Трансформированная клетка - Эш Б.Б.
Скачать (прямая ссылка):
309
^ 1
и*азб*ю*мго)
' > te-0.10%-ная
• сахароза)
Рис* 3. Влияние сахарозы на подвижность спин-меток. Сплошной линией обозначен* уширение линии спин-метки в зависимости от ее концентрации в воде при комнатной температуре; (•) — те же самые параметры в 10%-н#м paciBope сахарозы, (о) — 40%-ном, (?) — 70 %-ном. Процентами выражено отношение массы сахарозы к объему воды, АН (Гс) прямо пропорционально к диффузии в любой данной молярной концентрации спин-метки (см. уравнение (6)).
и ю 20 зо 40 50 60 70 до ную подвижность оказалось более мм pcaol сложно, так как этот параметр опре-
деляется частотой столкновения молекул спин-меток, а частота их столкновений зависит от расстояния между ними (см. уравнения (4) — (7)). Ради упрощения объем, занимаемый молекулами растворенного вещества в водных препаратах, обычно не учитывался. Ясно, что в препаратах, имеющих высокую концентрацию сахарозы, т. е. в которых сахароза преобладает, ее молекулы занимают в основном все пространство, В связи с этим расстояние между молекулами спин-меток в таком растворе сахарозы увеличивается несмотря на то, что концетрация их в водной фазе является постоянной. Регулируя концентрацию спин-меток в растворах сахарозы, далее можно увеличить концентрацию спин-меток в водной фазе, так как молекулы сахарозы будут уменьшать объем воды. Графики показывают влияние концентрации спин-меток на их подвижность в различных растворах сахарозы (рис. 3).
Препараты сахарозы были сделаны путем растворения определенной массы вещества в определенном объеме воды. Например, 10 г сахарозы смешивали с 90 мл воды и получали препарат 10 %-ной сахарозы. В этот раствор добавляли спин-метки, конечная концентрация которых показана на рис. 3. По представленным здесь результатам D!тс изменялось в сторону уменьшения по сравнению с расчетными данными для изотропной среды, в которой происходило аналогичное увеличение вязкости. Причины таких расхождений очевидны. 70 % препарата сахарозы состоит из 70 г сахарозы и 30 мл воды. Конечная концентрация спин-метки, добавленная к препарату, собирается в водной фазе (мы исключаем объем, занимаемый сахарозой) и она в 2,5 раза превышает равную концентрацию спин-метки, растворенной в воде.
В различных растворах сахарозы тс изменяется немногим больше, чем в 19 раз, в то время как Dsl только в семь раз (рис. 3). Если ввести поправки с учетом действительной концентрации спин-меток в водной фазе, то общие изменения DIтс будут очень незначительны. На основании этого можно сделать вывод, что водные препараты сахарозы относительно изотропны, но в такой системе, как клеточная цитоплазма, в которой не известен объем водной фазы и степень растворения спин-меток в связи с компартментализацией цитоплазмы полимерами. Поэтому подвижность спин-меток в общем растворе сахарозы надо рассматривать как полезную модель.
310
Рис. 4. Влияние ограниченного пространства на подвижность спин-меток.
Упакованные полиакриламидное грану- 2 лы (BioRad) приготовлены путем добавления водной среды, содержащей определенную концентрацию спин-меток к гранулам обезвоженного полиакрил-амида. После смешивания препарат пе-реносили в каиилляр, один конец кото- ^ рого запаивали и центрифугировали для удаления межгранулярного водного пространства. Знак Р обозначает екви-валепт молекулярной массе сферической О молекулы.
Полиакриламидный гель также может служить моделью для изучения влияния концентрации спин-меток в воде. Такого рода препараты готовили следующим образом. Сначала делали водные растворы спин-меток, а затем к ним добавляли обезвоженные гранулы геля. Водные препараты гранул центрифугировали в капиллярах с целью удаления межгранулярного водного пространства для измерения на ЭПР-спектрометре. Пространство, которое занимают молекулы полимера полиакриламида, не определяется как концентрационное или кубическое. В связи с этим полиакриламидные препараты не нуждаются в поправках на концентрацию спин-метки в воде. Данные этих экспериментов пригодны для прямой интерпретации (рис. 4).
Представленные на рис. 4 данные получены в водной среде, содержащей упакованные полиакриламидные гранулы с указанными размерами пор между ними. Изменения значений трансляционной диффузии ДН были более существенными, чем значений времени вращательной корреляции тс. Гранулы полиакриламида обладали различными препятствующими факторами, которые прерывали в большей степени дальние, чем близкие, взаимодействия спин-меток. Поскольку Z?sl связана с дальними спин-спиновыми взаимодействиями, она зависит от необходимых близких взаимодействий и процессов, ограничивающих свободу перемещения меток. При этом среднее расстояние, на которое перемещаются спин-меченые молекулы, значительно больше, чем расстояние между ними. Таким образом, хорошо видно, что величина Z)sl должна быть чувствительной к любым факторам, прерывающим дальние спин-спиновые взаимодействия меток. Силы, которые ограничивают тс, оперируют на расстояниях немногим больше, чем диаметр спин-меченой молекулы, и поэтому, когда появляются такие препятствия, как в препаратах полиакриламида, частота взаимодействий увеличивается.
