Белки скорость диффузии

Белки имеют ограниченную скорость диффузии в сравнении с обычными молекулами и ионами, которые перемещаются в сотни и тысячи раз быстрее, чем белки. Скорость диффузии белков больще зависит от формы их молекул, чем от молекулярной массы. Глобулярные белки в водных растворах подвижнее фибриллярных. Диффузия белков имеет важное значение для нормального функционирования живой клетки. При отсутствии диффузии синтез белков мог бы привести к их скоплению в месте образования, т. е. в том участке клетки, где имеются рибосомы. Внутриклеточное распределение белков происходит путем диффузии. Поскольку скорость диффузии белков невысока, она ограничивает скорость процессов, зависящих от функции белка, диффундирующего в соответствующий участок клетки. [c.74]

А. Используя это уравнение, определите, какая из измеренных для мембранных белков скоростей диффузии (10 , 10 или 10 см /с) достаточна для сохранения их равномерного распределения в плазматической мембране. [c.55]

Исследования советских ученых — В.А. Каргина и др.— показали, что это деление неправильно. К лиофильным коллоидным растворам не относятся растворы высокомолекулярных соединений — белки, гуммиарабик, каучук, некоторые углеводы и т. д. Они образуют истинные, т. е. молекулярные растворы, но благодаря большой величине молекул эти растворы обладают некоторыми свойствами, характерными для коллоидных систем, а именно они не фильтруются через полупроницаемые перепонки, обладают такой же скоростью диффузии, как и лиофобные коллоидные растворы, и дают явления светорассеяния. [c.206]

Для определения молекулярного веса белков почти не применимы обычные методы, основанные на измерении упругости пара, повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов. Чаще всего пользуются специальными методами, разработанными для исследования высокомолекулярных веществ определение скорости диффузии, вязкости растворов, ультрацентрифугирование и др. [c.389]

Осторожное выделение белков из живых организмов позволило узнать очень многое о их свойствах. Каждый белок имеет вполне определенный молекулярный вес (от 10000 до нескольких миллионов), а отдельные группы белков можно выделить и исследовать благодаря тому, что каждый из них обладает различной скоростью диффузии. Например, определение молекулярного веса белка осуществляется методом измерения осмотического давления. Многие белки удается получить в кристаллической форме, а это позволяет исследовать их строение методом дифракции рентгеновских лучей. [c.482]

Простая диффузия происходит без участия мембранного белка. Скорость простой диффузии хорошо описывается обычными законами диффузии для веществ, растворимых в липидном бислое она прямо пропорциональна степени гидрофобности молекулы, т. е. ее жирорастворимости, а также градиенту концентрации. Механизм диффузии водорастворимых веществ менее изучен. Перенос вещества через липидный бислой, например таких соединений, как этанол, возможен через временные поры в мембране, образованные разрывами в липидном слое при движении мембранных липидов. По механизму простой диффузии осуществляется трансмембранный перенос газов (например, [c.308]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярной массы и размеров молекул белка выполняется с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. [c.510]

Рассмотренные соотношения дают возможность на основании результатов измерений скорости диффузии определить частичную массу коллоида. (Так называют среднюю массу частиц коллоида, выраженную в обычных единицах молекулярных масс частичную массу коллоида иначе условно называют молекулярной массой его). Например, установлено, что частичная масса некоторых белков составляет 50 000—70 000. Это значение лишь немного отличается от приближенного значения, полученного криоскопическим методом. [c.505]

Общие свойства. Устойчивость. В растворах высокомолекулярных соединений (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, каучука и других веществ) каждая взвешенная частица представляет собой не мицеллу, а макромолекулу, размер которой 10 —см. Имея молекулярную или ионную дисперсность и будучи гомогенными, растворы высокомолекулярных соединений являются истинными растворами. Близость размеров макромолекул и частиц дисперсных систем объясняет наличие у них некоторых общих свойств. Так, например, частицы высокомолекулярных соединений не проходят через диализа-ционные мембраны, имеют сравнительно небольшую скорость диффузии, способны под влиянием внешних факторов осаждаться из раствора, рассеивать свет и т. п. Таким образом, растворы высокомолекулярных соединений обладают рядом свойств, характерных как для истинных растворов, так и для коллоидных систем. Кроме того, они обладают рядом специфических свойств. [c.113]

Рассмотренные соотношения дают возможность на основании результатов измерений скорости диффузии определить молекулярный вес коллоида. Так, например, для различных белков установлена величина молекулярного веса порядка 50 ООО— 70 ООО. Это значение лишь немного отличается от приближенного значения, полученного криоскопическим методом. [c.363]

Для определения молекулярного веса белков применялся и осмометрический метод, основанный на измерении осмотического давления растворов белка. При определении молекулярного веса яичного альбумина этим методом он оказался равным 34 ООО. Молекулярный вес белков определялся также прн помощи измерения скорости диффузии. [c.11]

Установлено, что белки могут иметь весьма различные размеры и форму. Определение молекулярных масс и размеров белков было выполнено с применением мощного арсенала физических методов исследований. Молекулярные массы можно определить с помощью анализа отдельных компонентов (см. упражнение 20-23), измерения скоростей диффузии, скоростей седиментации в ультрацентрифуге, рассеяния света и даже путем измерения размеров индивидуальных, очень больших по размеру молекул белка методом электронной микроскопии. Сведения о форме молекул получают, измеряя скорости молекулярной релаксации после электрической поляризации, исследуя изменения в оптических свойствах (двойное лучепреломление), возникающие в струе жидкости, непосредственно с помощью электронной микроскопии и, что имеет, быть может, наиболее важное значение, исследуя интенсивность рассеяния света и рентгеновского излучения как функцию угла рассеяния. Применение всех этих методов часто встречает трудности вследствие высокой степени гидратации белков, а также в результате того, что многие белки вступают в обратимые реакции ассоциации, образуя димеры, три-меры и т. д. Молекулярные массы, молекулярные параметры и изоэлектрические точки ряда важных белков приведены в табл. 20-2. [c.125]

Растворимость кислорода в водных средах сравнительно мала в I л чистой воды в равновесии с воздухом при 20°С и нормальном атмосферном давлении растворяется 6,59 см кислорода [93], что соответствует раствору концентрации 3 10 М. Это ограничивает скорость диффузии кислорода от поверхности внутрь организма и его поступление в циркуляционную систему. В свою очередь эти факторы строго ограничивают скорость продуцирования энергии, а следовательно, и скорость обмена. Поэтому природе пришлось создать белки, функция которых состояла в следующем [c.138]

Взаимодействия между молекулами одного белка, молекулами различных белков и белками и небольшими ионами характеризуются различными константами скорости. Поскольку измерение скорости диффузии, ультрацентрифугирование и электрофорез требуют для получения желаемой информации сравнительно много времени (порядка нескольких часов), такое взаимодействие в той или иной мере, в зависимости от соотношения различных констант скорости, может сказаться на результатах экс-перимента. [c.220]

В большинстве макромолекул, не являющихся белками, довольно трудно исследовать процессы диффузии. Главная причина заключается в том, что в случае этих молекул скорость диффузии зависит от концентрации в большей степени, так что экстраполяция из области концентрации, где можно провести точные измерения к нулевой концентрации становится ненадежной [c.416]

Другой недостаток целлофана состоит в том, что диаметр пор у него мал. Поэтому скорость диффузии через него сахаров, солей и многих других веществ невелика. Описан способ увеличения размеров пор в целлофане обработкой его концентрированными растворами хлористого цинка. Как мы могли установить, такая обработка действительно сильно повышает размеры пор целлофана и диализ через него ускоряется. Однако из-за нестандартности, плохого качества выпускаемых целлофанов обработка иногда приводит к слишком большому расширению пор и тогда белки, во всяком случае низкомолекулярные, начинают проходить через мембрану. [c.188]

Скорость диффузии ферментов из клетки в среду зависит как от молекулярного веса белка, так и от конформации его молекулы, а также от места сосредоточения фермента в клетке (цитоплазма, митохондрии, микросомы и др.). [c.58]

Скорость диффузии белков.......,132 [c.4]

Рассмотренные соотношения дают возможность на основании результатов измерений скорости диффузии определить частичный вес коллоида. (Так называют средний вес частиц коллоида, выраженный в обычных единицах молекулярных весов частичный вес коллоида иначе условно называют молекулярным весом его.) Например, установлено, что величина частичного веса некоторых белков состявляет 50 ООО—70 ООО. Это значение лишь немного отличается от приближенного значения, полученного криоскопическим методом. [c.512]

Все белки денатурируются под действием кислот или при нагревании, что проявляется в коагуляции и уменьЩенин растворимости, а также в потере специфических биологических свойств. Определение молекулярного веса белков является трудной задачей. Исходя из содержания железа в гемоглобине крупного рогатого скота, было найдено, что молекулярный вес этого белка лежит в пределах 16 000— 17 000. Молекулярный вес казеина, определенный по содержанию легко отщепляющейся серы, равен 16 000 и т. д. Подобные выводы, однако, справедливы лншь прн том условии, что данный белок однороден и содержит в своей молекуле только один атом того элемента, который используется для расчета молекулярного веса. Криоскопическое определение молекулярного веса затрудняется тем, что даже растворимые белки образуют коллоидные растворы наблюдаемое малое понижение точки плавления соответствует большому весу мицеллы. Более подходящими являются методы, основанные на определении скорости диффузии и вязкости. Помимо них практическое значение приобрел предложенный Сведбергом способ определения велич1п-1ы частиц по скорости седиментации в ультрацентрифуге. [c.396]

Для гидратации белка наибольшее значение имеют пептидные связи, за счет которых притягивается примерно /3 всей гидрата-ционной воды. В общем частицы гидрофильных коллоидов связывают значительные количества воды так, 1 г сухого крахмала при растворении связывает 0,18 г воды, 1 г яичного альбумина (белка) — 0,35 г воды, 1 г карбоксигемоглобина — 0,353 г воды. Связанная полярными группами вода приобретает новые качества, приближающие ее к твердому веществу ее молекулы имеют уплотненное расположение, свойства воды как растворителя понижены, она не замерзает при низких температурах и т. п. В свою очередь, гидратированное вещество также приобретает иные свойства повышается его устойчивость в растворе, уменьшается скорость диффузии и др. Вязкость и скорость образования внутренних структур в этих растворах значительно выше, чем в коллоидных. [c.174]

В это же время М. Фарадей разработал методы получения золей металлов (например, Аи, Ag) и показал, что коллоидные частицы в них состоят из чистых металлов. Таким образом, ко второй половине XIX в. сложился ряд представлений о жидких коллоидных растворах и других дисперсных системах. Обобщение в 60-х годах XIX в. этих взглядов, формулировка основных коллоидно-химических идей и введение термина и понятия коллоиды принадлежат Грэму. Изучая физико-химические свойства растворов, в частности диффузию, он обнаружил, что вещества, не кристаллизующиеся из раствора, а образующие студневидные аморфные осадки (АЬОз, белки, гуммиарабик, клей) обладают весьма малой скоростью диффузии, по сравнению с кристаллизующимися веществами (Na I, сахароза и др.), и не проходят через тонкие поры, например пергаментные мембраны, т. е. не диализируют, по терминологии Грэма. Основываясь на этом свойстве, Грэм разработал метод очистки коллоидов от растворенных молекулярных веществ, названный им диализом (см. главу II). После того, как был найден способ получения чистых объектов исследования, началось бурное развитие коллоидной химии. [c.18]

Рассмотренный только что для обычной сефарозы, этот вариант элюции, естественно, находит применение и при использовании гидрофобизированной агарозы. В качестве примера процитируем недавно опубликованную работу по мягкой очистке HMG-белка из ядер печени на колонке со-аминобутилагарозы. Этот белок растворим в растворе сульфата аммония вплоть до концентрации, достигающей 70% от насыщения. Сначала такой концентрацией СА в нейтральном 0,01 М трис-буфере высаливали из экстракта ядер большое количество балластного белка. Затем надосадочную жидкость, содержащую около 40 мг белка, вносили на колонку размером 2 X X 30 см, уравновешенную тем же раствором СА. Элюцию вели снижающимся линейным градиентом концентрации СА в том же буфере (500 мл) со скоростью 20 мл/ч, т. е. примерно 7 мл/см -ч. Низкая скорость элюции характерна для всех опытов такого рода ввиду повышенной вязкости концентрированных солевых растворов и соответствующего снижения скорости диффузии макромолекул. Около 30% белка не садилось на колонку и удалялось при первоначальной промывке. В ходе элюции выходило четыре пика, в первом из которых методом электрофореза идентифицировали HMG-белок [ onner. omings, 1981]. [c.181]

Гранулометрические показатели сырья должны быть подходя-Ш.ИМИ, насколько это возможно, для максимально полного и быстрого растворения белков. Поэтому контактируюш,ая с жидкостью поверхность частиц должна быть наибольшей, чтобы уменьшить расстояние между центром частицы и растворителем. Например, вполне пригодны обезжиренные хлопья сои, если их толщина достаточно мала (0,2 мм) [149]. Эта характеристика, связанная с перемешиванием среды, позволит лучше управлять скоростью диффузии белков в растворителе. Обширная поверхность хлопьев упрощает разделение белкового экстракта. Когда сырьем служит мука (например, бобовых, богатых крахмалом, — гороха и конских бобов), ее гранулометрические достоинства заключаются в однородности при размерах частиц от 100 до 150 мкм [161]. В самом деле, более мелкие размеры усложняют разделение твердой и жидкой фаз без реального выигрыша в растворимости или даже в скорости обработки. Кроме того, слишком энергичное измельчение может вызвать тепловую денатурацию сырья. Наоборот, использование более крупных частиц продлевает время растворения и повышает степень удержания белкового экстракта нерастворимым остатком. [c.430]

Сначала исследуемый антлген подвергают электрофорезу макрометодом, описанным на стр. 137. Затем в непосредственной близости от области разделения антигена в агаровом геле вырезают широкий желобок, который заполняют смесью расплавленного агара с иммунной сывороткой. Белки, разделенные в электрическом поле, диффундируют в агаровый гель, содержащий антитела. Расстояние, проходимое белкамй обусловлено закономерностями линейной дис узии в геле (см. стр. 128). Поэтому, измерив смещение вершин преципитационных полос от границы желобка, можно определить скорость диффузии, т. е. величину А, а с ее помощью и концентрацию исследуемых белковых фракций. [c.161]

Для повышения скорости диффузии десорбируемой воды желательно увеличивать поверхность анализируемой пробы за счет уменьшения объема частиц. Однако в процессе измельчения могут измениться механические и термические свойства воды. Например, при измельчении каменного угля [189, 25] и других природных продуктов происходит заметное уменьшение содержания исходной влаги. Даже в ядрах земляного ореха истинное содержание воды может быть определено за приемлемое время только с помощью двухступенчатого высушивания [180] (см. разд. 3.1.3.1, табл. 3-8). Например, в подвергнутых лиофильной сушке гидрозолях, коллоидах и гидрогелях в основном содержится свободная и связанная вода, причем полностью воду можно удалить только при высушивании гидрозолей в термостате в течение нескольких часов при ПО—150°С [157]. Силикагель, например, прогретый в вакуууме в течение нескольких часов при 300 °С, еще содержит не менее 4,8% воды [263] это остаточное количество воды удаляется при температуре выше критической температуры воды, причем не происходит заметного разрушения структуры силикагеля и изменения его адсорбционных свойств. В белках остается 2—7% воды даже носле высушивания в обычном термостате до постоянной массы [298]. В белке эдестине, содержащем 12,3% воды, после [c.76]

Понятие молекулярное сито с большим правом, чем к цеолитам, можно отнести к полупроницаемым мембранам. В первых работах по диализу мембранами служили пленки животного происхождения [7]. В настоящее время для диализа применяют преимущественно пленки из целлюлозы (Visking или Kalle). Эти пленки проницаемы в основном лишь для небольших молекул. Именно поэтому диализ вот уже в течение нескольких десятилетий используется как стандартный метод обессоливания высокомолекулярных соединений в водных растворах. Набухание мембран в растворе хлористого цинка или механическое растягивание значительно увеличивают их проницаемость [8]. Через такие мембраны довольно быстро могут диффундировать даже белки с молекулярным весом до 100 000 [8—10]. Из агара и агарозы получают мембраны, которые в набухшем состоянии полупроницаемы для белков [11] и даже для вирусов [12]. Изме- рение скорости диффузии через модифицированные мембраны из целлюлозы, обладающие ярко выраженной избирательностью, открывает новые возможности для изучения пространственной структуры сахаров [13], аминокислот [14] и пептидов [15]. Для такого тонкого разделения Крэйг предложил термин дифференциальный диализ [16]. [c.13]

Для белков или вирусов, радиус которых известен, установлено, что скорость их диффузии через мембраны из геля агара различной концентрации обычно ниже, чем скорость свободной диффузии в растворе. Совершенно произвольно гель можно рассматривать как совокупность ячеек цилиндрической формы диффузия молекул в эти поры происходит с трудом. В зависимости от относительных размеров молекул снижение скорости диффузии может быть обусловлено либо стерическими факторами, либо различного рода взаимодействиями с веществом геля. Для расчета эффективного радиуса пор по замедлению диффузии и радиусу рассматриваемых частиц Эккере и Штир [31] использовали уравнение Ренкина [32]. У гелей с различной плотностью радиусы пор, рассчитанные с помощью стандартов, хорошо согласовывались между собой следовательно, можно считать, что эта упрощенная модель геля близка к действительности. [c.120]

Возможны две причины появления выделяемого белка в свободном объеме элюата при высоких скоростях потока в перегруженных колонках. Первая обусловлена процессом, известном как вторичное исключение. Скорость диффузии молекул в гель зависит не только от размера пор, но также и от соотношения между размером молекул и объемом пор. При нанесении на гель концентрированного раствора высокомолекулярного вещества с крупными молекулами одни из этих молекул будут сразу диффундировать в доступные поры, однако для молекул, пришедших позже, многие поры уже окажутся занятыми, поэтому вероятность диффузии 3 занятые поры понижается из-за уменьшения объема доступных пор. Это приводит к исключению вещества из пор, содержащих иммобилизованный лиганд, ставший недоступным из-за уменьшения объема пор. Вторая причина обуслов.леня степнче-скими затруднениями для последующих молекул, создаваемых уже адсорбированными молекулами белка. Глобулярный белок среднего размера, такой, как гемоглобин, покрывает площадь около 2500 А- [19], что само по себе создает пространственные затруднения. [c.82]

Применение таких физических методов исследования, как улетрацент-рифугирование и измерение скорости диффузии, дало возможность оодойти и к определению размеров (величины и формы частиц) различных белков. [c.44]

Один из прямых методов определения сольватации макромолекул был предложен Вангом . Он определил скорость самодиф-фузии растворителя, т. е. скорость диффузии изотопных форм (например, Н2О в НдО). Результат, очевидно, связан с объемом, недоступным для диффундирующих молекул растворителя. Согласно Вангу, эта скорость очень мало зависит от формы областей недоступного объема. Поскольку области недоступного объема должны быть в основном такими же, как соответствующие гидродинамические частицы, это дает возможность определить объем гидродинамических частиц. Соотношением, приведенным в следующем разделе, этот объем непосредственно связан с Используя данный метод, Ванг получил, что для яичного альбумина в воде б,=0,18 0,01 г/г сухого белка, в то время как длй дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) 61 равна приблизительно 0,35 г/г сухой ДНК. [c.390]

В хрящах и ткани артерий хондроитинсульфат А (а также хондроитинсульфат С) соединены со специфическим белком ковалентными связями. На долю белкового компонента приходится 17—22% массы сложной молекулы. До 20 молекул хондроитинсульфата присоединены к полипептидной цепи. Молекулярная масса таких сложных молекул 0,95—8,5-10 . Хондроитинсульфатпротеин гомогенен хроматографически и в ультрацентрифуге, связывает воды в 10—100 раз больше, чем свободный хондроитинсульфат содержание в нем кальция может быть в 20—30 раз выше, чем в крови скорость диффузии О-глюко-зы, дипептидов и других подобных веществ через раствор такого соединения происходит гораздо медленнее, чем через раствор свободного хондроитинсульфата. [c.165]

Полимеры сетчатой структуры в набухшем состоянии можно рассматривать как своеобразный набор сит с диаметром каналов (микропор) от 3—5 А до 45—50 А [1—3]. Проницаемость набухшего геля для молекул различного размера можно регулировать, изменяя строение полимерной сетки и условия ее набухания. Продвижение в фазе геля находящихся в растворе молекул, для которых его микропоры проницаемы, носит преимущественно диффузионный характер, причем скорость диффузии обратно пропорциональна молекулярному весу растворенного вещества. Эта особенность набухших полимерных сеток использована в новом и весьма эффективном способе разделения сложных смесей (белков, полимерго-мологов, микровирусов, энзимов и других трудно разделяемых смесей), получившем название гель-хроматография [4-7]. [c.489]

Затруднения для диффузии органических противоионов в сетчатых системах могут вызвать образование резкого диффузионного фронта, который наблюдался при сорбции белков высокопроницаемыми гетеросетчатыми ионитами [112]. Те же причины могут привести к неоднородному конечному распределению противоионов по радиусу ионитов [112—114]. Возможен при этом экстраполяционный метод анализа скорости диффузии противоионов в сетчатую структуру [114]. Предельный вариант подобного процесса, приводящий к образованию однородного внешнего слоя сорбента и внутренней области, свободной от органических противоионов (модели оболочка—ядро ), может быть рассмотрен на основе представления о постоянстве коэффициента диффузии противоионов во внешней, доступной оболочке [112—114]. При этом коэффициент диффузии рассчитывается для линейного участка Р — по уравнению [c.35]

Остановимся здесь на некоторых конкретных кинетических характеристиках, относящихся к наиболее важным для экспериментальной практики в области препаративной хроматографии сорбентам. В качестве противоионов рассмотрим как сравнительно небольшие по размерам ионы аминокислот и антибиотиков, так и макромолекулы белков. Влияние количества кроссагента (коэффициента набухания) на скорость диффузии метионина [396] продемонстрировано в табл. 5.1. [c.186]

Но коллоидная химия, как уже отмечалось (стр. 11—12), ставит своей задачей также изучение систем с физико-химическими свойствами, отличными от перечисленных свойств лиофобных золей. Издавна эти системы, типичными представителями которых являются растворы белков, целлюлозы, каучука, под названием лиофильных золей причислены также к золям, или, иначе, к псевдорастворам, т. е. системам гетерогенным, имеющим мицелляр-ное строение. Такому объединению этих систем послужила общность некоторых свойств, например неспособность частиц проходить через полупроницаемые мембраны (диализ и ультрафильтрация), сравнительно небольшая величина скорости диффузии и осмотического давления, особенно при малых концентрациях растворов высокомолекулярных соединений, а также способность под влиянием внешних факторов коагулировать и пеп-тизироваться. Основную роль в этом объединении сыграла близость степени дисперсности растворенного (взвешенного) компонента тех и других систем для золей 10 —10 смГ , для растворов ВМС примерно 10 —10 см . [c.151]