Белки, ионный обмен

Для разделения и количественного определения аминокислот особенно эффективными оказались методы распределительной, адсорбционной и ионообменной хроматографии. Большое применение, в частности, получил метод Мура и Стейна, в котором исследуемый раствор пропускают через колонку, наполненную или крахмалом (твердый полярный адсорбент), или ионообменной смолой (сочетание адсорбции с ионным обменом), и затем связанные на колонке вещества вымывают с различной скоростью подходящими растворителями. Сбор и анализ отдельных фракций осуществляются при помощи автоматических приспособлений. Метод Мура и Стейна позволяет получить через 24 часа данные о полном аминокислотном составе образца белка, используя при этом только 2,5—3,5 мг белка. Для оценки эффективности и значения этого метода полезно напомнить, что старые и более грубые аналитические приемы требовали для получения данных о полном аминокислотном составе белка нескольких недель трудоемкой работы, связанной с расходованием десятков граммов белка. [c.35]

На ионном обмене основан ряд важных разделений. Среди них нужно отметить разделение редкоземельных элементов, в первую очередь с препаративными целями. В этом случае фракционирование улучшается промыванием растворами комплексообразующих реагентов, образующих комплексы с катионами различной устойчивости [31]. Ионообменные смолы находят также широкое применение для разделения смесей биологически важных компонентов. Так, на рис. 29-16 приведена часть хроматограммы искусственной смеси, похожей по составу на раствор, получающийся при гидролизе белка. Аминокислоты гистидин, лизин и аргинин требуют для своего элюирования больших объемов элюата. Сле- [c.284]

Поскольку ионный обмен относится к любой ионизированной молекуле, некоторые аминокислоты, входящие в состав белков и имеющие кислотные или основные группы, не включенные в пептидные связи, придают белковой молекуле свойства амфотер-ного электролита, который можно использовать в хроматографии ионного обмена. [c.77]

За последнее время фракционную адсорбцию все чаще проводят в колонках. Колоночная техника используется в трех важнейших способах разделения белков, основанных а) на явлениях адсорбции, б) на ионном обмене и в) на эффекте молекулярного сита (гель-фильтрации). Во всех этих случаях (во множестве известных вариантов) техника выделения и высокой очистки ферментов, а также иных белков остается в принципе одинаковой. Она быстро развивается и можно полагать, что будущее перечисленных приемов очень велико. [c.150]

Способность к ионному обмену используют для концентрирования, очистки и разделения смесей разнообразных органических веществ. При этом оказывается возможным селективно и четко разделить (не говоря уже о концентрировании и очистке) компоненты смеси благодаря тому, что реакционная способность, т. е. способность к обмену, является функцией строения последних. Особо следует отметить развивающееся в последние годы направление по разделению сложных белковых смесей и выделению индивидуальных белков, основанное на применении специально приготовленных ионитов (в виде тонких слоев), обеспечивающих высокую селективность. [c.289]

Примером гомогенных каталитических реакций являются этерификация и омыление сложных эфиров, катализируемые кислотами, разложение пероксида водорода под действием ионов в растворе, инверсия сахарозы и мутаротация глюкозы в присутствии кислот и оснований, полимеризация олефинов в жидкой фазе под действием серной кислоты, полимеризация олефинов в жидкой или паровой фазе под действием трифторида бора и фторида водорода, алкилирование парафинов или бензола олефинами в присутствии трифторида бора или фторида водорода и др. Очень широко распространены гомогенные каталитические реакции в природе. Синтез белков и обмен веществ в биологических объектах совершаются в присутствии биокатализаторов, получивших название ферментов, или энзимов. [c.374]

Иониты применяют в качестве антикоагулянтов, предотвращающих возможность свертывания крови. Ионный обмен позволяет при этом удалять из крови ионы кальция, заменяя их на ионы натрия, если применяют Ыа-форму катионита. Предложена специальная установка, содержащая колонку с ионитом и позволяющая собирать очищенную катионитом кровь в специальный пластмассовый сосуд. При этом оказалось, что можно применять только Ма-форму катионита. Н-форма катионита вызывает свертывание белков плазмы. К-форма катионита вызывает гемолиз крови. Лучше всего применять Ыа-форму катионита КУ-2. Непригодны катиониты СБС, СДВ, КБ-4, МСФ и амберлит. Для лечения язв желудка был предложен амберлит ИР-4 в ОН-форме. Внесение зерен амберлита-ИР-4 в желудок человека позволило уменьшить избыточную кислотность желудочного сока. Этот анионит оказался полезным при лечении язв желудка, двенадцатиперстной кишки, пищевода. Излечение сопровождается исчезновением болей, токсических влияний ионита не наблюдается. Предложен метод определения pH желудочного сока путем приема внутрь 2 г индикаторного катионита, обработанного специальным индикатором (хинин, метиленовый синий). На зерна ионита в желудке действует соляная кислота содержащаяся в желудочном соке. При этом определенное [c.275]

Предварительная проверка поведения белков при ионном обмене [c.118]

Гидролизу могут подвергаться химические соединения различных классов соли, углеводы, белки, эфиры, жиры и т. д. В неорганической химии чаще всего приходится иметь дело с гидролизом солей, т. е. с обменным взаимодействием ионов соли с ионами воды, в результате которого смещается равиовесие электролитической диссоциации воды. [c.202]

Адсорбция ионов характерна для гетерополярных адсорбентов как естественного (почвы, глины, глауконит, белки и др.), так и искусственного (силикагель, синтетические смолы) происхождения и носит обменный характер. [c.123]

Ионообменники характеризуются степенью набухания и емкостью. Степенью набухания называют объем упакованного в колонну обменника (в мл), приходящийся на 1 г его в сухом виде, и имеет размерность мл/г. Максимальное количество ионов, которое может связать ионообменник, определяет его емкость, которая совпадает с концентрацией ионогенных групп. Ёмкость выражается числам ммоль эквивалентов обмениваемого иона на 1 г сухого обменника (ммоль экв/г) или на 1 мл упакованного в колонну набухшего ионообменника (ммоль экв/мл) при значениях pH, соответствующих его полной ионизации. Для высокомолекулярных ионов или амфолитов, например белков, вводят понятие эффективная емкость, которая зависит от размера молекулы амфолита, расстояния между ионогенными группами и степени доступности всего объема пористой матрицы обменника для этих молекул. Понятия емкости и эффективной емкости могут не совпадать. Иногда приходится снижать полезную емкость сорбента за счет изменения pH, увеличивая при этом его эффективную емкость. Катионообменные смолы имеют емкость около 4,4 ммоль экв/г, а анионообменные — 3,5-4 ммоль экв/г для гелеобразной структуры и 2,5 ммоль экв/г дпя пористой. Обменная емкость изменяется при изменении pH. При низких pH происходит нейтрализация катионита при добавлении протона [c.34]

При достаточно больших конформационных изменениях белка может произойти тесное сближение карбоксильной и SH-группы, приводящее к самопроизвольному образованию тиоэфирной связи. Затем, когда белок вновь примет ненапряженную конформацию, в полной мере сможет проявиться высокоэнергетический характер тиоэфирной связи, и она сможет вступить в обменные реакции, приводящие к синтезу АТР. Другой возможностью является связывание белком ADP и неорганического фосфата на близко расположенных участках. Тогда после соответствующих конформационных изменений эти два компонента могут быть буквально прижаты друг к другу с самопроизвольным удалением ОН-иона и образованием АТР и НгО. [c.414]

Биологическая активность фермента в ходе хроматографии может измениться (как уменьшиться, так иногда в возрасти) в силу ряда дополнительных причин. Например, кажущееся увеличение активности фермента может быть результатом его отделения от протеаз. Снизиться активность может как в результате истинной денатурации илп окисления 8Н-групп белка, так и при отделении апофермепта от кофакторов. Иногда инактивация обусловлена разъединением двух или нескольких последовательно работающих ферментов. Такого рода кажущиеся инактивации могут быть обнаружены при объединении хроматографических фракций, когда активность фермента восстанавливается. Для сохранения биологической активности липофильных белков мембран в элюент иногда приходится добавлять спирт или ацетон. При этом может возникнуть определенная неравномерность распределения органического растворителя между жидкостью внутри и снаружи гранул — ионы сорбента, гидратируясь, оттягивают на себя воду. Следствие этой неравномерности — наложение на ионный обмен эффекта распределетельной хроматографии. Для сохранения биологической активности ферментов в элюент часто добавляют глицерин (до 25%) или этиленгликоль (до 5%). [c.292]

И, участвуют во множестве разнообразных р-ций. Часто бывают катализаторами, промежут. частицами в хим. р-цнях, напр, при гетеролитических реакциях. Обменные ионные р-цин в р-рах электролитов обычно протекают практически мгновенно. В электрич. поле И, переносят электричество катионы-к отрицат. электроду (катоду), анионы-к положительному (аноду) одновременно происходит перенос в-ва, к-рый играет важную роль в электролизе, при ионном обмене и др, процессах И. играют важную роль в геохим. процессах, хим. технологии, а также в процессах в живом организме (напр., функционирование биол. мембран, проводимость нервных импульсов, физ.-хим. св-ва белков и т.п.) и др. [c.268]

Кортикостероиды — гормоны обмена веществ, вырабатываемые корой надпочечников животных н человека относятся по строению к стероидным гормонам. Регулируют обмен углеводов, жиров и белков, минеральный обмен (ионы Na+ и К+, вода). Применяются в виде природных н синтетических форм как лечебный препарат при их недостаточности в организме, а так же как противовоспалительные и противоаллергиче-ские средства. [c.559]

Интерес к ионному обмену резко возрос после создания синтетических ионообменных смол (о которых гбварилось в предыдущем разделе) и ионообменных материалов на основе целлюлозы и декстрана. Последние нашли широкое применение для разделения больших по размеру молекул, таких, как молекулы белков, нуклеиновых кислот, гормонов, вирусов и гермицидов. [c.478]

В этой главе приведен список монографий по хроматографии, электрофорезу и противоточному распределению, опубликованных с 1962 по середину 1978 г., и периодических изданий по хроматографии. Более двухсот монографий, посвященных этим вопросам, можно найти в hemi al Abstra ts с 1962 по 1972 г. Вначале приводятся только те книги, в которых рассматривается лабораторное применение методов, а затем приводятся монографии, в которых обсуждается более широкий круг вопросов. В список не включены узкоспециализированные монографии, посвященные анализу какой-либо одной группы соединений, например аминокислот, антибиотиков, белков, стероидов и т. п., сборники хроматографических данных, а также некоторые руководства, написанные в учебных целях. Среди монографий по ионному обмену указаны только книги, посвященные методам разделения. [c.356]

В настоящее время в ионообменной хроматографии белков и ферментов применяются почти исключительно эти производные. Недавно для тех же целей были синтезированы ионообменные производные агарозы (см. табл. 5.6). Структура матриц этих ионов такова, что в нее легко проникают даже крупные макромолекулы, благодаря чему в ионном обмене участвуют группы, расположенные внутри зерен ионита. Теоретические основы хроматографии белков на ионитах рассматриваются Ти-зелиусом ([211]. В ряде статей и монографий (некоторые из них указаны в табл. 5.13) описаны методы сорбции на ионитах и методы хроматографии белков. В большинстве случаев для хроматографии белков применяют DEAE-целлюлозу. После по- [c.316]

Бурное развитие науки и техники за последнее десятилетие характеризуется применением новых, более совершенных методов исследования. К таким методам относятся электрофорез на бумаге, непрерывный электрофорез, фокусирующий ионный обмен и другие методы, основанные на электромитра-ции заряженных частиц (коллоидов, простых и сложных ионов). Эти методы наиболее широко используют для разделения белков и других высокомолекулярных соединений, а также для разделения простых и комплексных неорганических ионов. [c.3]

Ионный обмен нашел широкое применение для очистки не-ионнзовапных или с-табоионизованных органических соединений от неорганических ионов, а также от ионов органических (например, очистка синтетических спиртов от низкомолекулярных карбоновых кислот). Весьма часто аниониты используют для снижения кислотности или нейтрализации растворов органических веществ (кислые гидролизаты белков при их аминокислотном анализе, гидролизаты казеина в пищевой промышленности и др-)-Сорбция ряда неионогенных органических веществ достигается путем их химического взаимодействия с поглощенными ионитом компонентами кетонов и альдегидов — на анионитах в бисуль-фитной форме, углеводов — па анионитах в боратной форме и проч. [c.12]

Ионообменная хроматография заключается в ионном обмене между полимером, заполнившим колонку, и заряженным белком, пропускаемым через колонку. Различают два типа ионообменников. Катионообменник — КМ-целлюлоза — это полимер целлюлозы, к которой по ОН-группе пришита карбоксиметильная группа. Подготовка смолы к работе — пропускание через нее 0,5М NaOH. В результате образуется солевая форма с катионами N3+. Затем пропускаем через колонку катионы белка. Они вытесняют На и занимают его место. Прочность связи (электростатической) зависит от величины положительного заряда, т.е. числа ионизированных ННз" -групп. Анионообменник — ОЕЛЕ-целлюлоза. Предварительная обработка анионообменника щелочью или кислотой приводит к образованию солевой формы. Ионы С1 или ОН" обмениваются на анионы белка. В случае ионного обмена прочность связи белка с ионитом определяется величиной заряда белка. Для разделения кислых и нейтральных белков используют анионообменники, для разделения основных белков — катионообменники. Элюцию осуществляют 1) буферными растворами с изменяющимися значениями pH (возрастающими или убывающими) при этом белки разделяются в соответствии с их зарядами, т.е. отходят от заряженной группы ионита в Р1 2) буферным раствором того же значения pH, но содержащим катионы (анионы) с большим сродством к ионообменнику (вытеснение по величине заряда). [c.51]

Теперь образец белка растворен в подходящем для нанесения на ионообменную колонку буфере. Единственное, что остается сделать, это довести концентрацию белка до нужной величины. Даже после удаления солей и других манипуляций концентрация белка может достигать 30 мг-мл . Это очень высокая концентрация, особенно если на ионообменнике адсорбируется значительная часть белка. Ионы буфера вовлекаются в ионный обмен, и быст рое замещение противоионов молекулами белка может привести к резкому локальному изменению pH и концентрации соли (разд. 4.2). Любые тщательно подбираемые условия должны быть воспроизводимыми вместе с тем, хотя нанесение образца с высокой концентрацией белка иногда дает хорошие результаты в том или ином конкретном случае, воспроизводимость может оказаться низкой. Часто условия, хорошо воспроизводимые при повседневной работе в одной ла-борато рии, очень трудно воспроизвести в другой. Поэтому лучше пользоваться методами, не очень сильно зависящими от точ- [c.123]

Na7 a -oбмeнник включается при резком увеличении конценфа-ции Са " в цитоплазме животных клеток для его удаления Транспорт Са " осуществляется с помощью локализованного в плазматических мембранах белка - в обмен на Ма" . Мощность этого переносчика довольно высока, однако он работает эффективно только при достаточно высокой внутриклеточной концентрации кальция - выше 10" М, так как имеет невысокое сродство к Са " . Полагают, что именно он удаляет основную массу кальция из поврежденных или возбужденных клеток. Этот переносчик функционирует за счет электрохимического градиента, т, е. для его работы не требуется энергии. В этом случае один ион Са " обменивается на три Ка" . [c.44]

Гидролизом называется реакция ионного обмена между различными веществами и водой. Гидролиз является частным случаем сольволиза, т. с. реаккгги обменного разлолсенпя растворенного вещества с растворителем. Процессу гидролиза подвергаются различные вещества солп, углеводы, белки, эфиры, жиры и т. д. [c.32]

Техника безоиасностн. Металлическая Р. высоко токсична для любых форм жизни. Пары и соед. Р. чрезвычайно ядовиты, накапливаются в организме, легко сорбируются легочной тканью, попадают в кровь, подвергаются ферментативному окислению до ионов Р., к-рые образуют соед. с молекулами белка, многочисл. ферментами, нарушают обмен в-в, поражают нервную систему. Осн. мера предосторожности при работе с Р. и ее соед.-исключение попадания Р. в организм через дыхат. пути или пов-сть кожи. ПДК Р. [c.279]

Производные индола играют жизненно важную роль в основном обмене. Незаменимая аминокислота — триптофан входит в состав большинства белков как часть полипептидной цепи дрожжевого фермента — спиртовой дегидрогеназы он участвует совместно с НАД+/НАДН в ферментативном восстановлении ацетальдегида до этилового спирта при этом происходит отщепление гидрид-иона и образование р-алкилидениндоленинийпкатиона (стр. 306). В организмах животных из триптофана образуются два родственных по химическому строению гормона. Один из них — серотонин, тесно связанный с деятельностью центральной нервной системы, регулирует перистальтику и выделение желудочного сока, второй — мелатонин участвует в контроле смены дневного и ночного ритма физиологических функций. р-Индолилуксусной кислоте, которая [c.284]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология