Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 21

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 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 242 >> Следующая

растворителе разность энергий между п- и 7г*-уровнями будет возрастать,
приводя к сдвигу спектра в сторону меньших длин волн (голубое смешение).
На основании приведенных примеров, казалось бы, можно заключить, что
спектры поглощения белков в ближией УФ-области должны быть сдвинуты в
сторону меньших длин волн по отношению к сумме спектров свободных
аминокислот в водном растворе. В обла-
44
ГЛАВА 7
Неполярный Полярный
А
X "
Б
РИС. 7.15. Влияние полярности растворителя на энергию ъ - я*- и п - 7г*-
переходов. А. Уровни энергии. Б. Схематическое изображение спектров для
полярного (незакрашенные прямоугольники) и неполярного (закрашенные
прямоугольники) растворителей.
ста от 250 до 300 нм преобладают я- - 7г*-переходы. По крайней мере
некоторые ароматические группы находятся в неполярном окружении,
создаваемом белковой молекулой. Можно было бы ожидать, что путем
тщательного анализа формы и положения полос поглощения белка удастся
найти число "спрятанных" и экспонированных ароматических остатков. В
действительности все обстоит гораздо сложнее. Например, спектр бычьего
сывороточного альбумина сдвинут на 3 нм в красную сторону по сравнению со
спектром смеси аминокислот при кислых pH, но этот сдвиг трудно
интерпретировать. Поскольку свободные аминокислоты заряжены, они не могут
служить хорошими моделями аминокислотных остатков в белке. Окружение
внутри белковой молекулы не такое однородное, изотропное и неполярное,
как скажем, в растворе циклогексана. Кроме эффектов поляризуемости теперь
необходимо учитывать и эффекты, связанные с наличием дипольного момента.
Ароматические боковые группы часто оказываются вовлеченными в
специфические взаимодействия со своими полярными соседями; например, они
образуют водородные связи с атомами пептидного остова или других полярных
групп. Поэтому форма УФ-спектра в области, отвечающей поглощению
ароматических молекул, несколько различается для разных белков. Анализ
влияния окружения с целью объяснить эти специфические структурные детали
оказывается весьма затруднительным.
Спектральный анализ требует не столь прямолинейного подхода. Весьма
успешным оказался метод спектроскопии "возмущения растворителем", при
котором регистрируют спектры (или разностные спектры) в постепенно
изменяющейся последовательности растворителей. Такую последовательность
получают, добавляя небольшими порциями слабо полярный растворитель
(например, этанол). Если при этом в белке не происходит кон-формационных
перестроек, его спектральные свойства будут плавно изменяться. Следя лишь
за изменениями спектра, можно исследовать свойства экспонированных
остатков, которые и "чувствуют" состав растворителя. Эти изменения носят
сходный характер для различных белков, поскольку на внешнем окружении не
сказываются детали структуры белка. Для остатков триптофана и тирозина
были получены эталонные кривые спектральных изменений, связанных с
изменением состава растворителя. Пользуясь этими кривыми, можно
определить, какие ароматические остатки расположены на поверхности разных
белковых молекул. Зная общий аминокислотный состав, можно затем найти
число спрятанных остатков.
СПЕКТРОСКОПИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ
45
pH 6 18 Туг 2 Тгр
210 220 230 240
X, нм
250 260
РИС. 7.16. Разностные спектры при "возмущении растворителем" для
альдолазы из мышц кролика; состав растворителя изменяли путем добавления
этиленгликоля до концентрации 20%. Приведены наблюдаемые спектры
(сплошные кривые) и разностные спектры, построенные на основании спектров
отдельных аминокислот (штриховые кривые). Очевидно, что при pH б число
экспонированных групп в белке значительно меньше, чем при pHl.
[J.W.Donovan, J.Biol. Chem., 244, 1961 (1969).]
На рис. 7.16. приведены спектры при возмущении растворителем для
альдолазы. При pH 6 экспонированы два ароматических остатка: Тгр-2 и Туг-
18. Изменения состава сопровождаются довольно резкими спектральными
изменениями, т.е. в молекуле белка происходят конформационные
перестройки. При еще более высоких концентрациях неполярного растворителя
вновь можно следить за экспонированными остатками, однако следует
помнить, что белок в этих условиях не является нативным. Из рис. 7.16
видно, что при pH 1 число экспонированных ароматических остатков в
альдолазе гораздо больше, чем при pH 6, т.е. при pH 1 белок обладает
весьма развернутой конформацией.
Чувствительность ароматических хромофоров к составу растворителя является
чрезвычайно полезным свойством. Даже в тех случаях, когда спектры
оказываются очень сложными для анализа, спектральные изменения могут с
успехом использоваться для выявления конформационных перестроек. В
последующих главах мы рассмотрим много таких примеров.
В случае нуклеиновых кислот методы возмущения растворителем применять
гораздо труднее. Среди взаимодействий, проявляющихся в спектрах
поглощения, главную роль играют взаимодействия между основаниями. Кроме
того, структура этих молекул меняется слишком легко при изменении состава
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed