П. Повар, К. Конюх и
П. Плотник
Одной из основных концепций современной
биоэнергетики является представление о протонном
потенциале и о градиенте этой величины – протонном градиенте. Предполагается, что протонный градиент в
биологической мембране возникает в результате действия протонного насоса,
переносящего протоны Н+ с одной стороны мембраны на другую и
создающего тем самым препад концетраций протонов на сторонах мембраны.
На самом деле, как можно лего убедиться,
привнесение протонов в водную среду не меняет концентрацию протонов. Дело в
том, что чистая вода, кроме нейтральных молекул Н2О, содержит всегда
положительные ионы гидрония НзО+
(молекула воды с присоединённым протоном) и отрицательные гидроксильные ионы ОН– (молекула воды с отщеплённым
протоном). Свободные протоны в воде могут существовать только очень короткое
время, т.к. легко соединяются либо с водой, образуя гидроний, либо с
гидроксильным ионом, образуя воду.
В положительно
заряженных водных растворах (на языке химии – имеющих кислую реакцию) преобладают ионы гидрония, а в отрицательно заряженных (имеющих щелочную реакцию) – ионы гидроксила.
Таким образом, понятия «протонного
потенциала» и «протонного градиента» лишены реального физического смысла, т.к.
даже в сильно окисленной среде концентрация свободных протонов ничтожно мала по
сравнению с концентрацией ионов гидрония. В действительности перенос протонов
на какую-либо сторону мембраны увеличивает положительный заряд на этой стороне
или, что то же самое, уменьшает рН,
но не изменяет концентрацию протонов. При этом изменение заряда на сторонах
мембраны превращает её в электрический
конденсатор и даёт возможность хранить энергию в виде энергии
электрического поля.
Дата последнего обновления: 28.03.10