Белки удельное вращение

Для белков удельное вращение всегда отрицательно и колеблется для различных белков от —30 до —60°. В растворах желатины удельное вращение изменяется в процессе застудневания это явление называется мутаротацией. Величина оптического вращения в значительной степени зависит от pH, состава и конфигурации полипептидной цепи, и в настоящее время измерениями удельного вращения широко пользуются для изучения процесса денатурации в полипептидах и белках. [c.362]

Преломление, обусловленное молекулами органических соединений, представляет собой сумму преломлений их атомов. Это верно и в отношении белков. К сожалению, однако, это обстоятельство не может быть использовано для изучения структуры белков, так как содержание углерода, азота, водорода и кислорода в различных белках почти одинаково. Кроме того, число отдельных атомов в молекуле белка настолько велико, что участие одного атома или группировки атомов в общем преломлении молекулы ничтожно мало. Те же соображения относятся и к способности белков вращать поляризованный луч света [108, 109]. Поскольку все аминокислоты, за исключением глицина, являются оптически активными соединениями и асимметрические атомы углерода аминокислот остаются асимметрическими и в пептидной цепи, полипептиды и белки представляют собой оптически активные соединения. Знак и величина удельного вращения белка зависят от числа аминокислот в белке и от их строения. Общая величина, получающаяся в результате взаимодействия сотен молекул аминокислот, не позволяет поэтому сделать какие-либо выводы относительно расположения аминокислот и относительно других деталей, касающихся внутренней структуры белка. Удельное вращение белков достигает минимума в их изоэлектрической точке. Оно колеблется между —30 и —70° [109]. Значительно большие величины, вплоть до —313°, были обнаружены в желатиновых гелях [110]. [c.139]

Чувствительным методом исследования конфигурации белков и полипептидов в нативном и денатурированном состоянии является метод, основанный на изменении зависимости величины удельного вращения от длины волны света — дисперсии оптического вращения. [c.362]

Для каждого белка характерна определенная степень спирализации его полипептидной цепи. Степень спирализации устанавливают путем измерения удельного вращения плоскости поляризованного света. Изменение [c.60]

Таблица 5-2. Удельное вращение некоторых аминокислот, вьщеленных из белков Все эти аминокислоты имеют Ь-конфигура-цию, но одни из них правовращающие, а другие-левовращающие.

Свойства. Белый кристаллический порошок. Очень легко растворим в воде и этиловом спирте, практически не растворим в диэтиловом эфире, ацетоне, этилацетате, бензоле, сероуглероде и четыреххлористом углероде. Удельное вращение [а]д =-1-9,7° (с — 1,3, НгО). Чувствителен к воздействию окислителей. Водные растворы на воздухе легко окисляются в цистин. Неустойчив также в щелочной среде, разлагается на HjS, NH3 и пировиноградную кислоту. Незаменимая аминокислота, входящая в состав многих пептидов и всех белков, особенно много -цистеина в кератине. В организме образуется из метионина. [c.444]

Если остатки цистеина составляют даже 10% белка, то при образовании всех возможных дисульфидных связей изменение удельного вращения в белке будет равно всего —3,7°, что едва ли будет сколько-нибудь заметно на фоне гораздо более значительных эффектов, сопровождающих обычные изменения в ходе процесса свертывания цепей (см. разд. 4 гл. XVI). [c.19]

Удельное вращение белков з [c.367]

Рис. 7.25. Зависимость удельного вращения белков от длины волны.

В своих исследованиях Доти и Янг определили интервалы, в которые попадает удельное вращение полипептидов. У полностью денатурированных белков значения [а] должны быть порядка —110°, тогда как в случае чисто спиральных систем они должны быть равны приблизительно +5°. [c.438]

Вращение плоскости поляризации. Полимеры, образованные из оптически активных мономеров с преобладанием одного из антиподов (например, белки построенные исключительно из Ь-амино-кислот, полисахариды—из / -углеводов и др.), изменяют направление плоскости поляризации при прохождении через них поляризованного света. Измерения вращения плоскости поляризации производят в специальных приборах—п о л я р и м е т р а X. Если при прохождении через слой раствора I при концентрации растворенного вещества с иа 1 г раствора поляризованный падающий луч поворачивается на угол а, то удельное. вращение [а] растворенного вещества равно [c.203]

При расчете удельного вращении белков [юд номерами 1—10 были иснользованы значения параметров ао и Ьо из уравнения Моффита, приведенные в работе [7]. Для белков под номерами 11 — 14 были использованы значения удельного вран ения, приведенные в работе [31]. муравьиная кис- [c.229]

При анализе оптической активности веществ, в том числе белков и полипептидов, наиболее удобной величиной является молярное вращение связанное с удельным вращением следующим уравнением [c.214]

Растворы всех белков способны вращать плоскость поляризации света, проходящего через них. Это происходит, в частности, вследствие присутствия в молекулах белков остатков оптически активных аминокислот. В то же время изучение даже сравнительно простых молекул показывает, что знак и величина оптического вращения зависят не только от природы атомов и групп, связанных с асимметрическими атомами углерода, но и от взаимного расположения асимметрических углеродных атомов. Отсюда следует, что изменение в структуре или конформации белковых молекул может отражаться на величине его удельного вращения. [c.201]

У.9.63. Определить среднее значение молекулярной массы неочищенного яичного белка по экспериментальным данным Сведберга частота вращения центрифуги п = 11 ООО об/мин Т = 293 К плотность растворителя ро = = 1,007-10 кг/м удельный объем и=-0,741 10" м кг расстояния от оси вращения центрифуги и соответствующие им концентрации следующие [c.133]

Стереохимия аминокислот. Важнейшим свойством аминокислот, освобождающихся в процессе гидролиза природных белков в условиях, исключающих рацемизацию, является их оптическая активность. Будучи растворенными в воде (или в НС1), они способны вращать плоскость поляризованного луча (исключение составляет глицин). Это свойство связано с наличием в молекуле всех природных аминокислот (за ислючением глицина) в а-положении асимметрического атома углерода (т. е. атома углерода, все четыре валентные связи которого заняты различными заместителями). Величины удельного вращения вправо или влево являются количественной характеристикой оптической активности, и для большинства аминокислот составляет от 10 до 30°. Примерно половина аминокислот белков оказалась правовращающей, их обозначают знаком + (Ала, Иле, Глу, Лиз и др.), а чуть меньше половины-левовращающей (Фен, Три, Лей и др.), их обозначают знаком - . Все эти аминокислоты принадлежат к Ь-ряду, а величина и знак оптического вращения зависят от природы радикалов аминокислот и значения pH раствора, в котором измеряют оптическое вращение. [c.39]

Скорость накопления коллагеноподобных у хастков в водных расворах желатины существенно зависит от концентрации белка. Однако предельные величины удельного вращения при определенной температуре не зависят от исходной концентрации белка в растворе для мало концентрированных систем (до 10% белка) (рис. 1). [c.67]

Результаты воздействия ультразвука на тропоколлагеновые молекулы в растворе приведены в табл, 50, из которой следует, что значения углов удельного вращения плоскости поляризации существенно не изменяются образованные фрагменты сохраняют нативную спиральную конфигурацию, характерную для исходного белка. [c.257]

Дисперсия оптического вращения.В нативном состоянии многие белки вращают плоскость поляризации влево, причем величина удельного вращения нативных белков [а]п варьирует в преде--лах от —80 де—30°-.--(Определение удельного ращ 1шя и др у. гих величин см. в разд. 2 гл. I.) При действии на нативный белок денатурирующими агентами (мочевиной, солями гуаниди- [c.286]

Оптическую активность денатурированного белка можно отнести за счет его структурных единиц, а именно L-аминокислот. Среднее удельное вращение L-аминокислоты равно примерно —100°, т. е. равно среднему удельному вращению денатурированного белка. В нативных белках существует, по-видимому, какая-то особенность структуры, обусловливающая меньщее значение отрицательного вращения. Исходя из модели макромолекулы, построенной из одинаковых (в отношении конфигурации) асимметричных остатков и имеющей спиральную конформацию, можно оценить, какой вклад в величину ее оптического вращения вносят асимметричные мономеры и какой — спиральная структура (точнее — избыток правых или левых спиралей). [c.287]

Остальные 20 не способны обмениваться вплоть до температуры плавления вторичной структуры — вблизи 60°. На рис. 12 нанесены кривые плавления спиралей рибонуклеазы как в обычной, так и в тяжелой воде, когда происходит разрыв связей между СО—NH -группами. Для исследования процесса распада о-спиральной структуры белков и полипептидов в данном эксперименте, как и во многих других, было использовано измерение удельного вращения плоскости поляризации света (при D-ли-нии натрия, Я, = 589 Ш л), или так называемой оптической активности [alo- Оптическая активность измеряется при серии температур, когда наблюдается резкий переход. Напомним, что аминокислоты, (кроме глицина), содержат асимметрический а-атом углерода и вращают плоскость поляризации света. Величина оптического вращения полимера состоит из алгебраической суммы двух величин из отрицательной величины, представляющей собой вклад всех асимметрических атомов углерода и из положительной величины, являющейся вкладом а-спи-ральной структуры как це- [c.50]

Гликоген, (СвНюОб)п— животный крахмал, представитель полисахаридов, играющий роль депо питательных вэществ и запасного углевода животных тканей. Содержится в основном в печени около 10%) и мышцах (около 2%). В незначительных количествах найден в грибах, дрожжах и др. Мол. масса составляет от 400 тыс. до 4 млн. В организме находится в комплексе с белками. Гликоген в чистом виде — белый аморфный порошок, легко растворяется в горячей воде, образуя коллоидный раствор. С иодом дает желто-красную окраску. Раствор гликогена вращает плоскость поляризации вправо с углом удельного вращения - -196°. При гидролизе кислотами гликоген превращается в О-глюкозу. [c.175]

Оптическая активность белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот обусловлена их оптически активными компонентами — аминокислотами и сахарами, а также асимметрией их вторичной структуры, имеющей форму право- или левовинтовых спиралей. Денатурированный белок имеет конформацию беспорядочного клубка и поэтому дает оптическое вращение, отличное от того, которое дает соответствующий нативный белок, содержащий спиральные участки. Оптическое вращение растворов амилопектина, имеющего в основном неспиральное строение, отличается от оптического вращения свежеприготовленной спиральной амилозы, если проводить сравнение в пересчете на один и тот же вес глюкозы. Изменения во вторичной структуре макромолекул удается регистрировать путем измерения удельного вращения не только по всему спектру, но и при одной длине волны. Уже с давних пор известно, что белок по мере денатурации приобретает все более и более отрицательное удельное вращение. Величины [а]п для полностью денатурированных белков и беспорядочно свернутых полипептидов лелсат в интервале от —90 до —125°, тогда как удельное вращение белков в нативном состоянии составляет - -100° и больше. Изменения конформации белков, обусловленные изменением pH, также отражаются на величине удельного вращения. Все эти свойства белковых растворов известны по наблюдениям их удельного вращения при одной длине волны — как правило, при длине волны D-линии натрия. [c.435]

По мере изменения длины волны с помощью вставленного в поляриметр монохроматора происходит изменение величины удельного вращения. Если длпна волны приближается к полосе поглощения исследуемого вещества — в случае белков это соответствует 225 нм, — то можно наблюдать разительное увеличение или уменьшение величины оптического вращения, причем по мере прохождения полосы поглощения знак вращения меняется на противоположный. В этом сосюит так называемый эффект Коттона, иллюстрацией которого служит график, приведенный на рис. 7.25. [c.435]

Однако соотношение между ДОВ и конформацией цепи оказывается не столь простым, как можно было бы надеяться. Известно, например, что многие белки, которые по данным рентгеноструктурного анализа обладают спиральной конформацией, тем не менее подчиняются одночленному уравнению Друде. Кроме того, работа Ханлона и Клотца [44] породила серьезные сомнения в том, что изменение ДОВ при замене растворителя целиком обусловлено конформационными изменениями полипептида. Хэнфорд обратил внимание на то, что раскручивание спиральной полипептидной цепи в воде сопровождается переходом боковых групп из гидрофобного окружения, в котором они находились внутри спирали, в полярное окружение растворителя. Именно такого рода эффект дает сама по себе замена растворителя, приводящая к изменению удельного вращения каждой асимметричной группировки [45—47]. [c.441]

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]

На основании сделанных выше выводов можно предложить четыре метода оценки спиральности белков [8, 32, 37 1. (Два других метода будут описаны в разделе Г-5 они основаны на измерении эффекта Коттона в ультрафиолетовой области.) Метод [а]>. основан на линейной зависимости 1аот степени спиральности (рис. 56) и является прямым методом. Он применим, если можно определить предельные значения [и] для соответствующих конформаций идеальной спирали и статистического клубка. При длине волны В-линии натрия они составляют для водных растворов поли-Ь-глутаминовой кислоты приблизительно - -5 и —110° аналогичные предельные значения можно определить и для других длин волн. Метод Я,, может быть иллюстрирован данными, приведенными на рис. 56 [8 . Поскольку состав растворителя может влиять как на [а я, так и на Я,,, эти два метода применимы только тогда, когда среды, в которых существуют соответствующие конформации, очень близки по составу это требование обычно выполняется в случае водных растворов. Но даже при этом остается еще много факторов, усложняющих и нарушающих нормальную картину, например при изменении ионной силы может резко измениться удельное вращение способных к ионизации полипептидов в конформации статистического клубка, в то время как Яс остается неизменным (Янг, неопубликованные данные). Подобным образом, хотя большинство глобулярных белков укладывается на шкалу Яс, показанную на рис. 56, для некоторых белков не наблюдается заметного изменения Яс, а для других наблюдается фактически увеличение Яс при денатурации 139). Очевидно, что такие усложнения ограничивают применимость описанных выше двух методов. [c.109]

Все выделенные из белков аминокислоты, за исключением гликоколла, оптически активны удельное вращение их различно. Температуры плавления аминокислот вообще высоки, чаще от 200 до 300° (плавятся с разложением). При нагревании до температуры плавления они обычно разлагаются с выделениемСОд. В отличие от аминокислот, их эфиры могут быть подвергнуты перегонке, и при уменьшенном давлении они перегоняются довольно хорошо. Многие из свободных аминокислот имеют сладкий вкус. [c.299]

Как и для других кислых полисахаридов соединительной ткани, для гиалуроновой кислоты не существует специфических методов определения и для окончательной идентификации этих продуктов их необходимо выделить и определить удельное вращение и составляющие. Чистая гиалуроновая кислота не содержит серы. Предварительная идентификация основывается на образовании мутной суспензии в присутствии белка при pH 4,2, но эта проба требует, чтобы гиалуроновая кислота была частично расщеплена [5, 11J. Высокая вязкость большинства препаратов гиалуроновой кислоты, миграция в электрическом поле, изменения в цвете толуи-динового голубого (метахромазия), реакция с алцианом голубым и чувствительность к гиалуронидазе используются для предварительной идентификации, но ни один из этих методов не достаточен для окончательной идентификации. Для отделения от других кислых полисахаридов в микромасштабе используют осаждение в виде цетилпиридиниевых солей. Количественное определение основано на определении п-глюкозамина (см. стр. 48) и в-глюкуроновой кислоты [12]. [c.369]

Удельное оптическое вращение белков всегда отрицательно и для глобулярных белков лежит в области от —30 до —50°. Например, удельное вращение [а]п растворов овальбуыина с pH 3,5 до 11 равно приблизительно —30°, хотя эффективный заряд молекулы изменяется при этих pH от - -20 до —30. Следовательно, ионизация молекулы мало или совсем не влияет на ее удельное вращение. Однако при более высоких или более низких pH значение удельного вращения становится более отрицательным. Напри.мер, при pH 13 [а] в равно около —60°. Аналогично в 8 М растворе мочевины [а]п=—85°. Такое же увеличение отрицательного удельного вращения белков наблюдается и при повышении температуры. Если возрастание отрицательного вращения белков не сопровождается разрывом пептидных связей, оно всегда свидетельствует об изменении конформации белка, в основе которого лежат изменения в его вторичной и третичной структурах. [c.201]

У.9.64. По данным Сведберга, седиментационное равновесие в растворе белка установилось через 48 ч при частоте вращения центрифуги = 6900 об/мин. Температура Т = 291К, удельный объем о = 0,745-10 м /кг плотность растворителя ро = 1,008 Ю кг/м . Определить среднюю молекулярную массу белка по следующим значениям расстояний Н от оси вращения центрифуги и соответствующим им значениям концентрации [c.133]

Как известно, все аминокислоты, за исключением глицина, имеют асимметрический атом углерода в а-положении. Все они относятся к /-аминокислотам и обладают одними и теми же заместителями у а-углерода группами —NH2 и —СООН и боковой цепью, характерной для каждой аминокислоты. Долгое время полагали, что оптическое вращение полипептидов и белков является аддитивным свойством и зависит исмючительно от доли, вносимой каждым аминокислотным остатком в отдельности. Однако значительный рост левого вращения белков при денатурации (от —50 до —100°) и при застудневании желатины приводит к выводу, что эти изменения связаны с конформационными изменениями полипептидной цепи. При исследовании эмпирическую величину удельного оптического вращения [а] заменяют на величину эффективного вращения цепи [т [c.362]

Проведение кинетических измерений показателя преломления контрольного раствора белка и водного раствора белка после добавления к нему избытка углеводорода (рис. 3) позволяет вполне удовлетворительно определять показатель преломления насыщенной углеводородом системы и по уравнениям (6) и (9) рассчитать растворимости углеводорода в растворе белка. Специальными исследованиями показано, что солюбилизация углеводородов в растворах белков обратима. Ниже приведены результаты измерений показателя преломления (пд), удельной вязкости (т]) и удельного оптического вращения (— [а]54в) исходных растворов альбумина (1) и после десолюбилизации (2) (бензол удалялся из системы при понижении упругости пара бензола над раствором) [c.22]

Рие. 6. Зависимость удельного оптического вращения растворов янчного альбумина до ) п после 2) солюбилизации бензола от pH среды при разных У1онцентрациях белка [c.25]

Сравнение данных по измерению удельного оптического вращения и дисперсии оптического вращения глобулярных белков в водных растворах и растворах, насыщенных углеводородом, позволило сделать вывод, что солюбилизированный углеводород практически не изменяет содержания спиральных структур в глобулах белков. Влияние солюбилизации углеводорода на устойчивость глобулярных белков к тепловой денатурации изучалось на примере яичного альбумина при pH 7,2, химотрипсина при pH 4,25 и 7-глобулина при pH 9,2 — по изменению удельного оптического вращения. Тепловая денатурация у-глобулина при pH 9,2 оценивалась также спектрофотометрически, а тепловая денатурация трипсина при pH 3,75 — по снижению ферментативной активности. [c.30]

Влияние солюбилизации бензола на тепловую денатурацию химотрипсина изучалось также по изменению удельного оптического вращения во времени при 60° С (рис. 10, б). Скорость денатурации химотрипсина при 60° С в отсутствие бензола значительно больше скорости денатурации а-химотрипсипа, насыщенного бензолом. Скорость денатурации чистого а-химотрипсина, измеряемая по изменению удельного оптического вращения, составляет 0,05—0,07 град/ мин, тогда как с бензолом — 0,01 граЫмин. Эти результаты также показывают, что вследствие солюбилизации углеводорода глобулы белков приобретают дополнительную устойчивость к тепловой денатурации. [c.30]

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]

В работах [218, 219] изучалась зависимость удельного оптического вращения казеина от pH. Согласно данным авторов, кривая зависимости [alo от pH для казеина подобна кривым для сывороточного и яичного альбумина, лицетина и других белков. Авторы [218] исследовали также температурную зависимость удельного оптического вращения нефракционированного казеина. Исследования проводились в интервале температур от 20 до G0" С. Оказалось, что удельное оптическое вращение не зависит от температуры. Однако в более поздних работах содержатся указания на то, что оптическая активность казеина и его а- и -фракций зависит от температуры [220]. В этой работе на основании измерения дисперсии оптического вращения при двух разных температурах [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология