ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 45
Скачиваний: 0
следовательно, к а ж у щ и й с я удельный объем его определяется выражением
|
|
к |
|
|
|
|
|
2 П.Ф. |
|
|
|
Ф5 = |
и г |
= a |
• |
|
( |
|
|
i = l |
|
|
|
Однако из |
практических |
соображений д л я вычисления к а ж у |
|||
щегося |
удельного |
объема |
белка |
обычно пользуются не уравне |
|
нием (45), а |
вводят |
величину Wi, |
я в л я ю щ у ю с я весовым процен |
том соответствующего і-го аминокислотного остатка. Тогда учи тывая, что, согласно формуле (18),
|
|
(18* > |
объем |
100 г белка |
будет равен |
і=і |
|
|
а его к а ж у щ и й с я |
удельный объем |
|
^ |
= - ± J T ö ö — • |
(46 |
Применение уравнения (46) предполагает знание полного ами нокислотного состава белка, точный анализ которого не всегда уда ется сделать. Поэтому д л я вычисления кажущегося удельного объ ема пользуются чаще всего формулой:
ф5=—к |
. |
і=1 |
|
к |
|
причем при S Wi |
- > 100 возможная ошибка в определении 0 б , |
вообще говоря, снижается.
В формулу (47) могут входить данные только об аналитически определенных объемах аминокислотных остатков. Если же все
величины Wi |
известны, то уравнения (46) |
и (47) становятся иден |
|
тичными, поскольку в этом случае |
|
|
|
к |
|
|
|
2 РГ. = 100. |
|
(4 |
|
І = І |
|
|
|
З н а ч е н ия |
к а ж у щ и х с я удельных |
объемов 0* ряда белков, вы |
|
численные из |
их аминокислотного |
состава, |
сравнивают с величи- |
76
нами 0 G , полученными из экспериментов по измерению |
плотно |
сти [15, 43, 192, 217—219]. Н и ж е приведены удельные |
объемы, |
белков (в см3 /г), полученные экспериментально и рассчитанные
методом Кона — Эдсалла |
[219]. |
|
|
|
|
||||
Белок |
|
|
0 о |
Белок |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Фиброин |
шелка, |
0,701 |
0,689 |
Zn-Инсулин |
0,735 |
0,724* |
|||
суспендированный! |
|
|
d-Глицѳральдегид- 0.737 0,743 |
||||||
в воде |
|
|
|
|
фосфатдегидро- |
|
|
||
РНКаза |
|
|
0,709 |
0,703 |
гепаза |
|
|
|
|
Шерсть, |
суспеидп- |
0,716 |
0,712 |
Альдолаза |
0,740 |
0,743 |
|||
роваппая в |
воде |
0,722 |
0,717 |
ß-Казеип |
|
0,741 |
0,743 |
||
Лпвоцим |
|
|
Яичный |
альбумин |
0,7479 |
0,738 |
|||
Фибриноген |
(чело |
0,725 |
0,723 |
||||||
Гемоглобин (лоша |
0,749 |
0,741** |
|||||||
века) |
|
|
|
|
ди) |
|
|
|
|
а-Ка8еин |
|
|
0,728 |
0,725 |
|
|
|
||
|
|
ß-Лактоглобулин |
0,751 |
0,746 |
|||||
Химотрипсипоген |
0,73 |
0,734 |
|||||||
Токсин |
сибирской |
0,75 |
0,736 |
||||||
Казеин (нефракцн- |
0,731 |
0,731 |
|||||||
язвы |
|
|
|
||||||
онированный) |
|
|
Желатина |
0,695 |
0,707 |
||||
Сывороточный аль |
0,7343 |
0,734 |
|||||||
Эдестпи |
|
0,744 |
0,719 |
||||||
бумин (быка) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
•Удельный объем цинка не учитывался. Удельный объем гемина не учитывался.
Из приведенных данных видно, что в большинстве случаев теоретические величины в целом удовлетворительно согласуются с экспериментальными, несмотря на то, что метод основан на целом ряде допущений [220, 221].
ПРИБЛИЖЕНИЯ МЕТОДА КОНА—ЭДСАЛЛА
С 1952 г., когда были опубликованы результаты по сравнению экс-; периментальных и теоретических величин удельных объемов бел-* ков [219], большие успехи достигнуты в области повышения чис-. тоты препаратов белков, в анализе их аминокислотного состава и экспериментальном определении весьма точных значений их удельных объемов. Поэтому нами была предпринята попытка [220, 221] проанализировать применимость расчетного метода Кона — Эдсалла [217] в свете новых данных.
Использование метода Кона — Эдсалла для расчета к а ж у щ и х ся удельных объемов ряда разнообразных белков [219] показало, что этот метод дает удовлетворительные результаты, несмотря на то, что он основан на целом ряде допущений.
Величины фі (табл. 5), обычно используемые [15, 43, 192,'
217—219] дл я нахождения 06, |
получены двумя способами. |
Преи |
|
мущественно |
они рассчитывались из величии к а ж у щ и х с я |
моль |
|
ных объемов |
аминокислотных |
остатков Ф г согласно значениям |
77
к а ж у щ и х с я атомных (см. стр. 16) |
и к а ж у щ и х с я мольных |
объемов |
|
атомных групп (табл. 3), составляющих аминокислотные |
остатки, |
||
и принципу аддитивности |
Траубе |
[11, 12]. Однако в целом ряде |
|
случаев для этого брались |
величины Ф ; , полученные из |
соответ |
ствующих найденных экспериментальным путем к а ж у щ и х с я моль ных объемов аминокислот. Заметим, что сюда относятся и некото рые аминокислотные остатки, несущие з а р я ж е н н ы е группы в бо ковых радикалах (например, тир и гис). При переходе от амино кислоты к аминокислотному остатку Кон и Эдсалл учли измене ние свойств тех аминов и карбоксилов, которые включаются в по липептидный скелет молекулы белка согласно формуле (41). Изменение объема при таком переходе, связанное с изменением окружения боковых радикалов аминокислотных остатков, не уч тено совсем. Правомерность неучета в данном методе электрострик-
ционного эффекта, возникающего |
при взаимодействии з а р я |
женных групп боковых радикалов |
аминокислотных остатков, уже |
неоднократно обсуждалась в литературе [15, 42, 43, 149, 217, 219, 222], и мы специально на нем останавливаться не будем.
Рассмотрим ряд конкретных величин 0 ; полученных некор
ректно, но используемых при расчете 0 О .
К а ж у щ и й с я удельный объем цистинила первоначально был рас считан из величины 135,4 см3 /моль [217]. Позднее [192] эту величи ну вычитанием объема 6,6 см3 /моль, обусловленного отщеплени ем второй молекулы воды при встраивании аминокислотного ос татка в полипептидную цепь, исправили на 128,8 см 3 /моль . Однако
расчет |
мольного объема группы С Н 2 по величинам |
атомных |
объ |
|
емов (см. стр. 16) дает значение 16,1 см3 /моль, а из |
эксперимента |
|||
[16, і7] следует, что ее среднее значение составляет |
16,3 см 3 /моль |
|||
(табл. 3). Н а основании этого дл я цистинила можно получить |
з н а |
|||
чения от 129,2 до 130,0 см3 /моль. Кроме того, присутствие в |
бел |
|||
ках не только цистинила, но и цистѳинила никак |
не отражено в |
|||
расчете |
величины фо. Причиной того, что такое |
упрощение мо |
жет не оказывать существенного в л и я н и я на результаты расчетов к а ж у щ и х с я удельных объемов белков, служит малое процентное
содержание в белках как тех, так и других серусодержащих |
а м и |
||||
нокислотных |
остатков. |
|
|
|
|
По той же причине неопределенности в величине мольного объ |
|||||
ема группы |
С Н 2 значение кажущегося мольного объема |
л и з и л а |
|||
заключено в пределах 105,1—106,1 см3 /моль, а аргинила — |
108,1— |
||||
108,9 см3 /моль (а не 109,1 см3 /моль, как указано в табл. 5). |
|
||||
Те же соображения можно привести в отношении величин к а |
|||||
ж у щ и х с я мольных объемов всех других аминокислотных |
остат |
||||
ков, рассчитываемых |
теоретически. |
|
|
|
|
Следует |
также отметить, что в случае |
кажущегося удельного |
|||
объема триптофанила |
правильнее было бы использовать |
значение |
|||
не 0,74, а 0,73 см3 /г, |
которое получается |
прямо из величины ка |
|||
жущегося мольного объема триптофанила, |
равной 136,7 |
см 3 /моль |
78
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6 |
Экспериментальные |
и теоретические величины |
кажущихся |
удельных |
|||||||
|
|
объемов |
белков при 25°С (в см3 /г) [220, 221] |
|
||||||
Номер |
|
|
Белок |
|
06 |
06 |
|
0 6 - 06 |
||
1 |
РНКаза * |
|
|
|
0,704 [20] |
0,711 |
[224] |
—0,007 |
||
2 |
Лизоцпм * |
|
|
|
0,719 |
[149] |
0,717 |
[224] |
+0,002 |
|
3 |
Миозпи |
(кролика) |
|
0,727 |
[225] |
0,736 |
[226] |
—0,009 |
||
4 |
Легкий |
меромиозии, |
фракция |
0,726 |
[227] |
0,733 |
[226] |
-0,007 |
||
|
I (кролика) |
|
|
|
|
|
|
[226] |
|
|
5 |
Тяжелый меромпозип |
(кролика) |
0,735 [227] |
0,738 |
—0,003 |
|||||
6 |
Тропошіозии (кролика) |
0,736 |
[222] |
0,731 |
[226] |
+0,005 |
||||
7 |
Актин (кролика) |
|
0,719 [228] |
0,732 |
[226] |
—0,013 |
||||
8 |
Креатиикпназа (кролика) |
0,747 |
[229] |
0,735 |
[229] |
+0,012 |
||||
9 |
Мпокиназа |
(кролика) |
0,732 |
[230] |
0,742 |
[224] |
—0,010 |
|||
10 |
Т-Глобулпп |
(человека) |
0,744 [231] |
0,730 |
[224] |
+0,014 |
||||
11 |
Сывороточный альбумин (быка) |
0,736 |
[149] |
0,736 |
[224] |
0,000 |
||||
12 |
Яичный |
альбумин (курицы) |
0,746 |
[149] |
0,737 |
[224] |
+0,009 |
|||
13 |
Желатина (кожи свиньи) ** |
0,696 |
[149] |
0,704 |
[224] |
—0,003 |
||||
14 |
Эдестпн |
(семян |
конопли) |
0,724 |
[149] |
0,719 |
[224] |
+0,005 |
||
15 |
Флагеллии |
(Proteus |
vulgaris) |
0,729 |
[232] |
0,725 |
[226] |
+0,004 |
•Для определения экспериментальных значений фд использовались промышленные препараты белков.
•• Кажущийся удельный объем присутствующего в желатине оксилизила был полу чен из кажущегося мольного объема лизила прибавлением к нему 2,3 см'.моль, отвечающих добавлению одного гидроксильного кислорода.
(табл. 5). Процентное содержание триптофанила в белках обычно невелико, и у к а з а н н а я ошибка вряд ли может играть существен ную роль при расчете величины ф%.
У большинства белков пока неизвестно распределение амидвого азота между глутаминилами и аспарагинилами. Поэтому еще од ним допущением метода Кона — Эдсалла я в л я е т с я то, что обычно в белке предполагается наличие только глутаминилов, что соглас но данным табл. 5 может приводить к несколько заниженным зна чениям ф\. Однако больших ошибок при этом не возникает. На пример, дл я белков 3—8 в табл. 6 нами были проведены расчеты 0б вообще без учета амидного азота и в предположении, что весь он сосредоточен в глутаминилах . Во втором случае значения фі
всегда были, больше на 0,001 |
см3 /г, чем в первом. Поэтому для про |
чих белков (за исключением |
Р Н К а з ы и лизоцима) мы рассчиты |
вали сначала величину кажущегося удельного объема без учета амидного азота и к результату добавляли 0,001 см3 /г. В табл. 6 п р и ведены данные, полученные таким способом. Очевидно, что в слу чае содержания амидного азота только в аспарагинилах увеличе ние ф}, будет не более, чем на 0,001 см3 /г.
79