Методы исследования биополимеров

Наряду с естественной оптической активностью вращение плоскости поляризации и КД в магнитном поле оказываются очень ценными методами исследования биополимеров, прежде всего гемсодержащих белков. Эти явления описаны в 7.3, 7.4. [c.320]

Гл. 7, посвященная методам исследования биополимеров, существенно расширена за счет изложения экспериментальных подходов и попыткой ознакомить читателя с некоторыми теоретическими (етодами анализа структуры и динамики биополимеров. [c.7]

ГЛАВА 7 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОПОЛИМЕРОВ [c.230]

Особенно эффективны электрофоретические методы исследования биополимеров с использованием количественной оценки состава электрофоретических спектров белков и их комплексов с помощью денситометров. В настоящее время существует достаточно обширный ассортимент денситометров, в состав которых [c.75]

Поэтому не исключено, что для понимания химических основ функционирования углеводсодержащих биополимеров в живых системах важны скорее несколько огрубленные, усредненные сведения о структуре, т. е. именно те, которые получаются при использовании современных методов исследования этих объектов. С другой стороны, для изучения микрогетерогенности как явления, понимания его биологического смысла и биосинтетических причин как раз важным кажется именно прецизионное, особо точное определение строения отдельных компонентов тех сложных смесей, какими являются такие биополимеры. Так что в столь сложном вопросе, как стратегия структурных исследований полисахаридов, оба, казалось бы взаимоисключающих, ответа на вопрос о целесообразной точности и глубине проникновения в материал оказываются правильными. [c.110]

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ БИОПОЛИМЕРОВ [c.130]

Прежде чем продолжить рассмотрение белков, остановимся на методах исследования структуры биополимеров. [c.130]

Крайне существенным было бы распространение физико-химических методов исследования на более сложные соединения, по крайней мере на низшие олигосахариды, получаемые в качестве фрагментов при установлении строения полисахаридных цепей биополимеров. Использование для этой цели масс-спектрометрии, по-видимому, позволит сделать очень серьезный шаг вперед в анализе сложных полисахаридных структур. [c.627]

Стремительное развитие биоорганической химии, физической химии полимеров и молекулярной биологии дало хроматографии новый объект исследований — высокомолекулярные соединения. Возникла необходимость в разделении синтетических полимеров и биополимеров, нуклеиновых кислот, белков, а также вирусов, фагов, рибосом и пр. Достигнутый в этом направлении успех позволил одному из крупнейших специалистов в области молекулярной биологии Френсису Крику сказать, что хроматография наряду с рентгеноструктурным анализом, электронной микроскопией и ультрацентрифугированием обеспечила все наиболее крупные успехи молекулярной биологии. Здесь следует особо выделить методы фракционирования биополимеров на ионообменных целлюлозах [2] и основанную на биоспецифической сорбции афинную хроматографию [3]. [c.10]

Вторым важным недостатком книги является сугубо теоретический характер ее методических разделов. В главах, посвященных методам исследований строения и свойств биополимеров, описание эксперимента дается, как правило, очень схематично или вовсе отсутствует. Такое одностороннее описание методов исследования недостаточно для учебного пособия. [c.6]

Мы начнем с рассмотрения основных законов, управляющих поведением небольших биологически важных молекул, затем обсудим методы характеристики биополимеров и после этого перейдем к изучению свойств различных биополимеров и связей между ними. Наша цель при изложении отдельных тем состоит не столько в проведении детального анализа, сколько в том, чтобы охватить предмет в целом. Помещенные в конце каждой главы вопросы, не требующие для своего решения громоздких математических выкладок, помогут, как мы думаем, сконцентрировать внимание читателя на самом главном. Содержание всей книги, трактующей такую обширную область, как биофизическая химия, поневоле оказалось несколько эклектичным и субъективным. Само собой разумеется, что при таком небольшом объеме книги невозможно было исчерпывающим образом рассмотреть все вопросы биофизической химии. Но автор надеется, что его труд окажется полезным в качестве вводного руководства, знакомящего с различными направлениями современных исследований. Читателю, желающему получить более подробную информацию по отдельным вопросам, следует обратиться к оригинальным работам, перечисляемым в конце каждой главы. [c.7]

Методы разделения смесей веществ представляют ценность не только как начальная ступень практически любого эксперимента в области исследования биополимеров, так как выделенный и очищенный белок или нуклеиновая кислота претерпевают с течением времени изменения как в растворе, так и в кристаллическом виде или в виде осадка, но и как методы непосредственного изучения свойств биополимеров. Изучение электрохимических свойств белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов, полипептидов методами электрофореза и сорбции, изучение их морфологии методами сорбции и хроматографии представляет собой столь же важную область применения этих методов, как и наиболее до настоящего времени распространенное их приложение для фракционирования и анализа смеси веществ. [c.9]

В настоящей главе мы детально изложим теорию этого метода (см. также [1—5]). Остановимся кратко также на других более специфических методах титрования, так как они оказываются весьма существенными при исследовании биополимеров, [c.10]

Книга посвящена применению одного из наиболее эффективных оптических методов исследования— ИК-спектроскопии для изз чения структуры линейных полимеров —природных и синтетических. Знание пространственной структуры биополимеров необходимо для выяснения их биологической активности, а в случае синтетических полимеров помогает решению задачи получения полимеров с заранее заданными свойствами. [c.408]

Во втором издании решено вовсе исключить биополимеры. В первом издании эта группа природных соединений была представлена скупо и не соответствовала их значению. Учитывая специфику методов исследования, следует издать практикум по биополимерам отдельно. [c.6]

Объем информации, получаемый методами ДОВ или КД, по сравнению, например, с ЯМР или МС может показаться неполным и ограниченным, но необходимо иметь в виду, что обычно эту информацию нельзя легко получить другими методами. Действительно, ДОВ и КД находят все большее применение в химии и биохимии как распространенные и ценные методы исследования различных молекул, от небольших по размерам до молекул полициклических природных соединений, биополимеров, синтетических полимеров, а также сложных комплексных соединений. [c.9]

Д. необходимо учитывать при конструировании полимерных деталей онтич. приборов при изготовлении фотопроводящих полимерных слоев фоточувствитель-ных слоев из взвешенных в слое пластика частиц сульфида или селенида кадмия при передаче световых изображений по оитич. волноводам. Измерение Д.— метод исследования биополимеров. [c.250]

Прямые физические методы. Самым старым и самым прямым методом исследования биополимеров следует считать, по-видимому, электронномикроскопический метод. Недавно Клейншмидт обнару кил, что если препарат нуклеиновой кислоты, непосредственно выделенный из живого организма методом осмотического шока или взятый после предварительного выделения, комплексировать с каким-нибудь основным белком, например с цитохромом с, то его mohiho нанести на поверхность воды в виде моно-молекулярной пленки. На фиг. 51 приведена электронная микрофотография фаговой ДНК, полученная Томасом и Мак-Хатти при помощи этого метода. Снимок позволяет оценить размеры молекулы ДНК и ясно показывает, что эта молекула замкнута в кольцо. Определенная таким способом длина молекулы, равно как и ее диаметр, соответствуют величинам, которых следует ожидать на основе гипотезы Уотсона — Крика. Показано, что молекулы ДНК из многих источников имеют форму кольца или замкнутой петли. У ДНК фагов Я и Т2 переход от линейной формы к кольцевой осуществляется легко и обратимо. [c.143]

Шпикитер В. О. Методы исследования биополимеров с помощью аналитической ультрацентрифуги. — Сб. Современные методы в биохимии . Изд-во Медицина , 1964. [c.196]

Биоорганическая химия, ставшая сейчас столь быстро развивающейся перспективной областью физико-химической биологии, занимается исследованием структуры и функции биологически важных соединений методами органической химии. Ее объектами являются и биополимеры, и низкомолекулярные биорегуляторы поэтому поле деятельности этой пауки исключительно широко. Однако пропикновение строгих представлений и методов органической химии в область, изучающую различные системы клетки и различные уровни ее структурной организации, неодинаково как с качественной, так и с количественной точки зрения если среди низкомолекулярных биорегуляторов, часто называемых просто природными соединениями, позиции биоорганической химии прочны и действенны, то при исследовании биополимеров [c.5]

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологически активных полимеров. Благодаря развитию новых методов разделения н очистки веществ (различные методы хроматографии, электрофореза, фракционирования с использованием молекулярных сит) и дальнейшему развитию методов рентгеноструктурного анализа и других физико-химических методов исследования органических соединений стало возможным определение строения сложнейших природных высокомолекулярных соединений. Изучено строение ряда белков (работы Фишера, Сейджера, Стейна и Мура). Установлен принцип строения нуклеиновых кислот (работы Левина, Тодда, Чаргаффа, Дотти, Уотсона, Крика, Белозерского) и экспериментально доказана их определяющая роль в синтезе белка и передаче наследственных признаков организма. Определена последовательность нуклеотидов для нескольких рибонуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или липидную части и выполняющих очень ответственные функции в организме. [c.53]

Таким образом, спектроскопия ЯМР на ядрах "С позволяет не только определять природу, тип связи, конфигурацию гликозидных связей и количественное содержание моносахаридных остатков, входящих в состав биополимера, т. е. решать задачу мономерного анализа, но и устанавливать ближний порядок в расположении этих остатков в цепи, т. е. получать информацию, извлекаемую обычно из методов фрагментации. Принципиально важно, что такой анализ является неразрушающим. Поэтому весь полисахарид, использованный для съемки спектра, возвращается к исследователю в неизмененном виде. В свете сказанного можно полагать, что в ближайшем будущем этот метод исследования станет одним из ведущих для изучения полисахаридных структур и заставит классиче- [c.100]

В биологических системах фигурируют одномерные, двумерные и трехмерные кооперативные системы, содержащие большое число статистических элементов. Это соответственно макромолекулы биополимеров (белков и нуклеиновых кислот), надмолекулярные мембранные структуры и т. д. Глобулы белков в растворах и в надмолекулярных структурах могут рассматриваться как трехмерные кооперативные системы. Физические свойства указанных структур кооперативны, т. е. они существенным образом зависят от взаимодействия элементов. Кооперативность— принципиальная особенность молекулйрно-биологи-ческих систем, определяющая широкий круг явлений (см. [43]). Методы исследования кооперативных процессов имеют большое значение в теоретической биофизике. [c.44]

Развитие методов исследования строения олигосахаридов было вызвано потребностями не только химии, но и смежных дисциплин. Многие олигосахариды встречаются в свободном состоянии в живых организмах, и их изучение важно в биологическом плане. Среди природных гликозидов имеется несколько групп биологически важных соединений, молекулы которых содержат олигосахаридные цепи. Наконец, и это самое важное, одним из методов установления строения полисахаридов является расщепление молекул этих соединений до олнгосахаридов и изучение строения последних, что позволяет делать заключения о структуре исходного биополимера. [c.430]

Полный гидролиз групповых веществ крови показывает, что в их состав входит около 80—85% углеводов (галактоза, фукоза, N-ацетилглюкозамин и N-ацетилгалактозамин) и около 15—20% аминокислот, из которых пролин, треонин и серин составляют более половины. В некоторых образцах групповых веществ, в частности в групповых веществах из жидкости кисты, содержатся также N-ацетилнейраминовая кислота, которая, очевидно, в этом случае заменяет часть остатков фукозы. Групповые вещества различного типа А, В, Н я т. д.) очень мало отличаются друг от друга по составу, хотя некоторые детали все же можно отметить так, например, в групповом веществе Le содержание фукозы заметно понижено. В настоящее время установлено, что специфичность групповых веществ зависит от находящихся на периферии молекулы олигосахаридных цепей, которые являются иммунологическими детерминантами (см. ниже). Однако в целом структура групповых веществ, несмотря на значительное число исследований, остается неясной. При действии разбавленных кислот и оснований (щелочь, сода, гидроксиламин) групповые вещества отщепляют значительную часть углеводов Пептидная часть биополимера, напротив, отличается стойкостью и только в незначительной степени распадается под действием папаина и фицина . Эти данные позволяют отнести групповые вещества к гликопептидам типа III, в которых центральная пептидная цепь окружена присоединенными к ней олигосахаридными цепями , что было экспериментально подтверждено в самое последнее время полукинетическим методом исследования (см. стр. 569). При изучении хода гидролиза группового вещества А разбавленными кислотами и щелочами оказалось, что отщепляются лишь мелкие углеводные фрагменты, в то время как все аминокислоты остаются в высокомолекулярной части. Лишь в жестких условиях гидролиза, когда распаду подвергаются и пептидные связи, а также при избирательной деструкции пептидных связей высокомолекулярный фрагмент начинает дробиться и в гидролизате появляются аминокислоты. Подобная картина гидролиза может наблюдаться только в том случае, если пептидная часть составляет основу гликопротеина (тип III). [c.581]

В настоящее время исследована в химическом отношении лишь ничтожная часть приблизительно 1 280 ООО известных видов животных и растений. Совершенно неисследо-ваны даже многие классы, важные с точки зрения эволюционной теории. Нет никакой надежды закончить эту работу в измеримые отрезки времени, несмотря на весь прогресс методов исследования. Дело, однако, заметно упрощается, если принять во внимание существование филогенетической связи между видами и действие естественного отбора. Соответственно этому, в настоящее время есть смысл обсуждать не черты различия в структуре биополимеров, обусловливающие специфичность видов, а черты сходства, отражающие единство молекулярных механизмов жизни. [c.608]

При исследовании биополимеров выбор растворителя особенно важен, поскольку основным объектом исследования обычно являются конформации цепей и их зависимость от растворителя (см. гл. 13—15). Чаще всего используются диметилсульфоксид (ДМСО), хлороформ, трифторуксусная кислота (ТФУ), ацетонитрил, гексафторацетон, метанол и вода. Усложнения спектров сигналами протонов растворителя можно избежать, используя дей-терированные производные, хотя при этом сохраняются небольшие остаточные сигналы, несколько смещенные в сильные поля (0,02— 0,05 м. д.) относительно соответствующих сигналов протонсодержащих растворителей. В спектре дейтерохлороформа остаточный сигнал является синглетом, в то время как остаточные 2-ацето-нитрил и 5-диметилсульфоксид дают характерные квинтеты, обусловленные спин-спиновым взаимодействием дейтронов с остаточным протоном. Важным моментом приготовления растворов полимеров, как и всех прочих растворов, предназначенных для исследования методом ЯМР, является очистка от мельчайших нерастворимых частиц, могущих вызвать нарушение однородности магнитного ноля при их движении внутри приемной катушки датчика. Поэтому приготовляемые растворы желательно фильтровать. Наиболее удобно выдавливать раствор в ампулу через пористую мембрану, вмонтированную в шприц для подкожных инъекций. Высокая вязкость полимерных растворов может сделать эту процедуру затруднительной. В ранних работах для повышения отношения сигнал/шум приходилось использовать высокие концентрации— до 10—15% (масс./об). Высокая чувствительность современной аппаратуры (см. разд. 1.18) и, в особенности, возможность производить накопление спектров позволяют получать хорошие спектры при концентрациях порядка 1—2%. [c.55]

Основные научные работы посвящены исследованию биополимеров (в частности, пептидно-белковой природы) и биорегуляторов — антибиотиков (хлорамфеникола, пенициллина, стрептомицина, стреп-тотрицина, полимиксина, виридо-мицина и др.), гормонов, синтетических и природных противораковых веществ (сарколизина, акти-ноксантина). Первые работы, направленные на изучение строения и свойств хлорамфеникола, осуществил (с 1949) совместно с М. М. Шемякиным. Совместно с сотрудниками разработал комплексный метод разделения гормонов гипофиза (1950-е) метод выделения и очистки антибиотика полипептидной природы полимиксина (1958— [c.546]

Физико-химические методы изучения, анализа и фракционирования биополимеров, под ред. Г, В. Самсонова, М.— Л,. 1966, Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот, подред, Ю, С. Ла-зуркина, М,, 1967, [c.527]

Применение методов и принципов исследования биополимеров к синтетическим системам и поиски простейших моделей биополимеров привели к открытию широкого класса макромолекул со структурной жесткостью , т. е. жесткостью формы, делающих такие макромолекулы отличными от статистических клубков, В пределах этого класса можно указать три варианта молекулярных структур линейно-кристаллические, типа опиральных полипептидов, конденсационные (молекулярные мицеллы) и вулканизационные . Молекулярные мицеллы образуют блок- или привитые полимеры в растворителях, где растворим лишь один комтюнент. Второй компонент выпадает на себя , образуя ядро мицеллы — нвазисплошную глобулу, которую можно рассматривать как зародыш твердой фазы в растворимой, в целом, макромолекуле, а первый компонент образует вокруг ядра оболочку , предотвращающую агломерацию. Вулканизационные структуры образованы клубкообразными макромолекулами, подшитыми водородными связями простейший пример — сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты в инертном (малополярном) растворителе. При изменении полярности растворителя (например, добавлении диметилформа-мида) такие макромолекулы претерпевают резкий переход в новую конформацию набухшего полиэлектролита. [c.334]

Данное руководство содержит описание разнообразных методов, относящихся к различным разделам химии углеводов. Здесь представлены методы выделения, разделения, анализа и изучения структуры углеводов, методы синтетической химии и физические методы исследования. Все они широко применяются в работе с важнейшими типами углеводов, такими, как моносахариды и их производные, олиго- и полисахариды, гликозиды, нуклеозиды и нуклеотиды, смешанные углеводсодержащие биополимеры. Последние представлены липополисахари-дами и тейхоевыми кислотами. [c.5]

Все перечисленные выше (а также некоторые другие) ирименения метода светорассеяния нашли в книге определенное отражегнш. Различные вопросы освещены, однако, не одинаково подробно. За немногими исключениями, эти примене1н)я касаются синтетических полимеров. Исследования биополимеров и особенно полиэлектролитов освещены здесь в значительно меньшей степени. Это ограничение частично компенсируется тем, что теоретические (гл. I) и методические (гл. 2) основы [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология