Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 76

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 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 242 >> Следующая

измерений констант взаимодействий между близлежащими ядрами были также
исследованы конформации сахаров. Мы не будем здесь останавливаться на
этих данных; отметим только, что метод Карплюса (показавшего, что
константа J зависит от двугранного угла) нашел широкое применение.
ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С ПОМОЩЬЮ ПАРАМАГНИТНЫХ ЗОНДОВ
Магнитный момент неспаренного электрона примерно в 103 раз превышает
магнитный момент ядра (разд. 9.7). Следовательно, парамагнитные
соединения могут оказывать существенное влияние на магнитное окружение
ядер, вызывая сдвиг ЯМР-линий и изменяя времена релаксаций. Парамагнитный
сдвиг может быть весьма значительным, как это видно на примере спектра
протонного резонанса парамагнитного соединения Fe3 + -циано-метмиоглобина
из кашалота, где наблюдаемые линии спектра ЯМР располагаются в интервалах
от - 27 до + 3 м.д. Тот факт, что парамагнитные соединения влияют на
химический сдвиг, повлек за собой создание специальных реагентов, таких,
как лантаниды, которые можно использовать для упрощения спектров ЯМР.
Из-за наличия у иеспарениого электрона большого магнитного момента
парамагнитные соединения способны вызывать эффективную релаксацию.
Влияние таких парамагнитных агентов на Г, и Т2 позволяет использовать их
для получения полезной структурной информации. Особенно часто для этих
целей применяется ион Мп2+, поскольку он способен замещать диамагнитный
ион Mg2+ во многих системах, не приводя к потере ими биологической
активности.
Одним из экспериментов такого рода является измерение Г, протонов воды -
один раз в присутствии свободного Мп2+, а другой - в присутствии Мп2+,
связанного с какой-либо макромолекулой (например, с ферментом). На
основании этих измерений можно определить число молекул воды, связанных с
ионом Мп2+. Предполагая для Мп2+ октаэдрическую систему координационных
связей (что, по-видимому, имеет место в действительности) и вычитая
полученное из эксперимента число связанных с Мп2+ молекул воды,
определяют, сколько молекул лигандов поставляет макромолекула. Данные о
количестве связанной воды позволяют также судить о доступности иона
металла в составе макромолекулы для воды. Например, к Мп2+ в комплексе с
карбоксипептидазой А и с пируваткиназой присоединены одна и три молекулы
воды соответственно. Это означает, что Мп2+ в значительной степени
экранирован от водной среды, по крайней мере в случае карбоксипептидазы
А.
В экспериментах другого типа используется влияние парамагнитных веществ
на времена Тх и Т2, которые зависят от расстояния г между протоном и
парамагнитным центром как г-6 (James, 1975). Измеряя время релаксации
протона, расположение которого в комплексе иона Мп2+ известно, можно
оценить расстояния между ионом металла и другими протонами. На рис. 9.18
приведены данные, полученные с помощью такого подхода. Изучался комплекс
пируваткиназа-Мп2+-а-(дигидроксифосфинилметил)акрилат. На основании
измерения расстояния между различными атомами в комплексе была построена
его пространственная модель. (Расстояния, полученные при помощи ЯМР,
заключены на рисунке в скобки.)
Исследования Т. Джеймса и М. Кон (James T.L., Cohn М., 1975) (чьи данные
представлены на рис. 9.18) являются превосходным примером эффективности
применения пара-
ВВЕДЕНИЕ В МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС
157
РИС. 9.18. Пространственная модель комплекса пируваткиназа-Мп(И)-а-
(дигидроксифосфинилметил)акрилат. Приведены расстояния, полученные из
молекулярной модели; в скобках указаны экспериментальные величины. [James
T.L., Cohn М., J. Biol. Chem., 249, 3519 (1975).]
v
Ч I I
\ W с Я н2(c)
/ \^s \
н
[t 5,1А(5,ЗА)-> -4,9 А(5,3 А) "
-6,4 А(6,5 А)-¦ 6,3 А(6,2 А)-
магнитных зондов. Были использованы и некоторые другие системы. Особый
интерес представляют случаи, когда расстояния, определенные при помощи
ЯМР, можно сравнить с данными рентгеноструктурного анализа
кристаллических образцов. Для ряда систем эти данные хорошо согласуются
между собой.
ПРИМЕНЕНИЕ ЯМР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Предположим теперь, что ядра обладают подвижностью и способны
перемещаться из одного центра в другой. Примером может служить протон,
локализованный в таком участке лиганда, который участвует в специфическом
связывании последнего с макромолекулой. В этом случае химические сдвиги
для свободного и связанного лигандов могут быть существенно разными. В
пределе, когда переход ядра из одного центра в другой отсутствует, будут
наблюдаться две четко различимые линии резонансного поглощения,
отвечающие разному молекулярному окружению. В случае очень быстрого
обмена останется только одна линия, расположенная между двумя указанными
выше.
На рис. 9.19 схематически изображено изменение спектра ЯМР при переходе
ядра из одного центра в другой. Обозначим через А и В два центра с разным
химическим окружением данного ядра. Пусть время жизни ядра в окружении А
равно гд, а в окружении В - т в. (Вероятность того, что данное ядро,
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed