А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Коефіцієнт - седиментация

Коефіцієнт седиментації є швидкість осідання при прискоренні відцентрової сили, що дорівнює одиниці. Коефіцієнт седиментації підвищується зі збільшенням молекулярної ваги і зменшується з ростом коефіцієнта поступального тертя при збільшенні ступеня асиметрії молекул розчиненої речовини.

Залежність квадрата відносини площі до висоти від часу при створенні кордону седиментації шляхом нашарування ци-клогексана на 0 5 г /100 мл розчин полістиролу S 105 при 4908 об /хв і 35 за допомогою граніцеобразующей кювети. У нижній частині малюнка показано екстраполяція коефіцієнтів дифузії, отриманих за графіком подібного типу, до нескінченного розведення. Коефіцієнти седиментации визначаються молекулярними вагами осаждающихся молекул, але в дійсності визначення молекулярної ваги необхідно проводити, комбінуючи коефіцієнт седиментації з будь-яким іншим параметром розчину того ж полімеру. Класичний спосіб розрахунку молекулярного ваги полягає в застосуванні рівняння Сведберга (8 - 16) до даних седиментации і дифузії. Коефіцієнт дифузії можна в принципі розрахувати за тими ж даними, які зазвичай використовують для визначення коефіцієнта седиментації, але для отримання більш точних величин коефіцієнта дифузії слід, як правило, застосовувати метод вимірювань, що виключає вплив явища седиментации. Застосування отриманого Сведбергом співвідношення можна продемонструвати на прикладі даних седиментации і дифузії на рис. 8 - 3 - 8 - 5 де для фракції полістиролу S 105 молекулярного ваги 161000 величини питомої парціального об'єму і щільності приймаються рівними 0940 см3 /г і 07635 г /см5 відповідно.

Коефіцієнт седиментації s і коефіцієнт дифузії D входять (у вигляді відношення a /D) в рівняння Свед-берга (111) - основне рівняння для визначення молекулярної маси. Тут слід мати на увазі наступне: для обчислення молекулярної маси по рівняння (111) необхідно визначати s і D в однакових розчинниках і при однаковій температурі, екстраполюючи отримані значення до нескінченного розведення. Якщо молекулярний вагу визначають рівноважний методами або методом Арчібальда, ставлення sjD в явному вигляді до відповідних рівняння не входить. Що стосується неравновесного досвіду, то, коли щільність розчиненої речовини перевищує щільність розчинника, відбувається два протилежні процеси: седиментация речовини, з одного боку, і дифузія - з іншого. Якщо в результаті седиментації молекули розчиненої речовини спрямовуються на дно комірки, то в результаті дифузії відбувається зворотне явище: молекули речовини прагнуть рівномірно розподілитися по всьому об'єму осередку. Седиментація і дифузія, таким чином, діють в протилежних напрямках, і яке з цих двох рухів переважає - залежить від величини прискорення відцентрової сили.

Коефіцієнти седиментации за допомогою таких осередків визначаються також за графіком залежно gx від t, як описано вище. Величина х і в цьому випадку відповідає відстані від вершини піку до осі обертання.

Коефіцієнт седиментації цього продукту в середньому становить приблизно 45S (рис. 810 а), а його дифрактограмі і розмір кристалітів майже такі ж, як у феритину з низьким вмістом заліза.

Коефіцієнт седиментації обернено пропорційний в'язкості розчинника. Так як в'язкість рідин сильно залежить від температури і тиску, то коефіцієнт седиментації прийнято приводити до 20 С і атмосферному тиску (в кюветі центрифуги розвивається тиск до 300 атм. Виправлена таким чином величина s20 носить назву константи седиментації полімора і вимірюється в секундах, однак в якості більш зручної одиниці прийнятий 1 Сведберг, рівний 10 - 13 сек.

Коефіцієнти седиментации і дифузії по-ліакріламіда в воді, наведені до 20 с, рівні відповідно 441 - 10 - 13 см /(с-дин) і 6 3 - lCT11 м2 /с. 
Коефіцієнт седиментації обернено пропорційний в'язкості розчинника. Так як в'язкість рідин сильно залежить від температури і тиску, то коефіцієнт седиментації прийнято приводити до 20 С і атмосферному тиску (в кюветі центрифуги розвивається тиск до 300 атм. Виправлена таким чином величина sao носить назву константи седиментації полімеру і вимірюється в секундах, однак в якості зручнішою одиниці прийнятий 1 Сведберг, рівний 10 - 13 сек.

Коефіцієнт седиментации S в загальному випадку залежить від концентрації С (детальніше див. стор.

Зазвичай коефіцієнт седиментації (s) призводять до константи седиментації (s2o, w), що відповідає величині s в воді при 20 ° С (фіг.

На коефіцієнт седиментації істотне вплив робить концентрація розчину полімеру.

Якщо коефіцієнти седиментації компонентів відрізняються сильно (скажімо, в три рази і більше), то гарне поділ досягається при ультрацентріфугірованіі в кутовому роторі. Воно широко застосовується на перших етапах фракціонування при великих обсягах вихідного розчину. Для кращого поділу часто проводять повторне фракціонування. Коли величина коефіцієнта седиментації, скоригована відповідно до умов препаратівного експерименту, приблизно відома, виникає питання про вибір ротора, швидкості і тривалості обертання.

Розрахунок коефіцієнтів седиментації за даними експериментів більш загального характеру, проведених методом швидкісної седиментации, з урахуванням дифузії вимагає більш складного рішення рівняння Елої.

Нечутливість коефіцієнта седиментації до зміни довжини частки служить основою методу визначення товщини подовжених часток.

Трикутниками показаний коефіцієнт седиментації, світлими і темними кружечками-молекулярні маси.

Потрібно визначити коефіцієнт седиментації ферменту, який є нестабільним в присутності нейтральних солей. Чи перешкоджають такому визначенню електростатичні ефекти.

Мінімальне значення коефіцієнта седиментації відповідає, очевидно, перетворенню молекули з сверхспіралізован-ної в плоску циклічну; подальше збільшення коефіцієнта седиментації відповідає закручування в протилежну сторону.

Розподіл за коефіцієнтами седиментації qw (S) представлені в табл. III. Облік концентраційних ефектів проводиться звичайним чином.

У довідковій літературі коефіцієнт седиментации наводиться, як правило, для стандартних умов. Такими умовами є в'язкість і щільність розчинника, що збігаються зі значеннями для води при 20 С.

Залежність 1 /Марр від концентрації (с. З 0 - коефіцієнт седиментації, отриманий екстраполяцією до нульової концентрації; Ос0 - коефіцієнт дифузії, отриманий екстраполяцією до нульової концентрації. Молекулярні маси і коефіцієнти седиментації окси-гемоглобіну людини і міоглобіну кашалота при різних концентраціях цих білків.

Внаслідок гідродинамічної взаємодії макромолекул коефіцієнт седиментації s може змінюватися зі зміною концентрації досліджуваного розчину. Тому при визначенні молекулярних мас коефіцієнт седиментації екстраполюють до нескінченного розведення і отримують константу седиментації s, що характеризує індивідуальну молекулу.

Внаслідок гідродинамічної взаємодії макромолекул коефіцієнт седиментації s може змінюватися зі зміною концентрації досліджуваного розчину. Тому при визначенні молекулярних мас коефіцієнт седиментації екстраполюють до нескінченного розведення і отримують константу седиментації 5 що характеризує індивідуальну молекулу.

Для розрахунку молекулярної маси коефіцієнт седиментації знаходять по швидкості руху кордону між розчином і шаром розчинника, звільненим від осіли макромолекул.

Було показано, що коефіцієнт седиментації відповідно до викладеними теоретичними результатами збільшується з ростом розгалуженості.

Зі збільшенням молекулярної маси коефіцієнт седиментації збільшується.

Седиментаційна діаграма.

На ультрацентрифуге, вимірюється коефіцієнт седиментації, визначально швидкість переміщення седиментаційною кордону. На рис. 315 показана седиментаційна діаграма для білка р-лактоглобуліну. В ультрафіолетовому світлі сфотографовані послідовні в часі положення седіментірующей кордону. Величина s залежить від концентрації розчину внаслідок гідродинамічної взаємодії макромолекул.

Потрібно зауважити, що коефіцієнти седиментації білків, подібно коефіцієнтами дифузії (див. Стор. Розглянута вище концентрационная залежність коефіцієнта седиментації виражена в набагато більшому ступені при використанні хороших розчинників. При дуже малих значеннях коефіцієнта седиментації його визначення полегшується застосуванням осередки для штучного утворення кордону, що дозволяє сформувати кордон, віддалену від меніска на досить далекій відстані.

Залежність Моп (1 М'п (2 від конверсії для. Нижче викладається методика, що зв'язує коефіцієнти седиментації S (див. 3) і злюціонние обсяги Кел. Схематичне зображення процесу седиментації трьох різних видів молекул з різними коефіцієнтами седиментації (ефект дифузії незначний. | концентрація і градієнт концентрації в деякий момент процесу седиментації суміші трьох видів осаждающихся молекул. Як ми побачимо, залежність коефіцієнта седиментації від концентрації потребують деякого зміни цих тверджень. Однак ідеальна картина виявилася якісно вірною для глобулярних білків (коефіцієнти седиментації яких менше змінюються з концентрацією, ніж в разі менш компактних макромолекул), і вона мала найбільше історичне значення для характеристики таких білків.

здаються розподілу за коефіцієнтами седиментації при збільшенні часу ультрацентрифугирования 030 г /100 мл розчину полістиролу S 105 в циклогексане при 59780 об /хв і 35. криві наведені до тиску 1 атм. Пунктирна лінія показує криву, отриману з урахуванням поправки на дифузію. Залежність кривих уявного розподілу за коефіцієнтами седиментації від часу обумовлена впливом дифузії на ступінь розширення кордону седиментації. Згідно з даними цих авторів, що здаються функції розподілу g (s) при даних значеннях s, отримані з декількох кривих, відкладають на графіку в залежності від 1 /rt і екстраполюють графічно на нескінченно великий момент часу. Виправлені з урахуванням дифузії частотні функції розподілу, отримані для декількох коефіцієнтів седиментації, описують розподіл за коефіцієнтами седиментації під час відсутності впливу дифузії. Хоча Хостінг[45]і показав, що існує область значень часу, в якій g (s) лінійно залежить від i /t, цю область рідко вдається досягти при дослідженнях методом швидкісної седиментації внаслідок обмеженої довжини кювети.

Для цього доведеться визначити ще його коефіцієнт седиментації в такий же середовищі, яка була використана при гель-фільтрації. Втім, якщо останню проводили у водному буфері при температурі близько 20 і з літератури відома константа седиментації білка 52 w (в одиницях Сведберга), то коефіцієнт седиментації можна підрахувати так: s /SVo. Значення р, для більшості білків, як вказувалося, близько до 138 г /см3; для води р 1 г /см3 а 11 - 001 пуаз.

Розподіл концентрації частинок по радіусу в центрифузі. Лінійна залежність (8179) зручна для визначення коефіцієнта седиментації s0 за вимірюваннями руху поверхні стрибка г (О в процесі експерименту. При збільшенні загальної концентрації білка значення коефіцієнтів седиментації зазвичай падає. Якщо ж при збільшенні концентрації білка коефіцієнт седиментації зростає, це вказує на те , що між компонентами системи встановилося стан динамічної рівноваги (гл. Дане явище пов'язане зі зміною плавучих щільності, впливом в'язкості і з зворотними потоками, що виникають при седиментації речовини. Однак описують цю модель математичні рівняння непридатні для опису седиментации при великих розведеннях. Це дуже цікавий підхід , але, на жаль, його не можна докладно висвітлити в такому короткому вступному курсі, як ця книга.

При роботі з концентрованими розчинами залежність коефіцієнта седиментації від концентрації проявляється в ще більшому ступені. При цьому якщо розрахована звідси здається величина коефіцієнта дифузії виявиться більше, ніж одержувана в дослідах з вільною дифузією при тій же концентрації, то це може свідчити про гетерогенності препарату.

Найбільш важливим є те, що за коефіцієнтами седиментації можна оцінити молекулярну вагу біополімерів. Гірер (13]і Спірін[14]Незалежно один від одного зробили спробу вивести формулу, яка дозволяла б за величиною константи седиментації розраховувати молекулярний вагу РНК. Електростатичні ефекти в цьому випадку впливають на коефіцієнт седиментації. Рибосомні субчастіци Е. coli мають хитромудру форму, виявлену за допомогою рентгеноструктурного аналізу та електронної мікроскопії. А. Моделі 30S - (вгорі і 50S - (внизу субчастиц, показані в різних ракурсах. Б. Зібрана 708-рибосома в двох ракурсах. 308-субчастіца - світла, 505-суб частка - темна. Їх діаметр дорівнює приблизно 21 нм, коефіцієнт седиментації 80S, а вага досягає 4106 даль-тон.

в обох цих співвідношеннях s є коефіцієнт седиментації для граничного випадку нульової концентрації і з - концентрацію, виражену в грамах в одиниці обсягу. Ефект концентрації грає значно більшу роль, ніж в разі коефіцієнтів дифузії, оскільки останні залежать від ставлення величини термодинамічної члена к /[пор. Експериментальні значення коефіцієнтів седиментації завжди екстраполюються до нульової концентрації по тій же самій причині, що і при всіх гідродинамічних вимірах, а саме в зв'язку з тим, що механічні трактування (в даному випадку для коефіцієнта тертя) є вірними тільки в цих граничних умовах.

Зі зміною концентрації речовини змінюється і значення коефіцієнта седиментації цієї речовини.

С - молярна об'ємна концентрація; s - коефіцієнт седиментації; g - вектор прискорення гравітації.

Два сплюснутих диска, кожен з яких має коефіцієнт седиментації 40S, прокладені начинкою з двох витягнутих паличковидних 268-субодиниць.

Залежність коефіцієнтів седиментації від концентрації при ультрацентріфугірованіі зразків полістиролу S 105 і S 38 в циклогексане при 59780 об /хв і 35. проведені лінії добре описуються співвідношенням s s0 (1 - 0030 s0c. Практично для всіх з'єднань було показано, що коефіцієнти седиментації залежать від концентрації досліджуваних розчинів.

Роздільна здатність методу швидкісний седиментации обмежується похибкою визначення коефіцієнта седиментації. Ця похибка обумовлена неточністю визначення зсувів молекул в кюветі ультрацентрифуги, причина якої, у свою чергу, криється, в основному, в кінцівки товщини експериментально зафіксованим кривої, а також в ширині седиментаційною кордону і її распливанія в часі внаслідок дифузії і полідисперсності.

Тому дослідження залежності /0 від L (коефіцієнтів седиментації і дифузії від молекулярної маси) у вузькій області зміни L (або М) не завжди дозволяє надійно визначити параметри ланцюга.

РНК інформаційна РНК дезоксирибонуклеїнової кислоти рибосомальная РНК з коефіцієнтом седиментації 16 од.

Згодом Брауерман показав, що рибосоми хлоропластів Euglena мають коефіцієнт седиментації НЕ 44S, а 60S на відміну від цитоплазматичних рибосом, що мають коефіцієнт седиментації 70S (J.

Для порівняння в таблиці наведено, крім відповідних змін коефіцієнта седиментації, зміни параметрів, які визначаються іншими методами.