химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ействиями других пространственно сближенных участков цепи или цепей. Кооперативность глобулы определяется не только взаимодействиями (водородные связи и т. д.), но и геометрическими факторами упаковки [2].

На рис. 4.24 показаны результаты исследования термической денатурации глобулярного белка химотрипсиногена, полученные

Брандтсом и др. [125, 126]. Переход выражается в изменении коэффициента экстинкции е при 2930 А. Процесс обратим, и кривые являются равновесными. Такой переход типичен для глобулярных белков. Интервал температур, при которых он происходит, составляет около 10 °С. Сходство с переходом спираль— клубок, однако, обманчиво Внимательный анализ зависимости степени денатурации от температуры показывает, что конечную ширину интервала, в котором происходит переход, нельзя объяснить наличием частично денатурированных молекул, находящихся в равновесии с нативными и с полностью2,0

4,0 -0,5 О

денатурированными. Переход происходит одноступенчато и в этом смысле подобен фазовому переходу первого рода [127].

Калориметрические исследования дают прямую информацию о термодинамических характеристиках денатурационных переходов. Привалов показал, что поглощение тепла при нагревании некоторых глобулярных белков (альбумины, миоглобин, химо-трипсиноген, рибонуклеаза) идет в две стадии. Первая стадия — предденатурационная, характеризуемая некоторым увеличением теплоемкости без скачкообразного изменения энтальпии, и вторая— собственно денатурация, фазовый переход [128]. Энтальпия денатурации сильно зависит от рН среды, о чем свидетельствует, например, табл. 4.14.

Пространственное строение исследованных белков известно, и можно подсчитать энтальпию денатурации, приходящуюся на моль водородных связей. Для всех трех белков эта величина составляет 1,4—1,5 ккал/моль связей. Отсюда Привалов делает вывод об определяющем значении водородных связей в процессе денатурации. Такой вывод нельзя считать окончательным — он опирается на ограниченный материал и не согласуется с общими представлениями о структуре глобулы.

Таблица 4.14

Температуры и энтальпии денатурации в ккал/моль белка при разных значениях рН

Химотрнпсиноген Рибонуклеаза Многлобин

рН Гпл- °С дя рН Тил' °С дя рН гпл- °с АН

2,3 43 78 2,4 34 52 12,2 * 50 73

2,6 49 102 3,3 47 66 12,0 54 80

2,8 51 110 3,7 50 73 11,5 63 100

3,4 58 130 4,4 54 77 11,3 67 117

4,0 61 140 6,0 59 89 11,0 72 134

5,0 62 148 10,7 78 170

Многостадийная денатурация наблюдается в ряде случаев (например, денатурация парамиозина гуанидинхлоридом [129]). Идентификация промежуточных состояний и истолкование многостадийного процесса встречаются с большими трудностями.

Характерные значения термодинамических параметров денатурации приведены в табл. 4.15 [130].

Таблица 4.15

Остановимся, в частности, на методе определения разности свободных энергий денатурированного и нативного белка AF по денатурации в растворе мочевины, предложенном Тенфордом [131]. Имеем для этого процессаbFu = RT\nKu = RT\n^, (4,120)

где [D] и [N] — концентрации денатурированного и нативного белка. Нас интересуют значения AFn2o для водного раствора. Воспользуемся схемой

Арнго

Нативный белок > Денатурированный

в воде белок в в/)де

AFN \AFD

Нативный белок ——>? Денатурированный белок

в растворе мочевины AFu в растворе мочевниы

Тогда

6AF — AFU - AFHlo = AFD - AFN. (4,121)

Величину &AF можно представить в виде

6AF=2iainiAFi, (4,122)

i

где щ — число групп типа i в белке, АЛ — их вклад в свободную энергию перехода, аг- —* численный параметр, зависящий от степени доступности растворителю групп данного типа в нативной конформации. Согласно Тенфорду, согласие с опытом получается, если принять для полярных групп а* = 0,25, для гидрофобных ссг — 0,75 и для пептидных а* — 0,50. Величины Л/7* находят из данных о растворимости аминокислот в воде и в растворе мочевины данной концентрации.

Пусть Си — концентрация мочевины, при которой [D] = [N], т.е. точка полуденатурации. Тогда, согласно (4,120), AFU = 0 и искомая величина равна

AFH2O = - (6 AF)c*u = - 2 щщ (AFt)c*u. (4,123)

Это — удобный и простой способ определения конформацион-ной стабильности белка.

Изучение кинетики денатурации (в частности, с помощью релаксационных методов, см. § 7.7) позволяет определить активационные параметры переходов. Значения Н+ обычно порядка 40—80 ккал/моль^ S+ 40—200 э. е., F+ 20—25 ккал/моль

Свободная энергия денатурации AF должна быть суммой многих вкладов. Согласно [133]

AF = AFa + AFH + AFnp + AFe + AFU + AFX + ..., (4,124)

где Л/^ определяется раскручиванием а-спиралей, Д^н — разрывами водородных связей между белковыми цепями соседних макромолекул, AFnp — изменением гидрофобных взаимодействий, AFe—изменением электростатических взаимодействий, AFU — набуханием образовавшегося клубка, AFX — разрывом поперечных связей между спиралями, существующими в кристаллической фазе. AFa и AFX не зависят от рН, остальные члены, связанные с присутствием ионизуемых групп

страница 87
< 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
курсы монтажник вентиляции в москве
недороие курсы excel
угловой компьютерный стол скм-60 архангельск
рамка перевертыш на гос номер цена москва

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)