Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Фрайфелдер Д. -> "Физическая биохимия " -> 192

Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.

Фрайфелдер Д. Физическая биохимия — М.: Мир, 1980. — 580 c.
Скачать (прямая ссылка): fizicheskayabiohimiya1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 218 >> Следующая

вин, четвертей и меньших долей молекулы, так как часто эти фрагменты могут быть разделены по их плавучей плотности в растворах солей цезия (см. гл. 11).
Гидродинамический сдвиг может быть использован для разрушения больших структур, даже целых клеток. Например, один из наиболее общих методов разрушения клеток состоит в том, что их подвергают действию интенсивных звуковых полей; при этом обычно не принимают во внимание, что разрывы при озвучивании возникают за счет гидродинамического сдвига. Когда жидкость помещают в звуковое поле высокой интенсивности (либо помещая ее в объемный резонатор, либо, чаще, вводя в жидкость источник колебаний), в жидкости возникает кавитация, т. е. быстрое образование и схлопывание микропузырьков. Кавитация вызывается растворенными газами, выходящими в виде пузырьков из раствора. Интенсивное схлопывание этих пузырьков приводит к разрушению клеток, агрегатов молекул или макромолекул. (В чрезвычайно интенсивных звуковых полях некоторые химические соединения разрушаются, образуя свободные радикалы, которые могут быть причиной других повреждений молекул.) Не ясно, вызывает ли схлопывание пузырька турбулентность в жидкости или ее локальное ламинарное течение, но механизм разрушения, несомненно, связан с гидродинамическим сдвигом. Действительно, регулируя интенсивность звука, удавалось разрезать молекулы ДНК пополам, на четыре части и т. д. Контролируемое озвучивание редко используется в аналитических целях; оно применяется главным образом для разрушения клеток, из которых затем извлекаются внутренние компоненты. В общем, методика проста, и единственная предосторожность, которую нужно соблюдать, — это избегать нагрева. При озвучивании воде
сообщается значительное количество механической энергии, и из-за этого температура быстро поднимается. По обычной методике образцы охлаждают до температуры льда, озвучивают в течение 30 с, снова охлаждают и все повторяют. Таким путем удается поддерживать низкую температуру.
Водородный обмен
При растворении многих веществ в дейтериевой (D20) или три-тиевой (3Н20)* воде происходит обмен атомов водорода на D или 3Н. Аминокислоты, нуклеозиды, короткие полипептиды, белки в конформации беспорядочного клубка и одноцепочечные нуклеиновые кислоты быстро обменивают атомы водорода, связанные с атомами азота, кислорода и серы; атомы водорода, связанные с атомами углерода, обмениваются гораздо медленнее. В белках, в силу их химических свойств, способные к обмену протоны боковых групп некоторых аминокислот (например, ОН серина и МН2 глутамина и аспарагина **) обмениваются намного быстрее, чем протоны пептидной связи или амидных групп глутамина и аспарагина. Эти два класса протонов различают по рН-зависимости скоростей водородного обмена — первый класс имеет минимум при pH 7, второй — при pH 3. Каждый класс можно подразделить по принципу степени участия протонов в образовании водородных связей. Поскольку скорость водородного обмена обычно гораздо меньше, чем скорость образования и разрыва водородных связей (которая контролирует доступ растворителя к группам, участвующим в образовании водородных связей), наблюдаемая скорость водородного обмена для любой группы есть произведение скорости собственно водородного обмена на долю времени, в течение которого группа доступна растворителю. Таким образом, если группа участвует в образовании водородной связи, то это должно приводить к понижению скорости водородного обмена. Это происходит потому, что данная группа подвергается действию растворителя только тогда, когда имеет место локальный разрыв водородных связей. Следовательно, измеряя скорости водородного обмена для открытых групп (например, в мономерах) и скорости обмена для аналогичных групп макромолекулы, можно определить в каждый данный момент времени долю групп, не участвующих в образовании водородных связей.
* Поскольку б описываемых здесь и далее экспериментах исследователь всегда имеет дело с относительно разбавленной тритиевои водой, ее лучше обозначать 3Н—НгО.— Прим. ред.
** По-видимому, имеются в виду NH2-rpynnbi лизина и аргинина. — Прим. перев.
В двухцепочечных нуклеиновых кислотах обмен протонов, участвующих в образовании водородных связей, значительно облегчается при действии агента, который разрывает водородные связи. Резюмируя, можно сказать, что протон, потенциально способный к быстрому обмену, обменивается плохо, если он образует водородную связь. Этот факт можно использовать для определения числа водородных связей, эффективности различных денатурирующих агентов или динамического состояния макромолекулы. При первом применении этой методики рассматривали только дейтериевый обмен, потому что 3Н,20 была недоступна. Обнаружение дейтерия было очень трудной задачей, которую решали либо путем определения плотности в колонке с градиентом плотности Линдерстрема — Ланга (гл. 12), либо путем инфракрасной спектрофотометрии (гл. 14). Однако, как только стала доступной 3Н20, вместо дейтериевого обмена стали использовать тритиевый, поскольку 3Н легко обнаруживать по радиоактивности.
Предыдущая << 1 .. 186 187 188 189 190 191 < 192 > 193 194 195 196 197 198 .. 218 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed