Заряд - белковая молекула
Cтраница 1
Заряд белковой молекулы в нейтральней среде определяется соотношением количества свободных групп - СООН и - NH2 и степенью их диссоциации. [1]
Заряд белковой молекулы в нейтральной среде определяется соотношением количества свободных групп - СООН и - NH2 и степенью их диссоциации. [2]
Различия в размерах, форме и заряде белковых молекул, а также в степени их гидратации приводят к различиям в скоростях седиментации, диффузии и электрофореза белков и к различиям в растворимости их в разных растворителях. Измерение любого из этих свойств вскрывает наличие нескольких компонентов в большинстве белковых смесей и может быть использовано также для определения степени разделения смеси на каждой стадии фракционирования и для установления кажущейся гомоген-рости конечных продуктов. [3]
Группы, ионизация или протонирование которых дает определенный вклад в заряд белковых молекул, приведены в табл. 3.1. Для ориентировки в таблице приведены значения рА этих групп в составе соответствующих аминокислот, а для концевой аминогруппы и концевой карбоксильной группы - в составе дипеп-тида глицилглицина. Эти величины для аминокислот в-составе белковых молекул могут существенно варьироваться в зависимости от того, в каком окружении они находятся, т.е. в зависимости от первичной и пространственной структуры белка. Как правило, эти вариации лежат в пределах одной единицы логарифмической шкалы в ту и другую сторону, однако в некоторых специальных случаях значения pJT соответствующего радикала могут отличаться от приведенного в таблице на несколько единиц. [4]
Наконец этот вопрос был детально изучен для белков, так как в чистых водных растворах заряд белковых молекул определяется только поглощением Н или ОН - - ионов, что легко может быть измерено при помощи водородного или стеклянного электрода. Для белков поглощение Н - и ОН - - ионов непосредственно сопоставимо с константами диссоциации ионогенных групп - карбоксильной Ка и аминогруппы Кв. ОН - - ионов, называется для белков изоионной ( Зеренсен) или изопро-тонной точкой. [5]
Наконец, вопрос о точке нулевого заряда был детально изучен для белков, так как в чистых водных растворах заряд белковых молекул определяется только поглощением ионов Н или ОН -, что легко может быть измерено при помощи водородного или стеклянного электрода. Для белков поглощение ионов Н и ОН непосредственно сопоставимо с константами диссоциации ионогенных групп - кислотной ( К. [6]
Существует также много косвенных методов определения И. В чистых водных р-рах, в к-рых заряд белковых молекул определяется только поглощением ионов Н или ОН, И. [7]
Изоэлектрическое состояние имеет место у коллоидных систем, части - цы которых могут изменять знак заряда при изменении концентрации иодородпых ионов в растворе; такие частицы называются а м ф о т е р н ы-м и. Особенно существенное значение отот вопрос имеет для растворов белков, так как в чистых водных растворах заряд белковых молекул определяется только поглощением Н или ОН - - ионов, которое может быть непосредственно связано с константами диссоциации ионогенных групп аминокислотных остатков белка. [8]
Электростатические эффекты также могут влиять на значение измеряемого коэффициента седиментации, причем степень этого влияния зависит от солевого состава растворителя. Белок, как известно, нельзя полностью отделить от малых ионов даже при длительном диализе против дистиллированной воды. Малые ионы ( Н или ОН) при этом всегда остаются, компенсируя заряд белковых молекул. При центрифугировании такого отдиализованного препарата белка происходит частичное отделение белка от его противоионов, которые движутся вслед за белком, что создает некоторое электростатическое поле, известное как седиментационный потенциал. [9]
 |
Зависимость емкости сорбции белков на смоле СБС в натриевой форме от ионной силы раствора ( концентрации NaCl. [10] |
Переход от одного типа ионообменных смол к другому или же изменение структуры ионита неизбежно влечет за собой и изменение особенностей в межмолекулярном взаимодействии белков с сорбентами в связи с возможностью участия различных функциональных групп в образовании комплекса сорбент-сорбат. В связи с этим следует отметить, что наиболее удачными смолами, позволяющими оценивать кулоновское межмолекулярное взаимодействие с участием цвиттерионов, являются сульфосмолы, для которых константа обмена ионов водорода и натрия близка к единице. Именно на этих смолах сопоставление емкости сорбции на водородных и натриевых формах m дает более строгую информацию об электрических особенностях строения белков. В случае карбоксильных смол очень большую роль при сорбции белков играет и дополнительное, некулоновское взаимодействие. Доказательством важной роли кулоновского взаимодействия при сорбции белков суль-фосмолами и наличия явления электростатического отталкивания, наблюдаемого при этом на натриевых формах смол, служит изучение экранирования зарядов белковых молекул в сорбционных опытах. Приведенные на рис. 1 кривые показывают, что повышение ионной силы раствора вызывает усиление сорбируемости сульфосмолой СБС в натриевой форме не только сывороточного альбумина, - глобулина, но и инсулина. [11]
Из данных титрования от изоионной точки до точки максимального связывания протонов вблизи рН 1 5 можно определить содержание основных групп ( имидазольных, аминных и гуа-нидиновых) независимо оттого, какие группы действительно играют роль в процессах ионного равновесия. Для пояснения этого необходимо вернуться к определению изоионной точки белка. Как уже говорилось выше, изоионная точка белка соответствует тому значению рН, при котором число протонов, освобождаемых кислотными группами белковой молекулы, равно числу протонов, Связываемых ее основными группами. Это означает, что в изоионной точке число протонов, освобождаемых молекулой белка, равно максимальному заряду, который может получить белок за счет максимального связывания протонов. Поскольку же при рН максимального поглощения кислоты ( рН максимального связывания протонов) все азотсодержащие группы несут положительный заряд, тогда как все другие группы являются незаряженными, постольку заряд белковой молекулы максимален и число азотсодержащих групп может быть определено по количеству связанной кислоты. [12]
Радиус г сферической частицы с известной молекулярной массой и плотностью легко вычисляется, т.е. величину / 0, ожидаемую исходя из предположения о сферической форме, нетрудно рассчитать. Для частиц несферической формы / больше, чем / о, причем чем более вытянута частица, тем существеннее это отличие. В связи с этим значение / дает определенное представление о форме биополимера. Например, для глобулярных белков это отличие, как правило, невелико, а для двуспиральных нуклеиновых кислот весьма существенно. Метод применим как для разделения нуклеиновых кислот, являющихся полианионами и всегда перемещающихся в направлении катода, так и к белкам, которые при значениях рН, отличающихся от их изоэлектрической точки, несут положительный или отрицательный заряд и в соответствии с ним перемещаются в направлении одного из электродов. Изменяя рН, можно изменять в широком диапазоне заряд белковых молекул, и поэтому белки, не разделяемые в электрофорезе при одних значениях рН, могут оказаться эффективно разделяемыми при других. [13]
Страницы: 1