Белки физической адсорбцией

Рассмотрим эти принципы более подробно. При наличии на поверхности носителя функциональных групп, способных вступать в химические реакции с функциональными группами фермента с образованием ковалентных связей получение иммобилизованного фермента сводится к исключительно простой процедуре, аналогичной используемой для физической адсорбции фермента на носителе. Методических различий здесь действительно нет в раствор фермента вводится носитель и фермент на нем адсорбируется, однако адсорбция при химической иммобилизации необратимая — фермент пришивается к носителю одной или несколькими ковалентными связями (рис. П,о). Тесный контакт белка с носителем может оказаться нежелательным, например, из-за неблагоприятного изменения микросреды фермента, стерических и диффузионных ограничений. Выходом из такой ситуации становится отдаление молекулы иммобилизованного фермента от поверхности носителя на некоторое расстояние. Для этой цели применяются сшивающие реагенты различной длины. Они могут быть как простыми бифункциональными (т. е. с двумя одинаковыми или различными по химической природе реакционноспособными группировками), так и весьма сложными полифункциональными реагентами, в том числе построенными из отличающихся по химической природе звеньев с различными по прочности связями между ними. Тем не менее зде сь используется один общий принцип ковалентной иммобилизации — сшивка фермента с носителем посредством сшивающего агента (рис. 11,6). [c.78]

В твердофазном иммунном анализе твердая фаза играет роль несущей подложки . Ее, однако, нельзя рассматривать как пассивный компонент. Можно использовать и химическую, и физическую адсорбцию антитела или антигена, хотя большинство иммунных определений основано на физической, нековалентной адсорбции. Как обсуждалось в разд. 7.8, даже физическая адсорбция представляет собой недостаточно изученный процесс. Связывание белков, по-видимому, имеет гидрофобную природу, и все же в естественной конфигурации белков в водном растворе гидрофильные группы стремятся расположиться на поверхности, а гидрофобные группы — внутри полимера. Следовательно, связывание с гидрофобными поверхностями неизбежно вызывает изменение кон- [c.574]

Наиболее распространенны.ми методами иммобилизации белка на кварцевых или стеклянных поверхностях являются физическая адсорбция и ковалентное связывание. По данному вопросу имеется значительное ко.тичество информации (см., например, обзоры [20], [34], [53-55]) и для подробного ознакомления отсылаем читателя к этим обзорам, а в этой главе ограничимся рассмотрением общих принципов. [c.528]

Физическая адсорбция белков на кремнийсодержащих поверхностях является, вероятно, результатом слабых взаимодействий, таких как заряд-зарядовое (например, ионное, образование солевых мостиков), или образования водородных связей [33]. Однако образуемые при адсорбции связи между белком и стеклом столь прочны, что для удаления белков требуются сильные кислоты или щелочи. Привлекательность физической адсорбции при создании ЭВО, покрытых антителами, обусловлена возможностью быстрой адсорбции белков на стеклянных поверхностях в одну стадию. Кроме [c.528]

Смолуховского верно как для больших частиц, так и для свободных ионов белка и если адсорбция является чисто физическим явлением, при котором распределение зарядов остается неизменным, то тогда этот результат можно было бы действительно теоретически ожидать.) Если бы это было верно, то микроскопическое измерение подвижности белков, адсорбированных на таких больших частицах, должно дать результаты, эквивалентные измерению подвижности иона белка при любых pH, ионной силе и т. д. Однако было убедительно продемонстрировано , что такие две подвижности являются в действительности неэквивалентными, так что микроскопический метод не может дать никакой информации относительно поведения свободных ионов белка. [c.492]

Такое единство в белковой макромолекуле противоположных свойств—кислых и основных—влечет за собою возможность обр -зования как отрицательных, так и положительных зарядов при этом, что особенно характерно, результирующий знак заряда и его величина для белка не являются постоянными, а зависят от концентрации водородных и гидроксильных ионов водной среды, т. е. от значения pH последней, как это имеет место и для амфотерных гидроокисей многовалентных металлов Ре(ОН)з, А1(0Н)з и др. Таким образом, растворам белков— типичным амфолитам—свойственна, как и лиофобным золям, способность менять не только величину, но и знак заряда частиц (способность перезаряжаться ). Разница заключается в том, что в лиофильных коллоидных растворах белков изменение величины и знака заряда происходит от изменения концентрации водородных ионов, в связи с чем и самая физическая сущность перезарядки у белковых макромолекул иная, чем у мицелл лиофобных золей, где перезарядка обусловлена специфической адсорбцией ионов. [c.174]

Овомукоиды, полученные из яичных белков И различных видов птиц адсорбцией и элюированием с колонок, наполненных КМ- или ДЭАЭ-целлюлозой, приблизительно в тех же условиях, какие применялись для получения овомукоидов курицы (см. стр. 25), имели близкую величину общего азота (11—13%) и содержали очень мало триптофана (менее 1%) [12]. Однако по своей ингибиторной активности по отношению к трипсину и химотрипсину они очень резко различались, и на этой основе овомукоиды можно было разделить на следующие четыре класса овомукоиды курицы, фазана, индюка и утки. Физические и химические свойства (включая молекулярный вес) овомукоида утки очень сходны со свойствами овомукоида курицы. Исследование на ультрацентрифуге овомукоидов индюка и фазана показало, что молекулярный вес их также, по-видимому, близок к весу овомукоидов курицы и утки. Исследования, проведенные с учетом весовых взаимоотношений, привели к классификации различных видов овомукоида по количеству фермента, которое ингибируется соответственно одним молем овомукоида [c.38]

Шкуры, особенно млекопитающих, представляют собой естественное сырье, обладающее замечательными физическими свойствами, которое становится еще более ценным после соответствующего изменения структуры. Как было уже указано, шкура животных представляет собой природную ткань из переплетающихся-между собо11 волокон, называемую сыромятной кожей. Хотя она и прочна, по имеет два чрезвычайно серьезных недостатка. Во-первых, будучи нерастворимой вследствие наличия белковых молекул, она все же чрезвычайно чувствительна к воде, набухая в тягучую массу и становясь несколько пластицированной. После-испарения воды пластицированные волокна оказываются сцементированными с образованием твердого рогоподобного вещества. Во-вторых, мокрая ко ка необычайно легко загнивает. Таким образом, кожу необходимо обработать, для того чтобы уменьшить ее чувствительность к воде и предохранить от гниения. Получаемый продукт носит название просто ко ки, а соответствующий процесс ее обработки называется дублением. Последний заключается в присоединении к белку дермы путем химической реакции или физической адсорбции некоторых веществ, сильно уменьшающих гидрофильный характер белка и предохраняющих его от гниения, при минимальном изменении как в физических свойствах, так и во взаимоотношениях отдельных волокон кожи.. Такое превращение может быть осуществлено действием различных веществ, как, например, таннинов, основных солей различных трехвалентных металлов, формальдегида и подобных ему веществ, вольфрамовой кислоты и т. д. Из них наиболее важными являются растительные дубители и соли хромовой кислоты. Их применение [c.383]

Очень перспективным методом очистки воды от всевозможных загрязняющих ее веществ, особенно синтетических, является использование иммобилизованных (закрепленных, нерастворимых) ферментов — ферментов второго поколения . Идея закрепления ферментов на нерастворимом в воде носителе и применения таких мощных катализаторов в технологических процессах и медицине возникла давно. Еще в 1916 г. осуществлена адсорбция инвертазы на активированном угле в свежевыделенной гидроокиси алюминия. С 1951 г. для фракционирования антител и выделения антигенов используют конъюгацию белков с целлюлозой. До недавнего времени существовал единственный метод закрепления ферментов — обыкновенная физическая адсорбция. Однако адсорбционная емкость известных материалов относительно белков явно недостаточна, а силы адгезии невелики, и разрыв связи между ферментом и поверхностью адсорбента может наступать от малейших изменений условий процесса. Поэтому такой метод иммобилизации не нашел широкого применения, но, поскольку он прост и может, по-видимому, способствовать выяснению механизма действия ферментов в живых системах, илах и почве, а в некоторых случаях применяться на практике, некоторые исследователи занимаются изучением адсорбции ферментов, поиском новых, эффективных носителей и т. д. [104, 206]. [c.176]

Изменение природы адсорбента влияет как на активность изолированных ферментных глобул, так и на интенсивность межбелковых взаимодействий, определяемых величиной /Сг- Этот эффект достаточно ясен в тех простых случаях, когда сравниваются адсорбенты с различной полярностью. Изменение общей ориентации глобулы фермента (см. рис. 45) автоматически приводит к изменению природы контактирующих групп белкового слоя и тем самым должно привести к изменению величины /Сг- Гораздо менее очевидны, но очень важны наблюдаемые на опыте различия, связанные с воздействием весьма близких по своим свойствам липидных поверхностей — например, гидрофобных лецитиновых и кефалиновых монослоев на силикагеле, а также холестериновых слоев на различных носителях. Для липопротеидного слоя это свидетельствует скорее о частичном проникновении липидов в белок, чем о простом контакте белкового и липидного слоя, напоминающем физическую адсорбцию. Вместе с тем эти же данные показывают, что взаимодействие белковой глобулы с фосфолипидным слоем не сопровождается снятием липида с поверхности и переориентацией молекул липида, так как гидрофильные (С+лец) и гидрофобные (5102+лец) слои одного и того же фосфолипида различным образом влияют на свойства ферментных глобул и ферментных комплексов. Изучение адсорбируемости белков и предельной адсорбции на поверхностях различного типа позволяет делать определенные выводы как [c.295]

Экспериментально обнаруженное свойство сывороточного альбумина эффективно предотвращать адгезию и агрегацию тромбоцитов на чужеродных поверхностях было использовано в ряде работ для создания защитных тромборезистентных покрытий [51]. В кратковременных экспериментах на животных была продемонстрирована высокая гемосовместимость альбуми-низированных материалов, полученных как в результате физической адсорбции белка на полимерном материале [51], так и в результате ковалентного связывания сывороточного альбумина с полимерной поверхностью [52]. [c.255]

ОН и др.) связывают такое же количество воды, как и в молекулах жирной кислоты или спирта. Расчеты сольватации полимеров по числу полярных групп в 1 юлекуле, с учетом данных табл. 15, хорошо сходятся с прямыми весовыми определениями сольватации (в граммах растворителя на 1 г полимера), которые для ряда белков в воде составляют 0,25—0,35 г/г, для нитроцеллюлозы в ацетоне 0,47 г/г, для крахмала—0,35 г/г, и др. Этот результат показывает, что при сольватации молекулы растворителя располагаются в виде одного слоя лишь вокруг полярных групп полимера, приблизительно пропорционально их содержанию в цепи. Неполярные участки, лежащие между полярны1 ш группами в полимерах, и составляющие, например, в белках или нитроцеллюлозе около половины веса полимера, остаются свободными от растворителя, т. е. топография гидратного слоя выражается рядом островков на молекуле полимера. На каждом из этих центров сольватации связанные 1 юлекулы растворителя обладают определенной продолжительностью жизни и статистическое равновесие связывания и освобождения молекул растворителя на сотнях центров, существующих в 1 юлекуле полимера, аналогично электрохимическому равновесию при ионизации поливалентных электролитов (стр. 105) или динамическому равновесию адсорбции-десорбции, выражаемому изотермой Лангмюра (стр. 93), хотя лишь в последнем случае процесс происходит на физической поверхности раздела. Этим объясняется, почему сольватационное равновесие или взаимодействие полимерных 1 юлекул в растворе иногда выражают уравнением адсорбционной изотермы или говорят об адсорбции молекул растворителя молекулами полимера. В наличии внутренней связи этих различных процессов заключается одна нз характерных особенностей коллоидных систем, которая отсутствует в растворах низко молекулярных веществ (см. главу первую). [c.175]

Одним из эффективных способов стабилизации ферментов является их иммобилизация, т. е. перевод в водонерастворимое состояние путем связывания с носителем или модифицирование водорастворимыми полимерами с полным или частичным со фанением ферментами каталитической активности. Разработаны физические и химические способы иммобилизации ферментов. К физическим способам иммобилизации относятся адсорбция на нерастворимых носителях включение в пбры геля или полимера тфостранственное отделение фермента от остального объема реакционной системы полупроницаемой перегородкой (мембраной). Химическая иммобилизация осуществляется за счет создания ковалентных связей между белком и носителем с участием сшивающих агентов (например, глутарового альдегида). [c.111]

К настоящему времени более изучено воздействие физически активных сред. Физически активные среды могут как адсорбироваться на поверхности, так и сорбироваться объёмом полимерного материала. Адсорбция компонентов коррозионной среды приводит к изменению поверхностной энергии на фанице раздела фаз полимер - среда. К поверхностно - активным веществам (ПАВ) относят большинство органических растворимых в воде соединений кислоты, их соли, спирты, эфиры, амины, белки, большинство водных растворов сильных электролитов. Основные представления о механизме действия ПАВ на прочность твёрдых тел были даны Ребиндером. ПАВ, уменьшая свободную поверхностную энергию на фанице раздела фаз полимер - среда, облегчают зарождение и развитие поверхностных дефектов. Молекулы ПАВ проникают в устья микротрещин и действуют расклиниваюгце. Адсорбционный эффект может быть выявлен в чистом виде для полимеров, которые практически не набухают в физически активных средах (например, полистирол в водных растворах спиртов). [c.111]

Изучалось взаимодействие хлорамбуцила с некоторыми составными частями сыворотки крови человека [150]. Скорость гидролиза в ряде водных раствороа указывает на то, что эти реакции были мономолекулярными (1-го порядка) и протекали гораздо быстрее, чем у двух других структурных аналогов азотистых ипритов. Хлорамбуцнл проходит реакцию конденсации с белком сыворотки крови за 24 часа при 37° С конденсировалось 65%, а при 40° С успевало прореагировать почти 80%. Энергия активации (24 ккал) была одинаковой для реакций гидролиза и алкилирования. По-видимому, эти реакции сопровождаются сильным снижением величины свободной энергии, поскольку ни на скорость, ни на масштаб гидролиза не влияли избыточные количества нона хлора, а алкн-лирование белка сыворотки крови происходило в присутствии примерно 50-кратного избытка ионов хлора. Эти реакции несомненно представляют собой источник бесполезных потерь химиката в организме. Скорость гидролиза снп-жалась до ничтожной присутствием белка сыворотки, Полупериод реакции конденсации составлял около 6 часов и характеризовался столь высоким температурным коэффициентом, что возможно она предпочтительно происходит в специфических тканях. Кроме того, белок сыворотки крови быстро адсорбирует хлорамбуцнл и адсорбция фактически бывает полной при концентрации, сравнимой с концентрациями, преобладающими в живом организме. Подобное физическое связывание безусловно ограничивает степень диффузии хлорамбуцила и родственных ему препаратов. [c.188]

ВОДА. Первоначальное поглощение воды семенем происходит путем всасьшания. Вода всасывается через микропиле (крошечное отверстие в тесте, или семенной кожуре) и семенные оболочки в результате чисто физического процесса адсорбции воды содержащимися в семени коллоидами. К ним относятся белки, крахмал и вещества, входящие в состав клеточных стенок, такие как гемицеллюлозы и пектины. Набухание этих веществ создает большую силу, достаточную для разрыва семенной кожуры или околоплодника, окружающих семя. В дальнейшем вода движется от клетки к клетке под действием осмотических сил. Она необходима дая активизации биохимических процессов, связанных с прорастанием, поскольку эти процессы протекают в водном растворе. На этой стадии вода участвует также в гидролизе (переваривании) запасных питательных веществ. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология