химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

е изложение теории ЭПР и экспериментальных методов содержится в ряде монографий (см., например, [239— 242]).

Электронный парамагнитный резонанс давно применяется к решению биологических и биофизических проблем. Свободные радикалы образуются в ряде ферментативных окислительно-восстановительных реакций, а также при воздействии радиации. Свободные радикалы возникают из коферментов (например, семихиноны из флавинов и флавиопротеидов) и субстратов, в частности, при окислении аскорбиновой кислоты, гидрохинона и др. пероксидазой. При коротковолновом облучении органических соединений и биологических систем также образуются свободные радикалы, регистрируемые методом ЭПР. Тем самым, этот метод весьма полезен в радиобиологии и при исследовании фотобиологических процессов. Сведения о свободных радикалах, возникающих в биологических системах и в модельных биохимических реакциях, приведены в [243—245] (см. также [242]).

В последние годы были развиты исследования ЭПР биополимеров, основанные на методе спиновой метки.

К молекуле белка присоединяют устойчивый свободный радикал, содержащий неспаренный электрон. Широко применяются иминоксильные радикалы с общей формулой [246]

Впервые спин-меченые белки были получены в 1965 г. [247]. Иминоксильные радикалы можно связать (в зависимости от группы R) с различными группами белков, в частности, с SH-группами. В работах [248, 249] метку

Н3С сн3

0 V

J • СН2—С—NH—/ ^ N-»0

/\ Н3С СН3

присоединяли к Цис р93 гемоглобина (НЬ), алкилируя SH-rpyn-пу. Гемоглобин кристаллизовали и изучали зависимость спектров ЭПР от ориентации кристалла в магнитном поле. На рис. 5.34 показаны спектры ЭПР НЬ(СО)4 и метгемоглобина (Мет НЬ) при рН 7,0. Сигналы 1 и 2 отвечают разным ориента-циям кристалла, их интенсивности зависят от ионного состава кристаллизующегося раствора. Совпадение сигналов 1 и 2 для НЬ (С04) и Мет НЬ доказывает, что конформации этих белков вблизи Цис р93 почти одинаковы.

Подвижность метки отчетливо проявляется в спектрах ЭПР. Молекулярное движение делает гамильтониан (5,169) зависящим от времени

№(t)^{Ze (ft) + \Ж($)-(Ж (t)}};

(5 Л 70)

здесь {Ж{1)) — среднее значение гамильтониана, { } —его флуктуация. Если основные особенности спектра определяются то это означает большую скорость движения. Так, иминоксиль-ный радикал, дающий три резкие линии со сверхтонким расщеплением, равным Уз (Тхх -J- Туу -f- Tzz), испытывает быстрое крутильное движение с обратным временем корреляции тг1, большим по сравнению с наибольшим анизотропным членом в <9#, пропорциональным \TZZ — Тхх\. Влияние флуктуации на линии

г 1 г

I 1иМетНЬ

Рис. 5.34. Спектры ЭПР НЬ (СО)4 (сплошные линии) и метгемоглобина

(пунктир).

ЭПР рассмотрено в [250—252]. Изучение зависимости Ж от t позволяет исследовать конформационные изменения в макромолекулах. Подробно изучался НЬ в растворе [253, 254]. Установлено, что метка «чувствует» две конформаций белка при его оксигена-Ции. Варьируя метки, удалось показать наличие локальной области в молекуле НЬ, имеющей структуру, которая зависит от состояния оксигенации более чем одного гема. Следовательно, обнаружены взаимодействия субъединиц НЬ (см. § 7.1).

Лихтенштейн и сотрудники применяли метки различной длины и гибкости к исследованию структуры и конформационной подвижности ряда белков — лизоцима, миоглобина, миозина, альбуминов и т. д. [255—258]. В работе [259] были установлены изменения в спектрах ЭПР аспартатаминотрансферазы, меченной иминоксильными радикалами, при образовании комплексов фермента с субстратом и родственными соединениями. Эти изменения указывают на возрастание подвижности радикала в комплексе — время корреляции в исходном белке составляет (8,0 ± 0,4) • Ю-10 сек, в комплексе белка с лигандом — (5,1 ±0,4)-10-10 сек.

Для теоретического рассмотрения движений метки, связанной с белком гибкой «ножкой», развита модель «ротатора на ротаторе» [260], позволяющая рассчитать время корреляции как функцию внутренних вращений. Применение двойной метки позволяет определять расстояния между взаимодействующими радикалами и, тем самым, геометрию конформационных изменений (см. [255, 261, 262]).

Метод спиновых меток оказался весьма эффективным для изучения структуры биологических мембран и конформационных явлений в мембранах [263, 264]. Весьма перспективно изучение ядерной релаксации в биополимерах, содержащих парамагнитную метку. Время релаксации зависит от взаимодействия спинов ядра и электрона и, следовательно, от расстояния между ними (Т пропорционально г6). Тем самым, можно получить информацию о геометрии молекулы и о ее движениях [265]. В работах [266] изучались спектры ЭПР и ЯМР алкогольдегидроге-назы, меченной аналогом никотинамидадениндинуклеотида. Оказалось, что метка конкурирует с НАД-Н в месте связывания ферментом, сильно иммобилизуется белком, резко изменяет время релаксации протонов воды, причем величина Т сильно зависит от концентрации спирта. Установлено место связывания спирта этим ферментом и оценены кинетические и геометрические х

страница 124
< 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 "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама
металлический шкаф в мытищах
В магазине KNS digital solutions Lenovo IdeaCentre 710-25ISH 90FB003QRS - офис продаж в Москве, доставка заказов по всей России.
наклейки сааб
Коляска 2 в 1 ARO Team Pablo

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)