Исследование биологических мембран
Страница 2

Важные результаты, необходимые для установления структуры мембран, могут быть получены для ориентированных мембран с помощью резонанса на ядрах дейтерия. Ориентация создается следующим образом. Мембрану помещают между двумя тонкими стеклянными пластинами, каждая из которых задает ориентацию прилежащего слоя, т.е. получается двойной слой. При проведении экспериментов необходимо, прежде всего, решить проблему улучшения отношения сигнал/шум. Здесь существует достаточно простой вариант решения: для этого необходимо сложить несколько стеклянных пластинок с мембранами стопкой и получить спектр в таком образце. При наличии ориентации спектры мембран переходят из области резонанса, характерного для жидкости, когда вследствие изотропного движения большая часть взаимодействий полностью усредняется, в область резонанса, характерного для твердых тел. В ориентированных системах наблюдается расщепление резонансных линий Бн,

которое зависит от ориентации системы относительно внешнего магнитного поля и характеризуется константой квадрупольного взаимодействия, отличной от нуля для дейтерия, спин ядра которого равен единице. В жидкокристаллическом состоянии вращательная диффузия относительно оси, перпендикулярной поверхности мембраны, как правило, происходит с достаточно высокими скоростями, поэтому различия в спектрах, наблюдаемых для молекул, находящихся в этих плоскостях, усредняются до нуля. Величина квадрупольного расщепления Д V

зависит от угля и

между направлением связи 13С – 2Н

и нормалью к плоскости мембраны, а также от угла, который составляет эта нормаль по отношению к внешнему магнитному полю. Соответствующий параметр порядка определяется по следующей формуле:

Если рассмотреть не ориентированную мембрану, а липосому и провести усреднение по всем возможным направлениям нормали к поверхности мембраны, то найдем максимум, соответствующий перпендикулярной ориентации. Следовательно, в полном спектре будут наблюдаться в основном дублетные сигналы от этих молекул, и получим два максимума. Наблюдаемое расщепление дается формулой

где h

постоянная Планка, e

2

q

– квадрупольный момент дейтерия SCD

градиент электрического поля в направлении связи 13С – Н. На рис. приведен спектр ЯМР 2Н реконструированных саркоплазматических везикул ниже и выше температуры ф

азового перехода. Жирные кислоты мембранных липидов селективно помечены дейтерием в положениях 9 и 10. При встраивании саркоплазматической АТ Фазы в мембрану наблюдаемая константа квадрупольного взаимодействия убывает, т.е. параметр порядка уменьшается. Ниже температуры перехода наблюдается уширенный спектр, типичная ширина линий которого характерна для состояния геля. Встраивание протеина в мембрану еще более сильно сказывается на виде спектра ЯМР.

Страницы: 1 2 


Рекомендуем к прочтению:

Обзор литературы. Преобразование энергии в мышцах
Мышцы – главный биохимический преобразователь химической энергии АТФ непосредственно в механическую энергию сокращения и движения. Мышечная ткань занимает первое место по объёму среди других тканей человека; на её долю при рождении приход ...

Продолжительность жизни человека
Если "экранная" модель правильна, то должны существовать и свидетельства того, что жизнь человека в прошлом была намного более продолжительной. Как можно видеть из описаний генеалогии человека, жившего на первобытной Земле, сред ...

Исторический очерк
Начало истории уместно датировать 1839 годом, когда Теодор Шванн доказал свою клеточную теорию, закрепленную в учебниках биологии следующим лозунгом: клетка происходит от клетки. Клеточная теория таила в себе два противоречащих начала: на ...