Триптофан флуоресценция

Наиболее шзкорасположенные синглетные уровни энергии соответствуют пересечению спектров погжидемия и люминесценции. Рассмотрение этих уровней энергии для ароматических аминокислот показывает, что перенос энергии возможен от фенилаланина к тирозину и далее к триптофану. Вот почему в большинстве белков флуоресцирует преимущественно триптс>фян. Квантовые выходы флуоресценции и времена жизни в флуоресцентном Si-состоя-нии для ароматических аминокислот в нейтральном (pH 7) водном-растворе составляют соответственно 0,20 и 2,6 не для триптофана, [c.168]

Действительно, многочисленные экспериментальные факты подтверждают этот теоретический прогноз. Наибольшее количество работ посвящено изучению миграции энергии от тирозина к триптофану. В опытах на модельных соединениях (ди- и олигопептидах, содержащих тирозин и триптофан) в спектрах возбуждения триптофановой флуоресценции выявлен вклад тирозинового поглощения — сенсибилизированная флуоресценция. Наибольшая эффективность миграции энергии отмечалась для тех соединений, в которых тирозин и триптофан непосредственно соединены между собой пептидной связью. Разделение тирозина и триптофана алифатическими аминокислотами в полипептиде, т. е. увеличение расстояния между ними, снижало эффективность миграции энергии. С помощью метода спектров возбуждения выявлен также тирозин-триптофановый перенос энергии и в белках. Так, по данным Кронмана и Холмса, эффективность миграции энергии у пепсина составляет 80, у карбоксипептидазы — 81, у трипсиногена — 91, [c.253]

Известно, что белок содержит только один триптофан, флуоресценция которого не тушится иодид-ионами. Каковы возможные объяснения отсутствия тушения [c.449]

Спектр поглощения триптофана характеризуется двумя полосами поглощения с максимумами при 220 и 280 нм. Молярная экстинкция в максимуме длинноволновой полосы около 5000, коротковолновой — около 32 ООО. Длинноволновая полоса поглощения обнаруживает слабо выраженную колебательную структуру. Обе полосы поглощения обусловлены я—п -переходами в индольном кольце. Считается, что за длинноволновую полосу поглощения ответственны два электронных перехода А -> и А -V Ьь, осцилляторы которых лежат в плоскости индольного кольца и ориентированы друг к другу под углом 66°. Коротковолновая полоса сформирована одним электронным переходом А- -Шь. Триптофан как в растворе, так и в составе белков обладает выраженной флуоресценцией в ультрафиолетовой области спектра. Максимум спектра флуоресценции триптофана в водном растворе 350 нм. В составе белков положение максимума свечения колеблется от 328 до 350 нм в зависимости от свойств микроокружения хромофора. Квантовый выход флуоресценции триптофана в растворе составляет, по последним уточненным данным, 0,17. В составе белков величина этого параметра сильно варьирует —от 0,02 до [c.246]

Флуоресценция мембранных систем наблюдается главным образом потому, что один из их основных компонентов — белок, как правило, обладает собственной флуоресценцией. Это обусловлено наличием в белковых молекулах ароматических аминокислот — триптофана, тирозина и фенилаланина. Основной вклад во флуоресценцию вносит триптофан. Весьма существенно, что интенсивность флуоресценции триптофана и положение ее максимума зависят от гидрофобности окружения этой аминокислоты и от свойств растворителя. [c.118]

При изучении эффекта Керра [119], а также при исследовании спектров флуоресценции 7-глобулина [1201 показано, что 90% ароматических остатков спрятаны внутри глобулы и находятся в гидрофобном окружении. При подробном изучении дифференциальных УФ-спектров 7-глобулина Окуловым и Троицким [1211 обнаружено, что примерно 17 остатков тирозина (из 56) и 3 остатка триптофана (из 22) расположены на поверхности нативной глобулы 7—8 тирозинов расположены в щелях глобулы и больше половины тирозинов (31—32) и подавляющая часть триптофанов находятся внутри глобулы. Авторами было замечено, что при pH 3 молекула 7-глобулина может набухать , что приводит к повышению доступности хромофоров без разрушения упорядоченных структур молекулы. Это, вероятно, связано с частичным разрушением глобулярной (третичной) структуры без нарушения вторичной. Если при этом частично или полностью разрушаются гидрофобные области, то естественно, что связывание углеводорода должно уменьшаться. Вероятно, такое поведение (существование частично развернутой формы белка) при изменении pH присуще всем глобулярным белкам. Однако для обнаружения этих форм недостаточно изучения только вязкости и оптической активности. Очень важную информацию может дать исследование связывания углеводородов. Дальнейшее увеличение заряда с изменением pH среды приводит белковую молекулу к состоянию, соответствующему полной дезорганизации глобулы, разрушению ее третичной и вторичной структуры, т. е, к состоянию клубка. [c.26]

Особое значение пробы имеют в тех случаях, когда вещества содержатся в малых количествах — в природных объектах. Так, существуют цветные реакции, позволяющие быстро определить, какие аминокислоты входят в состав образца белка. Одна из кислот— тирозин — окращивает раствор азотнокислой ртути в азотной кислоте в красный цвет, а фосфомолибденовую кислоту — в синий, другая — триптофан — синеет в присутствии так называемого реактива Эрлиха и т. д. Есть еще одна сфера применения цветных реакций, соверщенно перекликающаяся с интересами Шерлока Холмса,— криминалистика. Ведь для изучения следов, оставленных преступником, как раз и нужно уметь обнаружить вещество там, где его, казалось бы, вовсе нет. Оказалось, что поверхность любого предмета, соприкасавщегося с металлом, захватывает немного его атомов. Проявляя эти следы 8-оксихинолином (широко применяемый в аналитической химии реактив на металлы иное название— оксин), при облучении ультрафиолетовым светом можно обнаружить флуоресценцию, цвет которой зависит от природы металла сталь проявляется характерным темно-пурпурным цветом, медь — светло-пурпурным, а алюминий — желтым. Если же на руке подозреваемого в преступлении обнаружены следы стали, да вдобавок их рисунок соответствует отпечатку на ручке пистолета, найденного на месте преступления, то дальнейшее — понятно. Рекорд этого метода с его-помощью оказалось возможным обнаружить след монеты, брошенной на лист бумаги. [c.31]

Перенос энергии играет важную роль при анализе спектров флуоресценции обычных белков. Спектр флуоресценции тирозина перекрывается со спектром поглошения триптофана. Хотя Лд для данной донорно-акцепторной пары составляет только 9 А, это все же сравнимо со средним расстоянием, ожидаемым для наиболее близко расположенных соседних пар тирозин-триптофан в глобулярных белках. Следствием этого является сильное тушение флуоресценции тирозина почти вся наблюдаемая флуоресценция (как мы упоминали ранее) связана с триптофаном. [c.103]

В белке имеется флуоресцирующий хромофор Р, ковалентно связанный в одном определенном месте. Когда возбуждают триптофан, трипто-фановая флуоресценция очень слаба, но флуоресцирующий хромофор сильно испускает. Поясните каждое из следующих возможных наблюдений. (Отметим, что это альтернативные и взаимоисключающие наблюдения. ) [c.449]

Доведение pH до 9 приводит к исчезновению флуоресценции F и увеличению флуоресценции триптофана (допустим, что отсутствует влияние pH на свободный триптофан или несвязанный Р). [c.449]

Данные, полученные методом спектров действия, подтверждаются и поляризационными измерениями в области поглощения тирозина происходит деполяризация триптофановой флуоресценции. При этом форма поляризационного спектра флуоресценции сывороточного альбумина человека свидетельствует о том, что из каждых семи квантов, высвечиваемых триптофаном, три кванта возникают в результате миграции энергии от тирозиновых остатков. [c.254]

Длительность флуоресценции триптофана в воде 3 10 , в составе белка 2- 4,6 10 с. Триптофан и триптофанилы белков при низких температурах интенсивно фосфоресцируют с т порядка 7 с и квантовым выходом около 0,1. В спектре фосфоресценции триптофана проявляются три отчетливых максимума около 410, 440 и 480 нм. [c.247]

Наконец, в модельных соединениях (например, поли-/-триптофане), в которых хромофоры максимально сближены, флуоресценция полностью деполяризована. [c.255]

Триптофан Розовая с коричнево-зеленой или зеленой флуоресценцией (и черным осадком до разбавления 1 20 ООО) 1 100 000 [c.102]

Как уже было сказано, основной вклад в явление флуоресценции белков вносит триптофан, который, как и другие хромофоры, имеет строго определенную Vax- Последняя смещается при изменении полярности раствора. Если замечено, что Vax смещена (относительно Vax свободной аминокислоты в воде) в сторону более коротких длин волн без изменения полярности окружающего белок раствора, это свидетельствует, что триптофан (а также соседние остатки аминокислот) находится в неполярном окружении или переходит в него в результате конформационных изменений молекулы белка. Вывод о конформационных перестройках молекулы белка делается и тогда, когда квантовый выход флуоресценции падает под влиянием вещества, [c.119]

Р. Если спектр поглощения малой молекулы перекрывает спектр испускания триптофана и расстояние между хромофорами невелико, имеет место тушение. Следовательно, если связывание такой молекулы с белком приводит к тушению флуоресценции триптофана, триптофан должен быть в месте связывания или недалеко от него [c.423]

В процессе титрования фермента 18% флуоресценции тушится, а величина рК, связанная с этим тушением, представляет со бой р/С гистидина. Следовательно, поблизости от одного из триптофановых остатков должен быть гистидин (правило 7). Если фермент титровать после связывания субстрата, Q не меняется, т. е. в присутствии субстрата гистидин не может быть оттитрован. Отсюда в месте связывания содержатся как гистидин, так и триптофан, и субстрат может связываться непосредственно с гистидином. [c.426]

Метод круговой поляризации флуоресценции является эмиссионным аналогом кругового дихроизма и отражает оптическую активность хромофора в его электронно-возбужденном состоянии. Так как только люминесцентные хромофоры (в основном триптофан) обусловливают спектры круговой поляризации флуоресценции, то этот метод является более избирательным, чем метод кругового дихроизма, при котором спектр обусловлен всеми адсорбирующими хромофорами. Иммуноглобулины особенно удобны для этого рода анализа, поскольку в каждом домене имеется очень мало (от одного до трех) остатков триптофана и, кроме того, они занимают сходное пространственное положение. [c.14]

В полипептидной цепи эта группа, как предполагалось в модели Лаки и Коулсона, отцает четыре электрона для образования общей я-орбитали. Согласно этой модели белок является полупроводником, причем л-электронные орбитали располагаются перпендикулярно оси полипептидной цепи. Позже Эванс и Герей, рассматривая пептидную группу как элементарную ячейку, пришли к выводу о наличии в молекуле белка трех энергетических зон, из которых одна свободна. Более точные расчеты показали, что ширина запрещенной зоны в белках довольно велика и равна 5 эВ. Бриллюэн предложил модель, в которой зоны проводимости белка получаются за счет перекрытия ст-связей. В этой модели ширина запрещенных зон еще больше (8—10 эВ). Проблема полупроводи-мости белковых систем пока ждет решения. Эксперимент показывает, что энергия фотовозбуждения отдельных групп, связанных с белковой цепью, может мигрировать на значительные расстояния и вызывать флуоресценцию других групп. Комплекс миоглобина с оксидом углерода (II) отщепляет СО при действии излучения, которое не поглощается гемином (т. е. группой, непосредственно связанной с СО), но поглощается триптофаном и тирозином — аминокислотами, остатки которых входят в состав белка миоглобина. Здесь энергия мигрирует от белка к геминовой группе. Эти важные свойства белков показывают, что белки в некоторых случаях способны передавать энергию возбуждения, т. е., в общем случае, сигналы . В ходе эволюции функции передачи сигналов в форме серии дискретных импульсов, частота которых зависит от силы раздражения, перешли к более совершенной системе — нейронам нервной сети. [c.348]

Хроматограмму опрыскивают смесью (6 1) хлорная кислота (7072%-ная)-вода. Триптофан в течение 10 мин дает устойчивую и интенсивную зелено-синюю флуоресценцию. Последующее опрыскивание 1 %-ным раствором Fe lj дает красновато-желтую окраску. Индол-уксусная кислота в этом тесте обнаруживает слабую розоватую флуоресценцию. [c.392]

Ацетилхолиновый рецептор регулирует ионную проницаемость постсинаптической мембраны, вероятно, посредством кон-формацпонного изменения рецепторного белка. Данные о конформационных изменениях после связывания лиганда были получены Путем измерения внутренней (триптофан) и внешней флуоресценции (в последнем случае может быть использован в качестве флуоресцентной репортерной группы местный анестетик хинакрин см. рис. 8.11). [c.263]

Годин предложил разделительный реактив для хроматографии на бумаге. Он представляет собой смесь одного объема 1 %-ного спиртового раствора ванилина с одним объемом 3%-ного водного раствора хлорной кислоты. С помощью этого реактива можно отличить многоатомные спирты от кетоз, но нельзя открыть аль-Дозы. Жири также сообщал о применении хлорной кислоты при хроматографии на бумаге аминокислот. С хлорной кислотой и тирозином илн оксипролином появлялась различная окраска. Триптофан давал с этим реактивом желто-зеленую флуоресценцию. [c.128]

Использование флуорометрических методов ограничивается тем, что далеко не все поглощающие ультрафиолетовое излучение вещества являются достаточно эффективными флуорофорами. Тем не менее среди них находятся такие аминокислоты, как триптофан и тирозин, в результате чего флуоресцируют все содержащие их белки. При облучении светом длиной волны 280 нм, т.е. в максимуме поглощения остатков триптофана, наблюдается флуоресценция с максимумом испускания при 348 нм. [c.252]

Из обычных аминокислот флуоресцируют только те, которые содержат ароматические системы, например триптофан, тирозин и фенилаланин [343]. Они поглощают только ниже 300 нм, и в этой области возбуждаются также многие другие распространенные соединения, например продукты гидролиза белков. Поэтому Ваалкс и Юденфренд [344] разработали для тирозина химический метод (реакция с а-нитрозо-р-нафтолом в присутствии азотной и азотистой кислот) получения флуоресцирующего продукта, который можно возбудить в видимой области при 460 нм. Такой способ применяется, например, для определения тирозина в плазме или ткани с использованием сравнительно простой методики, не требующей полного выделения тирозина. В биохимических исследованиях такой принцип — сдвиг параметров флуоресценции в более длинноволновую область — очень часто используется с целью избежать помех, обусловленных многими сопутствующими веществами, и обеспечить более надежную идентификацию. [c.435]

Для микроопределения триптофана в белках и бактериях предложена модификация колориметрического метода Сюлливана и Гесса [397]. Образование соединения с желто-зеленой флуоресценцией при действии на триптофан непосредственно в белках хлорной кислоты в присутствии бихромата при комнатной температуре является, повидимому, специфической реакцией [401]. Описано применение этой пробы в более ранней модификации для количественного определения триптофана в негидролизованных белках, дающее результаты с точностью до 5% [350 а]. Определение лизина по окраске, образуемой фенольным реагентом после бромирования, хотя и не специфично, однако было использовано с соответствующей поправкой на гистидин при исследовании основной фракции, выделенной на пермутите [360]. [c.162]

В отличие от тирозин-триптофановой тирозин-тиро-зиновая и триптофан-триптофановая миграции энергии в белках выявляются только с помощью поляризационных измерений. Вебер зарегистрировал значительную по сравнению с флуоресценцией тирозина в растворе деполяризацию флуоресценции тирозинсодержащих белков инсулина, рибонуклеазы и зеина. Явление деполяризации флуоресценции характерно и для поли-/-тирозина. [c.254]

Триптофан в ледяной уксусной кислоте с бромнитроиндандионом дает розовое окрашивание с коричнево-зеленой флуоресценцией, причем из раствора выпадает небольшой черный осадок. Избыток реагента превращает окраску в красно-коричневую и уничтожает флуоресценцию. Проверенные другие аминокислоты с бромнитроиндандионом в ледяной уксусной кислоте дают только желтое окрашивание, так что упомянутая реакция с триптофаном является для него специфичной. [c.102]

Нитробромбиндон в ледяной уксусио кислоте дает характерные цветные реакции с индолами, карбазолами, пирролом, но особенно специ-.фичиа реакция с триптофаном фиолетовое окрашивание и зеленая. флуоресценция [63]. [c.331]

В табл. 8.2. представлены флуоресцентные характеристики хромофоров, присутствующих в белках и нуклеиновых кислотах. Для большинства из них характерны низкие квантовые выходы и малые времена жизни. Экспериментальная чувствительность, которая определяется произведением фр нас ц [уравнение (8.42.)], низка. Это далеко не идеальные образцы для экспериментальных измерений. На рис. 8.15 сравнивается флуоресценция типичных белков и свободных аминокислот. Спектр флуоресценции большинства белков определяется в основном флуоресценцией триптофана. Тирозин тоже мог бы давать существенный вклад во флуоресценцию, поскольку этот остаток, хотя и обладает более слабой флуоресценцией, обычно присутствует в белках в большом количестве. Однако вследствие переноса энергии на триптофан, о чем речь пойдет ниже, флуоресценция тиро-1ИНОВЫХ остатков, как правило, тушится. [c.93]

Некоторые соединения способны поглощать свет, а затем испускать его (но уже с большей длиной волны). Это явление называется флуоресценцией. Эффективность процесса характеризуется квантовым выходом q, который равен отношению числа испускаемых квантов к числу поглощаемых (д всегда меньше единицы). К природным флуорофорам относится NADH, поглощающий свет с X = 340 нм, а испускающий — с Я, = 460 нм, Основной флуорофор в белках —триптофан —поглощает в области 275—295 нм, а испускает свет с Я, = 330—340 нм. Слабо флуоресцирует в этой же области и тирозин. В основе многих синтетических субстратов эстераз, фосфатаз, сульфатаз и гли-козидаз лежит 4-метилумбеллиферон — сильно флуоресцирующее производное фенола. [c.192]

Флуоресценция наблюдается в том случае, когда фотон поглощается соединением (которое переходит в возбужденное состояние с временем жизни 10 не), а затем испускается им. Однако молекула, находящаяся в возбужденном состоянии, может потерять свою энергию, столкнувшись с другой молекулой (например, с иодид-ионом) или передав энергию другой группе той же молекулы. В таких случаях говорят, что произошло тушение флуоресценции. Исследование тушения флуоресценции триптофана в составе белка при связывании субстратов является весьма ценным способом оценки степени связывания. Интенсивность флуоресценции может не только уменьшаться, но и увеличиваться. Например, соединение, лишь слабо флуоресцирующее в водном растворе, зачастую интенсивно флуоресцирует при переносе в неполярную среду. Таким свойством обладают, например, красители толуидин- и нафталин-сульфоновые кислоты — при связывании в гидрофобных карманах белков они начинают сильно флуоресцировать. Интересно, что, если эти красители связываются в молекуле белка рядом с триптофановым остатком, они могут возбуждаться светом, поглощенным триптофаном, т. е. светом с К = 275—295 нм, в результате переноса энергии с триптофана на краситель. В воде триптофан и NADH флуоресцируют слабо, однако их флуоресценция усиливается, когда они находятся в неполярных областях молекулы белка. [c.193]

Спектроскопические характеристики многих ферментов и субстратов изменяются при образовании Е8-комплекса подобно тому, как меняется характерный для дезоксигемоглобина спектр поглощения при связывании кислорода или при окислении в ферриформу, что было описано ранее (рис. 3,18). Эти изменения проявляются особенно отчетливо, если фермент содержит окрашенную простетическую группу. Хорошей иллюстрацией может служить триптофан-синтаза-бактериальный фермент, содержащий в качестве простетической группы пиридоксальфосфат. Этот фермент катализирует синтез Ь-триптофана из Ь-серина и индола. При добавлении Ь-се-рина к ферменту резко возрастает флуоресценция пиридоксальфосфатной группы (рис. 6.8). Последующее добавление второ- [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология