Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
седиментационных измерений приводят к значениям, которые получались бы,
если бы эти измерения проводили при 20°С в чистой воде.
Поправки для случая диффузии дает уравнение (10.67). Соответствующие
поправки для седиментации получают, учитывая [см. уравнение (11.32)], что
s зависит от растворителя и температуры (поскольку V2 и р зависят от этих
параметров) и от вязкости ij [поскольку/ зависит от вязкости; см.
уравнение (10.68)]. Таким образом, отношение коэффициента седиментации,
измеренного в воде при 20°С, к соответствующему коэффициенту, измеренному
в других условиях, имеет вид
*2o.w = 1 - 0,9982_(F2)20.w \ / 77-,р \ (
s 1 - V2p Vho.wA "fr.w у
где индексы р и Т относятся соответственно к рассматриваемому раствору с
исследуемым веществом и температуре во время опыта; ijT w - вязкость
чистой воды при температуре
Т' 720,w = 0,01002 П; 0,9982 г/см3 - плотность воды при 20°С; (r2)2o,w -
парциальный удельный объем, измеренный в воде при гО^С1'.
Ч Следует, однако иметь в виду, что часть соединений вообще не может
существовать в водных растворах, а тем более в "чистой" воде. Многие
макромолекулы и биологические структуры, например, агрегируют и выпадают
в осадок, разваливаются на составные части, как вирусы при лизисе. Во
всех этих случаях они превращаются фактически в другое вещество, к
которому и будет относиться измеренная величина Уг0 w. Поэтому многие
исследователи часто, например в случае ДНК, учитывали только
температурную зависимость V, заменяя, таким образом, *20, w на V20, р*
т.е. приводя значение s к условиям некоего гипотетического растворителя
при 20°С, имеющего плотность и вязкость воды, но не меняющего V молекулы
или частицы. Этим, в частности, могут объясняться расхождения в значениях
приведенных коэффициентов седиментации s20 w того или иного вещества. -
Прим. ред.
238
ГЛАВА 11
Хотя в большей части уравнений, выведенных в этой главе, коэффициенты
седиментации и диффузии считались постоянными, в действительности же, в
реальных условиях, их величина зависит от концентрации. Поэтому нередко
(а зачастую это и необходимо) измеряют s и D как функции концентрации, а
затем экстраполируют к бесконечному разбавлению, получая 5° и D0; далее
проводят коррекцию этих величин с тем, чтобы получить значения, ожидаемые
при 20°С в чистой воде при бесконечном разбавлении: ¦s20,w1) и ^20, W В
табл. 11.1 приведены некоторые определенные опытным путем типичные
значения s20 w" Что можно сделать с этими величинами, зависит от ответа
на вопрос: что еще известно о данной системе? Если известна молекулярная
масса, то, определив^ w, мы найдем коэффициент трения /, который можно
сравнить c/min, т.е. с коэффициентом, который имела бы сферическая
частица той же массы при отсутствии гидратации. Можно проанализировать
далее отношение ///min с тем, чтобы наложить ограничения на форму и
степень гидратации частицы в точности так, как это было описано ранее для
коэффициентов диффузии. В табл. 11.1 сравниваются коэффициенты трения,
определенные с помощью диффузии и с помощью седиментации. В большинстве
случаев эти величины довольно хорошо согласуются. Если же известны и w, и
Dx w, то молекулярную массу можно вычислить по формуле (11.33). Тогда,
пользуясь любым из двух уравнений (11.32), получают коэффициент трения.
Но, поскольку при седиментации и диффузии одинаково учитывается
комбинированная зависимость от конформации и гидратации, знание обоих
коэффициентов не проясняет вопроса о том, какая часть избыточного трения
(сверх/min) происходит за счет гидратации. В табл. 11.2 сопоставляются
молекулярные массы, при определении которых пользовались уравнением
Сведберга, с величинами, полученными
Таблица 11.1
РЕЗУЛЬТАТЫ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ"
Препарат Молекулярная масса s20.w- S К2> смЭ/г fmill'
седиментация fmin ' диффузия
Рибонуклеаза А (бычья) 12 400 1,85 0,728 1,29 1,14
Лиэоцим (цыпленка) 14 100 1,91 0,688 1,22 1,32
Сывороточный альбумин
(бычий) 66 500 4,31 0,734 1,33 1,31
Гемоглобин 68 000 4,31 0,749 1,28 1,14
Тропомиозин 93 000 2,6 0,71 2,65 3,22
Фибриноген (человека) ЗЗОООО 7,6 0,706 2,34 2,35
Миозин (стержнеобразная
молекула) 570 000 6,43 0,728 3,63 3,05
Вирус кустистой карликово-
сти томата 10 700 000 132 0,74 1,27 1,27
Вирус табачной мозаики 40 000 000 192 0,73 2,65 2,19
Ч Данные взяты из нескольких источников, в том числе из работ Kuntz,
Kauzmann, 1974; Tanford, 1961; Van Holde, 1971.
Величину w часто называют константой седиментации, чтобы отличить ее от
всевозможных коэффициентов седиментации. - Прим. ред.
УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ 239
Таблица 11.2 МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАССЫ, ОПРЕДЕЛЕННЫЕ С ПОМОЩЬЮ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ
Препарат Химическая структура Седиментация и диффузия Метод
Арчибальда Равновес ное центри фугирова- ние Метод Ше-раги - Мандель-
керна Другие методы
Сахароза 342,3 - 341,5
Рафиноэа 504,5 - 495 - - -
Рибонуклеаза А (бычья) 13 683 12400 13 750 13 700 15 200
-
