Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
Лиэоцим (цыпленка) 14 211 14 100 - 14 500 12 400
14 100"
Сывороточный альбумин (бычий) 66 296 66 000 70 000 68
000 59 000 70 ООО2-1
^ Рассеяние рентгеновских лучей под малыми углами. Метод светорассеяния.
другими методами. Величины, полученные различными методами, в общем
согласуются между собой. Они не обязательно должны в точности совпадать
по ряду причин, хотя бы потому, например, что разные методы по-разному
оценивают вклад противоионов в измеряемую массу.
Уравнением (11.33) нельзя пользоваться так часто, как хотелось бы,
поскольку диффузионные измерения представляют определенные трудности. Как
мы покажем, возможна комбинация седиментационных данных с результатами
других гидродинамических измерений. Нередко бывает так, что коэффициент
седиментации представляет собой единственную доступную информацию о
гидродинамике частицы с неизвестной молекулярной массой, поскольку по
сравнению с другими методами седиментациониые опыты либо могут быть
выполнены быстрее, либо требуют меньшего количества материала. Когда
применяют чувствительный метод фотоэлектрического сканирования, для
определения w бывает достаточно менее 0,1 мг белка; в случае нуклеиновой
кислоты это количество уменьшается еще на порядок. Измерения занимают не
более нескольких часов, за это время граница успевает сместиться на
расстояние порядка сантиметра; такое расстояние можно измерить очень
точно.
Коэффициенту w получить нетрудно, но сама по себе эта величина не дает
возможности определить форму или молекулярную массу, если не принять
некоторых допущений относительно той или другой. Если макромолекула имеет
вид сферы, то, подставляя выражения (10.68) и (10.69) в уравнение (11.28)
(в этом случае фактор формы Перрена F = 1), получим
s = (M2/3/Nq/3)(1 - У2р){6щ[(3/4п)(У2 + 5,К,)]173}"1 (Ц.35)
Коэффициент седиментации сферических молекул с близкими значениями
степени гидратации и парциального удельного объема прямо пропорционален
А/2/3. Это весьма полезный вывод. Если, к примеру, мы изучаем различные
ассоциированные формы белковых субъединиц, то нетрудно установить при
помощи седиментационных измерений, как соотносятся их молекулярные массы,
при условии, что среди этих форм нет ни одной, слишком отличной от сферы.
Уравнение (11.35) широко используют для оценки молекулярных масс при
некоторых предположительных значениях степени гидратации. В боль-
240
ГЛАВА 11
шинстве случаев эти оценки весьма полезны, но в каждом отдельном случае
исследователю не помешает известная доля здорового скептицизма.
ЧТО МОЖНО УЗНАТЬ О ФОРМЕ И КОНФОРМАЦИИ ПО ДАННЫМ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ
ИЗМЕРЕНИЙ
Выводы теории, предсказывающие зависимость гидродинамического поведения
частиц от их формы, можно проверить, взяв гомологический ряд молекул,
идентичных во всех отношениях, за исключением длины. Удобной системой,
использованной для этой цели Харрисоном и Клугом (Harrison, Klug, 1966),
является вирус стеблевой пятнистости табака (ВСП). Инфекционный вирион
представляет собой цилиндр диаметром 250 А и длиной от 1850 до 1970 А.
Однако инфекционными свойствами обладают и более короткие частицы - их
можно выделить и исследовать.
При рассмотрении гомологического ряда удобно представить коэффициент
трения в виде/ = бтт? (3 Уэ/4т)1/3Р, где Уэ - объем эквивалентной
гидратированной сферы, a F - фактор формы. Фактический объем
цилиндрического стержня равен яг2/, где / - длина, а г - радиус.
Подставляя эти выражения вместо / и Уэ, мы можем переписать уравнение
(11.28) в следующем виде:
М/1 = {[6тг"7/У0(Зг2/4)1 3] (1 - F2p)}(sF72/3) (11.36)
Молекулярная масса на единицу длины (М/Г) - величина постоянная для ряда
гомологичных стержней. Первый множитель в правой части уравнения также не
меняется. Таким образом, теория предсказывает, что отношение sF//2/3
должно быть постоянной величиной. На рис. 11.10, А показан результат
экспериментальной проверки этого вывода. Предсказание выполняется
довольно точно, если использовать полученные Перреном значения F для
вытянутых эллипсоидов вращения с отношениями осей //2г.
Еще лучшее соответствие экспериментальным данным можно получить, если
промоделировать стержни несколько более реалистически. Объем вытянутого
эллипсоида вращения равен ЛтаЬ2/Ъ, где а - большая полуось, а Ь - малая
полуось. Объем цилиндра равен тгг2/. Мы должны приравнять оба объема друг
к другу, чтобы при любой заданной весовой концентрации число частиц в
растворе осталось прежним:
nr2l = 4nab2/3 (11.37)
Теперь положим, что эллипсоид имеет ту же длину, что и стержень: / = 2а.
Тогда уравнение (11.37) можно представить в такой форме:
//а = 2 = 4b2/3r2 = (l/3)(fc2/r2)(/2/o2) (11.38)
Из уравнения, составленного из второго и четвертого выражений, после
преобразований получаем
a/b = l/61,2r = (2/3)ll2(l/d) (11-39)
гдес/ = 2г - диаметр стержня. Таким образом, отношение осей у эллипсоида
получается несколько меньше, чем у стержня. В этом случае соответствие
уравнения (11.36) экспериментальным данным почти идеальное (рис. 11.10,
