y. — L., 1964.

К. Л. Гладилин.