Влияние зарядов на конформации макромолекул

Влияние зарядов на конформации макромолекул [c.124]

Очень часто присутствие того или иного нона металла или аннона (например, С1 ) оказывается необходимым для работы фермента. В ряде случаев ион металла связывается с ферментом в определенном центре на его поверхности или внутри молекулы. Влияние иона на катализируемую реакцию может быть обусловлено присутствием сильного электрического заряда. Некоторые ионы металла способны обратимо окисляться и восстанавливаться. Благодаря этому свойству железо, медь и кобальт входят в состав активных центров многих ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы. Важное значение имеет также способность ионов металлов влиять на взаимную ориентацию разных участков молекулы белка или других макромолекул. Связывание иона металла может вызывать радикальные изменения в конформации молекулы (гл. 4, разд. В. 8.в). [c.156]

И поэтому он больше, чем радиус, который описывал бы макромолекулу гипотетического незаряженного сывороточного альбумина, имеюш,его конформацию хаотического клубка. Однако дополнительное разворачивание молекулы, обусловленное электростатическим отталкиванием, не будет таким сильным, как наблюдаемое для большинства полиэлектролитов, рассмотренных в разделе 27, потому что в полностью заряженной макромолекуле сывороточного альбумина примерно на 600 мономерных звеньев приходится только 100 зарядов, причем остальные звенья неспособны в кислом растворе нести заряд. Мы можем только догадываться о действительной картине влияния электростатических сил. На рис. 140 было показано, что в отсутствие соли при степени диссоциации /в в случае полиметакриловой кислоты Rq изменяется от величины, приблизительно равной 100 А (недиссоциированная кислота), до 300 А, но в данном полимере боковые цепи расположены ближе друг к другу, чем боковые цепи у полипептидной молекулы. Поэтому влияние электростатического отталкивания, вероятно, по крайней мере вдвое больше. Следовательно, гипотетическая незаряженная макромолекула сывороточного альбумина в конформации хаотического клубка будет, вероятно, иметь величину Ra несколько большую 55 А и, конечно, меньшую ПО А. [c.588]

Исследование процессов радиационного старения полимерных материалов привело к разработке эффективных стабилизаторов-антирадов, повышающих радиационную стойкость резин [217], синтетических волокон и пленок [218—220]. Принципиальный интерес представляет радиационная защита полимеров, макромолекулы которых содержат полярные группы, добавками, обладающими электроноакцепторными свойствами эффективность такой защиты свидетельствует о роли в радиационнохимических превращениях полимеров реакций, протекающих по ионному механизму [221]. В то же время спектроскопическое исследование влияния излучения на молекулярную структуру полимеров показало, что некоторые первичные процессы протекают по молекулярному механизму с непосредственным образованием молекулярных продуктов [222]. Была показана решающая роль в радиационнохимических процессах, протекающих в полимерах, миграции свободной валентности или заряда по макромолекулярной цепи установлено, что характер структурных превращений в полимерах зависит от их фазового состояния, конформации и регулярности цепей [54, 223]. При глубоких превращениях в полимерах возникает единая система сопряженных связей, появляются сопряженные циклические, в том числе и ароматические системы [224, 225]. Это позволило, сочетая метод глубокой радиационной обработки с термическими воздействиями, получить на основе полиэтилена органические полупроводниковые материалы с регулируемым электрофизическими свойствами [226]. [c.369]

При агрессивных воздействиях на буровой раствор (электролитов, температуры) возрастает его коагуляционная уязвимость, тем более, что при этом перерождаются адсорбционные слои обычно применяемых реагентов. Фосфаты, танниды и многие другие реагенты не пригодны в соленых средах и при высоких температурах. В этих случаях необходимы более эффективные стабилизаторы. В агрессивных средах большинство коллоидных электролитов неприменимо, и защитные функции выполняют лишь водорастворимые полиэлектролиты, состоящие из гибких макромолекул линейного строения и большой протяженности. Они характеризуются высокой плотностью зарядов и содержат сотни ионогепных групп в каждой молекуле (рис. 10). В связи с этим электростатические взаимодействия между цепями выражены очень резко. В зависимости от степени ионизации и других условий они могут приводить к весьма значительным деформациям. Растворы полиэлектролитов, в отличие от коллоидных электролитов, не образуют мицелл, но здесь имеет большое значение конформация макромолекул, в одних случаях, например при разбавлении, обнаруживающих тенденцию развертываться, в других — глобулизоваться. Создающиеся отношения осложнены различными влияниями и наличием связей как между сегментами внутри одной макромолекулы, так и между разными макромолекулами [12]. [c.91]

Для выяснения влияния заряда молекул желатины на температурный коэффициент удельного оптического вращения гелей изучали удельное оптическое вращение гелей (с = 5 г/100 мл) при разных pH и температурах (рис. 4). В общем виде кривые для кислотной и щелочной областей pH повторяют ход зависимости, характерной для изоэлектрического состояния. Однако температуры полного перехода спираль — клубок, при котором температурный коэффициент удельного оптического вращения равен нулю, резко отличаются при pH 4,9 — 36° нри pH 9,0 — 29° при pH 3,0 — 25° С (т. е. в кислотной и щелочной областях полный коиформационный переход осуществляется при температурах на 7—11° ниже, чем в изоэлектрическом состоянии). Это объясняется тем, что вследствие одноименного заряда на макромолекулах желатины [93] спиральные конформации в щелочной и кислой средах менее устойчивы. [c.70]

ЧИСЛО ионизованных групп, взаимное отталкивание фиксированных зарядов может привести к набуханию цепи, которое значительно больше набухания, достижимого за счет переноса незаряженных полимеров из пло хого растворителя в хороший. Однако зарян енные ионы, присоединенные к полимерной цепи, сказываются не только на конформации макромолекулы. Они также создают высокую локальную плотность заряда, которая сильно влияет на свойства находяш,ихся в растворе обычных ионов. Таким образом, исследование нолиэлектролитов с гибкими цепями связано с явлениями двух видов. С одной стороны, мы хотим знать, до какой степени происходит набухание полимерной цепи в результате взаимного отталкивания фиксированных зарядов и каким образом это набухание влияет на свойства растворов нолиэлектролитов. С другой стороны, мы должны рассмотреть электрохимию растворов нолиэлектролитов, влияние полиионов на коэффициенты ионной активности, образование ионных нар, электрофоретические явления и т. д. Совершенно ясно, что две эти проблемы нельзя разграничить строго. Взаимодействие нолииона с обычными ионами приводит к распределению ионов, которое изменяет отталкивание фиксированных зарядов и набухание полииона. Наоборот, не только заряд, но и форма полииона будут определять его взаимодействие с малыми ионами. Именно этой взаимосвязью и обусловлена сложность и привлекательность этой области. [c.270]

Наиболее ярко влияние зарядов проявляется при изучении вязкостных свойств полиэлектролитов. Рассмотрим зависимость вязкости раствора желатины (белка) от pH среды (рис. 3.12). Минимальной вязкостью обладают растворы при pH 4,7, отвечающем изоэлектрической точке. В изоэлектриче-ском состоянии число диссоциированных кислотных и основных групп макромолекулы амфолита равно и минимально, вследствие чего суммарный заряд макромолекулы равен нулю. При этих условиях для цепи характерны свернутые конформации. [c.129]

Хитозан проявляет ярко выраженные полиэлектролитные свойства в водной среде приобретает заряд, фиксированный на основной цепи макромолекулы. В связи с этим на его молекулярную конформацию оказывают влияние взаимодействие электрических зарядов, расположенных вдоль основной цепи макромолекул, и локальное сопротивление звеньев макромолекул продольному изгибу. Электростатические заряды влияют на форму макромолекул в растворах, набор конформационных состояний включает как статический клубок, так и более компактное "квазиглобулярное" состояние, характеристическая вязкость растворов зависит от молекулярной массы. Необходимо отметить, что хитозан сравнительно однороден по молекулярной массе. [c.388]

В этом разделе мы будем рассматривать влияние электростатических сил на поведение тех макроионов или макромолекул полиэлектролитов, которые в отсутствие таких сил имели бы одну специфическую предпочтительную конформацию. (Большинство макромолекул, отнесенных в разделе 7 к этому классу, т. е. белки, нуклеиновые кислоты и вирусы в действительности являются полиамфолитами.) Когда такие молекулы приобретают заряд, то, как и в случае гибких макроионов полиэлектролитов, развернутая конформация, в которой заряды расположены дальше друг от друга, будет отвечать меньшему значению электростатической свободной энергии, чем конформация компактно свернутой цепи, в которой заряды находятся близко друг от друга. (Такое возможное уменьшение величины можно проиллюстрировать, например, сравнивая значения приведенные в табл. 30 для компактного белкового иона, со значениями, приведенными в табл. 31 для иона того же молекулярного веса с тем же зарядом, имеющего развернутую конформацию и вдвое больший радиус.) Единственным исключением из этого общего правила являются полиамфолиты, находящиеся в изоэлектрическом состоянии или вблизи него, когда наличие равного-количества положительных и отрицательных зарядов, конечно, способствует принятию компактной конформации точно так же, как и в случае гибких макроионов полиамфолитов, которые в этих условиях стремятся сократиться, а не развернуться. [c.576]

Полиэлектролиты с гидрофобными боковыми цепями при определенных условиях проявляют свойства типичных мицелл. Они могут солюбилизовать органические молекулы, нерастворимые в воде, и принимать конформацию более компактную по сравнению с обычными молекулами полимеров в растворе. В данной работе дан обзор исследований фидико-химических свойств таких гидрофобных полиэлектролитов, причем основное внимание уделено рассмотрению свойств полиэлектролитов, делающих их похожими на мицеллообразующие ПАВ. Рассмотрено влияние электрического заряда молекул электролита и размера гидрофобных групп, а также влияние вводимых в раствор небольщих ионов и других веществ на конформацию и внутримолекулярные взаимодействия в макромолекулах. [c.568]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология