Протонирование нуклеиновых кислот

Расчеты электронной плотности сделаны также для оснований, входящих в состав нуклеиновой кислоты,— аденина и гуанина [2, 7]. Данные расчетов по методу молекулярных орбиталей, выполненные Нагата с сотр. [17] для аденина, предполагают следующий порядок изменения величин электронной плотности у атомов N1 > N3 > N7, тогда как Вейллард и-Пюльман [18] дают иную последовательность N7 > N1 > N3. Так как известно, что протонирование аденина проходит по атому азота в положении 1 [19, 20], как и образование окиси [21], то данные Нагата с сотр., по-видимому, лучше согласуются с экспериментом. [c.213]

Поскольку разные ионы обладают разной подвижностью, на основе электрофореза возможно разделение веществ, молекулы которых могут быть заряжены. К их числу относятся важнейшие биополимеры— белки и нуклеиновые кислоты. Белки содержат, как правило, много NH2- и других групп, способных присоединять протоны и тем самым заряжаться положительно. Они содержат также много карбоксильных групп (СООН), которые, ионизуясь, дают отрицательно заряженные ионы СОО . Степень протонирования и степень ионизации отдельных групп, а следовательно, и заряд белковой молекулы зависят от pH среды. В кислой среде белки заряжены положительно, в щелочной — отрицательно. Нуклеиновые кислоты содержат остатки фосфорной кислоты, которые уже в слабо кислой, а тем более в нейтральной и щелочной средах ионизированы, т. е. несут отрицательный заряд, в связи с чем нуклеиновые кислоты находятся в растворе в виде полианионов. Поэтому электрофорез является важнейшим методом препаративного разделения и анализа смесей белков и смесей нуклеиновых кислот. [c.330]

Спектры компонентов нуклеиновых кислот зависят от pH поскольку переход от нейтральной формы основания к протонированной или депротонированной сказывается на распределении электронной плотности в гетероциклических ядрах, а соотношение форм является функцией pH раствора. Протонирование свободной пары электронов атома азота гетероциклического ядра, естественно, сильно сказывается пап — я -электронных переходах (см. гл.З). Сольватация, особенно в полярных растворителях, также существенно влияет на п — я -переходы, вследствие чего плечи на кривых поглощения, соответствующие п — я -переходам, проявляются более четко в неполярных растворителях 2 . Важные изменения спектров происходят, кроме того, при межплоскостных и комплемен-гационных взаимодействиях оснований в полинуклеотидах (см. гл. 4). [c.619]

Аминокислоты, пептиды и другие амфотерные соединения диссоциированной форме в водных растворах находятся исключительно в виде амфотерных ионов. Заряд этих ионов может меняться в зависимости от pH среды. Соответствующие соотнощения приведены в табл. 5.2. В виде цвиттер-ионов, т. е. ионов с зарядами обоих знаков, аминокислоты существуют только в нейтральной среде. В кислой среде подавляется диссоциация карбоксильной группы и аминокислота ведет себя как катион, а в щелочной среде исключается протонированне с образованием аммониевой группы и цвиттер-ион превращается в анион. Степень диссоциации определяется константами диссоциации р/С] и зависимость этих величин от pH выражается уравнениями Хендерсона-Хассельбальха. Величина р/С — эта pH, при котором соответствующая группа диссоциирована на 50%. Изоэлектрическая точка р/ представляет собой среднее арифметическое констант диссоциации. Если рассматривать процесс как чисто ионный обмен, то степень связывания аминокислоты с катионитом в кислой среде определяется величиной р/Сь степень связывания аминокислот на анионитах в щелочной среде определяется соответствующими величинами р/Сг-Эта теоретическая зависимость нарушается другими сорбционными процессами, обусловленными взаимодействием боковых цепей аминокислот или пептидов с матрицей ионита. Аналогичная зависимость наблюдается при диссоциации и сорбции компонентов нуклеиновых кислот. Более подробно диссоциация сорбция амфотерных ионов на ионитах обсуждаются в работе [122]. [c.241]

Некоторая степень очистки [58] транспортных РНК, специфичных для валина и пролина, достигается при применении фракционного осаждения спермином при pH 5,6. Значение pH весьма критично исследования [59] синтезированных ферментативным путем гомополимеров (из которых все осаждаются при pH между 4,1 и 6,8) и их спиральных комплексов указывают, что, тогда как комплекс полиадениловой и полиуридиловой кислот осаждается спермином при pH от 5,1 до 6,8, аналогичный комплекс полиипозиновой и поли-цитИдиловой кислот со спермином растворим в этих пределах pH. Одпако при подкислении до pH 4,5 происходит немедленная агрегация, вероятно вследствие разрушения спирального комплекса протонированием цитозиновых остатков. Результаты позволили предположить довольно заметную гетерогенность состава (или, возможно, структуры) транспортных нуклеиновых кислот. [c.367]

Основной интерес для биохимиков представляет не золотое число и связанные с ним явления, а проблема возникновения заряда на поверхности макромолекул. СЗткуда берется этот заряд Во-первых, поверхность может иметь свой собственный заряд, обусловленный расположенными на ней анионными и катионными группами. Белки содержат в своем составе карбоксильные анионы, несущие отрицательный заряд, и протонированные основные группы, которые сообщают молекуле положительный заряд. Нуклеиновые кислоты заряжены отрицательно, что обусловлено диссоциацией фосфатных групп, которые в структуре остова молекулы чередуются с молекулами пентозы. Во-вторых, если даже молекулярная структура не со.т.ержит ионизируемых групп — это, в частности, характерно для амилозы и целлюлозы, — то поверхность молекулы связывает ионы растворителя или другие имеющиеся в растворе ионы за счет поляризации вблизи гидроксильных групп или атомов кислорода, входящих в кольцо рибозы. [c.391]

Спектры всех четырех нуклеозидов чувствительны к pH. Протонирование С и G приводит к значительному сдвигу поглощения в сторону ббльщих длин волн (красное смещение). Депротонирование U или Т при щелочных pH также приводит к существенному красному смешению максимума поглощения. Протонирование А сопровождается гораздо меньщими, но вполне поддающимися регистрации спектральными изменениями. Все эти эффекты весьма полезны для определения степени ионизации отдельных составляющих нуклеиновых кислот, однако в полимерах они становятся более сложными из-за сильного электронного взаимодействия между основаниями. Позже мы обсудим эту проблему. Присутствие фосфатных групп, по-видимому, не сказывается сколько-нибудь заметно на молярной экстинкции различных составляющих нуклеиновых кислот. Например, значения и для АТР, ADP, АМР, аденозина и 3 - или 2 -адениловой кислоты оказываются в пределах ощибки эксперимента одинаковыми. [c.40]

Фосфодиэфирные связи в нуклеиновых кислотах также подвижны (рис. 1-7). Однако, поскольку основания представляют собой систему плоских сильно гидрофобных колец, окруже11ных лишь небольшим числом способных к протонированию и депротонированию групп, они имеют тенденцию к межплоскостным взаимодействиям (гл. 16), уменьшая при этом до минимума контакт с водой. Это в свою очередь приводит к увеличению жесткости структуры, даже в случае одноцепочечного полинуклеотида. [c.17]