Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
ИНТЕНСИВНОСТИ, НАБЛЮДАЕМЫЕ НА СЛОЕВЫХ ЛИНИЯХ В СЛУЧАЕ ПОЛИ--у-МЕТИЛ-Ь-
ГЛУТАМАТА, И ФУНКЦИИ БЕССЕЛЯ, КОТОРЫЕ, СОГЛАСНО РАСЧЕТАМ,
ДОЛЖНЫ ДАВАТЬ ВКЛАД В ДИФРАКЦИЮ ОТ "-СПИРАЛИ1 >• 2>
Слоевая пиния, / ^набл п Слоевая пиния,1 ^набл п Слоевая линия, /
^набл п
0 VVS 0 10 W 2 20 - 4
1 - 7 11 - 5 21 - 3
2 VW 4 12 - 6 22 - 8
3 VVW 3 13 VVW 1 23 VVW 1
4 - 8 14 - 8 24 - 6
5 m 1 15 - 3 25 - 5
6 - 6 16 - 4 26 VVW 2
7 - 5 17 - 7 27 - 9
8 vvw 2 18 VW 0 28 VVW 2
9 - 9 19 - 7
^ Walton A. G., Blackwell J., Biopolymers, New York, Academic Press,
1973.
' Наблюдаемые интенсивности обозначены следующим образом: vvs - крайне
сильная; m - умеренная; w - слабая; vw - очень слабая; vvw - крайне
слабая,
ДРУГИЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ РАССЕЯНИЕ И ДИФРАКЦИЮ
417
РИС. 14.7. Схематические иллюстрации к измерению рентгеновской дифракции
от волокон. Вдоль оси волокна показана обратная решетка спирали.
Дифракционное пятно появляется только там, где эта решетка пересекается
со сферой отражения. А. Ось волокна перпендикулярна падающему пучку. Б.
Ось волокна наклонена таким образом, чтобы можно было зафиксировать
меридиональное пятно в положении d'. (Dickerson R.E. In: The Proteins, 2d
ed., vol. 2, ed. H. Neurath, New York, Academic Press.).
27-84
418
не). Следовательно, первый ожидаемый меридиональный рефлекс должен
появляться при / = 18. После слоевой линии с / = 0 первые по-настоящему
сильные внемеридиональные рефлексы возникнут при / = ± 5.
Таким образом, исследуя именно эти две особенности картины дифракции,
можно определить число остатков, приходящееся на виток спирали. Далее,
зная координату Z для одной из слоевых линий, можно подсчитать шаг витка
как Р = 1/5Z. Однако здесь могут встретиться серьезные затруднения.
Интенсивность многих слоевых линий настолько слаба, а дифракционные пятна
от волоконных образцов столь широки, что инди-цирование видимых слоевых
линий может оказаться весьма нелегкой задачей.
РЕНТГЕНОВСКОЕ РАССЕЯНИЕ ОТ РЕАЛЬНОЙ а-СПИРАЛИ
Количественное согласие между наблюдаемыми и предсказываемыми
интенсивностями дифракции от а-спирали, которые представлены в табл.
14.1, не столь уж блестящее. Это становится более очевидным при детальном
анализе типичной дифракционной картины от а-спирального образца (рис.
14.6, А), если сравнить ее с теоретически предсказываемой картиной (рис.
14.5, Д). По мере продвижения от центра дифракционного изображения в
вертикальном направлении наблюдаемая картина становится более слабой.
Далее, 13-я слоевая линия намного слабее, чем 5-я, хотя, согласно
предсказаниям простой теории, они должны быть одинаковыми.
Меридионального пятна на 18-Й слоевой линии вовсе не видно, если не
наклонить волокно, но и в этом случае оно оказывается очень слабым. Кроме
того, на слоевых линиях наблюдаются дополнительные дифракционные пятна в
таких положениях, которые не соответствуют максимумам функций J2.
Все это можно объяснить, если учесть отличия реального а-спирального
образца от той точечной спирали, которую мы использовали для
моделирования его структуры. Каждый остаток реальной спирали представляет
собой группу атомов. Каждый из атомов этой группы лежит на спирали с
одним и тем же шагом Р, но радиусы для разных атомов различны. Картина
рассеяния будет содержать вклады от отдельных атомных рассеивающих
факторов и интерференционные вклады, обусловленные пространственным
разделением атомов. Наконец, упаковка спиралей в волокне даст
интерференционные пятна вдоль каждой слоевой линии, которые отражают
характерное расстояние между спиралями.
Обратимся еще раз к экспериментальной дифракционной картине и посмотрим,
к каким заключениям можно прийти, анализируя только ее самое. Не
располагая никакими предварительными данными об а-спирали, в качестве
первой слоевой линии (/ = 1) мы должны были бы выбрать линию с сильной
дифракцией при Z = 1/5,41 А _В предположении целого числа остатков на
виток это дает шаг спирали 5,41 А. Если волокно параллельно оси Z,
дифракционные пики на меридиане отсутствуют. Однако наклон волокна
приводит к появлению меридионального рефлекса в точкеZ = 1/1,5 А"*. Делим
5,41 на
1,5, что дает нам 3,6 остатка на виток. Поскольку результат - не целое
число, линия при Z = 1/5,41 А-1 не может быть первой слоевой. Однако
учитывая, что 3,6 = 18/5, мы вскоре приходим к правильному индицированию.
Почему необходимо наклонять волокно для того, чтобы увидеть рефлекс 1/1,5
А-1? Вся рассчитанная картина дифракции изображена в обратном
пространстве. Но так же, как и в случае кристаллов, наблюдать можно
только те точки обратной решетки, которые находятся на пересечении со
сферой отражения. Как показано схематически на рис. 14.7, А даже когда
волокно нормально к рентгеновскому пучку, область обратного пространства
около Z = 1/5,41 А _ 1 расположена достаточно близко к сфере отражения,
чтобы от нее можно было зафиксировать какую-то интенсивность. Однако
область около 1/1,5 А-1 расположена слишком далеко, и, чтобы она попала
