Реакция Хилла

Для доказательства наличия спонтанных конформационных изменений белковых макромолекул при физиологических температурах, т. е. при температурах значительно более низких, чем вызывающие денатурационный переход, было выполнено много исследований с привлечением ядерно-магнитного и электронно-парамагнитного резонансов, флуоресцентной спектроскопии и водородного обмена (см.: Saviotti, Galley, 1974; Абатуров, Варшавский, 1978; Williams, 1979; Tsong, Kanchisa, 1980, и др.). Обнаруживаются различные формы внутримолекулярных конформационных движений: скорость их осуществления варьирует от пикосекунд (вибрации, осцилляции, ротации связей) до наносекунд (локальные движения цепей) и секунд (разворачивание и сворачивание цепи). Таким образом, понятие конфор-мационная подвижность имеет несколько неопределенный характер. Выше (с. 129) были приведены данные П. Л. Привалова (Privalov, 1979) о спонтанных локальных, некооперативных разрывах водородных связей; они с определенной частотой происходят при физиологических температурах, предшествующих тепловой денатурации. По мере повышения температуры частота этих локальных микроразвертываний повышается. Для прямой количественной оценки этой формы внутримолекулярной конформационной подвижности может служить метод водородного обмена.

В белковой молекуле имеются необменивающиеся атомы водорода, связанные с углеродом, и более или менее быстро обменивающиеся на дейтерий или тритий атомы водорода, связанные с кислородом, азотом и серой. Если эти атомы водорода экспонированы в воду, они обмениваются мгновенно. Но многие из них удалены от поверхности глобулы и поэтому стерически малодоступны. Скорость их обмена зависит от конформационной подвижности макромолекулы и, следовательно, может ее характеризовать. Обмен на дейтерий определяют с помощью инфракрасной спектроскопии. Этим способом регистрируется обмен водородов в NH2- и СООН-группах. Радиометрическое определение тритиевого обмена учитывает все обменивающиеся водородные атомы. Чем выше конформационная микролабильность макромолекулы, тем быстрее водородный обмен.