РНК, денатурация и точка перехода

В работе [35] при изучении термической денатурации лизоцима методами дифференциальной сканирующей калориметрии нашли, что этот процесс происходит при 74 1°С (ДЯ=120 10 ккал/моль, А5 = 350 э. е.), что почти совпадает с данными для третьего конформационного перехода лизоцима (см. рис. 19), выявленного с помощью ультразвуковой инактивации (71° С, ДЯ=110 ккал/моль, А5 = 320 э. с.). Следует, однако, подчеркнуть, что методы оптического поглощения или дисперсии оптического вращения дают информацию о состоянии всей глобулы фермента в целом, в то время как метод ультразвуковой инактивации отражает конформационное состояние активного центра. В любом случае наличие целого ряда структурных переходов молекулы лизоцима и его активного центра при температурах выше 20° С показывает, что распространение выводов рентгеноструктурного анализа лизоцима, как и других методов структурного анализа фермента, на иные условия следует проводить с достаточной осторожностью. [c.162]

Всем известно, что при нагревании белок свертывается и переходит в нерастворимую форму - сырое яйцо становится крутым. Это явление называют денатурацией белка. Каждая хозяйка знает чтобы приготовить вкусный бульон, надо нарезанное мясо положить в холодную воду. А когда хотят приготовить отварное мясо, то большие куски опускают в кипяток. Есть ли в этом химический смысл Попробуем разобраться. [c.53]

Изменение белков при нагревании. Почти все белки при нагревании коагулируют. Большинство белков свертывается при 50—55 С. При продолжительном нагревании белки денатурируют и переходят в нерастворимое состояние. Кратковременное же нагревание может не привести к свертыванию. Реакция денатурации белка протекает постепенно и ускоряется с повышением температуры. Тепловая денатурация белка связана с изменениями в его молекуле, в результате чего он теряет свои нативные (природные) свойства и растворимость. Быстрее всего белки свертываются и осаждаются в изоэлектрической точке. [c.38]

Биологические полимеры в растворе не обладают жесткой структурой, они непрерывно изменяют свою конфигурацию. Из-за большого числа единичных связей, относительно которых может совершаться свободное вращение, для протеина разрешены разнообразные типы внутренних движений. Однако большинство протеинов в том виде, в котором они встречаются в природе, обладает вполне определенной структурой, характеризующейся достаточно плотной упаковкой. При этом число разрешенных движений оказывается ограниченным, поскольку многие возможные комбинации диэдральных углов не могут возникнуть без нарушения естественной конформации, т.е. без денатурации. В то же время в нативном состоянии возможны вращения боковых групп, в частности метильных, коллективные торсионные движения основной цепи, а также переходы между различными естественными конформациями. К другим видам движений относятся процессы химического обмена протоны заряженных групп, амидных групп, гидроксильных [c.102]

Переход из состояния золя в состояние геля, т. е. коагуляция (осаждение) белкового золя, может быть обратимым, если полученный гель способен снова перейти в золь, или необратимым, когда такой обратный переход невозможен. В последнем случае имеет место процесс денатурации белка и полученный осадок является денатурированным протеином. Белковые золи наименее стойки и наиболее легко коагулируют при изоэлектрическом состоянии белкового амфолита, т. е. при [Н+], соответствующей изоэлектрической точке данного белка. [c.148]

Если медленно нагревать растворы вирусной или бактериальной ДНК, то их молекулы денатурируют при вполне определенных температурах (рис, 27-16). Переход от нативного дуплекса ДНК к расплетенной беспорядочно скрученной денатурированной форме можно обнаружить по увеличению поглощения ультрафиолетового света или по уменьшению, вязкости раствора ДНК. Для каждого вида ДНК характерна своя температура денатурации, называемая точкой плавления . Чем выше содержание в ДНК пар 0=С, тем выше точка плавления этой ДНК. Это объясняется тем, что пары 0 2 более стабильны и на их диссоциацию требуется больше энергии, чем на разрушение пар А=Т отчасти это обусловлено тем, что пары 0=С соединены тремя водородными связями, а пары А=Т-лишь двумя. Тщательное опреде- [c.866]

Структурные переходы, наблюдаемые при денатурации, можно представить в виде простых сигмоидных кривых, определяемых двумя параметрами положением средней точки и наклоном кривой в этой точке (или таким параметром, как ширина перехода). В отношении наклона и общей формы [c.149]

Необратимая денатурация. В последние годы много внимания было уделено изучению процессов разделения и рекомбинации комплементарных цепей в двухцепочечных полинуклеотидах. Оказалось, что при соответствующих условиях две комплементарные цепи можно полностью разделить. Этот процесс протекает достаточно медленно (в течение нескольких минут) и требует относительно жестких условий он идет хорошо в тех случаях, когда температура или величина отклонения pH от нейтрального значения превышают значения, соответствующие точкам обратимого перехода (см. фиг. 55). Процесс, обратный денатурации рекомбинация двух цепей), может быть осуществлен только при соблюдении некоторых, перечисленных ниже условий. [c.152]

На второй стадии реакции происходит возрастание приведенной вязкости, приводящее в конце концов к образованию геля. Наиболее характерной особенностью этой реакции является резкая зависимость приведенной вязкости от концентрации белка, что видно из рис. 195. Этот эффект показывает, что при реакции происходит агрегация макромолекул. Если в результате первой стадии денатурации макромолекулы яичного альбумина переходят в хаотические клубки (хотя бы частично), то тогда такого рода ассоциация будет сопровождаться (см. раздел 23) заметным возрастанием вязкости, что и наблюдается на опыте. [c.718]

Дальнейшее изучение спектрофотометрического кислотного титрования ДНК (из зобной железы теленка) показало, что изменения в ее спектрах до начала денатурации (т. е. до начала быстрого возрастания оптического поглощения), которые происходят при pH 2,59 и 0 и при pH 3,32 и 30°, обусловлены протонированием цитозиновых остатков 1273]. Был сделан вывод, что при 0°, когда каждый адениновый и цитозиновый остатки протонированы, структура стабильна, а поэтому титрование обратимо вплоть до этой точки но в том случае, когда протонируются гуаниновые остатки, происходит денатурация (что находится в соответствии с ранними наблюдениями). Контролируемые изменения pH или температуры, приводящие к частичной денатурации, указывают на гетерогенность ДНК [273]. Однако определение области значений pH, при которых происходит денатурация, и изучение изменений значений рН1/2 (pH, при которых денатурация происходит на 50%) для ДНК, содержащих различные количества гуанина и цитозина, указывали на то, что, хотя кислотная денатурация при высокой ионной силе происходит скачкообразно, ее все же нельзя отнести к процессам типа все или ничего . Гетерогенность по составу сама по себе еще не объясняет расширения области структурного перехода при кислотной денатурации [274]. Можно ожидать, что, для того чтобы вызвать денатурацию при более низких температурах, необходима более высокая степень протонирования, причем кривые должны быть смещены в сторону более низких значений pH. Так, при 30° рН1 2 равен 3,07 (для ДНК из зобной железы теленка, ц = 0,1 М), а при 0° это значение снижается до 2,25. Увеличение содержания гуанин-цитозиновых пар также понижает pH, при которых происходит денатурация, но это смещение относительно мало [274]. [c.594]

Ферментативный характер процесса превращения фибриногена в фибрин в настоящее время не вызывает сомнения, однако сущность изменений, которые претерпевает при этом молекула фибриногена, остается до сих пор невыясненной. Есть основания полагать, что переход фибриногена в фибрин, подобно процессу денатурации нативного белка, заключается в развертывании пептидных цепей молекул фибриногена. При этом развертывании обнажаются положительные и отрицательные группы молекул фибриногена, которые, взаимодействуя между собой, образуют сеть из фибриновых молекул отдельные цепи этой сети связаны солевыми мостиками [70], В пользу этого взгляда говорит торможение образования сгустка фибрина всеми теми веществами, которые обладают способностью соединяться с положительно или отрицательно заряженными группами белковой молекулы к такого рода веществам следует отнести гепарин и формальдегид, реагирующие с аминогруппами [70], а также основные краски, обладающие способностью присоединяться к кислотным группам фибриногена [71]. Вполне возможно, однако, что гепарин влияет на первую фазу процесса свертывания, играя роль антипротромбина. Если превращение фибриногена в фибрин действительно представляет собой процесс денатурации, то тромбин следует отнести к денатуразам [72], т, е. к ферментам, катализирующим разрыв слабых связей между отдельными пептидными цепями. В пользу той же гипотезы свидетельствует и то, что при действии тромбина на фибриноген в последнем [c.183]

Физические свойства растворов ДНК в этиловом и метиловом спиртах (полученных градиентным диализом) были детально изучены [288]. При этом макромолекулярные и оптические критерии (повышенная скорость седиментации, пониженная вязкость, уменьшенный радиус враш,ения, высокое оптическое поглощение) указывают на денатурацию. И хотя разрушение вторичной структуры, судя по макромолекулярным и оптическим критериям, протекает, по-видимому, полностью, денатурация в метанольном растворе происходит быстро, а при добавлении воды легко происходит ренатурация. При нагревании растворов с высоким содержанием метилового спирта также наблюдаются необратимые структурные переходы, но и в этом случае при добавлении воды происходит ренатурация. Таким образом, оказалось, что в метанольном растворе могут быть получены две формы денатурированной ДНК, причем обе они отличаются от ДНК, денатурированной в водном растворе [284]. Если денатурация ДНК многими органическими растворителями (включая диметилформамид) легко обратима при добавлении водных растворов электролитов, то денатурация в диметилсульфоксиде протекает необратимо [402]. [c.597]

Белковые вещества очень чувствительны к различным воздействиям и легко подвергаются сложным изменениям, что в значительной степени затрудняет их химическое исследование. Как все коллоиды, белковые вещества в определенных условиях свертываются (коагулируют), то есть их золи превращаются в гели. Коагуляция белков может быть необратимой и обратимой. Примером необратимой коагуляции может служить свертывание куриного белка под влиянием высокой температуры белок при этом переходит в нерастворимое в воде состояние и по устранении причины, вызвавшей коагуляцию, то есть по охлаждении, не может больше перейти в раствор при этом белок также теряет некоторые из своих первоначальных свойств — коагуляция сопровождается изменением молекулярной структуры белка. Такое изменение состояния и свойств белковых веществ получило название денатурации. [c.325]

Рис. 27-16. Кривая денатурации (плавлею я) двух препаратов ДНК, Температура, соответствующая средней точке переходе ТщХ называется точкой плавления. Поскольку величина Тщ зависит от pH и концентрации соли, всегда надо конкретизировать условия ее измерения.

На основании результатов исследования тепловой денатурации 7-глобулина по изменению удельного оптического вращения и оптической плотности при разных температурах [161] были определены изменения энтальпии конформационных переходов (АЯ). Полученные величины АН показывают, что связывание углеводородов белками приводит к увеличению теплоты денатурации или, что то же самое, к повышению устойчивости нативной глобулярной конформации белка по отношению к денатурации теплом. При этом связывание 7-глобулином гептана увеличивает теплоту денатурации на 10 ккал/моль (от 55 до 65 ккал1молъ), связывание декана и тетрадекана — от 55 до 57 ккал1моль. Этот факт очень хорошо объясняется особенностями заполнения глобул белка этими углеводородами, что будет рассмотрено ниже. Спектрофотометрическое исследование тепловой денатурации 7-глобулина также показало повышение устойчивости молекулы белка в ре- [c.31]

Рибосомную и вирусную РНК лучше рассматривать вместе, поскольку мы имеем здесь дело с молекулами, близкими как по своим размерам, так и по свойствам. Эти полирибонуклеотиды состоят, по-видимому, из одинаковых одноцепочечных и чрезвычайно гибких молекул, легко претерпевающих деформацию. В гидродинамическом отношении такие молекулы ведут себя как беспорядочно свернуты е клубки (особенно при низкой ионной силе и высокой температуре). Из этого вытекают следствия, о которых мы ун е говорили выше во-первых, сильная зависимость различных оптических и гидродинамических свойств этих полирибонуклеотидов от ионной силы и от некоторых других факторов и, во-вторых, близкое сходство ряда теоретических и экспериментальных параметров с соответствующими параметрами для других полиэлектролитов. Отдельные структурные компоненты в молекуле РНК связаны между собой так же, как они связаны в ДНК иными словами, молекула этого полирибопуклеотида представляет собой одиночную неразветвленную цепь, построенную из мономерных единиц, которые связаны между собой 3, 5 -фосфодиэфирным11 связями. Поскольку ОН-группа в положении 2 не замещена, полирибонуклеотиды расщепляются под действием не слишком концентрированной щелочи (что отличает их от полидезоксирибонуклеотидов) другие характерные для них реакции рассмотрены выше. Способность свободных аминогрупп вступать в реакции с такими соединениями, как НКОа и НСНО, у РНК выше, чем у ДНК (но ниже, чем у свободных нуклеотидов) однако не все остатки, по-видимому, одинаково реакционноспособны. Гипохромизм у РНК выражен слабее, а интервал денатурационного перехода у них значительно шире, чем у двухцепочечных ДНК. Кривые денатурации напоминают по форме кривые, получаемые при плавлении одпоцепочечных ДНК. Положение точки перехода у РНК, так же [c.155]

Несмотря на то что область температурного перехода для ДНК относительно узкая, она все же шире, чем можно было бы ожидать для длинной идеально уложенной спиральной структуры. Внутри этой области с помощью метода электронной микроскопии удалось обнаружить только полностью денатурированные или совершенно нативные структуры [239]. И вновь внутри этой области понижение вязкости быстро достигает предельного значения, а дальнейшее понижение вязкости происходит только при повышении температуры, что указывает на существование известного распределения специфических температур денатурации. Вполне обоснованное объяснение этого заключается в том, что вклад двух типов пар оснований в стабильность спирали различен. В таком случае тепловая денатурация должна была бы зависеть от относительного состава либо всей двуспиральной структуры, либо ее отдельных больщих участков. Показано, что температуры плавления (т. е. точки перегиба на кривых зависимости оптической плотности от температуры), определенные в стандартных условиях (0,15 М хлористого натрия в 0,015 М цитрата натрия) для большого числа дезоксирибонуклеиновых кислот, различающихся по составу оснований, прямо пропорциональны содержанию гуанина и цитозина в нуклеиновой кислоте (рис. 8-20) [240]. Линейная зависимость температур плавления от содержания гуаиин-цитозиновых иар исключительно точна, и поэтому измерение этих температур может быть использовано для определения нуклеотидного состава данной ДНК [241, [c.574]

Всем белкам в водных растворах свойственно левовращение при длине волны В-линии натрия. За исключением белков группы коллагена [59], большинство из них имеет удельное вращение [а ]э в пределах от —20 до —70°, которое при полной денатурации понижается до (—80) — (—120) . Этот факт подтверждает существование в нативных белках каких-то общих для всех белков элементов структуры и позволяет считать, что в процессе денатурации происходит разрушение этих упорядоченных конформаций. После открытия а-спиральной конформации в синтетических Ь-полипептидах предположили, что та же спираль является одним из основных элементов структуры белков. И действительно, теперь это доказано методами рентгенографии для белков миоглобина и гемоглобина [47, 48, 50]. Однако совсем недавно Луззати и др. [61 ] высказали утверждение, что в разбавленных растворах молекулы поли-у-бензил-Ь-глутамата находятся в виде спирали Зю, а не а-спирали. Для этих исследований использовали метод рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами и другие физические методы. Это породило дискуссии относительно точности спиральных моделей, предложенных для синтетических полипептидов, поскольку Доти, Блоут и сотр. ранее представили убедительное доказательство существования а-спирали. В этой главе автор будет продолжать изложение, предполагая существование а-спирали. ДОВ как синтетических полипептидов, так и белков имеет много общего. И денатурированные белки, и полипептиды в конформации статистического клубка имеют простую дисперсию Друде, тогда как белки, принадлежащие к группе фибриллярных мышечных белков, по-видимому, являются копией спиральных полипептидов. Денатурация и переход спираль — клубок (раздел Г-6) вызывают заметное увеличение лёвовращения. С другой стороны, глобулярные белки, в структуру которых, как полагают, входят спиральные сегменты, также характери- [c.107]

В первые на поли-у-бензил-Ь-глутамате было показано, что переход спираль — клубок можно проследить достаточно эффективно, пользуясь методом измерения оптического вращения [80]. Этот конформационный переход обычно совершается в присутствии добавок, которые способствуют ослаблению водородных связей, стабилизирующих спиральную структуру. Например, в смешанных растворителях, состоящих из дихлорэтана (растворитель, способствующий образованию спирали) и дихлоруксусной кислоты (способствующей образованию конформации клубка), этот полипептид претерпевает обратимый переход первого рода при содержании кислоты в смеси приблизительно 76 об. % (или 80 вес. о) (рис. 58). Такой резкий переход наблюдали также и в случае других пар растворителей он может даже происходить при добавлении небольших количеств нерастворителя, например воды, к раствору полипептида в хорошем растворителе задолго до осаждения полипептида (Доти и Янг, неопубликованные данные). Конформационный переход можно осуществить, не изменяя состав растворителя, просто понижением или повышением температуры раствора, состав которого близок к составу, при котором наблюдается переход в нормальных условиях. Более ярко конформационный переход показан на рис. 59, на котором приведены дисперсионные кривые, нормальная для конформации клубка и аномальная для спиральной формы. (Направление перехода в этом случае противоположно направлению аналогичного перехода при денатурации белков в последнем случае повышение температуры способствует возникновению разупорядоченной формы. Причину этого обращения направления конформационного перехода можно объяснить исходя из данных по термодинамике [80].) Поскольку а-спирали стабилизованы кооперативным влиянием водородных связей, можно ожидать, что резкость перехода должна зависеть от молекулярного веса и распределения по молекулярным весам полипептида, что в действительности было обнаружено для поли-у-бензил-Ь-глутаматов [80]. Кроме того, было показано, что включение в Ь-полипептид небольшого количества В-остатрюв приводит к ослаблению спиральной конформации, в результате чего при увеличении количества О-остатков до [0/(Ь + О) С 0,5] точка перехода сдвигается в направлении меньшей объемной доли дихлоруксусной кислоты [81]. [c.113]

Чувствительность современных микрокалориметров такова, что они регистрируют изменение теплового потока до 10 Вт. На рис. VII. 10 приведены типичные кривые изменения энтальпии АН и теплоемкости в области тепловой денатурации биополимеров. Весь температурный интервал (Т1,Т2) разделяется на две области денатурационную (Т4,Т2) и неденатурационную (Г1,Г((). Внутри каждой из этих областей соотношение форм А VI В меняется в каждой точке перехода в зависимости от температуры образца. В процессе тепловой денатурации происходит изменение теплоемкости биополимера при переходе его от нативного (спиральное, глобулярное) состояния в денатурированное (клубкообразное). Изменение энтальпии этого перехода вычисляется по формуле [c.179]

Имеется еще одно возражение против гипотезы о расплавленной глобуле, использующейся вместе с аппаратом равновесной термодинамики и формальной кинетики для объяснения экспериментальных фактов. Конкретной теоретической основой интерпретации данных о денатурации служит термодинамическая теория двух состояний Брандтса [12, 13]. Как уже отмечалось, белковая молекула в растворе, согласно этой теории, может быть представлена большим количеством микросостояний. Все они входят в состав либо распределения N (нативное макросостояние белка), либо О (денатурированное макросостояние). Теория Брандтса сделала возможным относительно простой термодинамический анализ конформа-ционного перехода N — О в предположении, что реализующиеся микросостояния не являются чем-то вновь созданным, а присутствуют в распределении N и О. Это означает, что в теории постулируется отнюдь не очевидное положение об отсутствии новых промежуточных конформационных состояний в области перехода N - О. Следовательно, главный критерий справедливости теории двух состояний Брандтса состоит в требовании отсутствия максимумов, минимумов и потенциальных ям в наблюдаемых изменениях энтальпии и энтропии при переходе от О к N (и наоборот). Иными словами, если образование трехмерной структуры белка происходит, как того требует теория двух состояний, путем постоянного усложнения и приближения к нативному состоянию, то изменения энтальпии, энтропии и свободной энергии по ходу ренатурации должны быть монотонными. Отсутствие экстремумов означает отсутствие между нативной структурой и статистическим клубком метастабильных промежуточных состояний. Механизм сборки белка проходит в этом случае в одну стадию. А теперь обратимся вновь к обсуждаемой гипотезе о расплавленной глобуле в которой постулируется образование на пути к нативной структуре близкое к ней промежуточное состояние. При существовании достаточно устойчивых обнаруживаемых экспериментально интермедиатов зависимости изменений энтальпии, энтропии и свободной [c.85]

Естественно, что полной обратимости денатурации следует ожидать для белков, не содержащих групп, вступающих в денатурированном состоянии в необратимые реакции (например, окисление 5 — Н-групп) [101]). Так, доказана обратимость денатурации рибонуклеазы [135], такаамилазы А [136] и а-амилазы [136]. В работах Анфинсена и др. [137—140] показано, что можно добиться ренатурации белков и с разорванными дисульфидными связями. Из этих данных следует, что денатурацию действительно можно трактовать как термодинамический конформационный переход и что нативная структура белка отвечает если не глобальному, то относительному минимуму свободной энергии. [c.249]

Оптическая активность нативных дезоксирибонуклеиновых кислот заметно выше оптической активности составляющих их мононуклеотидов [259]. Удельное вращение мономеров (появляющееся благодаря наличию остатка сахара) лежит в области от +50" до —50° со средним значением около О" для эквимолярных количеств основных нуклеотидов. Для дезоксирибонуклеиновых кислот [а]о лежит между гЮО и - -150°, а типичная величина [Л4р[п (молярное вращение, рассчитанное по числу фосфатных остатков) равна приблизительно +42000°. Величины удельного вращения для ди- и олигонуклеотидов позволяют предположить, что изменения, которых можно ожидать в результате этерификации мононуклео-тидфосфата, весьма. малы [260, 261]. Например, соответствующая величина [Мр1в для тимидилил-5 3 -тимидин-5 -фосфата составляет в нейтральном растворе +2800°. Однако для спиральных структур значительная часть общей оптической активности может определяться особыми и нескомпенсированными взаимодействиями, которые возможны благодаря соответствующим конформациям этих структур. Таким образом, разрушение упорядоченной спиральной структуры должно приводить к снижению оптической активности препарата [238]. Было найдено, что дело обстоит именно так. Далее, изменение оптического вращения ДНК в зависимости от температуры можно непосредственно сравнивать с ранее описанной зависимостью ультрафиолетового поглощения от температуры. Для ДНК из зобной железы теленка [а]о уменьшается от +126 при комнатной температуре до +28° при 92 причем температура тепловой денатурации, определенная в этом случае по точке перегиба кривой перехода, очень близка к значению, полученному из соответствующих опытов по изучению изменения ультрафиолетового поглощения. [c.582]

Фибриноген крови относят по классификации к глобулинам. Его специфической особенностью является легкая денатурация нагреванием, причем он свертывается. Для этой денатурации достаточна температура в 52—56°, т. е. значительно более низкая, нежели для двух других белковых веществ крови. Под действием фермента тромбина, находящегося в фэрмениых элементах коови и тканях организма, фибриноген прн вы<оде из организма сравнительно быстро (в несколько минут) свертывается и переходит в фибрин. Эго явление мы наблюдаем при поранениях нормальная кровь при выходе из раны образует сгусток и закупоривает рану. Действие фермента активируется кальциевыми солями и при отсутствии их не происходит. Самый механизм действия изучен недостаточно и является спорным, происходит ли свертывание фибриногена и переход его в фибрин путем каталитической ферментативной реакции или коллоидно-химической, взаимным осаждением коллоидов. Изоэлектрическая точка фибрнна находится при рН=7,2. При саертывании фибриногена pH плазмы сдвигается в кислую сторону. Фибрин способен поглощать значительные количества как кислоты, так и щелочи. При этом он сильно набухает, но не растворяется. [c.193]

Многие исследователи считают, что определяющая роль в термофилии принадлежит белкам, в первую очередь ферментным. С этих позиций основные температурные точки термофилов зависят от конформации одного или нескольких ключевых ферментов при минимальной температуре роста происходит переход от жесткой неактивной конформации белковых молекул к конформации с ограниченной гибкостью оптимальная температура роста определяет наиболее благоприятное конформационное состояние ферментных белков при максимальной температуре начинаются нарушения конформации белков и снижение их ферментативной активности, а выше этой температуры рост прекращается вследствие тепловой денатурации белков. [c.136]

Важно от.метить, что в процессе денатурации меченого белка увеличивалась лишь доля узкого сигнала ЭПР (рис. 39), в то время как отношение интенсивностей его колшонент оставалось постоянным. Эти результаты свидетельствуют о том, что под действием и мочевины, и диоксана в сывороточном альбумине происходят конформационные переходы только между двумя состояниями — нативным и модифицированным, а промежуточные ступени, по-видидюму, отсутствуют. Существенно, что изменения конформации сывороточного альбумина происходят в довольно узких пределах концентраций денатурирующих агентов. [c.169]

Кривые денатурации строят обычно при помощи одного из двух способов (фиг. 55) переход измеряют либо при данных условиях эксперимента (температура, pH и т. д.), либо после быстрого возвращения нагретого раствора к некоторым стандартным условиям (температура, близкая к 20° pH 6—7 ионная сила 0,1—0,2). В первом случае (так называемый -метод анализа структурного перехода но Гейдушеку кривая А1 на фиг. 55) измеряется степень перехода (т. е. полон<ение равновесия), действительно наблюдаемая в момент измерения. Что же касается второй кривой (так называемый -метод анализа структурного перехода, кривая А 2), то она отражает скорость установления термодинамического равновесия при стандартных условиях. Если новый параметр, полученный по -методу, идентичен параметру, получаемому по -методу (т. е. при стандартных условиях), то наблюдаемые изменения обратимы если же такой идентичности нет, то это значит, что имел место какой-то необратимый процесс. [c.150]

Валсным вопросом, возникающим в связи с процессом денатурации ДНК, является вопрос о причинах кооперативности перехода в денатурированное состояние. Эта проблема решается в рамках современных теорий перехода спираль — клубок для ДНК, рассматривающих данный процесс с точки зрения статистической физики 2)5-222,. 977-380 Причиной коопврагивностп плавления в ДНК являются межплоскостные взаимодействия пар оснований. Если е есть изменение свободной энергии при межплоскостной [c.280]

Другой метод исследования заключается в использовании оптически неактивных катионных красителей, при связывании которых со спиралью поли-Ь-глутаминовой кислоты появляется сильный эффект Коттона. При этом кривая дисперсии пересекает линию нулевого вращения вблизи полосы поглощения красителя (фиг. I). Для поли-О-глутаминовой кислоты также можно получить подобный, но противоположный по знаку, эффект Коттона, который исчезает при переходе от спирали к хаотической конформации, несмотря на то что краситель остается связанным с макромолекулой. Белки, в состав которых входят гемогруппы, содержащие железо (миоглобин, гемоглобин, ката-лаза, пероксидаза), обладают своим собственным красителем , и в их спектрах наблюдается эффект Коттона в видимой области, т. е. в области поглощения гема. При денатурации этот эффект исчезает, но поглощение в видимой области при этом сохраняется. При добавлении оптически неактивного восстановленного никотинадениндинуклеотида к алкогольдегидрогеназе из печени (ферменту, содержащему цинк) наблюдается эффект Коттона в области поглощения нуклеотида. Однако в этом случае эффект Коттона обусловлен, по-видимому, асимметрией связывающей поверхности фермента, а не асимметрией спирали. Аналогичным примером могут служить комплексы оптически активных аминокислот (не поглощающих видимого света) с медью. В полосе поглощения медных комплексов, уже находящейся в видимой области, наблюдается эффект Коттона, индуцируемый аминокислотами. [c.294]

Изменяются и молекулярно-кинетические свойства белков, зависящие от величины и формы их частиц. При денатурации таких белков, как сывороточный альбумин и глобулин, яичный альбумин и р-лактоглобулин, под действием различных денатурирующих факторов — крайние значения pH, обработка мочевиной и др. — сильно увеличивается удельная вязкость, наблюдается увеличение коэффициента диссимметрии и величины двойного личепреломления в потоке, а также уменьшение константы диффузии. Все это служит указанием на то, что при денатурации глобулярных белков происходит увеличение асимметрии белковой молекулы, обусловленное переходом от упорядоченной компактной глобулы к беспорядочному клубку. [c.190]

Мы можем вычислить константу равноБесия для этого процесса денатурации следующим образом. Для перехода цепи из нативного, свернутого состояния (Н) в развернутое, денатурированное состояние (О) константа равновесия К равна Если АУ не зависит от давления, то [c.317]

Экстракция растворимых белков из тканей может происходить только после разрушения клеточных оболочек, так как последние непроницаемы для больших белковых молекул. Разрушения клеток можно достичь механическим путем, растирая их с песком или с кизельгуром однако при этом наблюдается некоторая потеря белка за счет денатурации, вызываемой адсорбцией белка на силикате. По этой причине лучше разрушать клетки такими приборами, как мясорубка Латапи или гомогенизаторы. Структура клетки разрушается также при действии органических растворителей, например спирта, ацетона или глицерина. Если концентрация глицерина не превышает 85%, то в глицериновый экстракт переходит значительная часть растворимого белка. Этим способом можно экстрагировать гидролитические ферменты из поджелудочной железы и из других органов. Глицериновые экстракты при комнатной температуре относительно стабильны. Повидимому, рыхлая ассоциация белка с полярными гидроксильными группами глицерина уменьшает скорость его денатурации. Однако эти же полярные группы в молекуле глицерина обусловливают взаимное притяжение его молекул и высокую вязкость этого растворителя. Из глицериновых экстрактов очень трудно поэтому получить чистые препараты белков. В связи с этим глицерин в настоящее время редко применяется для разрушения клеточных оболочек. Вильштеттер и его сотрудники для разрушения клеток пользовались ацетоном. Этот метод основан на том, что многие белки при концентрации ацетона выше 80—90% денатурируются очень медленно. Для экстракции размельченный или пропущенный через мясорубку орган помещают в ацетон. Преимущество этой процедуры заключается в том, что ацетон не только разрушает клеточные оболочки, но одновременно экстрагирует из клеток и большинство липидов. Липиды можно затем удалить количественно при последующей обработке эфиром. Остаток после удаления липидов высушивается на листе фильтровальной бумаги и экстрагируется водой, разведенными растворами солей или буферов. Хотя большинство белков, в том числе много важных ферментов, можно получить из ацетоновых вытяжек в нативном состоянии, однако надо помнить, что некоторые лабильные белки при действии этого растворителя денатурируются. [c.10]

Так как неполярные группы полимеров в процессе изменения состояния макромолекулы выходят на поверхность и становятся доступными для растворителя, влияние солей на коэффициенты активности таких групп может изменить положение равновесия. На основании большого числа экспериментальных данных по влиянию солей на растворы простых органических модельных соединений, таких, как бензол (рис. 4), появляется возиюжность предсказывать относительную эффективность различных солей в тех случаях, когда определяющим является их влияние на неполярные группы соли, которые эффективно высаливают неполярные соединения (например, сульфаты и фториды), должны препятствовать переходу макромолекулы в состояние, в котором неполярные группы становятся доступными для растворителя соли, увеличивающие растворимость неполярных соединений (например, бромистый тетраметиламмоний), напротив, должны облегчать такой переход. Несмотря на то что эффекты такого типа могут существовать и вносить значительный вклад в денатурацию белков под действием концентрированных растворов солей, из имеющихся в настоящее время данных следует, что для большинства белков они не являются основными. Так, ион тетраметиламмо-нпя не оказывает, как правило, существенного влияния на белки, а натриевые п калиевые соли ионов 1 , N0 , СЮ, и хлориды Ва " , Са и вызывают денатурацию и солюбилизацию многих белков, хотя обладают высаливающим действием на бензол и другие неполярные соединения. Более того, часто убеждаются в том, что влияние солей на белки нечувствительно к природе катиона в ряду Na , К , s , Rb" , в то время как коэффициенты активности простых неполярных молекул сильно различаются для различных катионов этой группы. [c.294]

Денатурация и ренативация ДНК. Гибридизация ДНК — ДНК и ДНК — РНК. Двухцепочечные структуры ДНК при нагревании, экстремальных значениях pH, обработке мочевиной могут переходить в форму неупорядоченных клубков — денатурироваться. Молекулы нуклеиновых кислот максимально поглощают ультрафиолет при 260 нм за счет поглощения азотистых оснований. Раствор нативной ДНК имеет при 260 нм оптическую плотность на 40% ниже оптической плотности смеси нуклеотидов —. гиперхромный эффект. Поэтому о денатурации ДНК судят по увеличению Е250- При нагревании поглощение при 260 нм возрастает в узком диапазоне температур (точка плавления 80—85 °С). Денатурация обратима, если остались спирализованные участки ДНК. Восстановление структуры ДНК после удаления денатурирующего фактора (за счет комплементарного спаривания оснований нуклеотидов) называется ренативацией ДНК. На явлении денатурации ренативации основан метод гибридизации. [c.295]