Считается, что волос человека растет со скоростью 15-20 см в год. Зона роста находится у основания волоса, где в клетках эпидермиса синтезируются α-кератиновые нити, скручивающиеся затем наподобие канатов. Основным структурным элементом α-кератина является α-спираль, шаг которой составляет 0,54 нм, а на виток приходится 3,6 аминокислотных остатков. Предположив, что фактором, лимитирующим рост волос, служит биосинтез α-спиральных цепей кератина, рассчитайте скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина (число пептидных связей в 1 с), которая могла бы обеспечить наблюдаемое удлинение волос за 1 год.
Для расчета скорости образования пептидных связей в цепях α-кератина за год, сначала определим, сколько пептидных связей образуется за секунду.
Известно, что волос растет со скоростью 15-20 см в год, что составляет 0,15-0,20 см в месяц, или примерно 0,5-0,7 мкм в день.
Теперь преобразуем данные в нанометры, так как шаг α-спирали в α-кератине составляет 0,54 нм. Получаем 930,4-1296,3 нм в день.
Учитывая, что на виток α-спирали приходится 3,6 аминокислотных остатка, можем рассчитать количество аминокислотных остатков, необходимых для образования 930,4-1296,3 нм волоса:
930,4/3,6 = 258,44 аминокислотных остатка в день 1296,3/3,6 = 360,08 аминокислотных остатка в день
Теперь рассчитаем скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина за день:
258,44 2 = 516,88 пептидных связей в день 360,08 2 = 720,16 пептидных связей в день
Таким образом, скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина, которая могла бы обеспечить наблюдаемое удлинение волос за 1 год, составляет примерно от 516 до 720 пептидных связей в день.
Для расчета скорости образования пептидных связей в цепях α-кератина за год, сначала определим, сколько пептидных связей образуется за секунду.
Известно, что волос растет со скоростью 15-20 см в год, что составляет 0,15-0,20 см в месяц, или примерно 0,5-0,7 мкм в день.
Теперь преобразуем данные в нанометры, так как шаг α-спирали в α-кератине составляет 0,54 нм. Получаем 930,4-1296,3 нм в день.
Учитывая, что на виток α-спирали приходится 3,6 аминокислотных остатка, можем рассчитать количество аминокислотных остатков, необходимых для образования 930,4-1296,3 нм волоса:
930,4/3,6 = 258,44 аминокислотных остатка в день
1296,3/3,6 = 360,08 аминокислотных остатка в день
Теперь рассчитаем скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина за день:
258,44 2 = 516,88 пептидных связей в день
360,08 2 = 720,16 пептидных связей в день
Таким образом, скорость образования пептидных связей в цепях α-кератина, которая могла бы обеспечить наблюдаемое удлинение волос за 1 год, составляет примерно от 516 до 720 пептидных связей в день.