Поли глутаминовая кислота, оптическое вращение

Рис. 188. Переход от а-спирали к беспорядочному статистическому клубку а — предельные конформации прн переходе (/ —идеальная спираль / — одно из промежуточных состояний, 3 — статистический клубок) б — измеиение величины оптического вращения [а] при переходе (поли- .-глутаминовая кислота)

В тех случаях, когда полимер обладает оптической деятельностью, часто пользуются в таких исследованиях еще методом дисперсии оптического вращения (ДОВ) , основанном на изучении с помощью спектрополяриметров зависимости величины удельного или молекулярного вращения [а], от длины волны (А) падающего света. При зтом эталоном сравнения служат такие полипептиды, как поли-1-глутаминовая кислота или ее у-бензильное производное [c.423]

Интересные дополнительные сведения о равновесиях реакций мегкду полиэлектролитами и о структурных изменениях комплексов в процессе реакций получены при исследовании конформационных превращений макромолекул при образовании полиэлектролитных солевых комплексов. Эти исследования проведены в основном использованием реакций синтетических и модельных нолиэлектролитов, для которых в настоящее время имеется ряд методов, позволяющих идентифицировать конформации макромолекул в растворе. Существенное изменение конформации макромолекулярных компонентов при образовании полиэлектролитных комплексов было обнаружено в работах Хаммеса и др. при исследовании реакции между противоположно заряженными полипептидами — поли-1/-глутами-новой и поли-Ь-аспаргиновой кислотами и полиоснованиями — поли- -лизином и поли- -орнитином. Методами дисперсии оптического вращения и циркулярного дихроизма было показано, что реакция между поли-//-лизином и поли-//-глутаминовой кислотой при pH = 4 и 7 (в воде и в смеси воды и метанола) приводит к конформации р-структуры полипептидов, хотя поли-Ь-лизин при этих значениях pH находится в конформации статистического клубка, а поли-Ь-глутаминовая кислота имеет конформацию клубка при pH = 7 и конформацию а-спирали при pH = 4. Образование полиэлектролитных комплексов поли-/у-аспаргиновая кислота — по-ли- -лизин и поли- -аспаргиновая кислота — поли- у-орнитин при pH = 7 сопровождается спирализацией полипептидных цепочек, в то время как индивидуальные компоненты в тех же условиях обладают конформацией клубка. [c.24]

Удалось показать, что кривые дисперсии оптического вращения а-спиральных полипептидов дают эффект Коттона в области от 233 до 198 ммк (рис. 21), причем амплитуда волны связана с количеством а-спиральных участков в молекуле. Была измерена величина этого эффекта для 28 природных белков главным образом ферментов, и обнаружено, что двадцать из них дают эффект Коттона аналогично поли- -глутаминовой кислоте, которую при pH 4,35 можно считать полностью а-спиральным полипептидом. [c.149]

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]

Рис. 43. Данные по оптическому вращению поли-Ь-глутаминовой кислоты в спиральной форме и в форме хаотического клубкаиз.

МНОГО примеров чему можно найти в литературе. Иллюстрацией может служить рис. 53, на котором изображена зависимость оптического вращения раствора поли-Ь-глутаминовой кислоты (0,5%-ный раствор, pH 7) от длины волны. Вращение измеряли, помещая в прибор ячейку с образцом полиглутами-новой кислоты и ячейку с -крезолом обе ячейки располагались последовательно одна за другой. Концентрацию -крезола подбирали так, чтобы получить суммарное поглощение А, обусловленное хромофором п-крезола и фоном полипептида при длине волны 276 мц, указанное на каждой приведенной на рисунке кривой. Кривая ДОВ для Апъ == 2 почти точно совпадает с кривой для полипептида в отсутствие п-крезола (поэтому ее не видно на рисунке). Поскольку оптически неактивный -крезол отделен от полипептида, наблюдаемое аномальное поведение исследуемой системы следует объяснить наличием артефактов. Артефакты обусловлены главным образом уменьшением интенсивности света при выбранной длине волны и прохождением паразитного света, который вызывает ненормальное оптическое вращение. Таким образом, чем выше поглощение, будь оно обусловлено растворителем или раствором, тем ярче выражены артефакты. [c.97]

Были предприняты более или менее успешные попытки оценить силы вращения и положения оптически активных переходов а-спиралей в далекой ультрафиолетовой области спектра. Ямаока [41] попытался представить ДОВ поли-а-ь-глутаминовой кислоты (ПГК) (натриевая соль, pH, 4,3) в далекой ультрафиолетовой области спектра уравнением Натансона и пришел к заключению, что в области 185—250 ммк имеется третий эффект Коттона (возможно, отрицательный), но не смог оценить его величину. Хольцварт [42[ показал, что объяснение поглощения и КД а-спиралей в далекой ультрафиолетовой области возможно лишь в предположении о присутствии трех оптически активных переходов (при 190, 206 и 222 ммк) в области спектра 190— 250 ммк. Это объяснение основывалось на его данных 1962 г. [20] и на некоторых предположениях относительно степени пропорциональности между кривыми поглощения и КД. Так как данные по КД в области спектра 190— 250 ммк имеют неопределенность порядка 10—20% и расчеты не были оптимальными. оцененные значения параметров могут содержать довольно большие ошибки. Представленные ниже расчеты, а также последние данные по КД 143, 44] (которые дают лучшее разрешение, чем данные 1962 г.) подтверждают присутствие трех оптически активных переходов. [c.240]

На рис. 20.5 представлены графики зависимости оптического вращения при 589 нм, характеристической вязкости и степени ионизации поли-Ь-глутаминовой кислоты от pH в смеси воды с диоксаном (диоксан способствует растворению незаряженных полипептидов). При увеличении pH в узком его диапазоне оптическое щзашение и характеристическая вязкость резко меняются. Подобные изменения полностью согласуются с переходом от упорядоченной спиральной стержнеобразной структуры при низких pH к статистическому клубку при высоких pH. Напомним, что большая характеристическая вязкость свойственна молекулам с высокой молекулярной массой, имеющим форму палочки, в то время как клубкообразные молекулы с той же массой обладают значительно меньшей вязкостью (см. гл. 19). (Небольшое увеличение характеристической вязкости после резкого ее падения связано с увеличением степени ионизации повышение плотности заряда приводит к выпрямлению цепи в клубке и соответственно к большему трению между полимером и растворителем.) Степень ионизации постоянно растет с увеличением pH, но до тех пор, пока не ионизируется приблизительно 40% карбоксильных групп, заметных изменений в конформации полимера не происходит. Степень ионизации 50% достигается примерно при pH 5,8, что превышает значение рК карбоксильных групп в воде. Отчасти это обусловлено присутствием диоксана, электростатическими эффектами, затрудняющими отщепление протона от цепи, которая несет отрицательные заряды, и тем преимуществом, которое имеют незаряженные остатки при встраивании в спираль. [c.184]