химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

е топологически различные их комбинации в глобулах (в). Ричардсон показала, что соответствующие геометрические мотивы подобны орнаментам на античных вазах.

Не только гидрофобные, но и электростатические солевые связи в белках стабилизуются водным окружением, так как при их образовании освобождаются ориентированные молекулы воды, окружающие заряженные группы. Тем самым возникновение солевой связи сопровождается увеличением энтропии воды. Этот выигрыш в свободной энергии более значителен, чем определяемый электростатическим притяжением зарядов. Однако воздействие воды на солевую связь отлично от гидрофобного — солевые связи усиливаются, а гидрофобные ослабляются при добавлении неводных растворителей.

Кажущаяся плотность белков в воде выше, чем их сухая плотность в органических растворителях. Это возрастание плотности вызывается электрострикцией связанной воды. Молекулы воды связываются на поверхности глобулы, а также внутри нее — между доменами химотрипсина, например, или между субъединицами белка, обладающего четвертичной структурой. Количество связанной воды, в которую не могут проникать электролиты, составляет около 0,3 г на 1 г белка, т. е. примерно 100 молекул Н20 на белок с м. м. 6000. Непроникновение электролитов в свя-ванную воду определяется электростатическими эффектами. Рассмотрим заряд ?, погруженный в растворитель с высокой диэлектрической проницаемостью е0, под которым расположен слой вещества с малой диэлектрической проницаемостью ер. В этом слое возникает индуцированный заряд, равный

e'^eh^Z.. (4.42)

8о + еР

Соответственно энергия заряда е на расстоянии г от неполярного слоя равна

Е=?- ^hZ^JL^L, (4.43)

Если е0 = 81, гр « 5, то Е = кТ при г = 0,3 нм, т. е. ионы не могут проникнуть в слой воды толщиною примерно в одну молекулу, находящийся на белке.

Разрушение нативной глобулы — денатурация белка — от-личцр от.перехода глобула — клубок, описанного в § 3.5. Гетеро-полимерный статистический клубок является лишь конечным, отдаленным результатом денатурации. Белковая цепь сравнительно коротка, глобула не имеет флуктуирующей «опушки». Превращение такой глобулы в клубок должно быть фазовым переходом второго рода. Однако при термической денатурации белка наблюдаются разрывы, энтальпии и энтропии — АН и AS. Характерные значения для разностей АН и TAS порядка 400 кД ж/моль.

Наблюдаемый с помощью сканирующей микрокалориметрин фазовый переход первого рода при денатурации является не переходом глобула — клубок (подобным переходу жидкость — газ), а переходом от нативной к «расплавленной» глобуле (подобным

Рис. 4.21. Схема «плавления» белковой глобулы: слева — плотно упакованная глобула, справа — расплавленная глобула

переходу кристалл — жидкость). Схема такого перехода показана на рис. 4.21. Слабые связи разрушены, но глобула в целом сохраняется (Привалов, Птицын).

На -рис. 4.22 показаны результаты спектроскопического изучения термической денатурации химотрипсиногена. При переходе происходит изменение коэффициента поглощения света при 293 нм^ Процесс обратим, кривые являются равновесными. Интервал перехода порядка 10°С.

Рис. 4.22. Зависимость коэффициента экстинкции прн 293 нм раствора химо-трипсиногена от температуры. Кривые сняты при различных рН. Нижняя штриховая кривая отвечает натнвиой форме, верхняя — денатурированной

Энтальпия и температура денатурации белка сильно зависят от рН среды, что свидетельствует о существенной роли электростатических эффектов. Так, например, миоглобин при рН 123

имеет 7тпл = 50°С и ДЯ = 300 кДж/моль; при рН 10,7 7:пл = 78°С и Д# = 710 кДж/моль.

Денатурация белка кислотой или щелочью определяется двумя факторами. Во-первых, свободная энергия сферического полиэлектролита пропорциональна квадрату суммарного заряда поверхности, так что стабильность глобулы убывает в обе стороны от изоэлектрической точки. Во-вторых, изменение рН может приводить к ионизации групп, погребенных в неполярном ядре глобулы. Будучи ионизованными, эти группы притягивают гидрат-ные оболочки, что вызывает сдвиг равновесия к расплавленной форме.

Сканирующая микрокалориметрия выявляет в ряде случаев последовательность пиков теплоемкости при плавлении глобулы. На рис. 4.23 приведена кривая плавления Лиз-плазминогена (Привалов и сотрудники). Ясно видны три пика теплоемкости. Это может свидетельствовать о раздельном плавлении доменов в глобуле или об отщеплении ионов Н+, происходящем при разных температурах в разных участках. В сочетании с рентгенографией и другими методами микрокалориметрия дает полезную информацию.

Остановимся на методе определения AG по денатурации в растворе мочевины (Танфорд). Имеем для этого процессаДС^ЙПШи^ДПп^ (4.44)

где [D] и [N] — концентрации денатурированного и нативного белков. Нас интересуют значения AGH„O ДЛЯ водного раствора.

Воспользуемся циклом

в воде

Нативный белок Лснго Денатурированный

*" белок в воде

AGN

AGD

Нативный

белок в растворе мочевины

_AGu Денатурированный белок в растворе мочевины

Тогда

6AG = AGV -

страница 45
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт холодильника метро полежаевская
кузивной работа вмятоно и пакраска за сколка
расписание мюзикла тодд
тромбонет цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)