К вопросам образования и разрушения пространственной структуры белковой молекулы. . Порядок ------- беспорядок Спираль ------- клубок Плавление α-спиралей и β-листов Изменения температуры, р. Н среды. .
Ga = Ha — Тпл. Sa = Hкл — Тпл. Sкл = Gкл или ΔG = Gкл — Ga = 0 Теория фазовых переходов как основа конформационных превращений белка Классификация фазовых переходов: 1. Переходы первого рода 2. Переходы второго рода Электрофорез цитохрома C при разных концентрациях мочевины: замедление миграции вызвано разбуханием молекулы при денатурации Способы денатурации (самые распространенные): • Температурная денатурация • Химическая денатурация • Лучевая денатурация
Денатурация белка сопровождается резким, "S-образным" изменением многих характеристик молекулы. Синхронное изменение КД (●) [длина волны — 220 нм] и флуоресценции (●) при денатурации фосфоглицераткиназы в растворе гуанидингидрохлорида
Калориметрическое исследование тепловой денатурации лизоцима при разных p. Н. Положение пика удельной теплоемкости (Ср) определяет температуру T 0, его ширина — ширину перехода ΔT, площадь под пиком — поглощенное при плавлении тепло ΔН в расчете на грамм белка
Зависимость от р. Н Энтальпия и температура денатурации белка зависят от р. Н среды существенная роль электростатических эффектов Например, миоглобин при р. Н 12, 2 - Т плавл. =50°С и ΔН =300 к. Дж/моль; при р. Н 10, 7 - Т плавл. = 78°С и ΔН=710 к. Дж/моль.
• свободная энергия полиэлектролита пропорциональна квадрату суммарного заряда поверхности, стабильность глобулы убывает в обе стороны от изоэлектрической точки. • изменение р. Н может приводить к ионизации групп, погребенных в неполярном ядре глобулы (гидрофобном), эти группы притягивают гидратные оболочки, что вызывает сдвиг равновесия к расплавленной форме.
Увеличенная теплоемкость денатурированного белка — следствие увеличения поверхности контакта его гидрофобных боковых групп с водой при (частичном или полном) разворачивании белка Плавится ли белок целиком или по частям? • Калориметрическая теплота - это количество тепла, поглощаемое одной молекулой белка в процессе плавления. • Эффективная теплота перехода - это количество тепла, поглощенного одной независимой "единицей плавления".
«Критерий Вант-Гоффа" для наличия перехода типа "все или ничего" ΔE = 4 k. T 02/ΔT • ΔE = ΔH/N «все или ничего» • ΔE < ΔH/N единица плавления меньше, чем весь белок • ΔE > ΔH/N единица плавления больше белка Зависимость энергии Е (или другого наблюдаемого параметра) от температуры, -- кооперативный ("S-образный") переход. Пунктирные линии на рисунке поясняют графическое определение ΔT, температурной ширины перехода.
Обратимая "холодовая" денатурация белка (апомиоглобина) при аномальном понижении температуры. Нижняя кривая: стрелка показывает, что температура в ходе опыта понижается. Верхняя кривая показывает ренатурацию белка (левый пик) при обратном повышении температуры и его дальнейшую денатурацию (правый пик).
Скачать презентацию К вопросам образования и разрушения пространственной структуры белковой
биофизика_009.ppt