Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лазуркина Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 60

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.

Лазуркина Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — Наука, 1967. — 343 c.
Скачать (прямая ссылка): fizmetodiisledovaniyabelkov1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 133 >> Следующая

10 Физические методы исследования белков
145
m woo mo wo woo mo 2000 2500 3000 3500 m
Частота, см'1
Рис. 10. Поляризационный спектр пленки литиевой соли ДНК при разных относительных влажностях
а— 86%; 6—15% [22]. Сплошная и пунктирная линии имеют тот же смысл, что на рис. 8
I .
соединениях. В отличие от спектров белков, спектры нуклеиновых кислот характеризуются колебаниями не одной, а нескольких основных групп атомов.
На рис. 10 представлен инфракрасный спектр литиевой соли дезоксирибонуклеиновой кислоты (Li ДНК). Сильные полосы валентных колебаний NH, ОН и структурной воды находятся в области 3500—3000 см~1. Полосы в области 1750—1550 см~х обусловлены так называемыми колебаниями кратных связей СО, CN, СС. Точная форма этих колебаний, относящихся к плоским колебаниям атомов колец азотистых оснований, неизвестна. Из изучения спектров простых молекул следует, что в этой области находятся колебания, связанные с растяжением сопряженных связей указанного типа. Две сильные полосы с частотами максимумов около 1240 и 1080 см~1 обусловлены антисимметричным'и симметричным колебаниями заряженной группы Р02) при которых изменяются наибольшим образом длины связей РО. Все другие колебания имеют полосы гораздо слабее по интенсивности, и надежная интерпретация их сейчас отсутствует.
Поляризация основных полос поглощения в спектре ДНК позволяет получить сведения о пространственной ориентации плоскостей азотистых оснований и расположении фосфатных групп. Эти данные не противоречат известной спиральной модели молекулы, предложенной Уотсоном и Криком. Дихроизм основных полос зависит от влажности среды, в которой находится полимерная пленка. При этом,различные характеристики полос
(частота, поляризация и др.) относительно стабильны в некоторых узких интервалах влажности, соответствующих определенным формам — А, В, С. На рис 10, а образец находится в кристаллической форме А, на рис. 10, б — в форме С. Из спектров хорошо видно, что ориентация, а следовательно, и кристалличность ДНК сильно зависят от влажности среды и, как было показано [11], пленка становится практически полностью дезориентированной при нулевой влажности. Изучение зависимости частоты и интенсивности полосы фосфатной группы от влажности позволило также определить, что эта группа гидратируется в интервале от0 до 66% относительной влажности, тогда как гидратация азотистых оснований начинается выше 60%. При повышении влажности частота основного максимума фосфатной полосы около 1240 см-1 увеличивается приблизительно на 20 см~К Эти изменения аналогичны изменениям частоты полосы Амид I при образовании водородной связи между карбонильной связью и связью NH в пептидной группе. Различно поляризованные компоненты фосфатной полосы в спектре ДНК имеют небольшое (около 6 см-1) расщепление по частоте, однако ближайшие фосфатные группы находятся довольно далеко одна от другой и их взаимодействие должно быть мало. На этом основании можно высказать мысль, что взаимодействие колебаний соседних фосфатных групп передается через своеобразный мостик —Н—О— —Н—, который образуют молекулы воды в структуре ДНК.
Значительное место в инфракрасной спектроскопии нуклеиновых кислот занимает изучение водных растворов в области плоских колебаний кратных связей. Как уже говорилось выше, различие в таутомерных формах нуклеотидов связано главным образом с разной протонизацией атомов пуриновых и пиримидиновых оснований. При этом происходит перераспределение плотности л-электронов на кратных связях кольца и непосредственно примыкающих к нему карбонильных связях. Поскольку повышение кратности связи приводит к соответствующему увеличению силовой константы этой связи и наоборот, то протонизация так или иначе должна приводить к изменению частот полос поглощения, обусловленных колебаниями кратных связей. Определенные значения частот этих колебаний могут проявляться и при образовании специфических пар оснований: цитозин — гуанин и аде-нин — урацил (аденин — тимин). Действительно, было обнаружено, что первая пара имеет более высокую частоту 1720 см-1, тогда как вторая пара — около 1700 см~1. При разрушении водородных связей, естественно, эти частоты на 20—30 см~1 ниже. Удобнее исследовать растворы не в обычной, а в тяжелой воде, более прозрачной в области 1500—1800 см~К При этом происходит замещение водородов, способных образовывать водородные связи, на дейтерий. Косвенным образом, через участие в колебаниях связей ND, частоты колебания кратных связей сдвигаются
Поглощение
низкочастотную -1
область на 20—30 см~Л. Эти наблюдения принципиально важны не только потому, что они дают нам большее понимание спектральных изменений; они открывают возможности для определения отношения специфических пар Ц — Г и А — Т при помощи инфракрасной спектроскопии.
Теперь становится более понятным, почему в спектре денатурированной ДНК (а также РНК) исчезает высокочастотная компонента колебаний кратных связей около 1710 см~] (в растворе тяжелой воды — около 1680 см~1). Нативная высокомолекулярная ДНК из тимуса теленка в растворе тяжелой воды имеет характерный спектр в области колебаний кратных связей (рис. 11). Вид спектра заметно изменяется под действием щелочной среды, дезоксирибонуклеазы или нагревания. Особенно хорошо видно различие в высокочастотной области (около 1680 см~]) рассматриваемого интервала спектра. Поскольку детального объяснения этого сдвига частот нет, можно высказать лишь общие соображения о причинах происходящих спектральных изменений: так или иначе изменяется взаимодействие специфических пар оснований; не исключено и образование новых водородных связей типа основание — вода.
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed