ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические методы изучения пространственной структуры биополимеров из "Биологическая химия" Проще всего представить себе селекцию ДНК на способность связываться с определепными лигандами. Для этого достаточно иммобилизовать лиганд на нерастворимом носителе, например на агарозе, и пропускать полученную смесь большого числа разнообразных нуклеиновых кислот через колонку. Задержанный на колонке материал после элюции может быть амплифицирован и подвергнут следующему циклу селекции. [c.307] Единственным методом, который позволяет определить пространственные координаты большинства атомов биополимера (как правило, всех, кроме атомов водорода), является рентгеноструктурный анализ. Он применим к тем биополимерам, которые могут быть получены в виде кристаллов достаточно большого размера, по крайней мере несколько десятых долей миллиметра. Для биополимеров, имеющих вытянутую периодическую пространственную структуру, например для двунитевых спиральных структур нуклеи1швых кислот, геометрические параметры, описывающие основные элементы структуры, могут быть получены исследованием дифракции рентгеновских лучей на ориентированных нитях этих биополимеров. Именно такие данные, полученные для нитей ДНК английскими учеными Уилкинсоном и Розалинд Франклин, позволили Уотсону и Крику предложить пространственную структуру ДНК в виде двойной спирали. Возможность получения белка, нуклеиновой кислоты или их комплекса в виде кристалла достаточно высокого качества является основным ограничением на пути исследования пространственной структуры биополимеров. Одним из факторов, осложняющих кристаллизацию, является неизбежное возникновение конвекционных токов. В связи с этим определенные надежды на улучшение процедур кристаллизации возлагаются на выращивание кристаллов в условиях невесомости на орбитальных космических станциях. [c.309] Наиболее сложным моментом при нахождении координат атомов в элементарной ячейке является определение фазовых множителей, соответствующих каждому отраженному от решетки пучку. Эта задача решается по-разному для низкомолекулярных веществ и для биополимеров. [c.311] Знание функции / п(5) позволяет по уравнению (7.10) рассчитать функцию р г). Эту функцию можно наглядно представить в виде серии карт электронной плот ности для различных параллельных срезов через элементарную ячейку, на которых изображены системы линий, соединяющих точки с одинаковой электронной плотностью наподобие горизонталей на топографических картах. [c.312] Однотипные ядра, например протоны, в разных частях молекулы имеют разное магнитное окружение и резонируют при различающихся значениях В. Это дает возможность при высокой разрешающей силе Я МР-спектрометра получить отдельные сигналы для каждой группы однотипно расположенных в молекуле ядер. В качестве примера на рис. 92 приведен фрагмент протонного ( 11) спектра ЯМР фермента рибонуклеазы в области, где резонируют протоны, связанные с атомами С2 и С4 имидазольных колец остатка гистидина. Все четыре остатка гистидина, находящиеся в молекуле фермента в положения.ч 12, 48, 105 и 119, дают отдельные сигналы, отличающиеся на несколько миллионных долей (м.д.) от магнитной индукции, создаваемой магнитом ЯМР-спектрометра. [c.314] Если скорость вращения молекулы во внешнем магнитном поле велика (т.е. [c.315] Наряду с экспериментальными методами, я в ряде случаев и в сочетании с ними, для изучения пространственной структуры биополимеров начинают использовать расчетные методы, применение которых стало возможным в результате появления сверхмощных компьютеров. Их разделяют на методы молекулярной механики и молекулярной динамики, которые ис.чодят из возможности количественно описать энергию каждого атома в биополимере как функцию внутренних координат его ядер. При этом электроны в явном виде вообще не рассматриваются. Таким образом, просто допускается, что электроны оптимальным образом распределены в пространстве вокруг ядер. Функция, описывающая зависимость энергии от ядерных координат, рассматривается как многомерная поверхность, которую называют поверхностью потенциальной энергии. [c.318] Туг-115. Следовательно, именно они находятся на поверхности молекулы рибо-нукл 1зы, а остальные спрятаны внутри глобулы. [c.324] Метод нашел также широкое применение для выявления элементов пространственной организации комплексов биополимеров, в частности комплексов белков с нуклеиновыми кислотами. Если, например, фрагмент нуклеиновой кислоты принимает участие во взаимодействии с белком, то реагент, действующий на свободную нуклеиновую кислоту, не сможет атаковать фрагмент, экранированный молекулой белка. Поэтому на картине, отражающей распределение модифицированных фрагментов вдоль цепи нуклеиновой кислоты, на участке, закрытом бел-1 ом, будет наблюдаться резко пониженный уровень модификации, своего рода отпечаток белковой молекулы. Этот метод получил название футприптита, что означает отпечаток ноги . [c.324] Вернуться к основной статье