Облучение, действие на белки

Растворение белков в воде связано с гидратацией каждой молекулы, что приводит к образованию вокруг белковой глобулы водных (гидратных) оболочек, состоящих из ориентированных в определенной форме в пространстве молекул воды. По химическим и физическим свойствам вода, входящая в состав гидратной оболочки, отличается от чистого растворителя. В частности, температура замерзания ее составляет —40°С. В этой воде хуже растворяются сахара, соли и другие вещества. Растворы белков отличаются крайней неустойчивостью, и под действием разнообразных факторов, нарушающих гидратацию, белки легко выпадают в осадок. Поэтому при добавлении к раствору белка любых водоотнимающих средств (спирт, ацетон, концентрированные растворы нейтральных солей щелочных металлов), а также под влиянием физических факторов (нагревание, облучение и др.) наблюдаются дегидратация молекул белка и их выпадение в осадок. [c.26]

Если две различные молекулы расположены достаточно близко, они могут влиять на флуоресценцию друг друга. Одна из них, например, может поглощать излучение флуоресценции другой, свидетельствуя о довольно эффективной миграции энергии от одной молекулы к другой при облучении молекулярного комплекса. Такое взаимодействие может происходить между ароматическими аминокислотами, в ферментах и флуоресцирующих коферментах. Следовательно, можно определять и расстояние между этими молекулами. Кроме того, излучаемый отдельными молекулами данного вещества поток энергии определенным образом ориентирован по отношению к излучающей молекуле. Поэтому флуоресценция твердых тел сильно поляризована. В жидких невязких растворителях поляризация флуоресценции небольших молекул обычно мала, так как вследствие броуновского движения молекулы быстро меняют свое положение. Однако у больших молекул, таких, как белки, даже в жидких растворителях наблюдается менее интенсивное броуновское движение за время жизни возбужденного состояния они мало меняют свое положение, и поэтому их флуоресценция сильно поляризована. У флуоресцирующих групп, находящихся внутри белковой молекулы или соединенных с белком в виде комплексов фермент — кофермент или фермент — субстрат, также обнаруживается поляризация флуоресценции. Степень поляризации флуоресценции таких комплексов и влияние на нее различных факторов дают информацию о механизме действия фермента. Все это представляет ценность для анализа не только собственно ферментов, но и вообще всех белков. [c.178]

Попытки использования оксиаминокислот более подробно описаны в следующем разделе. Как указывалось выше, расщепление аминокислот основного характера проводилось только при действии трипсина (см. стр. 179—198). Известны работы, посвященные селективному расщеплению пептидных связей в ароматических аминокислотах путем облучения белка светом соответствующей длины волны. В большинстве случаев исследования имели эмпирический характер и предпринимались главным образом с целью изменения свойств белков, часто обладающих ферментативными или иммунологи- [c.215]

С пространственным упорядочением молекулы белка связано и представление о денатурации белков. Под этим понимают разрушение пространственной структуры в результате действия физических или химических факторов (нагревание, облучение, действие кислот и т. д.). Иногда процесс денатурации [c.193]

Свою биологическую функцию белки выполняют, только если сохраняются вторичная и третичная структуры. Разрушение третичной и вторичной структур называется денатурацией белка. При денатурации сохраняется только первичная структура белка, т. е. пептидная цепь. Денатурация белков мох<ет произойти под действием химических веществ (кислот, щелочей, спиртов, ацетона), при нагревании, повышепии давления, радио-акгнвном облучении. [c.449]

Электромагн. излучения еще более высокой энергии (рентгеновское и у-излуче-ние) способны ионизовать в-во. Ионизация происходит случайным образом, поэтому молекулы, являющиеся наяб. распространенными в объекте, больще других подвергаются ионизации. При облучении живой материи, на 70-90% состоящей из воды, б. ч. энергии будет поглощена молекулами воды и поэтому мутагенный эффект при действии этих агентов возникает гл. обр. вследствие модификации ДНК продуктами радиолиза воды. Наиб, вклад в развитие радиац. поражения ДНК вносит радикал ОН . При взаимод. с ДНК 80% всех радикалов ОН атакуют основания ДНК, остальные-дезоксирибозную часть молекулы. Возникающие первичные продукты затем вступают в разнообразные вторичные р-ции как с теми же продуктами радиолиза воды, так и с кислородом, белками, низкомол. компонентами клетки, а также подвергаются диспропорционированию, изомеризации, гидролизу. Возникает широкий спектр разнообразных изменений первичной и вторичной структуры ДНК измененные основания, апури-новые я апиримидиновые сайты (участки с удаленными основаниями), разрывы связей в дезоксирибозе, одно- и двунитевые разрывы цепей ДНК. Точная роль каждого из возникающих повреждений структуры ДНК в формировании мутагенного эффекта все еще остается невыясненной. Предполагают, что ключевую роль в этом процессе играют продукты радиолиза тимина. [c.153]

При обсуждении возможных путей реализации повреждающего действия перекисного фотоокисления липидов на биомембраны выдвигают предположение о существовании двух различных механизмов. Один из них заключается, вероятно, в нарушении свойств самой липидной зоны мембраны. В пользу этого свидетельствует тот факт, что возрастание ионной проницаемости наблюдается на искусственных липидных мембранах при протекании в них перекисного фотоокисления липидов. Второй механизм, видимо, связан с разрушением белковых 8П-групп, необходимых для сохранения барьерных свойств мембран. Косвенно на это указывают данные о более высоком квантовом выходе разрушения тиолов мембран (0,18) по сравнению с таковым в случае УФ-облучения тиолов белков в растворе (0,03). [c.453]

Фолиевая и фолиновая кислоты излечивают макроцитарную (тропическую) анемию и спру [10]. Помимо антианемического действия они катализируют синтез белков (аминокислот), участвуют в обмене холина, применяются при лечении злокачественной (пернициозной) анемии, а также при заболеваниях крови, вызванных радиоактивным облучением. [c.214]

Интерес к использованию излучения высокой энергии для стерилизации мяса или других богатых белками пищевых продуктов стимулировал исследование действия -излучения и электронов высокой энергии как на чистые белки, так и на мясные продукты. В отличие от тепловой стерилизации, при лучевой стерилизации для уничтожения бактерий не требуется нагревать продукты питания до высокой температуры. Протеолитические ферменты могут оставаться активным после облучения дозами, достаточ ыми для обеспечения полной стерилизации [65]. Этот эффект противоположен тепловой стерилизации, где инактивация ферментов происходит раньше, чем уничтожение микроорганизмов. [c.226]

У нас в стране и за рубежом изучается возможность радиационной стерилизации и деконтаминации готовых лекарственных средств. Имеется ряд публикаций о радиационной устойчивости препаратов, вспомогательных веществ и материалов. Наиболее чувствительны к действию облучения углеводы и белки. Степень распада этих соединений растет с увеличением их молекулярной массы [1, 29, 40]. [c.532]

Метод заключается в измерении интенсивности флуоресценции хромофорных группировок триптофана и тирозина в области 340—350 нм под действием УФ-облучения (280—290 нм). Наибольший вклад вносит флуоресценция индольного хромофора триптофана, наиболее чувствительная к структурным изменениям исследуемого белка. Наименьший вклад вносит флуоресценция остатка фенилаланина. По чувствительности флуоресцентный метод на три порядка превосходит спектрофотометрию при 280 нм, однако здесь предъявляются более высокие требования к природе и чистоте элюента. К другим факторам, ограничивающим применение метода, относится различная зависимость интенсивности флуоресценции от pH среды у разных типов белков. [c.459]

Цистин, по-видимому, сам подвергается постепенному распаду на последних этапах реакции, так как при облучении дозами выше 10 000 р его выход значительно меньше ожидаемого. Таким образом, дисульфидные связи, которые определяют строение многих белков, особенно ферментов, могут подвергаться действию излучения. Однако дозы, необходимые для достижения заметных эффектов, велики и вызывают значительно более сильные побочные явления. Количество перекиси водорода, образую-шейся в растворах аминокислот, больше, чем в чистой воде (если раствор не имеет щелочной реакции). [c.222]

При облучении разведенных водных растворов белков наблюдаемые изменения обычно связаны с радикалами, образующимися из воды. Рассмотренное действие а-частиц на гемоцианин является исключением. Такие изменения могут быть разделены на 1) обнаруживаемые химическими методами и 2) обнаруживаемые главным образом по изменениям физических свойств. Очевидно, эта классификация является условной, так [c.224]

В некоторых высушенных твердых веществах свободные радикалы можно генерировать действием облучения. Как показывает магнитный критерий, образовавшиеся радикалы остаются стабильными в течение долгого периода. Облученные семена ячменя дают сигналы ЭПР радикалов, которые образуются, по-видимому, из фракций белков и нуклеиновых кислот в образце. Сигналы существуют в течение многих часов или суток, постепенно уменьшаясь. Как показывает опыт, по мере того как сигнал спадает, биологическая активность семян все более и более уменьшается. Было выдвинуто предположение о том, что часть [c.521]

Денатурирующие агенты делятся на химические и физические. К последним относится прежде всего температурное воздействие, в частности замораживание или нагревание, а также давление, ультразвуковое воздействие, облучение и др. Химические агенты — это органические растворители (ацетон, хлороформ, спирт), концентрированные кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов. В лабораторной практике в качестве денатурирующих агентов чаще всего используют мочевину или гуанидинхлорид, легко разрывающие водородные и гидрофобные связи, при помощи которых формируется третичная структура белка. Максимальное денатурирующее действие оба реагента прояв- [c.53]

Следует помнить, что белки вообще неустойчивы к действию интенсивного УФ-облучения, кроме того, в этих условиях может идти фотоокисление остатков триптофана. Следовательно, при обнаружении белков энергия облучения и время экспозиции должны быть по возможности минимальными. [c.459]

В случае более коротких нитей НК их после предварительной сорбции дополнительно фиксируют на матрице УФ-облучением. Такая фиксация фактически означает образование ковалентных химических связей в ситуации, когда активация близко расположенных, но химически инертных групп происходит за счет поглощения световой энергии. Существенное отличие от ранее рассмотренных вариантов посадки НК иа химически активированные матрицы состоит в том, что НК облучается не в растворе, а иосле сорбции па целлЮ лозу. Это означает, что пришивание нроисходит в очень немногих точках, где соответствующие друг другу химические группы НК и матрицы во время сорбции случайно оказались достаточно сбли>ь"епы. Фиксированные таким образом молекулы НК значительно более эффективно ыогут обеспечить узнавание и комплементарное взаимо действие с другими молекулами НК или специфическими белками. [c.392]

К началу 1950-х гг. в радиобиологии был накоплен огромный фактический материал и установлен ряд общих закономерностей действия излучений на живые объекты. Исследована радиочувствительность самых различных объектов — от макромолекул и бактерий до млекопитающих, установлена зависимость поражающего эффекта от физиологического состояния объекта, вида излучения, физических условий облучения и др. Были сформулированы теории гфямого и косвенного действия радиации, объясняющие, как казалось, подавляющее большинство накопленных к тому времени фактов на физико-химическом уровне исследования. Стоял вопрос об относительной роли этих двух способов поражающего действия радиации в живой клетке. Гораздо слабее были изучены механизмы тех процессов, которые приводили к нарушению клеточных микроструктур и отдельных макромолекул, то есть первичных физико-химических процессов, предшествующих развитию лучевого повреждения и гибели клетки. В те годы только начиналось систематическое изучение процессов радиационной деструкции основных классов биологических макромолекул белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. [c.34]

Горди, Ард и Шилдс [1068] изучали парамагнитный резонанс в аминокислотах и протеинах, подвергнутых рентгеновскому облучению. На основании полученных данных ими высказано предположение, что первые аминокислоты, возникшие на земле, под действием ультрафиолетового излучения солнца разрушались, а затем создавались длинные цепи, пока не возникли устойчивые к излучению белки, входящие в состав покровных тканей животных. [c.269]

Деи твие кислорода осуществляется практически мгновенно, а не является результатом каких-либо длительных Г еакций окисления, происходящих в облучаемой среде. Поскольку в опытах исключены и метаболические процессы, по1 )ажаюи1ее действие кислорода, по-видимому, обусловлено физическим механизмом взаимодействия его с активиронеи-ной облучением молекулой белка. [c.140]

Обычно считают, что органические соединения двухвалентной серы могут использоваться в качестве веш еств, заш ищающих белки от радиационных повреждений роль меркантосоединений в уменьшении последствий действия облучения рассматривалась во многих обзорах [388, 391]. Функция этих соединений как веществ, захватывающих свободные радикалы, подтверждается радиационно-химическими исследованиями [392, 393]. По-видимому, высокая склонность сульфгидрильных соединений к взаимодействию со свободными радикалами приводит к тому, что эти вещества защищают от воздействия излучения большинство неустойчивых к облучению аминокислот белка. Эти рассуждения, однако, не бесспорны, так как, нанример, опыты Пила [388], а также Горди и Мийагава [391] свидетельствуют скорее в пользу гипотезы об образовании смешанных дисульфидов в результате взаимодействия группы НЗ защитного сульф-гидрильного соединения и меркаптогруппы белка. С другой стороны, из работы Кумта с сотр. [394] следует, что защита аминокислот от действия излучения обусловлена захватом защитным соединением свободных радикалов. [c.432]

Экспериментально найденная линейная зависимость между дозой облучения полиизобутилена и 1/уИ указывает на то, что разрывы цепи происходят согласно закону случая и что количество их пропорционально дозе. Облучение белков может вызывать отщепление аммиака и расщепление пептидных связей, а при наличии серы— выделение сероводорода (отрицательная сторона лучевой стерилизации). Небольшие дозы излучения, почти не влияющие на большинство полимеров, сильно действуют на нуклеиновые кислоты, нук-леопротеиды, гемоглобин, миоглобин и ферменты, чем в значительной степени объясняется опасность облучения для живых организмов. [c.639]

Молекулярная масса ЧСА несколько выше, чем у БСА, и составляет 69 ООО дальтон. Изоэлектрическая точка примерно одинаковая. В состав ЧСА входят 20 аминокислот и 35—37 титруемых SH-rpynn. При pH 7,3 молекула альбумина несет суммарный отрицательный заряд. Оба белка лабильны и их структура зависит от концентрации водородных ионов в среде и действия на них ультрафиолетового облучения, высоких температур и органических растворителей [3081. [c.231]

В ранних исследованиях отмечались изменения оптического вращения, показателя преломления, поверхностного натяжения и электропроводности. Эти данные рассмотрены Арноу [31]. Изменения оптического вращения представляются нам наиболее важными и заслуживающими дальнейшего исследования. Остается неясным, аналогичны ли изменения белков при облучении изменениям при денатурации в отношении действия таких денатурирующих агентов, как тепло, соли и мочевина. Денатурация состоит прежде всего в развертывании полипептидных цепей белка из извитой конфигурации (по крайней мере частично спиральной) в более или менее беспорядочную структуру. Такая перестройка происходит, по-видимому, без агрегации и без образования или разрывов ковалентных связей [77]. Эю развертывание белковых структур связано со значительными изменениями оптического вращения [78]. Действие облучения, например потеря растворимости и увеличение вязкостп, в некотором отношении сходно с денатурацией, но все же на основании современных данных представляется, что оба эти явления различны во многих отношениях. Основное действие облучения заключается в образовании и разрыве ковалентных связей. Исследования оптического вращения, особенно в ультрафиолетовом свете, могут быть полезными при изучении этой области. [c.229]

Рис, 4.13. Жизненные циклы умеренного фага (на примере фага лямбда). После инфекции Es heri hia oli фагом лямбда происходит либо репродукция фага с последующим лизисом литический цикл), либо лизогенизация бактерии. ДНК фага представлена линейной двойной спиралью. В бактерии она замыкается в кольцо. Это кольцо может оставаться автономным или интегрироваться в бактериальную ДНК. В первом случае раззвертывается литический цикл. Замкнутая в кольцо ДНК реплицируется. В результате репликации по способу катящегося кольца получается цепочка из четырех копий фаговой ДНК. Гены фага запускают синтез и сборку белков головки и отростка и упаковку по одной копии ДНК в каждую головку фага. Головки спонтанно соединяются с отростками. При лизисе клетки-хозяина высвобождается около сотни зрелых фагов, которые в свою очередь могут инфицировать клетки. Однако кольцевая ДНК фага может также потерять свою автономию и включиться (интегрироваться) в ДНК хозяина, В этом случае клетка становится лизогенной. Латентный фаг, или профаг , реплицируется совместно с хромосомой клетки-хозяина. Лизогенная бактерия может неограниченно делиться, не подвергаясь лизису. Исключение (из хромосомы) фаговой ДНК, приводящее к лизису клетки, может произойти спонтанно или под действием индуцирующего фактора-облучения или мутагена. [c.149]

Повреждающее действие С, вошедшего в состав молекул белков и, особенно, в ДНК и РНК живого организма, обусловлено как радиационным воздействием Р-частиц и ядер отдачи азота, так и изменением химического состава молекулы в результате превращения атома углерода в атом азота. Значительная часть трансмутационных повреждений ДНК при распаде С приводит преимущественно к генным мутациям второго и третьего порядков, связанным с изменением химической структуры кодонов. Такие изменения практически не восстанав/шваются системой репарации и являются необратимыми. Трансмугации составляют около 10% всех повреждений (генетических и соматических), являющихся следствием облучения человека содержащимся в организме ""С [1]. [c.266]

При облучении замороженных водных растворов сывороточного альбумина и гемоглобина при —180° Сведберг и Брохэлт [56, 57] не обнаружили ни расщепления белковых молекул, нн других изменений седиментационных свойств. Молекулы исследованных белков не имеют особой слабой точки, которая могла бы быть повреждена прямым действием с образованием заметных изменений при малых дозах. Александер и Чарлзби [55] показали, что сывороточный альбумин в сухом состоянии подвержен изменениям в результате прямого действия при облучении очень высокими дозами. Кениг и Перрингс [58] нашли, что рентгеновские лучи вызывают расщепление фибриногена с образованием как самых мелких фрагментов, так и больших агрегатов, в том числе нерастворимых. [c.224]

Изучение различных свойств ферментов привело еще в конце прошлого века к представлению, что ферменты являются либо белками, либо принадлежат к классу веществ, весьма близких к белкам. Так, инактивирование ферментов при нагревании чрезвычайно напоминает тепловую денатурацию растворимых белков. Так, например, денатурация белков в водных растворах начинается примерно при тех же температурах, при которых инактивируются и ферменты. Нетрудно при этом заметить, что постепенное инактивирование ферментов при нагревании сопровождается одновременно частичной денатурацией белка в растворе. Полное инактивирование ферментов совпадает с моментом полной денатурации белка. При температуре 100 и денатурация белка, и инактивирование ферментов наступают в водных растворах почти мгновенно. Напротив, высушенные белки при нагревании денатурируются медленно. Точно так же медленно инактивируются и высушенные ферменты. К этому можно добавить, что не только нагревание, но и ряд других химических и физических факторов, вызывающих денатурацию растворимых белков, действует разрушающе и на ферменты. Так, например, разрушение ферментов наблюдается при действии минеральных кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, алкалоидных реактивов, при длительном встряхивании растворов ферментов, при облучении их рентгеновыми и ультрафиолетовыми лучами и т. п. Все эти воздействия приводят и к денатурации растворимых белков, что в некоторых случаях используется с практическими целями. [c.126]

Дубление белков основными солями хрома и их комбинация с таннидами и алюминиевыми квасцами придают белкам кож устойчивость к действию излучения в указанном диапазоне доз. Установлено, что кожи таннидного дубления под действием излучения мало изменяют свои свойства в отличие от кож минерального дубления. Облучение дозами, не превышающими 10 рд, приводит к улучшению основных физико-механических свойств кож таннидного дубления. Так, например, температура сваривания образцов, выдубленных таннидами ивы, после облучения дозой 10 рд повысилась с 94 до 102° С [6]. Этот факт позволяет сделать вывод о том, что при указанной дозе в образцах кож происходит дополнительное сшивание структуры коллагена, помимо межмолекулярных связей, образовавшихся в npaafip e дубления. [c.334]

Фильтруюидим действием рогового слоя, а также поглощением света присутствующими в клетках кожи белками и объясняются два максимума на кривой эритемной чувствительности кожи. Действие света в области этих максимумов различно. Так, при облучении в области УФ-С намного меньше пороговая доза радиации, т.е. минимальная доза, которая вызывает покраснение кожи. Последействие при этом меньше-покраснение быстро появляется, но зато быстро исчезает. Лучи области УФ-В уже при небольшой передозировке вызывают ожог. [c.31]

Денатурация. — К серьезным затруднениям при изучении белков приводит их большая склонность к определенным изменениям, называемым денатурацией. Почти все белки (исключением является желатин) чувствительны к нагреванию температурный коэффициент реакции весьма высок. Аналогичные изменения наступают при действии кислот, щелочей, спиртов, ацетона, мочевины, иодистого калия, трихлоруксусной, вольфрамовой и сульфосалициловой кислот, ультрафиолетового и рентгеновского облучений, при встряхивании или под действием высокого давления. Результат этих воздействий, если и неполностью одинаков, то имеет один и тот же характер. [c.672]

В течение ряда последних лер мы проводили исследования по изучению роли свободных радикалов в процессах, моделирующих биологическое действие радиации. Изучали радиационный распад ДНК, инактивацию ферментов, реакцию свободных радикалов облученных белков, радиолитическое окисление ляпидов и действие фенольных соедийенщ ИЗ модельные реакции фенолог [22—26], [c.318]

Повышенная чувствительность микроорганизмов к облучению в пр сутствии кислорода свидетельствует, по-видпмому, о том, что эффект, вызываемый излучением, не прямой, а связан с действием свободных радикалов, образующихся из различных химических компонентов клстск — белков, нуклеиновых кислот, липоидов, В 1ТаМИП0В и др. [c.114]

Коагуляция или стабилизация коллоидных растворов под действием излучения высокой энергии вызывала интерес исследователей [21] еще до бурного развития радиационной химии, связанного с возникновением атомной промышленности. Для этих ранних и некоторых последующих работ характерна противоречивость полученных результатов. В работах, выполненных с гидрозолями металлов, гидроокисями, сульфидами металлов и белками, указывается, что действие излучения па положительно заряженные золи вызывает их коагуляцию, а отрицательно заряженные золи становятся при таком воздействии более стабильными или не меняются. Но в других работах этого же периода [22, 23] для положительно заряженных золей наблюдался противоположный эффект, т. е. они при облучении становились более стабильными. Имеются также данные, показывающие, что коагуляция золей металлов и белков происходит при облучении независимо от знака их заряда. Граузер [21, 24] во время облучения коллоидных растворов графита, золота, Ре(ОН)з, яичного [c.61]

Возможно, что легкое замещение аминогруппы в производных дигидроцитознна является причиной образования ковалентных связей белков с нуклеиновыми кислотами при облучении нуклеопротеидов 82 и при действии на них О-метилгидроксиламина В первом [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология