Биополимеры клубок

Недавно Шварц предложил теорию химической релаксации при кооперативных конформационных переходах в линейных биополимерах [128]. Исследована релаксация в переходах спираль—клубок в полипептидах на основе модели Изинга. Теория применима как к коротким, так и к длинным цепям. Показано, что конформационный переход контролируется наибольшим временем релаксации. [c.479]

Дифференциальная спектроскопия впервые была использована для сопоставления электронных спектров биополимеров, претерпевающих переходы на молекулярном уровне (денатурация белков, переходы спираль — клубок в полипептидах или ДНК и т. п.). Современные спектрометры позволяют сразу получать дифференциальные спектры, что удобно и для исследований процессов полимеризации можно осуществлять непрерывный мониторинг полимеризующейся системы вместо отбора проб или использования не слишком надежного дилатометрического метода. [c.320]

Основная физическая идея о макромолекуле, как о линейной кооперативной системе, и воплощение этой идея с помощью модели Изинга были вначале применены к исследованию макромолекулы в растворе и в высокоэластическом состоянии. В дальнейшем американские ученые начали развивать конформационную статистику биополимеров, создав, в частности, теорию переходов спираль — клубок, основанную на той же идее и том же методе. Позднее представление об одномерной кооперативности было применено автором этих строк к исследованию редупликации дезоксирибонуклеиновой кислоты. [c.7]

Белки — макромолекулярные природные вещества (биополимеры), структурную основу которых составляют полипептидные цепи, построенные из а-аминокислотных остатков. По составу белки делят на протеины (простые белки) и протеиды (сложные белки), вторичная структура Б. — форма укладки полипептидных цепей, которая может быть вытянутой в нити, свернутой в клубок или скрученной в спираль [c.45]

Переходы спираль — клубок в молекулах биополимеров [c.290]

ПЕРЕХОДЫ СПИРАЛЬ - КЛУБОК В БИОПОЛИМЕРАХ 291 [c.291]

Эта книга посвящена двум различным, но тесно связанным между собой вопросам — конформационной статистике обычных макромолекул и теории переходов спираль —клубок в молекулах биополимеров. Общий подход к ним состоит в рассмотрении макромолекул как линейных кооперативных систем, состояния элементов которых (т. е. состояния мономерных единиц) зависят друг от друга. В соответствии с этим, оба круга задач рассматриваются единым математическим методом — матричным методом модели Изинга. [c.384]

Переходы между различными конформациями в молекулах биополимеров, в частности переходы спираль—клубок, осуществляются обычно в узких областях изменения температуры, состава растворителя или pH раствора. Физическая основа таких переходов заключается в том, что состояние макромолекулы, в котором имеется большое число контактов между мономерными единицами, обычно энергетически более выгодно, в то время как состояние свободной макромолекулы более выгодно энтропийно из-за ее гибкости. Поэтому свободные энергии этих двух состояний различным образом меняются при изменении температуры, состава растворителя (например, если его молекулы способны к образованию водородных связей с макромолекулами, или если меняется [c.19]

Современные представления о структуре биополимеров позволяют утверждать, что денатурация может быть охарактеризована как необратимая конформация молекул белка, приводя- щая к изменению вторичной и третичной структуры, часто превращая макромолекулу белка в свернутый клубок. [c.145]

Другое важное свойство молекул биополимеров, непосредственно обусловленное их структурой, — способность к температурным или вызванным заменой растворителя превращениям типа спираль — клубок или глобула — клубок. Подобные структурные превращения отражаются как на абсолютном значении [т ], так и ца зависимости h] от М или от градиента скорости [c.198]

Регулярный характер конформации биополимеров зависит от характера объемных взаимодействий, которые изменяются при разных внешних условиях (температура, pH, ионная сила раствора). Это соответственно нарушает регулярность в строении макромолекулы и способствует превраш ению ее структуры в статистический клубок. Так, изменение pH раствора синтетического полипептида поли-у-бензил-Ь-глутамата (НБГ) и полиглутаминовой кислоты (НГК) приводит к потере а-спиральности (рис. IX.32), что [c.239]

В заключение отметим, что для изучения тепловых эффектов процессов денатурации белков и нуклеиновых кислот и взаимодействия этих биополимеров с ионами металлов и гидроксония в последнее время щироко и успешно применяется микрокалори-метрия. Тепловые эффекты этих процессов довольно малы. Так, теплота денатурации (т. е. перехода спираль—клубок) ДНК составляет около 4,0 ккал на моль мономерных единиц. Поскольку исследования обычно проводятся при концентрациях биополимеров порядка 10 М (в расчете на мономерные единицы), а объемы составляют 1—2 мл, измеряемые теплоты крайне малы (де- [c.47]

Когда говорят о фазовых (или квазифазовых) переходах в биополимерах, то подразумевают переходы от спиралевидной структуры к клубкообразной и наоборот. Подробное изложение современной теории переходов клубок — спираль содержится в гл. 9, 10 и И цитированной монографии Бирштейн и Птицына [15]. Отсылая читателя за подробным изложением вопроса и библиографией к упомянутым главам, сделаем лишь несколько замечаний. [c.102]

Дальнейшес развитие статистической теории гибкости полимерных цепей привело к созданию более или менее законченной картины конформационного строения типичных макромолекул в растворе и высокоэластическом состоянии, благодаря чему понятие гибкость макромолекулы , как нам кажется, впервые получило ясную количественную трактовку. С другой стороны, открытие переходов спираль — клубок в молекулах типичных биополимеров в растворе привело к созданию теории этих явлений, которая как по своим физическим идеям, так и по математическим методам оказалась весьма близкой к теории гибкости молекул обычных (т. е. не биологических) полимеров. [c.9]

В то же время содержание книги показывает, что конформационная статистика обычных макромолекул и теория лереходов спираль — клубок в молекулах биополимеров находятся в настоящее время на разных стадиях своего развития. Природа гибкости макромолекул качественно может быть понята без использования представления о макромолекуле как о линейной кооперативной системе. Поэтому развитию. современной конформационной статистики обычных макромолекул, изложенной в книге, предшествовало качественное объяснен е гибкости полимерных цепей, основывающееся на существовании внутреннего вращения звеньев в макромолекуле. Статистическая физика линейных кооперативных систем понадобилась лишь для решения следующей очередной задачи теории, а именно для перевода представлений о гибкости макромолекул на количественный язык. Эта задача включала в себя, с одной стороны, установление связи между параметрами, характеризующими гибкость цепей, и их наблюдаемыми свойствами (размеры, дипольные моменты, термомеханические кривые и т. д.), а с другой — прямое вычисление параметров гибкости на основе имеющихся у нас сведений о потенциалах взаимодействия валентно не связанных атомов и атомных групп. Обе этих задачи в основ- [c.384]

Тем более вне рамок указанных теорий оказываются индивидуальные различия отдельных макромолекул, проявляющиеся в различиях температур, теплот и степеней резкости переходов в различных биополимерах. В частности, теория переходов спираль—клубок в молекулах ДНК не учитывает гетерогенности состава ДНК и в соответствии с этим не может описать зависимости температуры и резкости плавления двойной спирали от ее состава. Теория переходов спираль—клубок в полипептидных цепях не объясняет, например, резкого различия теплот плавления спиралей поли- у-бензил- .-глутамата, с одной стороны, и поли-/,-глутамино-вой кислоты и поли-А-лизина с другой (как известно, см. 24, эти теплоты отличаются по порядку величины и даже по знаку). Переход от модельной теории переходов спираль—клубок, объясняющей лишь общие черты явления,. [c.385]

Так, Бойер 7 предположил, что молекулярные клубки агрегируют в неизменной форме. Следовательно, и в концентрирова 1-ных растворах присутствуют клубки. Некоторые исследователи и сейчас придерживаются таких представлений. Но если это так, то по мере изотермического испарения растворителя всегда должны образовываться полимеры глобулярной структуры. В ряде случаев это наблюдается. Однако из растворов многих а олимеров выделяются сферолиты, монокристаллы, структурные образования фибриллярной формы. В то же время в разбавленных растворах этих полимеров присутствуют молекулярные клубки. Остается предположить, что при изменении концентрации макромолекулы изменяют свои конформации, т. е. происходит переход типа лубок — спираль или клубок — пачка, хорошо изученный для биополимеров. Таким образом, при изменении концентрации должны происходить одновременно два процесса агрегация макромолекул и изменение их конформаций, т. е. разворачивание клубков. Раздетить их очень сложно. [c.83]

Применение светорассеяния для изучения конформационных превращений в макромолекулах до недавнего времени ограничивалось молекулами биополимеров и их моделей. Для сравнительно низкомолекулярных объектов (белки, полипептиды) измерения молекулярного веса обеспечивают при этом контроль за молекулярной дисперсностью раствора и ассоциативными явлениями на разных стадиях превращений (денатурация, ренатура-ция, переходы спираль — клубок). В качестве примеров можно сослаться на упомянутую выше работу Доти и сотрудников с поли-у-бензил-Ь-глутаматом [259] или на исследование превращений в поли-х-карбобензоксиме-тил-L-ци тeинe [491]. [c.253]

После выхода в свет монографии Флори Prin iples of Polymer hemistry , в которой были сформулированы основные полон ения теории разбавленных растворов полимеров, появилось много книг с детализацией этой теории. Предполагали, что исследования в области разбавленных растворов полимеров близки к завершению. Однако положение оказалось иным. Появление стереорегулярных полимеров значительно расширило всю область растворов полимеров и стимулировало детальное рассмотрение конформаций цепных молекул. Вторым важным открытием, обогатившим учение о растворах, явилось открытие переходов спираль — клубок в полиэлектролитах и биологических полимерах и установление факта, что эти переходы идентичны внутримолекулярной кристаллизации сложной макромолекулы. Книга Г. Моравца выделяется из имеющейся литературы по растворам полимеров прежде всего подробным рассмотрением растворов стереорегулярных полимеров, биополимеров и полиэлектролитов. [c.5]

В большинстве биополимеров имеются существенные взаимодействия боковых цепей, которые приводят к уменьшению раз-л1сров молекулы до меньших, чем имеет неупорядоченный клубок. Такие молекулы глобулярны, и часто говорят, что они компактны (рис. 1-8). [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология