Белки влияние на скорость ЯМР растворителя

Увеличение степени измельченности влияет на скорость набухания, так как это вызывает увеличение поверхности соприкосновения набухающего вещества с растворителем и скорости проникновения молекул растворителя в глубь его. Влияние возраста или свежести ВМС особенно важно для белков. Чем свежее ВМС, тем больше степень и скорость набухания его. Уменьшение этих показателей связано с явлением старения ВМС, проявляющимся в уплотнении структуры. [c.381]

В ультрацентрифугах удается получать силовые поля с ускорением, превышающим в 900 ООО раз и более ускорение силы тяжести на земной поверхности. Чем больше вес частиц, тем они, очевидно, скорее будут перемещаться под влиянием центробежной силы при ультрацентрифугировании к периферии. О скорости оседания частиц белка можно судить по передвижению границы чистый растворитель — коллоидный раствор. Оптические свойства (например, величина лучепреломления) у чистого растворителя и коллоидного раствора неодинаковы. Это дает возможность фиксировать с помощью специальной фотоустановки через правильные промежутки времени (например, через каждые 5 минут) перемещение границы раздела двух фаз. Граница эта выран<ена тем. резче, чем однороднее коллоидный раствор (рис. 1). [c.12]

ЯМР-д на ядрах и 0. Исходя из самого общего рассмотрения механизмов магнитной релаксации [14], можно сделать вывод, что наблюдаемая релаксация протонов растворителя должна возникать в основном в результате магнитных биполярных взаимодействий данного протона либо с соседним протоном той же молекулы воды, либо с протонами гидратированного растворенного белка, либо вследствие проявления обоих эффектов. В первом случае каждая молекула воды (в среднем) ощущает вращательное движение белковых молекул в результате дальнодействующего процесса гидродинамического характера или в результате того, что часть времени она находится в состоянии какого-то связывания с растворенным белком и подвергается реориентации вместе с ним. Если имеет место только внутримолекулярное взаимодействие и результаты исследования ЯМР-д целиком обусловлены влиянием усредненной по времени кинетической предыстории молекул растворителя, то должны быть справедливы два следующих утверждения а) спектры Н-ЯМР-д в дейтерированном растворителе (которые легко получить) и спектры Ю (которые снять очень трудно) имитируют, если их нормализовать по отношению к скорости релаксации чистого растворителя, данные по ЯМР-д протонов б) величина вкладов Ли/) для протонов [уравнение [c.167]

Другой интересный аспект результатов по перекрестной релаксации связан с компартментализацией воды в ткани. Так как скорости релаксации при перекрестной релаксации могут быть вычислены путем решения сопряженных дифференциальных уравнений, наблюдаемые скорости релаксации нельзя представить в виде простой суммы вкладов внутримолекулярной и перекрестной релаксации. В типичном случае на релаксацию растворителя оказывает существенное влияние перекрестная релаксация, даже если ее временная зависимость определяется одним мгновенным значением и поэтому может быть принята за экспоненциальную. Однако релаксация протонов белка (если она наблюдается) почти всегда проявляется в форме двух экспоненциальных вкладов. Устранение слагаемого, описывающего перекрестную релаксацию, приводит к устранению и одного из этих вкладов, изменяя при этом величину другого, а также скорость релаксации протонов растворителя. Конечно, это может сопровождаться заменой большей части НгО в растворителе на D2O. Изменение релаксационного поведения, состоящее в переходе от процесса, описываемого с помощью двух экспонент, к процессу с единственной экспонентой, может быть ошибочно принято за замещение одного из двух типов протонов дейтронами. В тканях ситуация еще более сложна, но, как мы полагаем [15], большая часть результатов по протонной релаксации в образцах дейтерированных тканей нуждается в перепроверке в свете последних данных по перекрестной релаксации. Многие из опубликованных ранее результатов могут оказаться справедливыми лишь в ограниченном диапазоне условий. [c.178]

Электрофоретическое разделение белков в водной среде основано на способности их заряженных частиц перемещаться относительно растворителя под влиянием внешнего электрического поля. Если концентрация водородных ионов в растворителе не равна изоэлектрической точке, то скорость перемещения частиц зависит от величины их свободного заряда, размера и формы. Поскольку даже близкородственные белки, например, некоторые фракции сывороточного альбумина, имеют весьма различную электрофоретическую подвижность и поскольку их подвижность изменяется неодинаково при изменениях pH и состава буферных растворов, электрофорез может быть с успехом применен для разделения белковых смесей и характеристики отдельных белков. [c.164]

Исследования катализируемых мицеллами органических реакций в значительной мере стимулировались использованием мицеллярных систем в качестве моделей ферментов как в кинетическом аспекте, так и с точки зрения изучения гидрофобных взаимодействий. Структура мицелл действительно очень грубо моделирует белки, хотя, конечно, структура последних неизмеримо сложнее. Характер взаимодействия солюбилизатов с мицеллами установить намного проще, чем в случае ферментов (разд. П). Ускорение или ингибирование органических реакций в мицеллярных растворах связано с различной скоростью реакции в мицеллах и в растворителе и с распределением субстрата между этими двумя фазами. В основном изменения скорости связаны с электростатическими и гидрофобными взаимодействиями между субстратом и мицеллами и в некоторых случаях, возможно, с изменением структуры воды, окружающей мицеллу. Используя самые простые электростатические соображения (см., например, [104]), нетрудно предсказать, что катионные мицеллы будут ускорять реакции нуклеофильных анионов с незаряженными субстратами анионные мицеллы будут замедлять такие реакции, а неионные детергенты, вероятно, не должны оказывать на них существенного влияния. [c.239]

Все эти предварительные замечания в равной степени относятся к исследованию влияния высокого давления на константы скорости реакций ферментов [114] и белков] [115]. Величины и АУм, которые могут быть получены из зависимости констант скорости от давления, нельзя интерпретировать только с точки зрения изменения объема фермента или белка без тщательной оценки других параметров системы и их изменения с давлением. Ионизация различных групп, например, обычно сопровождается уменьшением парциального молярного объема за счет электрострикции растворителя. Влияние давления на ионизацию может в значительной степени затруднить изучение других процессов, связанных с влиянием давления на константу скорости. [c.565]

Перекрестная релаксация. Рассмотрение данных рис. 9.5 показывает, что по мере увеличивающегося разбавления протонов растворителя в растворах белков дейтронами скорость релаксации протонов все в большей степени начинает определяться скоростью релаксации протонов белка в соответствии с механизмом соединения протонов этих двух типов на поверхности раздела белок — растворитель. Хотя у нас нет ясного представления о деталях механизма такого спаривания протонов, он может осуществляться путем обмена намагничиваемостью без обмена протонами из гидратационной оболочки. На релаксацию протонов белка в принципе влияет присутствие парамагнитных ПОНОВ в белке, как, например, в цианометгемоглобине, однако на 1релаксацию протонов растворителя они непосредственного влияния не оказывают. Поэтому, хотя вопрос еще подлежит дальнейшему исследованию, изучение ЯМР-д протонов растворителя, по-видимому, дает информацию о процессах ядерной магнитной релаксации в молекулах белка, которые содержат застрявшие (buried) парамагнитные ионы. Такую информацию трудно получить с помощью других методов. [c.178]

Выше мы широко пользовались понятием микровязкости белка как мерой диссипативных процессов при конформационных движениях. Хотя интуитивно использование микровязкости не вызывает затруднений, физический смысл этого понятия не так прост. Особенно актуальным этот вопрос становится при изучении влияния вязкости растворителя на скорости внутрибелковых процессов. [c.336]

Берлинер и др. [8] изучили конформационные изменения трипсина, спин-меченного 1-оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинилме-тилфторфосфатом, при помощи ЭПР-спектроскопии. Бенко и др. [6] исследовали влияние связывания метгемоиротеииов на частичках латекса на конформационные изменения связанных белков с использованием скоростей продольной магнитной релаксации протонов растворителя. [c.254]

Известно, что важнейшие процессы с участием белковых молекул регулируются их окружением. Например, Брюс и Тернер [1] при исследовании модельной ферментативной реакции показали, что при переходе от воды к водно-диоксановому раствору скорость атаки сложных эфиров замещенных фенолов карб-оксилат-ионом изменяется па 4—6 десятичных порядков. Хотя в отношении значения роли растворителя в подобных процессах мнение исследователей единодушно, до сих пор остаются непонятными основы контролирующего влияния растворителя. Наш интерес к этой проблеме обусловлен желанием установить зависимость между структурой активных центров, которая следует из рентгенографических данных, и термодинамикой связ-зывания субстратов и их аналогов. Трудность изучения термодинамики реакций с участием белков видна на примере складывания молекулы белка при связывании с аналогом субстрата (табл. 6.1). Эти реакции характеризуются различиями в величине поверхности контакта более чем на порядок, тогда как различия в изменении свободной энергии и энтальпии невелики. Хотя пути участия растворителя не могут служить отправной [c.114]

НОЙ скоростью, ТО В конечном счете все молекулы растворителя будут вращаться со скоростью, которая снижается очень медленно, по существу обратно пропорционально расстоянию d от молекулы белка. Если, однако, молекула осциллирует с частотой с, размер нарушения будет уменьшен в ехр (—d/k) раз в результате повышения вязкости по аналогии с дебаев-ским экранированием зарядов в растворах электролитов [18]. Длина экранирования i= (лУср/т)( /2, где р — плотность растворителя, составляет 4000 А для V =10 с Ч Для типичного в нашем случае раствора белка радиус молекулы г белка равен 25 А и среднее расстояние между белковыми молекулами составляет 100 А, что намного меньше Я, а d< X. Этот результат позволяет рассматривать весь растворитель, находящийся на полпути между соседними молекулами белка, как подвергающийся влиянию движения единичной молекулы белка экранирование, обусловленное кинематической вязкостью, не существенно, за исключением крайне разбавленных растворов. [c.176]

В проведенном выще анализе допускалось, что в ферментативном процессе механизм переноса протона такой же, как и в модельных системах. Однако нельзя забывать и о том, что свое влияние на величину скорости протонного перехода может оказывать и специфический (например, льдообразный) характер молекулярной структуры водной фазы вблизи поверхности белка. В этом случае скорость передачи протона может отличаться от величины, наблюдавшейся в простых системах [151, 155]. В связи с этим весьма интересен тот факт, что предварительное рассмотрение карт электронной плотности, по-видимому, указывает на присутствие рядом с активным центром высоко структурированной группы молекул растворителя (рис. 16.20,В). [c.618]

При всех седиментационных измерениях наиболее целесообразно работать с растворителями, имеющими возможно большую разность плотностей относительно растворенного вещества. Для многих цепных молекул в opгaничe киx растворителях это значительно легче осуществить, чем для белков в воде. Коэффициент (1 — Vp) при седиментации полистирола в дибромэтане в 5 раз больше, чем для белков в воде, что обеспечивает более быстрое проведение седиментации и значительно уменьшает влияние диффузии, мешающей определению молекулярновесового распределения. Кроме того, для повышения скорости седиментации вязкость растворителя должна быть низкой. В растворителях умеренной растворяющей способности концентрационная зависимость константы седиментации меньше, чем в хороших растворителях, что облегчает экстраполяцию к нулевой концентрации. Более поздний обзор опытов с высокомолекулярными органическими веществами дается в статье Никольса и Бэйлея [88]. [c.374]

Рассмотрим эту проблему с точки зрения корреляции флуктуаций, с которой тесно связано понятие микровязкости белка и влияние на нее вязкости растворителя. Конформационные движения в конденсированной фазе (белка) могут происходить лишь при наличии в соответствуюш ем месте флуктуационной полости или дырки . Образование дырки внутри глобулы может происходить двумя способами. Во-первых, за счет собственного свободного объема глобулы и, во-вторых, за счет проникновения в глобулу через ее поверхность дырок , образуюш ихся в растворителе. Сжимаемость белка суш ественно ниже, чем жидкостей, и при не слишком больших значениях вязкости растворителя У) , проникновение дырок внутрь глобулы определяет зависимость скорости внутрибелковых процессов от у) . Чтобы понять природу этого вклада, можно выделить условно в системе белок - растворитель несколько слоев. Обозначим и ко средние частоты образования и схлопывания дырки необходимого радиуса Ко -й . Согласно принципу детального равновесия [c.336]

Роль вязкости среды. Экспериментальные попытки исследовать этот аспект проблемы были предприняты в работах по изучению влияния вязкости среды на скорость ферментативной реакции. Так, например, изучали реакцию связывания СО и Ог с миоглобином в различных растворителях (Г. Фрауенфельдер и др., 1980). Как оказалось, в широком диапазоне изменения вязкости растворителя константа скорости внутримолекулярной реакции связывания Ог и СО в белке обратно пропорциональна значению вязкости системы белок - растворитель. Проникновение и диффузия низкомолекулярных лигандов (Ог, СО) в молекуле белка связаны с [c.427]

У синтетических ауксинов, используемых для регулирования роста и развития растений, способность к перемещению связана с их активностью. Как правило, синтетические соединения, эффективно стимулирующие рост, обладают также и способностью к полярному транспорту. Это означает, что некоторая часть молекулы ауксина, ответственная за его действие, отвечает и за его связывание со специфическими участками транспортного белка. Когда мы измеряем контролируемый ауксином рост стебля, мы всегда находим, что скорость роста коррелирует не с общим содержанием ауксина, а с тем его количеством, которое способно к диффузии и выделяется из стебля, если его обрезать и поместить срезом на блок агара. Это свидетельствует о том, что не весь ауксин в клетке оказывает стимулирующее влияние на рост. Вероятно, рост контролируется ауксином, содержащимся в определенной части клетки, например в цитоплазме. Именно этот ауксин и доступен для транспортировки. Однако значительное количество ауксина может быть сосредоточено в других частях клетки, таких, как вакуоль, что делает его недоступным для транспортировки И неспособным оказывать влияние нарост тем не менее если мы экстрагируем ткань растворителями и измерим в экстракте количество ауксина, то при этом будет учтен и неподвижный ауксин, что приведет к неправильной оценке действительной локализации различных форм ауксина в изучаемых клетках. Этот феномен компартментации имеет большое значение для всей физиологии часто локализация того или иного соединения или фермента важнее, чем его общее содержание. Такое правило почти наверняка применимо не только к ауксину, но и ко всем другим гормонам. [c.272]

Однако исследование кинетики свертывания рибонуклеазы А, проведенное Болдвиным при различной вязкости растворителя, не обнаружило заметного влияния изменения скорости диффузии на скорость ренатурации белка [213]. Если не выходить за рамки эмбрионуклеационной модели, то эти данные можно объяснить свертыванием полипептидной цепи рибонуклеазы по механизму, в котором определяющими скорость процесса являются конформационные изменения эмбрионов перед их коалесценцией. [c.301]

Среди химических процессов, происходящих при хранении, чаще наблюдается гидролиз — гидролитическое расщепление веществ, которому подвергаются соединения различных классов, в том числе соли, эфиры, белки, углеводы, жиры и т.д. В результате гидролиза значительно снижается или полностью утрачивается биологическая активность лекарств, в растворах появляется осадок, мутность или опалесценция. Наибольщее влияние на скорость реакций гвдролиза оказывакуг харктер растворителя, природа лекарственного вещества и pH раствора. Гвдролизу в кислой среде подвергаются производные барбитуровой кислоты (барбитал, фенобарбитал), пуриновые основания (кофеин, теобромин, теофиллин), сульфаниламиды. Сердечные гликозиды чрезвычайно чувствительны к щелочному и кислотному гидролизу, что приводит к их частичной или полной инактивации. Изменение pH среды, наблюдаемое при вьпцелачивании стекла в ампульных растворах, значительно влияет на сроки годности многих растворов для инъекций. [c.296]