Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 94

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 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 242 >> Следующая

РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ0
Образец ЯМР; замораживание Калориметрия Гидродинамика2^
Изопиестический метод Вычисление по ЯМР3)
Овальбумин Бычий сывороточ- 0,33 0,32 0,14 0,3 0,37
ный альбумин 0,40 -0,40 0,41 0,32 0,45
Гемоглобин 0,42 0,32 0,63 0,37 0,42
Лизоцим 0,34 -0,30 0,46 0,25 0,36
Миоглобин 0,42 - 0,45 0,32 0,45
ДНК 0,59 0,61 - 0,844) -
0 Значения приведены в граммах связанной воды на 1 г дегидратированных
макромолекул.
2) Средняя величина гидратации вычислена по данным вязкости, седиментации
и диффузии с использованием известного соотношения осей. Где это
невозможно, приведены те средние самосогласующиеся гидродинамические
значения гидратации, которые представлены в табл. 12.3.
3) В предположении, что все аминокислотные остатки белка полностью
гидратированы. Использованы значения гидратации аминокислот, полученные
по данным для модельных систем.
4) Обеспечивается ближними взаимодействиями.
190
ГЛАВА 10
числить по площади под спектром. Эксперименты проводят при - 35°С,
поскольку данные о количестве незакристаллизовавшейся воды, полученные
при этой температуре, наиболее близки к значениям количества связанной
воды, полученным другими методами. Некоторые примеры гидратации
биополимеров приведены в табл. 10.1.
Разное количество воды, связываемой разными белками, можно объяснить,
исходя из аминокислотного состава белка. Кунтц оценил количество молекул
воды, связываемой каждой аминокислотой, по данным исследования пептидов.
Количество связанных молекул воды изменяется от 6 - 7 для аниона,
подобного глутамату, до 1 для неполярных аминокислот. Эти величины
правдоподобны, поскольку ион сольватируется несколькими молекулами воды,
и полярные группы должны быть связаны прочными водородными связями с
водой, в то время как неполярные остатки связывают воду только у
пептидной связи. По данным гидратации аминокислот можно рассчитать
вероятное количество воды, связываемой различными белками. Такой расчет
находится в хорошем согласии с экспериментальными данными (как это
представлено в табл. 10.1).
ТЕРМОДИНАМИКА ГИДРАТАЦИИ
На практике невозможно использовать вышеописанную подробную картину
взаимодействия вода-биополимер для расчета гидродинамических свойств
белков или нуклеиновых кислот. К тому же нет уверенности, что вклад в
гидродинамические свойства обусловлен только прочно связанными молекулами
воды. Для объяснения ряда гидродинамических свойств обычно принимают
упрощенную модель гидратации. Согласно этой модели, считается связанной
вся взаимодействующая с макромолекулой вода независимо от характера и
силы связи. Предполагается, что вода заполняет внутреннее пространство, а
также покрывает поверхность биополимера, сглаживая неровности.
Допускается также, что неполнота.информации как о свойствах, так и о
количестве связанной воды не имеет существенного значения.
Приблизительная схема модели приведена на рис. 10.7. На самом деле
гидратированная поверхность молекулы белка выглядит гораздо сложнее (рис.
2.29).
Предположим, что 1 г данных макромолекул связывает граммов воды. Пусть Г*
- удельный объем этой воды. Если раствор содержит граммов воды и g2
граммов дегидратированных макромолекул, то полный объем раствора можно
выразить как
Кполн = (?l - *А) +g2V2 + 8l V*g2 (10.7)
А Б
РИС. 10.7. Связывание молекул воды с белком или нуклеиновой кислотой. А.
Существует много классов молекул воды, характеризующихся различной
прочностью связи с внешними и внутренними областями. Реальная поверхность
макромолекулы имеет сложную структуру. Б. Идеализированная поверхность
макромолекулы, удобная для интерпретации гидродинамических данных.
Поверхность макромолекулы сглажена, вместо отдельных молекул воды
рассматривается тонкая водная пленка, расположенная по поверхности
макромолекулы, а также вода, заполняющая внутренние полости.
РАЗМЕР И ФОРМА МАКРОМОЛЕКУЛ
191
Первый член выражения справа соответствует объему несвязанной воды.
Предполагается, что структура ее не нарушена и что она имеет такой же
удельный объем (Р^), как и чистая вода. Второй член представляет собой
объем макромолекулы. Удельный объем макромолекулы в растворе (К2) не
обязательно равен удельному объему чистой макромолекулы в твердом
состоянии (У2). Третий член соответствует объему связанной воды, удельный
объем которой равен У*. В сумме второй и третий члены дают общий объем
гидратированных молекул. Поскольку вес одной молекулы равен M/NQ, легко
рассчитать объем гидратированной молекулы Г •
гидр
кгидр = (M/N0)(V2 + г, V*) (10.8)
В таком виде уравнение (10.8) использовать нельзя, поскольку величины У2,
6 и К* неизвестны, а измерить их практически невозможно. Задачу можно
решить термодинамически, заменив эти величины на другие, которые удается
определить экспериментально.
Парциальный удельный объем растворенного вещества У2 определяется как
изменение объема бесконечно разбавленного раствора при малом приращении
количества растворенного вещества. Его можно определить, зная зависимость
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed