Практические применения

Одним из основных биофизических применений ИК-ПФ является определение структуры и конформационных изменений белков и ДНК. В некоторых случаях удается выявить взаимодействия на уровне отдельных аминокислотных остатков.

ИК-ПФ с изотопным мечением особенно полезен для структурно­го анализа специфических районов макромолекул (рис.8.). Напри­мер, в опытах по изотопному обмену на основании 50 000 колебаний белка в комплексе АТФ-азы с фосфатом кальция трифосфатного ос­татка были выявлены три растягивающих колебания фосфатной группы .

Времяразрешающая пошагово-сканирующая ИК-ПФ-спектроско-пия позволяет отслеживать конформационные изменения белков в микросекундном масштабе времени.

Рис.6. Принцип действия ИК-ПФ-спектрометра. Интерференция ИК-излучения регистрируется детектором для кюветы, заполнен­ной растворителем, и для кюветы, заполненной раствором об­разца. Обратное Фурье-преобразование двух интерферограмм дает их И К-интенсивности. Спектр ИК-поглощения вычис­ляется с использованием логарифма отношения интенсивностей.

Рис.7. Кювета для образца в экспериментах по ИК-ПФ. Прозрачные стенки кюветы сделаны из кварцевых пластин.

Рис.8.ИК-ПФ-спектроскопия с изотопным мечением. Поскольку спектр той части белковой мо­лекулы, которая помечена изотопом, получается существенно смещенным, его можно отличить от спектра немеченой части. Изменение ИК-спектра белка при присоединении субстрата показывает, к какой части молекулы он присоединен. В дан­ном примере высота пика в спектре меченой изотопом части белка изменилась при связывании с субстратом. Это показыва­ет, что субстрат связывается с этой меченой частью фермента.

1.