Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.
Скачать (прямая ссылка):
компоненты. В нейтронном рассеянии и в рассеянии света основной
характеристикой является контраст между рассеивающей молекулой и
растворителем; эта характеристика может быть важной н при интерпретации
рентгеновского рассеяния.
ДРУГИЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ РАССЕЯНИЕ И ДИФРАКЦИЮ
451
Задачи
14.1. Покажите, что для объекта, состоящего из двух сферических белков,
разделенных расстоянием </12, интенсивность рентгеновского рассеяния в
растворе равна
I(S) = |F,(S)|2 + |f2(S)|2 + 2Fl(S)F2(S) sin(2nd12S)/2nd12S
где F,(S) и F2(S) - структурные факторы, которые были бы измерены для
каждого из двух белков в отдельности. Указание: примените для этой цели
уравнение (13.27) н поместите центр одного из белков в начало координат.
14.2. На рис. 14.21 представлены гипотетические радиальные функции
Паттерсона, рассчитанные по данным нейтронного рассеяния для пар
дейтерированных рибосомных белков. Используя эти функции и полагая, что
белки являются либо вытянутыми эллипсоидами, либо сферами, постройте
детальную картину частицы, где учитывалась бы форма отдельных белков и их
взаимное расположение. Белков всего четыре. Цифрами возле каждой кривой
обозначены соответствующие их пары. [Если встретятся затруднения,
посмотрите работу Moore Р. В., Engelman D. М., J. Mol. Biol., 112, 228
(1977).]
РИС. 14.21. Радиальные функции Паттерсона.
1/9,7 А-1 Меридиан
РИС. 14.22. Схематическая рентгенограмма волокна.
29*
452
ГЛАВА 14
14.3. Используя методы, описанные в этой главе, рассчитайте малоугловое
рентгеновское рассеяние для структуры, которая напоминает шар с радиусом
R, разрезанный на бесконечно тонкие слои, отстоящие на расстояние И друг
от друга; вещества между слоями нет. (Подобная структура показана на рис.
13.8, В.) Указание: воспользуйтесь теоремой свертки.
14.4. Попытайтесь проинтерпретировать схематическую рентгенограмму
фиброина шелка, показанную на рис. 14.22. Можете считать, что волокно
полукристаллическое. (Если вы испытываете затруднения, обратитесь к рис.
13.27, А, Б.)
а. Почему нет меридионального рефлекса на первой слоевой линии?
(Вспомните, что распределение интенсивности на меридиане определяется
проекцией структуры на ось волокна.)
б. Почему дифракционное пятно на экваторе при к = 2 такое сильное?
(Вспомните, что распределение интенсивности на экваторе определяется
проекцией структуры на плоскость, перпендикулярную оси волокна.)
14.5. При измерении рассеяния света на крупных частицах белков или
нуклеиновых кислот иногда серьезной помехой служат поглощение и
флуоресценция.
а. Один способ - добавить в раствор сахарозу. Объясните, почему это
помогает.
б. Другой способ (в случае флуоресценции) - использовать неполяриэованный
возбуждающий свет, но поместить перед детектором излучения горизонтальный
поляризатор. Объясните, почему это помогает, и покажите, почему этот
прием работает даже тогда, когда флуорофор жестко связан с частицей (так
что моменты переходов при возбуждении и излучении параллельны).
в. При поглощении мы определяем ослабление первичного пучка в направлении
его падения как А = lgy/. Кажущееся поглощение, обусловленное рассеянием,
называется мутностью т. Обычно она определяется как т = In 1^/1.
Покажите, что мутность дается выражением т = (16ir/3)Re. Указание: прежде
всего рассчитайте полное рассеяние, интегрируя по всем углам.
ЛИТЕРАТУРА Общая
Eisenberg Н., 1971. Light scattering and some aspects of small angle x-
ray. scattering. In: Procedures in Nucleic Acid Research vol. 2, eds. G.
L. -Cantoni and D. R. Davies, New York, Harper and Row, p. 137.
Fraser R. B. D., MacRae T. P., 1973. Conformation of Fibrous Proteins and
Related Synthetic Polypeptides, New York, Academic Press.
Guinier A., 1963. X-Ray Diffraction in Crystals, Imperfect Crystals and
Amorphous Bodies, San Francisco, W. H. Freeman and Company.
Holmes К. C., Blow D., 1960. The Use of X-Ray Diffraction in the Study of
Protein and Nucleic Acid Structure, New York, Interscience.
Schoenbom B. P., 1977. Neutron scattering and biological structures.
Chemical and Engineering News (Jan. 24), p. 31.
Tanford C., 1961. Physical Chemistry of Macromolecules, New York, Wiley.
[Содержит очень полное рассмотрение рассеяния света.]
ДРУГИЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ РАССЕЯНИЕ И ДИФРАКЦИЮ_____453
Специальная
Вете В. J.,Pecora R., 1976. Dynamic Light Scattering, New York, Wiley.
Dickerson R. ?., 1964. X-ray analysis and protein structure. In: The
Proteins, 2nd ed., vol. 2, ed. H. Neu-rath, New York, Academic Press, p.
603.
Engleman D. М., Moore P. B., 1975. Determination of quaternary structure
by small angle neutron scattering, Ann. Rev. Biophys. Bioeng., 4, 219.
Erickson H. P., Klug A., 1971. Measurement and compensation of defocusing
and aberration by Fourier processing of electron micrographs, Phil.
Trans. Roy. Soc. London Ser. В 261, 105.
Frank J., 1973. Computer processing of electron micrographs. In: Advanced
Techniques in Biological Electron Microscopy, ed. J. D. Kuehler, Berlin,
