Гипохромизм

Cтраница 3

В меньшей степени уменьшение оптического поглощения по сравнению с мономерными компонентами характерно для всех полинуклеотидов ( включая апуриновые и апиримидиновые кислоты [369]) и олигонуклеотидов. Этот эффект соответствует гипохромизму олигонуклеотидов, на который мало влияют ионная сила или температура и для которого не характерны необратимые изменения при обычных условиях денатурации. Как было показано при изучении синтетических олигонуклеотидов, этот остаточный гипохромизм не связан с образованием водородных связей ( см. стр. [31]

Согласно работе Фресно и Доти [98], полирибоадениливая кислота образует двухтяже-вую спиральную структуру. Однако при нейтральном рН эта структура неустойчива и возникает, как показывают экспериментальные данные по ДОВ и гипохромизму [90], другая упорядоченная структура. В работах [81, 88] из анализа оптических свойств делается вывод, что нейтральная поли - А стабилизируется взаимодействиями между аденинами и образует одноцепочечную структуру. [32]

Спектры амидных групп в полимерной цепи изменяются вследствие электронного взаимодействия этих групп друг с другом. В частности, энергетические уровни для концевых групп цепи отличаются от уровней для внутренних групп. Наибольший: интерес для биофизики представляют спектральные эффекты, возникающие вследствие эксптонного резонансного взаимодействия, а именно давыдовское расщепление и гипохромизм. [33]

Образование внутримолекулярных ионных пар при дегидратации ионо-генных групп. [34]

Методы исследования пространственного строения белков и пептидов в растворе. Конформационные состояния белков и пептидов в растворе исследуются различными методами, каждый из которых имеет свои достоинства и ограничения. Информацию о вторичной структуре можно получить из ультрафиолетовых спектров поглощения в области 180 - 210 нм: как показали исследования регулярных полипептидов ( например, полилизина), а-спираль имеет меньшее ( гипохромизм), а р-структура большее ( гиперхромизм) поглощение, чем неупорядоченный клубок. [35]

Из физических свойств ДНК наиболее важным для специалиста в области физической биохимии является гипохромизм. Нуклеотиды, входящие в состав двухцепочечной молекулы ДНК, поглощают ультрафиолет в той же области, что и свободные нуклеотиды, однако интенсивность поглощения меньше, чем в случае эквивалентного количества свободных нуклеотидов. Это обусловлено взаимодействием пар оснований в структуре двойной спирали. Поэтому нуклеотиды в составе двойной спирали ДНК обнаруживают так называемый гипохромизм. [36]

ДНК - Интенсивность поглощения около 260 нм в спектре ДНК резко изменяется при нагревании выше некоторой критической температуры, величина которой зависит от свойств исследуемой ДНК. При достижении этой критической температуры поглощение возрастает приблизительно на 40 % в температурном интервале, составляющем всего лишь несколько градусов. В денатурированном состоянии ароматические кольца могут свободно вращаться, и связи с чем взаимная ориентация дипольных моментов переходов соседних групп исчезает, а, следовательно, исчезает и гипохромизм. [37]

Хотя РНК в растворе, без сомнения, имеет вторичную структуру [46], эта структура слишком подвижна, чтобы иметь какую-то одну уникальную конформацию. Рентгеноструктурный анализ РНК не позволяет определить ее точных параметров, так как рентгенограммы получаются слишком диффузными. С одной стороны, РНК ведет себя как гибкий полиэлектролит - ее размеры, определенные с помощью метода светорассеяния, седиментанионные свойства, вязкость и двулучепреломле-ние в потоке зависят от температуры, рН и ионной силы; с другой стороны, РНК проявляет свойства упорядоченной структуры, построенной из коротких ДНК-подобных участков: ее гипохромизм и оптическое вращение, а также гидродинамические свойства претерпевают достаточно резкие изменения при повышении температуры или при понижении концентрации противоионов. Полное описание конформации РНК должно включать в себя ее размеры, или радиус инерции, ее гидродинамическую форму, а также детали ее вторичной структуры, куда входят состав, устойчивость и уникальность спиральных участков. Проблемы вторичной структуры РНК решаются, однако, главным образом оптическими методами, которые обсуждаются в других статьях этого сборника. [38]

При изучении влияния олигонуклеотидов на спектры поглощения ряда красителей в видимой области было получено доказательство, подтверждающее тот факт, что плоскости пуриновых и пири-мидиновых оснований в этих полимерах расположены друг над другом. Основные красители, проявляющие метахроматизм при взаимодействии с полиэлектролитами, характеризуются тем, что их водные растворы не подчиняются закону Ламберта - Бера. Это отклонение обусловлено агрегацией молекул красителя в концентрированных растворах. Долгое время считали, что агрегация происходит за счет того, что молекулы ароматического соединения укладываются друг над другом так, что их плоскости параллельны, причем нити агрегатов удерживаются вместе за счет лондоновских дисперсионных сил, возникающих между я-электронными системами, вследствие чего появляются изменения в спектре поглощения в видимой области. Прямая корреляция метахроматичности красителей ( за счет определенной упаковки молекул) с гипохромизмом олигонуклеотидов вытекает из тех наблюдений [52, 53], которые показывают, что силы, действующие между циклами соседних ионов в агрегатах красителей в концентрированных растворах, характеризуются равновесным расстоянием 3 - 4 А. [39]

Резонансное взаимодействие приводит к перераспределению пнтенсивностей спектральных полос. В случае двух коллинеар-пых переходных диполей полоса с меньшей частотой ( с большей длиной волны) увеличивает свою интенсивность за счет интенсивности коротковолновой полосы. Возникает гиперхромизм в длинноволновой полосе. Напротив, в случае параллельных ди-лольных моментов понижается интенсивность длинноволновой полосы и увеличивается интенсивность коротковолновой. Возникает пшохромизм длинноволновой полосы. Именно гипохромизм наблюдается в спектрах а-спиральных полипептидов и белков, а также двуспиральных нуклеиновых кислот. Если дипольные моменты перпендикулярны друг другу, то перераспределения интенсивности нет. [40]

Гипохромизм в применении к спектру димера предполагает, что полная сила осциллятора ( если оценить ее по площади спектральной полосы) перехода в димере меньше, чем удвоенная сила осциллятора соответствующего перехода в мономере; обратное явление называется гиперхромизмом. В рассмотренном случае интенсивности спектральных полос димера составляют 85 - 90 % интенсивностей соответствующих полос мономера. Таким образом, димер при переходе получает от мономера лишь часть силы осциллятора. Это означает, что в стабильность димера частично вносит вклад и энергия взаимодействия с высоко лежащими возбужденными состояниями. Поскольку симметрия этих состояний скорее всего отлична от симметрии низко расположенных состояний, общий эффект состоит в уменьшении силы осциллятора димера. Например, Фергюсон и др. [104] показали, что смешивание синглетного состояния В2и с энергией 44000 см 1 с состоянием 2ы, связанным с переходом вдоль короткой оси с энергией 26000 см 1, объясняет гипохромизм в спектре 9-хлорантрацена. Если резонансная энергия р ( определяемая формулой (1.4.2.06)) отрицательна, что обычно имеет место, то, поскольку наблюдается сдвиг в красную сторону ( как видно на рис. 1.4.6), атомы хлора находятся в / / троне-конфигурации. Таким образом, если атомы хлора находятся в ноконфигурации, связь в димере ослабляется. [41]

Эти полирибонуклеотиды состоят, по-видимому, из одинаковых одноцепочечных и чрезвычайно гибких молекул, легко претерпевающих деформацию. Из этого вытекают следствия, о которых мы уже говорили выше: во-первых, сильная зависимость различных оптических и гидродинамических свойств этих полирибонуклеотидов от ионной силы и от некоторых других факторов и, во-вторых, близкое сходство ряда теоретических и экспериментальных параметров с соответствующими параметрами для других полиэлектролитов. Отдельные структурные компоненты в молекуле РНК связаны между собой так же, как они связаны в ДНК; иными словами, молекула этого полирибонуклеотида представляет собой одиночную неразветвленную цепь, построенную из мономерных единиц, которые связаны между собой 3 5 -фосфодиэфирными связями. Поскольку ОН-группа в положении 2 не замещена, полирибонуклеотиды расщепляются под действием не слишком концентрированной щелочи ( что отличает их от поли-дезоксирибонуклеотидов); другие характерные для них реакции рассмотрены выше. Способность свободных аминогрупп вступать в реакции с такими соединениями, как HN02 и НСНО, у РНК выше, чем у ДНК ( но ниже, чем у свободных нуклеотидов); однако не все остатки, по-видимому, одинаково реакционноспособны. Гипохромизм у РНК выражен слабее, а интервал денатурационного перехода у них значительно шире, чем у двухцепочечных ДНК. Кривые денатурации напоминают по форме кривые, получаемые при плавлении одноцепочечных ДНК. [42]

Страницы: 1 2 3