spektropolarymetrami;

Podobne dokumenty
IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

Katedra Fizyki i Biofizyki instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych dla kierunku Lekarskiego

Spektroskopia molekularna. Ćwiczenie nr 1. Widma absorpcyjne błękitu tymolowego

Laboratorium 5. Wpływ temperatury na aktywność enzymów. Inaktywacja termiczna

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Spektrofotometryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza(iii) opiekun mgr K. Łudzik

METODYKA POMIARÓW WIDM ABSORPCJI (WA) NA CARY-300 (Varian) i V-550 (JASCO)

1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KOMPLEKSUJĄCYCH

CEL ĆWICZENIA: Zapoznanie się z przykładową procedurą odsalania oczyszczanych preparatów enzymatycznych w procesie klasycznej filtracji żelowej.

Ćwiczenie 30. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna w zakresie UV-VIS, prawa absorpcji, budowa i. Wstęp

Ćwiczenie 1. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp. Część teoretyczna.

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji metodą graficzną. opiekun mgr K.

SZYBKOŚĆ REAKCJI JONOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD SIŁY JONOWEJ ROZTWORU

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI p-nitrofenolu METODĄ SPEKTROFOTOMETRII ABSORPCYJNEJ

Zakresy promieniowania. Światło o widzialne. długość fali, λ. podczerwień. ultrafiolet. Wektor pola elektrycznego. Wektor pola magnetycznego TV AM/FM

ANALIZA SPEKTRALNA I POMIARY SPEKTROFOTOMETRYCZNE. Instrukcja wykonawcza

Laboratorium Podstaw Biofizyki

PRODUKTY CHEMICZNE Ćwiczenie nr 3 Oznaczanie zawartości oksygenatów w paliwach metodą FTIR

E (2) nazywa się absorbancją.

3. Badanie kinetyki enzymów

Badanie właściwości optycznych roztworów.

ĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA

Ćwiczenie 31. Zagadnienia: spektroskopia absorpcyjna, prawa absorpcji, budowa i działanie. Wstęp

Spektrofotometryczne wyznaczanie stałej dysocjacji czerwieni fenolowej

Analiza spektralna i pomiary spektrofotometryczne

IM21 SPEKTROSKOPIA ODBICIOWA ŚWIATŁA BIAŁEGO

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

Polarymetr służy do pomiaru skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła w substancjach

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

Deproteinizacja jako niezbędny etap przygotowania próbek biologicznych

Ćwiczenie 3 Pomiar równowagi keto-enolowej metodą spektroskopii IR i NMR

SPECYFIKACJA TECHNICZNA PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Oznaczanie żelaza i miedzi metodą miareczkowania spektrofotometrycznego

Ćwiczenie 8 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji utleniania jonów tiosiarczanowych

Skręcenie wektora polaryzacji w ośrodku optycznie czynnym

Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki. Badanie efektu Faraday a w kryształach CdTe i CdMnTe

Opracował dr inż. Tadeusz Janiak

Badanie kinetyki inwersji sacharozy

Adsorpcja błękitu metylenowego na węglu aktywnym w obecności acetonu

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ. Instrukcja wykonawcza

Ćwiczenie 2 Przejawy wiązań wodorowych w spektroskopii IR i NMR

Spektroskopia molekularna. Spektroskopia w podczerwieni

Ćwiczenie Nr 6 Skręcenie płaszczyzny polaryzacji

AKADEMIA MORSKA KATEDRA NAWIGACJI TECHNICZEJ

ANALIZA INSTRUMENTALNA

Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych

PRACOWNIA PODSTAW BIOFIZYKI

Ćw. III. Dioda Zenera

IR I 11. IDENTYFIKACJA GRUP FUNKCYJNYCH W WIDMACH IR

TRANSPORT NIEELEKTROLITÓW PRZEZ BŁONY WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEPUSZCZALNOŚCI

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych

SPEKTROMETRIA FLUORESCENCYJNA CZĄSTECZKOWA. Spektrofluorymetryczne oznaczanie ryboflawiny.

RÓWNOWAGI REAKCJI KOMPLEKSOWANIA

METODYKA POMIARÓW WIDM FLUORESCENCJI (WF) NA MPF-3 (PERKIN-HITACHI)

K05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE.

ABSORPCYJNA SPEKTROMETRIA ATOMOWA

Kolorymetryczne oznaczanie stężenia Fe 3+ metodą rodankową

Ćwiczenie 74. Zagadnienia kontrolne. 2. Sposoby otrzymywania światła spolaryzowanego liniowo. Inne rodzaje polaryzacji fali świetlnej.

SPEKTROMETRIA FLUORESCENCYJNA CZĄSTECZKOWA. Spektrofluorymetryczne oznaczanie Al w postaci chelatowego kompleksu glinu z moryną.

Wpływ ilości modyfikatora na współczynnik retencji w technice wysokosprawnej chromatografii cieczowej

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

WPŁYW ILOŚCI MODYFIKATORA NA WSPÓŁCZYNNIK RETENCJI W TECHNICE WYSOKOSPRAWNEJ CHROMATOGRAFII CIECZOWEJ

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Ćw. 5 Absorpcjometria I

Ćwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

Metody optyczne w medycynie

SPEKTROFOTOMETRYCZNA ANALIZA

Elementy i obwody nieliniowe

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Podczerwień bliska: cm -1 (0,7-2,5 µm) Podczerwień właściwa: cm -1 (2,5-14,3 µm) Podczerwień daleka: cm -1 (14,3-50 µm)

Przegląd budowy i funkcji białek

Metody spektroskopowe:

SPEKTROFOTOMETRIA UV-Vis. - długość fali [nm, m], - częstość drgań [Hz; 1 Hz = 1 cykl/s]

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Kinetyka reakcji hydrolizy sacharozy katalizowanej przez inwertazę

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

REFRAKTOMETRIA. 19. Oznaczanie stężenia gliceryny w roztworze wodnym

Badanie procesów zwijania i agregacji GFP i jego mutantów. Monika Olasek, Zakład Biofizyki IFD UW

Oferowany przedmiot zamówienia

ĆWICZENIE II Kinetyka reakcji akwatacji kompleksu [Co III Cl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 Wpływ wybranych czynników na kinetykę reakcji akwatacji

OCENA PRZYDATNOŚCI FARBY PRZEWIDZIANEJ DO POMALOWANIA WNĘTRZA KULI ULBRICHTA

Regulacja dwupołożeniowa (dwustawna)

Oznaczanie mocznika w płynach ustrojowych metodą hydrolizy enzymatycznej

Pracownia Biofizyczna, Zakład Biofizyki CM UJ ( S ) I. Zagadnienia

A = log (I o /I) = ε c d

LABORATORIUM Z KATALIZY HOMOGENICZNEJ I HETEROGENICZNEJ WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI UTLENIANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY

WYZNACZANIE ODLEGŁOŚCI KRYTYCZNEJ POMIĘDZY CZĄSTECZKAMI DONORA I AKCEPTORA W PROCESIE REZONANSOWEGO PRZENIESIENIA ENERGII (FRET)

Szkoła Letnia STC Łódź 2013 Oznaczanie zabarwienia cukru białego, cukrów surowych i specjalnych w roztworze wodnym i metodą MOPS przy ph 7,0

Ćwiczenie 12 Temat: Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu stałego. Cel ćwiczenia

ĆWICZENIE 1 WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ZA POMOCĄ SPEKTROSKOPU

Transkrypt:

Ćwiczenie 12 Badanie własności uzyskanych białek: pomiary dichroizmu kołowego Niejednakowa absorpcja prawego i lewego, kołowo spolaryzowanego promieniowania nazywa się dichroizmem kołowym (ang. circular dichroism, CD). Jeżeli dysponujemy prawym i lewym, kołowo spolaryzowanym promieniowaniem o określonej długości fali, można zjawisko dichroizmu kołowego badać ilościowo. Dla określonej długości fali: A A L A R (1.1) gdzie: ΔA to różnica w absorpcji pomiędzy lewo- (A L ) i prawoskrętnie (A R ) kołowo spolaryzowanym promieniowaniem. Gdy zastosujemy prawo Lamberta-Beera powyższe równanie można zapisać: A Rcl L (1.2) gdzie ε L i ε R to molowe współczynniki absorpcji dla lewo- (A L ) i prawoskrętnie (A R ) kołowo spolaryzowanego promieniowania, c stężenie molowe, l długość drogi optycznej w cm. Miarą wielkości dichroizmu kołowego jest współczynnik Δε, który wyraża różnice współczynników molowych absorpcji lewego i prawego kołowo spolaryzowanego promieniowania: ( R) L (1.3) Istnieje prosta zależność pomiędzy ΔA a eliptycznością (θ): 32.98A (1.4) W przypadku pomiarów CD można wprowadzić wielkość, która uwzględnia długość drogi optycznej oraz stężenie badanej substancji, jest to eliptyczność właściwa (Ψ): 100c` l gdzie: c` oznacza stężenie wyrażone w g/ml. (1.5) Aby móc porównywać wartości CD dla różnych substancji wprowadzono wielkość zwaną eliptycznością molową (Θ): 10cl (1.6) Typowe widma CD białek pokazane są na rys. 1. Ponieważ dichroizm kołowy polega na różnicy między dwiema wartościami absorbancji, widmo CD w zależności od długości fali - może być dodatnie lub ujemne; kształt widma zależy od konformacji badanych cząsteczek. Białka zbudowane są z aminokwasów, które są (z wyjątkiem glicyny) związkami chiralnymi. Widma CD w dalekim nadfiolecie (180-260 nm), gdzie za absorpcję 1

odpowiedzialne są wiązania peptydowe, dostarczają informacji dotyczących różnych regularnych struktur drugorzędowych: helisy α, struktury β i zwrotu β. Aktywność optyczna polipeptydów i białek w dalekim nadfiolecie jest wynikiem zaburzeń przejść elektronowych typu π π* i n π*. Sygnały CD obserwowane w bliskim UV (260-360 nm) pochodzą głównie od aminokwasów aromatycznych (fenyloalaniny, tryptofanu, tyrozyny) oraz w mniejszym stopniu od wiązań dwusiarczkowych i dostarczają informacji na temat struktury trzeciorzędowej białek. Rysunek 1. Charakterystyczne kształty widm CD różnych typów struktur drugorzędowych występujących w białkach. Pomiary dichroizmu kołowego pozwalają oszacować zawartość struktur drugorzędowych w badanym białku, a także umożliwiają detekcję zmian konformacyjnych spowodowanych wprowadzeniem mutacji, dołączeniem znacznika, czy denaturacją. Widma CD rejestruje się za pomocą przyrządów zwanych spektropolarymetrami; działają one w zasadzie podobnie jak jednowiązkowe spektrofotometry, tyle że stosowane w nich światło jest spolaryzowane kołowo. Ponieważ jednak efekty CD są na ogół dość niewielkie, a pomiary muszą obejmować także zakres dalekiego UV, konieczne są tu źródła światła o znacznie większym natężeniu, a stosowane przyrządy mają dość wyspecjalizowany charakter. 2

Rysunek 2. Schemat ukazujący podstawowe elementy typowego spektropolarymetru, gdzie S- próbka, R- odnośnik, L/R- światło spolaryzowane lewo- i prawoskrętnie. Wykonanie ćwiczenia: Przygotować spektropolarymetr JASCO-710 do wykonania pomiaru (uruchomić strumień azotu z butli około 30 min. przed rozpoczęciem pomiaru. Azot ma usunąć tlen z otoczenia lampy ksenonowej): a. włączyć zasilanie lampy; b. włączyć zasilanie pozostałej części aparatu i komputera; Oznaczyć stężenie przygotowanego białka: λ=280 nm, ε=17600m -1 cm -1, l=1 cm. Oczyszczone białko jest w 10 mm buforze fosforanowym ph 7.5. Przygotować kuwety kwarcowe do pomiarów CD (umyć, przepłukać wodą i wysuszyć); a. do pomiarów CD w dalekim UV w kuwecie o drodze optycznej 1.0 cm użyć białka o stężeniu 0.1-1.0 mg/ml; b. do pomiarów CD w bliskim UV w kuwecie o drodze optycznej 0.1 cm użyć białka o stężeniu 1.0-10.0 mg/ml. W razie potrzeby rozcieńczyć białko buforem pomiarowym. Wykonać pomiar buforu referencyjnego ( Spectra Manager Spectrum Measurement) i wprowadzić dane do ustawienia pomiaru (Measurement Parameter). Wykonać pomiary dla buforu przy analogicznych parametrach jak dla roztworu białka (patrz pkt. 5 i 6), pomiary zapisać. 3

Zrzut ekranu z programu sterującego aparatura pomiarową. Przykładowe parametry przy jakich można wykonać pomiar CD. Pomiar widma CD białka w zakresie fal świetlnych 180-250 nm (dalekie UV). Uruchomić program sterujący pracą urządzenia (Spectra menager -> Spectrum Measurment) i wprowadzić podane przez prowadzącego ćwiczenia ustawienia pomiaru (Measurment -> Parameter). Proszę te dane zapisać, celem późniejszego 4

umieszczenia ich w sprawozdaniu. Umieścić roztwór białka w kuwecie pomiarowej i wykonać pomiar widma CD przy identycznych parametrach, jak dla buforu referencyjnego. Pomiar widma CD białka w zakresie fal świetlnych o długości 250-340 nm bliskie UV. Uruchomić program sterujący pracą urządzenia (Spectra menager -> Spectrum Measurment) i wprowadzić podane przez prowadzącego ćwiczenia ustawienia pomiaru (Measurment -> Parameter). Proszę te dane zapisać, celem późniejszego umieszczenia ich w sprawozdaniu. Umieścić roztwór białka w kuwecie pomiarowej i wykonać pomiar widma CD przy identycznych parametrach, jak dla buforu referencyjnego. Pomiar zapisać. Zapisać pomiary w pliku tekstowym ASCI, gdzie wynik będzie podany w jednostkach eliptyczności różnicowej (mdeg). Usystematyzować nazwy wszystkich plików. Zagadnienia do sprawozdania (sprawozdanie obejmuje materiał z ćw. 12): 1. Przeprowadzić analizę i dyskusję uzyskanych wyników. Wykorzystać program K2D2 (http://k2d2.ogic.ca/) lub inne komercyjnie dostępne programy do analizy zawartości struktur drugorzędowych w białkach. Proszę podać procentowe zawartości struktur drugorzędowych oraz przedstawić uzyskane widma dichroizmu kołowego. Uwaga: K2D2 przyjmują dane jako pojedyncza linie kolumnę w jednostkach Δε uporządkowanych od krótszych do dłuższych długości fali w zakresach 190-240 nm (51pkt.) lub 200-240 nm (41pkt.) z rozdzielczością co 1 nm. 2. Na poniższych rysunkach przedstawiono zarejestrowane widma CD dwóch białek (nazwanych A i B) o nieznanej strukturze. Proszę napisać, jaki typ struktury drugorzędowej dominuje w każdym z nich. 5

Sprawozdanie powinno zawierać: krótko sformułowany cel ćwiczenia; właściwie opisane wyniki eksperymentów; odpowiedzi na zagadnienia odnoszące się do danego ćwiczenia. Proszę nie umieszczać w sprawozdaniu: wstępu teoretycznego; opisu wykonania ćwiczenia. Sprawozdanie można oddać w wersji papierowej (pokój C020) lub przesłać w formie elektronicznej: ewelina.fic@uj.edu.pl. Ostateczny termin oddawania sprawozdania to 7 dni od daty wykonania ćwiczenia nr 12. Polecana literatura: Siemion I Biostereochemia PWN, Warszawa, 1985; Kelly SM, Price NC. The use of circular dichroism in the investigation of protein structure and function. Curr Protein Pept Sci. 2000 Dec;1(4):349-84 (publikacja jest dostępna na stronie www kursu w zakładce Zagadnienia do referatu nr 8 ); Kelly SM, Jess TJ, Price NC. How to study proteins by circular dichroism. Biochim Biophys Acta. 2005 Aug 10;1751(2):119-39 (publikacja jest dostępna na stronie www kursu w zakładce Zagadnienia do referatu nr 8 ). 6