Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Лазуркина Ю.С. -> "Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот" -> 59

Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот - Лазуркина Ю.С.

Лазуркина Ю.С. Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот — Наука, 1967. — 343 c.
Скачать (прямая ссылка): fizmetodiisledovaniyabelkov1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 133 >> Следующая

достаточно толстое, так что на спектре хорошо видны относительно слабые скелетные колебания пептидной группы и боковых цепей в области 800—1400 см~1. Проявился перпендикулярный дихроизм очень широкой полосы Амид V с максимумом около 710 см~1. Неплоские деформационные колебания происходят перпендикулярно оси волокна. Это означает, что плоскость пептидной группы приблизительно параллельна оси волокна, тогда как перпендикулярный дихроизм валентных колебаний NH говорит о том, что водородные связи образованы в структуре поперек оси волокна, т. е. полипептидные цепи вытянуты вдоль волокна. Характерный дихроизм .(5-структуры еще отчетливее проявляется в спектре частично дейтерированного образца, выдержанного в парах тяжелой воды в течение нескольких суток. В результате такой обработки происходит замещение только в аморфных частях волокна. При этом по дихроизму валентных колебаний видно, что замещенная аморфная часть практически не ориентирована.
Таблица 2
Частота и поляризация основных инфакрасных полос белков
Группа Ve Vi v2
|?елков
а ......... 3300 || 1660 || 1545 ±
э ......... 3300_L 1640 j. 15301|
Коллаген...... 3300 ± 16601 1550 ||
Изучение различных особенностей структуры белков и их проявления в инфракрасных спектрах значительно удобнее проводить на синтетических полипептидах. В ориентированной полимерной пленке полипептидная цепь может иметь различные конформации в зависимости от того, из какого растворителя и при каких условиях она получена. Более того, оказывается, что даже одна и та же конформация цепи может существовать в различных структурных модификациях. Так, например, молекулы могут быть упакованы как параллельно, так и антипараллельно, а при ориентации располагаются как вдоль, так и поперек основного направления ориентации. Все структурные особенности находят отражение в частотах, интенсивностях и поляризациях полос поглощения. Конечно, это касается не только основных пептидных, но и скелетных колебаний, причем даже в большей степени, последние, однако, в настоящее время не могут быть интерпретированы достаточно надежно.
Рассмотрим для примера подробнее картину колебания Амид I антипараллельной кристаллической упаковки вытянутых полипептидных цепей (рис. 9). В элементарной ячейке находятся четыре пептидные группы, соединенные между собой попарно
Рис. 9. Диаграмма Миядзява, иллюстрирующая различные типы колебания (полоса Амид 1) антипараллельной кристаллической упаковки вытянутых полипептидных цепей. Стрелки обозначают направление момента перехода при колебании.
Знак в кружочке — отклонение вектора вперед ( + ) или за плоскость чертежа (—) [21]
посредством либо химических, либо водородных связей. Согласно общей теории колебаний, в этом случае каждый колебательный уровень расщепляется на четыре подуровня в соответствии с симметрией ячейки, и мы имеем четыре колебательных перехода. Картина смещений атомов из положений равновесия зависит от различия фаз колебаний отдельных пептидных групп. Японский физик Миядзява [21] развил теорию возмущений с учетом взаимодействий слабо связанных между собой и достаточно локализованных пептидных колебаний. Частота колебания v (б, б') зависит как от степени взаимодействия, так и от разности фаз б между движениями атомов пептидных групп одной цепи и разности фаз
Ь' колебаний пептидных групп через водородную связь. Таким образом, в нашем случае мы имеем четыре колебания: v (0, 0), v (0, я), v (я, 0), v (я,я), причем первое в инфракрасном спектре не активно. Из диаграммы на рис. 9 сразу можно определить поляризацию любого из компонентов. Полуэмпирический расчет частот показывает, что они различны. В частности, параллельный компонент v (0, я) должен иметь частоту около 1690 см-1, что позволяет обнаружить его, несмотря на малую интенсивность, так как основной сильный компонент v (я, 0) имеет частоту 1630 см~1. Эта особенность отчетливо видна в спектре фиброина шелка и является прямым доказательством наличия соответствующей антипараллельной упаковки полипептидных цепей в структуре данного белка.
С изучением спектров глобулярных белков дело обстоит значительно сложнее. Регулярная структура полипептидной цепи в их молекулах образуется только на небольших участках, причем единое направление, вдоль которого могут быть ориентированы цепи, отсутствует. Поэтому даже если и удастся получить поляризационный спектр кристаллического слоя, интерпретация инфракрасного дихроизма глобулярных белков будет гораздо сложнее, чем фибриллярных. В то же время именно этот параметр может оказаться наиболее чувствительным к различным типам молекул. Расшифровка тонкой структуры основных амидных полос и ее связи с конформацией полипептидных цепей дают основание надеяться, что инфракрасные спектры могут оказаться полезными и для таких сложных молекул.
Инфракрасные спектры нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Подобно аминокислотам и пептидам, нуклеотиды могут существовать в различных ионных формах. Количество этих таутомерных форм в нуклеотидах значительно больше, чем для многих простых аминокислот, так как в их молекулах имеются разные Места, в которых возможно присоединение протона. Практически наблюдается сравнительно мало таутомерных форм из-за того, что протонизация в ряде случаев энергетически невыгодна. Однако одновременное существование уже только двух из них значительно осложняет изучение инфракрасных спектров соединений этого класса. Другой трудностью является то, что структурные формулы азотистых оснований гораздо сложнее формул пептидной группы, поэтому в настоящее время описание их нормальных колебаний отсутствует. Это, безусловно, снижает достоверность выводов, полученных на основе полуэмпи-рической интерпретации основных полос поглощения, и ограничивает информацию, которая в принципе могла бы быть извлечена из спектров. Так же, как и в случае белков, приближенная интерпретация основных групповых частот в инфракрасных спектрах нуклеиновых кислот была сделана на основании изучения поглощения отдельных атомных группировок в низкомолекулярных
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed