Сополимеры с ковалентно присое-диненными триптофановыми группамив качестве модельных соединений дляисследования белков люминесцентнымиметодами и способ их получения

Сополимеры с ковалентно присое-диненными триптофановыми группамив качестве модельных соединений дляисследования белков люминесцентнымиметодами и способ их получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ц SI0729

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.05.79 (21) 2768197/23-05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Клз

С 08F 220/14

С 08F 220/60

Государственный комитет (53) УДК 678.744.3.13 (088.8) по делам изобретений и открытий высокомолекулярных соединений АН СССР (54) СОПОЛИМЕРЫ С КОВАЛЕНТНО ПРИСОЕДИНЕННЫМИ

ТРИПТОФАНОВЫМИ ГРУППАМИ В КАЧЕСТВЕ

МОДЕЛЪНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

БЕЛКОВ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ МЕТОДАМИ

И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к сополимерам с ковалентно присоединенными триптофановыми группами в качестве модельных соединений для исследования бел- 5 ков люминесцентными методами и к способу их получения.

Сополимеры и способ их получения в литературе не описаны.

Используемые сокращения и термины и 1о их расшифровка:

ПЛ вЂ” поляризованная люминесценция;

ЛМ вЂ” люминесцирующая «метка»;

МТ вЂ” N-мета крилоилтриптофан;

ММА - метилметакрилат; 15

МАК вЂ” метакриловая кислота;

ПММА — полиметилметакрилат;

ПМАК вЂ” полиметакриловая кислота;

AT — N-ацетилтриптофан;

ДИНИЗ вЂ” динитрил азоизомасляной кислоты; (т)) — характеристическая вязкость;

ММ вЂ” молекулярная масса.

Для исследования полимеров в растворе известен высокочувствительный и информативный метод ПЛ, основанный на изучении параметров люминесценции люминесцирующих групп, ковалентно связанных с макромолекулами исследуемого полимера. Содержание таких групп (ЛМ) может меняться в пределах 0,01 — 0,5 мол. . Особую перспективность приобретает метод ПЛ при исследовании свойств и процессов функционирования природных полимеров и, в частности, белков, поскольку метод ПЛ обладает высокой чувствительностью к структурным и конформационным превращениям макромолекул, к взаимодействиям белковых макромолекул с макромолекулами иного строения. С другой стороны, вследствие высокой склонности белков к ассоциации первостепенное значение приобретает возможность проводить исследования в очень разбавленных растворах, предоставляемые методом ПЛ.

Известен способ получения соединений, содержащих люминесцирующие группы, путем присоединения этих групп к белковым молекулам (1). Однако в ходе реакции присоединения может быть нарушена структура нативного белка, «метка» может быть включена в активный центр белковой макромолекулы, что нарушает ее нормальное функционирование.

Известны сополимеры с ковалентно присоединенными люминесцирующими антраценовыми группами и способ их получения путем радикальной сополимеризации ме810729

20

Таблица 1

Количество триптофансодержащего соединения в смеси мономеров

Количество триптофансодержащих групп в сополимеКоличаство триптофановых групп на макромолекулу

Триптофансодержащее соединение

Выход полимера, (q1 тол уол, 25 С, дл/г

Номер примера

ММХ

Х10 и Х 100 мол. %

% в МОЛ. % в мг

0,95

0,98

1,06

0,78

1,00

1,00

480

25,6

24,5

28,5

19,2

27,7

26,3

27,5 (0,002

10,0005

О, 385

0,077

0,016

0,10

1,0

0,2

0,8

0,16

0,034

0,20

AT

AT

d,1- МТ

d,1-МТ

d, l-М Т

1-МТ

98,4

19,7

82,0

16,6

3,5

22,1 (0,1 (0,025

13,0

3,85

0,77 такриловых мономеров с антраценсодержащими метакрилатами (2).

Недостатком этих соединений является невозможность их использования в качестве модельных соединений для исследования 5 белков люминесцентным методом.

Целью изобретения являются сополимеры, которые можно использовать в качестве модельных соединений при исследовании белков люминесцентными методами. 10

Поставленная цель достигается новой структурой сополимера общей формулы

СН СИз

Сн; С Сн,-а

CO0R СО

1 но о с- сн -С н., 1 (где R=H или СНа, 0,016 — 0,385, m+и с молекулярной массой 280000 — 500000 и способом получения этих сополимеров путем радикальной сополимеризации ММА или МАК с 0,034 — 1,0 мол. % от мономер- 30 ной смеси d, l- или l-N-метакрилоилтриптофана в среде органического растворителя.

Сополимер содержит 0,77 — 13 триптофановых групп на макромолекулу.

Спектры УФ-поглощения и люминесцен- 35

Пример ы 8 — 14. Получение полимеров

МАК с ковалентно присоединенными триптофановыми группами.

В ампулу помещают раствор МТ в 3 мл (3,04 г) свежеперегнанной МАК и добав- 40 ляют раствор 8,85 мг ДИНИЗ в 12 мл метилэтилкетона (в контрольных опытах 9 и

10 вместо МТ берут AT). Ампулу дегазируют, заполняют аргоном, запаивают . Полимеризацию ведут в термостате при 60 С 45 ции растворов модельных сополимеров, полученных в соответствии со способом по изобретению, хорошо согласуются с соответствующими спектрами растворов триптофансодержащих белков и низкомолекулярных модельных соединений.

Пример ы 1 — 7. Получение полимеров

ММА с ковалентно присоединенными триптофановыми группами.

В ампулу помещают раствор МТ в 1,0 мл диметилформамида и добавляют раствор

6,85 мг ДИНИЗ в 4,25 мл (4 r) свежеперегнанного ММА (в контрольных опытах 2 и

3 вместо МТ берут модельное соединение

AT). Ампулу дегазируют, заполняют аргоном и запаивают. Полимеризацию ведут в термостате при 60 С в течение 1,5 ч. По окончании полимер изации полимер осаждают метанолом, сушат, определяют выход.

Очищают полимер от низкомолекулярных триптофансодержащих примесей многократным переосаждением метанолом из раствора в хлороформе или толуоле до постоянного содержания триптофановых групп в полимере. Содержание триптофановых групп в сополимерах определяют методом УФ-спектроскопии. (т1) измеряют в толуоле при 25 С и вычисляют ММ по формуле

И = 0,71 Х 10-4 Х М ".

Данные о количестве триптофансодержащего соединения при сополимеризации, о содержании триптофановых групп в сополимере, (т1) и ММ полученных полимеров приведены в табл. 1. в течение 40 мин. По окончании полимеризации выпавший полимер отфильтровывают, промывают серным эфиром, сушат, определяют выход полимера. Очищают полимер многократным переосаждением эфиром из раствора в метаноле. Содержание триптофановых групп определяют как в примерах 1 — 7. (т1) измеряют в 0,002 н. раствора НС1 при 30 С и вычисляют MM no формуле

810729

Таблица 2

Количество триптофансодержащего соединения в смеси мономеров

Количество триптофансодержащих групп в сополимеКоличество триптофановых, групп на макромолекулу (r) 0,002 н.

НС1, 30 С, дл/г

Триптофансодержащее соединение

Выход полимера, Х

><10

Номер примера пХ100 мол. "6

В мг в мол. я

334

490

0,43

0,39

0,38

0,35

0,45

0,46

34,7

28,8

28,0

23,0

33,8

33,2

34,0

9

11

12

13

14 (0,20 (О, 12

12,0

4,0

0,95 (0,005 (0,003

0,37

0,074

0,017

0,10

0,84

0,20

0,73

0,15

0,035

0,20

88,8

17,8

72,0

14,8

3,2

19,7

d,1- МТ

d,1-МТ

d,1-МТ

l-MT где R=H, СНз, 0,016 — 0,385, т+ п

Формула изобретения

Сн, Сн, СН - С СН2 С

COOR C0

ЪН

НООС- СН-CH

2 .г1Н

Составитель Л. Валуев

Техред Л. Куклина

Редактор Л. Ушакова

Корректор P. Беркович

Заказ 635/2 Изд. № 259 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2

fn)=66X 10 XM"

Данные о количестве триптофансодержащего соединения при сополимеризации, о

Таким образом, сополимеры с ковалентно присоединенными триптофановыми группами можно использовать в качестве модельных соединений для исследования белков люминесцентными методами.

1. Сополимеры с ковалентно присоединенными триптофановыми группами общей формулы содержании триптофановых групп в сополимере. (т1) и ММ полученных полимеров приведены в табл. 2. с молекулярной массой 280000 — 500000, в качестве модельных соединений для иссле10 дования белков люминесцентными методами.

2. Способ получения сополимеров по п.l, заключающийся в радиальной сополимеризации метилметакрилата или метакриловой

15 кислоты с 0,034 — 1,0 мол. /о от мономерной смеси d,l- или 1-У-метакрилоилтриптофана в среде органического растворителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Steiner R. F., Edelhock Н., Chemical

Revue, 1962, 62, 457.

2. Краковяк М. Г., Ануфриева Е. В., Скороходов С. С. Синтез и сополимеризация антраценсодержащих мономеров акрилового ряда. — Высокомолекулярные соединения, 1972, т. 14 А, 1127.