Химия белка - Часть 1 - Общая химия белка - Ашмарин И. П 1968

Пространственная организация белковой молекулы
Методика изучения вторичной структуры белков и полипептидов
Поглощение света в ультрафиолетовой области спектра

Хорошо известно, что в видимой области спектра поглощают свет только окрашенные Белки, которые содержат в своем составе геминовую группировку. Эти белки носят название хромопротеидов, и к ним относятся Миоглобин, Гемоглобин, Цитохромы, каталаза и пероксидаза. В ультрафиолетовой области все белки имеют широкую полосу поглощения вблизи 275—278 ммк, которая объясняется поглощением света сопряженными ядрами тирозина, триптофана и фенилаланина. Особый интерес имеет полоса поглощения в далекой ультрафиолетовой области, максимум которой расположен вблизи 190 ммк. Это полоса поглощения пептидной связи, интенсивность которого меняется в зависимости от того, в каком состоянии, спирализованном или аморфном, находится белок или полипептид. На рис. 22 представлена кривая поглощения полиглютаминовой кислоты при pH 4,0 и 7,25, т. е. в состоянии 100%-й а-спирали и аморфного клубка соответственно. Хорошо видно, что экстинкция пептидных групп в спирализованном состоянии на 45% ниже экстинкции в аморфном состоянии, хотя положение максимума поглощения почти не смешается. Это явление носит название гипохромного эффекта.

Причина гипохромного эффекта заключена в образовании большого числа водородных связей между ориентированными амидными группировками а-спирали. Известно, что интенсивность поглощения при 190 ммк зависит от дипольных моментов перехода электронов в группе СО—NН. Если белок или полипептид находится в состоянии беспорядочного клубка, то пептидные группы расположены беспорядочно относительно друг друга. Дипольные моменты перехода электронов в них никак не корродированы, и их взаимодействие компенсируется. В а-спирали пептидные группы и дипольные моменты перехода в соседних витках почти параллельны друг другу. В результате между ними возникают Электростатические взаимодействия, которые приводят к изменению дипольного момента и уменьшению интенсивности поглощения света. Поэтому по величине гипохромного эффекта можно судить о степени спирализации белка. Правда, помимо пептидной связи Поглощение света при 190 ммк осуществляется и некоторыми боковыми радикалами аминокислот, что требует введения поправок и снижает точность данного метода.

Рис. 22. Кривая поглощения полиглютаминовой кислоты в форме спиралей (pH 4,0) и клубков (pH 7,25) в далекой ультрафиолетовой области (из Бреслера, 1965).

Коэффициент экстинкции дан в расчете на 1 моль мономерных единиц.