Оптическое вращение параметры дисперсии

В последние годы исследованию окружения аминокислотных остатков в белках и их доступности для реагентов уделяется особенно много внимания, что объясняется многими причинами. Во-первых, познание реакционной способности каждого аминокислотного остатка в связи с непосредственным окружением приведет к пониманию различных химических свойств белков и ферментов. Например, механизм действия ферментов можно описать с точки зрения сродства и повышенной реакционной способности аминокислотных остатков активного центра по отношению к субстрату. Во-вторых, доступность аминокислотных остатков действию реагентов зависит от конформационных изменений белков, вызываемых сменой pH, температуры, ионной силы, взаимодействием с субстратом и т. д. Изучая доступность для реагентов отдельных остатков в различных условиях, можно делать выводы о структуре нативных белков. В-третьих, молярные доли остатков в различных состояниях обычно определяют путем измерения кругового дихроизма (дисперсии оптического вращения), параметров ионизации, спектральных смещений при образовании водородных связей или других изменений в окру- [c.344]

Уравнение (XVI. 4) можно получить на основании приближенной теории, исходя из модели связанных осцилляторов. В этом уравнении фигурируют три (а не четыре, как в двучленном уравнении Друде) параметра, определяемых экспериментально. В отличие от параметра параметры о и Яо почти не зависят от природы растворителя. Поскольку второй член в уравнении (XVI. 4) описывает вклад спиральной структуры в дисперсию оптического вращения, параметр Ьо может служить мерой содержания спиральных форм в макромолекуле. В большинстве случаев данные по дисперсии дают возможность достаточно точно определить эти три параметра. Параметр >о определяют по наклону кривой зависимости [/га ](Я —Хо) от построенной на основании уравнения (XVI. 4). Значение Яо подбирают методом проб й ошибок так, чтобы получить прямую линию. Поскольку как для хаотического клубка, так и для а-спиральной конфигурации многих белков и полипептидов Яо 212 ммк, вклад а-спиральной конфигурации характеризуется только величиной параметра Ьо- [c.289]

Итак, основное применение дисперсии оптического вращения при установлении структуры органических соединений состоит в определении одного из следующих трех параметров, если известны два других 1) положения функциональных групп, 2) конфигурации и 3) конформации молекул. [c.500]

Таким образом, несмотря на ряд недостатков, урав нение Моффита в настоящее время широко применяется при исследовании ДОВ полипептидов и белков. Значения параметров ао и Ьо для большинства полипептидов и белков можно найти в книге Джерасси Дисперсия оптического вращения [26] и обзоре Арнеса и Доти [21]. [c.127]

Анализ кривых Д. в. показал, что анионный и радикальный полимеры различаются по параметрам дисперсии оптического вращения. У анионного нолимера положение пика смещено в длинноволновую область спектра, величина амплитуды смещена в положительную сторону, константа вращения также более положительна. [c.125]

Следует также отметить, что полученные в нашей лаборатории данные по дисперсии оптического вращения необлученных и облученных растворов ДНК указывают на устойчивость макромолекул ДНК по этому параметру до доз 10 р [16]. На значительную устойчивость вторичной структуры ДНК указывают также кривые поглощения, не изменяющиеся практически до [c.12]

Параметры дисперсии оптического вращения некоторых синтетических полипептидов [18] [c.103]

Параметры дисперсии оптического вращения некоторых углеводов [c.122]

В этой главе кратко описаны различные определения и уравнения дисперсии оптического вращения, а также показано различие в оптических свойствах олигомеров и полимеров. Для того чтобы проиллюстрировать применение и ограничения метода ДОВ, были выбраны несколько природных и синтетических полимеров. Большинство дисперсионных кривых почти не имеет особенностей и фактически монотонно, причем величина оптического вращения (по модулю) возрастает с уменьшением длины волны падающего света исключение составляет область оптически активной полосы поглощения, в которой проявляется эффект Коттона. При обработке экспериментальных данных важную роль играют два выведенных теоретически уравнения. Большую часть экспериментальных данных, относящихся к области спектра, удаленной от оптически активной полосы поглощения, можно описать простым уравнением Друде с двумя параметрами Яс и к. Это позволяет сравнивать или количественно различать конформации или конформационные переходы, скажем, одних белков от других. Теория Моффита, первоначально развитая для дисперсии а-спирали, позволяет описать сложную дисперсию при помощи трех параметров А-о, о и Ьо- Хотя уравнение Моффита неспецифично, несомненно, установлено, что спиральная конформация вносит свой вклад во вращение. [c.126]

Для того чтобы показать взаимосвязь 12] дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма и ультрафиолетового спектра поглощения для типичного (бесцветного) органического вещества и познакомиться с обозначениями, применяемыми при изучении ДОВ [7] и КД [81, на рис. 2 приведена кривая с положительным эффектом Коттона, связанным со слабым переходом в эписульфид-ном хромофоре при 264 ммк для 5а,6а-эписульфида холестанола-Зр [9]. Этот пример обращает внимание также и на другое обстоятельство, которое будет подробнее обсуждаться ниже, а именно на то, что часто знак вращения в видимой области (например, [а] и) отличается от знака первого эффекта Коттона (рис. 2— положительный эффект Коттона в ультрафиолетовой области спектра и отрицательное вращение в видимой области). Кривые дисперсии оптического вращения в этой статье выражены в единицах молекулярного вращения ([Ф]), а кривые кругового дихроизма— в единицах молекулярной эллиптичности ([0]). Как было показано ранее [8], эта система единиц имеет для химика-органика большое преимущество, так как оба свойства молекулы выражены через параметры, имеющие одинаковый порядок величины. [c.23]

Б. Сравнение параметров дисперсии оптического вращения для водных и органических растворителей [c.229]

Все нуклеотиды имеют асимметрические атомы и поэтому оптически активны. Однако в настоящее время интерес к ДОВ нуклеиновых кислот вызван попытками проникнуть в их вторичную структуру [107—114), аналогично тому как изучались полипептиды и белки (см. раздел Г). Известно, что в видимой области спектра ДНК и РНК имеют простую дисперсию оптического вращения друдевского типа [110, 111, 114). Фреско [ПО], однако, сообщил о сложной дисперсии ДНК, но он проводил измерения в ультрафиолетовой области спектра ниже 360 мц. По-видимому, целесообразно с помощью доступных в настоящее время приборов высокого класса вновь исследовать ДОВ этих природных полимеров. В табл. 17 приведены недавно опубликованные (требующие в будущем уточнения) параметры ДОВ нуклеиновых кислот и некоторых синтетических полипептидов. В отличие от ДОВ синтетических полипептидов ДОВ полинуклеотидов обрабатывали только с помощью уравнения Друде и никакими другими уравнениями не пользовались в этой области нет также ни одной удовлетворительно развитой теории. Оптическое вращение этих [c.118]

Преимущество рассмотренного метода по сравнению с прежними методами анализа ДОВ состоит в том, что спиральность можно получить независимо из двух параметров дисперсии вращения. Это дает возможность проводить дополнительную проверку содержания а-спиральной формы в полипептиде или белке. В следующем разделе мы сравним предложенный метод анализа дисперсии оптического вращения с другими методами. [c.231]

Вторым параметром, характеризующим оптическую активность, служит ориентация эллипса. Заметим, что большая ось эллипса не параллельна направлению поляризации падающего света. Если свет практически не поглощается средой, отношение осей эллипса оказывается столь малым, что свет по сути дела остается плоскополяризованным. В этом случае можно говорить просто о повороте плоскости поляризации света. Таким образом, ориентация эллипса отвечает оптическому вращению. Величина оптического вращения зависит от длины волны, поэтому часто используется термин дисперсия оптического вращения (ДОВ). [c.63]

Связь между (Л) спектрами поглощения (в от X) и кругового дихроизма (Де от Л) и (Б) кривыми дисперсии (п от к) и дисперсии оптического вращения (Ап от Л) для оптически активного вещества (отметим, что символ Д используется как для обозначения параметров по оси ординат, так и для ширины полосы, к сожалению, общепринятое обозначение) (В) сплошной линией представлена положительная полоса КД (положительный эффект Коттона), а штриховой линией — отрицательная (отрицательный эффект Коттона) (Г) сплошная линия называется кривой ДОВ с положительным эффектом Коттона, а штриховая — с отрицательным. Если вещество оптически неактивно, кривые гг от и е от Я будут того же типа, а Де и Ап равны пулю при всех К. [c.458]

На участке, где кривая имеет плавный характер, константу дисперсии Лс можно найти из угла наклона прямой на графике зависимости Х а] от [а]. На основании теории вращения плоскости поляризации можно показать, что в каждой молекуле, способной вращать плоскость поляризации, возможны по крайней мере два оптически активных перехода. Поэтому величина %с должна быть взвещенной средней из значений, относящихся к двум или более длинам волн. По мере приближения к полосе поглощения характер вращательной дисперсии становится все более сложным, и для описания кривой дисперсии приходится пользоваться уравнением Друде, содержащим в правой части не один, а два члена и даже более и по меньщей мере четыре параметра, которые могут быть подобраны эмпирически [c.17]

ПОЛОСЫ поглощения, п асимптотически приближается к 1. Если хромофор оптически активен, кривые КД и ДОВ имеют по существу тот же вид, что и соответственно спектр поглощения и кривая дисперсии, за исключением того, что по оси ординат откладывается Де = еь—ек и = Обычно при представлении кривых ДОВ по оси ординат откладывается какой-нибудь из параметров, обозначающих вращение (например, [а] или [Л4]), но необходимо помнить, что вращение — результат различия в показателях преломления Ь- и Н-лучей света. [c.458]

Исследования влияния углеводородов на конформационное состояние макромолекул глобулярных белков проводились методами оптического вращения и его дисперсии, вискозиметрически, спектрофотометрически и по изучению кинетических параметров ферментативной активности, Вращение плоскости поляризации чрезвычайно чувствительно к изменению конформации белковых молекул. Правда, между оптической активностью и структурой белка нет простой и ясной зависимости, но значение оптической активности как характеристики степени конформационного изменения белков общеизвестно и играет большую роль при изучении процессов денатурации. [c.29]

В последнее время появились работы, посвященные разработке новых методов анализа данных по дисперсии оптического вращения [245—248]. В нашей работе [249] используется метод обработки данных по ДОВ, предложенный Имахори и Инони [248]. Этот метод позволяет оценить вклад каждой из трех известных в настоящее время конформаций (сс-спираль, -структура и статистический клубок) в пространственную структуру белка. Сущность метода состоит в том, что параметры ад и Ьо, рассчитанные из данных по ДОВ [c.102]

Дисперсия оптического вращения. Доля спирализованных участков в молекуле белка — важный параметр его структурной характеристики. В парамиозине, например, более 90% аминокислотных остатков вовлечены в спиральную структуру, тогда как в Р-лактоглобулине участки со структурой а-спирали, вероятно, вообще отсутствуют. Большинство белковых молекул содержит спирализованные участки различной длины, чередующиеся с элементами структуры типа беспорядочно свернутого (статистического) клубка. Долю спирализованных участков можно определить несколькими методами. Чаще всего пользуются методом, оспованным на изучении дисперсии оптического вращения модельных полипептидов. На фиг. 35 схематически показана зависимость оптического вращения синтетического полипептида поли-Ь-глутамата от длины волны при pH 7 и 4. Такое изменение оптического вращения носит название дисперсии оптического вращения. Легко видеть, что кривые дисперсии оптического вращения для двух значений pH резко отличаются одна от другой как в области менеду 250 и 190 ммк, так и в области между 350 и 700 ммк. Эти различия коррелируют с изменениями в структуре полипептида если при pH 4 структура поли-Ь-глутамата является полностью спиральной, то при pH 7 полипептид имеет структуру беспорядочно свернутого клубка. Поскольку спираль представляет собой в основном асимметрическую структуру, вполне естественно, что наличие спирализованных участков усиливает способность полипептидов вращать плоскость поляризации (обусловленную присутствием в цепи остатков асимметрических аминокислот). Важный, но еще не решенный вопрос состоит в том, можно ли, исходя из данных по дисперсии оптического вращения, количественно оценивать долю спиральных структур. В принципе такие оценки можно делать на основе данных по оптическому вращению, полученных в двух разных областях спектра. Для более длинноволновой области Моффит и Янг предложили следующее эмпирическое выражение, описываю- [c.101]

В табл. 4.11 приводятся найденные с помощью методов дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма значения ряда термодинамических параметров перехода для динуклеозидмонофосфатов. Из табличных данных следует, что эти два метода приводят к довольно различным значениям термодинамических параметров величины, получаемые для разных пар внутри каждого метода, довольно близки. Еще более отчетливо это проявляется при сравнении констант, например, для АрА, полученных с помощью двух данных и других методов (табл. 4.12). [c.246]

Параметры дисперсии оптического вращения нуклеиновых кнс. ют ц полинуклеотндов [c.119]

Первый этап программы, направленной на осуществление этих идей, должен состоять в нахождении с помощью существующих данных по дисперсии оптического вращения достаточно хороших эмпирических значений сил вращения. Моффит и Московиц в тесном сотрудничестве с Джерасси занимались решением этой части проблемы и разработали несколько графических и вычислительных методов, которые позволяют провести эту работу. Эти методы различны по трудоемкости и имеют неодинаковую степень точности. В настоящее время считается, что метод расчета, разработанный автором с помощью вычислительной машины 1ВМ 704, наиболее удовлетворителен по легкости обработки данных и точности. Детали метода можно найти в книге Джерасси [5]. В нем используются обратные соотношения в сочетании с применением метода наименьших квадратов при описании кривых нелинейными функциями для нахождения отдельных кривых дихроизма гауссовой формы, которые лучше всего удовлетворяют критерию наименьших квадратов. Величину силы вращения можно определить из значений параметров этой кривой. На рис. 4 и 5 приведены два примера успешного применения метода совмещения вычисленной кривой с экспериментальной. [c.49]

Такие данные не имеют прямого отношения к абсолютному определению молекулярного веса или геометрических параметров молекулы, однако могут служить полезным дополнительным подтверждением формы молекулы. Весьма вероятно, что гликонротеин, имеющий высокую степень спи-рализации, будет обладать определенной жесткостью, тогда как отсутствие какой-либо упорядоченной структуры позволяет предполагать более гибкую конфигурацию молекул. Разумеется, это нельзя рассматривать как окончательное решение вопроса о гибкости молекулы, но, как было отмечено выше, заключение о форме молекул можно делать только с учетом всех сведений, имеющих отношение к этому вопросу. Измерение дисперсии оптического вращения дает ценные указания по этому вопросу. [c.95]

Добавление этиленгликоля, диоксана или формамида к раствору фетуина в фосфатном буфере (pH 7,9, ионная сила 0,16) вызывает снижение го, ц, и увеличение приведенной вязкости, но не влияет на величину молекулярного веса, измеренную по методу Арчибальда [21]. Эти органические растворители также оказывают влияние на параметры дисперсии оптического вращения, при этом величина полученная из уравнения Друде, снижается, а величина Ьо становится менее отрицательной. Наибольшие изменения наблюдаются в 30%-ном формамиде. При этом изменяется от 231 ммк в воде до 212 ммк в формамиде, а увеличивается соответственно от —120° в воде до —36 в формамиде. Полученные данные позволяют предположить, что при этом происходит частичное раскручивание молекулы. После ферментативного удаления сиаловой кислоты из фетуина наблюдаются аналогичные, но несколько более резкие изменения величин и Ьд. Это показывает, что отрицательно заряженный остаток сиаловой кислоты играет роль в сохранении конформации молекулы [21]. По данным Грина и Кэя [19], физические константы препаратов фетуина, выделенных солевым фракционированием и фракционированием этанолом, в основном одинаковы. Однако для последнего получена менее отрицательная величина Ьо, что позволяет предполагать, что этот препарат претерпел некоторые конформационные изменения. Содержание в нем а-спиралей меньше 15% — приблизительной величины, рассчитанной для фетуина, выделенного методом высаливания. Доказательством, подтверждающим конформационные различия между этими двумя препаратами, является тот факт, что препарат, полученный осаждением этанолом, более чувствителен к действию трипсина и а-химо-трипсина [21]. [c.61]

Обычно вслед за образованием стабильных фотохимических продуктов происходят конформационные перестройки белковой макромолекулы, на что указывают изменения ряда конформационно-чувствительных параметров дисперсии оптического вращения, электрофоретической подвижности, вязкости, седиментационных характеристик, растворимости, ион- и коэнзимсвязываю-щих свойств, количества титруемых 8Н-групп, чувствительности к температуре и протеолитическим ферментам. [c.346]

Известны случаи прямого, вполне очевидного несоответствия процесса денатурации двухстадийному приближению. Это проявляется, например, у карбоангидразы при ее денатурации гуанидингидрохлори-дом в различном характере экспериментальных кривых и типичных для двухстадийного процесса зависимостей [41]. У стафилококковой пени-циллиназы отклонения от модели Брандтса обнаруживаются в несовпадении характера изменений при денатурации различных физических параметров. Так, если судить по вязкости и УФ-поглощению, белок совершает свой единственный конформационный переход и полностью денатурирует при 0,5 М гуанидингидрохлорида, а согласно спектрам дисперсии оптического вращения (ДОВ), первые конформационные изменения происходят только при 1,5 М концентрации того же денатуранта. Проводившие эти исследования Б. Робсон и Р. Пейн сделали вывод, что в интервале концентраций 0,5—1,5 М гуанидингидрохлорида в растворе существует в заметном количестве третье промежуточное конформационное состояние белка [42]. [c.351]

Определение термодинамических параметров. Определение термодинамических параметров обычно проводится из данных по плавлению олигонуклеотидов. Анализ кривых плавления коротких двуспиральных фрагментов позволяет получить термодинамические характеристики в зависимости от последовательности оснований. При помощи дисперсии оптического вращения (используются также другие спектроскопические методы, а также протонный магнитный резонанс) можно получить кривые зависимости поглощения при изменении температуры. Сравнивая кривые поглощения одно- и двуспи- [c.192]

Спектры кругового дихроизма используют для тех же целей, что и спектры дисперсии оптического вращения, чтобы выяснить, какой тип вторичной структуры преобладает в мембранных белках. При интерпретации спектров кругового дихроизма возникают некоторые трудности, которые связаны в основном с негомоген-ностью мембранных суспензий, обусловливающей сглаживание спектральных кривых. Несмотря на то что доля спиральных участков в молекуле белка представляется на первый взгляд не самым информативным параметром, с помощью этих методов можно выяснить, осуществляется ли прямое влияние на мембранные структуры внешних факторов, если это влияние изменяет спи-рализацию белковых молекул. Эти изменения часто имеют место в тех случаях, когда наблюдается собственный конформационный сдвиг в молекуле белка или взаимодействие молекул белка друг с другом, изменяющее их конформацию. [c.73]

Дисперсия оптического вращения (ДОВ) и круговой дихроизм (КД). Методы ДОВ и КД представляют собой два различных способа изучения одного и того же явления — взаимодействия монохроматического линейно поляризованного света с оптически активными молекулами. При использовании метода ДОВ изучается зависимость величины угла поворота плоскости поляризации световой волны поляризованного излучения в диапазоне от 180 до 240 нм., В основе метода КД лежит различная способность оптически активных молекул поглощать право- и левополяризованный свет. Зависимость параметра эллиптичности (пропорционального разности между поглощением образцом право- и лёвополяризованного света )от длины волны называется спектром КД. Его, как правило, также получают в диапазоне длин волн от 180 до 240 нм. [c.122]

Одним из наиболее очевидных применений исследования циркулярного дихроизма в области комплексных соединений явилось обнаружение [31, 34] в некоторых областях спектра бэльшего числа переходов, чем это наблюдается в обычном спектре поглощения. Лучшее разрешение полос циркулярного дихроизма в основном обусловлено дополнительным параметром знака, как это видно из графика, приведенного на рис. 11, хотя здесь играет роль также и то обстоятельство, что полосы циркулярного дихроизма уже соответствующих полос в электронном спектре поглощения (возможно, вследствие того, что некоторые колебания, вносящие вклад в интенсивность электронно-колебательных электрических дипольных переходов, не эффективны в отношении создания оптической активности этот вопрос обсуждается ниже). В таком сравнительно благоприятном случае, когда две компоненты спектра достаточно отличаются по энергии, возможность обнаружить существование двух компонент возрастает в следующем порядке спектр поглощения <спектр ДОВ < спектр ЦД. Анализ кривой дисперсии вращения, как и следовало ожидать, приводит [41] к тому же результату. что и непосредственное измерение циркулярного дихроизма. [c.162]