Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 110

Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.

Кантон Ч., Шиммер П. Биофизическая химия. Том 2 — М.: Мир, 1984. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): biofizicheskayahimiya1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 242 >> Следующая

электростатических сил диффузию иона невозможно рассматривать без учета
диффузии противоиона.
Для начала рассмотрим раствор соли, полностью диссоциированной на ионы А
и В. Экспериментально определяют константу диффузии соли D, которая
связана в соответствии с уравнением (10.66) и законом Стокса с
константами диффузии индивидуальных ионов ПА и DB. Можно показать, что
решение уравнения (10.75) приводит к выражению
220
ГЛАВА 10
D = qlDADB!(qlDA + qlDB) , где <?a = (4n/ekT)z{cA ql = (4n/ekT)zlcB
ql = ql + ql
(10.776)
(10.77a)
(10.77b)
(10.76)
Здесь e - это диэлектрическая постоянная раствора, zA и zB - заряды
ионов, а еА и ев - их молярные концентрации. Поскольку раствор
электронейтрален, ZAcA + zBcB = = 0. Если соль представляет собою
высокомолекулярный полиион с большим зарядом IZAI, а противоион несет
единичный заряд lzBl = 1, то условие электронейтральности раствора
позволяет в этом случае упростить выражение:
Из этого уравнения следует, что если заряд ZA изменяется, то и
коэффициент диффузии макромолекулы при постоянных размере и форме должен
заметно измениться. Поскольку коэффициент диффузии заряженной
макромолекулы 73д много меньше коэффициента диффузии противоиона DB,
полученный в эксперименте коэффициент диффузии макромолекулы D должен
быть больше, чем для незаряженной молекулы. В общем случае
Это приводит к большой неопределенности в значении измеренной величины D
в том случае, когда неизвестен заряд макромолекулы. К сожалению, ее заряд
обычно неизвестен, хотя имеется потенциальная возможность определить его
с помощью электрофореза.
Практически изучение диффузии и других гидродинамических параметров для
макромолекул с большим зарядом проводится в присутствии огромного избытка
низкомолекулярного электролита. Поскольку система многокомпонентна,
анализировать результаты опыта довольно трудно. Важно, что
соответствующий заряд всего добавленного электролита эффективно действует
как противоион. Таким образом, эффективная концентрация противоионов св
значительно больше концентрации макромолекул ед. Из уравнения (10.77)
следует, что в этом случае q* Р- q^ и qfi з д?. Подставляя эти величины в
выражение (10.76), получаем D = 73д. Таким образом, при достаточно
высокой ионной силе
Стокса и уравнение (10.66).
Краткие выводы
Метод электронной микроскопии позволяет непосредственно наблюдать размер
и форму макромолекул. Для получения контраста между молекулой и пленкой-
подложкой образец обрабатывают тяжелыми металлами. Контрастирование
сильно ограничивает разрешающую способность. Если образец обладает
симметрией вращения или трансляционной симметрией, существующие способы
усреднения значительно улучшают качество электронно-микроскопического
изображения.
Белки и нуклеиновые кислоты в растворе содержат значительное количество
связанной воды; они ведут себя как гидратированные частицы. Движение
молекул в растворе изуча-
D = (1 + z2a)DaDb/(Db + z\Da)
(10.78)
Da<D<Db
(10.79)
исчезает и становятся справедливыми закон
РАЗМЕР И ФОРМА МАКРОМОЛЕКУЛ
221
ют с помощью гидродинамических методов. Эти методы дают сведения о форме
и размерах гидратированных макромолекул. Движение молекул в растворе
ограничено силами трения, величина которых линейно растет с увеличением
скорости частицы. Поступательный коэффициент трения может быть определен
методами седиментации й диффузии. Он возрастает пропорционально А/1/3 и
зависит от формы макромолекулы. Коэффициент трения вытянутого эллипсоида
несколько больше, чем сплющенного при равных объемах.
Вращательное трение изучают методами поляризованной флуоресценции и
двойного лучепреломления в потоке и в электрическом поле. Эллипсоид
вращения характеризуется двумя коэффициентами вращательного трения,
которые соответствуют вращению вокруг короткой и длинной осей. Особенно
чувствителен к форме вращательный коэффициент трения вытянутого
эллипсоида при вращении вокруг короткой оси. Вообще трение вращения
растет линейно с увеличением молекулярной массы, и поэтому оно более
чувствительно к размерам молекулы, чем трение поступательного движения.
Наиболее простым для анализа гидродинамическим методом является метод
диффузии, так как единственная сила, действующая на макромолекулы,
вызвана пространственным распределением их концентраций. Скорость
переноса массы через поверхность пропорциональна градиенту концентрации у
этой поверхности. Коэффициент пропорциональности (D) называется
коэффициентом диффузии. Коэффициент диффузии обратно пропорционален
поступательному коэффициенту трения. Его измеряют по изменению
концентрации раствора. Прямое определение D методом свободной диффузии
связано со значительными экспериментальными трудностями.
Задачи
10.1. Покажите, что поступательный коэффициент трения димера, состоящего
из двух контактирующих друг с другом сферических субъединиц, составляет
80% от его величины для этих же двух субъединиц, но расположенных далеко
друг от друга и скрепленных звеном, не обладающим трением.
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed