OBSAH // 1 ÚVODNÍ POZNÁMKY...9 // 1.1 Co je to biofysikální chemie?...9 // 1.2 Jak vznikala tato kniha...11 // 1.3 Jak psát o biofysikální chemii a jak ji studovat...11 // 1.4 Poděkování a omluvy...14 // 2 BIOENERGETIKA...16 // 2.1 Co nám říká veličina „enthalpie“? ...17 // 2.2 Entropie a pravdčpodobnost...19 // 2.3 Clausiova cesta ? entropii...23 // 2.4 Pohled na svět očima fenomenologické a statistické thermodynamiky.31 // 2.5 Přeměny energie v organismech...34 // 2.6 Osudy ATP v organismu...36 // 2.7 Užití klasické (rovnovážné) thennodynamiky // při studiu biologických systémů...46 // 2.8 Příspěvek nerovnovážné thermodynamiky ? poznání živých soustav...62 // 3 VODA - SLOUČENINA PLNÁ PŘEKVAPENÍ...66 // 3.1 Voda ve srovnání s jinými látkami...68 // 3.2 Molekula vody...72 // 3.3 Led...75 // 3.4 Kapalná voda...79 // 4 VÝZNAM NEKOVALENTNÍCH INTERAKCÍ // PRO BIOLOGICKÉ SYSTÉMY...85 // 4.1 Biologické jevy závislé na nekovalentních interakcích...85 // 4.2 Rozdělení a charakterisace nekovalentních interakcí...87 // 4.2.1 Elektrostatické interakce...89 // 4.2.2 Vodíkové vazby...90 // 4.2.3 Van der Waalsovy interakce...91 // 4.2.4 Hydrofobní interakce...94 // 4.3 Obecné znaky prostorového uspořádáni biopolymerů...106 // 6 OBSAH // 4.4 Stabilita, sbalování a denaturace biopolymerů...109 // 4.5 Kalorimetrie bílkovin...116 // 4.6 Interakce bílkovin s ligandy...120 // 5 KINETIKA BIOLOGICKÝCH PROCESŮ...130
// 5.1 Poznámky úvodem...130 // 5.1.1 Řád a molekularita reakce...130 // 5.1.2 Řízení biologických procesů: thermodynamika, nebo kinetika?...132 // 5.1.3 Na čem závisí rychlostní konstanta?...135 // 5.1.4 Jak měříme reakční rychlost?...136 // 5.2 Kinetika denaturace a renaturace bílkovin...140 // 5.3 Kinetika enzymových reakcí...144 // 5.3.1 Počáteční reakční rychlost...144 // 5.3.2 Odvození rovnice Michaelisc a Mentcnové pomocí teorie // stacionárního stavu...145 // 5.3.3 Experimentální určování hodnot Km a lim...152 // 5.3.4 Inhibice enzymů...160 // 5.3.5 Vícesubstrátová kinetika...166 // 5.3.6 Enzymy s včtším počtem aktivních center...170 // 5.4 Farmakokinetiká...177 // 6 VYBRANÉ PROBLÉMY ELEKTROCHEMIE...186 // 6.1 Elektroneutralita a iontová síla...187 // 6.2 Aktivita elektrolytů...189 // 6.3 Solvatace v roztocích elektrolytů...193 // 6.3.1 Roztoky jednoduchých elektrolytů...195 // 6.3.2 Hydratace bílkovin...196 // 6.3.3 Vsolování a vysolování bílkovin...199 // 6.4 Kyselost roztoků...202 // 6.4.1 Definice stupnice pH...202 // 6.4.2 Sklenčná elektroda a praktické problémy měření pH...206 // 6.4.3 Závislost pH na teplotě...208 // 6.4.4 Měření pH ve směsných rozpouštědlech...211 // 6.5 Obecná teorie kyselin a zásad...215 // 6.6 Disociace slabých kyselin a zásad...216 // 6.7 Pufry...218 // 6.8 Amfolyty...220 // 6.9 Aminokyseliny jako putry...223 // 6.10 pH tělních tekutin...226 // 6.11 Disociace
polyelektrolytů...234 // 6.11.1 Disociace dvojsytného elektrolytu...234 // 6.11.2 Praktický příklad: disociace glycinu...237 // 6.11.3 Disociace polyelektrolytů: teoretický přehled...238 // OBSAH // 7 // 6.11.4 Acidobasické titrační křivky bílkovin...240 // 6.11.5 Informace z titračních křivek bílkovin...245 // 7 POLOPROPUSTNÉ MEMBRÁNY V ŽIVÝCH SOUSTAVÁCH...250 // 7.1 Obecné jevy spojené s polopropustností membrán...250 // 7.2 Struktura a vlastnosti biologických membrán...257 // 7.2.1 Amfifílní lipidy ve vodném prostředí...257 // 7.2.2 Fázové přechody lipidů v membránách...260 // 7.2.3 Pohyb molekul v lipidové membránč...261 // 7.2.4 Regulace fluidity biologických membrán...262 // 7.2.5 Mechanické vlastnosti lipidových membrán...263 // 7.2.6 Elektrické vlastnosti biologických membrán...264 // 7.2.7 Membránové bílkoviny...266 // 7.3 Přenos hmoty přes biologickou membránu...268 // 7.3.1 Volná difuse přes membránu (nespecifická permeace)...269 // 7.3.2 Transport nespecifickými póry...269 // 7.3.3 Transport makromolekul exocytosou a endocytosou...270 // 7.3.4 Usnadněná difuse pomocí specifických přenašečů...271 // 7.3.5 Aktivní transport...276 // 7.3.6 Skupinová translokace...279 // 7.4 Přenos informace přes biologickou membránu...281 // 7.5 Příklady fysiologických dějů, v nichž hrají membrány rozhodující roli.286 // 7.5.1 Biochemie vidění jako příklad integrace energetických // a informačních
drah...286 // 7.5.2 Proton-motivní síla jako dominantní prvek bioenergetiky...291 // 7.5.3 Světlá fáze fotosynthesy - vrcholný příklad // buněčné transformace energie ...296 // 8 POUŽITÍ ABSORPČNÍ SPEKTROFOTOMETRIE VE VIDITELNÉ A ULTRAFIALOVÉ OBLASTI PŘI STUDIU BIOLOGICKÝCH // SYSTÉMŮ...305 // 8.1 Absorpce elektromagnetického záření z pohledu kvantové teorie...305 // 8.2 Spektrální vlastnosti biologicky zajímavých chromoforů...311 // 8.3 Odvození Lambertova-Beerova zákona...315 // 8.4 Určování koncentrace látek pomocí absorpční spektrofotometrie...318 // 8.5 Diferenční spektrofotometrie...327 // 8.6 Derivační spektrofotometrie...331 // 9 METODY STUDIA PROSTOROVÉHO USPOŘÁDÁNÍ // BIOPOLYMERŮ...337 // 9.1 Úvod: roztřídčni metod...337 // 9.2 Rentgenová krystalografie biopolymerů...340 // 9.2.1 Příprava krystalů bílkovin...341 // 8 // OBSAH // 9.2.2 Měření rentgenové difrakce...343 // 9.2.3 Výpočet mapy elektronových hustot...345 // 9.2.4 Zpřesnění struktury a interpretace výsledků...348 // 9.3 Nukleární magnetická resonance...350 // 9.3.1 Princip metody...350 // 9.3.2 Využití NMR-spektroskopie při studiu biopolymerů...354 // 9.4 Metoda cirkulámího dichroismu...360 // 9.4.1 Optická aktivita, chiralita, optická rotace // a cirkulámí dichroismus...360 // 9.4.2 Experimentální technika...362 // 9.4.3 CD-spektra bílkovin...363 // 9.4.4 CD-spektra nukleových kyselin...368 // 9.4.5 CD-spektra nízkomolekulámích
látek...371 // 9.5 Fluorimetrie a příbuzné metody...373 // 9.5.1 Vznik elektromagnetického záření...373 // 9.5.2 Fluorescence: základní pojmy...374 // 9.5.3 Použití fluorimetrie pro určování koncentrace látek...377 // 9.5.4 Polarisace fluorescence...379 // 9.5.5 Fluorescence roztoků bílkovin...381 // 9.6 Výpočetní metody...384 // 9.6.1 Metody homologního modelování...385 // 9.6.2 Metody ab initio...386 // 9.6.3 Předpovídání prostorových struktur pomocí simulačních metod...387 // 9.7 Kdy použít kterou metodu aneb „optimalisace“ výzkumu // struktury biopolymerů...391 // 10 VYUŽITÍ RADIOMETRICKÝCH METOD V BIOLOGICKÝCH // A BIOCHEMICKÝCH LABORATOŘÍCH...393 // 10.1 Stabilita atomového jádra...393 // 10.2 Základní jednotky související s radioaktivním zářením...396 // 10.3 Radiometrické metody...396 // 10.4 Značené sloučeniny a jejich stabilita...398 // 10.5 Bezpečnostní zásady pro práci s radionuklidy...400 // 10.6 Základní metody využití radionuklidů...400 // SEZNAM DOPORUČENÉ LITERATURY...409 // SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK...412 // REJSTŘÍK...416