Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2. Денатурация белка под давлением
Данные, полученные: 1 - оптическим методом; г - по растворимости (Suzuki
С., Suzr-ki К., 1962)
Рис, 3. Изменение интенсивности (/) света (в мкА), прошедшего через
раствор овальбумина, с повышением давления в кг/см2 (светлые кружки) и
затем снижением его (темные кружки) при 32°; pH 4,8; концентрация белка
0,4% (Suzuki К., Miyosawa, Suzuki С., 1963)
Рис. 4. Изменение интенсивности (I) света (в мкА), прошедшего через
раствор альбумина лошадиной сыворотки, с повышением давления в кг/сма
(светлые кружки) и затем снижением его (темные кружки) при 31°; pH 4,8;
концентрация белка 0,6% (Suzuki К., Miyosawa, Suzuki С., 1963)
Учитывая, что результаты действия высокого давления на яичный белок
выясняли после снятия давления, а это могло привести к искажению их, так
как известны случаи возвращения некоторых белков в первоначальное
состояние, когда удалялся денатурирующий агент, Suzuki К., Miyosawa a.
Suzuki С. (1963) применили аппаратуру, позволяющую наблюдать изменения в
состоянии белка непосредственно во время его пребывания под высоким
давлением. В аппаратуре имелось световое окошко из искусственного
сапфира, позволяющее измерять мутность белкового раствора под давлением
10 ООО атм.
Мутность раствора овальбумина почти не менялась с повышением давления
в течение 8 мин. до 5000 атм, затем, когда давление превысило 5000 атм и
достигло 6000 атм, мутность за
1-2 мин. резко возросла почти до полной непроницаемости для светового
луча (рис. 3). С понижением давления до атмосферного мутность
сохранялась, указывая этим на необратимость денатурации овальбумина.
Иную картину наблюдали в опытах с альбумином лошадиной сыворотки. Как
и с овальбумином, под давлением свыше 5000 атм прозрачность раствора
почти полностью исчезла, но, как только давление начали снижать, мутность
стала уменьшаться, достигнув первоначальной величины при атмосферном
давлении (рис. 4). Снятие высокого давления при определенных pH приводило
к полной реверсии денатурированного альбумина к исходному в таких чертах,
как растворимость в воде в изоэлектрической точке, вращение плоскости
поляризации, спектр поглощения в ультрафиолетовых лучах, реактивность
сульфгидрильных групп; различия наблюдались лишь в отношении
растворимости в 10%-ном растворе сернокислого натрия и чувствительности к
протеолизу (Suzuki С., 1963а).
В других работах (Suzuki С., Suzuki К., 1963, 1964) описываются
условия, которые влияли на желатинизацию овальбумина в самых низких
концентрациях его под высоким давлением. Желатинизация происходила только
в узких пределах pH, но с увеличением давления с 6000 до 8000 атм пределы
расширялись главным образом за счет более высоких значений концентрации
водородных ионов. С повышением температуры с 10 до 30°, при pH 4,0 и
давлении 8000 атм, возрастала величина минимальной концентрации яичного
белка, которая требовалась для образования геля, тогда как при pH 5,0;
6,0; 7,5 она понижалась (рис. 5).
Авторы приводят фотографии, раскрывающие особенности же-латинизации
овальбумина, подвергавшегося давлению 8000 атм в течение 5 мин. Опыты
были поставлены при нескольких значениях pH с различными концентрациями
овальбумина, близкими к самой малой концентрации, при которой еще
образовывался гель.
На рис. 6 видно, что минимальные концентрации овальбумина, образующие
гель под давлением 8000 атм, выше при pH
Рис. 5. Влияние температуры на величину минимальной концентрации белка,
необходимой для перехода в гель (МКБГ) под действием высокого давления
(8000 атм) продолжительностью 5 мин. (Suzuki С., Suzuki К., 1963)
С ацетатным буфером: 1 - pH 4,0; 2 - pH 5,0. С фосфатным буфером: 3 - pH
6,0;
4 - pH 7,5
Рис. 6. Зависимость между pH и величиной минимальной концентрации белка,
при которой образуется гель (МКБГ) под давлением 8000 кг/см8 (Suzuki С.,
Suzuki К., 1964)
Рис. 7. Влияние давления на денатурацию белков (Suzuki К. et al., 1968)
1 - fi-лактоглобулин; 2 - v-глобулин; 3 - а-амилаза
Рис. 8. Влияние давления на метгемоглобин (1), восстановленный
гемоглобин (2), карбоксигемоглобин(3) и оксигемоглобин (4)(Suzuki К.,
Ritamura, 1960)
Температура 20°, pH 6,8; продолжительность давления 5 мин.; исходная
концентрация 0,3-1,0%; С - концентрация
около 4,0 и 8,0 (3,1-3,6%), чем в пределах значений pH между ними, когда
минимальные концентрации овальбумина были близки к 1%.
При pH 3,9 и 8,0 гели были эластичными и блестящими, между тем как
при pH 4,8 им не были свойственны эластичность и блеск. Примечательно,
что все гели, полученные при разных концентрациях овальбумина и значениях
pH и иных величинах давления, чем 8000 атм, были непрозрачными. Это
явилось контрастом по отношению к прозрачным гелям овальбумина, которые
возникали под действием мочевины.
Величина давления, которая определяет начало денатурации глобулярных
белков, зависит от температуры, pH и растворителя (Suzuki К. et al.,
