Биополимеры определение молекулярной массы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ БИОПОЛИМЕРА [c.265]

При определении молекулярной массы биополимеров (белков, нуклеиновых кислот и др.) необходимо учитывать взаимодействие их макромолекул между собой и связанное с ним образование ассоциатов, изомеров и комплексов. Для этой цели удобно использовать такие методы анализа, как седиментация, электрофорез и хроматография. С их помощью можно добиться некоторого разделения компонентов белкового раствора и распределения их в соответствии с определенным законом, который может быть строго описан математически. Сравнивая затем экспериментальное и теоретическое распределения, можно определить параметры, характеризующие взаимодействие макромолекул, восстановить распределение каждого компонента и, наконец, найти по ним молекулярную массу неассоциированных молекул, т. е. мономеров белка. [c.168]

Для хроматографического фракционирования смеси молекул, не сильно различающихся по своим массам, следует ориентироваться на линейный участок графика селективности, так чтобы для крайних значений молекулярных масс разделяемой смеси веществ значения оставались в интервале 0,2—0,8. То же самое относится и к определению самих молекулярных масс методом гель-фильт-рации. Впрочем, если это определение ведут в денатурирующем буфере (6 М раствор гуанидинхлорида), то надо учесть, что благодаря рыхлой упаковке денатурированных биополимеров вся область фракционирования смещается в сторону меньших значений молекулярных масс, чем те, которые приведены в таблицах для нативных глобулярных белков. Коррекцию на деформацию (и изменение размеров) белков следует вводить и в случае использования детергентов, применяемых для улучшения растворимости. Детергенты разворачивают белковые глобулы, увеличивая их эффективные размеры, и, кроме того, связываются с белками, что приводит иногда к заметному увеличению массы. [c.134]

Важнейшей областью применения эксклюзионной хроматографии является исследование высокомолекулярных соединений. Применительно к синтетическим полимерам этот метод за короткий срок занял главенствующее положение для определения их молекулярно-массовых характеристик и интенсивно используется для изучения других видов неоднородности. В химии биополимеров эксклюзионную хроматографию широко применяют для фракционирования макромолекул и определения их молекулярной массы. [c.48]

Особенностью синтетических полимеров является то, что молекулярные массы отдельных цепей могут существенно отличаться от средней молекулярной массы полимера. Реальный полимер представляет собой смесь макромолекул с различной молекулярной массой. Это приводит к тому, что каждый полимер характеризуется своим молекулярно-массовым распределением. Эта особенность синтетических полимеров отличает их от биополимеров, которые, как правило, имеют строго определенную молекулярную массу. [c.10]

Существенный этап в исследовании биополимеров — определение их молекулярной массы. В отличие от химии высокомолекулярных соединений, имеющей в основном дело с полидисперсными системами и поэтому оперирующей со средними значениями молекулярных масс, биохимию в части, касающейся белков и нуклеиновых кислот, в первую очередь интересует молекулярная масса индивидуальных объектов. [c.265]

Существует несколько физических методов абсолютного измерения молекулярных масс, в первую очередь основанных на использовании седиментации или рэлеевского рассеяния света. Они требуют существенно большего количества индивидуального биополимера, чем описанные химические и биохимические методы, проводятся путем прецизионных измерений на дорогостоящем оборудовании и применительно к задаче измерения молекулярных масс белков и нуклеиновых кислот постепенно утрачивают свое значение. Седиментационные методы основаны на использовании уравнений (7.2) или (7.3). В первом случае измерению подлежат константа седиментации биополимера и коэффициент диффузии. Во втором случае нужно достичь состояния седиментационного равновесия и измерить распределение концентрации исследуемого биополимера вдоль центрифужной ячейки, т.е. концентрацию биополимера на нескольких разных расстояниях г от оси ротора. Оба метода требуют определения парциального удельного объема, или, что то же самое, плавучей плотности биополимера в условиях, используемых для седиментации. [c.267]

Седиментационный анализ с использованием аналитической ультрацентрифуги не рассматривается в данной книге. В сравнительно недавнем прошлом этот метод использовался широко, особенно для определения молекулярных масс биополимеров. Сейчас, судя по числу публикаций и свертыванию производства аналитических ультрацентрифуг, сфера его применения явно сужается. Причинами этого, по-видимому, являются следующие [c.277]

Понятно, что первые исследователи были приведены в замешательство открытием, каких размеров может достигать полипептид-ная цепь в некоторых белках, согласно оценкам их молекулярной массы. Некоторые авторы [3] пришли к заключению, что имеющаяся конфигурация действует таким образом, что помогает молекуле гораздо сильней уплотниться, чем это можно было ожидать на основании простейших и наиболее очевидных предположений . Большие успехи в исследовании биополимеров, таких как белки н нуклеиновые кислоты, а также становление молекулярной биологии в значительной степени произошли в результате понимания того факта, что такие ограничения, накладываемые на форму и размер частиц, действительно существуют. Определение точной пространственной структуры белков с помощью кристаллографической техники и в ряде случаев исследования, которые показали дискретные изменения в конформации белков, когда они вступали в [c.219]

Проведя на колонке с гелем измерение Fe для нескольких белков с известной молекулярной массой, т.е. фактически осуществив градуировку колонки, можно определить Vg для исследуемого биополимера и путем интерполяции с помощью соотношения (7.6) найти его молекулярную массу. Существенно, что гель-хрома-тографию можно проводить в мягких условиях, сохраняя белок в нативном, функционально активном состоянии. Если в распоряжении экспериментатора имеется специфический тест на этот белок, пригодный для его выявления в смеси с другими белками, например определенная ферментативная активность, то определить молекулярную массу можно даже в неочищенном препарате белка т.е. уже на промежуточных стадиях его очистки. Если полимер имеет четвертичную структуру, то, как правило, она сохраняется в условиях разделения и молекулярная масса представляет собой сумму масс составляющих белок субъединиц. [c.268]

Гель-фпльтрацию широко используют для определения молекулярных масс биополимеров, особенно белков. Чем меньше белок, тем больше объем элюции его с колонки (Fr) это, как мы видели,— основной закон гель-фильтрации. Графики селективности ясно указывают иа наличие линейной связи между логарифмом молекулярной массы белка (log М) и величиной Ка (или К ) в определенном интервале значений М для каждого типа геля. Казалось бы, задача этим решается. Достаточно определить в эксперименте значение для данного белка — и с помощью фирменного графика селективности можно будет найти log М, а следовательно, и М. Если довольствоваться весьма приближенным результатом, то можно так и поступить. Однако при более пристальном изучении этой проблемы с целью получить относптельно точные значения М она оказывается значительно слояшее. Прежде всего, фирменные графики селективности носят ориентировочный характер, и для разных партий одного и того же геля истинные зависимости log М от Кдч отличаются друг от друга. Это можно обойти, если построить самому такой график (калибровочную прямую) с помошью набора белков известной массы. Но тут-то и возникает главная трудность. Какие белки выбрать для такого построения Ответа на этот вопрос поищем сначала для случая нативньсх белков. [c.145]

Очевидно, что наиболее точным методом Определения молекулярной массы индивидуального белка или нуклеиновой кислоты является установление их первичной структуры, после чего молекулярную массу получают простым суммированием ее значений для отдельных мономерных звеньев. Поскольку на сегодняшнем уровне биохимии установление первичной структуры практачески всегда является одной из основных целей исчерпывающего изучения биополимера, остальные методы определения молекулярной массы применяются в основном на промежуточных этапах исследования, а также в тех случаях, когда биополимер не удается получить в виде индивидуального, пригодного для детальных структурных исследований вещества. В этом параграфе речь будет идти именно о таких приближенных методах, используемых на первой фазе изучения биополимера. [c.265]

В экспериментальном плане, напротив, далеко не все методы классической органической химии могут быть широко использованы в химии природных соединений, особенно на стадии определения химического состава, выделения и определения индивидуальных компонентов какого-либо природного источника. Это связано с тем, что молекулы многих природных соединений достаточно стабильны только при нормальных температурных условиях, а некоторые из них и при этих условиях живут недолгое время, поскольку являются интермедиатами другие молекулы стабильны только в условиях in vivo многие природные соединения обладают большой молекулярной массой и не могут быть переведены в паровую фазу даже при глубоком вакууме, а те из них, которые являются биополимерами, как правило, еще имеют и очень низкую растворимость в большинстве растворителей. [c.10]

Теория малоутловой дифракции исходит из представлений, близких к применяемым в теории рассеяния света растворами макромолекул (с. 82). Теория позволяет связать наблюдаемую под теми или иными углами интенсивность рассеяния, т. е. его индикатрису с расстояниями между рассеивающими частицами. Для определения формы макромолекулы приходится задаться некоторыми о ней предположениями — представить макромолекулу в виде шара, эллипсоида или вытянутого цилиндра. Для таких, а также для других простых тел вычисляется индикатриса рассеяния как функция геометрических параметров макромолекулы. Так, для шара определяется электронный радиус инерции (электронный, так как рентгеновские лучи рассеиваются электронами). Для миоглобина этот радиус оказался равным 1,6 нм, что хорошо согласуется с размерами, определенными методом рентгеноструктурного анализа кристаллического миоглобина. Если рассеивающая система вытянута, то определяется электронный радиус инерции ее поперечного сечения. По индикатрисам рассеяния определены размеры, форма и молекулярные массы ряда биополимеров. Так, лизоцим представляется эквивалентным эллипсоидом вращения с размерами 2,8 X 2,8 X 5,0 нм . Более детальная информация о форме однородных частиц получается из анализа кривых рассеяния под большими углами (от [c.136]

Молекулярная масса, степень полимеризации, полидисперсность. Мол. масса является однозначной характеристикой обычных молекул и многих М. биополимеров. Мол. масса М. определяется числом п повторяющихся звеньев, к-рое наз. степенью (или к о-эффициентом) полимеризации. Особенность синтетич. М. заключается в том, что их нельзя характеризовать одним определенным значением п или мол. массы М. Практически любой реальный синтетический полимер представляет собой набор полимергомологов, т. е. М. разной степени полимеризации (см. Молекулярная масса. Молекулярно-массовое распределение). Это свойство называется п о-лидисперсностью, или полимолеку-лярност ью. [c.50]

Следует, однако, отметить, что большая часть макропористых ионитов не является абсолютно жесткими материалами с постоянными размерами пор. Они обычно способны к ограниченному набуханию, что приводит к изменению радиусов и объемов пор (и пустот) при дегидратации ионитов путем высушивания. В отношении проницаемости для противоионов здесь также наблюдается различие между транспортом ионов в каналах с сорбцией на внутренней поверхности макропористых ионитов и иеремеш ением противоионов в уплотненных, плотно сшитых участках ( стенках каналов ). Типичной является способность малых ионов металлов проникать в уплотненные участки макропористых ионитов, в то время как макромолекулы (например, биополимеры) проникают и сорбируются лишь в каналах и пустотах нри определенном соотношении размеров входных участков пор и размеров гидратированных макромолекул. Что касается ионов меньших размеров, то вероятность их проникновения в густосетчатые участки зависит как от размера противоионов, так и от свойств макропористых ионитов, степени сетчатости участков, окружаюш,их макропоры. Обычно ионы антибиотиков с молекулярной массой 400—600 способны проникать в густосетчатые участки макропористых ионитов, хотя этот процесс протекает медленно и завершается связыванием лишь части фиксированных групп органическими противоионами в стенках макропористых структур. [c.19]

Молекулярная масса углевод-белковых полимеров является величиной усредненной, учитывающей полидисперсность полимеров. Уже на стадии выделения, очистки и определения гомогенности этих биополимеров можно приблизительно оценить их свойства и молекулярную массу. Предварительное определение вязкости веществ и содержания в них сиаловых кислот позволяет выбрать те или иные пути дальнейшего исследования. Молекулярная масса углевод-белковых полимеров может быть рассчитана на основании гидродинамических данных, коэффициентов седиментации, диффузии, характеристической вязкости. Молекулярная масса и форма молекул могут быть вычислены по данным све- [c.75]

КИМ образом, приблизительное значение молекулярной массы. Применение этого метода для исследования гликопротеинов ограничено, однако он оохраняет свое значение для определения структур продуктов деградации этих биополимеров. [c.81]

Молекулярная масса ферментов достаточно велика и может изменяться в пределах 10 —10 Да, что также отличает ферменты от традиционных катализаторов (табл. 2.4). Возникает вопрос почему функции ферментов могут выполнять только высокомолекулярные вещества Дело в том, что активный центр фермента должен иметь определенное, высокоупорядоченное строение. Иллюстрацией может служить рис. 2.3, на котором схематично показано строение двух нротеаз. Все аминокислотные остатки, ответственные за связывание и каталитическое превращение субстрата, в активном центре фермента располагаются так, чтобы создать оптимальные условия для катализа. Такие особенности накладывают на систему жесткие энтропийные требования, которые могут быть компенсированы за счет изменения энтропии в другой, более упорядоченной области биополимера. [c.100]

Варьируя концентрацию ацетата целлюлозы можно изготовлять пленки, имеющие широкий диалазон размера пор. Концентрированные растворы ацетилцеллюлозы дают пленки с малыми порами, более разбавленные растворы образуют пленки с крупными порами. Таким образом можно изготовлять пленки с определенным размером пор, которые могут обеспечить фракционирование биополимеров по относительной молекулярной массе со значительными скоростями ультрафильтрации. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология