Белки инфракрасные спектры

Приведен спектр 1-метилурацила в НаО и ОаО. Заметим, что в ОаО полоса амид II вообще отсутствует. Это иллюстрирует еще один путь примеиения инфракрасной спектроскопии, который оказался особенно полезен при изучении белков. Исчезновение полосы амид II при перенесении белка в ОзО дает возможность проследить за обменом протонов, участвующих в образовании водородных связей, в структурированных областях белков [10]. На рис. 13-4 приведен также инфракрасный спектр 1-метилурацила, содержащего 0 в 4-м положении. Обратите внимание на сдвиг полосы амид II на 7 см" , указывающий, что колебания, связанные с изгибом N—Н-связи, в значительной мере сопряжены с валентными колебаниями связей С = 0 и С = С. [c.13]

Замечательным явилось сходство рентгенограмм (перечисленных фибриллярных белков и той структурной формы синтетических полипептидов, которая оказалась нечувствительной к их химической структуре. Речь идет об а-спирали. Получены убедительные признаки существования а-спиральной конфигурации в полипептидных цепях фибриллярных белков. Из меренный по рентгенограммам шаг спирали (около 5 А) и величина проекции одного остатка на ось волокна (около 1,5 А) согласуются с расчетными данными для а-спиральных структур. Дихроизм поляризованных инфракрасных спектров поглощения перечисленных фибриллярных белков указывает на то, что. водородные связи в этих белках [c.542]

Интенсивное изучение пространственного строения синтетических полипептидов продолжалось в течение 1950-х и первой половины 1960-х годов. Были привлечены практически все известные физические и физикохимические методы, позволяющие получать информацию о строении молекул в твердом состоянии и в растворах. Наибольшее количество данных было получено с помощью рентгеноструктурного анализа, методов рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма и дейтерообмена, с помощью обычных и поляризованных инфракрасных спектров. Из полученного при исследовании синтетических полипептидов огромного экспериментального материала, однако, не удалось сделать обобщающих заключений о причинах стабильности регулярных структур и сказать что-либо определенное на этой основе о принципах структурной организации белков. И тем не менее, результаты исследования повсеместно были восприняты как подтверждающие ставшее общепринятым представление о том, что пространственное строение белковой глобулы представляет собой ансамбль унифицированных регулярных блоков вторичных структур, прямую информацию о геометрии которых дают высокомолекулярные синтетические пептиды. а-Спиральная концепция Полинга не только не была поставлена под сомнение, но еще более утвердилась. В 1967 г. Г. Фасман писал "Общепризнано, что лишь несколько конформаций, благодаря своей внутренней термодинамической стабильности, будут встречаться наиболее часто и, по-видимому, именно они составляют общую основу белковой структуры" [5. С. 255]. Между тем, в то время уже были известны факты, настораживающие от безусловного принятия а-спиральной концепции Полинга. Но они выпадали из множества других фактов, согласующихся с традиционным представлением, казавшимся логичным и правдоподобным, к тому же не имевшим альтернативы. Поэтому на данные, противоречащие концепции Полинга, долгое время не обращали внимания. [c.72]

Павловская Т. Е., Пасынский А. Г., Изменение ультрафиолетовых и инфракрасных спектров белков при действии радиации. Коллоидный журнал, 17, № 4, 305—314 (1955). [c.279]

В течение последних десятилетий было показано, что белки являются природными полимерами, состоящими из длинных полимерных цепей, повторяющимися звеньями в которых служат а-аминокислотные остатки, поэтому изучение инфракрасных спектров аминокислот имеет очень большое значение для понимания структуры белка и его функции. Особенно большое значение имеет определение концевых остатков и значение чередования различных остатков аминокислот в полимерной цепи. [c.140]

Исследование инфракрасных спектров и строения глобулярных белков. [c.342]

Влияние pH и температуры на инфракрасные спектры белков в растворах. [c.344]

П а с ы н с к и й А. Г., Павловская Т. Е., Коллоидный журнал, 14, 239 (1952). Изменения инфракрасных спектров белков при облучении ультрафиолетовыми лучами. [c.344]

Дальнейшее исследование инфракрасных спектров поглощения и их дихроизма показало, что синтетические полипептиды, состоящие из остатков Ь-аминокислот, у которых водород р-уг-лерода замещен на какие-либо другие группы, имеют большей частью неспиральную конформацию. В табл. 1 аминокислоты были расположены в порядке, соответствующем их тенденции образовывать в полипептидах а-спиральные или неспиральные структуры. Так, поли-Ь-лейцин образует а-спираль, а поли-Ь-ва-лин — складчатую р-структуру. Тот факт, что полипептиды, образованные из этих весьма похожих друг на друга аминокислот, имеют столь различные структуры, указывает на существенную зависимость вторичной структуры от свойств аминокислотных остатков, входящих в полипептидную цепь. Вполне возможно, что степень спирализации некоторого участка белка зависит от числа и порядка расположения аминокислот, способствующих образованию спиральной конформации. [c.256]

Был исследован инфракрасный дихроизм большого числа биологических объектов, содержащих ориентированные нити фибриллярных белков, и в частности шелковые нити, иглы дикобраза, шерсть слона и сухожилия из мышиных хвостов [34]. Как оказалось, во всех случаях картина инфракрасных спектров зависит от того, параллелен или перпендикулярен оси волокна электрический вектор. Это указывает на какую-то предпочтительную ориентацию молекул внутри волокна. У шелковой нити интенсивность полос поглощения при частотах 1640 и 3300 см , соответствующих валентным колебаниям пептидных групп С=0 и N—Н, была существенно выше в тех случаях, когда электрический вектор был ориентирован перпендикулярно оси нити. Следовательно N—Н- и С=0-связи пептидного остова должны быть преимущественно ориентированы перпендикулярно оси нити, как схематически показано на рис. 9.12. Эти данные согласуются с существующими представлениями о структуре шелка [35]. [c.513]

Пептиды, синтезированные в лаборатории, гидролизуются кислотами и ферментами кишечного тракта так же, как природные белки, что служит одним из доказательств строения белков. Сравнение инфракрасных спектров пептидов и белков показывает, что в обоих случаях аминокислоты связаны пептидными связями (в белках могут быть и другие связи). [c.284]

Следует ожидать, что зависимость инфракрасных спектров от конформационных переходов будет наиболее полно выражена при наличии сильных энергетических взаимодействий. В таком случае неудивительно, что этот метод имеет наибольшую ценность для изучения образованных за счет водородных связей структур, характерных для белков и синтетических полипептидов (см. стр. 118—124). Амброз и Эллиотт [309] при исследовании твердых пленок поли-у-метил-Ь-глутамата показали, что полимерные цепи могут существовать в двух четких конформациях, имеющих совершенно различные спектры. Например, было найдено, что валентное колебание карбонильной группы в свернутой а-форме приводит к максимальному поглощению при 1659 сж- , в то время как для вытянутой Р-формы, в которой цепи связаны друг с другом водородными связями, этот пик поглощения сдвигается до 1630 см . В более поздней работе Амброз и Эллиотт [310] исследовали водные растворы нативных [c.178]

Что касается второй подсистемы - водного окружения, то она состоит из множества малых молекул, склонных, однако, в силу своей природы к образованию сильных водородных связей и электростатическим взаимодействиям. Ни одно свойство жидкой воды не может быть описано на основе предположения о полностью хаотичном движении отдельных молекул. Эксперименты, в частности инфракрасные спектры, вообще не обнаруживают в жидкой воде при комнатной температуре свободных молекул воды. Дж. Бернал еще в 1932 г. в рентгеноструктурном исследовании воды в ее жидкой фазе впервые наблюдал зародышевые формы кристаллов, а годом позже вместе с Р. Флаулером выдвинул гипотезу о существовании в воде трех типов структур, непрерывно переходящих друг в друга [44]. Тщательный статистический анализ данных о многих свойствах воды, предпринятый Г. Немети и Г. Шерагой в 1962 г., привел авторов к заключению о присутствии в воде при нормальных условиях значительных количеств ассоциатов с одной, двумя, тремя и четырьмя межмолекулярными водородными связями [45], Специфика взаимодействия воды с природной аминокислотной последовательностью, обусловливающая возможность последней к структурированию, определяется не абсолютно независимым хаотическим, тепловым движением молекул воды, а движением сложной многофазно структурированной воды, а также сильным поверхностным натяжением (большой избыточной энергией поверхностного слоя) и высокой избирательностью взаимодействий воды в контактном слое с разными по своей природе атомными группами белка. Итак, выбранная модель белкового свертывания, включающая две тесно взаимодействующие между собой подсистемы, не может быть отнесена к классическим термодинамическим макроскопическим системам. [c.94]

Katz J, J., S ien e, 121, 642 (1955). Жидкая двуокись серы как растворитель для белков и инфракрасные спектры растворов белков. [c.343]

Эмброз и Эллиотт (Ambrose, Elliott, 1951с) изучили инфракрасные спектры водных растворов белков в области комбинационных частот, В этой области представляется возможным изучать полосы, обладающие характеристическими частотами для свернутой и для растянутой форм цепи, без нежелательных полос, обусловленных спектром молекул воды. Найдено, что комбинационная частота С—О молекул гемоглобина в растворе, по-видимому, соответствует свернутой форме це-пр, наблюденной в твердом состоя-нии [c.313]

Показанная на стр. 307 модель представляет собой простейшую структуру для свернутой формы полипептида и белка, в которой участвуют все имеющиеся водородные связи. После опубликования упоминавшихся выше исследований инфракрасных спектров и диффракции рентгеновых лучей (Ambrose, [c.313]

Однако нельзя было исключить возможности, что при денатурации глобулярных белков могут происходить химические перегруппировки, которые приводят к образованию полипептидных цепей, хотя инфракрасные спектры и указывали на присутствие пептидных связей в нативном состоянии (Buswell, Deitz, Rodebush, 1937). [c.321]

Измерения инфракрасных спектров часто производят на пленках белков или полимеров в водных растворах эти измерения затруднены, так как вода сама обладает значительным максимумом поглощения приЗмк (волновое число 3300 см ), что мешает определению групп, поглощающих в той же области. [c.56]

Инфракрасный спектр поглощения этих соединений состоит из 20—30 дискретных полос поглощения, из которых 5—10 полос более интенсивны, чем остальные. Наличие полос поглощения в спектре обусловлено тем, что атомы белковой молекулы колеблются (перемещаются) с определенной частотой вдоль или перпендикулярно направ. нию их химических связей, что вызывает периодические изменения дипольного момента молекулы. В результате многоатомная молекула может поглощать излучения соответствующих частот. Большая интенсивность некоторых полос объясняется тем, что изменения дипольного момента, соответствующие некоторым частотам, оказываются наибольшими. Хотя в каждом основном колебании участвуют до некоторой степени все атомы молекулы, многие из характеристических частот обусловлены главным образом к олебаниями определенных химических связей или отдельных групп, входящих в ее состав. Эти частоты можно использовать для установления наличия соответствующих групп в многоатомных молекулах (групповые частоты). Наибольший интерес для анализа белков и пептидов представляют частоты валентных колебаний атомов водорода, водородные деформационные частоты, частоты кратных связей и частоты в основной цепи. [c.108]

При исследованиях спектров комбинационного рассеяния аминокислот, проведенных Едсоллом [1,2], были получены первые оптические доказательства диполярной структуры этих веществ, и в результате более поздних работ [3—5] эти данные были полностью подтверждены. Первые иоследовання инфракрасных спектров были проведены Фрейманном и др. и Румпфом [6], изучавшими область спектров валентных колебаний ЙН. Эти авторы доказали также наличие в нейтральных аминокислотах четвертичного атома азота. Дальнейшие сведения об основных частотах были получены многими другими авторами, главным образом при изучении в области 3000 см [7—10]. Среди первых исследователей в этой области можно назвать Райта [И, 12], который впервые установил, что спектр рацемата цистина в твердом состоянии отличается от спектра любого чистого оптического изомера. Этот факт был полностью подтвержден более поздними исследователями на других аминокислотах [13, 14], и, по-видимому, так же дело обстоит и в случае мезовинной кислоты [15]. Такое отличие представляется важным для количественного анализа продуктов гидролиза белков, например при определении отношения лейцина к изолейцину, установленного Дармоном, Сатерлендом и Тристрамом [16]. [c.280]

Изучение теплот нейтрашзации аминокислот и белков, а также изучение инфракрасных спектров растворов [c.155]

Выяснилось, что на активность катализатора влияют ионы ме таллов ( u + Ре +), что увеличивает его сходство с ферментными системами [776]. Рентгенографическое исследование катализаторов показало кристалличность структуры как в хелатном состоянии, так и после обработки водородом, что указывает на вхождение палладия в высокодисперсном состоянии в мнцеллярнуто структуру волокон фиброина. Инфракрасные спектры подтверждают, что в хелатном состоянии Р(1 образует связи с NH2-, ОН-, СОКН- и СООН-группами белка. При гидрировании хелата эти связи разрываются, освобождая белковый носитель и оставляя палладий, по-видимому, в состоянии, близком к атомарному. Помимо асимметризующего действия, катали.заторы Акабори обладают рядом характерных особенностей, что делает их весьма [c.251]

Поскольку нелинейные молекулы, состоящие из я атомов, обладают (Зп — 6) колебательными степенями свободы, то большинство б1Юлогически активных соединений должны поглощать многие частоты инфракрасного диапазона. В первую очередь это относится к нуклеиновым кислотам, белкам и полисахаридам, которые обладают столь огромным числом колебательных степеней свободы, что точная интерпретация их инфракрасных спектров практически невозможна. Однако даже для таких сложных молекул, как белки, из инфракрасных спектров можно извлечь некоторую полезную информацию, поскольку одни и те же функциональные группы поглощают излучение в специфических областях инфракрасного спектра независимо от того, входят ли они в состав малых или больших молекул. Например, переход, известный под названием колебания амид I, который обусловлен в основном продольными колебаниями карбонильной группы, расположенной по соседству с амидной группой, приводит к интенсивному поглощению при 1650 см в таких простых амидах, как Ы-метилацетамид, и в таких сложных молекулах, как р-лактоглобулин А [30]. Характеристические частоты колебаний различных групп можно найти во многих учебниках органической химии [31, 67]. Области частот валентных колебаний некоторых наиболее интересных для биохимиков связей приведены в табл. 9.3. [c.509]

Линдерстром-Ланг [232, 233] был одним из первых исследователей, связавших пониженную скорость водородного обмена, особенно атомов водорода пептидных связей, с надмолекулярной структурой белка. Правда, следует отметить, что основу для такого предположения дала ранее опубликованная работа Блаута [237] по полипептидам. Инфракрасные спектры, полученные Хаггисом [238], подтвердили предположение, что медленно обменивающиеся атомы водорода принадлежат пептидным группам, а не функциональным группам боковой цепи. Хотя обычно принимали, что атомы водорода, обменивающиеся в разбавленных растворах почти мгновенно (в пределах 30 сек) при температуре около 0°, являются свободными атомами водорода, а атомы водорода, обменивающиеся в тех же условиях значительно медленнее, входят в состав водородных связей, Шерага [27], например, указывает, что такая интерпретация результатов является лишь предположительной и приемлемой, но не вполне правильной. Шерага в цитируемой книге отмечает возможность существования экранированных или недоступных атомов водорода, находящихся в гидрофобных областях структуры белка. Кроме того, как уже указывалось выше, обмен может сильно замедляться пространственными затруднениями у некоторых пептидных связей [214], хотя до сих пор прямых экспериментальных подтверждений этого предположения получено не было. [c.392]