Спиновых меток метод

Понижение диэлектрической проницаемости граничных слоев воды следует также из молекулярно-динамических оценок изменений вращательной подвижности диполей воды [4] п подтверждается исследованиями структуры воды в тонких прослойках методом неупругого рассеяния нейтронов и ЯМР. Так, для дисперсий кремнезема времена релаксации молекул воды в граничном слое 1 нм в 5—10 раз превышают объемные значения [39]. Методом электронного спинового резонанса показано, что подвижность спиновой метки снижается с уменьшением радиуса пор силикагеля от 5 до 2 нм [40]. [c.14]

Аналогичным образом удается расширить возможности метода ЭПР, вводя в исследуемую полимерную систему спиновые метки — обычно стабильные свободные радикалы. [c.278]

Метод спиновой метки заключается в том, что к непарамагнитной молекуле прикрепляется ковалентной, гидрофобной или какой-либо другой связью стабильный радикал так, чтобы свободная валентность оказалась незатронутой. Особенно широко для этого используются нитроксильные радикалы различного строения. В зависимости от природы связи метки с исходной молекулой, геометрии окружения и других причин парамагнитная [c.45]

IX.B. МЕТОД СПИНОВОЙ МЕТКИ [c.354]

Спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и спиновые метки, т. 1, стр. 348 Использование изотопных меток при изучении цикла трикарбоновых кислот, т. 2, стр. 322 " С и цикл Кальвина, т. 2, стр. 477 Метод радиоиммунологического анализа, т. 3, стр. 318 [c.380]

МЕТОДЫ СПИНОВОЙ МЕТКИ И СПИНОВОГО ЗОНДА [c.362]

ИЙ имеют важное значение для ряда ферментативных процессов. Кроме того, к различным участкам макромолекул можно присоединить спиновые метки — стабильные органические радикалы. При помощи методов ЭПР или ЯМР часто удается регистрировать взаимодействия неспаренных электронов таких искусственно встроенных радикалов с магнитными моментами неспаренных электронов или ядер. [c.349]

Использование парамагнитных ионов (например, Mп +, u + или Сг +) для индукции ядерной релаксации в молекулах субстрата и кофермента, находящихся в активных центрах ферментов, является очень эффективным методом исследования. Область применения этого метода непрерывно расширяется [79—83]. Для этих целей могут служить так-.же флавиновые радикалы и избирательно вводимые иминоксильные спиновые метки. Парамагнитные ионы, как хорошо известно, оказывают влияние на магнитную релаксацию соседних ядер (см. дополнение 5-А). Так, небольшие количества Мц2+ в образце вызывают уширение линий, соответствующих Н, С и Р в обычных спектрах ЯМР. [c.128]

Различие спектров ЭПР радикалов, распределенных в отличающихся по молекулярной подвижности участках полимера, дает возможность исследовать структуру гетерогенных систем. Например, метод спиновой метки был использован для решения вопроса о том, происходит ли образование диффузионного слоя на границе раздела фаз двух термодинамически несовместимых полимеров 1,4-цис-полибутадиена (СКД) и бутадиен-стирольного каучука СКС-50. Для этого стабильный радикал прививали к макромолекулам полибутадиена в процессе механодеструкции полимера. Поскольку частота вращения спиновой метки в данной смеси ниже, чем в чистом СКД, то имеет место взаимная диффузия полимеров. Частота вращения спиновой метки меняется незначительно по сравнению с частотой вращения радикала-зонда в этих полимерах, следовательно, лишь небольшая часть меток участвует во взаимной диффузии полимеров, т.е. диффузионный слой имеет малую толщину. [c.293]

Однако сшивание даже узкого участка спектра разными методами может привести к иным результатам. Весьма чувствителен, например, метод спиновых меток, когда неактивный свободный радикал тем или иным (к сожалению, далеко не безразлично, каким именно) способом вводится в систему, и подвижность его легко измеряется методом ЭПР. Малые размеры спиновой метки сразу позволяют различить некоторые проявления дискретности системы (ср. Приложение II). [c.299]

Еще более быстрыми являются релаксационные методы, развитые преимущественно в работах Эйгена [14] с соавторами, которые позволяют измерять реакции, подобные переносу протона, с константами скоростей порядка 10 ° л-моль -с- . Эти методы сводятся к наблюдению за возвращением системы к равновесию (релаксации) после внезапного возмущения они ограничены в основном быстротой возмущения системы. Использование ЯМР [15] и метода температурного скачка позволяет достичь области временной постоянной порядка 10 с. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — еще более быстрый метод (10 с), но требует, как правило, специального введения спиновой метки в фермент или субстрат. [c.455]

Широко развиты исследования ЭПР биополимеров, основанные на методе спиновой метки. К биополимеру присоединяют устойчивый свободный радикал, содержащий неспаренный электрон. Особенно удобны нитроксильные радикалы, как, например, [c.172]

В последние годы были развиты исследования ЭПР биополимеров, основанные на методе спиновой метки. [c.344]

Изучение структуры, конформационных изменений, внутренней динамики сложных биополимерных молекул естественно требует применения методов зондирования с помощью чувствительных меток. В этом смысле спиновые метки подобны люминесцентным. [c.346]

Можно использовать и другие способы генерации радикала. Новая техника изучения радикальных реакций [61, 62], известная как метод спиновых ловушек , основана на реакции присоединения радикалов к С-нитрозосоединениям или родственным нитронам с образованием относительно долгоживущих нитроксильных радикалов. Этот метод используется даже для доказательства существования радикалов в системе, хотя было опубликовано немало предостережений по этому вопросу [58—60]. В органические соединения может быть введена спиновая метка путем замещения в них какой-нибудь группы подходящей нитроксильной группой, после чего чувствительность ЭПР-спектрометра дает возможность изучать свойства растворов и жидкостей [c.188]

Магнитный резонанс атомных ядер отражает кроме взаимодействия с соседними атомными ядрами еще и взаимодействие с магнитными моментами Цв неспаренных электронов, спин которых равен 1/2. В отличие от спина ядер /спин электронов, как правило, обозначают буквой 5. Такие неспаренные Электроны имеются в свободных радикалах, а также в ряде ионов, которые либо входят в состав большого числа природных биологически важных молекул, либо могут с помощью специальных химических методов вводиться в эти молекулы (спиновые метки). В силу того, что магнитный момент электрона/ 5 почти в 1000 раз больше ядерного магнитного момента /// (для [c.32]

Идея создания серии книг, объединенных общим названием Спиновые метки и зонды в биологии и медицине , принадлежит академику Н. М. Эмануэлю. Настоящий сборник представляет собой, вторую книгу серии. Первая книга Метод спиновых меток и зондов Проблемы и перспективы (M.i Наука, 1986) была посвящена современным приложениям метода. [c.4]

Приведенные ниже примеры иллюстрируют случаи, когда указанные выше ограничения метода не позволили правильно оценить влияние спиновой метки на активность вещества. [c.135]

Успех использования парамагнитных моделей для изучения свойств биологических объектов определяется-тем, что инструментом исследования в этом случае становится метод ЭПР, обладающий высокой чувствительностью и информативностью. Подбор моделей при этом состоит в выборе парамагнитных центров, достаточно просто и без повреждений внедряемых в объект исследования и обладающих чувствительностью к таким свойствам окружения, как локальные электрические и магнитные поля, молекулярные движения, ориентационная упорядоченность. Такими центрами (спиновыми метками либо зондами) в больпшнстве случаев являются нитроксильные радикалы. Главное свойство, делающее [c.174]

Полученные результаты показывают реальную возможность измерений величин МРП спин-меченых белков методом ЭПР диапазона 2 мм. В частности, можно надеяться, что использование, помимо величины А , весьма чувствительной к возмущению состояния N—0-фрагмента величины позволит повысить информативность зондирования различных участков белковых молекул с помощью спиновых меток. Измеренные в настоящей работе главные значения -тензора спиновой метки в САЧ могут быть также использованы для точных расчетов формы линии ЭПР в за- [c.191]

Основой для создания метода спиновых меток и зондов послужила чувствительность формы спектров ЭПР к движению парамагнитных центров. Движение, приводящее к изменению спектров ЭПР спиновой метки или зонда в жидкости, есть вращательная [c.222]

Приведенный анализ как прямой, так и обратной спектральной задачи позволяет сделать следующий вывод. Трудности метода спиновых меток обусловлены двумя объективными причинами. Во-первых, очень сложна прямая задача. Ее решение, несмотря на изощренные алгоритмы счета, требует значительного машинного времени. Во-вторых, спектры ЭПР 3-сантиметрового диапазона длин волн спиновой метки сильно вырождены. Как следствие этого, существенно неоднозначно решение обратной задачи. Степень вырожденности настолько высока, что при решении обратной задачи иногда невозможно сделать качественный вывод о том, [c.252]

Наличие такой вырожденности приводит к тому, что при решении обратной задачи, даже в эксперименте с изотермическим изменением вязкости, невозможно достаточно простыми приемами определить модель движения спиновой метки. Эта. причина, по-видимому, будет сильно ограничивать применение метода спиновых меток к количественному описанию конформационных изменений биологических макромолекул. [c.259]

Метод ЭПР может быть сделан вполне релаксационно-спектро-метрическим при использовании принципа электронного парамаг-интного зонда (ЭПЗ), или спиновой метки. [c.280]

Важная информация может быть получена в резул1>-тате анализа формы линии. Эта информация не ограничивается случаями, приведенными выше при описании методов спинового зопда и спиновой метки. Так, например, по эффектам диполь-дипольного уширения и обменного сужения можно судить о том, является ли пространственное распределение парамагнитных центров статистически однородным или они сгруппированы в более плотные сгустки в определенных областях образца. Решение этих вопросов, а также оценка среднего расстояния между парамагнитными центрами важны для понимания кинетических особенностей радиационных и фотохимических процессов в твердой фазе, явлений адсорбции. [c.46]

Прямую информацию о пространста строении Б. в р-ре дает метод ЯМР. Совр. методики ЯМР<пектроскопин позволяют проводить практически полное отнесение сигналов в спектрах пептидов и небольших Б. (с мол. м. до 10.000) к определенным ядрам в молекуле. Использование гомо-ядерных ( Н— Н) и гетероядерных СН— С) констант спин-спинового взанмод. дает возможность определять торсионные углы ф, 1 н осн. полипептидной цепи и торсионный угол х боковых цепей аминокислотных остатков. С помошью ядерного эффекта Оверхаузера, сдвиговых и уширяющих реагентов (ионы парамагн. металлов, спиновые метки) измеряют расстояния между отдельными ядрами молекулы. Т. обр. для пептидов и небольших Б. удается определить пространств, структуру с разрешением до 0,3-0,4 нм. Несомненное достоинство ЯМР-спектроско-пии-возможность получать информацию о динамике пространста структуры молекулы Б. [c.253]

Методы К. X. Для изучения кинетики хим р-ций широко используются разнообразные методы хим анализа продуктов и реагентов, физ методы контроля таких характеристик реагирующей системы, как объем, т-ра, плотность, спектроскопич, масс-спектрометрич, электрохим, хроматографич методы Часто в опытах изменяют концентрации реагентов, т-ру, давление, магн поле, вязкость среды, площадь пов-сти реакц сосуда В систему, где протекает р-ция, вводят как в начале опыта, так и по ходу опыта инициаторы радикальные, ингибиторы, катализаторы, промежут или конечные продуггы Для изучения превращения отдельных фрагментов молекулы используют реагенты с изотопными метками, оптически активные реагенты, воздействуют на систему лазерным излучением При изучении цепных и неценных радикальньгх р-ций используют акцепторы своб радикалов и вещества-ловушки своб радикалов (см Спиновых ловушек метод) Р-ции активных (быстро превращающихся) частиц изучают спец кинетич методами (см Адиабатического сжатия метод. Диффузионных пламен метод. Конкурирующих реакций метод. Молекулярных пучков метод. Релаксационные методы, Струевые кинетические методы. Ударных труб метод) [c.381]

Метод спиновой метки заключается в образовании ковалентной связи между различными нитроксидными радикалами и диамагнитными полимерами, которые не имеют неспаренных электронов и не дают спектров ЭПР. Измеряя ширину линий в ЭПР-спек-трах полимеров, содержащих стабильные нитроксидные радикалы, можно оценить молекулярные переходы. [c.362]

Повышенную вязкость воды в тонких порах силикагелей дают также проведенные Товбиной [20] измерения скоростей диффузии различных молекул и ионов, а также измерения подвижности молекул воды в тех же системах методом ЯМР. Лоу [21] показал, что для глин имеет место экспоненциальный рост ньютоновской вязкости воды при уменьшении размеров пор. Этот вывод получен в результате измерений, выполненных тремя различными методами по скорости фильтрации при различной температуре, из измерений самодиффузии молекул воды (по рассеянию нейтронов) и по скорости переноса меченных по тритию молекул воды. Методом электронного спинового резонанса обнаружено снижение подвижности молекул воды при уменьшении среднего диаметра пор силикагелей [22]. Времена корреляции движения нейтральной спиновой метки при й = 10 нм возрастают по сравнению с объемной водой более чем в 7 раз. В наиболее тонкопористом (й = 4 нм) из исследованных силикагелей наблюдается анизотропия движения метки. [c.199]

В методе электронного парамагнитного резонанса (ЭПР фиксируется перегиб на зависимости ширины линии в спектре ЭПР радикалов или парамагнитных зондов, введенных в полимер, от температуры, Исследования ведут на частотах 10 -10 Гц с использованием стабильных радикалов, в концентрациях не более 10 моль/л. В зависимости от способа ввода радикалов различают спиновые зонды - радикалы, растворенные в полимере, и спиновые метки - радикалы, химически связанные с макромолекулами. Считается, что зонды юкализуются в аморфной фазе, а метки могут присоединяться по всей длине или по концам макромолекулы, что позволяет разделить, идентифицировать движение отдельных участков цепей. [c.385]

Описана попытка [203] использования метода спиновой метки для выяснения вопроса об образовании диффузного слоя на границе раздела фаз термодинамически несовместимых полимеров полибутадиена (ПБ) и бутадиенстирольного каучука. Стабильный бирадикал прививали к молекулам ПБ за счет рекомбинации образующихся при метанодеструкции радикалов с одним из радикалов бифункциональной молекулы [c.289]

Примеры использования природной флуоресценции полипептидов для описания их конформационного поведения приведены в предыдущих разделах. В развитие этого подхода предложено вводить ковалентно связанные информирующие группы (флуорофо-ры [64, 65] илн спиновые метки [66] — группировки, содержащие локализованные неспаренные электроны), что позволяет исследовать соседние с этими группами участки с помощью флуоресцентной спектроскопии и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), соответственно. В разд. 23.7.3.3 приведены ссылки на работы по аналогичным исследованиям меченых пептидов методом КД. [c.442]

Во-первых, не всегда существует четкое понимание того, что означают на языке метода спиновых меток конформационные изменения. По-видимому, следует еще раз подчеркнуть, что конформационные изменения на языке спиновых меток — это изменения коэффициентов вращательной диффузии, или, что то же самое в рамках броуновской модели, изменения гидродинамических радиусов. Следует при этом отметить следующее обстоятельство. Метка в общем случае обладает вращательной подвижностью, которая складывается из вращательной подвижности глобулы и собственного вращения метки относительно глобулы, поэтому тензор вращательной диффузии в общем случае анизотропен. Таким образом, в общем случае на спектр ЭПР оказывают влияние два времени вращательной подвижности. Изменение одного из них несет информацию о локальном изменении конформации в месте присоединения метки, изменение другого — о глобулярном. При этом глобулярная подвижность не обязательно связана с подвижностью всей глобулы это может быть и сегментная подвижность макромолекулы, и субъединичная подвижность белка. Таким образом, количественная информация, которую можно в принципе получить в методе сжиновых меток, сводится к определению коэффициентов вращательной диффузии по спектрам ЭПР спиновой метки. Это и будет решением обратной задачи метода спиновых меток. [c.223]

Такое положение в методе спиновых меток естественно привело к тому, что полученные при анализе спектров результаты носят либо качественный характер, либо при количественном решении обратной задачи применяются модели, с помощью которых это решение можно существенно унрЬстить. Сам но себе такой подход оправдан, а применяемые модели вполне разумны и действительно упрощают решение обратной задачи. Однако при этом остаются невыясненными следующие вопросы, без решения которых достоверность полученных результатов зачастую вызывает сомнение. Во-первых, как ограничения, накладываемые какой-либо конкретной моделью, если их ввести в общую теорию, скажутся на форме спектров ЭПР спиновой метки и будут ли такие спектры, синтезированные с позиций этой общей теории, сооответствовать экспериментальным. Во-вторых, как в эксперименте сделать выбор между различными моделями. [c.224]

В настоящее время существует множество программ для численного расчета спектров ЭПР. Наибольший интерес для метода спиновых меток представляют программы (и теории), позволяющие учесть эффекты медленного вращения в ЭПР-спектре. Нам известны два основных подхода к решению этой задачи. Первый из них предложен Мак-Коннеллом [8] и состоит в модификации феноменологических уравнений Блоха включением в них диффузионного члена, описывающего медленное вращение спиновой метки. Второй, более строгий подход принадлежит Фриду [1 ] и заключается в решении стохастического уравнения Лиувилля для матрицы спиновой плотности. Сравнение этих методов можно найти, например, в [1, 9]. [c.236]

Так как в теории спиновых меток [1—4] для описания вращательной подвижности используется аксиальный тензор вращательной диффузии Д (Д =В, и то и модели, которые в настоящёе время используются при интерпретации экспериментальных результатов в методе спиновых меток, сводят совместное движение спиновой метки и глобулы также к аксиальному тензору диффузии. По соотношению между компонентами тензора диффузии эти модели можно условно разделить на три группы. [c.242]

Матерталы и методы. Бычий сывороточный альбумин фирмы СаШшсЬеш метили по свободной сульфгидрильной группе ма-леимидаой спиновой меткой, как описано в работе [12]. После снин-мечения белок переводили диализом в фосфатный буфер (50 мМ, pH 7,5). Измерения проводили при концентрации белка не выше 10" М. [c.243]

Вряд ли требует комментария тот факт, что экспериментальные спектры, полученные в методе спиновых меток, необходимо соотносить с моделью, описывающей движение метки с глобулой и относительно глобулы. При этом рассматриваемые модели в конечном счете должны характеризовать структурное состояние исследуемой макромолекулы (ее гидродинамический радиус или его изменения, локальное в месте присоединения,спиновой метки конфор-мационное состояние глобулы). Однако зачастую в тени остается вопрос о проверке конкретной модели, ее допущений путем подстановки в общую теорию метода спиновых меток, путем синтеза спектров исходя из этой общей теории и сравнения их с экспериментальными. Трудности, связанные с громоздкостью этих синтезов, в последнее время существенно уменьшились в связи с применением алгоритма Ланцоша к решению стохастического уравнения Лиувилля [31. [c.252]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология