Cтраница 2
Если белки являются соединениями в самом строгом смысле слова, как это понимается в органической химии, то их аминокислотный состав должен быть постоянным. В случае чистого белка аминокислотный состав твердой фазы должен быть постоянным и совпадать с аминокислотным составом растворенного белка, находящегося в равновесии с твердой фазой. [16]
Первая стадия определения строения белка состоит в идентификации и количественном определении составляющих его аминокислот. Для этого требуется образец чистого белка, что само по себе представляет значительную проблему. Чтобы получить чистый образец, обычно применяют комбинацию методов ( гл. Когда белок в результате применения этих методов становится однородным или когда достигнут максимум биологической активности, белок считается чистым. Тогда его гидролизуют до составляющих аминокислот горячей соляной кислотой и гидролизат анализируют. [17]
Для изучения аминокислотного состава белков пользуются сочетанием кислотного ( НС1), щелочного [ Ва ( ОН) 2 ] и, реже, ферментативного гидролиза или одним из них. Установлено, что при гидролизе чистого белка, не содержащего примесей, освобождаются 20 различных а-аминокислот. Все другие открытые в тканях животных, растений и микроорганизмов аминокислоты ( более 300) существуют в природе в свободном состоянии либо в виде коротких пептидов или комплексов с другими органическими веществами. [18]
Важным признаком гомогенности является проба на постоянство растворимости. Она основана на том, что в одинаковых условиях растворимость чистого белка должна быть постоянной, независимо of того, какое количество этого белка присутствует в виде твердой фазы. [19]
Наиболее доступными, широко распространенными и дешевыми источниками белка являются зерновые злаковые и зернобобовые, поэтому повышению содержания белка в этих культурах должно уделяться особое внимание. Расчеты показывают, что в целом по СССР увеличение содержания белка в зерновых культурах только на 1 % дает возможность при современных сборах зерна получать дополнительно свыше 1 000 000 т чистого белка. [20]
Наиболее доступными, широко распространенными и дешевыми источниками белка являются зерновые злаковые и зернобобовые, поэтому повышению содержания белка в этих культурах должно уделяться особое внимание. Расчеты показывают, что в целом по СССР увеличение содержания белка в зерновых культурах только на 1 % дает возможность при современных сборах зерна получать дополнительно свыше 1 000 000 т чистого белка. [21]
Важным результатом, полученным при изучении электрофореза растворов белков, было открытие того, что многие белки, которые являются чистыми по другим критериям, в действительности состоят из нескольких видов молекул. Однако если используется поле большой напряженности и эксперимент проводится очень длительно, то появляются благоприятные условия для разделения компонентов с почти одинаковыми подвижностями. При данных условиях, как показывает рис. 125, было найдено, что чистый белок состоит из трех отдельных компонентов. [22]
Сам белок вируса может быть получен отдельно от РНК132 если сдвинуть рН до 10 5 или применить 67 % - ю уксусную кислоту. Тогда палочки вируса распадаются на белковые молекулы с молекулярным весом 18 000 и РНК. Чистый белок вируса абсолютно неинфекционен. Если в растворе вирусного белка сдвинуть рН обратно до 7 0, то происходит, как мы видели, полимеризация белковых молекул в палочки, внешне напоминающие вирусные частицы, но абсолютно неинфекционные. Если же произвести эту полимеризацию, добавив в раствор РНК вируса, то происходит полная реконструкция вирусных частиц ( Френ-кель - Конрат) и получается высокоинфекционныи препарат вируса. Его удельная активность на единицу вирусной РНК может достичь 50 - 80 % инфекционности исходного вируса. Следовательно, расщепление ВТМ на РНК и белок - процесс обратимый, и искусственно реконструированный вирус практически идентичен первоначальному. [23]
Одним из более надежных критериев чистоты белка является форма кривых растворимости. Кривые растворимости строят, тщательно измеряя количество белка в растворе при различных количествах белка, добавленного в раствор. Ионная сила, температура и объем раствора должны при этом оставаться постоянными; необходимым условием является также достижение полного равновесия между твердой и растворенной фазами. Для чистого белка зависимость количества белка в растворе от количества внесенного белка строго линейна до точки насыщения; после точки насыщения наклон кривой равен нулю. Присутствие примесей может различным образом изменять идеальную кривую в зависимости от растворимости загрязняющего вещества и от его содержания в препарате. [24]
Примером внутрицитоплазматических включений, имеющих приспособительное значение, служат газовые вакуоли, или аэросомы, обнаруженные у широкого круга водных прокариот. В настоящее время газовые вакуоли найдены у представителей, относящихся к 15-ти таксономическим группам. Их оболочка состоит не из обычной мембраны, а из чистого белка, обладающего складчатой структурой; толщина ее составляет всего лишь 2 нм. На фотографиях можно различить ребра, расположенные на цилиндрической части пузырька подобно обручам на бочке. Белковые молекулы, очевидно, ориентированы таким образом, что внутренняя сторона стенки оказывается гидрофобной, а наружная - гидрофильной. Мембрана газовых пузырьков проницаема для газов, но непроницаема для воды. В клетке имеется множество газовых пузырьков, расположенных параллельно друг другу. [25]
В лаборатории Паулинга на основании исследования влияния сотен различных гаптенов и стереохимически сходных с ними веществ на реакции преципитации противосывороток, приготовленных против большого числа азопроизводных белков, была развита теория дополнительности в реакции антиген - антитело. Помимо использования для серологических исследований, соли диазония широко применялись для введения соединений, представляющих интерес с точки зрения физиологии или фармакологии. Несмотря на общеизвестность реакции сочетания белков с соединениями диазония, мы мало что можем сказать о физических свойствах измененных таким образом белков, хотя часто для этой цели можно было бы применять спектроскопические методы. Во многих случаях в реакцию сочетания с азосолью вступает вся сыворотка целиком, а не один только чистый белок. [26]
Азотистое вещество, легко изменяющееся при посредстве воды и атмосферного воздуха, разлагает другое, постоянное в подобных случаях, тело, которое находится с ним в прикосновении. В процессе спиртового брожения сахаристых веществ, который более прочих исследован, разлагающим телом может быть растительный белок и всякое азотсодержащее органическое тело, в котором от действия особенных причин начался уже процесс разложения - гниение. В смеси растворов сахара с растительным белком или вообще в растительных соках, содержащих сахар, брожение начинается только при содействии воздуха; потом может продолжаться уже без посредства его, причем образуется, кроме продуктов разложения сахара, еще особенное вещество, называемое дрожжами, которое содержит весь азот растительного белка и растворимой части, которого способность 16а производить брожение и в растворе чистого сахара. Образование дрожжей из белка прекращается, коль скоро весь сахар уже разрушен брожением; в растворе чистого белка, не содержащем сахара, дрожжей вовсе не образуется. При разложении чистого белка, без содействия воздуха, отделяется углеродная кислота и водород. Это явление объясняет некоторым образом, откуда происходят вещества, содержащие много водорода, во время брожения различных тел. Способность дрожжей приводить в брожение сахаристые растворы сохраняется только до тех пор, пока не прекратился в них самих процесс разложения, который, если не устранена вода, совершается медленно, но беспрерывно. При этом разложении кислород прикосновенного воздуха превращается в углеродную кислоту и, сверх того, отделяется еще определенное количество углеродной кислоты из самого тела, образуясь на счет его углерода и кислорода или кислорода находящейся в прикосновении с ним воды. По окончании этого процесса дрожжи уже совершенно нерастворимы и не действуют на сахаристые растворы. [27]
Простыми методами измерения молекулярных весов полимеров являются осмометрия и измерение светорассеяния. Но, несомненно, лучший из методов - седиментация в ультрацентрифуге. Достоинство иоследнего в том, что здесь происходит отделение от примесей в самом процессе измерения и мы контролируем чистоту препарата и видим характер загрязнений одновременно с измерением констант чистого белка. [28]
В данном случае липоиды понимаются в очень широком смысле, охватывая все соединения, растворимые в эфире или в смеси эфира со спиртом. Прежде считалось, что у растений хлоропласта являются главным вместилищем белков, так как был обнаружен статистический параллелизм между величиной хлоропластов и процентным содержанием азота в листьях. Однако Шумахер [76] оспаривал верность этого положения, а аналитические данные Менке, Нейша, Бота и Комара показали, что в то время как в хлоропластах содержится 40 - 50 % белка, цитоплазма представляет почти чистый белок. [29]
Азотистое вещество, легко изменяющееся при посредстве воды и атмосферного воздуха, разлагает другое, постоянное в подобных случаях, тело, которое находится с ним в прикосновении. В процессе спиртового брожения сахаристых веществ, который более прочих исследован, разлагающим телом может быть растительный белок и всякое азотсодержащее органическое тело, в котором от действия особенных причин начался уже процесс разложения - гниение. В смеси растворов сахара с растительным белком или вообще в растительных соках, содержащих сахар, брожение начинается только при содействии воздуха; потом может продолжаться уже без посредства его, причем образуется, кроме продуктов разложения сахара, еще особенное вещество, называемое дрожжами, которое содержит весь азот растительного белка и растворимой части, которого способность 16а производить брожение и в растворе чистого сахара. Образование дрожжей из белка прекращается, коль скоро весь сахар уже разрушен брожением; в растворе чистого белка, не содержащем сахара, дрожжей вовсе не образуется. При разложении чистого белка, без содействия воздуха, отделяется углеродная кислота и водород. Это явление объясняет некоторым образом, откуда происходят вещества, содержащие много водорода, во время брожения различных тел. Способность дрожжей приводить в брожение сахаристые растворы сохраняется только до тех пор, пока не прекратился в них самих процесс разложения, который, если не устранена вода, совершается медленно, но беспрерывно. При этом разложении кислород прикосновенного воздуха превращается в углеродную кислоту и, сверх того, отделяется еще определенное количество углеродной кислоты из самого тела, образуясь на счет его углерода и кислорода или кислорода находящейся в прикосновении с ним воды. По окончании этого процесса дрожжи уже совершенно нерастворимы и не действуют на сахаристые растворы. [30]