Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Необходимы, как правило, многочисленные контроли повторяемости, в частности, в ходе очистки препаратов, тщательный анализ ошибок опыта, контроль стандартности исходных веществ и т. п. В пределах каждого метода обычно применяются те или иные способы исключения артефактов, например устранение рассеянного света при изучении аномальной дисперсии оптической активности в полосе поглощения или сравнение различных мето* дов фиксации препарата при электронной микроскопии тонких срезов.
Но характерная особенность исследований биополимеров заключается в том, что один и тот же объект или явление, как правило, исследуется параллельно различными методами, дополняющими и контролирующими друг друга. Именно так велось, например, исследование явления денатурации белков и нуклеиновых кислот, приведшее к открытию и изучению перехода спираль — клубок.
Благодаря использованию широкого набора методов и подходов, таких, как спектрофотометрия, метод оптической активности, светорассеяние, электронная микроскопия, измерение вязкости, седиментации, плотности молекул, и других физических и физико-химических методов, в исследовании этого важного явления достигнут значительный прогресс.
Рассматриваемые в книге методы обладают различными возможностями и дают разную по характеру информацию (об этом более детально сказано в каждой главе). Среди них есть такие, как рентгеноструктурный анализ или электронная микроскопия, которые в известном смысле являются абсолютными методами, так как могут прямо давать сведения о строении изучаемого объекта. Другие, как, например, спектрополяриметрия, вискозиметрия, спектрофотометрия, люминесцентный метод, дают косвенную, усредненную информацию о молекулах, для расшифровки которой необходимо опираться на данные о структуре, полученные другими методами. Но по сравнению с первой группой методов, использующих специально приготовленные объекты (монокристаллы, фиксированные препараты), вторая группа дает возможность изучать молекулы в растворе, часто даже при столь низких концентрациях, что можно пренебречь межмолеку-лярным взаимодействием, а также дает ценные сведения о молекулярных превращениях, позволяет исследовать термодинамические и кинетические закономерности явлений, в которых участвуют биологические макромолекулы, а также получать дополнительную информацию об их структуре.
Как уже отмечено выше, в настоящий сборник невозможно было включить все физические методы, применяемые для исследования биополимеров. С методом светорассеяния можно познакомиться по монографии В. Н. Цветкова и др. Применению мик-рокалориметрии при исследовании биополимеров посвящено несколько статей, в том числе работы П. Л. Привалова с сотруд-
никами и Стартеванта ’. С применением масс-спектрометрии к анализу первичной структуры белков можно ознакомиться по работам, опубликованным за последние годы2.
За время, прошедшее с момента сдачи рукописи книги в печать, произошло дальнейшее развитие ряда физических методов исследования биополимеров. Так, например, переход к ультрафиолетовой области вблизи от полосы поглощения пептидной связи с использованием автоматического сканирующего устройства позволил резко повысить чувствительность абсорбционного метода при седиментационном исследовании белков и перейти, благодаря этому, к измерениям при очень малых концентрациях белка (порядка микрограммов на миллилитр) в кювете ультрацентрифуги3. Это существешо расширяет возможности метода ультрацентрифугирования. Шахману удалось наблюдать при низких концентрациях распад некоторых белков, обладающих четвертичной структурой, на субъединицы.
Возможности метода ультрацентрифугирования расширяются и в другом направлении. Он начал применяться для количественного исследования взаимодействия больших и малых молекул—для изучения связывания белков и нуклеиновых кислот с малыми молекулами и между собою (см., мапример,4).
Совсем недавно получил новое многообещающее применение в молекулярно-биологических исследованиях метод электронного парамагнитного резонанса. Это произошло благодаря тому, что были синтезированы соединения, содержащие стабильные свободные радикалы5, способные специфическим образом реа-
1 П. Л. Привалов, Д. Р. Монаселидзе, Г. М. Мревлишвиди,
B. А. М а г а л д а д з е. Ж. эксп. и теор. физ., 1964, 47, 2073; J. М. Sturte-vant, P. Geiduschek. J. Amer. Chem. Soc., 1958, SO, 2914; M. A. Rawit-s с h e r, P. D. Ross, J. M. Sturtevant. J. Amer. Chem. Soc., 1963, 85, 1915; П. JT. Привалов, Г. М. Мревлишвили. Биофизика, 1967, 12, 22.
2 Е. В г i с a s, J. van Н е i j е п о о г t, М. Barber, W. A. Wolstenhol-m е, В. С. D a s, Е. L е d е г е г. Biochem. 1965, 4, 2254; F. W е у g a n d, А. Р г о х, Н. Н. Fes s el, К. К. Sun. ZS. f. Naturforsch., 1965, 206, 1169; К- Bieman,
C. Cone, В. R. Webster, J. Amer. Chem. Soc., 1966, 88, 2597; M.M. Шемякин, Ю. А. Овчинников, H. С. В у л ь ф с о н и др. Nature, 1966, 211, 361.
3 Н. К. Schachman, S. J. Ed el stein. Biochem., 1966, 5, 2681.
4 I. Z. Steinberg, H. K. Schachman. Biochem., 1966, 5, N 12, 3728; Ю. H. Косаганов, Ю. С. Лазуркин. Мол. биол., 1967, 1, № 1, 75.
