Не полностью решённые вопросы (1123300), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Помногимсвойствамэтапленка сходна с липидным слоембиологических мембран.Рис. 8.20. Установка для изучения электрических свойств бислойнойлипидной мембраны (БЛМ): 1 —стакан с раствором электролита (2); 3 —тефлоновый стаканчик с отверстием (4); 4 — БЛМ; 5, 6 —неполяризующиеся электроды.Пэтч-кламп техника (точечная фиксация мембранного потенциала иизмерение токов через одиночные каналы)7.
Метод ЭПР в исследовании внутримолекулярной подвижности.Электронный парамагнитный резонанс- это явление резкого возрастания поглощения энергииэлектромагнитной волны системой парамагнитных частиц (электронов с некомпенсированными спинами),помещенных во внешнее магнитное поле, при резонансной частоте волны vpe3. Резонансное значениеɡчастоты vрез=ℎгде В - индукция магнитного поля, h - постоянная Планка, g -гидромагнитное отношение, или g-фактор,зависящий от природы парамагнитных частиц. Для свободного электрона g ~ 2. Магнетон Бора β = 0,927 •1023 Дж / Тл.
Практически удобнее оставлять частоту v электромагнитной волны постоянной, а медленноменять индукцию магнитного поля В. В ЭПР используются частоты электромагнитного поля v~ 1010Гц и индукция В ~ 0,3 Тл. Спектром ЭПР называется зависимость мощности поглощения Р электромагнитнойволны от величины магнитной индукции В. Чем сильнее взаимодействие между атомами и молекуламиобразца, тем спектры ЭПР шире. Чем слабее взаимодействие между частицами (больше подвижностьмолекул), тем уже спектры ЭПР. По ширине спектров ЭПР можно судить о подвижности молекул вещества.Так как молекулы фосфолипидов диамагнитны, для ЭПР-исследований биомембран используются спинзондыи спин-метки - молекулы или молекулярные группы с неспаренными электронами.Парамагнитные спин-зонды вводятся в липидную мембрану, спектры поглощения спин-зондамиэлектромагнитной волны дают информацию о свойствах липидного окружения, в частности о подвижностилипидных молекул в мембране.
Несмотря на ценную информацию, которую удалось получить приисследовании биологических объектов методом ЭПР с использованием спиновых зондов, этот методобладает существенным недостатком - внесение в биологический объект чужеродных молекул-зондовможет изменять структуру объекта.ЭПР- и ЯМР-исследования показали, что подвижность фосфолипидных молекул в мембране сравнительновелика, а вязкость мала. В нормальных физиологических условиях липидная часть мембраны находится вжидком агрегатном состоянии. Вязкость липидной мембраны сравнима с вязкостью подсолнечного масла:μ = (30 - 100) мПаИзменение микровязкости липидного окружения мембранных белков-ферментов резко сказывается на ихфункционировании.
Микровязкость мембраны у концов липидных хвостов меньше, чем около полярныхголов - доказано методом ЭПР с использованием спин-меток. Спиновые метки присоединялись к разнымместам фосфолипидной молекулы. В середине мембраны упорядоченность во взаимном расположениихвостов фосфолипидных молекул меньше.8. ЯМР-спектроскопия в исследовании внутримолекулярной подвижности.Одним из мощных методов изучения динамики биополимеров является метод ядерного магнитногорезонанса. Сущность явления ЯМР сходна в основных чертах с электронным парамагнитным резонансом.Ядра (помимо ядер с четным числом протонов и нейтронов («четно-нечетные» ядра), к числу которыхпринадлежат основные изотопы углерода С12 и кислорода 16О), имеют отличные от нуля значения спина имагнитного дипольного момента мю.
При этом магнитные моменты разных ядер отличны друг от друга.Внешнее постоянное магнитное поле До приводит к ориентации магнитных моментов и в случае спина I =1/2 к расщеплению исходного уровня на два подуровня, соответственноВ случае ЯМР условия резонанса чаще записывают какгде гамма — так называемое гиромагнитное отношение или отношение магнитного момента мю кмеханическому — спину I.В поле H_0 = 1 Тл резонансная частота для протонного ядерного резонанса составит v = 4,26 • 10 Гц, чтосоответствует диапазону метровых радиоволн и намного меньше резонансной частоты ve для электрона.Условия резонанса для ядер, например протонов, входящих в состав молекул, будут отличаться от условийдля свободного протона вследствие экранирования электронными оболочками и влияния ядерхимического окружения протона. Поэтому резонансное магнитное поле в должно быть замененоэффективным полем, учитывающим влияние окружения.
Кроме того, магнитные моменты различных ядервзаимодействуют между собой и электронами в молекуле, причем характер этого взаимодействия такжезависит от окружения ядра. Эти факторы влияют на параметры спектра ЯМР, давая тем самыминформацию о химических свойствах и внутримолекулярной динамике образца.9. Люминесцентные методы в исследовании внутримолекулярной подвижности.10. Применение методов адсорбционной спектроскопии для исследования биологическихобъектов в ультрафиолетовой и видимой области.11. Метод регистрации токов ионных каналов («пэтч-кламп» метод)12. Метод хемолюминесценции в исследовании генерации активных форм кислорода иперекисного окисления липидов.13. Метод флуоресцентных зондов в исследованиях состояния клеточных мембран и молекул.Примеры.14.
Применение метода спиновых зондов и меток в биологических исследованиях.Свободные радикалы короткоживущие соединения, для того чтобы их измерить методом ЭПР впробы добавляют спиновые ловушки: обычно ароматические нитрозосоединения– которыеобразуют сАФК стабильные радикалы.15. Модели хаотических процессов в биологии.16. Методы регистрации мембранного потенциала и ионных токов.17. Флуоресцентные методы исследования внутриклеточного рН и рСа.18. Методы обнаружения свободно радикальных состояний.19. Принцип метода моделирования молекулярной динамики белков.20. Флуоресцентные методы исследования состояния фотосинтетического аппарата растений..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
