Cтраница 1
Кристаллизация белков - процесс сложный и капризный. Однако, когда белок обогащен и сконцентрирован в растворе и освобожден от большей части примесей, очень часто получение его в кристаллическом виде является лучшим способом его окончательной очистки. В настоящее время сотни белков уже получены в кристаллическом состоянии. Обычный путь кристаллизации белка заключается в получении пересыщенного раствора ( путем повышения концентрации белка, выбора рН вблизи изо-точки, и, наконец, добавления высаливающих агентов, уменьшающих растворимость) в таких плавных и нежных условиях, чтобы не выпал преждевременно аморфный осадок. Общих рецептов для этого не существует и каждый новый объект требует большой эмпирической работы по подбору условий кристаллизации. После хорошей предварительной очистки белка чаще всего это удается. Однако кристаллики белков микроскопически малы. Для целей рентгеноструктурного анализа приходится специально выращивать кристаллы белков с линейными размерами порядка 1 мм, и это оказывается нелегким делом. [1]
Метод кристаллизации белков основан на достижении критической точки начала осаждения белка из раствора сульфата аммония при медленном повышении температуры. Однако не всякий кристаллический белок является гомогенным, поскольку при одной и той же концентрации раствора сульфата аммония могут кристаллизоваться близкие по размерам и массе разные белки. [2]
Таким образом, кристаллизация белков - это весьма сложный процесс, который часто зависит от интуиции и искусства экспериментатора. [3]
Бреслер указывает, что иногда кристаллизация белков приводит к образованию твердых растворов, а не к кристаллизации индивидуального белка. [4]
Бреслер указывает, что иногда кристаллизация белков приводит к образованию твердых растворов, а не к кристаллизации индивидуального белка. [5]
Условия кристаллизации белка обычно подбирают эмпирически, учитывая при этом рН, концентрацию белка в растворе и температуру кристаллизации. [6]
Ограниченная растворимость сернокислого натрия уменьшает возможность его использования, а сернокислый магний обладает относительно малой высаливающей способностью. Калийфосфатные буферные растворы с известными значениями рН и ионной силы [262] являются эффективными высаливающими агентами, однако растворимость их недостаточна для использования во всех случаях. О специфическом влиянии разных солей на осаждение и кристаллизацию белков имеется лишь очень мало сведений. [7]
Полученный столь простым способом технический препарат, помимо разнообразных возможностей его технического применения, оказался удобным для дальнейшей, в том числе высокой, очистки. Из разработанных способов заслуживает наибольшего внимания кристаллизация. Технология проведения ее следующая: а) растворение технического препарата в семикратном количестве воды ( 5 2 объема), причем нерастворившаяся часть отбрасывается; б) введение в раствор сухого сульфата аммония из расчета около 600 г соли на 1 л раствора; в) кристаллизация белка, протекающая 40 - 48 ч при комнатной температуре; г) центрифугирование кристаллического осадка, растворение его; д) диализ против 0 0005 МСаСЬ для удаления сульфата аммония и стабилизации фермента; е) лиофильное высушивание. [8]
Кристаллизация белков - процесс сложный и капризный. Однако, когда белок обогащен и сконцентрирован в растворе и освобожден от большей части примесей, очень часто получение его в кристаллическом виде является лучшим способом его окончательной очистки. В настоящее время сотни белков уже получены в кристаллическом состоянии. Обычный путь кристаллизации белка заключается в получении пересыщенного раствора ( путем повышения концентрации белка, выбора рН вблизи изо-точки, и, наконец, добавления высаливающих агентов, уменьшающих растворимость) в таких плавных и нежных условиях, чтобы не выпал преждевременно аморфный осадок. Общих рецептов для этого не существует и каждый новый объект требует большой эмпирической работы по подбору условий кристаллизации. После хорошей предварительной очистки белка чаще всего это удается. Однако кристаллики белков микроскопически малы. Для целей рентгеноструктурного анализа приходится специально выращивать кристаллы белков с линейными размерами порядка 1 мм, и это оказывается нелегким делом. [9]
Макромолекулы белков образуют молекулярную решетку, в которой они уложены рядом друг с другом. На модели ( рис. 38) видна упаковка молекул миоглобина в решетке. Кристаллическая решетка моноклинная, и в элементарную ячейку входят 2 макромолекулы. Сама по себе внутримолекулярная структура миоглобина чрезвычайно сложна, но способ упаковки целых макромолекул в решетке прост. Между макромолекулами столь замысловатой формы с необходимостью должны оставаться зазоры, заполняющиеся при кристаллизации белка водным раствором. Неудивительно, что кристаллизационная вода заполняет в белковых кристаллах часто половину и даже несколько большую часть всего объема. Высушивание белкового кристалла вызывает обычно нарушение регулярности структуры. [10]
В части исследований в области космической биологии и биотехнологии необходимо продолжить изучение молекулярных и клеточных механизмов гравитационной чувствительности биологических систем. Основное внимание следует обратить на клетку как биологический грависенсор. Конструкция этих К А, бортовые научные приборы, система жизнеобеспечения биообъектов, длительность полета, энергообеспечение и другие параметры полностью подчинены интересам экспериментов по космической биологии. Весьма целесообразно восстановление производства этих космических аппаратов для интенсификации исследований по клеточной биологии на биоспутниках Бион и Фотон. Биологи убедились, насколько многофакторным является каждый эксперимент, проводимый в условиях космического полета. В связи с этим необходим строгий анализ каждого эксперимента с учетом ежедневных событий, происходящих на борту космического аппарата. Необходим также более тесный контакт между биологами и другими учеными, занимающимися фундаментальными исследованиями, для обсуждения и установления закономерностей биологических процессов, особенно при изучении кристаллизации белков. Разработка перспективных видов оборудования должна проводиться с учетом достижений исследований гравитационно-чувствительных систем. [11]
В последнее время значительный интерес вызвали исследования, посвященные белковым кристаллам. Ботаники, исследуя растительные клетки, уже давно обнаружили в них кристаллы самой разнообразной формы: кубики, шары, ромбы, нити и даже звезды. Исследования, проведенные в Ботаническом институте АН СССР, позволили выделить в белковом кристалле отдельные субъединицы различной формы. Анализы подтвердили, что кристаллы действительно состоят из белков. Было показано, что для некоторых растений число кристаллов в ядре - характерный устойчивый признак. Для других - насыщенность ядра кристалликами белка меняется. Причины, вызывающие кристаллизацию белка в естественных условиях, пока еще не выяснены. Не ясна и роль их в жизнедеятельности растений. [12]