Правая и левая рука Взгляните на свои руки. Одна рука не является зеркальным отражением другой. Если бы они были двумерными, например толщиной в бумажный лист без ладонной и тыльной сторон, тогда их можно было бы совместить вместе и считать идентичными. Причина, по которой в реальности сделать этого невозможно, заключается в том, что руки трехмерные и ассиметричные. Слово хиральный (от греческого «ручной») ввел в обиход в 1904 году лорд Кельвин, профессор естественной философии Универститета г. Глазго, дав ему следующее определение: «Я называю любую геометрическую фигуру, или группу точек, хиральной и говорю о ней, что она обладает хиральностью, если ее зеркальное отражение нельзя совместить с ним самим» Хиральность в биологии и жизни Многие биологические активные молекулы хиральны, включая аминокислоты природного происхождения и сахара. В биосистемах большинство этих веществ имеют одну и ту же хиральность. Большинство аминокислот L, а сахаров – D. Типичные белки природного происхождения, состоящие из L-аминокислот, известны как белки левой формы, а D-аминокислоты составляют белки правой формы. D-форма аминокислот обычно сладкая на вкус, а L-форма обычно вкуса не имеет. L-карвон D-карвон Листья перечной мяты и семена тмина содержат L-карвон и D-карвон соответственно – энантиомеры карвона. Они пахнут по-разному, поскольку обонятельные рецепторы большинства людей также содержат хиральные молекулы, которые ведут себя по-разному в присутствии разных энантиомеров. Распространение электромагнитной волны 1 2 3 Направление распространени я 4 5 1 1 2 Поляризатор 5 3 2 3 4 4 5 Плоско-поляризованный луч света может быть разложен на два луча: лево- и правовращающий Молекула, поворачивающая ось поляризованного света вправо, если смотреть по направлению к источнику света в поляриметре, находится в D-форме, а молекула, поворачивающая ось поляризации в обратную сторону, находится в L-формe (от первых букв латинских слов левый и правый). Взаимодействие линейно поляризованного света с оптически активным веществом Круговой дихроизм 1 5 Оптическое вращение 1 2 3 4 1 2 3 4 1 5 2 1 3 2 θ4 3 5 1 2 3 После прохождения 4 2 3 4 5 4 5 Лeвый 5 Правый Круговой дихроизм, как результат сложения двух волн с разными амплитудами, но равными фазами. Физическая причина - разное поглощение для лево- и правовращающего света. Левый Правый Оптическое вращение, как результат сложения двух волн с одинаковыми амплитудами, но разными фазами. Физическая причина – разные показатели преломления для лево- и правовращающего света Зависимость КД и ОВ от длины волны света Спектры кругового дихроизма белков и полипептидов Спектры кругового дихроизма -спирали (I); слоя (II) и беспорядочной структуры (III), полученные на основании спектров белков с известной трехмерной структурой. бетаструктура клубок спираль Спектр кругового дихроизма миоглобина КД-спектры белков с использованием синхротронного излучения в оптическом диапазоне КД-спектрометры с использованием синхротронного излучения были развиты в начале 1980 г., однако лишь спустя 20 лет были получен первые спектры белков в далекой УФ-области, вплоть до 160 нм Стандартный диапазон КД α-спираль β- структурa Полипролиновая спираль II КД-спектры белков, представляющих три разных типа вторичной структуры: α-спираль (миоглобин; красный), β- структуру (конкавалин A, синий) и полипролиновую спираль, II (type VI коллаген, желтый). Новая SP175 база данных КД-спектры белков, представленных в SP175 базе данных. Спектры в основном α-спиральных белков представлены красным, спектры в основном β-белков – синим, смешанных α/β –зеленым. «Другие» структуры представлены желтым цветом Девять основных типов укладки белковых структур Девять референсных спектров, представляющих соответственно девять основных типов укладки белковых структур (Глобиновый”, “Трилистник”, “Вверх-вниз”, “Греческий ключ”, “- сэндвич”, “Мягкий рулет”, “Двойное крыло”, “- рулет”, “бочка”).