Page 37 - No23

A KÉMIA ELMÉLETE KÉMIAI ÚJDONSÁGOK

böztethetetlen. Ez azt jelenti, hogy csak vált. Mivel a valószínűségeket a hullám- szerek hullámfüggvénye nem írható le A bakteriális kommunikáció gátlása
nagyon feltételesen lehet arról beszélni, függvény (abszolút értékének) négyzete úgy, hogy minden elektronhoz egy-egy
hogy „az első elektron” és a „második határozza meg, ez az előjelváltás termé- elektronállapotot rendelünk – szigorúan ciklodextrinekkel
elektron” – inkább csak azt lehet mon- szetesen semmiféle fizikai különbséggel véve ez csak akkor lenne lehetséges, ha
dani, hogy „az egyik elektron” és „a nem jár. Ugyanakkor ez az előjelváltás- az elektronok csak az atomaggal (atom- bakteriális kommunikáció vagy Az 1960-as évek vége óta ismert, hogy a túlélés és az álladóan
másként kvórum érzékelés lényege
másik” elektron. Ez azt jelenti, hogy ha sal kapcsolatos tulajdonság – vagy, magokkal) hatnának kölcsön, de egy- A
két elektront felcserélünk egy rendszer- ahogy mondani szokták, a hullámfügg- mással nem. Egy ilyen jellegű leírás a következő: bizonyos változó környezeti feltételekhez való gyors alkalmazkodás
ben, valójában semmi, de semmi nem vénynek az elektronok felcserélésére azonban elég jó, s számos célra megfele- baktériumok kis mennyiségben változatos érdekében a baktériumok képesek egymással kapcsolatot
változik. Az ember arra számítana, hogy vonatkozó „antiszimmetriája” – rendkí- lő közelítés is lehet. Ehhez az kell, hogy felépítésű jelmolekulákat teremteni és kvázi többsejtű szervezetként összehangoltan
ha a hullámfüggvényben felcserélünk vül messzemenő következményekkel bír az elektronok közötti kölcsönhatást (szignálmolekulákat, szignálokat)
bizonyos értelemben „kiátlagolva”, de termelnek, amelyek folyamatosan, külön együttműködni.
Próbáljunk konstruálni egy olyan kételektronos hullámfüggvényt, amiben az egyik figyelembe vegyük. Ezt úgy kell elkép- energiabefektetés nélkül – tehát passzív
elektron a φ(x, z, y), a másik a ψ(x, z, y) állapotban van. Legyenek „az első” elektron koor- zelni, hogy minden elektron mozgását az transzporttal – áramlanak a sejten kívüli nyomán megváltozott gén a baktérium receptorokhoz való kötődése is. Ez
dinátái x , y , z , „a másodiké” x , y , z . Az első ötlet a kételektronos rendszer hullám- atommag(ok) és a többi elektron átlagos térbe. Emellett rendelkeznek a mely tulajdonságát – pigment termelését, utóbbira kiváló példát szolgáltatnak a
2
2
1
1
1
2
függvényére a Const[φ(x , y , z ) ψ(x , y , z )] alak lenne, de az nem vált előjelet a két terében vizsgáljuk, vagyis elhanyagoljuk jelmolekulák befogására specializálódott fénykibocsátását, biofilm képzését, ciklodextrinek (CD-k). Ezeket a gyűrű
2
2
2
1
1
1
elektron felcserélésére. Könnyű belátni, hogy a azt, hogy ha az egyik elektron „itt” van, receptor fehérjékkel, amelyekhez a kolonizációs képességeit vagy alakú glükóz egységekből (glükopiranóz
Const[φ(x , y , z ) ψ(x , y , z ) – φ(x , y , z) ψ(x , y , z )] (1) akkor a másik elektron – a köztük lévő szignálmolekulák reverzibilisen spóraképzését – kódolja. egységekből) álló csonka kúp alakú
1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1
taszítás miatt – egy kicsit nagyobb való- kötődhetnek. A kötődések létrejötte (…) A baktériumok közötti cukormolekulákat keményítő hasításával
alakú hullámfüggvény már előjelet vált. Mi következik ebből? Lehet-e pl. két elektron színűséggel valahol „ott” lesz. 5 serkenti az újabb jelmolekulák termelését, kommunikáció mesterséges állítják elő, amelyhez a ciklodextrin-
ugyanabban az állapotban? Nyilvánvalóan nem, hiszen φ = ψ esetén a felírt hullámfügg- A fenti közelítésben – ezt Hartree-Fock tehát ha egy baktérium az általa befolyásolására számos megoldás áll glükozil-transzferáz (CGTáz) enzimet
vényben a két tag csak a szorzótényezők sorrendjében különbözik, s mivel az előjel ellenté- módszernek nevezik – a bonyolultabb megkötött szignálok révén érzékeli, hogy a rendelkezésünkre. A cél minden esetben hívják segítségül. A molekulák külső
tes, a hullámfüggvény „eltűnik” (mindenütt nullával egyenlő). Itt jön be a spin: ha a két atomok elektronszerkezete a hidrogén- közelében további baktériumok az, hogy oly módon szorítsuk vissza az felülete poláris (hidrofil), ami jó
elektron ugyanabban a térbeli állapotban van, de a spinjük irányítása ellentétes, akkor a atomra kapott megoldásokhoz hasonló találhatók, elárasztja a közvetlen együttműködést, hogy közben ne tegyük vízoldhatóságot biztosít számukra, belső
hullámfüggvény 1s, 2s, 2p, stb. függvényekkel írható le, környezetét saját jelmolekuláival, így ki stresszhatásnak a baktériumokat, így üregük – amelynek mérete a
Minden atomnál az 1s pálya a legmélyebb szorgalmazva az együttműködés megelőzzük az antitestek termelését és az glükopiranóz egységek számától függ –
Const[φ (x , y , z ) φ (x , y , z ) – φ (x , y , z) φ (x , y , z )] (2) energiájú, de más pályák is be vannak létrejöttét. Ha az adott élőhelyen a alkalmazott módszerrel szemben viszont az ott elhelyezkedő hidrogén
β
α
β
α
1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 1
töltve. Azonban, a hidrogéntől eltérően, baktériumközösség felszaporodott, az ellenállóképesség (rezisztencia) atomok és glikozidos hidrogénhíd-
alakúvá válik, ahol φ -val az egyik irányú, φ -val a másik irányú spinnek megfelelő, a többi atomra olyan szabályszerűségek általuk leadott jelmolekulák környezeti kialakulását. Ezeket a szempontokat kötések miatt gyengén apoláris (hidrofób)
β
α
egyébként azonos függvényeket jelöltük. Ez a hullámfüggvény már nem tűnik el. Ezzel érvényesek, hogy az s-típusú pályák ener- koncentrációja is nagy lesz, tehát a figyelembe véve lehetséges például a jellegű. Három csoportba sorolhatjuk a
megkapjuk a hullámfüggvény antiszimmetriájának (az ún. Pauli elvnek) egy szemléletes – giája alacsonyabb mint az ugyanolyan legtöbb receptorukhoz nagy eséllyel szignálmolekulák enzimes lebontása, a ciklodextrineket az őket felépítő
és eredetileg a kísérleti atomspektrumok vizsgálatából származó – megfogalmazását: egy főkvantumszámú p-pályáké, s a d-pályák jelmolekula fog kapcsolódni, azaz a jelmolekulák termeléséért vagy a glükopiranóz egységek számától függően:
(térbeli) elektronállapotban legfeljebb két elektron lehet, s ez utóbbi esetben a spinjük energiája még nagyobb… Így az elektron- receptorok telítődnek. Ha a telítődés elér detektálásáért felelős enzimrendszer az α-ciklodextrinek hat, a
ellentétes irányú kell, hogy legyen. pályák a rendszám növekedésével foko- egy küszöbértéket, a populációban élő működésének akadályozása. Esetleg a β-ciklodextrinek hét, a γ-ciklodextrinek
zatosan töltődnek be. A hidrogénnél és a baktériumok genetikai állományában szignálok helyettesíthetők olyan hasonló pedig nyolc glükóz egységből állnak,
két egyforma részecskét, akkor a hul- abban a tekintetben, hogy milyenek is héliumnál az 1s pálya töltődik be, azután egyes cél gének átíródnak, ezáltal pedig a szerkezetű molekulákkal, amelyek amelyeket glikozidos kötések kapcsolnak
lámfüggvénynek nem szabad megváltoz- lehetnek a többelektronos rendszerek kerül egy ill. két elektron a 2s pályára mikroorganizmusok fizikai elfoglalják a valódi jelmolekulák helyét a össze. Ebből következik, hogy az alap
nia. Ez így is van bizonyos részecskék hullámfüggvényei. Ezzel kapcsolatban (lítium és berillium), majd fokozatosan megjelenésében és viselkedésében receptorokon, de funkciójukban nem ciklodextrinek közül a legkisebb belső
esetén, de az elektron nem ilyen. nyilvánul meg a spin-tulajdonságok betöltődnek a 2p pályák is – bór esetén változás történik. Ennek a változásnak a helyettesítik azokat, vagy fizikailag átmérőjű és üregméretű az
Elektronok esetén a hullámfüggvény két jelentősége is. csak egy, neon esetén már hat p-elektron jellege attól függ, hogy az átíródás megakadályozható a szignálmolekulák α-ciklodextrin, legnagyobb pedig a
elektron felcserélésére mindig előjelet A valóságban a többelektronos rend- van. Majd megkezdődik a 3s ill. 3p γ-ciklodextrin. A természetes
ciklodextrinek (α-, β-, γ-CD) kovalens
kötésekkel való összekapcsolásával
lineáris, térhálós vagy „csöves” szerkezetű
polimerek, valamint a ciklodextrin
gyűrűhöz különböző csoportok – például
metil-, amino-, hidroxipropil- vagy
szulfobutilcsoportok – kapcsolásával
eltérő tulajdonságú származékok
állíthatók elő. Ezeket, valamint az alap
2s 2p x 2p y 2p z ciklodextrineket is széles körben
A szénatom négy „vegyértékpályája“: 2s, és három egymásra merőleges 2p; a piros és kék színek ellentétes előjelű pályarészeket Ciklodextrinek (Forrás: Wikipedia) alkalmazzák. A gyógyszeriparban a
jelölnek https://hu.wikipedia.org/wiki/Ciklodextrin#/media/F%C3%A1jl:Cyclodextrin.svg hatóanyagok biológiai
26 7. SZÁM, 2011. ÉVFOLYAM 3. SZÁM KÉMIAI PANORÁMA KÉMIAI PANORÁMA 23. SZÁM, 2020. ÉVFOLYAM 1. SZÁM 37

1-60 jo.indd 26 2020. 11. 25. 10:09