Поверхность - белок
Cтраница 1
 |
Защитное действие желатины на золь золота. [1] |
Поверхность белка адсорбирует молекулы воды, что обеспечивает частицам золя золота добавочную защиту. Добавление хлорида натрия уменьшает заряд золя, но не столь эффективно, как это наблюдалось в отсутствие защитного коллоида. В результате частица не осаждается. [2]
Гидратируемая поверхность белка равна А. [3]
На поверхности белков имеется большое количество гидрофильных групп, которые обусловливают создание вокруг этих макроструктур почти сплошной водной оболочки. Гидрофобные радикалы аминокислот, образующие полииептидиые цепи, обращены преимущественно внутрь структуры. Несмотря на это, некоторое количество воды может быть связано и внутри белковых макроструктур. Часть гидрофильных групп может содержаться и во внутренних отделах белковых макроструктур; кроме того, некоторая часть воды может быть замкнута внутри этих структур в своеобразных ячейках, образованных гидратированными полипептидными цепочками. И, наконец, дипольные молекулы воды могут попросту вклиниваться в водородные связи, не нарушая при этом их прочности. Принято различать интермицеллярную воду, находящуюся в свободном состоянии между отдельными белковыми макромолекулами, и интрамицеллярную воду, находящуюся внутри белковых глобул. Для устойчивости коллоидных частиц имеет значение только вода, создающая внешнюю водную оболочку. Именно она и препятствует столкновению и объединению белковых макромолекул. [4]
Остатки на поверхности белка заменяются чаще, чем внутренние. Как показывает рис. 7.1, б, частота замен аминокислотных остатков в данном белке сильно зависит от положения в полипеп-тидной цепи и от расположения в трехмерной структуре. Как правило, остатки на поверхности заменяются чаще, чем внутренние. Поскольку наружные остатки имеют менее существенное значение для стабильности белка, чем внутренние, это правило отражает важность сохранения стабильности для функции белка. Исключение составляют остатки на поверхности, непосредственно участвующие в функционировании белка, как, например, остатки, образующие каталитически активные центры ферментов, остатки в местах связывания субстратов, кофакторов, простетических групп, аллостерических эффекторов, или центры связывания макромолекул. Так, у цитохро-ма с, который взаимодействует с другими макромолекулами и присоединяет простетическую группу, на поверхности практически отсутствуют неактивные участки. [5]
Он предположил, что поверхность белка покрыта мономолекулярным слоем воды, в котором молекулы Н2О распределены равномерно. [6]
Большинство поворотов находится на поверхности белка. Анализируя расположение поворотов в белках, Кунтц [203] обнаружил, что они сконцентрированы на поверхности. [7]
Распределение молекул воды вокруг поверхности белка в рубредоксине имеет два отчетливых максимума: главный при 2 5 - 3 А, меньший при 4 - 5 А. На больших расстояниях вода переходит в непрерывный объем. Это, конечно, не означает, что в этой области отсутствуют молекулы воды, просто их высокая подвижность препятствует их идентификации в определенных местах. В прошлом многие из нас привыкли думать, что гидратная вода вокруг белка значительно менее подвижна, но эта интуитивная точка зрения была, по-видимому, ошибочной. [8]
Большинство поворотов находится на поверхности белка. [9]
При использовании в качестве модификаторов поверхности белков частицы золя в кислой среде вследствие диссоциации основных групп белка ( диссоциация кислотных групп подавлена) приобретают положительный заряд. В щелочной среде, когда диссоциируют преимущественно карбоксильные группы белка, частицы золя заряжены отрицательно. При значениях рН, отвечающих изоэлектрической точке белка, электрофоретическая подвижность золя равна нулю. [10]
Кроме идентификации молекул воды, индивидуально связанных на поверхности белка, нейтронные карты могут быть использованы для определения средней плотности растворителя в областях между макромолекулами белка. Это достигается усреднением плотностей фона, не имеющего особенностей, по малым объемам. Усредненное значение выражают в единицах длины рассеяния на 1 А. Кроме правильного выбора соответствующей шкалы надо исключить из полученных данных вклад, обусловленный белковой структурой. Чтобы это сделать с достаточной надежностью, необходимо знание точного расположения атомов, относительных весов и учет температурных факторов. [11]
Изменения в теплоемкости обнаружены при сольватации всех элементов поверхности белка, особенно неполярных групп. Как уже отмечалось, уровень гидратации, выше которого теплоемкость белка остается постоянной, определяет завершение процесса гидратации. Для лизоци-ма эта величина составляет 0 38 г воды / г белка, что эквивалентно 300 молекулам воды на одну молекулу лизоцима. В отличие от других термодинамических параметров изотерма сорбции не дает возможности определить - момент завершения процесса гидратации. При проведении измерений этим методом система не находится в равновесии, и скорость реакций, протекающих в системе, может оказывать влияние на показания прибора. [12]
Ионизированные группы в составе хроматографируемого вещества, например на поверхности белка, хорошо гидратируются, что препятствует гидрофобному взаимодействию с сорбентом. Ионизацию стараются подавить соответствующим выбором рГ1 элюента. Однако следует помнить, что сам силикагель устойчив только в интервале рН 2 - 7 5; при щелочных значениях рН он постепенно растворяется водой. Поэтому при наличии в веществе кислых ионоген-ных групп в состав элюента вводят нейтрализующие их контрионы. Нередко в качестве таковых выбирают относительно крупные малоподвижные заряженные группы. В процессе хроматографии они остаются в непосредственной близости к ионогеиным группам вещества, образуя с ними ионные пары. Выбор химической природы тяжелых контрионов позволяет управлять силой гидрофобного взаимодействия вещества с сорбентом. Если контрионы несут в своей структуре гидрофобные функции, то они могут усиливать это взаимодействие, если же контрионы гидрофильны, то с их помощью гидрофобное взаимодействие вещества с сорбентом можно контролируемым ( иногда избирательным) образом ослабить. Хроматографию, использующую этот прием, называют иногда ион-парной гидрофобной хроматографией, а чаще - просто ион-парной хроматографией. Хотя в последнем наименовании гидрофобность выпала, следует помнить, что оно обозначает лишь определенную модификацию основного процесса обратнофазовой гидрофобной хроматографии. [13]
Для понимания механизма такого фракционирования надо вспомнить, что на поверхности белка имеется мозаика гидрофильных и гидрофобных участков, образуемых остатками соответствующих аминокислот. Поведение белка в целом определяется соотношением площадей участков, образующих эту мозаику. Фракционируемые здесь белки гидрофобны в том смысле, что они растворимы в 80 % - ном растворе пропанола, но это отнюдь не означает, что их растворимость в пропаноле выше, чем в воде. Те гидрофобные белки, которые фракционируются снижающимся градиентом концентрации пропанола, предпочитают связываться с гидрофильным сорбентом ( условие протекания хромато-графического процесса) и лишь понемногу выходят в водно-органп-ческую подвижную фазу. [14]
Существует стремление в конечном счете не только описать структуру воды вблизи поверхности белка, но и объяснить эту структуру в терминах энергий взаимодействия белок - вода и вода - вода. [15]
Страницы: 1 2 3 4