Белок заряд суммарный

Сравнительно недавно разработан метод электрофореза на полиакриламидном геле. Метод характеризуется высокой разрешающей способностью и применяется для фракционирования и определения размеров, конфигурации и суммарного заряда молекул (белков, нуклеиновых кислот и др.) см. обзор 24]. [c.399]

Наконец, следует указать на своеобразие радикалов, которые являются полифункциональными, несущими свободные МН,-, СООН-, ОН-, 8Н-группы и, как было указано, определяют структуру (пространственную) и многообразие функций молекул белка. Взаимодействуя с окружающими молекулами растворителя (Н,0), функциональные группы (в частности, КН,- и СООН-группы) ионизируются, что приводит к образованию анионных и катионных центров белковой молекулы. В зависимости от соотношения ионов молекулы белка получают суммарный положительный (+) или отрицательный (—) заряд с определенным значением изоэлектрической точки. [c.52]

Очевидно, должна существовать такая концентрация ионов водорода, при которой число ионизированных основных групп равно числу ионизированных кислотных групп, т. е. суммарный заряд макромолекулы равен нулю. Такое состояние белка, при котором число ионизированных основных и кислотных групп в молекуле одинаково, называется изоэлектрическим состоянием, а значение pH, которое соответствует изоэлектрическому состоянию, называется [c.262]

Поскольку молекулы белка имеют суммарные электрические заряды, удаленные от изоэлектрической точки, они движутся в растворе, когда к нему приложено электрическое поле. Если в процессе участвуют коллоиды или макромолекулы, он называется электрофорезом. Ионная подвижность и, которую рассчитывают как и для других ионов (разд. 11.5), зависит от суммарного заряда и коэффициента трения. [c.603]

В кислой среде, когда в результате избытка водородных ионов подавлена ионизация карбоксильных групп, молекула белка ведет себя как основание, приобретает положительный заряд и при электрофорезе движется к катоду. В щелочной среде, наоборот, подавлена ионизация аминогрупп, и молекула белка ведет себя как кислота и при электрофорезе передвигается к аноду.В изоэлектрической точке суммарный заряд частицы равен нулю, т. е. отрицательный заряд всех находящихся на частице анионных групп точно скомпенсирован положительным зарядом катионных групп. [c.355]

Тот факт, что белки являются многовалентными кислотами и основаниями, определяет важное свойство их структуры. Значения рК кислотных групп в белках приведены в табл. 20,1. Значение р/С данной группы в белке меняется в широком диапазоне из-за влияния соседних частей белка, а также из-за электростатического действия зарядов на остаток молекулы белка. Если суммарный заряд молекулы белка положителен, как это имеет место в ряде кислотных растворов, то протону легче выйти из кислотной группы, и значения р/С понижаются. Если же суммарный заряд отрицателен, как в случае некоторых щелочных растворов, то протону труднее выйти из кислотной группы, и значения рК повышаются. Вследствие этого кривая титрования белка может быть более крутой, чем кривые титрования аминокислотных цепей. На каждом конце полипептидной цепи будет находиться а-карбоксильная или а-ами-ногруппа. Добавочные электрические заряды — это результат связывания ионов белком. В изоэлектрической точке число положительных зарядов равно числу отрицательных зарядов, так что в приложенном электрическом поле белок не движется. [c.602]

При определенном pH среды молекула белка несет суммарный электрический заряд, равный нулю. Такое значение pH раствора называется изоэлектрической Шоч-кой. Растворы белков в р/ наименее устойчивы и белки легко выпадают в осадок. Вследствие этого определение р/ белка может быть сведено к определению pH раствора, при котором наблюдается наибольшее помутнение раствора белка. [c.31]

Амфолитная природа белка базируется иа количестве кислых и основных групп в боковых цепях и их распределении, так как в общем случае концевые амиио- и карбоксильные группы вносят очень малый вклад в суммарный заряд молекулы. [c.356]

Электростатическое взаимодействие между белком и ионитом определяется количеством заряженных групп белка, его суммарным зарядом, дипольным моментом, ориентацией макромолекулы на поверхности сорбента, зарядом сорбента и другими факторами. Так как эти факторы для отдельных белков различны, то у них разная сорбируемость, на чем и основано их разделение. Сорбируемость белков наибольшая в бессолевой среде или в разбавленных буферных растворах. В присутствии солей сорбируемость снижается, ионы соли вытесняют ион белка или, взаимодействуя с ним, изменяют его электрический заряд. Интервал концентрации нейтральной соли, например ЫаС), в котором сорбируемость данного белка изменяется от минимальной до максимальной, называется интервалом перехода. Каждый белок [c.124]

Описание электрохимических свойств белков и- соответствующих аналитических методов — задача последующих разделов руководства. Там же излагается теория электрофореза белков. Здесь укажем лишь, что белки значительно отличаются друг от друга по подвижности в электрическом поле. Если pH раствора соответствует изоэлектрической точке данного белка, то суммарный заряд белка равен нулю, и электрическое поле не будет влиять на его движение. При снижении pH суммарный заряд становится положительным, и белок направляется к катоду. При pH, большем изоэлектрической точки, белок двигается к аноду. Скорость движения тем больше, чем больше pH раствора отличается от изоэлектрической точки данно- [c.29]

Значение pH раствора полиамфолита, при котором средний суммарный заряд на цепи равен нулю, называется изоэлектрической точкой (ИЭТ). Величина ИЭТ не зависит от концентрации полиамфолита и является важной константой полиамфолита. На различии в ИЭТ основано фракционирование смесей белков, например, методом электрофореза. При определении ИЭТ учитывается суммарный заряд макромолекул, обусловленный не только диссоциацией кислотных и основных групп полиамфолита, но и специфическим связыванием посторонних ионов из раствора. ИЭТ определяется с помощью электрокинетических методов (в частности, электрофореза) либо косвенным путем по изменению свойств, связанных с зарядом макромолекул. Значения степени набухания, растворимости полиамфолитов, осмотического давления и вязкости их растворов в ИЭТ проходят через минимум. Вязкость в ИЭТ минимальна (рис. IV. 7), поскольку вследствие взаимного притяжения присутствующих в равном количестве противоположно заряженных групп полимерная цепь принимает относительно свернутую конформацию. При удалении от ИЭТ цепь полиамфолита приобретает суммарный положительный (в кислой области pH) или отрицательный (в щелочной области pH) заряд [c.127]

В кислой среде, где концентрация водородных ионов преобладает над концентрацией гидроксильных ионов, I процесс, т. е. процесс диссоциации с отщеплением водородных ионов, ослабляется, а II процесс, т. е. процесс связывания водородных ионов, усиливается. При определенной кислотности раствора эти два процесса уравновешивают друг друга. В этом случае частицы белка связывают столько же водородных ионов, сколько и отщепляют их, поэтому количество положительных зарядов на поверхности частиц равно количеству отрицательных зарядов. Суммарный заряд частиц в этом случае равен нулю, т. е. система находится в изоэлектрическом состоянии. [c.224]

Метод используется для разделения белков по суммарному заряду. [c.342]

Суммарный электрический заряд белка, т. е. алгебраическая сумма элементарных зарядов, варьирует особенно в зависимости от pH и концентрации ионов. [c.77]

Если внести в электрофоретическую кювету раствор, содержащий различные белки, и приложить электрическое напряжение, то скорость движения каждого белка будет зависеть от плотности заряда, которая определяется как суммарный заряд частицы на единицу площади поверхности. В идеальном случае каждый индивидуальный белок будет двигаться со скоростью, отличной от скорости движения остальных белков. Поэтому при достаточных размерах кюветы и за достаточно большое время смесь белков разделится на индивидуальные компоненты. Секции кюветы можно отделить друг от друга так, чтобы в каждую попал индивидуальный белок. Таким образом, электрофоретическая техника может быть использована для получения чистых белков. [c.354]

Электрофорез в присутствии додецилсульфата натрия (ДДС-N3). В этой системе суммарный заряд белка маскируется добавлением ДДС-Ыа, который окутывает белки облаком отрицательных зарядов. Предполагается, что все комплексы ДДС-белков имеют заряды одинаковой плотности, процесс разделения происходит только по одному параметру — размеру молекулы. Эта система позволяет в то же время определять молекулярную массу изучаемых белков с помощью маркеров — набора белков с заранее известными значениями молекулярной массы. [c.40]

Законы электростатики были с успехом использованы также при интерпретации кривых титрования белков, суммарный отрицательный или положительный заряд поверхности которых непрерывно меняется по мере роста числа присоединившихся протонов при переходе от высоких значений pH к низким [17]. [c.260]

Принцип и ограничения метода. Техника электрофореза основана на принципе дифференциальной подвижности белковых молекул в поддерживающей среде, или носителе (крахмал, полиакриламид, ацетат целлюлозы и др.), под действием электрического тока. Подвижность есть функция суммарного электрического заряда молекулы, который зависит от ионизации аминокислот белка и отсюда — от pH, а также от размеров молекулы белка. [c.39]

Белки являются полиамфолитами, т. е. они содержат как положительно, так и отрицательно заряженные ионогенные группы. Для всех полиамфолитов характерна зависимость их заряда от pH при низких pH они заряжены положительно, при высоких - отрицательно. Для каждого белка существуют такие значения рР1, при которых суммарный заряд молекулы равен нулю. Это значение pH определяется как изоэлектрическая точка. Очевидно, что изоэлектрическая точка полипептидной цепи определяется природой входящих в нее аминокислотных звеньев (см. табл. 6.7). Следует подчеркнуть, что все функции белков реализуются только в присутствии воды, т. е. в растворе или в набухшем состоянии. [c.340]

Электрофокусирование. В отличие от описанных методов, при которых работают с постоянным pH, здесь электрофорез осуществляется в градиенте pH на основе амфотерных молекул (коммерческие препараты) или уже фиксированных (иммобилизованных), добавляемых в акриламидный гель. В этих условиях белки мигрируют до тех пор, пока не достигнут зоны pH геля, которая соответствует их изоэлектрической точке рН1 (или в этом случае их суммарный заряд равен нулю). Каждая из фракций фокусируется в очень тонкие полосы, что обеспечивает разрешение, обычно недостижимое при других методах. [c.40]

Наоборот, когда суммарный заряд белка равен нулю, т. е. когда pH равен изоэлектрической точке белка, белки стремятся объединяться и формировать частицы, которые задерживаются при фильтрации. [c.416]

В то время как амины и аминокислоты, несущие положительный заряд, более прочно удерживаются при более высоких значениях pH, для отрицательно заряженных сорбатов справедливо обратное. Систематические исследования, проведенные на серии N-бензоил-о, L-аминокислот, позволили глубже понять механизм взаимодействия сорбата с белком. Влияние изменения свойств подвижной фазы на величины к VI а демонстрирует рис. 7.10. Во-первых, удерживание в значительной степени возрастает с усилением гидрофобного характера аминокислоты (Ser > А1а> Phe). Во-вторых, увеличение суммарного отрицательного заряда белка с увеличением pH вызывает уменьшение к для всех шести соединений (вследствие ионного взаимодействия). Далее, влияние концентрации буфера можно объяснить усилением адсорбции вследствие ионных взаимодействий при низкой ионной силе. Небольшое, но вполне заметное возрастание к для наиболее сильно удерживаемых сорбатов при высоких концентрациях буфера вероятнее всего является результатом усиления гидрофобных взаимодействий. Поскольку ионные (кулоновские) и гидрофобные взаимодействия по-разному подвержены влиянию ионной силы, то оба эффекта приводят к возникновению минимума в адсорбции сорбата (к ) в определенной точке. И наконец, совершенно очевидно влияние органического растворителя-модификатора он всегда приводит к понижению удерживания сорбата и тем сильнее, чем более гидрофобен сорбат. Влияние pH и ионной силы на удерживание незаряженных соединений невелико, но выражено вполне отчетливо. Оно связано исключительно с изменениями в связывающем центре ХНФ. Добавление пропанола-1 вызывает уменьшение удерживания по сравнению с наблюдаемым у заряженных сорбатов, что свидетельствует о преимущественном вкладе в удерживание гидрофобных взаимодействий. Это подтверждает также наблюдаемое очень большое влияние на удерживание длины цепи алканола-1. Высшие спирты являются значительно более эффективными конкурентами за связывающий центр, а потому вызывают более быстрое элюирование сорбата. Возможность регулирования удерживания путем изменения подвижной фазы, которую демонстрирует схема 7.6, говорит о том, что эту особенность данных хроматографических систем можно использовать в целях оптимизации разделения. [c.135]

Таким образом, если смесь белков поместить в электрическое поле, то белки с суммарным отрицательным зарядом будут передвигаться по направлению к аноду, белки с положительным зарядом — к катоду, а белки, находящиеся в изоэлектрической точке (т. е. с нулевым суммарным зарядом), останутся на месте. Разделение такой смеси можно проводить на фильтровальной бумаге, пропитанной буфером, на забуференных крахмальных колонках или в усовершенствованном аппарате для электрофореза, сконструированном Тизелиусом. Для подробного ознакомления с принципами, положенными в основу использования аппарата Тизелиуса, рекомендуем две статьи Олберти [ 1 ]. [c.16]

Белки представляют собой многовалентные амфотерные вещества, содержащие положительно и отрицательно заряженные пруппы, число которых в каждом отдельном случае характерным образом изменяется в зависимости от -величины рН. В отсутствие соли растворимость белка обычно является наименьшей при изоионном значении рН белка, когда суммарный заряд равен нулю, и увеличивается при повышении и понижении рН. На рис. 4 показано влияние изменения величины рН и иоиной силы яа растворимость -лактоглобулина [199]. Нижияя кривая (/) соответствует ионной силе, равной 0,001 в отсутствие соли удовлетворительные результаты не удается получить вследствие экспериментальных затруднений, [c.44]

ПОЛИИОН представляет гидродинамически непроницаемый клубок, все ионы, расположенные внутри клубка, будут уноситься с ним без какого либо дополнительного рассеяния энергии в результате внутреннего трения. С другой стороны, противоионы, расположенные снаружи клубка (или снаружи частицы глобулярного белка, несущей суммарный электрический заряд), будут вносить сравнительно большой вклад в коэффициент трения иолиэлектролита и таким образом приводить к заметному уменьшению скорости седиментации. Следует отметить, что этот эффект должен уменьшаться с увеличением концентрации соли, так как полимерный клубок с ионами, расположенными внутри него, в большей или меньшей степени становится доннановской системой с суммарным зарядом, приближающимся к нулю. [c.308]

Подвижность при нулевой концентрации геля должна отвечать истинной электрофоретической подвижности ДСН-белковых комплексов, на которой не сказываются никакие взаимодействия с гелем. Упрощенной теории электрофореза, кратко изложенной выше, достаточно, чтобы мы могли понять, почему и(0) — величина постоянная. Если в ДСН-белковых комплексах весовое содержание ДСН сохраняется на постоянном уровне и можно пренебречь зарадом самого белка, то суммарный заряд Z комплекса прямо пропорционален молекулярной массе и тем самым длине / комплекса, так как последний имеет форму стержня. Коэффициент трения также приблизительно пропорционален массе молекулы это видно из формулы / = бтгг/y pF. Для стержнеобразной молекулы объем гидратированной формы прямо пропорционален ее длине. Фактор формы F можно оценить с помощью уравнения (10.19а) для вытянутых эллипсоидов. При очень больших значениях f In (a/b). Ho отношение осей в случае стержня просто пропорционально [c.304]

Зависимость суммарного заряда на полипептиде или белке от изменения pH среды можно использовать для разделения этих молекул с помощью электрофореза. Если смесь полипептидов в водном буферном растворе с известным значением pH подвергнуть воздействии сильного электрического поля, то молекулы с общим положительным или отрицательным зарядом будут перемен аться в противоположных направлениях, в то время как молекулы с нулевым зарядом при выбранном pH останутся ненодвижными. Сложную смесь белков можно раз-де. шть на компоненты, осуществляя электрофорез па бумаге, пропитанной буфером, или в гель-нроводящей пленке. Подвижность состав[1ых частей смеси или паправлспие их перемещения П[)и э. ектрофорезе зависят от значения pH, при котором проводится процесс. [c.300]

В принципе точно такая же ситуация имеет место и в случае амфолитов, например белков. Разница лишь в том, что вместо двух зарядов противоположного знака суммарный электрический заряд макромолекулы определяется совокупностью множества положительных зарядов (у белка — за счет остатков Lys, Arg и His) и мпозкества отрицательных (за 4UT остатков Asp и Glu). Существенно отметить, во-первых, что как при pH — р1, так и при любых других уиаченнях pH в огромной популяции молекул амфолитов имеются как в целом нейтральные, так и суммарно положительно и отрицательно заряженные молекулы (с изменением pH изменяются лишь их пропорции), [c.259]

Обычно для обеспечения эффективной сорбции белка на ионооб-меинике и одновременно снижения опасности многоточечной сорбции белка прп низкой концентрации соли ( <0,01 М Na l) предпочитают выбирать значение pH, примерно на одну единицу отличающееся от р1 белка — разумеется, в ту сторону, которая обеспечивает знак суммарного заряда белка, противоположный знаку зарядов сорбента. [c.265]

Электрические заряды этих частиц и молекул создаются ионизированными группировками боковых цепей аминокислот, производных моносахаридов (уроновые кислоты, аминосаха-ра [92]), полярными группировками некоторых мембранных липидов (фосфолипиды и сульфолипиды хлоропластов). Отметим, однако, что мембраны хлоропластов гороха (ламеллы и оболочки) лишены гликопротеинов [54]. Электрические заряды повышают растворимость, когда значение pH отдалено от изоэлектрической точки частиц, создавая силы отталкивания между частицами одинакового знака электрического заряда. Наоборот, вблизи изоэлектрической точки суммарный заряд частиц равен нулю агрегация их облегчена. Так, изоэлектрическая точка рибулозобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы нескольких видов растений находится в диапазоне pH 4,4 и pH 4,7 [4], и вследствие этого все белые протеины осаждаются практически спонтанно при этих pH [60]. Точно так же поликатионные агенты, которые образуют мостики между частицами с отрицательными зарядами, благоприятствуют флокуляции (коагулированию) белков зеленого клеточного сока при изоэлектрической точке растворимых белков [2] либо осаждению зеленых белков посредством термокоагуляции [61]. Однако термокоагуляция обусловливается в первую очередь не ионными взаимодействиями, а перераспределением гидрофобных взаимодействий. [c.246]

Далее следует сделать выбор между аниона- и катионообменни-ком. При фракционировании определенным образом заряженных молекул такой выбор не представляет труда. Например, очевидно, что олигонуклеотиды следует делить на анионообменнике, а заведомо щелочные белки, например гистоны,— на катпонообменнике. Для амфотерных молекул посредством выбора pH буфера можно задавать знак суммарного заряда и таким образом определять нужный тип ионообменника. Здесь решающим соображением может оказаться учет диапазона pH, в котором препарат (например, белок) сохраняет свою нативность, не склонен к агрегации или неспецифической сорбции. Если такой диапазон pH располагается по обе стороны от изоэлектрической точки очищаемого компонента исходной смеси, то выбор типа обменника может диктоваться оптимизацией условий разделения, как было пояснено выше, в разделе Хроматографический процесс . [c.287]

Гистон НЗ из тимуса теленка содержит 135 аминокислотных остатков [288], причем суммарный заряд первых 53 из них составляет -М8. Возможно, именно эта часть белка связывается с ДНК. В то же время карбоксильный конец этого гистона обладает гидрофобными свойствами и лишь в незначительной степени — основными. Интересные кластеры основных аминокислот были обнаружены в отдельных участках полипептидной цепи гистона Н2а [289]. Одна из любопытных особенностей строения гистонов — это наличие большого числа микромодификаций, сводящихся к фосфорилированию остатков серина, ацетилированию и метилированию остатков лизина, а также метилированию боковых цепей аргинина. Так, например, остатки Ьуз-14 и Ьуз-23 в гистоне НЗ К-ацетилированы, тогда как остатки Ьуз-9 и Ьуз-27 частично 8-Ы-метилированы — каждый участок содержит частично моно-, частично ди- и частично триметильные производные. [c.302]

Изоэлектрическое фокусирование [42 — 45] в линейном градиенте pH позволяет разделить белки, характеризующиеся различными изоэлектрическими точками. Для создания градиента используют носители с цвнттер-ионными свойствами — алифатические полиаминополикарбоновые кислоты, имеющие М 200 — 700. При движении в градиенте pH суммарный заряд белка постоянно меняется, и в области pH, близких к изоэлектрической точке, становится равным нулю. Соответствующий белок фокусируется , образуя узкую зону. При препаративном фокусировании в колонке стабилизация градиента pH осуществляется с помощью градиента плотности используемого буферного раствора, однако чаще работают с плоскими слоями полиакриламидного или гранулированного геля. Опубликовано краткое сообщение о непрерьтном электрофокусировании без носителя [46]. Эффективность электрофокусирования высока. Так, возможно, например, разделить белки, различающиеся по ИЭТ лишь на 0,01 единицы pH. При разделении сыворотки образуется более 40 белковых полос. [c.351]

В изоэлектрической точке белковая молекула представляет собой цвиттер-иои, т. е. положительные и отрицательные заряды в молекуле взаимно уравновешиваются и суммарный заряд молекулы равен нулю растворимость и гидратация минимальны, отсутствует движение в электрическом поле. Изоэлектрическая точка может быть определена из кривой титрования, отражающей суммарное состояние ионизации молекулы. В случае глобулярных белков ионизируемые группы преимущественно локализова-, ны иа поверхности молекулы. Группы, находящиеся внутри или принимаю- щие участие в образовании водородных связей, могут быть зарегистрированы титрованием после денатурации. Кроме того, изоэлектрическая точка( может быть установлена путем определения минимума растворимости й [c.356]

В расчете БПТИ учитывались внутримолекулярные ван-дер-ваальсовы электростатические и торсионные взаимодействия, а также водородные связи. Каковы же вклады этих взаимодействий в энергию нативной конформации белка Аминокислотная последовательность БПТИ включает 18 остатков, несущих 12 положительных и 13 отрицательных целочисленных зарядов. Стабилизирующий вклад электростатических взаимодействий заряженных остатков составляет около -50 ккал/моль, а дестабилизирующий - -1-35 ккал/моль. Следовательно, хотя электростатические взаимодействия и понижают конформационную энергию приблизительно на 15 ккал/моль, их интегральный вклад в стабилизацию структуры БПТИ невелик (5%). Суммарный стабилизирующий эффект водородных связей составил около -14 ккал/моль, т.е. < 5%. Обнаруженные в расчете водородные связи обусловлены сложным комплексом многих межостаточных взаимодействий, среди которых собственно водородные связи играют незначительную роль. Общая энергия торсионных взаимодействий в найденной конформации БПТИ равна около -1-58 ккал/моль, те -10 ккал/моль на остаток. Из этого следует, что взаимные расположения практически всех атомных групп основных и боковых цепей аминокислотных остатков отвечают минимумам торсионных потенциалов. Таким образом, доминирующий вклад (75%) в конформационную энергию межостаточных взаимодействий белка вносят ван-дер-ваальсовы, точнее, дисперсионные контакты. [c.468]

Другим примером миграции ацильной группы от N к О под влиянием безводного к-ислотного реагента Является обратимое инактивирование лизоцима безводной муравьиной кислотой прн комнатной температуре [167]. В этом случае ход перегруппировки контролировался путем определения содержания аминного азота и измерения активности фермента. Полное инактивирование наступало через 16 час. Помимо увеличения содержания аминного азота изменение белка выразилось также в появлении повышенного суммарного положительного заряда, что сказалось на подвижности молекулы белка при ионофорезе. В водной среде при pH 8,5 происходили Обратные изменения при pH 7,5 обращение было нет полным, если судить по ионофорезу и поглощению щелочи, [c.223]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология