химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

нить для определения м. в. полиптера, если из независимых данных известны К и а.

Наилучшим абсолютным методом измерения м. в. и молеку-лярно-весовых распределений, особенно широко применяемым в биофизике, биохимии и молекулярной биологии, является се-диментационный. Метод состоит в осаждении макромолекул под действием центробежной силы в ультрацентрифуге, вращающейся со скоростью порядка Ю4—105 об/мин. Центробежное ускорение при этом во много раз превышает ускорение силы тяжести g. В современных ультрацентрифугах оно доходит до 350 000 g (число оборотов в минуту 70 000). Кювета с раствором полимера помещается в ротор центрифуги. Кювета представляет собой цилиндр с прозрачными окнами из кристаллического кварца. Через кювету проходит пучок света, и наблюдение за седиментацией производится оптическими методами. Впервые седиментация в ультрацентрифуге была применена к изучению полимеров Сведбергом в 1925 г. Подробное описание экспериментальных методов приведено в [48, 58].

Если скорость седиментации .значительно превосходит скорость диффузии макромолекул, то они осаждаются."*В~пе~рвона-чально гомогенном растворе образуются две области — чистый растворитель и раствор. Между ними находится переходная зона, вПкбторой концентрация полимера меняется от нулевого до некоторого максимального значения. По мере седиментации эта зона и ее граница перемёЩаТотся. Измеряется скорость движения границы по направлению к дну кюветы, т. е. от оси вращения ротора.

На макромолекулу действует центробежная сила Урм®2х} где V — объем макромолекулы, рм — ее плотность, со — угловая скорость ротора, х — расстояние до оси вращения. Но макромолекула находится в растворе. Следовательно, на нее действует ар

химедова сила, и эффективная центробежная сила равна У(рм — PO)G>2#, где ро — плотность растворителя. Эта сила уравновешивается силой трения при поступательном перемещении хх (х— коэффициент трения). Тогда в расчете на 1 моль получим

где V — pjjj1 — удельный парциальный объем макромолекулы. Но

NAVpM = M,

и для разбавленных растворов х выражается через коэффициент диффузии D (формула

следующим

(3,74)

D

Эйнштейна) образом:

к —

Итак, мы получили формулу, названную именем Сведберга:

(1 - Vp0) D

'J

где s — коэффициент седиментации

S-1 dx 1 d In х coV IF ~ "И5

dt '

(3,76)

для [J-лактоглобулина.

а) Фотографии седиментирующей границы в последовательные моменты; 6) результаты фото-Метрировання.

Размерность s — сек, единица коэффициента седиментации — сведберг, 1 5 = 10~13 сек.

На ультрацентрифуге, измеряется коэффициент седиментации, определяюшдщ_скорость перемещения седиментационной границы. На рис. 3.15 показана седиментационная диаграмма для белка р-лактоглобулина. В ультрафиолетовом свете сфотографи* рованы последовательные во времени положения седиментирующей границы. Измерив s, коэффициент диффузии D, а также рм и ро, можно определить М. Величина s зависит от концентрации раствора вследствие гидродинамического взаимодействия макромолекул. Значение s, экстраполированное к нулевой концентрации,

s0 = lims, (3,77)

c->Q

При меньших числах оборотов ультрацентрифуги может установиться равновесие вследствие равенства встречных седимен-тационного и диффузионного потоков. Если коэффициент диффузии D достаточно велик, то равновесие устанавливается достаточно быстро и наблюдается равновесное распределение вещества.

Если с — концентрация растворенного вещества на расстоянии х от оси вращения, зависящая от времени, то число молекул, седиментирующих за время dt через единицу поверхности, перпендикулярной х, равно

dx л* c~d7dt*

где dxfdt — скорость седиментации на расстоянии х. За то же время dt количество диффундирующего через то же сечение растворенного вещества равно

dx

В равновесии

dt u dx Но, согласно (3,75) и (3,76),

0.78)

4t НТ 1

и мы получаем для молекулярного веса второе уравнение Свец-берга, уже не содержащее коэффициента диффузии,

М = В (3,79)

(1 - Кр0) а>2х dx

Интегрируя это уравнение в интервале между двумя точками, находящимися на расстояниях Х\ и х2 от оси вращения, имеем

Af- 2-В ^Щ.. (3,80)

Для определения М обычно применяется метод Арчибальда [48, 58, 59], требующий гораздо меньшего времени, чем описанные выше методы, и малых количеств вещества. Исследуется не само равновесие, но приближение к нему. Поток вещества через мениск и дно кюветы равен нулю независим^ от достижения равновесия. Следовательно,

J 1 / dc\ _ 1 1 / dc \ _ sea2

ХТ °Т \ dx L ~ ХЪ Cb^dxK~ D '

Индекс т относится к мениску, Ъ — к дну кюветы. Находим отсюда

(3,81)

м ^ W (dc/dx)m ^ 0 — ^Ро)®2 хтст RT (dc/dx)b

М

(1 - V9Q) со2 хьсь

Для гомогенного полимера эти две величины М совпадают друг с другом.

В 1957 г. был предложен новый метод седиментационного анализа, нашедший широкое применение в молекулярной биологии и биофизике, в частности при исследовании нуклеиновых кислот (см. ниже гл. 8) — метод седиментации в градиенте

страница 53
< 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
декор country beige 8
Casio Protrek PRW-6100Y-1E
частная зона отдыха
сколько стоит билет на шоу филиппа киркорова

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
(07.12.2016)