Cтраница 2
Большое значение для растворимости белка имеет концентрация электролита. Белки с ярко выраженным асимметрическим распределением заряда, как, например, сывороточные глобулины, требуют для растворения или стабилизации раствора определенной концентрации соли. Этот солевой эффект основан на снижении ассоциации или агрегапии белковых молекул, вызванном присоединением низкомолекулярных противоионов. Результатом являются повышенная гидратация и улучшение растворимости белка, его реассоциация при этом затруднена. Высаливание, ведущее к осаждению белка, основано на понижении гидратации белка за счет гидратации ионами электролита. Так как для различных белков необходима различная высаживающая концентрация электролита, высаливание относится к важным и удобным методам грубого фракционирования белков. [16]
Совсем иная картина имеет место при иммунизации арсанил-глобулином сыворотки овцы. Последние антитела осаждаются арсанилглобулином сыворотки овцы и не осаждаются ни арса-нилазоовальбумином, ни овечьим сывороточным глобулином. Из этих опытов вытекает, что специфичность молекул антител зависит от расположения детерминирующих групп в молекуле антигена. Если вводить антиген ( A - f - Б), детерминирующие группы которого А и Б расположены в разных местах поверхности молекулы антигена, то будут образовываться антитела двух типов: анти - А и анти - Б, но не будут образовываться антитела типа анти - АБ. [17]
Все приведенные данные относительно образования защитных ферментов нельзя еще считать окончательно установленными. Так, автору и его сотрудникам [95] не удалось вызвать образования защитных ферментов при инъекции сывороточного глобулина или глобулинов, в которых были замещены отдельные группы. [18]
При этом значении рН все белки плазмы заряжены отрицательно. Пик А отвечает сывороточному альбумину, пики аь аг, Р и v - смеси сывороточных глобулинов, пик ф-фибриногену. [19]
Уже давно известно, что антитела находятся в глобулиновой фракции иммунной сыворотки. Это наблюдение послужило основой для представления о том, что антитела в большей или меньшей степени рыхло связаны с сывороточными глобулинами. Как правило, иммунная сыворотка содержит больше f - глобулинов, чем нормальная сыворотка. Кроме а -, 8 - и у-глобулинов, присутствующих и в нормальной сыворотке, иммунная сыворотка иногда содержит также новую фракцию ( Т), которая при электрофорезе движется между § - и f - фракциями. Исследования последних лет показали, что сыворотка многих новорожденных животных, например жеребят [35] или кроликов [36], бедна глобулинами. [20]
С другой, полярно противоположной, стороны находятся, например, хорошо растворимые белки кровяной сыворотки - сывороточный альбумин и сывороточный глобулин. Их макромолекулы имеют третичную структуру, приближающуюся к шарикам или элипсоидам вращения. Сывороточный альбумин при этом очень сильно вулканизирован S-S - связями, поэтому его третичная структура довольно жестка. Сюда относятся, например, миозин, фибриноген и проколлаген. Для выполнения своих функций они должны входить в состав волокнистых тел - мышцы, кожи, фибринового сгустка. Однако по многим показателям, в частности по наличию у них свернутой топологически сложной третичной структуры, мы должны их относить к глобулярным белкам. Бея эта классификация, конечно, относительна и во многом условна. [21]
Этот вопрос до сих пор является нерешенным, так как истинная обратимость денатурации наблюдается очень редко, а обычно денатурированный белок не полностью идентичен по своим физико-химическим и биологическим свойствам нативному. В основном об обратимости денатурации можно говорить при использовании реагентов, производящих только мягкую денатурацию, которая во многом зависит от способов денатурации и от качества субстрата; так, например, сывороточный глобулин лошади при гидростатическом давлении выше 4000 кг / см2 обратимо денатурирует, а в тех же условиях яичный альбумин - необратимо. [22]
В некоторых случаях денатурация сопровождается образованием больших белковых агрегатов, в других же, наоборот, образуются мелкие молекулы. Осмометрические определения, проведенные Берком [153], показали, что денатурация гемоглобина, казеина и эдестина концентрированными растворами мочевины ведет к дезагрегации молекул этих белков. Сывороточный альбумин, сывороточный глобулин и яичный альбумин обнаруживают один и тот же молекулярный вес в водных растворах и в концентрированных растворах мочевины. [23]
Известно много примеров неполного замещения. Это особенно справедливо в случае ацетилирования аминогрупп кетеном, при котором часто пренебрегали определением количества введенных ацетильный трупп. Аминогруппы дифтерийного токсина [39] и сывороточных глобулинов также различаются по реакционной способности. Химические реакции обычно протекают, невидимому, статистически, так что введение небольшого числа заместителей в одну молекулу не оказывается на реакционной способности незамещенных групп этой молекулы. Таким образом, часто наблюдающаяся гомогенность производных белка облегчает правильную интерпретацию их биологических и химических свойств. Там, где это возможно, будет дано сравнение эффективности различных реагентов. [24]
Однако можно полагать, что они также образованы многократно извитыми полипептидными цепочками. Внутренняя часть глобул белка, по мнению ряда авторов образована многократно извитыми полипептидными цепями. Схематично строение мицеллы глобулярного белка ( сывороточного глобулина) можно представить так, что частица белка состоит из центральной внутренней, устойчивой, скрученной полипептидной цепи и поверхностных концевых частей, способных изменять свою форму под влиянием различных воздействий, особенно воздействий денатурирующих агентов. [25]
Преципитаты, образованные антителами лошади, растворяются в избытке этих антител. В отличие от них преципитаты, образованные антителами кролика, не растворяются в избытке соответствующей кроличьей ангисыворотки. Результаты этих исследований оказались особенно неожиданными в тех случаях, когда для иммунизации был использован чужеродный сывороточный глобулин. В этих случаях как антиген, так и антитело являются сывороточными глобулинами, обладающими очень сходными физико-химическими свойствами. Столь значительное различие между действием антител лошади и действием антител кролика указывает на то, что между этими двумя типами антител имеется существенная разница. Неспособность антител кролика растворять преципитат некоторые авторы объясняют одновалентностью этих антител. Можно полагать, что одновалентные антитела кролика неспособны соединяться более чем с 1 молекулой антигена и не могут поэтому образовывать каркас из последовательно чередующихся единиц антиген-антитело. Образование такого каркаса, по мнению этих авторов, является характерным для поливалентных антител. Различие между каркасом, образуемым поливалентными антителами и агрегатами одновалентных антител, показано на фиг. Оно заключается в основном в том, что в агрегате, образованном одновалентными антителами, комплексы антиген-антитело соединяются друг с другом при помощи неспецифических связей [100], тогда как образование каркаса происходит только при помощи специфических связей. Различие между этими двумя типами стирается, когда мы имеем дело с такими преципитатами, как тиреоглобулин-антитиреоглобулин, где на каждую молекулу тиреоглобулина приходится приблизительно 60 молекул антитела. Очевидно, что в подобном случае только очень немногие из связей, образующих пространственную решетку, могут быть специфичными. Поскольку преципитаты антиген-антитело, образованные антителами лошади, растворяются в избытке антител [101, 102], можно думать, что антитела лошади поливалентны. Как видно из изложенного, вопрос о валентности антител еще окончательно не разрешен. Это доказывается тем, что низкомолекулярные гаптены, молекулы которых содержат только по одной детерминирующей группе, неспособны образовывать преципитат с антителами, направленными против этих групп. [26]
Наттола и Странджвейза ( Nuttall, Stran-geways, 1904) показано, что белки даже близких видов животных, например человека и человекообразных обезьян, различаются по количеству осадка, который они образуют с той или иной антисывороткой; с тех пор установлено большое число случаев высокой специфичности таких реакций. В течение следующих 25 лет было убедительно показано, что многие антитела также являются белками и представляют собой модифицированные сывороточные глобулины. Эти белки состоят из относительно небольшого числа одних и тех же аминокислот, причем состав антител против различных антигенов изменяется очень мало. [27]
Нельзя, однако, считать, что специфическая активная группа антител очень лабильна [16]; часто она даже более устойчива, чем детерминирующая группа антигена. В первую очередь это относится к антитоксинам. Обработка преципитата токсин-антитоксин денатурирующими агентами вызывает разрушение только токсина, в результате чего получается нетоксический препарат антитоксина. Различия между составом антител и нормальных сывороточных глобулинов не настолько велики, чтобы обусловить заметную разницу в их антигенных свойствах. [28]
Как из этих, так и из многих других данных, на которых мы здесь не можем останавливаться, вытекает, что специфичность обработанных подобным образом белков зависит главным образом от химических групп, введенных в их молекулу. Так, например, антитела против арсанилазопроизводных сывороточных белков лошади могут преципитировать арсанилазоовальбумин и другие арсанилбелки. При химической обработке белки могут терять свою видовую специфичность. Если, например, в молекулу сывороточного глобулина лошади ввести большое число азогрупп, то образовавшиеся соединения не преципитируются антителами против этого глобулина. [29]
Преципитаты, образованные антителами лошади, растворяются в избытке этих антител. В отличие от них преципитаты, образованные антителами кролика, не растворяются в избытке соответствующей кроличьей ангисыворотки. Результаты этих исследований оказались особенно неожиданными в тех случаях, когда для иммунизации был использован чужеродный сывороточный глобулин. В этих случаях как антиген, так и антитело являются сывороточными глобулинами, обладающими очень сходными физико-химическими свойствами. Столь значительное различие между действием антител лошади и действием антител кролика указывает на то, что между этими двумя типами антител имеется существенная разница. Неспособность антител кролика растворять преципитат некоторые авторы объясняют одновалентностью этих антител. Можно полагать, что одновалентные антитела кролика неспособны соединяться более чем с 1 молекулой антигена и не могут поэтому образовывать каркас из последовательно чередующихся единиц антиген-антитело. Образование такого каркаса, по мнению этих авторов, является характерным для поливалентных антител. Различие между каркасом, образуемым поливалентными антителами и агрегатами одновалентных антител, показано на фиг. Оно заключается в основном в том, что в агрегате, образованном одновалентными антителами, комплексы антиген-антитело соединяются друг с другом при помощи неспецифических связей [100], тогда как образование каркаса происходит только при помощи специфических связей. Различие между этими двумя типами стирается, когда мы имеем дело с такими преципитатами, как тиреоглобулин-антитиреоглобулин, где на каждую молекулу тиреоглобулина приходится приблизительно 60 молекул антитела. Очевидно, что в подобном случае только очень немногие из связей, образующих пространственную решетку, могут быть специфичными. Поскольку преципитаты антиген-антитело, образованные антителами лошади, растворяются в избытке антител [101, 102], можно думать, что антитела лошади поливалентны. Как видно из изложенного, вопрос о валентности антител еще окончательно не разрешен. Это доказывается тем, что низкомолекулярные гаптены, молекулы которых содержат только по одной детерминирующей группе, неспособны образовывать преципитат с антителами, направленными против этих групп. [30]