Белки адсорбция на электроде

Плоская структура монослоя белка на электроде приводит к тому, что электрохимические реакции восстановления коэнзим-ных групп в составе монослойной пленки протекают при потенциалах, которые приближаются к редокс-потенциалу свободных групп. Было также обнаружено, что после образования монослоя происходит дальнейшая адсорбция белковых макромолекул с образованием второго и последующих слоев, причем эта адсорбция протекает уже обратимо с сохранением нативной структуры белка. Часть белковых макромолекул, внедренных в поры монослоя, также сохраняет нативную форму, и они могут участвовать в виде нативных молекул в электрохимических реакциях. [c.237]

В настоящее время имеется определенная информация о поведении ферментов и белков на поверхности ртутного электрода. При адсорбции на поверхности ртути происходят существенные конформационные изменения белков. Молекулы биополимеров расплющиваются и растекаются по поверхности ртути, образуя монослой толщиной в одну полипептидную цепь. Возникающая структура содержит большое число пор, допускающих диффузию низкомолекулярных реагентов к поверхности электрода. При адсорбции ферментов на твердых поверхностях они, как правило, сохраняют свою структуру и проявляют каталитическую активность. На этом основан способ адсорбционной иммобилизации ферментов. [c.72]

В котором hjn — максимальная высота волны при достижении указанного предела, Ь — коэффициент, зависящий от концентрации других составляющих раствора. Эта зависимость, формально совпадающая с изотермой адсорбции Ленгмюра, подтверждает предположение, что частицы катализатора адсорбируются иа поверхности ртутного электрода вплоть до ее заполнения . Концентрация белка, при которой высота двойной волны достигает предела, зависит от природы белка. При возрастании общей высоты двойной волны с ростом концентрации (рис. 200) происходит изменение в соотношении высот первой и второй волн [51]. [c.396]

Полярографический метод определения СПАВ основан на подавлении полярографического максимума растворенного в воде кислорода (вследствие адсорбции СПАВ на поверхности ртутного капельного электрода). Уменьшение высоты максимума кислорода прямо пропорционально концентрации СПАВ. В работе [3] описаны методы раздельного полярографического определения в сточных и природных водах смесей анионных и неионогенных, а также катионных и неионогенных СПАВ в присутствии белков и полигликолей — продуктов биохимического разложения неионогенных СПАВ. Показана возможность полярографического определения алифатических карбоновых кислот с 7—10 атомами углерода [4], что ограничивает применение этого метода для анализа СПАВ, так как карбоновые кислоты перед полярографическим анализом необходимо удалять. [c.234]

ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИИ БЕЛКОВ НА РТУТНОМ ЭЛЕКТРОДЕ ПО ЕМКОСТИ ДВОЙНОГО СЛОЯ И КАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ БРДИЧКИ [c.227]

Таким образом, задача сейчас состоит в том, чтобы найти истинную картину явлений, происходящих на ртутном электроде и определяющих наблюдаемое соотношение каталитических волн. В работе [4] было показано, что белки необратимо адсорбируются вплоть до потенциала —1,7 в на ртутном электроде, и доказано, что адсорбция белка сопровождается его расплющиванием до пленки толщиной 4- 6 А. Этот последний факт является особенно важным для дальнейшей интерпретации всех рассматриваемых явлений, он впервые представлен и обсуждается в литературе по полярографии белков, и поэтому было целесообразно провести исследование адсорбированного белка другим независимым методом. Наиболее подходящим для этой цели является метод измерения дифференциальной емкости двойного слоя. [c.228]

Таким образом, характер изменения емкости двойного слоя в зависимости от концентрации белка и времени его накопления на электроде при небольших степенях заполнения соответствует закону быстрой и необратимой -адсорбции при диффузионном ограничении. [c.231]

Таким образом, величина С =12,7 мкф см соответствует емкости электрода, покрытого монослоем белка. Экстраполируя линейный участок кривых емкости до значения предельной минимальной емкости, можно найти время полного заполнения поверхности, которое было бы при сохранении диффузионного ограничения адсорбции до 0=1. Подставляя это время в формулу (1), можно найти Гоо и толщину пленки. Этот расчет основан на предположении, что линейное соотношение между емкостью и количеством адсорбированного белка сохраняется для всех 0 [c.232]

В буферный раствор электролита ускоряет перенос электрона между гемовым центром цитохрома с и поверхностью золота. Важно подчеркнуть, что, хотя 4,4 -дипиридил значительно облегчает перенос электрона с гемового центра на золотой электрод, сам он электрохимически неактивен в представляющей интерес области потенциалов и, таким образом, явно не действует как просто переносчик электрона. Считают, что облегчение гетерогенного переноса заряда обусловлено адсорбцией 4,4 -дипиридила на поверхности электрода и быстрым обратимым связыванием цитохрома с на границе раздела модифицированный электрод/раствор. Это обеспечивает эффективное сближение белка с поверхностью электрода и правильную его ориентацию, необходимую для быстрого переноса электрона ([13], гл. 13). Важным условием считается также высокая скорость адсорбции/десорбции, иначе может произойти блокирование модифицированной межфазной границы. [c.220]

Возникновение потенциала асимметрии возможно при химических воздействиях на поверхность электрода (протравливание щелочами или плавиковой кислотой), механических повреждениях (стачивание, шлифование), адсорбции жиров, белков и других поверхностно-активных веществ. К наиболее важным причинам возникновения потенциала асимметрии относится изменение сорбционной способности стекла по отношению к воде при термической обработке в процессе изготовления электрода. Некоторый вклад вносит дегидратация набухшего поверхностного слоя (высушивание или выдерживание в дегидратирующем растворе). Возникновению потенциала асимметрии способствует неодинаковое напряжение на двух сторонах стеклянной мембраны. Если пустсЛ-ы кремнийкислородной решетки на одной ее поверхности отличаются по форме от пустот на другой поверхности, то нарушается равновесие переноса ионов между стеклом и раствором и возникает потенциал асимметрии. В общем, любое воздействие, способное изменить состав или ионообменные свойства мембраны, влияет на потенциал асимметрии стеклянного электрода и может привести к ошибкам в измерениях pH. Мешающее действие потенциала асимметрии компенсирзтот при настройке рН-метров по стандартным буферным растворам, имеющим постоянную и точно известную концентрацию ионов водорода. [c.188]

Кроме конформационного расплющивания, необратимая адсорбция белков сопровождается их быстрой денатурацией, что подтверждается, наряду с электрохимическими исследованиями, также данными и других методов (эллипсометрии, ИК-спектро-скопии и др.). По данным Г. П. Шумакович и Б. А. Кузнецова, скорость денатурации превышает 10 с Только в случае фос-форилазы имеет место небольшая задержка поверхностной денатурации (более чем на 5 с), что объясняется последовательными процессами денатурации двух субъединиц, одна из которых временно оказывается во втором слое. При этом, в отличие от Берга и других исследователей, которые высказывали мнение о сохранении нативной конформации белка (или небольшой обратимой денатурации) при адсорбции на ртутном капающем электроде, Кузнецовым показано, что и в случае адсорбции белков в условиях полярографических исследований на капающем электроде (время 0,5—7 с) имеют место такие же процессы, как и на стационарном электроде. [c.236]

Такое разделение реакционной способности цистиновых остатков связано, по-видимому, с тем, что в реакции (8.1) участ-вуют цистиновые остатки, непосредственно контактирующие с ооверхностью ртутного электрода, а в реакции (8.2) участвуют, вероятно, удаленные от поверхности группы (по мнению Кузнецова,— находящиеся на расстоянии до 1 нм). При сравнении поведения белков с поведением низкомолекулярных соединений, содержащих группы 55 и ЗН (в частности, с цистином и цистеином), оказалось, что такого разделения реакций и высокой необратимости процесса для низкомолекулярных соединений не наблюдалось, поскольку расщепление каталитической волны связано с необратимой адсорбцией белка, конформационными [c.236]

При определении Аи(1П) в цитратном буферном растворе при pH 6,3 волна золота в присутствии альбумина полностью исчезает. Аналогично ведут себя Ад, Нд(П), В1. Авторы свяэывают такое поведение золота с образованием комплекса аолота с альбумином,, пассивного к электроду, и адсорбцией белка поверхностью ртутного капельного электрода [1561]. [c.170]

В настоящее время имеется определенная информация о поведении ферментов и белков на поверхности ртутного электрода. Полярография на ртутном электроде — достаточно развитый способ изучения белков [32—37]. При адсорбции на поверхности ртути происходят существенные конформационные изменения белков. Молекулы биополимеров расплющиваются и растекаются по поверхности ртути, образуя монослой толщиной в одну полипептидную цепь [38—40]. Возникающая структура содержит большое число пор, допускающих диффузию низкомолекулярных реагентов к поверхности электрода. В работах [34, 36] наблюдали электрохимическое восстановление белков, содержащих геминовую простетическую группу, однако, как было показано, эта реакция протекает с участием слоя денатурированного и поверхностно адсорбированного белка [40]. [c.75]

Предельное значение емкости 12,7 мкф1см достигается при всех концентрациях сывороточного альбумина. Оно не изменяется при выдержке в растворе белка до 40 мин. На основании этого можно утверждать, что в результате необратимой адсорбции образуется монослой, и многослойная адсорбция не происходит. Обратимую адсорбцию по условиям эксперимента мы не смогли бы определить. Однако на основании зависимости каталитических токов от времени накопления (рис. 4 и 5) мы можем утверждать, что многослойная обратимая адсорбция в наших условиях также отсутствует. В самом деле, при снятии полярограмм эксперимент поставлен таким образом, что обратимо адсорбированный белок не удалялся с поверхности 14]. Время достижения предельного значения емкости и каталитических токов примерно совпадает. Уменьшение каталитических токов после достижения предела не наблюдалось вплоть до концентраций 20 мкг1мл. По-видимому, обратимая многослойная адсорбция имеется лишь при более высоких концентрациях белка (50—100 мкг1мл), что проявляется в уменьшении каталитических волн в результате возникающих диффузионных затруднений у электрода. [c.231]

Изучение адсорбции белков на ртутном электроде по емкости двойного слоя и каталитической реакции Брдички. Кузнецов Б. А., Шумакович Г. П. Сб. Адсорбция и двойной электрический слой в электрохимии . М., Наука , 1972 г., стр. 227 — 234. [c.280]

Ферментативную активность измеряли амперометрическим определением скорости окисления NADH на платиновом электроде. Возможности методики были продемонстрированы на примере модельной системы лидокаин-антитела к лидокаину, калибровочная кривая которой получена вплоть до ианограммовых количеств антител. Абсолютная чувствительность анализа зависит от начального количества конъюгата антиген-фермент. Показано, что возможное загрязнение платинового электрода, обусловленное адсорбцией белков, и перекрестные реакции антител практически не влияют на результат анализа. [c.217]

Коллинз и Джаната [38] показали, что описанная в работе [37] мембрана реагирует на изменения концентраций многих небольших неорганических ионов в растворе и что через эту мембрану может проходить постоянный ток. Следовательно, граница раздела этой мембраны и раствора не поляризована. Аналогичные результаты были получены и при изучении мембран, изготовленных только из полимеров (ПВХ, полистирола, блоксополимера полистирол-полибутадиен) [6]. Оказалось, что по сопротивлению переносу заряда такие мембраны располагаются между хорошими ионоселективными мембранами и поляризованными электродами. Смешанный потенциал границы раздела определяется потоками нескольких ионов. Высказывалось предположение, что наблюдаемый отклик на иммунореагенты обусловлен совместным эффектом адсорбции белков и ионного обмена, изменяющим смешанный потенциал [38]. Так как адсорбции белка могут способствовать иммобилизованные иммунореагенты, то легко сделать некорректное заключение о непосредственной связи между выходным сигналом устройства и иммунохимической реакцией. В действительности же выходной сигнал является вторичным явлением, а изменение потенциала обусловлено многочисленными неорганическими ионами. Даже ничтожно малое изменение концентрации любого из этих ионов вызовет изменение смешанного потенциала на границе раздела. Следовательно, основная цель разработки высокоспецифичных иммунохимических сенсоров остается недостижимой, поскольку сенсор, по сути дела, оказывается абсолютно неспецифичным. До настоящего времени не найдено полимера, остающегося идеально поляризованным в водных растворах. [c.416]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология