406 Глава 14

ные модели (см. гл. 17, в которой обсуждается 'роль ядерного магнитного резонанса в выборе возможных моделей тРНК путем измерения числа пар оснований, образующих водородные связи).

„Репортерные" группы

В молекуле, представляющей интерес для исследователя, часто содержится много хромофоров, но ни один из них не находится в участке, ответственном за биологическую функцию молекулы, или рядом с ним. Эту ситуацию удается иногда исправить, вводя в нужный участок дополнительный хромофор. Такой хромофор называется «репортерной» группой. Для успешного использова­ния «репортерная» группа должна иметь спектр, отличный от остальной части макромолекулы, она должна присоединяться только в одно положение, и ее введение не должно влиять на способность макромолекулы к различным видам взаимодейст­вия. Удобными «репортерными» группами являются диметил- аминоазобензол и арсаниловая кислота. Следующий пример ил­люстрирует использование «репортерных» групп.

Пример 14-JI. Конформация карбоксипептидазы А. В актив­ном центре фермента карбоксипептидазы А содержится тирозин, а в определенном положении вне активного центра — атом цин­ка. Путем диазотирования и последующего азосочетания можно присоединить арсаниловую кислоту к тирозину, находящемуся в активном центре. Спектр поглощения свободного арсанилазоти- розина значительно изменяется при связывании цинка. Спектр модифицированного белка в растворе такой же, как спектр мо­дельного цинкового комплекса. Значит, белок упакован таким образом, что место расположения цинка и активный центр на­ходятся недалеко друг от друга. Это особенно интересный при­мер, так как при изучении кристаллов с помощью рентгенострук­турного анализа показано, что цинк не располагается вблизи активного центра. Однако спектр «репортерной» группы в кри­сталле белка также свидетельствует об отсутствии связывания цинка. Следовательно, структура белка в растворе не такая, как в кристаллах, используемых для рентгеноструктурного анализа.

Следует отметить, что эта методика сходна с методом флуо­ресцентных меток и проб (см. гл. 15).

Поглощение поляризованного света

Плоскость поляризации электромагнитной волны определяется как плоскость вектора Е (рис. 14-1, см. также гл. 16, где более полно описывается поляризация и возникновение плоскополяри- зованного света). Обычный луч света не поляризован, так как его можно представить как набор волн со случайно ориентиро­ванными плоскостями поляризации. Однако плоскополяризован- ный свет можно получить, либо пропуская свет через различные вещества, либо путем отражения от поверхности под критиче­ским углом.

Все хромофоры имеют по крайней мере одну ось, вдоль кото­рой преимущественно поглощается плоскополяризованный свет. Например, вероятность поглощения света гексаметилбензолом, представляющим собой симметричное плоское кольцо

то поглощение происходит только тогда, когда вектор Е лежит в плоскости кольца, но вероятность поглощения зависит от того, параллелен ли вектор Е длинной или короткой оси молекулы. Этот эффект называется дихроизмом; он определяет различные значения величины є для отдельных направлений. Его удобно использовать, определяя ориентацию молекул в биологических системах. Этот эффект описан детально в гл. 2 в разделе, посвя­щенном поляризационной микроскопии. При исследованиях ма­кромолекул он наиболее часто используется в инфракрасной спектроскопии для определения ориентации отдельных связей по отношению к оси молекулы. Это будет описано в следующем разделе.

максимальна, когда вектор Е находится в плоскости кольца, и равна нулю, когда он перпендикулярен этой плоскости. Если в молекуле имеются оси симметрии различной длины, как в слу­чае плоской молекулы нафталина