Влияния хлороформа и бензола на основные характеристики дифференциальных спектров гемоглобина при совместной инкубации белка с лигандами

Таким образом, лиганд-индуцированнные конформационные перестройки макромолекулы белка являются основным фактором, приводящим к формированию коротковолновых спектральных сдвигов. Как известно, хлороформ является сильным денатурирующим агентом, что нашло широкое его применение в качестве основного компонента в различных разрушающих и экстрагирующих смесях. Вероятно, именно с этим свойством данного вещества связаны два других зарегистрированных спектральных эффекта - гипохромного эффекта и устойчивой тенденции к повышению оптической плотности в области неспецифического поглощения 350-360 нм (рис. 1).

Согласно [7], гипохромный эффект может свидетельствовать об усилении межмолекулярных взаимодействий (в том числе и взаимодействий между хромофорами), что должно способствовать образованию молекулярных ассоциатов. Такие крупные частицы более эффективно рассеивают свет. Поэтому повышение оптической плотности на 15% в неспецифической области поглощения гемоглобина в диапазоне длин волн 350-360 нм наиболее вероятно связано не с увеличением поглощения света растворами белка, а с увеличением их светорассеивания вследствие повышенной агрегации белковых молекул. Такая агрегация была установлена при исследовании взаимодействия хлороформа с сывороточным альбумином [2].

 

ВЫВОДЫ

Анализ полученных результатов позволяет сделать ряд следующих выводов.

1. Связывание низкомолекулярных неполярных веществ (хлороформа и бензола) в гидрофобных полостях гемоглобина индуцирует конформационные изменения молекулы белка, в результате которых открывается доступ молекулам воды к гемовым структурам, что отражается в виде спектрального сдвига пика Соре в область меньших длин волн ("голубой" сдвиг).

2. Насыщение гемоглобина хлороформом индуцирует более глубокие конформационные изменения, приводящие к образованию белковых агрегатов, которые более интенсивно рассеивают свет.

Экспериментальное задание

1.Пронаблюдать конформационные изменения, приводящие к образованию белковых агрегатов, путем взаимодействия гидрофобных лигандов хлороформа и бензола с гем-содержащим белком.

2.Детали эксперимента продумать самостоятельно, опираясь на данные статьи

3.Обсудить ход эксперимента с преподавателем.

Внимание! Устанавливаем шаг 1 нм

Получение дифференциального графика

D – плотность

h шаг

Вопросы

 

1. Будет ли иметь значение концентрация гемоглобина?

2. Что такое гипохромный эффект?

3. Почему выбран хлороформ и бензол?

4. По какому признаку можно судить, что хлороформ оказывает разрушающее действие на биологические структуры?

5. Что такое «голубой сдвиг»?

6. Как получить интергральные и дифференциальные спектры?

Список литературы

1. Мартынюк В. С., Калиновский П. С., Цейслер Ю. В. Влияние слабого магнитного поля крайне низкой частоты на спектральные характеристики цитохрома с в присутствии хлороформа // Учёные записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского/ Сер. “Биология”. - 2002. - T. 14, №3. - С.121-126.

2. Калиновский П. С., Мартынюк В. С. Действие переменных магнитных полей на связывание гидрофобных лигандов сывороточным альбумином // Учёные записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Cер. «Биология». - 2000. - Т. 14, №2. - С. 89-93.

3. Ахрем А.А., Тишенко Е.И., Киселев П.А., Метелица Д.И. Спектральные характеристики взаимодействия цитохрома с и гемоглобина с метанололом и анилином // Биохимия. - 1978. – Т. 43, вып. 11. - С. 2033-2037.

4. Мартынюк В.С., Шадрина О.Г. Влияние переменного магнитного поля крайне низкой частоты на растворимость бензола в воде и растворах белка // Биомедицинская радиоэлектроника. – 1999, № 2. - С. 56-60.

5. Измайлова В.Н., Ребиндер П.А. Структурообразование в белковых системах. М.:Наука, - 1974. - 286 с.

6. Черников Ф.Р. Влияние некоторых физических факторов на колебания светорассеяния в воде и водных растворах биополимеров // Биофизика. - 1990. Т. 35, вып. 5. - С. 711- 715.

7. Демченко А.П. Ультрафиолетовая спектрофотометрия и структура белков. Киев: Наукова думка, 1981. 208 с.

8. Коношенко С.В., Гидулянов А.А. Внутримолекулярная структура и окислительная модификация главных фракций гемоглобинов отдельных представителей млекопитающих и рыб // Біополімери і клітина. – 2003. – Т.19, №6. – С.521 – 525.ё

Лабораторная работа 4