Белки двойное лучепреломление в поток

Определение формы молекулы. Белки по своей форме разделяют на глобулярные и фибриллярные. Форма молекул глобулярных белков динамична и под влиянием ряда факторов, например pH, температуры или ионной силы раствора, может изменяться. Это обязательно нужно учитывать при определении формы белка. Одним из наиболее точных методов, регистрирующих форму белковой молекулы, является метод двойного лучепреломления в потоке. Отклонение формы молекул от сферической выражается отношением фрикционных коэффициентов f f , которое для глобулярных белков, имеющих шарообразную форму, близко к 1 (/— молярный коэффициент трения). Зная величину можно рассчитать соотношение осей молекулы белка. [c.45]

Таблица 1.49. Оптическая анизотропия, асимметрия формы и размеры частиц некоторых белков по данным двойного лучепреломления в потоке и по гидродинамическим данным [64]

Растворы белков обладают многими свойствами, которые характерны для лиофильных коллоидных растворов. Молекулы белков не проходят через полупроницаемые мембраны, и это используется для их очистки от низкомолекулярных примесей при помощи диализа. Представляет большой интерес определение размеров, формы белковых молекул и молекулярных весов белков. Для этой цели используется целый ряд физико-химических методов. Так, белки в растворах седиментируют в ультрацентрифугах при ускорениях до 200 ООО g , величины констант седиментации колеблются от 1 Ю до 90—100 сек. Коэффициенты диффузии — в пределах от 0,1 10 до 10- 10 средний удельный объем — около 0,75 см г. Размеры и форму (асимметрию) частиц белка определяют, кроме того, методами светорассеяния, двойного лучепреломления в потоке, измерениями вязкости, коэффициента вращательной диффузии, но, по-видимому, наиболее точно — прямым наблюдением в электронном микроскопе в тех случаях, когда молекулы белка достаточно велики и когда удается преодолеть технические затруднения. Молекулярные веса, кроме названных выше способов, определяют методами осмометрии, гель-фильтрации, исследованием монослоев белков на поверхности жидкой фазы, светорассеяния и др. [c.30]

На основании измерений двойного лучепреломления в потоке была оценена степень асимметричности молекул многих белков, а в сочетании с другими методами определены и абсолютные размеры молекул. Так, длина молекулы фибриногена и соотношение ее полуосей оказались соответственно равными 700 А и 16 [c.142]

При экстракции клеток 1-процентным раствором хлористого натрия в экстракт переходят только белки, нуклеопротеиды же не растворяются. Нуклеопротеиды, содержащие ДНК, могут быть извлечены путем повторной экстракции 6—11-процентными растворами хлористого натрия. Из этих растворов указанные нуклеопротеиды выпадают при разведении водой [286]. Растворы нуклеопротеидов очень вязки и обнаруживают сильное двойное лучепреломление в потоке. На этом основании высказывается мнение, что молекулы нуклеопротеидов имеют нитевидную форму. Отношение их осей варьирует от 40 1 до 60 1 [287]. [c.264]

Двойное лучепреломление в потоке используют для определения размеров молекул белков, нуклеотидов и вирусов в растворах. В частности, было найдено, что длина молекул сывороточного альбумина 190 A, фибриногена 700 A, 7-глобулина 230 A. В. И. Цветков установил, что метод двойного лучепреломления в потоке позволяет оценить стереорегулярность (соблюдение строгого чередования звеньев) полимерных молекул. Для выяснения структуры белковых молекул и нуклеиновых кислот привлекают данные, получаемые при изучении их оптической активности. [c.204]

Светлые участки миофибрилл состоят из центральных частей тонких нитей. Они сравнительно легко пропускают лучи света или поток электронов, так как не обладают двойным лучепреломлением и называются изотропными, или светлыми, дисками (1-диски). В середине пучка тонких нитей поперечно располагается тонкая пластинка из белка, которая фиксирует положение мышечных нитей в пространстве. Эта пластинка хорошо видна под микроскопом в виде линии, идущей поперек 1-диска, и названа Z-пластинкой, или Z-линией (см. рис. 9 и 10). [c.128]

Точные измерения коэффициента вращательной диффузии затруднительны, за исключением очень больших молекул или молекул с высокой асимметрией. Эта величина может быть получена из измерений двойного лучепреломления в потоке [200—2021, неньютоновской вязкости [149] и электрического двойного лучепреломления [203—205]. Для двух первых методов обычно необходимы достаточно большие градиенты сдвига, при которых возможна деформация молекул (за исключением вполне жестких молекул). Однако этот эффект не столь значителен для большинства природных белков. Напротив, гибкие клубки претерпевают деформацию и проявляют двойное лучепреломление и неньютоновские эффекты даже при экстраполяции к нулевой концентрации, если градиент сдвига достаточно велик. При отсутствии деформирующих воздействий такие молекулы обладают высокой симметрией, что не позволяет экспериментально определить коэффициент вращательной диффузии. До настоящего времени функция б не нашла широкого применения, однако ее большое значение может быть в дальнейшем реализовано с развитием более простых и надежных методов определения коэффициента вращательной диффузии. [c.76]

О форме белковых молекул судят на основании математической обработки данных, получаемых при ультрацентрифугировании белковых растворов. Для этой же цели широко используют метод двойного лучепреломления в потоке. Он основан на изменении оптической характеристики раствора белка, находящегося в движении, по сравнению с раствором, находящимся в покое в первом происходит ориентация вытянутых белковых частиц по направлению движения раствора, и это сопровождается феноменом двойного лучепреломления. Кроме того, форма белковых частиц может быть установлена при непосредственном наблюдении в электронном микроскопе. Исчерпывающие данные о форме белковых молекул и топографии их поверхности дает рентгеноструктурный анализ. [c.37]

Сведения о форме молеку.д можно получить также методом двойного лучепреломления в потоке. При протекании раствора белка между двумя скрещенными николями поле остается темным в случае бе.пковых молекул шарообразной формы и светлеет в том случае, если молекулы имеют нитевидхгую форму. Явление обусловлено параллельной ориентацией макромолекул, причем ось волокна направлена в сторону течения такая ориентация приводит к явлению двойного лучепреломления, аналогичному наблюдаемому в случае анизотропных кристаллов. Для наблюдения этого эффекта раствор вводят между двумя стеклянными цилиндрами, из которых один вращается, увлекая за собой жидкость. Таким путем найдено, что миозин мышц, фибриноген кровяной сыворотки и вирус табака состоят из молекул сильно удлиненной формы, в то время как молекулы у-глобулина сыворотки имеют монее удлиненную форму, а молекулы р-глобулииа — симметричную форму. [c.430]

Из значений коэффициентов диффузии и седиментационных констант можно определить размеры молекул белков, степень гомогенности белковых растворов, а также степень гидратации с учетом возможных отклонений формы от сферической. О седиментационных константах мы будем говорить в следующем разделе. Отношение коэффициента трения для несферических частиц / к коэффициенту трения для частиц сферической формы /о называют коэффициентом диссимметрии (определение этих двух коэффициентов трения было дано в предыдущем разделе, посвященном электрофорезу). Коэффициент диссиметрии можно определить, исходя из любых данных, касающихся ка-жуи ейся формы молекул, например из данных по вязкости или по двойному лучепреломлению в потоке, а также на основании измерений диэлектрической дисперсии. Соотношение между коэффициентом диффузии, мол. весом и коэффициентом диссимметрии может быть выражено уравнением [c.408]

Физические и химические свойства белков, Р-ры Б. обладают рядом свойств, характерных для лиофильных коллоидных р-ров. Частицы Б. не проходят через полупроницаемые мембраны, что используется для их очистки от низко-молекулярных соединений диализом. Наличие на поверхности частиц Б. многочисленных полярных групп обусловливает их значительную гидратацию. Так, количество гидратационной воды, связанной с альбуминами и глобулинами, составляет 0,2—0,6 г на 1 г сухого веса Б. В определенных условиях Б. образуют гели (студни). Во многих случаях Б. удается получить в кристаллич. виде. Б. в р-рах седимен-тируют в ультрацентрифугах при ускорении порядка 200 000 константы седиментации (s) Б. находятся в пределах от l-10 i до lOO-lO i сек. Коэфф. диффузии Б. О,МО —10-10 см /сек средний удельный объем 0,75 см г. Эти физико-химич, характеристики используются для определения мол. веса Б., а также степени асимметрии их молекул е/а, где в и а — продольная и поперечная полуоси гидродинамически эквивалентного эллипсоида, приближенно принимаемого за форму молекулы Б. Мол. вес Б. — от 5000 до нескольких миллионов, в/а — от 1 до 200. Для определения мол. весов и размеров молекул Б. широко применяется метод светорассеяния. Мол. веса могут быт1> определены также методом осмометрии, методом исследования монослоев на поверхности жидкой среды. Размеры молекул Б. определяются методом двойного лучепреломления в потоке, измерением коэфф. вращательной диффузии. Макромолекулы некоторых Б. наблюдались в электронном микроскопе. Для изучения структуры Б. широко применяется метод рентгеноструктурного анализа и электронографии. [c.193]

Диапазон времен релаксации, который может быть исследован путем, измерения деполяризации флуоресценции, определяется продолжительностью жизни возбужденных компонентов использованных флуоресцирующих красителей этот диапазон обычно колеблется от 10до 10 сек. Типичные значения времен релаксации %е - 1,2-10 сек для 1-диметил-аминонафталин-5-сульфонильных производных и 5-10" сек для производных флуоресцина [486]. Следовательно, с помощью этого метода можно характеризовать молекулы с коэффициентом диффузии порядка 10 сек- , которые нельзя исследовать при помощи двойного лучепреломления в потоке. Этот диапазон значений Ог очень важен, поскольку он охватывает более мелкие молекулы глобулярных белков. Следует также указать, что деполяризация флуоресценции может быть измерена с одинаковой легкостью независимо от того, является ли форма молекулы растворенного вещества асимметрической или сферической. Таким образом, можно исследовать вращательную диффузию даже частиц, которые не могут быть ориентированы каким-либо образом. [c.252]

Влияние ультрафиолетового света на вязкость растворов белков — явление довольно сложное. Так, вязкость растворов желатины уменьшается при облучении их ультрафиолетовым светом [409], тогда как вязкость растворов эуглобулинов и альбуминов под действием ультрафиолетового света возрастает [410]. Наконец, некоторые белки, например белок вируса табачной мозаики, могут быть полностью инактивированы облучением ультрафиолетовым светом, причем никаких изменений вязкости их растворов не наблюдается [411]. Интересно рассмотреть в связи с этим влияние ультрафиолетового света на другой природный полимер — дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), для которой природа происходя-ш их явлений довольно хорошо выяснена. Уменьшение вязкости и двойного лучепреломления в потоке растворов ДНК Холлендер объясняет расш еплением основной цепи этого биополимера [406]. Вязкость растворов больших молекул типа ДНК или белка может быть снижена как путем уменьшения средних размеров таких молекул, так и путем придания молекулам большей гибкости, благодаря чему может создаваться более компактная конфигурация. Методом светорассеяния Моросону и Александеру [408] удалось расчленить эти два эффекта у ДНК эти авторы нашли, что при облучении растворов ДНК ультрафиолетовым светом имеют место оба эти процесса. В отсутствие кислорода первичное действие света с длиной волны 2540 А заключается в расщеплении водородных связей в атмосфере, содержащей кислород, свет сразу же вызывает деструкцию основной цепи. При использовании нефильтрованного ультрафиолета в бескислородных условиях происходит как скручивание, так и деструкция основной цепи ДНК в присутствии кислорода число разрывов основной цепи значительно увеличивается. [c.438]

Важно отметить, что при измерениях параметров белковой молекулы различными способами, основанными на измерениях поступательной диффузии, характеристической вязкости, двойного лучепреломления в потоке и электрическом поле, электрофоретической подвижности, светорассеяния, осмотического давления, рентгеноструктурного анализа влажных и сухих кристаллов и др., значения молекулярных масс не дают такого существенного расхождения (для бычьего сывороточного альбумина 66000 -i- 83000), как получа Рис. 9.11. Влияние pH па разме- емые значения для отношения осей (а/Ь =1- 4 ры конфигурации молекул бы- в нейтральных растворах и в кристаллах). Столь чьего сывороточного альбумина большие расхождения неудивительны, поскольку в 0,15 М Na l. а и Ь — оси экви- вычисления основаны на предположении, что мо-валентного эллипсоида вращения лекулы белка ЯВЛЯЮТСЯ эллипсоидами вращения. [52]. Данные получены методом из- Наиболее надежно соотношения осей характери- [c.550]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология