Белки, анализ электрофорез

Последние годы ознаменовались огромными успехами в изучении строения и функций важнейших биологически активных полимеров. Благодаря развитию новых методов разделения н очистки веществ (различные методы хроматографии, электрофореза, фракционирования с использованием молекулярных сит) и дальнейшему развитию методов рентгеноструктурного анализа и других физико-химических методов исследования органических соединений стало возможным определение строения сложнейших природных высокомолекулярных соединений. Изучено строение ряда белков (работы Фишера, Сейджера, Стейна и Мура). Установлен принцип строения нуклеиновых кислот (работы Левина, Тодда, Чаргаффа, Дотти, Уотсона, Крика, Белозерского) и экспериментально доказана их определяющая роль в синтезе белка и передаче наследственных признаков организма. Определена последовательность нуклеотидов для нескольких рибонуклеиновых кислот. Широкое развитие получили работы по изучению строения смешанных биополимеров, содержащих одновременно полисахаридную и белковую или липидную части и выполняющих очень ответственные функции в организме. [c.53]

Разделение белков методом электрофореза на бумаге. В последнее время при исследовании белков, кроме фракционирования высаливанием, широко начали применять электрофоретическое разделение белкового комплекса, а также количественное определение отдельных фракций белков. Нередко электрофорез объединяют с хроматографией. В настоящее время есть множество приемов электрофоретического и хроматографического анализа белковых веществ, в связи с чем разработано много различных аппаратов для электрофоретического разделения белков. [c.44]

Поскольку разные ионы обладают разной подвижностью, на основе электрофореза возможно разделение веществ, молекулы которых могут быть заряжены. К их числу относятся важнейшие биополимеры— белки и нуклеиновые кислоты. Белки содержат, как правило, много NH2- и других групп, способных присоединять протоны и тем самым заряжаться положительно. Они содержат также много карбоксильных групп (СООН), которые, ионизуясь, дают отрицательно заряженные ионы СОО . Степень протонирования и степень ионизации отдельных групп, а следовательно, и заряд белковой молекулы зависят от pH среды. В кислой среде белки заряжены положительно, в щелочной — отрицательно. Нуклеиновые кислоты содержат остатки фосфорной кислоты, которые уже в слабо кислой, а тем более в нейтральной и щелочной средах ионизированы, т. е. несут отрицательный заряд, в связи с чем нуклеиновые кислоты находятся в растворе в виде полианионов. Поэтому электрофорез является важнейшим методом препаративного разделения и анализа смесей белков и смесей нуклеиновых кислот. [c.330]

Второй раздел практикума ставит своей целью познакомить студентов с особенностями выделения, фракционирования, идентификации и количественного определения различных природных азотсодержащих < оединений. белков, пептидов, аминокислот, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и пр Предлагаемые экспериментальные работы включают аиболее широко используемые в лабораторной практике современные методы разделения и анализа этих соединений различные виды электрофореза, хроматографии, спектрофотометрии, колориметрии и др. Работа проводится как на готовых коммерческих препаратах высоко- и низкомолекулярных азотсодержащих соединений, так и на препаратах, выделяемых студентами из различных тканей лабораторных животных. [c.79]

Разделение смесей аминокислот и пептидов имеет исключительно важное значение при анализе аминокислотной последовательности белков. Зональный электрофорез, вообще говоря, не позволяет за один прием разделять сложные смеси из 10—20 авш-нокислот. В таких случаях предварительно проводят разделение [c.104]

Важнейшей областью применения электрофореза является анализ биоколлоидов, например анализ смесей белков в клиническом анализе. Белки, как амфотерные полиэлектролиты, обладают собственными зарядами, зависящим от pH среды. Регулируя значение pH, можно в широких пределах менять их подвижность и даже изменить направление движения в процессе электрофореза. Для каждого белка при определенном значении pH общее число положительных зарядов равно общему числу отрицательных зарядов. Эта иэоэлектрическая точка, при которой отсутствует движение частиц, является характерной величиной для определенного белка. Растворимость белка в этой точке минимальна. Подбирая соответствующие буферные растворы для установления определенной скорости движения и растворимости веществ, можно приспособить процессы электрофореза для решения разных проблем разделения веществ. Таким образом, электрофорез превосходит метод бумажной хроматографии. Кроме того, при помощи электрофореза, особенно при высоком напряжении, можно проводить разделение неионогенных веществ (например, сахар в виде боратного комплекса) [791. Методом электрофореза можно также определять изоэлектрические точки амфотерных веществ или заряды коллоидных частиц (по направлению движения). [c.387]

На рис. 18 приведен другой пример Двумерного анализа. Электрофорезом или электрофокусированием в геле белки [c.339]

Из предыдущего рассмотрения ясно, что точного уравнения, связывающего электрофоретическую подвижность с молекулярными параметрами, не имеется. В пределах приближения, вытекающего из игнорирования всех членов, кроме первого, в правой части феноменологического уравнения [уравнение (24-4)], и не отличающегося от того, которое было сделано при анализе данных по седиментации и диффузии высокомолекулярных электролитов в солевых растворах, могут быть сделаны два определенных утверждения. а) Подвижность и всегда прямопропорциональна заряду 2-макроиона. б) Подвижность всегда обратно пропорциональна коэффициенту трения, как показывают уравнения (24-6), (24-7) и (24-8), которые все применимы только к сферическим ионам (поскольку в знаменателе стоит выражение бяг] ). Это делает электрофорез могучим средством полуколичественного анализа, которое имеет огромное значение в химии белков. Многие приложения такого подхода являются по своей природе аналитическими и выпадают из плана настоящей книги, но другие, дающие полезную информацию относительно молекулярных свойств, будут здесь кратко описаны. Обсуждение ограничено данными по растворимым белкам, потому что основная масса работ в этой области выполнена на белках. (Пример электрофореза синтетического полиэлектролита будет приведен в разделе 27.) [c.479]

Двумерное разделение пептидов, наиример гидролизатов белков, на целлюлозных н силикагелевых пластинках, где в одном (чаш е первом) направлении используется электрофорез в тонком слое (ТСЭ) при кислом pH буфера, а во втором — распределительная ТСХ. Оно применяется как для целей идентификации и сопоставления родственных белков (например, для выявления мутационных или патологических изменений), так и в качестве препаративного метода для последуюш,его анализа аминокислотной последовательности в пептидах. [c.460]

Ионообменная ТСХ гидрофильных белков вполне возможна, но ее практически оттеснил более совершенный метод электрофореза в полиакриламидном геле и пленках ацетилцеллюлозы (последний метод нашел себе применение для клинических анализов физиологических жидкостей). [c.490]

А. Тизелиус разработал метод изучения электрофоретической подвижности белков. От прибора, предназначенного для изучения лиозолей (см. рис. 34, а), прибор Тизелиуса отличается некоторыми конструктивными особенностями. Наиболее существенное из них — применение разъемных кювет прямоугольного сечения. Этим достигается возможность наблюдения за движением неокрашенных в видимой области белков с помощью специальных оптических систем. Концентрация белков на различных участках прямоугольной ячейки регистрируется по изменению показателя преломления. Изучение градиента показателя преломления при электрофорезе дает возможность проводить качественный анализ смеси белков и их препаративное разделение по различию электрофоретической подвижности. Этот метод назван свободным электрофорезом. [c.216]

Авторы исследовали гемоглобин людей, в крови которых обнаруживались серповидные эритроциты, гемоглобин больных серповидноклеточной анемией и гемоглобин здоровых людей В работе использовали самый совершенный в то время метод анализа белков - зональный электрофорез по Тизелиусу (рис 4 33) Пики на рисунке [c.71]

Рис. 4-50. Анализ образнов белка методом электрофореза в ДСП-полиакриламидном геле. Па фотографии показан гель, использованный для выявления белков, присутствующих на последующих стадиях очистки фермента. Самая левая дорожка (дорожка 1) содержит сложную смесь белков исходного клеточного экстракта, каждая из последующих дорожек содержит белки, полученные после хроматографического фракционирования белковых образцов, анализированных на предыдущей дорожке (см. рис. 4-47). В лунку каждой дорожки на гель наносили одинаковое количество белка (10 мкг). Отдельные белки в норме проявляются в виде узких окрашенных полос полосы расширяются, если в них присутствует слишком много белка. (С любезного разрешения Tim

Электрофорез по методу подвижной границы нашел широкое применение преимущественно при исследовании белков. Многочисленные данные, имеющие основополагающее значение, были получены при определении свойств отдельных белков, анализе белковых смесей, оценке гетерогенности препаратов различных белков, изучении взаимодействий между белками и низкомолекулярными веществами, а также взаимодействий белков между собой. Однако в настоящее время ввиду доступности более удобных методик электрофорез по методу подвижной границы стал применяться значительно реже. [c.21]

Коллективная монография, написанная ведущими специалистами, работавшими в Базельском институте иммунологии (Швейцария), посвящена методам иммунохимии и клеточной иммунологии. Авторы имеют большой опыт в этой области, что определяет основные достоинства книги — удачный подбор методов и исчерпывающее, но вместе с тем краткое описание каждого из них. Рассмотрены определение активности антител, их анализ методом пептидных карт, исследование белков методами электрофореза, изоэлектрофокусирования и изотахофореза, методы иммунофлуоресценции, культивирования лимфоцитов, изотопные и другие методы. [c.4]

Анализ вирусных РНК и белков методом электрофореза в полиакриламидном геле [c.152]

В последние годы большая потребность в новых методах разделения способствовала появлению целого потока сообш,енип о поведении белков, пептидов и аминокислот при электрофорезе в стабилизирующих средах. При разделениях методом подвижной границы получают лишь частичное разделение компонентов при этом приходится применять меры против конвекции, чтобы стабилизировать границы и облегчить последующее разделение обнаруженных компонентов. В течение ряда лет внимание исследователей было приковано главным образом к разделению белков методом электрофореза на бумаге. Этот метод может дать ценные сведения там, где необходимо провести быстрый предварительный анализ смеси белков. Для препаративных целей и для тонких аналитических разделений данный метод применяется очень редко он почти полностью вытеснен методами электрофореза, в которых используются другие инертные материалы. [c.244]

В конце 30-х годов в области электрофореза наметилось новое направление, сыгравшее большую роль в изучении физикохимических свойств некоторых коллоидных систем и очень быстро развивающееся в настоящее время. Это направление связано с усовершенствованиями макроскопического метода электрофореза, сделанными Тизелиусом, Мак-Иннесом, Лонгсвордом и другими исследователями для применения электрофореза к анализу сложных белковых систем. Усовершенствования включали четыре основных момента 1) получение четкой границы между золем и боковой жидкостью, 2) подавление теплового эффекта в опыте, 3) выделение отдельных фракций белков в чистом виде, 4) применение метода Фуко—Тендера для определения границы движущихся в электрическом поле отдельных фракций белка по показателю преломления света. [c.132]

Разделять смеси белков посредством электрофореза начали еще в первые годы XX в. Однако до сравнительно недавнего времени этот метод применялся лишь в аналитических целях. В течение 30 и более лет широко использовался довольно Сложный аппарат Тизелиуса для электрофореза в свободном растворе, однако с его помощью не всегда удавалось добиться полного разделения компонентов. И до сих пор остается справедливым утверждение, что электрофорез — это в основном аналитический метод. Все современные более тонкие электрофоретические методы, такие, как гель-электрофорез, изоэлектрическое фокусирование и изотахофорез, были разработаны главным образом с целью улучшить способы анализа смесей белков. Тем не менее каждый из этих методов может быть приспособлен для препаративных целей с использованием десятков и даже сотен миллиграммов белковой смеси. [c.213]

Наряду с ионообменной хроматографией для разделения белков широко применяют зонный электрофорез, основанный на различной подвижности заряженных белковых молекул в поле постоянного тока. Обычно деление происходит при прохождепии тока через буферный раствор, содержащий смесь белков, причем используется как электрофорез в растворе так и электрофорез на носителях. Для быстрого предварительного анализа белковой смеси удобен бумажный электрофорез В препаративных целях используют электрофорез в блоке В качестве носителя в этом случае можно применять крахмал, стеклянный и целлюлозный порошки, поливинилхлорид. Наибольшей разрешающей способностью для белков обладает электрофорез в геле По-видимому, здесь играет роль не только заряд частиц, но и их величина, т. е. гель действует и как опорная среда, и как молекулярное сито. Наряду с крахмальным используют агар-агаровый и полиакриламидный гели. [c.20]

Тонкослойная хроматография (ТСХ английское TL ) и предшествовавший ей метод хродгатографии на бумаге до середины 70-х годов занимали центральное место в исследованиях структуры белков и нуклеиновых кислот. В последнее десятилетие эти методы были явно оттеснены электрофорезом и высокоэффективной жидкостной колоночной хроматографией при высоком давлении. Оба метода превосходят ТСХ но разрешающей способности, а второй из них — и по скорости анализа. Кроме того, в результате ЖХВД экспериментатор получает уже разделенные жидкие фракции исходного препарата, в то время как после ТСХ ему надо еш,е локализовать пятна на пластинке, а в случае необходимости дальнейшего анализа — выполнить длительные операции элюции из них веш,ества. Точное и проводимое в ходе самого фракционирования определение микроколичеств вещества во фракциях прп ЖХВД, которое позволяют осуществить высокочувствительные детекторы и интегрирующие устройства современных жидкостных хроматографов, оставляет далеко позади соответствующие возможности ТСХ — ввиду плохой воспроизводимости процессов элюции из пятен и высокого уровня фона или самопоглощения в слое носителя при использовании оптических, флюоресцентных и радиоактивных методов оценки количества вещества в пятнах на пластинке без его элюции. Наконец, в препаративном варианте фракционирования количественные возможности ТСХ на несколько порядков меньше, чем у обычной колоночной хроматографии и даже у электрофореза. [c.457]

Одно из важнейших применений электрофореза — разделение сложных, особенно органических и высокомолекулярных компонентов раствора. Очень широко электрофорез применяют в медицине для разделения и анализа белков. [c.215]

В эти годы созданы новые физ.-хим. методы аиализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизе-лиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит, хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т Э. Чар-гафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов -окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка. [c.292]

Очень важная область применения электрофореза — разделен сложных, особенно органических и высокомолекулярных компонентов раствора. Электрофорез применяют в медицине для разделении и анализа белков. [c.198]

Одним из самых важных применений электрофореза является использование его в анализе естественных смесей коллоидов, например белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот, а также продуктов, полученных фракционной перегонкой. При электрофорезе между раствором белка и буфером в специальной У-образной трубке, снабженной электродами, образуется резкая граница, за движением которой можно проследить с помощью оптической шлирен-системы (разд. 11.10). Эти опыты обычно проводят при температуре 4° С, т. е. при максимальной плотности воды, так что температурный градиент в электрофоретической кювете, вызванный нагреванием током, сопровождается наименьшим градиентом плотности. Градиенты плотности горизонтально поперек кюветы стремятся вызвать конвекцию. На рис. 20.1 [1] показана электрофоретическая картина плазмы крови человека в буферном растворе (pH 8,6) диэтилбарбитурата натрия с ионной силой 0,10 (после 150 мин при 6,0 В/см и 1°С). Строится график зависимости градиента показателя преломления от расстояния в кювете (горизонтальная ось). Одна картина получена для той части кюветы, в которой белки опускаются вниз, а другая — для той части, где белки поднимаются вверх. Начальные положения границ указаны на рисунке тупыми концами стрелок. Различные виды белков представлены альбумином, аг, аг-, р-, у-глобу-линами и фибриногеном ф. Площадь под определенным пиком почти точно пропорциональна концентрации белка, дающего эту границу. Так, например, процент альбумина может быть получен делением площади пика альбумина на суммарную площадь всех пиков белков. е-Граница в спускающейся части и б-граница в поднимающейся части картины обусловлены не белковыми компонентами, а изменениями концентрации соли, которые возникают в опытах с обычным переносом вблизи начального положения границы. [c.603]

Повышенная разрешающая способность электрофореза в крахмальном геле позволяет делить смесь белков на еще большее число компонентов. Вместо 5 классических фракций сыворотки можно получить 8—10 фракций. Более того, с помощью элекрофореза в крахмальном геле можно выделить несколько разных компонентов из препарата, который по данным других методов разделения считался гомогенным. Примеры такого рода встречаются при анализе миеломных белков. При электрофорезе на бумаге, ацетат-цел-люлозной мембране или в агаровом геле миеломные белки, относящиеся к IgG- и IgA-типам, образуют гомогенные зоны. Однако иногда в сыворотке больного можно обнаружить неоднородные фракции миеломных белков, например в случае мультиклональной миеломы или миеломы с агрегирующим белком IgA. Микрогетерогенность таких миеломных белков хорошо выявляется при электрофорезе в крахмальном геле. Вместо картины гомогенности, которую они дают при других постановках электрофореза, при разделении в крахмальном геле можно видеть несколько четко разграниченных зон [17]. [c.13]

Разделение смесей белков. Фронтальный электрофорез широко применялся для анализа белковых смесей, особенно белков сыворотки крови, а также смесей, экстрагированных из самых различных органов и тканей животных и растений. Качество разделения и точность определения состава резко зависят от состава, pH и ионной силы буфера. Так, для сыворотки крови обычно рекомендуют вероналовые буферные системы при pH около 8. Важным правилом является такой выбор pH, когда все компоненты смеси заряжены одноименно — это уменьшает опасность ассоциации компонентов и выпадения осадка. [c.64]

Электрофорез со свободно Пвпжущейся границей — или электрофорез Тизелиуса. Этот метод ксиользустся главным образом для анализа смесей белков п в отличие от зонного электрофореза дает представление об истинной подвижности мигрирующих частиц. [c.403]

Фишбейн [383] установил, что в водных растворах кумасси яркий синий постепенно разлагается с образованием смолистого остатка. Этот процесс ускоряется под действием ТХУ и замедляется в присутствии этанола. Фишбейн рекомендует использовать 1%-ный раствор красителя в абсолютном этаноле, разведенный в 20 раз 12,5%-ной ТХУ. Окрашивание проводят в течение 12 ч, после чего гели споласкивают метанолом и водой, а затем помещают в 12,5%-ный раствор ТХУ. Увеличение времени окрашивания свыше 12 ч не приводит к повышению интенсивности окраски. При использовании этого метода для анализа уреазы минимальное измеримое количество фермента составляло 0,2—0,3 мкг. Верхний предел количества белка, лежащий в линейной области денситограммы, зависит также от длины пути, пройденного этим белком при электрофорезе. С увеличением длины пути увеличивается и то максимальное количество белка, при котором еще сохраняется линейная зависимость. Например, если зона уреазы проходила 9 см, то линейная зависимость между количеством нанесенного белка и площадью пика при денситометрии сохранялась в диапазоне 1—55 мкг, а при перемещении той же зоны только на 2 см верхний предел этого Диапазона составлял 12 мкг белка. [c.269]

Как и в коллоидных растворах, в растворах белков может происходить электрофорез и электроосмос. Электрофорез белков выражается в движении электрически заря/кенных частиц белка в электрическом поле. Электро4>орез белкон приобрел большое значение для препаративных н аналитических работ. Электрофоретическое исследование белков сыворотки крови (иногда и мочи, СП1Н1И0М03Г0В0Й жидкости, желудочного сока и т. п.) в настоящее время— однн из широко применяемых клинических анализов. [c.218]

Белки HMG могут участвовать в организации активного хроматина [160—166]. Помимо гистонов, хроматин содержит множество негистоновых белков, функция которых не известна. Среди них, очевидно, должны быть структурные белки, ферменты, обеспечивающие протекание процессов репликации, транскрипции и др., и регуляторные белки. Э. Джонс (Великобритания) попытался выделить белковые компоненты, присутствующие в достаточно большом количестве, что позволило бы провести их анализ и идентификацию. Ему действительно удалось изолировать новый класс ядерных белков, названный им группой белков с высокой подвижностью (high mobility group), или HMG-белки. Название зависело от высокой подвижности этих белков при электрофорезе в геле. Фракция HMG-белков распадается на ряд индивидуальных компо- [c.156]

Регуляторные ДНК-связывающие белки прокариот вызывают заметные изменения конформации ДНК. При рентгеноструктурном исследовании комплекса регуляторного белка TFIHA со своим участком ДНК оказалось, что двойная спираль находится в А-форме. Другие изменения (изгибы и изломы двойной спирали) можно обнаружить с помощью электронной микроскопии, электрофореза ДНК-белковых комплексов, а также при действии нуклеаз. Связанный белок защищает от расщепления 15—30 п. о. в месте связывания и порождает два участка повышенной чувствительности к нуклеазам с обеих сторон от места связывания. Тонкий анализ мест гиперчувствительности в хроматине эукариот показал, что они имеют точно такую же структуру — две гипер-чувствительные точки, разделенные защищенны.м участком. [c.257]

Высокая эффективность разделения биологически активных веществ, в том числе белков, при исключительно малом объеме инжектируемого раствора явилась одной из причин того, что капиллярный зонный электрофорез в настоящее время широко применяется для анализа биологических жидкостей, цитоплазмы клеток растительных и животных тканей, определения концентраций нейропереносчиков. При этом заостренный конец капилляра вводят на некоторое время ( 25 с) непосредственно в клетку. В этом случае объем инжектируемой жидкости составляет от 50 до 80 пл. Аналогичные устройства применяются при проведении фармаки-нетических исследований. [c.585]