ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Два лиганда и основное соотношение, описывающее их взаимозависимое связывание из "Биофизическая химия Т.3" Величина л ( у предстшляет собой изменение числа центров макромолекулы, занятых Ь,, а — л /у, = / [л (1 — ,)] — изменение числа свободных центров связывания Ь,. Поэтому левая часть уравнения (15.70) отражает изменение числа свободных центров связывания Ь, (или числа молей высвободившегося Ь,) при связывании моля лиганда Ъ2- Ясно, что число молей высвободившегося лиганда может быть положительным или отрицательным (отрицательное число сответствует связыванию лиганда). [c.24] Уравнение (Г) представляет собой правило цепи , названное так потому, что две производные в его правой части образуют цепь . [c.25] Гипотетические графики зависимости у от 1п(Ц) при различных значениях 1п(Е,). [c.25] В этом случае Ь2 представляет собой кислород, а Ь, — дифосфоглицерат. [c.26] Вебер (Weber, 1975) использовал другой подход для анализа взаимосвязанных равновесий между макромолекулами и лигандами, в основе которого лежат термодинамические представления. Такой анализ помогает понять энергетическую природу этих процессов. [c.27] Схематическое изображение изменения свободной энергии в системе, состоящей из двух лигандов L и Lj и макромолекулы М. Макромолекула имеет один центр для связывания каждого из лигандов. Стандартные химические потенциалы обозначны jP с индексами, относящимися к отдельным формам (Weber, 1975). [c.28] Таким образом, АО 2 представляет собой разность между а) изменением стандартной свободной энергии для общего равновесия М + Ь, + Ь2 Ь2МЬ, и б) суммой изменений стандартной свободной энергии для равновесий М + МЬ, и М + Ь2 Ь2М. [c.29] Из данного анализа видно, что при АО 2 0 ЛГ,2 1 и, следовательно, формы Ь2МЬ, и М преобладают по сравнению с частично насыщенными формами МЬ, и Ь2М. При АО 2 О наблюдается обратная картина. [c.29] Когда ДО 2 = -2 ккал/моль, 2 у 2 0,8 когда ДО 2 = -3 ккал/моль, 2jT,2 0,9. В последнем случае более 90Ч о связанных L, и Lj находятся в форме LjML,. В этом примере при связывании лигандов образуется в основном форма LjML, и в незначительных количествах — формы ML, и L M. И наоборот, когда ДО 2 = + 2 или + 3 ккал/моль, в области полунасыщения больщая часть связанных лигандов находится в виде форм ML, и LjM. Таким образом, энергия взаимодействия, составляющая по величине только около 2 ккал/моль, является достаточной, чтобы вызвать значительное изменение распределения форм макромолекулы, содержащих связанные лиганды, по сравнению со статистическим. [c.30] Связь между степенью насыщения макромолекулы двумя лигандами (у, ) и изменением свободной энергии взаимодействия (AG ), когда степень насыщения каждым нз лигандов (у,, j) равна 0,5 (Weber, 1975). [c.30] Вначале рассмотрим однородную кристаллическую решетку, которая построена из N идентичных повторяющихся элементов. Например, в спиральной нуклеиновой кислоте повторяющимися элементами служат фосфатные группы или остатки сахара. Допустим, что одна молекула лиганда L занимает / расположенных последовательно элементов решетки насыщение решетки лигандом L приводит к связыванию N/1 молекул лиганда на молекулу, играющую роль решетки. Предполагается, что лиганд может занять любые / последовательных элементов решетки, поэтому на полностью свободной решетке имеет-сяЛ — / + 1 потенщ1альных центров, которые может занять первая связывающаяся молекула лиганда. Таким образом, в начале титрования число потенциальных центров связывания L много больше, чем число центров N/I, которые могут быть заняты при насыщении. Из-за этой особенности данная ситуация резко отличается от приведенного ранее случая идентичных и независимых центров [уравнение (15.12)], в котором число свободных центров (л) на Мр соответствует числу центров, занятых на М . Благодаря этому связывание на кристаллоподобных структурах приводит к графику Скэтчарда, который значительно отличается от получаемого в случае простой системы [уравнение (13.12)]. [c.32] Некоторые микроформы, образующиеся при связывании двух молекул лиганда на решетке при условии / = 3 и /V = 12. [c.32] Уравнение (15.100) представляет собой соотношение, которое мы хотели получить. Заметим, что при выводе этого уравнения не учитывались концевые эффекты, поэтому, строго говоря, оно справедливо только для решетки, состоящей нз бесконечно большого числа элементов. Однако, как будет показано в следующем разделе, уравнение (15.100) позволяет достаточно точно описать многие экспериментально интересные системы, включая решетки, состоящие из ограниченного числа элементов. [c.34] Уравнение (15.100) можно сравнить с соответствующим уравнением (15.29) для связывания L на л идентичных, независимых центрах макромолекулы, для которых не действует эффект перекрывания . Когда/ = 1, уравнение (15.100) сводится к уравнению (15.29). (Отметим, что при / = 1 л в уравнении (15.29) равно N в уравнеиин (15.100) а вообше п = N/1.) Однако, когда / 1, последний множитель в уравнении (15.100) всегда меньше единицы и изменяется в зависимости от величины v. Это приводит к заметной нелинейности графиков Скэтчарда, отражающих зависимость v/(L) от к в данном случае графики для / 1 всегда расположены ниже прямой для / = 1. [c.34] Точка пересечения графика Скэтчарда с осью V дает величину N/1, которая соответствует л в уравнении (13.29). Однако точка пресечения кривой с осью 1 /(Ь) дает Ы/к, которая не является той же величиной, что п/к — точка пересечения графика с осью ординат согласно уравнению (15.29). Это обстоятельство следует учитывать при расчете из графика Скэтчарда параметров связывания лиганда с кристаллоподобными структурами. [c.35] Вернуться к основной статье