химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ходны с рентгенограммами ^-кератина, основная конформация — [J-форма. Шелк Bombyx mori образован полипептидом (Гли — Ала)„, шелк Lyssax — полиаланином. О сократительных белках рассказано в гл. 12.

Глава 5

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ БИОПОЛИМЕРОВ

§ 5.1. Рентгеноструктурный анализ

Прежде чем продолжить рассмотрение белков, остановимся на методах исследования структуры биополимеров.

Естествознание пользуется двумя главными способами для изучения строения атомов и молекул. Эти способы — химия и оптика в широком смысле слова, т. е. изучение взаимодействия вещества со светом во всем диапазоне длин волн — от рентгеновских лучей до радиоволн. Химия расшифровывает первичную

структуру биополимеров, структуру функциональных центров белковых глобул и т. д. Однако

химия как таковая не может установить пространственное строение белка или нуклеиновой кислоты.

—° о ° ° ° ° Рентгенография дает прямую

Рис. 5.1. Дифракция рентгенов- информацию о расположении атоских лучей мов в молекулах и кристаллах.

Рентгеновские лучи, т. е. электромагнитные волны с длиной порядка 0,1 нм, рассеиваются на электронных оболочках атомов. Интерференция волн, рассеянных веществом, приводит к возникновению дифракционной картины. При рассеянии па кристалле можно рассматривать дифракцию как отражение рентгеновских лучей плоскостями кристаллической решетки (рис. 5.1). Дифракция наблюдается, если рассеянные волны находятся в фазе, т. е. разность хода равна целому числу п волн. Если расстояние .между кристаллическими плоскостями равно d, то условие дифракции (отражения) дается формулой Брэгга — Вулъфа

пК = 2d sinf}, / (5.1)

где к — длина волны, т) — угол между направлением падающего луча и кристаллической плоскостью. Вывод формулы ясен из рис. 5.1.

Дифракция определяется тем, что межатомные расстояния d в решетке (0,1—0,4 нм) имеют тот же порядок, что и длины волн

белкам, состоит в том, что к молекулам, образующим кристалл, присоединяют тяжелые атомы, например, атомы ртути. Тяжелый «тем» имеющий много электронов ж сильно рассеивающий рентгеновские лучи, вызывает заметные изменения интенсивности дифракционных пятен. По разности амплитуд в присутствии и в отсутствие тяжелого атома можно определить фазу. Применение

произяодпых белка, содержащих несколько тяжелых атомов, позволяет решить проблему фаз однозначно. Необход и. ' *' \ ~ ' мнм условием при этом являЛ, - * -\[; 'T-'.f. .. " етгя полное сохранение структуры белкового кристалла Еря * -Л введении тяжелы! атомов. Ме-* JP тод Перутца есть метод шз&-«o:ff морфного замещения—ртут-яые производные белка кристаллизуются изоморфно с незамещенным белком.

Найденное по измеренным

интсиси иностям распределение электронной плотпости

p(xf у, z) изображается сноего

Рис. 5.3. Рентгенограмма миоглоби- рода «геодезическими картава кашалота ми», па которых линии соединяют точки с одинаковыми

вначенмямм р. Ввиду малости структурного фактор» атомы водорода непосредственно не видпьт на карте электронной плотности.

Их положение можно установить по искривлениям изолиний.

Пространственное распределение плотности можно сделать видимым, например, наложением друг на друга коптурных карт, вычерченных на листах прозрачного пластика. Соответствующая картина для миоглобина показана па рис. 5.4. Окончательным результатом исследования является пространственная модель молекулы белка, в которой определены положения всех его атомов (см. с. 113, 185),

До сороковых годов рентгенография сравнительно простых низ к омо. 1 е кул яр н ы х соединений подтверждала их структуру, установленную химическими методами, и давала количественные сведения о межатомных расстояниях. В 1944 г. Ходжгаш расшифровала структуру пенициллина, которую химикам не удавалось определить. Молекуле пенициллина содержит 23 атома кроме атомов водорода. Далее Ходжкии установила структуру витамина Во, определив координаты уже 93 атомов. Вслед за этим рентгенографию стали применять в исследованиях наиболее сложных молекулярных белков. Основоположником итого направления молекулярной биофизики был Бернал, крупнейшие достижения в изучении биополимеров принадлежат кембриджской научной школе (Брэгг, Ксндрыо, Перутц). В 1957 г. Ксндрыо устаиовнл пространственное строение первого белка — миоглобяиа (с. 113)7 определив положения 2500 его атомов.

Необходимые для рсптгеноструктурного анализа кристаллы белка далеко не всегда возможно вырастать. Они представляют собой молекулярные решстнв, в узлах которых расположены глобулярные макромолекулы. Установлено,, что денатурация зтмж молекул (переходы глобула — клубом) может предшествовать

Рис. 5.4. Простраяственнов распределение злект|юняой нлотткити в миоглоСипо

плавлению кристалла (Египова и Макаров). Кристаллы белка содержат большое количество поды, и их исследуют в маточпом растворе. Бернал и Ходи»кии впервые воспользовались этим методом в получили десятки тысяч четких рефлексов на рентгенограммах. Их чис

страница 50
< 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
диана текстиль купить
купить посуду фислер
номер перевёртыш своими руками
оставить вещи в коробке на хранение

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
(29.05.2017)