Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
5 Э. Г. Р о з а н ц е в, Р. А. П ап к о. Изв. АН СССР, ОХН. 1963, № 5, 764; Е. G. Rosantzev, М. В. Neiman. Tetrahedron, 1964, 20, 131; Е. G. R о-s antzev, L. A. Krinitzkaya. Tetrahedron, 1965, 21, 491.
гировать с биологическими макромолекулами или связываться с ними при помощи межмолекулярных сил. Изучая изменения в спектре ЭПР свободного радикала, входящего в состав модели субстрата, при ее связывании с ферментом, удалось наблюдать кинетику ферментативной реакции, а также судить о подвижности субстрата на поверхности молекул фермента. Используя стабильные свободные радикалы в составе моделей антигенов, удалось получать сведения о стехиометрии связывания и о состоянии антигена, связанного с антителом. Имеются и попытки исследования этим методом, получившим название метода спиновой метки, конформационных переходов в биополимерах.
Эти работы (см. например *) находятся пока в начальной стадии. Есть все основания надеяться, что метод спиновой метки найдет и другие интересные применения в исследовании белков и нуклеиновых кислот.
В настоящем сборнике главное внимание уделено изложению основ методов и их возможностей. Более подробное описание методов имеется в книгах и обзорных статьях, ссылки на которые даны в соответствующих главах.
Ю. С. Лазуркин
Глава I РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ БИОПОЛИМЕРОВ
//. С. Андреева
12
1. Рентгеновская структурная кристаллография белков и вирусов ........................................................
а. Принципы метода рентгеноструктурного анализа .
б. Основные особенности строения кристаллов . ,
в. Кристаллы белков и вирусов.....................
г. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллической
решетке. Закон Брегга — Вульфа.....................
д. Обратная решетка кристалла и геометрические
условия дифракции..................................24
е. Рентгенограммы белков..............................27
ж. Дифрактометры......................................30
з. Структурный фактор.................................3,1
и. Определение симметрии кристалла по рентгенограм-
мам; собственная симметрия молекул белков и вирусных частиц...............................33
к. Методы определения фаз структурных амплитуд
белковых кристаллов................................34
л. Распределение электронной плотности в кристаллах. Ряды Фурье в кристаллографии .... 38
м. Распределение электронной плотности в кристаллах белков * ..............................
2. Исследование строения фибриллярных структур
а. Особенности структуры волокон биополимеров
б. Дифракция рентгеновских лучей на волокнах
в. Экспериментальные методы получения рентгено
грамм волокон...................................... 53
г. Информация о структуре, получаемая на основе
анализа рентгенограмм волокон.....................54
д. Модели конфигурации цепных молекул биополимеров ...................................... • • • 57
3. Дифракция рентгеновских лучей под малыми углами на во-
локнах и растворах биополимеров ................... 61
а. Дискретное малоутловое рассеяние на тканях и волокнах биополимеров............................61
б. Диффузное малоугловое рассеяние рентгеновских
лучей.............................................63
Литература..................................................66
43
45
45
49
Плодотворное развитие исследований в области молекулярной биологии за последние 15 лет в большой мере обязано успехам в изучении структуры биологических полимеров — белков и нуклеиновых кислот, а также синтетических полипептидов и
И
полинуклеотидов. Значительную роль в развитии структурных исследований биополимеров сыграл рентгеноструктурный анализ — метод, позволяющий определять пространственное расположение атомов в молекулах исследуемых соединений. В применении к изучению строения монокристаллов этот метод в известном смысле эквивалентен микроскопии очень высокой разрешающей способности: на картах распределения электронной
плотности, которые строятся на основе рентгеновских экспериментальных данных, видны атомы в виде отдельных ее сгустков.
В этой главе мы пытаемся дать лишь представление о некоторых особенностях метода рентгеноструктурного анализа и о том, как он используется при исследовании структуры сложных молекул. Обстоятельное освещение этих вопросов невозможно в рамках настоящего сборника, поэтому глава в целом не может претендовать ни на полноту, ни на строгость изложения. Для более Ьбстоятельного ознакомления с методами рентгеноструктурного анализа рекомендуется специальная литература [1—12]. Мы также ее ставили своей целью дать подробное описание структуры белков и нуклеиновых кислот, установленной на основании рентгенографических исследований. Этому вопросу посвящен ряд обзоров [13—22] и монография Перутца ([23]; см. также [104]).
