АБСОРБЦИОННАЯ спектроскопия в Инфракрасной области
АБСОРБЦИОННАЯ спектроскопия в Инфракрасной области - раздел Образование, Лекция 10. Абсорбционная спектроскопия Инфракрасная Спектроскопия Сегодня С Успехом Используется В Изучении Молекуля...
Инфракрасная спектроскопия сегодня с успехом используется в изучении молекулярных механизмов белковой активности, предоставляя информацию о молекулярных взаимодействиях. Так инфракрасный дифференциальный спектр можно получить для различных состояний фермента, и он может содержать полосы поглощения только тех групп, которые претерпевают изменения с переходом от одного состояния к другому. Сравнение спектров исходного белка и белка, содержащего аминокислотную замену или химическую модификацию, позволяет идентифицировать отдельные пики в очень сложных спектрах. Разрешенная во времени ИК-спектроскопия снабжает нас данными о кинетике реакции. Особенно перспективной представляется недавно предложенная двумерная ИК-спектроскопия, наиболее важной чертой которой является сочетание чувствительности к структуре с высоким временным разрешением.
Линейная инфракрасная спектроскопия стала одним из классических инструментов для изучения структуры молекул и их взаимодействия. Сначала казалось, что применения этого метода для исследования биологических макромолекул будет непосильной задачей из-за огромного числа присущих им колебательных мод. Считалось, что большое число перекрывающихся полос поглощения не позволит извлечь детальную структурную информацию из ИК-спектров. Однако вскоре выяснилось, что биологическим макромолекулам присущ определенный порядок - все они построены из повторяющихся единиц. Примеры - пептидная связь белкового скелета, фосфат-эфирная связь между 3´-гидроксильной группой остатка сахара одного нуклеотида и 5´-фосфатной группой следующего нуклеотида в нуклеиновых кислотах. На самом деле, ИК-спектры биологических макромолекул оказались гораздо проще, чем ожидалось и их тщательный анализ позволяет получать полезную информацию о структуре и взаимодействиях макромолекул. Для белков линейная ИК-спектроскопия снабжает нас сведениями о вторичной структуре, в дополнение к информации, получаемой методом кругового дихроизма. В случае с нуклеиновыми кислотами можно получить данные об их структуре в целом и о взаимодействиях с небольшими молекулами, такими как лекарственные препараты или ионы металлов.
Совсем недавно была предложена двумерная инфракрасная спектроскопия как средство изучения структуры и динамики биологических макромолекул. Новый метод служит богатым источником информации, которая совершенно недоступна линейной спектроскопии.
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 (
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
Спектрометры инфракрасного диапазона
Абсорбционная спектроскопия используется для изучения биологических макромолекул во всем диапазоне спектра электромагнитного излучения. Инфракрасное излучение занимает обширный диапазон волн длиной
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
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
Инфракрасная дифференциальная спектроскопия
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
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
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов