Нейтроны белках

Разборка рибосомных частиц происходит при их инкубации в условиях повышенной ионной силы и высокой концентрации Вначале процесс сводится лишь к диссоциации рибосомных белков в порядке, обратном наблюдаемому при сборке. Исследования пространственной структуры малой частицы рибосомной РНК с различным содержанием белков методами электронной микроскопии и малоуглового рентгеновского и нейтронного рассеяния убеждают в том, что всего шесть белков из 21, а именно те, которые первыми присоединяются к 16S РНК при сборке, удерживают плотность упаковки и форму полинуклеотидной цепи, свойственные функ- [c.54]

Рис. 62. Зависимость величин радиуса инерции рибосомных частиц, измеряемых путем рассеяния рентгеновских лучей, нейтронов или света, от относительного вклада белкового компонента в рассеяние (предоставлено И. Н. Сердюком, Институт белка АН СССР, Пущино)

Предлагаемых моделей. Например, можно теоретически рассчитать кривые рассеяния, которые давали бы частицы, соответствующие модели, Йри различном рассеивающем вкладе белка и РНК Размеры и форму РНК в модели можно проверять, сравнивая теоретически рассчитанную кривую при нулевом вкладе белка с экспериментальной кривой нейтронного рассеяния в 42%-НОМ ОаО, когда рассеяние от белка скомпенсировано растворителем. С другой стороны, характер взаиморасположения белков в модели можно тестировать путем сравнения рассчитанной из модели кривой при нулевом вкладе РНК с экспериментальной кривой нейтрон-його рассеяния в 70%-ном ОаО (точка компенсации рассеяния РНК растворителем). Наконец, задавая различные вклады белка и РНК при расчетах рассеяния от модели, можно получить набор теоретических кривых для сравнения с экспериментальными кривыми нейтронного рассеяния в НЮ, ОаО й при различных их соотношениях, а также с кривыми рентгеновского рассеяния этим путем проверяется взаимное расположение белка и РНК в модели. Если соответствия между рассчитанными и экспериментальными кривыми не будет, модель должна быть отвергнута. Модель расположения РНК и белков в 308 субчастице. Изображенная на рис. 72, не противоречит экспериментальным кривым нейтронного и рентгеновского рассеяния вплоть до разрешения около 4—5 нм. [c.117]

Изучение локализации воды в кристаллах белков методами рентгеновской или нейтронной спектроскопии [c.87]

В этом сообщении очень кратко рассмотрена история представлений и исследований, касающихся воды, обсуждены необычные свойства парциальной молярной сжимаемости гидрофобных веществ в воде и изложены основные результаты исследований локализации молекул воды в кристаллах белков методами рентгеновской и нейтронной спектроскопии. [c.90]

Кроме идентификации молекул воды, индивидуально связанных на поверхности белка, нейтронные карты могут быть использованы для определения средней плотности растворителя в областях между макромолекулами белка. Это достигается усреднением плотностей фона, не имеющего особенностей, по малым объемам. Усредненное значение выражают в единицах длины рассеяния на 1 А. Рассчитанная объемная плотность рассеяния составляет для ОгО 6,3-см/А , а для НгО [c.229]

Образцы коллагена. Сухожилие ноги индюка через 22 мес после иссечения. Эта ткань служит примером обызвествления коллагена, происходящего со временем. Взаимодействие минерального вещества с белком изучали главным образом методом малоуглового рентгеновского рассеяния [10], методами электронной микроскопии [11] и дифракции нейтронов [12]. Можно, но-видимому, считать установленным, что фосфат кальция (главная составная часть кристаллов апатита) распределяется по длине волокна с той же периодичностью 670 А, которая характеризует смещение двух соседних молекул коллагена. Несмотря на отсутствие информации, касающейся расположения боковых групп, разумно предположить, что минеральное вещество распределяется не только на уровне волокна, но также и в пустотах микрофибрилл, так как размер кристаллов, вычисленный из дифракционных данных, совпадает с размером этих впадин. Апатит с высоким содержанием кальция, обнаруживаемый в тканях между фибриллами, лишен какой-либо периодичности и не определяется дифракционными методами. [c.242]

Несомненно, что вода является основной средой, в которой протекает жизнь, и участником, по-видимому, всех процессов жизнедеятельности. Молекулы воды входят в состав большинства белков, в том числе ДНК и РНК, хлорофилла, гемоглобина и др. Однако роль и форма вхождения молекул воды в структуры белков до сих пор остаются в числе нерешенных вопросов молекулярной биологии, что связано с рядом существенных трудностей. Только в последнее время поставлены прямые эксперименты по изучению локализации молекул Н2О на основании дифракции нейтронов и рентгеновских лучей в белках самой простой структуры (коллагене). [c.101]

Извлечение тяжелого стабильного изотопа азота N 5 достигло промышленных масштабов. В природном азоте содержится 0,365% N 5. Как изотопный индикатор Ы используется в биохимических исследованиях азотного обмена для изучения превращения белков и нуклеопротеидов. Подобно нити Ариадны, он служит проводником в сложном лабиринте фактов, скрывающих тайну процессов жизнедеятельности. С его помощью агробиологи прослеживают путь азотистых удобрений в почве и растениях. Сечение захвата тепловых нейтронов N 5 мало (0,11 барн ), поэтому содержащие его нитраты вводят в раствор ядерного топлива, предназначенного для водных гомогенных реакторов. [c.98]

НЕЙТРОННАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯ БЕЛКОВ [c.164]

Два десятилетия (1960—1970-е годы) рентгеноструктурный анализ был единственным методом прямого исследования пространственного строения белков. Его роль и сейчас остается доминирующей. Однако в начале 1980-х годов появились новые методы, дополняющие рентгеноструктурный анализ. Они основаны на применении в кристаллографии белков дифракции нейтронов и гамма-лучей. Эти методы сходны с рентгеноструктурным анализом прежде всего использованием одного и того же состояния исследуемого образца — это также белковый монокристалл и изучаемым явлением — дифракцией, но дифракцией уже других излучений. Явления, происходящие во взаимодействии атомов, упорядоченных в кристаллической решетке молекул белков, с нейтронами и гамма-излучением, сильно отличаются друг от друга и от того, что имеет место при взаимодействии атомов с рентгеновским излучением. Поэтому получаемые от трех методов дифракционные картины не полностью совпадают между собой, а дополняют друг друга, раскрывая новые свойства белковых молекул. Рентгеновские лучи рассеиваются электронной плотностью. Рассеивающая 164 [c.164]

Атомы водорода, не поддающиеся локализации при использовании метода рентгеноструктурного анализа, могут быть легко привнесены в найденную трехмерную структуру белка с помощью хорошо известных стереохимических правил. Такая процедура проводится автоматически на ЭВМ. Однако есть случаи, когда знание положений атомов водорода в молекулярной структуре имеет принципиальное значение и должно быть получено опытным путем. Как правило, это касается активных центров ферментов, где установление конкретных систем водородных связей очень важно, поскольку они играют определенную функциональную роль. В решении подобного вопроса необходимо рентгеноструктурный анализ дополнить изучением дифракции нейтронов. Возможность наблюдать положения водородных атомов значительно расширяет круг решаемых кристаллографией задач. Доступными для изучения становятся некоторые динамические аспекты пространственной организации белков, в частности конформационные флуктуации белковых молекул. В этом отношении одной из перспективных областей применения нейтронной техники является получение качественной информации о процессе замещения водорода на дейтерий, атомы которого по-другому проявляют себя в рассеивании нейтронов. [c.165]

Однако для этого еще нужно пройти большой путь научных и инженерных разработок, которые в первую очередь позволят сэкономить газ и нефть для их нетопливного применения — как сырья для пластмасс, белка и жиров и т. д. Для получения электроэнергии расходуется менее четверти всех энергоресурсов. Примерно такая же доля топлива расходуется для получения бытового тепла и теплоснабжения производств, несколько больше расходует металлургическая промышленность как для теплоснабжения, так и в технологии восстановления металлов из руд. Примерно такую же, как для производства электроэнергии, долю горючего, причем только высококачественного, поглощает транспорт и подвижные источники энергии (например, тракторы и т. д.). Первой нашей задачей, решаемой на основе освоенного уровня атомной техники, явится перевод отопления городов и частично промышленного теплоснабжения на атомную энергию. Теплоносителем в этом деле явится перегретая вода и пар с температурой 200—300° С, подогреваемые в реакторах на тепловых нейтронах. Реализация этого направления начнется еще в этой пятилетке. [c.18]

Различными физическими методами выявлены разные типы взаимодействия воды с биополимерами. Прямые структурные методы—нейтронное рассеяние и рентгеноструктурный анализ— показали, что в кристаллах ДНК и белков некоторое количество воды жестко связано с биополимером. Например, методом рентгеноструктурного анализа рубредоксина с разрешением [c.45]

Какие же другие функции кроме нейтрализации зарядов ДНК выполняют гистоны Первоначально считали, что эти белки могут играть, роль репрессоров генов аналогично тому, как это происходит у бактерий. Однако экспериментального подтверждения это предположение не получило. Гистоны, по-видимому, образуют своеобразный комплекс с нитями ДНК. Сравнительно недавно с помощью электронного микроскопа были получены микрофотографии, на которых видно, что хрома-типовые волокна имеют регулярно повторяющееся строение, напоминая нитки бус. Диаметр бусинки (или у-телец, или нуклеосом) составляет 7—10 нм, а длина свободной нитки между бусами равна 2—14 нм. (рис. 15-35] [290—294]. Содержание ДНК в бусинках велико. Данные, полученные методом дифракции нейтронов, свидетельствуют о том, что в у-частицах нить ДНК намотана вокруг гистонового олигомера-(рис. 15-36) [295]. Гистоны Н2а, Н2в, НЗ и Н4 обнаруживаются почти в одинаковом количестве — на каждые 100 пар оснований в ДНК приходится по одной молекуле каждого из гистонов. В растворе был получен октамер, содержащий по две субъединицы гистонов каждого типа [296]. [c.302]

Нейтронографич. методы все шире используют при исследовании текстуры в-ва, т. к. высокая проникающая способность нейтронов позволяет получить более полные сведения об анизотропии св-в образцов, чем рентгенография. Надмолекулярную структуру белков и полимерных материалов исследуют по малоугловому рассеянию нейтронов при этом устанавливают момент инерции, форму и размеры частиц. [c.206]

Есть указания на принцига1альную возможность анализа структуры кристалла белка с помощью электронного иэлучения, а также посредством метода нейтронного рассеяния [162]. В будущем, вероятно, приобретут значение математические методы, которые позволят осуществлять на ЭВМ расчет третичной структуры на основе данных о первичной структуре [163]. Первые попытки, в основном в применении к спиральным белкам (миоглобин), привели к интересным результатам [164]. Хеглер и Хониг [165] рассчитали на примере полипептидной цепи, составленной из глицина и аланина, условия, необходимые для образования компактной глобулярной структуры белка. [c.384]

Впервые этот принцип организации рибосомы был выведен И. Н. Сердюком и др. из экспериментов по измерению радиусов инерции (Rg) рибосомных субчастиц. Прежде всего, радиус инерции, измеренный методом диффузного малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, оказался существенно меньше, чем можно было ожидать из размеров (объема) субчастицы, если бы она была однородно плотным телом. Отсюда следовал вывод, что электронно более плотный компонент частицы (РНК) локализуется преимущественно ближе к центру тяжести частицы, в то время как менее плотный компонент (белок) имеет тенденцию располагаться в среднем ближе к периферии. Далее, измерение радиусов инерции рибосомных субчастиц с помощью разных типов излучения (рентгеновские лучи, нейтроны, свет) показало, что чем больше вклад белкового компонента, по сравнению с РНК, в рассеяние (относительная рассеивающая доля белка растет в вышеуказанном ряду типов излучения), тем больше значение радиуса инерции частицы (рис. 62). Наконец, применение нейтронного рассеяния частиц в растворителях с разной рассеивающей способностью для нейтронов (разным соотношением НаО и DaO) позволило прямо измерить радиус инерции РНК и белкового компонента in situ в отдельности. Дело в том, что Н2О и D2O сильно различаются по рассеивающей способности для нейтронов, а рассеивающие способности биологических макромолекул занимают проме- [c.104]

Другой путь измерения расстояний между белками основан на использовании нейтронного рассеяния рибосомными частицами с избирательно дейтерированными парами белков. Так как протонированные белки и дейтерированные белки по-разному рассеивают нейтроны, то из сравнения рассеяния от немеченых и меченых частиц можно выделить вклад именно дейтерированной пары, а из него оценить как расстояние между центрами масс двух белков, так и степень вытянутости (компактности) каждого белка in situ. Подбирая состав растворителя (соотношение H2O/D2O) так, чтобы скомпенсировать рассеяние от протонированного белка, можно еше более усилить видимый вклад дейтерированной пары. Используя измеренные расстояния между центрами масс белков в многочисленных дейтерированных парах, Р. Мур и Д. Энгельман с сотр. применили геодезический метод триангуляции для построения модели трехмерного расположения рибосомных белков в 30S субчастице Е. oli (рис. 64). Эти данные показывают, что действительно белки S7, S9 и S10 образуют одну тесную группу, а белки S4, S5, S8 и S12 сгруппированы в другой кластер близких белков белок S3 находится между ними (ср. с рис. 63). Полученные результаты явились одним из наиболее точных и фунда- [c.108]

Отщепление большей части белков, по-видимому, не сопровождается йарушением общей третичной структуры и компактности рибосомной НК. Электронно-микроскопическое прослеживание за процессом раздевания 30S субчастицы Е. соИ показало, что удаление половины белков не приводит к сколько-нибудь значительным морфологическим изменениям частиц они сохраняют те же размеры, то же соотношение осей (2 1) и то же характерное подразделение на головку, тело и боковую лопасть. Более того, внешне такие же частицы видны и после удаления 15 из 21 белков. Проверка компактности рибосомной РНК в частицах с различным содержанием белков с помощью рентгеновского и нейтронного рассеяния подтверждает электронно-микроскопические наблюдения РНК, удерживающая всего 6 белков, таких как S4, S7, S8, S15, S16 и S17, сохраняет компактность и форму, свойственную ей в составе 30S субчастицы. [c.127]

Форма агрегации этих глобул вовлекает ДНК в спирализацию третьего порядка. Как электронные микрофотографии 44], так и данные нейтронной дифракции [45] показывают наличие в структуре хроматинового волокна повторяющихся блоков размером в 11 нм. Модель, предложенг1ая для расположения этих сверхспиралей, имеет конфигурацию соленоида с диаметром 31 нм, где один оборот включает 6 нуклеосом (37). Структура соленоида закрепляется пятым гистоновым белком —Н1, содержание которого составляет примерно одну молекулу на глобулу. Образование витка соленоида дает дополнительный фактор упаковки 6. [c.52]

Иными словами, протон может находиться как у своего , так и у чужого кислорода. Водородная связь в воде характеризуется перескоками протонов между двумя эквивалентными минимумами. Нейтронография успешно применялась в исследованиях биополимеров. Что касается диффузного рассеяния пейтронов, растворами биополимеров, то оно дает результаты, существенно дополняющие получаемые при рассеянии рентгеновских лучей. Меняя долю тяжелой воды в водном растворе биологического объекта, можно варьировать суммарную амплитуду рассеяния нейтронов. При. этом выявляется избирательное рйссёяние различных функциональных групп. Удалось, в частности, исследовать природу ком 1лексообра.зования белка и ДНК в хроматине. [c.139]

Заметный прогресс в изучении структуры белков начался с конца 70-х годов текущего столетия Если до этого структуры их выводили на основании метода диффракции нейтронов, карт распределения электронных плотностей с введением в молекулы белков тяжелых атомов, то в последующие годы были развиты методы синхронной радиации, методы с использованием компьютерной техники, что сослужило огромнзто службу кристаллографии данных биополимеров В этой связи статичный метена, рентгеноструктурного анализа одиночного кристалла способен дать ди-намичнзгю информацию На основании указанных методов показано, например, что фермент лизоцим имеет оболочку из 33—35 прочно связанных молекул воды и менее упорядоченную область из 95—105 молекул воды, соединенных с белком лишь одной водородной связью Около 60—80% остальной воды распределено в промежутках между кристаллами и не влияет на электронную плотность белка [c.71]

Химические исследования, проведенные в последние 20 лет, показали, что пространственные структуры белков необычайно сложны, а формы их молекул имеют решающее значение для осуществления каждым белком его специфической биологической функции. Полипептидная цепь, состоящая из сотен связанных друг с другом аминокислот, принимает такую пространственную форму (называемую конформацией), которая определяется его аминокислотной последовательностью. Например, молекула коллагена — белка, придающего прочность коже и костям, — имеет форму стержня. Антитела представляют собой молекулы -образной формы с выемками, которые служат для распознавания чужеродных веществ и запуска реакций, обеспечивающих их эффективное обезвреживание. Ценная информация об их архитектуре была получена в рентгеноструктурных исследованиях. Молекулы ферментов имеют щели, называемые активными центрами , в которых связывание реагентов осуществляется таким образом, что становится возможным образование новых химических связей между ними. Таким образом, определенной биологической функции белка соответствует определенная конформация. Основные успехи в исследовании конформации белков были получены с помощью рентгеновских лучей, а также нейтронных и электронных пучков и других методов, которые позволяют нам как бы увидеть белок под увеличением в миллион раз и более. Выяснение конформаций белка показывает, как он выполняет свою биологргаескую функцию. [c.173]

Потенциальные преимущества нейтронов при изучении биологических веществ было очевидно в течение многих лет, но только относительно недавно здесь был достигнут большой практический успех [92, с. 36]. При изучении продуктов природного происхождения возможность фиксировать положения атомов водорода имеет существенное значение. Однако огромные размеры молекул природных соединений снижают точность рентгенографического метода настолько, что часто с его помощью нельзя отличить атомы азота от атомов углерода или кислорода. Нейтронографический метод в этом отношении предоставляет большие возможности. В 1967 г. Мур, Уиллис и Ходчкин провели нейтронографическое исследование витамина В з и не только локализовали все атомы водорода, но и разрешили оставшийся открытым после рентгенографического исследования этого витамина вопрос о присутствии в нем групп СООН и СОКНа- Нейтронографический метод, способный идентифицировать атомы азота, указал на существование в этом соединении групп СОКНз, а не СООН. Следует еще отметить, что нейтронографический анализ витамина В12 оказался относительно проще рентгенографического анализа белков. [c.251]

В нескольких статьях рассматривается пространственное расположение молекул воды вблизи макромолекул белка. Эксперименты Шенборна (12) по рассеянию нейтронов представляют собой образец тщательного кристаллографического анализа. В настоящее время производится также уточнение струк- [c.10]

Наиболее точные данные о расположении атомов в кристаллах можно непосредственно получить с помощью дифракционных методов — рентгеноструктурного анализа, нейтроцо- и электронографического методов. Эти методы основываются на измерении интенсивности пучков рентгеновских лучей, нейтронов или электронов, отраженных от различных плоскостей кристаллической решетки исследуемого вещества. Количество получаемых таким путем интенсивностей весьма велико для кристаллических структур средней сложности оно составляет несколько сотен, а для кристаллов белков достигает многих тысяч. Для получения информации о расположении атомов в кристалле на основе этих экспериментальных данных (полученных одним из методов) необходимы громоздкие и сложные вычисления. Однако широкое распространение вычислительных машин значительно облегчило труд кристаллографов и сделало возможным применение новых, более точных методов вычислений. В этой главе будут рассмотрены основные методь расчета, применяющиеся в современной кристаллографии, в том числе и программа вычислений, разработанная во Вроцлавском центре для счетной машины Эллиотт-803. [c.233]

Pt и Рс1 в периодической системе расположены под Ni и также имеют электронную конфигурацию . Подобно Ы1(П), двухвалентные ионы этих металлов вызывают ионизацию пептидных атомов водорода. Они образуют квадратно- плоскостные комплексы, в которых местами связывания металла являются депротонирован-ные пептидные атомы азота. По мере продвижения сверху вниз в группе периодической системы стабилизация кристаллического поля донорами более сильного поля увеличивается и, следовательно, повышается эффективность ионов металлов в лабилизации пептидных протонов. В присутствии Р(1(П) пептидные протоны титруются при pH 3,5 [74] по сравнению с pH 8—9 для N (0). Когда в растворе происходит смешивание [Р1С14] с пептидами, депротонирование пептидных групп осуществляется даже при еще более низких значениях pH. Это демонстрируется структурой комплекса Р1(С1у-ь-Ме1)С1-НгО, который кристаллизуется при pH 2,5 (см. формулу XXXIX [75]). Положение атомов водорода в этом комплексе установлено методом дифракции нейтронов, так что нет сомнения в том, что пептидные группы депротонированы, в то время как карбоксильная группа еще нейтральна. (Отсюда не следует, что в связывании [Р1СЦ]2- с белками всегда участвуют депротонированные пептидные группы, так как пептидные атомы азота в белках обычно менее доступны, чем в растворенных молекулах пептидов.) [c.176]

Влияние излучений высоких энергий на белки привлекает все больший интерес исследователей. Открытие Чарлзби [365] реакции сшивания полиэтилена под действием ионизирующей радиации стимулировало развитие обширной области радиационной физики и химии макромолекул. В настоящее время достоверно установлено, что радикалы, образующиеся в полимерах под действием излучения, могут рекомбинировать с образованием поперечных химических связей между соседними цепями. Однако хорошо известен также процесс деструкции полимеров под действием излучения, причем в случае уже упоминавшегося полиэтилена, нанример, сумма числа образующихся двойных связей и разорванных связей основной цепи равна числу образующихся в продукте сшивок [380]. Было показано, что действие ионизирующих излучений на белки приводит к разрушению дисульфидных [364, 371], пептидных [366] и водородных связей [367]. В монографии Бовея [362] подробно рассмотрены вопросы действия на белки рентгеновского излучения, у-лучей, электронов, нейтронов, протонов и а-частиц. В ранее опубликованном обзоре Мак-Ларена [363] рассмотрены наиболее важные достижения в этой области до 1949 г. [c.430]

Используя для образования ковалентных сшивок соединения с различной длиной молекулы, можно определить близость расположения двух данных белков. Суть метода состоит в следующем нативные субчастицы обрабатывают реагентами, образующими ковалентные сшивки, с последующим анализом белков, вошедших в состав конгломератов. (Однако возможности этого метода ограничены анализом белков.) Ковалентные сшивки белков с рРНК позволяют определить места их связывания с нуклеиновой кислотой. Другие методы, с помощью которых были получены сравнимые результаты о местоположении белков,-это использование нейтронного рассеивания субчастиц, в которых определенные белки дейтерированы, и измерение энергии переноса между флуоресцентно меченными парами рибосомных белков. [c.107]

Свойства отдельных компонентов можно измерить с помощью рассеяния нейтронов. Этот метод позволяет различить рассеяние, обусловленное ДНК, от рассеяния, обусловленного белком. Измерения показали, что белковый компонент (гистоновый октамер) имеет радиус вращения около 3,2 нм, но радиус вращения ДНК-компо-нента составляет примерно 5,2 нм. Разница в 2 нм соответствует диаметру двойной спирали ДНК. На основе этих данных было высказано предположение, что белок организован в компактное тело, вокруг которого намотана ДНК. Существуют различные модели, описываюпдие способ укладки ДНК в нуклеосоме. Наиболее общими чертами всех моделей является то, что структура должна быть симметричной и что ДНК проходит вокруг октамера дважды. На рис. 29.7 схематически изображена ДНК, лежащая в виде двух витков спирали. Из этой схемы следует, что ДНК входит и выходит из нуклеосомы в точках, близко расположенных друг к другу. Однако до сих пор не уделяется достаточно внимания вопросу о том, с помощью какой модификации в укладке можно объяснить вариации длины ДНК в нуклеосоме. [c.364]

Рис. 5-16. Трехмерная модель бактериальной рибосомы (вид с двух разных сторон). Положение многих рибосомных белков в этой структуре выявлено с помощью электронного микроскопа, позволяющего обнаружить места прикрепления специфических антител, а также но рассеянию нейтронов от рибосом, содержащих один или несколько дейтерированных белков. (По J. А. Lake, Ann. Rev. Bio hem., 54, 507-530, 1985.)

Не менее плодотворна нейтронная дифракция в изучении частично и полностью связанных молекул воды в пограничном слое и внутри белковой глобулы. Детальный анализ структуры водного окружения белка с помощью нейтронов впервые провели Б. Шенборн и Дж. Хенсон [574]. Они обнаружили значительное расхождение в наборах из 40 прочно связанных молекул воды с исследованным ими СО-мио-глобином и исследованным Т. Такано метмиоглобином методом рентгеноструктурного анализа [575]. Надежная фиксация положений атомов водорода при нейтронной дифракции делает этот метод уникальным в изучении внутренних вращений вокруг одинарных связей, особенно вращений метильных групп. Из карт нейтронной плотности трипсина следует, что, несмотря на плотную упаковку белковой макромолекулы, [c.166]

Нейтроны — незаряженные частицы. В дифракционных экспериментах длина волны нейтронного потока должна быть того же порядка, что и длины валентных связей. В рентгеноструктурном анализе обычно используют медное излучение с = 1,54 А. Нейтроны с длинами волн такого порядка испускаются при температуре -100° и называются тепловыми. Они имеют значительно более низкую энергию (0,025 эВ) по сравнению с рентгеновским излучением (10 ООО эВ) и не разрушают кристаллы белков, поэтому набор дифракционных данных для нейтронов можно получить от одного кристалла, что является несомненным достоинством метода. Недостаток метода нейтронной дифракции — малая интенсивность потока частиц. Распределение скоростей нейтронов, из которого вырезается монохроматический поток, отвечает кривой Максвелла. Интенсивность первичного потока нейтронов по крайней мере на два порядка слабее характеристического излучения рентгеновской трубки. Выше отмечалось, что способность атомов рассеивать нейтроны существенно не зависит от порядкового номера в Периодической системе элементов Менделеева. Поэтому метод изоморфного замещения с использованием тяжелых атомов бесполезен в нейтроноструктурном анализе белков. Альтернативный подход к решению фазовой проблемы еще не найден. В связи с этим для расшифровки нейт-ронограмм необходимо использовать данные рентгеноструктурного анализа. К настоящему времени с помощью метода нейтронной дифракции в комбинации с рентгеноструктурным анализом получены полные трехмерные структуры следующих пяти белков трипсина, лизоцима, миоглобина, рибонуклеазы и крамбина (разрешение 2,2 2,2 1,4 2,8 и 1,3 А соответственно ошибка в определении координат < 0,3 А) [548]. [c.167]

Биофизические методы позволяют изучать динамическую организацию биомембран, получить представления об упаковке и движении липидных молекул в природных и модельных мембранах, их взаимодействии друг с другом и молекулами белков, исследовать фазовые переходы и другие процессы. К ним относятся дифракционные методы (рентгеновская дифракция, дифракция нейтронов), резонансные методы, метод электронной микроскопии, оптические методы (круговой дихроизм, дисперсил оптического вращения, абсорбционная спектроскопия, люминесценция, метод флуоресцентных зондов), метод дифференциальной сканирующей микрокалориметрии, метод моделирования и получения искусственных мембран и др. [c.203]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология