рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Инфракрасная дифференциальная спектроскопия

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Инфракрасная дифференциальная спектроскопия

Инфракрасная дифференциальная спектроскопия - раздел Образование, Лекция 10. Абсорбционная спектроскопия Ик-Спектры Крайне Чувствительны К Небольшим Смещениям Координ...

ИК-спектры крайне чувствительны к небольшим смещениям координат отдельного атома. К примеру, изменение длины водородной связи всего лишь на 0,002 Å приводит к сдвигу частоты в полосе амид-А (растяжение N-H колебания пептидной группы) на 1 см^-1, что лежит в пределах чувствительности большинства современных ИК-спектрометров. В то время как рентгеноструктурный анализ белков редко имеет разрешение лучше 1 Å. Однако на практике с помощью ИК-спектроскопии очень трудно увидеть небольшие локализованные структурные изменения в биологических макромолекулах. Все группы в молекуле обладают, как правило, ИК-активными колебаниями, что приводит к возникновению большого числа перекрывающихся спектральных полос. Например, бактериородопсин, мембранный белок, состоящий из 248 аминокислот (26 кДа) и содержащий простетическую группу, состоит примерно из 1900 “тяжелых” (не водородных) атомов, которые имеют около 5700 различных скелетных колебательных мод.

Один из способов обнаружения небольших структурных изменений в биологических макромолекулах основан на принципе дифференциальной спектроскопии. На рисунке (см. ниже) показана молекула бактериородопсина, претерпевающая структурный переход из состояния А в состояние Б. ИК-спектр белка в состоянии А состоит из суммы вкладов всех скелетных вибраций. Напротив, дифференциальный спектр поглощения, рассчитанный путем вычитания спектра состояния А из спектра состояния Б, показывает сигналы только тех частей белка, которые претерпевают структурные изменения. Как видно из рисунка, эти изменения сравнительно небольшие, поэтому и интенсивность пиков в дифференциальном спектре сравнительно мала.

Рис. Дифференциальный ИК- спектр мембранного белка бактериородпсина. Справа – упрощенная структура ретиналя в активном центре в двух состояниях. Слева – спектр ИК-поглощения в состоянии A (вверху), дифференциальный спектр между состояниями A и B (в середине) и он же (Б-А) в увеличенном масштабе (внизу) (Braiman and Rothschild, 1988)

Для идентификации ИК-полос в спектрах белков часто используются методы генетической инженерии. Дифференциальные спектры белков-мутантов должны давать относительно простые спектры с пиками, соответствующими замененным аминокислотам. Однако, в таких случаях, необходимо очень аккуратно интерпретировать полученные результаты, поскольку мутация сама по себе способна приводить к структурным эффектам за пределами изменяемого аминокислотного остатка.

Оптическая активность

Оптической активностью называют способность некоторых материалов менять угол поляризации проходящего через них света в зависимости от длины его волны, в этом случае явление носит название дисперсии оптического вращения (ДОВ), или по-разному поглощать свет в зависимости от длины волны и состояния его поляризации, и тогда явление называют круговым дихроизмом (КД). Термин дихроизм происходит от греческого «относящийся к двум цветам».

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Лекция 10. Абсорбционная спектроскопия

Измерение инфракрасных спектров биологических молекул сильно затруднено... КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Колебания молекул Относительные положения атомов в молекулах постоянно...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Инфракрасная дифференциальная спектроскопия

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Лекция 10. Абсорбционная спектроскопия
ВВЕДЕНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ Белки и нуклеиновые кислоты имеют характерные полосы поглощения в УФ-области. Биологические макромолекулы

Ультрафиолетовая и видимая спектральная область
Ультрафиолетовая (УФ) и видимая спектральная область соответствует энергетическим переходам порядка 100-1000 кДж∙моль-1 между основным состоянием и первым возбужденным состоянием (

Спектрофотометры для измерений в УФ- и видимой области
Рис. З1.4 Оптический путь в однолучевом спектрофотометре. Лампа накаливания для ви

Абсорбционная спектроскопия белков в УФ-области
С первых лет существования молекулярной биологии поглощение ультрафиолетового излучения белками использовалось для изучения конформации полипептидной цепи. Спектр поглощения белков

Спектры поглощения белков в видимой области
Наличие в белках простетических групп (хромофоров) с сильным поглощением в УФ и видимой области значительно облегчает их спектральные исследования. Зачастую хромофоры сами являются частью активного

Спектры поглощения нуклеиновых кислот
Электронные переходы в сахарных остатках и фосфатных группах нуклеотидов лежат в дальней ультрафиолетовой области (до 200 нм), тогда как ароматические основания поглощают в ближней ультрафиолетовой

АБСОРБЦИОННАЯ спектроскопия в Инфракрасной области
Инфракрасная спектроскопия сегодня с успехом используется в изучении молекулярных механизмов белковой активности, предоставляя информацию о молекулярных взаимодействиях. Так инфракрасный дифференци

Спектрометры инфракрасного диапазона
Абсорбционная спектроскопия используется для изучения биологических макромолекул во всем диапазоне спектра электромагнитного излучения. Инфракрасное излучение занимает обширный диапазон волн длиной

Дисперсионные спектрометры ближнего инфракрасного диапазона
Методологии измерений, связанные с каждым из трех ИК-диапазонов, сильно различаются. Измерения в ближней ИК-области осуществляются с помощью спектрофотометров, похожих по уст

Спектрометры среднего и дальнего инфракрасного диапазона с фурье-преобразованием
Принцип работы современного инфракрасного спектрометра показан на рисунке 57.1. Его ключевым элементом служит интерферометр Майкельсона. Свет с широкой полосой длин волн попадает на интерферометр М

Колебания молекул
При выяснении пространственной структуры молекул необходимо знать длины химических связей и углы между ними. Для большего числа молекул численные значения этих величин известны из рентгеновских диф

Колебательные моды многоатомных молекул
Только нормальные моды молекулы способны к взаимодействию с электромагнитным излучением, приводящим к ИК-поглощению. В случае биологических макромолекул, большинство нормальных мод сильно локализов

Методы повышения разрешения
Aнализ вторичной структуры белков с помощью ИК-спектров далеко не однозначен, поскольку полосы в областях амид-I и амид-III довольно широки и не разрешаются на отдельные компоненты,

Полосы амид-I, амид-II, амид-III
Область амид-I (1600-1700 см-1) пептидной группы наиболее часто используется для исследования вторичной структуры белков. Из-за сильного поглощения легкой воды в области 1640-1650 см

Сравнение вторичной структуры белков с помощью ИК-, КД-спектров и рентгеновских кристаллографических данных.
Перечисленные в этой Лекции методы повышения разрешения инфракрасных спектров белков и полипептидов часто приводят к неоднозначным результатам. В этой связи был разработан принципиально другой подх

ИК-спектроскопия ДНК
Поскольку колебания в нуклеиновых кислотах возникают в разных частях макромолекулы, их полосы поглощения можно обнаружить в нескольких спектральных диапазонах. Основные колебания на

Круговой дихроизм, эллиптичность и дисперсия оптического вращения
Поглощение света с определенной поляризацией p веществом выражается через коэффициент экстинкции ep:

Спектрометры кругового дихроизма
Сигнал КД представляет собой разность поглощения лево- и право-циркулярно поляризованного света, которая является величиной порядка 10-3 для обычных образцов, поэтому для его точного изм

Вторичные структуры
Спектры КД a-белков, b-белков, a+b-белков, a/b-белков и неупорядоченных полипептидов показаны на рис. З5.5. Молярная эллиптичность выражена в единицах на децимоль аминокислотного остатка.

Базовые спектры белков
Если бы в первом приближении в спектре КД белка можно было пренебречь сопряжением между различными вторичными структурами в нем, то спектр можно было бы рассматривать как простую су

Мембранные белки
Были предложены различные методы интерпретации КД-спектров мембранных белков в терминах вторичных структур, основанные как на эмпирических, так и на теоретических подходах. Исследов

Белок-нуклеиновые взаимодействия
КД-спектры белок-нуклеиновых комплексов при длинах волн выше 250 нм обусловлены вкладом компонентов вторичных структур нуклеиновых кислот, что позволяет исследовать, к примеру, небольшие изменения