Микроокружение

Следует заметить, что биологическая активность лигандов, связанных даже в одной точке, значительно меньше, чем в растворе. Это может быть обусловлено, кроме самого факта закрепления, еще и микроокружением лиганда — природой и близостью расположения поверхности матрицы или спейсера. Разумеется, на активность лиганда могут влиять и примеси, входящие в состав исходного очищаемого препарата (протеиназы, нуклеазы, ионы тяжелых металлов и др.). [c.377]

Согласно этой модели, кристалл снега начинает расти с относительно стабильной формы. Однако кристалл может быть легко дестабилизирован небольшим посторонним воздействием. За этим следует быстрый процесс кристаллизации из окружающего водяного пара. Такой ускоренный рост кристалла постепенно видоизменяет его, переводя в квазистабильную форму. Затем происходит последующее возмущение, и это снова обусловливает новое направление роста с другой скоростью. Слабая стабильность снежинки делает растущий кристалл очень чувствительным даже к ничтожным изменениям в его микроокружении. Эта гипотеза была разработана физиком-теоретиком Лангером, как отмечается в недавней публикации [17]. [c.44]

В состав АЦ входят полярные аминокислоты, но собственно АЦ помещается в гидрофобном углублении щели или кармане , где возникает микроокружение для субстрата и максимальная местная концентрация субстрата и фермента, создаются условия для их сближения и ориентации, необходимые для катализа. Условие для образования АЦ - наличие третичной структуры, следствие - образование фермент-субстратного комплекса. [c.29]

Первый уровень иерархии характеризуется условиями функционирования отдельных клеток. Процесс развития клеток рассматривается как процесс, интегрально учитывающий внутриклеточные явления, когда клетка развивается в среде с локально определенными характеристиками. Локальные характеристики среды определяются количеством кислорода, растворенного в микроокружении клетки, количеством питательных солей, углеродсодержащего субстрата, находящихся непосредственно около клеточной оболочки. Последние связаны в свою очередь с эффектами вышестоящих ступеней иерархии. [c.105]

Неповторимость формы снежинок удается связать с представлениями о слабой стабильности. Образование кристаллов льда начинается с плоского гексагонального мотива кристалликов воды, растущих в шести эквивалентных направлениях. Поскольку вода быстро затвердевает, выделяется скрытая теплота кристаллизации, которая распределяется между шестью растущими выпуклостями. Эта выделившаяся теплота замедляет рост на участках, находящихся между выпуклостями. Такая модель дает объяснение дендритной, или древовидной, форме кристалла. Как незначительные различия в условиях роста двух кристаллов, так и их слабая стабильность обусловливают их неповторимое развитие. То, что находится на грани устойчивости, крайне чувствительно к небольшим изменениям и будет значительно реагировать на ничтожные усилия [17]. На каждой стадии такого роста реализуются слегка видоизмененные условия в микроокружении, что обусловливает новые изменения в развивающихся лучах (или ветвях). Однако приходится допускать, что для всех шести лучей условия микроокружения одинаковы, что определяет их почти полное тождество. [c.44]

Наиболее разумной кажется гипотеза о том, что ориентационный эффект пептидилтрансферазного центра действительно принципиально важен в осуществлении реакции транспептидации на рибосоме, но что он может дополняться вкладом специфического микроокружения, способствующего реакции. Не исключено, что вблизи субстратов, ориентированных надлежащим образом в рибосоме, локализуются группы, оттягивающие на себя протон от NHj-rpynnbi акцептора, тем самым увеличивая его нуклеофильность, и могущие способствовать протонированию карбонильного кислорода, увеличивая электрофильность атакуемого углерода сложноэфирной группы донора [c.186]

Таким образом, скорость превращения увеличивается в присутствии комплексообразователя даже тогда, когда величина AG° не изменяется. Если к тому же комплексообразование -обеспечивает соответствующее активированному состоянию микроокружение, то скорость реакции "повышается еще сильнее. [c.303]

Другой областью применения этого, метода является исследование взаимодействий пигмент (хромофор) — белок, поскольку в этом случае метод позволяет получить избирательную информацию о хромофорной молекуле без разрущения комплекса. В частности, можно обнаружить переход хромофорной молекулы в основное состояние, который происходит при связывании с белком или в результате других изменений в ее микроокружении. Таким образом можно изучать свойства хромо- [c.27]

Можно сравнительно просто определить, какую природу — химическую (т. е. обусловленную пигментом) или физическую (обусловленную структурой) — имеет данный цветовой эффект. Идентификация и характеристика пигмента обычно является стандартной задачей в органической химии. В последующих главах первой части этой книги приведены основные химические свойства наиболее крупных групп природных пигментов. Гораздо более сложной является проблема взаимодействия молекул пигмента с их ближайшим микроокружением, напри-ме с белками в мембранах. Применение сложных современных физико-химических методов, таких, как резонансная рамановская спектроскопия, линейный и круговой дихроизм и ядерный магнитный резонанс, позволяет решить эту проблему, а также получить информацию о молекулярных изменениях, которые претерпевают некоторые пигменты при их функционировании. Вторая часть этой книги представляет собой обзор функций природных пигментов как в роли окрашивающих агентов, так и в роли участников гораздо более сложных процессов, таких, как фотосинтез, зрение и другие фотореакции, которые могут протекать за время порядка пикосекунд. [c.30]

Все более широкое применение мицелл в качестве модельных систем связано с их термодинамической устойчивостью, простотой структуры, а также сходством поверхности раздела мицелла — раствор с поверхностью монослоев, мембран и адсорбционных слоев. Можно рассматривать мицеллу как монослой, замкнутый на себя. Поэтому мицеллярные системы особенно полезны при постановке и разрешении многих проблем, касающихся структуры микроокружения в системах с развитой поверхностью раздела. Основное достоинство мицеллярных растворов — относительная легкость применения различных экспериментальных методик, используемых при изучении растворов, но трудно применимых к реальным поверхностям и мембранам. [c.327]

На рис. 3 представлены кривые зависимости интенсивности флуоресценции зонда 1,8-АНС, находящегося в мембранах липосом от концентрации пропиленгликоля или ПЭО-400. Добавление пропиленгликоля к взвеси липосом приводило к монотонному уменьщению интенсивности флуоресценции зонда 1,8-АНС вследствие его вытеснения молекулами пропиленгликоля из мембран в воду и дальнейшим тушением флуоресценции. Похожая зависимость интенсивности флуоресценции от концентрации ВВ наблюдалась и при добавлении ПЭО-400 к липосомам. Однако при концентрациях 5-10 % происходило увеличение интенсивности флуоресценции зонда, что указывало на переход зонда из гидрофильного в гидрофобное микроокружение. Повидимому, при этих концентрациях происходит некоторая деструкция мембран липосом по типу разрыхления, которая приводит к появлению дополнительных мест связывания зонда на мембране. [c.563]

Ассоциация каротиноидов с белками, в основном с образованием синих комплексов у морских беспозвоночных, — область, в которой можно ожидать прогресса уже в ближайшем будущем. Будучи интересными сами по себе, эти комплексы служат очень полезными моделями взаимодействия белка с небольшими липидными молекулами, и полученные при этом результаты будут представлять несомненную ценность для многих разделов бпохпмип. Микроокружение и белковые комплек- [c.88]

Существуют, таким образом, весьма веские основания для сдвига рКа группы в специфическом микроокружении фермент-субстратного комплекса. Кажущиеся значения р/Са, полученные на основании зависимостей скорости реакции от pH, могут рассматриваться только как часть полезной информации. Такая ситуация является совершенно нормальной в работах по изучению механизмов, где большинство утверждений построено на эмпирических сравнениях. Доказательство определенного механизма должно опираться на результаты как можно большего числа независимых тестов. Время от времени, однако, становится возможным провести единственный решающий эксперимент. В частности, иногда удается зарегистрировать интермедиат и доказать тем самым, что он присутствует в условиях реакции. (Может, однако, потребоваться отдельное доказательство того, что интермедиат образуется по основной схеме реакции.) Такой эксперимент является буквально бесценным в случае ферментативной реакции ввиду гораздо большей сложности последней. Работа с декарбоксилированием ацетоацетата представляет собой пример успешного применения этого подхода. [c.480]

АНС — флуоресцентный зонд, нековалентно связывающийся с белками и неполярными областями мембран. При связывании АНС с бе,л-ками или мембранами его флуоресценция значительно возрастает, так как квантовый выход флуоресценции АНС зависит от полярности его окружения и увеличивается в гидрофобных средах. Максимум возбуждения АНС — 360 нм, максимум флуоресценции — 460—480 нм (в зависимости от полярности микроокружения). При работе с препаратами СР измерение флуоресценции проводят в среде, содержащей 100 мМ КС1, 0,5 мМ ЭГТА и 50 мМ имидазол, pH 7,0. Концентрация белка СР в кювете — 0,3—0,5 мг/мл, концентрация АНС — от 5 до 75 мкМ (в зависимости от чувствительности прибора и поставленной задачи). [c.366]

Конформацнонные превращения и их динамика проявляются и в других характеристиках люминесценции. Так, сродство а-химотрипсина в различных конформациях к люминесцирующему веществу (профлавину) сказывается на интенсивности свечения [186]. Положения максимумов в спектрах люминесценции полярных молекул в конденсированных полярных средах зависят от релаксационных свойств микроокружения. Теория дает выражение, связывающее положение центра тяжести полосы флуоресценции V с величинами т и Тг [187] [c.325]

На практике иммобилизация часто осуществляется одновременно иеск. способами. Так, при фиксации ферментов ковалентными связями между их молекулами н матрицей обычно возникают также нековалентные взаимодействия. Известны способы предварит, хим, модификации молекул фермента низкомол, в-вамн или р-римыми полимерами, имеющими заряженные группировки, что изменяет у таких модифицир. белков электростатич. заряд молекулы и позволяет достаточно прочно сорбировать их на ионообменных смолах. При всех типах иммобилизации матрица, взаимодействуя с ферментом, может инактивировать последний или создавать пространств, затруднения для доступа субстрата к активному центру. При ковалентном связывании фермента для предотвращения отрицат, влияния матрицы между ией и молекулой фермента вводят разобщающую цепь атомов-спейсер (наз. также вставкой или ножкой ). Кроме того, часто стремятся использовать для иммобилизации гидрофильные матрицы, создающие вблизи фермента более естеств, микроокружение. [c.215]

Щелочной гидролиз метил-1-нафтоата в 50%-ном водном диоксане зависит как от природы растворителя, так и от электростатических факторов. Если проводить реакцию в присутствии лаурилтриметиламмонийхлорида, то ее скорость несколько увеличивается, но в присутствии лаурилсульфата натрия, напротив, сильно падает. Рассмотрим сначала, какое действие оказывает природа углеводородного радикала. В системе метил-1-нафтоат — углеводород вероятность обнаружить углеводород в непосредственной близости от сложного эфира значительно выше соответствующей мольной доли. Следовательно, микроскопическое окружение сложного эфира в присутствии углеводорода гораздо менее полярно, чем в его отсутствие. Иными словами, диэлектрическая проницаемость микроокружения ниже. Можно ожидать, что в таких условиях гидроксид-ион будет атаковать сложный эфир с меньшей эффективностью. В том случае, если добавленный углеводород несет электрический заряд, то распределение молекул растворителя не изменится, и, следовательно, вновь сложноэфирный субстрат будет окружать среда с пониженной диэлектрической проницаемостью. Электрический заряд молекулы детергента также должен оказывать влияние на характер реакции отрицательный заряд будет отталкивать, а положительный — притягивать гидроксид-ион. Таким образом, в случае солей органических анионов эффект окружения и электростатический эффект действуют в одном направлении, вызывая сильное ингибирование, а в случае солей органических катионов эффект окружения и электростатический эффект действуют в разных направлениях, что приводит к некоторому увеличению скорости реакции, если последний эффект доминирует над первым. [c.339]

Природные пигменты по приведенному выше определению поглощают свет в видимом диапазоне спектра электромагнитного излучения, т. е. между длинами волн 380 и 750 нм. Поэтому их спектр поглощения видимого света имеет по крайней мере один максимум поглощения при длине волны (>.тах), характерной для хромофора молекулы пигмента. Это свойство, а также общая картина спектра дают полную информацию о молекулярной структуре и обычно используются при первых попытках идентифицировать пигмент. Положение Хтзх сильно зависит от используемого растворителя, а у некоторых групп пигментов и от величины pH. На спектры поглощения пигментов in vivo часто влияет ближайшее микроокружение молекулы. [c.25]

Однако, при всей своей уникальности, флавонолы как флуоресцентные красители обладают рядом недостатков поглощением в ультрафиолетовой области спектра, невысоким квантовым выходом флуоресценции и коэффициентом молярного поглощения. Закономерности влияния микроокружения на их параметры флуоресценции не изучены. Поэтому первыми задачами в дизайне зондов на основе флавонолов есть создание соединений с улучшенными спектральными свойствами, а также выявление способов управления этими свойствами и анализ закономерностей влияния микроокружения жидких сред на них. [c.387]

Обсуждаются методологические проблемы, связанные с изучением структурных особенностей белка, лежащих в основе регуляторных возможностей ферментов. В связи с этим исследуется роль аминокислотных остатков (5Н-групп, гидрофобных областей белков), гомо- и гетеросубъединичных взаимодействий, а также роль микроокружения ферментов в реализации их каталитической функции. Кроме того, анализируются подходы к выявлению локализации на ферменте активных и регуляторных центров. [c.329]

Осн. требования к меткам в Л. з.-чувствительность к микроокружению, возможность надежного наблюдения за ее поведением, внесение меткой в наблюдаемую систему миним. возмущений. Наиб, часто применяют спиновые, флуоресцентные и фотореактивные метки, а также метки для спектроскопии ЯМР. Липиды, меченные радиоактивными атомами, к Л. з. обычно не относят. [c.596]

Для описания электрохим. поведения П. пользуются значением характеристич. константы диссоциации т.е. диссоцкации единичной ионогенной группы в отсутствне др. заряженных групп в цепи, к-рую получают акстраполяхдаей К.к нулевому значению а, и производной кажущейся по а. Значения Кд к К для соответствующего низкомол. аналога обычно близки, хотя они и не должны совпадать, т. к. ионогенная группа в полимерной цепи находится в др. микроокружении. Изменение П. при изменении а [c.43]

В отличие от физических методов этот способ иммобилизации обеспечивает прочную и необратимую связь фермента с носителем и часто сопровождается стабилизацией молекулы энзима. Однако расположение фермента относительно носителя на расстоянии одной ковалентной связи создает стерические трудности в осуществлении каталитического процесса. Фермент отделяют от носителя с помохцью вставки (сшивка, спейсер), в роли которой чаще всего выступают бифункциональные и полифункциональ-ные агенты (бромциан, гидразин, сульфурилхлорид, глутаровый диальдегид и др.). Например, для выведения галактозилтрансфе-разы из микроокружения носителя между ним и ферментом вставляют последовательность — СНг—КН—(СНз)5—СО—. В этом случае структура иммобилизованного фермента включает носитель, вставку и фермент, соединенные между собой ковалентными связями (рис. 4.5). [c.91]

Микроокружение аромвтических остатков в белках исследуется методом флуоресценции. Для этих целей используются также анв-лиз спектров КД в области 250 — 300 нм и дифференциальные УФ-спектры, получаемые при изменении pH водной среды, температуры или состава растворйтелей. По спектрам КД следят за кон-формационными превращениями белкоа и пептидов а процессе их функционирования, а также проверяют, сохранилась ли натианая конформация при изменении условий окружающей среды или при химической модификации природного соединения. Для изучения конформации белков, содержащих парамагнитные центры — такие, как гем в гемоглобине или спиновые метки (различные группы, имеющие неспаренный электрон), введенные с помощью хими- [c.112]

Параллельное изучение методом фпуоресценци природного нейротоксина и его химически модифицированных производных, содержащих дансильные и спиновые метки, позволило охарактеризовать микроокружение остатков триптофана и введенных меток и определить ряд внутрнм<1лекуляриых расстояний. [c.117]

Возможный механизм переноса протона через бактериородоп-сии предполагает наличие цепи водородных связей, образованной боковыми радикалами гидрофильных аминокислот и простирающейся через всю толщ > белка. Векторный перенос протона через подобную цепь может осуществляться в том случае, если она состоит из двух участков и включает в себя функциональную группировку. способную под дейстаием света изменять свое микроокружение и тем самым последовательно замыкать и размыкать эти участки. Лльдимин ретиналя в молекуле бактериородопсина (при Ьу5-216) может выполнять роль такого рода челночного механизма между двумя предполагаемыми белковыми проводниками протонов, один нз которых сообщается с внешней, другой — с цитоплазматической поверхностью мембраны (рнс. 331). [c.610]

Методьт заключаются во введении в биологический объект парамагнитных или флуоресцирующих молекул (зондов), спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или флуоресценции которых дают информацию о свойствах микроокружения зонда - полярности, вязкости, присутствия зарядов и т. д. При этом структурные изменения в белках или мембранах клеток, сопровождающиеся изменением вязкости, полярности или подвижности тех или иных фрагментов биообъекта, где находится зонд, приводят к изменениям параметров спектров ЭПР спиновых или флуоресцентных зондов. Оптические свойства (прозрачность) изучаемого биообъекта при этом не имеет значения. [c.560]

Для связывания белка (через аминогруппы) носитель активируют разбавленной минеральной кислотой. Отличительной особенностью этого носителя является то, что в некоторых случаях (например, при связывании а-амилазы, дек-страназы и др.) полимер может быть частично или полностью реактивирован разбавленной кислотой. Другое отличие состоит в том, что гидрофильный характер нерастворимого фермента обусловлен не наличием в матрице первичных амидных групп, как у других полиакриламидных носителей, а остатками ацеталей, ге-миацеталей и алифатических альдегидов, которые представляют собой особое микроокружение фермента, фиксированного на полимерной матрице. Носитель поставляется в виде 5%-ной суспензии в воде. [c.191]

ПО фрагменту N—0, при которец воздействие окружения на величину сводится к перераспределению спиновой плотности между атомами N и О и к изменению расщепления между п-и 1с -уровнями (АЕ ) радикала, а воздействие окружения на величину А, — только к смещению спиновой плотности между атомами N и О. Наличие в спектрах ЭПР некоторых растворов второй компоненты указывает на существование комплексов другого типа. Наиболее интересным является тот факт, что пары для спин-меченого САЧ попадают на общую линейную зависимость. МРП лиофилизованного образца (точка 7 на рис. 7) лежит вблизи соответствующих МРП раствора НО-15 в этаноле, а для водного раствора спин-меченого САЧ (точка 8) — вблизи соответствующих МРП раствора НО-15 в водно-глицериновой смеси. Выполнение линейной корреляции для величин и в САЧ свидетельствует, по-видимому, о том, что структуры микроокружения спиновой метки в лиофилизованном САЧ и замороженных растворах радикалов НО-15 и НО-34 в этиловом спирте идентичны. Это может значить, например, что взаимодействия N—О-фрагмента радикала с ОН-групнами лиофилизованного САЧ в месте локализации спиновой меткими с ОН-групнами этилового спирта близки по характеру. При растворении белка в воде радикальный фрагмент спиновой метки сольватируется молекулами аналогично тому, как он сольватируется в водном растворе. Это указывает на относительную свободу спиновой метки НО-15 в САЧ. [c.191]

Флуоресцентная спектроскопия находит широкое применение в исследованиях природы и состояния сложных субмолекулярных объектов, таких как мицеллы, лнпосомы, биологические клетки и их компоненты [1]. По своим аналитическим возможностям она во многом лидирует, позволяя регистрировать излучение одного кванта в объеме менее 1 мкм , а также фиксировать молекулярные явления в фемтосекундной шкале времени. В исследованиях субмолекулярных объектов часто используются вспомогательные инструменты - флуоресцентные зонды. Флуоресцентный зонд - это молекула, способная при поглощении кванта света оптического диапазона испускать новый квант света. Характеристики излучения подобных молекулярных устройств (его интенсивность, положение и полуширина полосы в спектре и пр.) всегда несут определенную информацию об объекте. Задача исследователя состоит в адекватной интерпретации полученной информации. Однако часто интерпретация информации представляется сложной задачей, поскольку излучение молекулы зонда, как правило, отражает состояние сразу нескольких физических параметров микроокружения. Поэтому к химической архитектуре зонда и его флуоресцентным свойствам существует ряд жестких требований. В частности, важным требованием (если не основным) является экстракция информации об изучаемом параметре микроокружения. Эта задача решается путем фильтрации информации, а также увеличения количества каналов ее получения. [c.385]

Гидроксихромоны (ЗГХ) и их производные - флавонолы (3-гидроксифла-воны, ЗГФ) представляют уникальный пример двухполосной флуоресценции [2]. Всегда пребывая в кето-форме в основном состоянии (8о), при возбуждении, в состоянии 81 они способны к таутомеризации - внутримолекулярному переносу протона с гидроксигруппы на карбонил (рис. 2). Поскольку оба фототаутомера ЗГФ способны флуоресцировать, в спектре флавонолов часто наблюдаются две полосы флуоресценции, положение и интенсивности которых изменяются в зависимости от параметров микроокружения [3-6]. [c.387]

Молекула ЗГФ изначально содержит два сенсора - отдельные группы атомов, посредством которых передается влияние микроокружения на ее спектральные параметры (рис. 4). Сенсор 1 представляет собой сопряженную цепь кратных связей, оканчивающуюся акцепторной группой (карбонилом) с одной стороны и электронодонором (аминогруппой) - с другой. Будучи стерическн блокированными от специфических взаимодействий со средой, подобные конструкции являются сенсорами общей полярности среды [12], работающими по принципу смещения полосы в спектре. [c.388]

Различия в структуре молекул хлорофилла приводят к тому, что каждый из них обладает уникальным спектром поглощения. Первичным пигментом считается хлорофилл а, поскольку он присутствует в большем количестве, чем хлорофилл Ь. Внутри группы молекул хлорофилла а есть различия в светопог-лощении молекул, которые определяются конкретным микроокружением в липопротеиновом слое мембраны тилакоидов. Существуют достоверные данные о наличии двух специализированных видов молекул хлорофилла а, максимумы поглощения которых соответствуют 680 и 700 нм. [c.212]

Структурно-кинетическая модель, заложенная в основу теории химических процессов в замороженных многокомпонентных растворах [3, 19-21], позволяет объяснить экстремальный характер температурной зависимости скорости реакций (суммарный порядок которых выше первого) в таких системах как конкуренцию противоположно-направленных тенденций, а именно - повышения скорости за счет эффектов криоконцентрирования и уменьшения скорости по мере понижения температуры. Отличия физико-химических характеристик НЖМФ от аналогичных показателей незамороженных растворов (например, вязкости, плотности, диэлектрической проницаемости, теплоемкости и т. п.) оказывают влияние на реакционную способность, а также на склонность растворенных веществ к ассоциации из-за изменившегося микроокружения. Это, в свою очередь, отражается на кинетических особенностях криохимических реакций в замороженных многокомпонентных растворах. НЖМФ существует в довольно широком диапазоне отрицательных температур, в этой микрофазе концентрируются (при условии достаточной растворимости) компоненты исходного раствора и продукты соответствующих реакций, поэтому такие реакции являются жидкофазными. [c.73]

Зависимость поведения оксимных групп в ПО и их сополимерах от их макро- и микроокружения при реакции с низкомолекулярными реагентами исследована в работах [40-46]. При изучении реакции ацилирования частично кватернизованных поли-4-винил-пиридина и поли-2-метил-5-винилпиридина бромфенилоксимом обнаружено значительное увеличение нуклеофильности оксимной группы по сравнению с соответствующими низкомолекулярными аналогами, которое сопровождается аномальным снижением рКд сополимеров [40, 41]. Константа скорости ацилирования в сополи- [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология