Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 200

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 .. 194 195 196 197 198 199 < 200 > 201 202 203 204 205 206 .. 242 >> Следующая

содержимого элементарной ячейки. FL(S) - "вырезающая" функция,
обусловленная решеткой [см. уравнение (13.60)], или фурье-преобразование
решетки. Интенсивность рассеяния, наблюдаемая от всего волокна,
определяется величиной < 1Гсумм12>, где угловые скобки означают
усреднение по азимутальным ориентациям (по вращению) относительно одной
из осей решетки. В принципе на таком образце можно получить достаточно
данных для того, чтобы расшифровать его структуру, используя методы,
описанные в гл. 13 для кристаллов. На практике, однако, это крайне
трудно, так как при больших углах рассеяния происходит значительное
перекрывание дифракционных пятен.
В полукристаллическом волокне продольная ось каждой стержнеобразной
молекулы ориентирована вдоль направления вытягивания волокна. В
направлении, перпендикулярном продольной оси, молекулы укладываются
вместе таким образом, что образуют весьма регулярную решетку. Однако
отдельные молекулы имеют случайные азимутальные ориентации относительно
продольной оси волокна и случайные смещения вдоль этой оси (рис. 14.1
,Б). Рентгеновское рассеяние от такого образца может быть очень сложным
для анализа. Формально оно описывается следующим выражением:
</(S)> = <|<Fffl(S)>FL(S)|2> (14-2)
где угловые скобки означают, что интенсивность для упорядоченного набора
молекул
406
ГЛАВА 14
q q q q q
P
Щ w P m
p p p p p
о
*
p p p p p
о о
9
9
bo
0 0 0 0 0
z
A
в
T
РИС. 14.1. Схематическая иллюстрация некоторых типов волокон,
образованных из стержнеобразных молекул. А. Кристаллическое волокно. Угол
ориентации в один и тот же у всех молекул. Волокно состоит из
монокристаллов, внутри которых расположение молекул упорядочено как вдоль
г, так и по углу ф (азимутальный угол); однако азимутальная ориентация
микрокристалла как целого случайна (в общем случае случайно и
расположение его вдоль г). Б. Полукристаллическое волокно. Ориентация под
одинакова у всех молекул, но микрокристаллы отсутствуют. В направлениях,
перпендикулярных г, все еще существует довольно регулярная решетка, но
расположение молекул неупорядо-чено как вдоль г, так и по углу Ф. В.
Некристаллическое волокно. У такого волокна упорядоченность состоит лишь
в том, что угол в одинаков для всех молекул; регулярная решетка
отсутствует.
ДРУГИЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ РАССЕЯНИЕ И ДИФРАКЦИЮ
407
должна быть усреднена по различным типам беспорядка в волокне, а именно
по решеточным и молекулярным ориентациям.
При низком разрешении случайная ориентация молекул не проявляется.
Образец напоминает упорядоченную решетку из стержней. В результате
усреднение, обозначенное в уравнении (14.2), не затронет решеточное
"вырезание" интенсивности при малых ISI. Однако при высоком разрешении
случайная ориентация молекул даст существенный эффект. При больших ISI
решеточное вырезание исчезнет, и все, что останется, - это молекулярный
структурный фактор, усредненный по вращению.
В некристаллическом волокне сохраняется единственный элемент
упорядоченности, а именно: продольные оси молекул имеют общее
направление. Поворотная ориентация вокруг этого направления случайна, и,
кроме того, нет регулярности в упаковке молекул (рис. 14.1,Д).
Расстояния, разделяющие молекулы, не строго одинаковы, так что решетка,
по существу, отсутствует. Наблюдаемая интенсивность рентгеновского
рассеяния определяется просто молекулярным структурным фактором,
усредненным по вращениям:
</(S)> <|Fm(S)|2> (14.3)
РАСЧЕТ РАССЕЯНИЯ ОТ СПИРАЛИ
Экспериментальные данные, представленные в уравнении (14.3), недостаточны
для расчета структуры, однако их можно использовать для того, чтобы
выбрать лучшую из моделей структуры. Так, в случае спиральных молекул
некоторые общие характеристики их структуры могут быть прямо получены из
анализа данных рентгеновского рассеяния. На этом вопросе мы и остановимся
ниже.
Основные параметры большинства типов вторичных структур белков и
нуклеиновых кислот были впервые установлены благодаря изучению волокон.
Кроме того, та же самая теория может быть использована для анализа
структур, образованных спирально расположенными белковыми субъединицами
(такие структуры обнаружены в микротрубочках, актине, бактериофагах,
вирусах), или целых слоев из субъединиц (подобные структуры найдены в
мышцах, головках бактериофагов, в мембранах).
Рассмотрим молекулу, представляющую собой одиночную спираль и
составленную из одинаковых атомов, бесконечно повторенных с помощю
операции винтовой симметрии. Такая молекула - это по существу миниатюрный
кристалл. Решеткой здесь является последовательность точек, расположенных
на спирали. Структурный фактор для этой молекулы будет даваться аналогом
уравнения (13.60):
^сумм (S)=/(S)F,(S) (14.4)
Здесь f(S) - атомный рассеивающий фактор, Fe (S) - вырезающая фикция,
порожденная спиральной решеткой, т.е. Ft (S) - фурье-преобразование
спиральной решетки. Для расчета структурного фактора молекулы удобно
воспользоваться теоремой свертки, представленной уравнением (13.52).
Предыдущая << 1 .. 194 195 196 197 198 199 < 200 > 201 202 203 204 205 206 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed