Ph.D. Fulltext - Weizmann Institute of Science

Transcription

Ph.D. Fulltext - Weizmann Institute of Science
‫אינטראקציה בין‬
‫חומצה‬
‫) ‪C DNA‬‬
‫דאוכםיריבונוקלאית‬
‫•)("‬
‫‪.‬ל‪-‬ין‬
‫י‬
‫פולי ‪-4‬וינילפירידין )‪PVP‬‬
‫י‬
‫י‬
‫‪ -‬י‬
‫\‬
‫ולבין‬
‫יוני‬
‫‪4‬‬
‫‪:‬‬
‫ו י ­‬
‫י‬
‫ן ׳‬
‫‪.‬‬
‫מתכות כבדות )‪4‬‬
‫!‬
‫־‬
‫י‬
‫י‪•' .‬י י‬
‫י‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫י‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪.‬‬
‫׳‬
‫‪.‬‬
‫•‬
‫‪V‬‬
‫י‬
‫י‬
‫י‬
‫י‬
‫י‬
‫י‬
‫י‬
‫חבור לשם קבלת התדאר‬
‫דוקסור לפילוסופיה‬
‫פאת‬
‫דיאנה בך‬
‫הוגש למועצה המדעית של מכון ויצמן למדע רחובות‪,‬‬
‫תשכ״ז‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫אינטראקציה בין‬
‫לבין‬
‫חומצה‬
‫פילי ‪1-4‬ינילפירידיך )‪PVP‬‬
‫דאוכםיריבונוקלאית‬
‫ולבין‬
‫יוני‬
‫) ‪( DNA‬‬
‫מתכות כבדות )‪4‬‬
‫חבור לשם קבלת התואר‬
‫דוקטור־ לפילוסופיה‬
‫מאת‬
‫דיאנזז בך‬
‫הוגש למועצה המדעית של מכון ויצמן למדע רחובות‪,‬‬
‫תשכ״ז‬
‫פסי‬
‫מ ע ו נ ת‬
‫‪*<»-®m.‬‬
‫»‬
‫י׳‬
‫»‬
‫*‬
‫*‬
‫ו‬
‫מגקדש לזכר אבני‬
‫עורך הדין אהרון בך ז״ל‪.‬‬
‫עבודהז זו נעשתה בהדרכתו‬
‫של‬
‫דייר ישראל םילר במחלקה לחקר‬
‫פולימרים‪ ,‬במכון ויצמן למדע‪.‬‬
‫רחובות‪.‬‬
‫העבודה נתמכה בחלקה ע״י‬
‫מילגוז של שרותי הבריאות‬
‫הציבוריים של ארצות הברית!‬
‫מם‪,‬‬
‫‪GM-08-519‬‬
‫ובחלקה‪ :‬ע״י מילגה‬
‫על שם‬
‫פרופ' י‪ .‬הירשברג ז״ל‪.‬‬
‫ברצוני להביע את תודתי העמוקה‬
‫לדייר ישראל מילר על ההדרכה‬
‫המסורה והמתמדת ועל העזרה הרבה‬
‫שהגיש לי בעבודתי‪.‬‬
‫כמוכן הנני מודה למר חיים גריאת‬
‫עבור ציור העקומות‬
‫לוםטיג עבור בצוע‬
‫ולמר אריאל‬
‫הנםיונות‬
‫באו לטרהצ נטר י פוגה‪.‬‬
‫תודתי נתונה גם לאנשי‬
‫מחלקת‬
‫אולטרםטרו קטורה ביולוגית‬
‫אשר‬
‫הגישו את עזרתם במיקרוםקופיה‬
‫האלקטרו נ ית‪.‬‬
‫תכד‬
‫העינינים‬
‫עמוד‬
‫הקדמה‬
‫‪1‬‬
‫מסרת העבר דוד‬
‫פרק‬
‫‪ .1‬מבוא וסקר ספרות‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪(2‬‬
‫אינטראקציה בין‬
‫‪4‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪7‬‬
‫‪ DNA‬לבין חלבוניס‪ ,‬פוליפפסידים‬
‫ופוליאלקטרוליטים בסיסיים‪.‬‬
‫‪(3‬‬
‫אינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבי ן חומרים מרנומרים )לא מתכתיים(‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫א( אינטראקציה עם חומרי צבע‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫ב( אינטראקציה עם פחמימנים ארומטים פוליציקלים‪,‬‬
‫‪11‬‬
‫ג( אינטראקציה עם פורינים‪ ,‬פירימידינים‪,‬‬
‫‪12‬‬
‫נוקלאוםידים ונוקלאוטידים‪.‬‬
‫ד( אינטראקציה עם חומרי רפואה שונים‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫ה( אינטראקציה עם אמינים‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫‪(4‬‬
‫אינטראקציה בין ‪ DNA‬לבין יונים מתכתיים‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫‪(5‬‬
‫חקירת האינטראקציה בין פולימרים לבין יונים מתכתיים‬
‫‪23‬‬
‫בשיטה הפולרוגרפית‪.‬‬
‫פרק‬
‫‪26‬‬
‫‪ . 11‬חקיק הנםיוני‪.‬‬
‫‪ (1‬חומרים ושיטות העבודה‪.‬‬
‫‪ (2‬קביעת קבועי הקישור של נחשת וקדמיום ל‪-‬‬
‫‪26‬‬
‫‪DNA 33‬‬
‫בשיטה הפולרוגרפית‪.‬‬
‫‪ (3‬קביעת הקישור‬
‫הפולרוגרפית‪.‬‬
‫^םפוליויניל פירידין בשיטה‬
‫‪38‬‬
‫עמוד‬
‫פרק‬
‫תוצאות ו ד י ו ן‬
‫‪.111‬‬
‫‪40‬‬
‫‪40‬‬
‫‪ (1‬תכונוח החומרים הטהורים‪.‬‬
‫א( טיטרציה םפקטרופוטומטרית של‬
‫‪.‬‬
‫‪40‬‬
‫‪.‬‬
‫‪41‬‬
‫‪PVP-4‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪45‬‬
‫‪ (2‬תכונות אופטיות של האינטראקטים‪.‬‬
‫א( מדידות תלות הספקטרום ותלות עוצמת הבליעה‬
‫‪45‬‬
‫ברכוז המרכיבים‪.‬‬
‫‪55‬‬
‫ב( עקומות התוך‪.‬‬
‫‪ (3‬הידרוליזה אנזימטית‪.‬‬
‫‪68‬‬
‫‪ (4‬תכונות הידרודינמיות של האינטראקטים‪.‬‬
‫‪72‬‬
‫‪72‬‬
‫א( צפיגות‪.‬‬
‫ב( םדימנטציה‪.‬‬
‫ן‬
‫‪76‬‬
‫י‬
‫ג( הפרדה על ידי צנטריפוגציה במהיריות גדולות‪.‬‬
‫\ ד ( צנטריפוגציה בגראדינט צפיפות‪.‬‬
‫‪81‬‬
‫‪ (5‬צילום במיקרוסקופ האלקטרוני‪.‬‬
‫‪91‬‬
‫ישור של יונים מתכתיים ל‪-‬‬
‫‪ (7‬קביעת הקישור‬
‫דיון‬
‫‪DNA - P V P‬‬
‫כללי‪.‬‬
‫‪79‬‬
‫‪83‬‬
‫‪.‬‬
‫בפולרוגרפיה‪.‬‬
‫‪CNA‬‬
‫‪106‬‬
‫‪111‬‬
‫תקציר‪.‬‬
‫‪116‬‬
‫ספרות‪,‬‬
‫‪118‬‬
‫תקציר אנגלי‪.‬‬
‫תרגום תכן הענינים‪.‬‬
‫‪I‬‬
‫ה ק ד מ ה‬
‫מ ס ר ת‬
‫ה ע ב ו ד ה‬
‫מתוך מחקר האינטראקציה של פוליו ינ ילפירידי ן‬
‫)‪ (PVP‬ו־‬
‫'‪DNA‬‬
‫ניתן ללמד על האינטראקציה בין חומצות גרעיניות לבין פוליבםיסים‪ .‬האינטר­‬
‫אקציות ן מסוג זה הנן בעלות תשיבות ראשונית במערכות ביולוגיות כגון‬
‫נוקלאופרוטאינים‪.‬‬
‫הודות למבנה הדומה של הקבוצות הפירידיניות לפירימידינים ניתן‬
‫ד פן האינטראקציה‬
‫מולקולת‬
‫ש‬
‫ל‬
‫‪P V P N A 0‬‬
‫עם‬
‫על האינטראקציות הספציפיות בתוך‬
‫‪ DNA‬עצמה‪.‬‬
‫‪ PVP‬בהיותו פוליאלקטרוליט נושא שייר אורגני גדול יכול להשפיע‬
‫בשני אופנים מנוגדים על המבנה המשני של ה‪-‬‬
‫‪ . DNA‬השייר האורגני יכול לגרם‬
‫להורדת היציבות של צורת ההליכם ביחס ליציבות צורת הפקעת‪ ,‬עקב הזיקה ההידרו‬
‫פובית הגדולה יותר לצורה הבלתי מסודרת של ה‪-‬‬
‫‪ ,DNA‬ולגרם על ידי כך‬
‫להתרופפות נוספת של הקשרים‪.‬‬
‫מצד השני למטען‪ ,‬שעל פני ה‪ PVP -‬אפקט מיצב של צורת ההליכס הודות‬
‫להקטנת הדחיה בין המטענים של ה‪. DNA -‬‬
‫י^\?איננו מםיס במים ב‪ pH -‬נוטרלי‪ ,‬כדי להפיסו נעשתה קווטרניזצ‬
‫של אטומי החנקן שלו‪ .‬ע״י קווטרניזציה נתקבל פוליבםיס טעון חיובית גם ב‪^-‬ת‬
‫נוטרלי וצפיפות מטענו נקבעת על ידי שינוי דרגת הקווטרניזציה‪ .‬במקרים אלה‬
‫אפשר היה להכניס לתפיסה גם שייר בלתי טעון הודות לקישורו עם שיירים טעונים‬
‫כדי להכניס! לתפיסה שיירים פירידינים‪ ,‬כשהם אינם קשורים לשיירים‬
‫טעונים חיובית הופנו קופוליפרים של ויניל פירידין וחופצה פתאקרילית‪p H ^ .‬‬
‫‪-‬‬
‫‪2‬‬
‫‪-‬‬
‫נוטרלי קופוליפרים אלה טעונים מטען שלילי‪.‬‬
‫לא הצלחנו להכין קופולימרים מסיסים בלתי טעונים של וינילפירידין‬
‫כהל וינילי‪.‬‬
‫עם‬
‫האינטראקציה בין‬
‫‪ PVP‬ובין הבסיסים של ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫צריכה להתבטא‬
‫בשינוי בספקטרום של האינטראקטים‪ .‬על מנת לגלות מצבים אנרגםים חדש‪.‬ים אלה‬
‫נבדקו הםפקטרה של האינטראקטים אשר הוכנו מ‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ופ‪-‬‬
‫‪ PVP‬בתנאים וביחסי‬
‫רכוזים שונים‪.‬‬
‫השפעת‬
‫‪ PVP‬בתור חומר מיצב התבטאה בעקומות ההיתוך של‬
‫האינטראקציה‪ .‬נמצאה ההשפעה של ה‪PVP -‬‬
‫^סאחרי‬
‫הן על האיזורים המכוסים במולקולות‬
‫ה־־ ‪ DNA‬והן על האיזורים המגולים‪ .‬מגודל האפקט ההיפרכרומי באיזורים המגולים‬
‫נתקבלה סטיכיומטרית הקישור‪.‬‬
‫על מידת הכיסוי של ‪ PVP-3 DNA‬ויתסי הקישור ניתן גם ללמד מהפעלת‬
‫אנזימים על האינטראקטים‪ ,‬לכן על האינטראקטים הופעל האנזים‬
‫‪I‬‬
‫‪deoxyribonuclease‬‬
‫אשר מפרק‬
‫‪ DNA‬באיזורים בלתי מכוסים‪.‬‬
‫האינטראקציה גרמה לשינוי מבנה של מולקולות‬
‫‪ , DNA‬כגון‪ :‬קיפול ‪,‬‬
‫שבירת הקשרים‪ ,‬אגרגציה ועל כך למדנו מחקירת התכונות ההידרודינמיות‬
‫והסתכלות באינטראקטים בעזרת המיקרוסקופ האלקטרוני‪.‬‬
‫בחלק השני של העבודה נבדקה האינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבין יונים‬
‫מתכתיים דו‪-‬ערכיים ‪ :‬נחשת‪ ,‬קדמיום‪,‬‬
‫למתקר זה היו כמה מטרות ‪ :‬אחת מהן לקבע קבועי הקישור של מתכות הכבדות‬
‫ל‪-‬‬
‫‪ . DNA‬לידיעת הקבועים האלה חשיבות גדולה‪ ,‬כי ידועה ההשפעה הגדולה של‬
‫יונים מתכתיים דו־־ערביים ורב־ערכיים על יציבות המבנה המשני של‬
‫ה‬
‫_ ‪, DNA‬‬
‫ידיעת הקבועים הנ״ל מאפשרת לחקר את חזק הקשרים בין השיירים‬
‫הבסיסיים ו? י ן•‪DNAn‬־‪ ,7‬מנםיונות התחרות על מקומות הקישור על פני המקרו‪- -‬‬
‫פולקולה״ביןן יוני המתכות׳ וב‪:‬יןן הזפוליבסיםים כגוןןי^ג? ‪ .‬כפו כן נסיונות‬
‫־ ‪- 3‬‬
‫הקישור של יונים מתכתיים ל‪ DNA -‬בנוכחות‬
‫על השפעת הפוטנציאל האלקטרוםטטי של‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ PVP‬נותנים אינפורמציה נוספת‬
‫על האינטראקציה‪ ,‬השפעת המטען‬
‫והשפעות הגומלין בין החלקים המכוסים והבלתי מכוסים‬
‫ב‪ DNA -‬אחרי האינטר‬
‫אקציה‪ .‬תוצאות נסיוניות אלה הושוו עם התוצאות אשר התקבלו בחלק הראשון‬
‫של העבודה זו‪.‬‬
‫־ ‪ 4‬־‬
‫מ ב ו א‪ .-‬ו סי ק• ר‬
‫‪ (1‬סקירה כללית על‬
‫ספרות‪.‬‬
‫‪DNA‬‬
‫חומר המכיל חומצות גרעיניות הופרד לראשונה פתומרי התא ליי‬
‫‪1‬‬
‫•‪ *•Wescher‬ב‪.1869-‬‬
‫כבר בסוף המאה ה־‪ 19‬היה ידוע שחומצות הגרעיניות מכילות חומצה‬
‫)‪(2‬‬
‫זדחתית‪ ,‬כםיםים פוריניים ופיריסידיניים׳ • בתתילת המאה הנוכתית הפרידו‬
‫‪x‬‬
‫)‪ (RNA‬משמרים והחומצה הדיאוכםי‪-‬י •‬
‫לראשונה את החומצה הריבונוקלאית‬
‫)‪(2‬‬
‫•‬
‫ריבוניקלאיוה)‪ (DNA‬מתימוס של עגלי׳‬
‫אולם עיקר מתקרן התתיל בתום מלתמת העולם השניה עם גילוי‬
‫טכניקות חדשות של הפרדה‪ ,‬אשר מנעו דגרדציה ודנסורציה ועם הכרת תפקיד‬
‫חומצות הגרעיניות בתהליכי החיים‪.‬‬
‫היום ידוע‪ ,‬שחומצות הגרעיניות הן פולימרים גבה מולקולרים‬
‫הבנויים מיחידות מונומריות המכילות בסים תנקני )פוריני או פירימידיני(‪,‬‬
‫סוכר )ב‪DNA-‬‬
‫דאוכסיריבוזו( והופצה זרתתית‪ .‬בתוך התאים חומצות הגרעיניות‬
‫קשורות לחלבונים בסיסיים )פרוטמינים •והיסטונים(‪.‬‬
‫מודל למבנה של חומצות הגרעיניות הוצע לראשונה ע״י‬
‫‪'Simms‬‬
‫‪Levene‬‬
‫‪ ,and‬הם טענו‪ ,‬שהשלד בנוי מאסטרים של חומצה זרתתית וסוכר‬
‫והבסיסים קשורים מבפנים לסוברים‪ .‬מחקר חומצות הגרעיניות צעד צעד גדול‬
‫קדימה עם גילוי המבנה המשני של‬
‫והוכחתו בקרני ‪ x‬על ידי‬
‫‪ DNA‬של ידי‬
‫‪^Watson and Crick‬‬
‫‪ . ^ W i l k i n s et al.‬הם הוכיחו‪ ,‬שמולקולת ה‪-‬‬
‫בצורתה הטבעית בנויה משני הליכסים אנטי‪-‬מקבילים הקשורים ביניהם על ידי‬
‫קשרי המימן בין הבסיסים המשלימים‪.‬‬
‫היום רוב הפתקרים של‬
‫‪ DNA‬פתרכזים בכפה שטחים ‪:‬‬
‫‪DNA‬‬
‫־ ‪ 5‬־‬
‫)א( קביעת סדר הבסיסים בשרשרת הפולינ וקליאוטידית והשפעתו של סדר זה על‬
‫העברת האינפורמציה הגנטית־‬
‫מעבירה את "ההודעה" הגנטית ל‪-‬‬
‫ידוע ש‪DNA -‬‬
‫משתתפת ישירות בסינטזת אנזימים ותלבונים אחרים )‪ 2‬עמ<>‬
‫‪RNA‬‬
‫‪•(321‬‬
‫‪ ,‬אשר‬
‫תוכן‬
‫"ההודעה" נקבע על ידי סדר מסוים של הבסיסים בתוך השרשרת הפולינוקלאו‪-‬‬
‫•סידיח־‬
‫‪ DNA‬עם חלבון בתאים ומידת הקישור שלו עם‬
‫)ב( תקירת אופי הקישור של‬
‫תומרי צבע שונים‪ ,‬היכולים לשמש מודלים ומתחרים למבנה של ה‪-‬‬
‫‪. DNA‬‬
‫בנושאים אלה נעשו מחקרים רבים מאד ובהן נדון בהמשך הדברים‪.‬‬
‫מחקר האינטראקציה של‬
‫ש‪-‬‬
‫עם‬
‫‪DNA‬‬
‫‪PVP‬‬
‫מהווה הלק ממחקרים אלה הודות לכך‬
‫‪ PVP‬הוא פוליבםים ויחד עם זה ישנו דמיון מבנה בינו ובין מולקולות‬
‫חומרי הצבע‪.‬‬
‫)ג( חקירת הכוחות המשפיעים על מבנה ההליכס הכפול‪ .‬מאחר‪ ,‬שחומצות הגרעי­‬
‫ניות הן פוליאלקטרוליטים‪ ,‬תשובות מאד האינטראקציות האלקסרוםטטיות הן‬
‫בתוך ההליכם עצמו‪ ,‬והן עם יונים נגדיים‪.‬‬
‫היא פוליאניון אשר מטעניו השליליים נמצאים על פני‬
‫‪DNA‬‬
‫הקבוצות הזרחתיות הקבוצות הזרחתיות וכן המטענים מסודרים על פני המעטפת‬
‫‪0‬‬
‫הגלילית של ה‪-‬‬
‫הטבעית בצורה הליכםיח כפולה כאשר המרחקים בין‬
‫‪DNA‬‬
‫‪o‬‬
‫המטענים לאורך ההליכם הם‬
‫‪ \A6.8‬׳׳ ובין המטענים הקרובים על שתי השרשרות של‬
‫‪0‬‬
‫ההליכם הכפול הם‬
‫‪12A‬‬
‫‪o‬‬
‫ו‪-‬‬
‫‪» 14A‬‬
‫צפיפות הגבוהה של מטען השלילי של‬
‫‪DNA‬‬
‫גורמת לשדה חשמלי חזק‬
‫על פני המולקולה‪ .‬השדה החשמלי החזק מושך יונים נגדיים‪ ,‬אשר ניקשרים‬
‫למקרומולקולה־ על ידי כך יורד המטען השלילי האפקטיבי ויורדת אקטיביות היונים‬
‫הנגדיים נחפיסה^''^‪ ,‬ברכוזי מלח מעל‬
‫‪N^"10‬‬
‫כותות הדתיה מאוזנים על ידי‬
‫־ ‪5‬א ־‬
‫כוחות המיצבים אח ההליכס והמבנה הטבעי נשמר‪ .‬לעומת זה ברכוזי מלח נמוכים‬
‫הדחיה האלקטרוםטטית מתגברת‪ ,‬גדל המרחק בין שניי המטענים השלילייים תוך פתיחת‬
‫ההליכם הכפול^^‪ .‬על כל ארבע נוקלאוטידים יש בממצע שלש קבוצות אמיניות‬
‫‪pK‬‬
‫בסביבות ‪ 4‬ושתי קבוצות‬
‫‪0‬‬
‫בעלות‬
‫‪1‬‬
‫‪H‬‬
‫‪1‬‬
‫‪•pK‬‬
‫לכן ‪.‬כאשר מעלים‬
‫‪ pH‬מעבר ל־־‪ 9‬מתחילה דנטורציה עקב הגדלת צפיפות המטען השלילים‬
‫את ה‪-‬‬
‫כאשר מורידים את ה‪ pH -‬מתחת ליי‪,5‬מתחילות הקבוצות האמיניות לקבל מסען‬
‫‪o‬‬
‫חיובי‪ .‬הקבוצות האמיניות נמצאות בפנים ההליכס והמרחק ביניהם הוא קטן )‪A3‬׳׳‪, (v‬‬
‫לכן עקב הפרוטונציה מתגברת הדחיה האלקטרוםטטית ביניהם הגורמת לשבירת קשרי‬
‫המימן ופתיחת ההליכם הכפול למרות הורדת צפיפות‪.‬המטען השליילית‪.‬הכללית •‬
‫כאשר מחממים‬
‫הפלח בתפיסה קורת‬
‫‪ DNA‬פעל טמפרטורה מסוימת הנקבעת על ידי רכוז‬
‫שבירת קשרי הפימן‪ ,‬איבוד המבנה ההליכםי וקפול תוך קבלת‬
‫פקעת אקרעית‪ .‬בצורתה הלא טבעית של‬
‫השדה החשפלי קטנים יותר פאשר ב‪-‬‬
‫ליות האלקטרופורטית ואקטיביות‬
‫צפיפות המטען השלילי השטחי ועוצפת‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ DNA‬טבעית‪ ,‬כפי שפתברר פמדידות המובי­‬
‫י ו ‪ 3‬י‬
‫נ ת ר‬
‫ן‬
‫) ‪ , ( ^ 5 ) » ( 1 1 3‬המוביליות אלקטרו‪-‬‬
‫פורטית יורדת בהשואה למוביליות אלקםרופורטית של‬
‫יוני‬
‫‪+‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪DNA‬‬
‫טבעית ואקטיביות‬
‫עולה‪.‬‬
‫לפרות הקטנת אורך המולקולה עקב דנטורציה מתקבלת הקטנת צפיפות‬
‫פטענה‪ .‬ההקטנה הזו פקודה בהפרדה בין הםטענים שעל גבי שתי השרשרות של‬
‫ההליכם הכפול וכן באפשרות של הגדלת הפרחק בגלל דחיה אלקטרוסטטית בין שני‬
‫מטענים עוקבים על גבי אותה השרשרת‪ .‬הפקעת הפתקבלת היא "שטופה" וצפיפות‬
‫המטען האפקטיבית נקבעת ע״י התחלקותו לאורך השרשרת בכל נ?!ת הפקעת‪.‬‬
‫מתקר של אינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבין יונים מתכתיים חשוב מאד‬
‫לחקירת האינטראקציות בתוך ההליכם‪ .‬בחקירת אינטראקציות אלו צריכים לעבוד‬
‫ברכוזי מלח נמוכים‪ ,‬על מנת למנע מםוך הזרחנים‪ .‬באינטראקציות בין‬
‫‪DNA‬‬
‫־ ‪6‬־‬
‫לבין יונים מתכתיים נדון בהמשך‪ .‬בנוסף לכוחות האלקטרוםסטים פועלים בוזוך‬
‫ההליכם כוחות אתרים‪.‬‬
‫הכוחות המיצבים את ההליכס הם קשרי המימן בין הבסיסים המתאימים‪,‬‬
‫והכוחות ההידרופובים‪.‬‬
‫)‪(7‬‬
‫קיום קשרי הםימן הוכח בסיטרציות פוסנציומטריות׳י ‪ ,‬היום ידוע‪,‬‬
‫שלא רק קשרי המימן אחראיים ליציבות ההליכס‪ ,‬נוסף לכם פועלים כוחות הידרו‪-‬‬
‫פובים )כוחות ון דר וולס‪ ,‬אינטראקציות אלקטרוני זן(‪ .‬הוכחה לקיום כוחות‬
‫הידרופובים היא האפשרות לדנטורציה הפיכה של‬
‫‪DNA‬‬
‫על ידי ממיסים אורגנים‪,‬‬
‫אשר אינם שוברים קשרי המימן‪ ,‬אבל משפיעים על הקשרים ההידרופובים ועל‬
‫שכבת המים סביב ה־‬
‫‪8‬‬
‫^‪ .^^DNA‬אינטראקציה בין‬
‫‪DNA‬‬
‫ו‪-‬‬
‫‪ PVP‬יכולה לשמש‬
‫מודל לתקירת האינטראקציות ההידרופוביות‪ ,‬אשר בתוך מולקולת ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪.‬‬
‫־‪ 7‬־‬
‫‪(2‬‬
‫אינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבין חלבונים‪ ,‬פוליפפסידים ופוליאלקטרוליטים‬
‫בסיסיים‪.‬‬
‫עוד ב‪ ^ G r e e n s t e i n and Hoyer ^ 1950-‬מצאו‪ ,‬ש‪-‬‬
‫‪D N A‬‬
‫‪10‬‬
‫מונעת‬
‫קואגולציה תרמית של סרום אלבומין‪ .‬הם הסיקו טכך‪ ,‬שהקואגולציה נמנעת‬
‫בגלל יצירת קומפלכס בין שני המרכיבים וכי הקומפלבם איננו קשור על ידי‬
‫כוחות אלקטרוסטטים בלבד‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪°‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫• ‪ ^ G o l d w a s s e r andPutnam‬הוכיחו קיוטו של הקומפלכס זה‬
‫באלקטרופורזה‪.‬‬
‫)‪(12‬‬
‫מאותר יותר‬
‫‪Geiduschek and‬‬
‫‪- Doty‬‬
‫אלבומין של בקר לבין‬
‫חקרו את האינטראקציה בין סרום‬
‫‪ DNA‬בטמפרטורת החדר בשיטת פיזור האור‪ .‬כאשר שני‬
‫המרכיבים טעונים במטען בעל אותו סימן לא היתה כל אינטראקציה‪ ,‬ואילו‬
‫ב‬
‫־‪pH*•5»5‬‬
‫נמצאה אינטראקציה תלשה מאד‪ .‬קישור תלש זה איננו מספיק‬
‫להסביר את מניעת שקוע החלבון‬
‫ע‬
‫ל »־י‬
‫ד‬
‫‪ - DNA‬ומכאן הסיקו‪ ,‬שעקב דנטורציה‬
‫של ‪ DNA‬נוצר קישור הזק יותר‪ ,‬והוא שמונע את שקוע החלבון‪.‬‬
‫)‪(13‬‬
‫‪Zubay and Doty‬‬
‫הבתה זו הוכחה על ידי‬
‫באולטרצנטריפוגה אחרי חימום של תערבת‬
‫כל הנםיונות האלה נעשו בתנאי‬
‫אשר קבלו מרכיב אחד בלבד‬
‫‪ DNA‬ומרום אלבומין‪.‬‬
‫‪ pH‬אשר בהם לשני המרכיבים מטען שווה סימן‬
‫לכן יש להבחין בין קומפלכםים אלה לבין אותם קוטפלכםים‪ ,‬שנוצרים בין ‪DNA‬‬
‫טבעית‪ .‬וחלבון טבעי בתנאי ‪,, pH‬אשר בהם לשני המרכיבים מטענים הפוכים‪.‬‬
‫לקופפלכםים אלה חשיבות ראשונית‪ ,‬כי הם מהווים מודל לקישור‬
‫ש‬
‫ל ‪ DNA‬בתא החי‪.‬‬
‫קומפלכםים מסוג זה נחקרו כבר מתחילת שנות החמישים על ידי‬
‫־‬
‫‪4‬‬
‫‪1‬‬
‫‪14‬‬
‫* ‪ ^Alexander .‬ו־ * • •‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫•‬
‫‪,‬‬
‫‪ ^ S t e i n e r‬הכין קומפלכםים של ‪DNA‬‬
‫עם פרוטמין ביחסים שונים וברכוזי מלח שונים‪ .‬הוא מצא‪ ,‬שברכוזי מלח גבוהים‬
‫הקומפלכם מתפרק למרכיביו‪ ,‬ומכאן מתבקשת המסקנה שעיקר הקיטור הוא קישור‬
‫־ ‪ 8‬־‬
‫אלקטרוםטטי•‬
‫יש‬
‫מטען‬
‫על‬
‫תופשי‬
‫ידי‬
‫צביעה‬
‫התלוי‬
‫במרכיב‬
‫אינטראקציה‬
‫אמין‬
‫)פוליויניל‬
‫בצבעים‬
‫בסיסיים‬
‫שהיה‬
‫בין‬
‫הומציים‬
‫מצא‪,‬‬
‫בעודף‪.‬‬
‫^ ס ל ב י ן‬
‫ופוליליזין(‬
‫או‬
‫הוא‬
‫שלקומפלכס‬
‫היםטון‬
‫נחקרה‬
‫ובין‬
‫סינטטים‬
‫פוליאלקטרוליטים‬
‫‪^ ^Crompton e t a l .‬‬
‫על‪-‬יזיי‬
‫) ‪( 1 7‬‬
‫‪'Spitnik e t a l .‬‬
‫נחקרה‬
‫במיצוי‪,‬‬
‫או‬
‫אינטראקציה‬
‫ופוליויניל‬
‫שאם‬
‫נמצא‪,‬‬
‫•י‬
‫שנכנסים‬
‫בין‬
‫א מ י ן ( אשר‬
‫מ ע ל י ם את‬
‫נמוכים‬
‫מ א ד של‬
‫גבוהים‬
‫הקומפלכס‬
‫אלקטרוסטטים‬
‫לקבע‬
‫מטרת מחקרם ה י ת ה‬
‫!?יםטובים י !‪.‬‬
‫אחראיות‬
‫על מנת‬
‫המרכיבים‬
‫שוקע‬
‫חשובים‬
‫כאן‬
‫שימשו‬
‫רכוז‬
‫תחילה‬
‫התכונות‬
‫האופיניים‬
‫קומפלכסים‬
‫ואח״כ‬
‫לחלבון‬
‫מסיסים‬
‫מתפרק‬
‫באינטראקציות‬
‫ה מ ס י ס ו ת של‬
‫במים‪.‬‬
‫למרכיבים‪.‬‬
‫לשם‬
‫היםטונים‪.‬‬
‫הקומפלכם‪.‬‬
‫לעומת‬
‫מכאן‬
‫זה‬
‫הסיקו‪,‬‬
‫אלו‪.‬‬
‫‪16‬‬
‫על‬
‫ראשונה‬
‫אשר בה ש מ ו‬
‫‪DNA‬‬
‫מלח‬
‫שכוחות‪:‬‬
‫‪/‬‬
‫‪1‬‬
‫לב‬
‫ברכוזים‬
‫ברכוזי‬
‫ל מ ע ש ה ע ב ו ד ת ם של ‪ P r o m p t o n et al .‬ו ־ ‪^ S p i t n i k et al .‬‬
‫לשמירת‬
‫כך‬
‫)פוליליזין‬
‫עם‬
‫‪DNA‬‬
‫הקומפלכם‬
‫עצמו‪.‬‬
‫בסיסיים‬
‫ל א י נ ט ר א ק צ י ה של‬
‫יורדת‬
‫ל פ ר ק צ י ו נ צ י ה של‬
‫ה ח ש מ ל י ו ת של‬
‫פוליאלקטרוליטים‬
‫המרכיבים‬
‫קבלו‬
‫טובים‬
‫גורמים‬
‫מודלים‬
‫שני‬
‫מאד‬
‫ל ב ר ר אם‬
‫לבין‬
‫‪DNA‬‬
‫תנאים‬
‫ביותר‬
‫נוקל**ו‪-‬‬
‫נשמר‬
‫ה ת נ א י ם בהם‬
‫המבנה‬
‫היא‪ ,‬ע ב ו ד ה‬
‫ה מ ש נ י של‬
‫)‪(18‬‬
‫ה‪-‬‬
‫בנו‬
‫‪Feughelman et a l . DNA‬‬
‫‪o^^.DNA‬‬
‫;‬
‫שקבוצות‬
‫ב ס י ס י ו ת של‬
‫מנטרלות‬
‫אותן‪.‬‬
‫של‬
‫סוס‪,‬‬
‫עוצמה‬
‫תלות‬
‫זו‬
‫בין‬
‫‪.DNA‬‬
‫‪19‬‬
‫מצא‬
‫יונית‪,‬‬
‫ופועלת‬
‫של‬
‫הוא‬
‫ב‪-‬‬
‫מ ו ד ל של‬
‫נוקלאופרוטמין‬
‫מפוליארגינין‬
‫^‪^Sokol‬‬
‫ח ק ר את‬
‫שהאינטראקציה‬
‫יחם‬
‫‪pH‬‬
‫שרשרות‬
‫צדדיות‬
‫המרכיבים‬
‫ובעוצמה‬
‫השיירים‬
‫נמצאות‬
‫ורכוזם‬
‫ה ח י ו ב י י ם של‬
‫קרוב‬
‫האינטראקציה‬
‫מושפעת‬
‫היונית‬
‫בצורה‬
‫מאד‬
‫מן‬
‫לקבוצות‬
‫בין‬
‫‪DNA‬‬
‫הגורמים‬
‫זרתניות‬
‫לבין‬
‫הבאים‬
‫םרום‬
‫‪:‬‬
‫כזו‪,‬‬
‫ובחלקן‬
‫אלבומין‬
‫מה‪-‬‬
‫‪, pH‬‬
‫הכללי‪.‬‬
‫מראה‪,‬‬
‫םרום‬
‫שהאינטראקציה‬
‫אלבומין‬
‫של‬
‫היא‬
‫סוס‬
‫אלקטרוםטטית‬
‫ובין‬
‫הקבוצות‬
‫בעיקרה‪,‬‬
‫הזרחניות‪:‬‬
‫־ ‪ 9‬־‬
‫מתחילת שנות הששים נעשו כמה מחקרים מענינים על האינסראקציה‬
‫ב‬
‫ין‬
‫‪A‬‬
‫‪DN‬‬
‫‪20‬‬
‫לבין היםטונים‪ ,‬פרוטמינים ופוליליזין‪ ^ H u a n g et al^ . ,‬מצאו‬
‫שאינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבין היםטון גורמת לעלית קבוע הסדימנטציה‬
‫ולעליה טמפרטורת ההתוך‬
‫ש‬
‫ל‬
‫ה‬
‫_ ‪DNA‬‬
‫שגלזזז‪.‬‬
‫)‪(21‬‬
‫‪Akinrimisi et a l .‬‬
‫עקבו אחרי אינטראקציה בין‬
‫פוליליזין ובין פרוטמין‪ .‬ברכוזי מלח נמוכים עד‬
‫נטיה להתקשר יותר עם ^סטבעיוז מאשר עם‬
‫גבוהים )אפילו‬
‫‪(1‬‬
‫‪DNA‬‬
‫לבין‬
‫‪ 0.2M‬לכל הפוליבסיסים‬
‫^םקגקןבדה דנטורציה‪ .‬ברכוזי מלח‬
‫‪ M‬א י ן התפרקות שלמה של הקומפלכס ‪ -‬מה שמעיד על קישור‬
‫ספציפי ואלקטרוםטטי גם יחד‪ .‬נטיה קטנה יותר ל‪-‬‬
‫‪ DNA‬שעבדה דנטורציה‬
‫הוסברה על ידי הקטנת המטען עקב הקיפול ועקב איבוד צורת ההליכם‪.‬‬
‫השפעתה של אינטראקציה עם פוליליזין על יציבות המבנה המשני של‬
‫)‪(22‬‬
‫•‬
‫‪Tsuboi et al.‬‬
‫ה‪ DNA -‬והיחס הסטיכיומטרי של המרכיבים נחקרה ‪::‬על י י זדי‬
‫‪ - DNA‬פוליליזין שני מעברים בזמן חמום ‪ :‬ראשון בו ־‪.‬‬
‫הם מצאו בתמיסות‬
‫ניתכת ‪-,‬־‪n‬־<‪ DNA-‬החופשית‪ ,‬ושני‪ ,‬יותר גבוה‪ ,‬של הקופפלכם‪ .‬שתי הטמפרטורות‬
‫האלו בלתי תלויות ברכוז של פוליליזין המוסף‪ ,‬אבל עם הגדלת רכוזן יורד‬
‫האפקט ההיפרכרומי במעבר הראשון ועולה בהתאם ב ש נ י ‪ .‬מן האפקט ההיפרברומי‬
‫במעבר ראשון נמצאה םטיכיומטרית הקישור ‪ -‬היחס של ליזין ל‪ DNA -‬הוא ‪ 1‬ג ‪• 1‬‬
‫‪ 10 -‬־‬
‫אינטראקציה בין )‪ DNA 3‬לבין חומרים מונומרים )לא מתכתיים(*‬
‫)א(‬
‫אינטראקציה עם חומרי צבע‬
‫‪^N(CH ).‬‬
‫‪(CH ) .‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪orange‬‬
‫קישור של חומרי צבע בסיסיים ל‪-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪Acridine‬‬
‫‪ DNA‬נחקר רבות‪ .‬למחקרים אלה‬
‫חשיבות בגלל שימוש בצבעים לזיהוי חומצות הגרעיניות בתאים ובגלל האפקט‬
‫)‪(25‬‬
‫המוטגני של אקרידינים מסוימים׳^‬
‫‪.‬‬
‫התכונות האופטיות של תמיסות מרוכזות של חומרי הצבע אינן מתוארות‬
‫ע״י חוק באר‪ .‬תופעה זו נובעת מאגרגציה על ידי‬
‫ארומטיות‬
‫‪ stacking‬של מולקולות‬
‫פלנריות‪ ,‬אחת מעל השניה ואינטראקציה מערכות אלקטרוני‬
‫זז‬
‫והיא‬
‫מתבטאת בשינוי בעוצמת הבליעה באיזור הנראה‪.‬‬
‫)‪(24‬‬
‫תופעות דומות מתקבלות בתמיסות מהולות בגלל אינטראקציה עם‬
‫האינטראקציה עם‬
‫‪DNA‬‬
‫״‬
‫‪ DNA‬נבדקה ב‪ , pH -‬אשר בהם החנקנים של תומר הצבע נושאים‬
‫מטען חיובי‪.‬‬
‫נמצא שהגורמים הבאים משפיעים על האינטראקציה של‬
‫‪2‬‬
‫הצבע ‪ :‬העוצמה ה י ו נ י ת ^ ‪ /‬מבנה משני של ה‪DNA -‬‬
‫כמו כן נמצא שאקרידין אורנגי מיצב את ה־ ‪DNA‬‬
‫‪ DNA‬עם חומרי‬
‫והרכב הבסיסיט^^;‬
‫‪28‬‬
‫מפני דנטורציה תרפית^ ^‪.‬‬
‫־ ‪ 11‬־‬
‫‪24‬‬
‫^‪Wolf‬‬
‫‪ ^ B r a d l e y and‬בהסתמך על בחונים ספקטרלים הציעו םודל‬
‫שבו הצבע ניקשר על פני מולקולות ‪ DNA‬בקשרים אלקטרוסטטים ונוסף לכך בעודף‬
‫של צבע המולקולות הסמוכות מגיבות ביניהן על ידי‬
‫‪29‬‬
‫‪et al^ .‬‬
‫‪.stacking‬‬
‫‪ ^ B o y l e‬מצאו‪ ,‬שאקרידין אורנג^ נותן שני קומפלכסים עם‬
‫‪(23).‬‬
‫קיומם תלוי ביתסי רכוז־ של ‪ DNA‬לרכוז תומר הצבע‪.‬‬
‫‪Lerman‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪-‬‬
‫מצא‪ ,‬שאינ­‬
‫טראקציה בין אקרידין אורנג* ובין ‪ DNA‬מלווה בהגדלת הצמיגות והקטנת מקדם‬
‫הםדימנטציה‪ .‬הוא הסיק‪ ,‬שאקרידין אורנג* ניקשר ל‪ DNA -‬על ידי‬
‫‪intercalation‬‬
‫בין זוגות הבסיסים תוך סיבוב קטן של ההליכס הכפול‪ .‬החדירה מתאפשרת הודות‬
‫לדימיון בשטחים של אקרידין אורנג'‪ ,‬פורינים ופירימידינים ומישוריות המולקולה‪.‬‬
‫‪(23).‬‬
‫באינטראקציה זו פועלים בעיקר כוחות ון דר וולס‪ .‬לפי טענותיו של‬
‫‪Lerman‬‬
‫הקומפלכס הראשון אשר בו אקרידין אורנג' ניקשר חזק יותר נוצר על ידי‬
‫‪,intercalation‬בקומפלכס השני הקישור הוא תלש יותר על;'פני המולקולה של• ‪. DNA‬‬
‫בזמן האחרון פורסמו הוכחות לכך שלכל הפחות תלק של מולקולות אקרידין אורנג'‬
‫המגיבות עם ‪ DNA‬איננו ניקשר על ידי‬
‫)‪(31)(30‬‬
‫ל ז ר ן ז נ י ם‬
‫‪ , i n t e r c a l a t i o n‬אבל נמצא קשור מבחוץ‬
‫־‬
‫)ב( אינטראקציה עם פחמימךם ארומטיים פוליציקליים‪.‬‬
‫קבוצה שני?ז של‪ .‬חומרים‪ ,‬אשוד מחקר האינטראקציה שלהם עם^\ם תשוב־ מאה־ לבירור‬
‫בעיות קר צי נ וגנ יות הם פחמימנ ים י ארו מט י ם ׳פוליציקלים ‪ -‬לדיו גמא‬
‫‪3,4 - benzopyrene‬‬
‫‪- 12‬‬
‫חומרים‬
‫אינם‬
‫אלה‬
‫אינטראקציה‬
‫קבוצות‬
‫מכילים‬
‫אלקטרוסטטית‬
‫או‬
‫אטומים‬
‫והאינטראקציות‬
‫בסיסיים‬
‫היחידות‬
‫לא ב א ה‬
‫לבן‬
‫הן‬
‫האפשריות‬
‫בחשבדן‬
‫אינטראקציות!‬
‫הידרופוביות‪.‬‬
‫‪C‬‬
‫‪L i q u o r i et‬‬
‫״‪al‬‬
‫) ‪( 3 4 :‬‬
‫‪(33)32‬‬
‫‪.o‬‬
‫‪et a l .‬‬
‫)‬
‫‪Ts‬‬
‫‪Boy land and Green‬‬
‫)‪(32‬‬
‫מצאו‬
‫מ י מ י ו ת של‬
‫שתמיסות‬
‫טוענים‬
‫‪Green‬‬
‫ממיסות‬
‫‪DNA‬‬
‫ש פ ת מ י מ נ י ם אלה‬
‫פחמימנים‬
‫ע‬
‫מגיבים‬
‫ארומטים‪,‬‬
‫בדומה‬
‫‪DNA‬‬
‫ם‬
‫‪B o y i a n d ana‬‬
‫לאקרידינים‬
‫ידי‬
‫על‬
‫)‪(34‬‬
‫אינטראקציה‬
‫הידרופובית‬
‫האינטראקציה‬
‫תוך‬
‫כניסת‬
‫היא‬
‫תלך‬
‫ורטיקלית‬
‫מולקולות‬
‫‪ .‬ל ע ו מ ת ז ה ל פ י ‪L i q u o r i et 8 1 .‬‬
‫‪intercalation‬‬
‫בין‬
‫ב ס י ס י ם של‬
‫בחללים‪,‬‬
‫פחמימנים‬
‫‪ DNA‬ו ב י ן‬
‫בין‬
‫אשר‬
‫מ ו ל ק ו ל ו ת של‬
‫ה ש ר ש ר ו ת של‬
‫‪DNA‬‬
‫פחמימנים‬
‫‪-‬‬
‫‪,‬‬
‫)‪f 35‬‬
‫עקבו‬
‫* ‪ 'Chikayoshi Nagata e t a l‬יי‬
‫ומצאו‬
‫ביחס‬
‫אינטראקציה‬
‫לציר‬
‫ס פ צ י פ י ת עם‬
‫אחרי‬
‫הבסיסים‪.‬‬
‫אינטראקציה‬
‫בחומרים‬
‫זו‬
‫השונים‬
‫ב ד י כ ר ו י ז ם של‬
‫סידור‬
‫נוצר‬
‫זרימה‬
‫שונה‬
‫ההליכם‪.‬‬
‫)ג(‬
‫בין‬
‫אינטראקציה‬
‫לבין‬
‫‪DNA‬‬
‫פורינים‪,‬‬
‫נוקלאוםידים‬
‫פירימידינים‪,‬‬
‫ונוקלאוטידים‪.‬‬
‫וקבוצתו‬
‫‪Ts'o‬‬
‫פירימידינים‬
‫פורין‬
‫ו נ וקלאוםידים‪.‬‬
‫גורמים‬
‫חושבים‬
‫שאפקט‬
‫הידרופובית‬
‫חקר‬
‫חזקה‬
‫את‬
‫זו‪.‬‬
‫המונומרים‬
‫מונומרים‬
‫טמפרטורת‬
‫ההתוך‬
‫חשוב‬
‫ידי‬
‫מאד‬
‫את‬
‫ה ב ו נ י ם את‬
‫חומצות‬
‫הבעיה‬
‫תומצות‬
‫שפירימידינ ים‪,‬‬
‫‪-‬‬
‫‪ Tm‬של‬
‫נוקלאוםידים‬
‫צ ו ר ת הפקעת‬
‫ה ה ל י כ ם י של‬
‫התקיפו‬
‫לבין‬
‫על‬
‫י ו ת ר עם‬
‫זו‬
‫מבנה‬
‫הם‬
‫הם‬
‫מצאו‪,‬‬
‫דנסורציה‬
‫אינטראקציה‬
‫המיצבות‬
‫שאלה‬
‫להורדת‬
‫חקרו‬
‫את‬
‫האינטראקציה‬
‫לבירור‬
‫בכמה‬
‫צורת‬
‫שלבים‬
‫אורידין‪,‬‬
‫טימידין‪,‬‬
‫•‬
‫והבסיסים‬
‫מאשר עם‬
‫‪et a l‬‬
‫אוראה‪,‬‬
‫‪DNA‬‬
‫א פ ש ר ו ת של‬
‫‪. DNA‬‬
‫ב‬
‫י‬
‫ן‬
‫לבין‬
‫‪DNA‬‬
‫פורינים‪,‬‬
‫הנ״ל‬
‫נובע‬
‫ה ה ל י כ ס של‬
‫קיום‬
‫‪'Ts'o‬‬
‫מאינטראקציה‬
‫‪DNA‬‬
‫אינטראקציות‬
‫ניסו‬
‫י‬
‫‪.‬‬
‫הידרופביות‬
‫לענות‬
‫‪:‬‬
‫)א(‬
‫ח ק ר ו את‬
‫האינטראקציה‬
‫בין‬
‫הגרעיניות^^‬
‫)ב(‬
‫את‬
‫האינטראקציה‬
‫בין‬
‫ג ר ע י נ י ו ת ^ ^ ‪.‬‬
‫כדי‬
‫חקרו‬
‫ל מ נ ע א פ ש ר ו ת של‬
‫אינטראקציה‬
‫על‬
‫־ ‪ 13‬־‬
‫אלקטרוסטטית עבדו עם תופרים בלתי טעונים‪ :‬נוקלאוסידים ובסיסים״ מדדו את‬
‫לחץ האדים בתפיסות של פורינים ופיריפידינים לבדם ופצאו שנוקלאוםידים של‬
‫פורינים ופיריפידינים פגיבים בתפיסה בפידה גדולה בינם לבין עצפם)‪.(37‬‬
‫נטיוהם של נוקלאוסידים פורינים לאסוציאציה היתה הרבה יותר גדולה פאשר‬
‫של נוקלאוםידים פיריפידינים‪ .‬כפו בן נבדקה האינטראקציה בתערובות של‬
‫פורינים עם פיריפידיניס‪ .‬הם הסיקו‪ ,‬שנטיה לאסוציאציה של פונופרים בלתי‬
‫טעונים בתפיסה עולה לפי הסדר הבא ‪:‬‬
‫< ‪purine - purine > purine - pyrimidine‬‬
‫‪pyrimidine - pyrimidine‬‬
‫‪ s t a c k i n g‬עם חיפוי חלקי‪.‬‬
‫האסוציאציה היא כנראה על ידי‬
‫נחקרה גם ההשפעה של מונופרים אלה על יציבוון פבנה פשני שלה־‪DNA-.‬‬
‫פורינים‪ ,‬נוקלאוםידים פורינים‪ ,‬פיריפידינים‪ ,‬נוקלאוסידים פיריפידינים‬
‫‪ DNA‬בתפיסה בטפפרטורת החדר‪ ,‬כי לא היו‬
‫אינם עוברים אינטראקציה עם‬
‫שינויים בספקטרה אבל חופרים אלה פורידים טפפרטורת ההתוך ‪ Tm -‬של ‪• DNA‬‬
‫‪0‬‬
‫גם כאן הפסקנה היא‪ ,‬שיעילותם בתור גורפי דנטורציה נובעת פאינטראקציות‬
‫הידרופוביות עם צורת פקעת ולא מיכולתם לשבר קשרי פיפן‪ .‬לחופרים הנ״ל‬
‫נטיה גדולה לצורת פקעת יותר פאשר לצורת ההליכס ובתפיסה ביתד עם‬
‫‪DNA‬‬
‫יגרמו בזפן החיפום להקטנת האינטראקציה בין הבסיסים עצפם אשר ב‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫והחלשת ההליכם‪.‬‬
‫)ד( אינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬לבין חומרי רפואהז שונים ‪.‬‬
‫‪ . ,‬״)‪(38‬‬
‫האינטראקציה של ‪ DNA‬עם תרופות שונות נחקרה‪.‬‬
‫‪an‬‬
‫‪al•Eron‬‬
‫‪et‬‬
‫יביופי‬
‫‪t‬‬
‫‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫עליה ב‪-‬‬
‫‪r‬‬
‫‪e‬‬
‫‪l‬‬
‫‪l‬‬
‫‪e‬‬
‫‪G‬‬
‫^‬
‫‪9‬‬
‫‪3‬‬
‫‪'Reich‬‬
‫^‬
‫* חקרו את האינטראקציה של‬
‫‪actinomycin‬‬
‫) ‪ ^ 9 ) ( 3 9‬שעקב אינטראקציה‬
‫מ צ א‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫חלה;‬
‫‪ Tm‬ונפצאו שינויים בצפיגות החפיסה ובספקטרום של חופר הרפואה‪.‬‬
‫)‪(36‬‬
‫־ ‪ 14‬־‬
‫‪. intercalation‬‬
‫ממדידות דיכרויזם הזרימה התקבל‪ ,‬שאין כאן אפשרות של‬
‫המסקנה היתה‪ ,‬שהאינטראקציה תלויה ביחס המרכיבים ובסוג הבסיסים‪ .‬כמו כן‬
‫)‪(40‬‬
‫‪actinomycin‬‬
‫מונע את הידרוליזת‬
‫‪DNA‬‬
‫על ידי‬
‫‪deoxyribonuclease‬‬
‫‪.‬‬
‫גם חומרים אנטיביוסים אתרים גרמו לעלית היציבות התרמית של‬
‫‪4‬‬
‫‪>< »DNA‬‬
‫‪4 2‬‬
‫<‪.‬‬
‫מסקנתם היא‪ ,‬שהקומפלכסים נוצרים על ידי קשרי מימן וקשרים אלקטרוםטטים‬
‫מאחר שרכוזי מלח גבוהים מפרקים את הקומפלכסים‪.‬‬
‫במקרה של אינטראקציה עם‬
‫‪bromide‬‬
‫‪eth;Ldidium‬‬
‫‪ethididium bromide‬‬
‫היות החומר הוא קטיון ישנה אפשרות של אינטראקציה אלקטרוסטטית )הוספת‬
‫^‪MgC‬‬
‫מקטינה את הקישור(‪ ,‬אבל נוסף לכך יש גם‬
‫‪4‬‬
‫גם חומר זחזמונע הידרוליזה אנזיממית ש ל ^ ם ^ ^ ״‬
‫‪4 3‬‬
‫‪4 4‬‬
‫^‪^intercalation‬י^ ^‪.‬‬
‫־‪15‬‬
‫־‬
‫)ה( אינטראקציה עם אמינים‪.‬‬
‫בתור מודל של אינטראקציות במערכות ביולוגיות עקבו אחרי‬
‫אינטראקציה בין אמינים לבין חומצות גרעיניות‪.‬‬
‫‪ ., cadaverine‬פוטרםצין ‪-‬‬
‫ידוע שאמינים כמו ספרמין‪ ,‬ספרמידין‪ ,‬קדאורין ‪-‬‬
‫‪ putrescine‬נמצאים בחומרים ט ב ע י י ם ^ ^ ‪ ,‬האינטראקציה של ‪ DNA‬עם אמינים‬
‫אליפטים מסוג‬
‫‪46a),(4‬‬
‫של‬
‫‪2‬‬
‫‪ H N(CH ) NH‬וטטרה אמינים אליפטים כגון ספרמין גורמת‬
‫‪2‬‬
‫‪.‬‬
‫‪Tm‬‬
‫עלית ה‪Tm -‬‬
‫‪n‬‬
‫)‬
‫‪2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪N‬‬
‫‪D‬‬
‫(‬
‫‪.‬‬
‫)‪(45‬‬
‫תלויה ברכוז ובאורך השרשרת של האמין‬
‫אופטימלי כאשר‬
‫‪ 5‬־ ת (‪ ,‬העוצמה היונית משפיעה‬
‫ג‬
‫ם‬
‫)‪) (46‬האפקט הוא‬
‫על ‪ , ( T m (45‬שינוי‬
‫בטמפרטורת ההיתוך יתםי לאחוזי המול של אדנין ‪ +‬טיפין‬
‫)‪(45‬‬
‫)‪ Tm ) (46‬עולה‬
‫עם הגדלת תכולת שני הבסיסים(‪ .‬האינטראקציה עם אמינים אליפטים דורשת מבנה‬
‫של הליכם כפול של ‪ - DNA‬אין אינטראקציה עם‬
‫‪ DNA‬בעלת שרשרת אתת או עם‬
‫‪. ( R N A (45‬‬
‫)‪(45‬‬
‫‪Mahler‬‬
‫הסביר את השפעתו של אמין על ‪ Tm‬על ידי אינטראקציה‬
‫של הקבוצות האמיניות הטעונות עם הזרחנים של ה‪. DNA -‬‬
‫אבל יחד עם זה‬
‫לאמינים אלה יש שייר אורגני גדול המאפשר אינטראקציות ספציפיות‪ .‬אינטראקציות‬
‫אלה ב‪:‬אמת‬
‫התלות ב‪-‬‬
‫מתקיימות‪ ,‬מאחר שמעל ‪ n = 5‬יש ירידה של‬
‫‪ Tm‬ולא עליתה‪.‬׳‬
‫‪ A + T‬ניתנת להסבר על ידי אינטראקציה עם בסיסים‪ ,‬אבל מצד שני‬
‫לא נמצא שום שינוי בספקטרום של ‪ , ( D N A (45‬אשר צריך ללוות אינטראקציה‬
‫עם הבסיסים‪ .‬אינטראקציה עם הזרחנים של ‪ DNA‬מסבירה את השפעתם של המדיום‬
‫והעוצמה היונית ‪ -‬מולקולות האמין מגשרות בין שתי השרשרות ‪ strands -‬תלך‬
‫ניטרול המטען של הזרחנים ועל ידי כך ההפרדה של שתי השרשרות קשה יותר‪.‬‬
‫מודל המסביר את האינטראקציה בין‬
‫‪ DNA‬וספרמין נבנה במחלקה לקריםטלוגרפיה‬
‫של מכון ויצמן ) ‪ ( 4 8‬־ לפיו אפשר לראות‪ ,‬שבאמת םפרמין היושב ב‪-‬‬
‫‪- groove‬‬
‫־ ‪ 16‬־‬
‫שקע אחד מתקשר לזרחנים של שתי השרשרות•‬
‫נחקרה גם השפעה של מונואמינים על יציבות של‪ ( D N A(49‬נמצא‪ ,‬שהם מקטינים‬
‫את יציבות הליכם ה‪ DNA -‬והקטנה זו גוברת עם הארכת השרשרת• ההסבר הוא‪,‬‬
‫שמולקולות מונואמין‬
‫הנושאות סטען חיובי אחד בלבד אינן יכולות לגשר בין‬
‫שתי השרשרות ולעומת זה הגדלת השייר האורגני מאפשרת אינטראקציות הידרו‪-‬‬
‫פוביות המקטינות את היציבות•‬
‫על מנת לבדוק את האפקט של המטען החיובי והשייר האורגני בעת‬
‫‪50‬‬
‫ובעונה אתת ^‪^ M a h l e r and Dutton‬‬
‫חקרו את האינטראקציה בין ‪ DNA‬לבין‬
‫‪.cyclobuxine‬‬
‫‪cyclobuxine‬‬
‫‪ cyclobuxine‬הוא אלקלויד םטרואוידי‪ ,‬וב‪-‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪7‬‬
‫הוא דיקטיון; המרחק‬
‫‪o‬‬
‫מצא שלד אורגני גדול‬
‫‪50‬‬
‫ו‬
‫צ‬
‫פ‬
‫י‬
‫ד‬
‫•^‪ ^ M a h l e r and Dutton‬מצאו שלאחר אינטראקציה בין חומר זה "ובין‬
‫‪A‬‬
‫‪.‬‬
‫‪DNA‬‬
‫)בעוצמה יונית נמוכה ובריכוז נמוך של דיאמין( יש יצוב של המבנה הטבעי של‬
‫‪ ; DNA‬ברכוזים גבוהים של‬
‫‪ cyclobuxine‬מקבלים יצור של הפקעת‪ ,‬לאינטראקציה‬
‫מתלווה שינוי בספקטרום של ‪ • DNA‬להסבר תופעות אלה הוצע מנגנון המניה‬
‫־ ‪ 17‬־‬
‫שתחילה מתקשר ה‪-‬‬
‫‪ cyclobuxine‬לאתרים מסוימים על פני ההליכס )המרחקים‬
‫בין החנקנים הטעונים מתאימים יפה למרחקים שבין שני הזרחנים של שתי‬
‫השרשרוח מעל שקע אחד( לכן קשור של החנקנים לזרחנים מיצב את ההליכס‪,‬‬
‫לעומת זה הורדת היציבות נובעת מאינטראקציה‬
‫חלשה יותר עס אתרים מסוימים‬
‫על פני הפקעת המופיעים עקב דנטורציה‪ .‬םטיכיומטריה של הקישור זה איננה‬
‫ידועה עדיין‪.‬‬
‫‪18 -‬‬
‫אינטראקציה בין ‪ DNA‬לבין יונים מתכתיים‪,‬‬
‫‪(4‬‬
‫ידוע ש־ ‪ RNA , DNA‬ופולינוקלאוטידים םינטטיים מגיבים עם‬
‫קטיונים מתכתיים‪ .‬נוכחות זרחנים הנושאים מטען שלילי חשובה מאד בקישור‬
‫היונים המתכתיים ל‪ . DNA -‬הכוחות העיקריים האחראים לקישור זה הם כוחות‬
‫אלקטרוםטסים‪ ,‬לכן קישור של קטיונים יושפע על ידי העוצמה היונית של‬
‫התמיסה ומידת הקישור תקטן עם הגדלת העוצמה היונית‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪a‬‬
‫‪+‬‬
‫‪M‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+ +‬‬
‫נ קשרים תזק ל‪C a • Mg‬‬
‫‪-‬‬
‫עוד ב־‪1953‬‬
‫‪51‬‬
‫‪ *•Shack et‬מדדו את הקישור של‬
‫‪al*- .‬‬
‫»‬
‫‪++‬‬
‫‪A‬‬
‫‪ C a‬ן‪-‬‬
‫‪N‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪D‬‬
‫‪.‬‬
‫‪ M g‬ל‪DNA -‬‬
‫)במים מזוקקים( על ידי מדידות קונדוקטומטריות‪.‬‬
‫מן התוצאות שלהם אי אפשר לקבל מסקנות חד משמעיות‪ ,‬כי בזמן בצוע עבודה זו‬
‫לא היה ידוע עדיין‪DNA^ ,‬‬
‫‪•'Zubay and Doty‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Mg‬‬
‫‪52‬‬
‫עוברת דנטורציה ספונטנית בתמיסות מהולות של מלח^ ^‬
‫•י מנסי ו נ ו ת יהם הסיקו‪ ,‬שמקבלים קישור של פחות מאקוולנט‬
‫לאקוולנט ‪DNA‬‬
‫־‬
‫‪ ONA‬שעברה דנטורציה קושרת חזק יותר‬
‫‪++‬‬
‫‪ , Mg‬מאשר‬
‫‪ DNA‬טבעית‪ .‬המסקנה שלהם היתה שהקישור הוא לפורינים על ידי יצירת צ*לטים•‬
‫‪'Felsenfeld et a l .‬‬
‫לא אישרו תוצאות הנ״ל ומצאו שגם‬
‫‪ Mn‬ו‪-‬‬
‫אחרי דנטורציה קושרות באותה מידה‬
‫‪ DNA‬טבעית וגם‬
‫‪ . Mg‬היחס הוא אקוולנט אחד של‬
‫המתכת למול זרחן פולימרי‪ .‬את דרגת הקישור אפשר לשנות על ידי שינוי ‪. ^ ^ p H‬‬
‫‪5‬‬
‫^‪Alles‬‬
‫‪ ^•Frieden and‬מצאו ש־‬
‫‪++‬‬
‫‪ C u‬ניקשר לתומצות גרעיניות וטענו שאתרי‬
‫הקישור הם הבסיסים ועקב קישווד נוצרים צ*לטים בין המתכת והחנקנים‪.‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ Mg‬הביאה‬
‫סתימת קבוצות אמיניות על ידי פורמלדהיד והקטנת מידת הקישור של‬
‫את‬
‫‪57‬‬
‫^‪ ^Zubay‬לידי מסקנה‪ ,‬ש‪-‬‬
‫‪• 'Banderjee and Perkins‬י‬
‫ל־ ‪ DNA‬ו־ ‪ . RNA‬בין‬
‫‪5-7‬‬
‫‪pH‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ Mg‬ניקשר לא רק לשייר זרחני‪ ,‬אבל גם לבסיסים‪.‬‬
‫חקרו קישור של‬
‫‪, Mg , Ca , Mn‬‬
‫‪, Zn‬‬
‫‪Co‬‬
‫התקבל קישור קבוע עבור כל היונים הנ״ל גם לגבי‬
‫־ ‪ 19‬־‬
‫וגם‬
‫‪RNA‬‬
‫‪- DNA‬‬
‫לגבי‬
‫היתה‬
‫המסקנה‬
‫הוא‬
‫שהקישור‬
‫זרחניות‪.‬‬
‫לקבוצות‬
‫)‪59‬־(‬
‫‪Davidson‬‬
‫שתגובה‬
‫זו‬
‫שינוי‬
‫בספקטרום‬
‫מתכת‬
‫כל‬
‫‪Yamane and‬‬
‫מורידה‬
‫התופעות‬
‫המסקנה‬
‫פרוטונים‬
‫גם‬
‫גם‬
‫‪,‬‬
‫‪DNA‬‬
‫נמצאו‬
‫ממדידות‬
‫גבוה‬
‫הן‬
‫שניים‬
‫של‬
‫)‪(N0.1‬‬
‫עולה‬
‫שני‬
‫כספית‬
‫)ל‬
‫לבסיסים‬
‫הסדימנטציה‪,‬‬
‫מקדם‬
‫התלויים‬
‫קומפלכסים‬
‫על‬
‫ידי‬
‫אשל‬
‫חומר‬
‫גואנין(‬
‫חל‬
‫ביחס‬
‫פ ר ו ט ו ׳ נ י ם ו ־ ד י ר י י ד ת ! י ‪Tm‬‬
‫בש״יחרור‬
‫הוצאת‬
‫ו ב י ן ‪DNA‬‬
‫‪Ag‬‬
‫יותר‬
‫או‬
‫פרוטונים‬
‫‪ DNA‬ע ם‬
‫‪+‬‬
‫מנגנון‬
‫נתקרה‬
‫ל‬
‫ש‬
‫של‬
‫‪, DNA‬‬
‫המקמפלכמ אותה‪.‬‬
‫שמסביר‬
‫מה‬
‫רק‬
‫קבעו‬
‫ש ל‬
‫הקישור‬
‫‪+‬‬
‫על‬
‫את‬
‫של‬
‫ידי‬
‫שיחדור‬
‫^‪Davidson‬‬
‫הפעם‬
‫לא‬
‫קומפלכס‬
‫חל‬
‫‪and‬‬
‫שינוי‬
‫‪-‬‬
‫שני‬
‫‪*•Yamane‬‬
‫בצמיגות‬
‫המסקנה‬
‫הקישור‬
‫ל ‪D N A‬‬
‫של‬
‫נחקר‬
‫כסף‬
‫בזמן‬
‫‪A‬‬
‫ל‪-‬‬
‫‪N‬‬
‫האחרון‬
‫‪D‬‬
‫של‬
‫היתה‬
‫התקשרותההמתכת׳ילחגקנים‬
‫קבועי‬
‫‪- A g‬‬
‫‪60‬‬
‫ידי‬
‫אבל‬
‫במקרה‬
‫נוצרים‬
‫הם‬
‫על‬
‫קמפלכםים‪,‬‬
‫היה‬
‫‪Ag‬‬
‫פוטנציומטריות‬
‫‪.‬‬
‫עם‬
‫זה‬
‫קיום‬
‫מלווה‬
‫ניקשרת‬
‫‪+‬‬
‫בין‬
‫ושיתרור‬
‫שקומפלכםים‬
‫הפיכות‬
‫יחד‬
‫על‬
‫עם‬
‫של‬
‫ל ‪DNA -‬‬
‫הם‬
‫אינטראקציה‪.‬‬
‫אינטראקציה‬
‫כאן‬
‫‪ ) DNA‬ה מ צ ב י ע‬
‫שכספית‬
‫עקב‬
‫את‬
‫התמיסה‬
‫האינטראקציה‬
‫אלה‬
‫היא‪,‬‬
‫צמיגות‬
‫של‬
‫לפולימר(‪,‬‬
‫חקרו‬
‫הקישור‬
‫כספית‬
‫‪.‬‬
‫מצאו‬
‫של‬
‫הבסיסים‪.‬‬
‫ברכוד‬
‫על‬
‫מלח‬
‫ידי‬
‫ן‬
‫‪62‬‬
‫‪/ ^6‬‬
‫‪et‬‬
‫‪al,‬‬
‫בספקטרום‬
‫‪and Davidson‬‬
‫של‬
‫‪ DNA‬נ מ צ א ה‬
‫‪ DNA‬ה מ ל ו ו ה‬
‫עליה‬
‫עבור‬
‫השני‪.‬‬
‫אפקט‬
‫קואופרטיבי‬
‫אינטראקציה‬
‫בטמפרטורת‬
‫צמיגות‬
‫התמיסה‬
‫‪-‬‬
‫‪ J e n s e n‬ת ‪ ^ 3 1 1‬־‬
‫הגדלת‬
‫עם‬
‫ה ה ת ו ך ‪^ -‬‬
‫ירדה‬
‫מידת‬
‫ומקדם‬
‫הקישור‬
‫כסף‪.‬‬
‫עבור‬
‫בעקומות‬
‫הקומפלכם‬
‫הםדימנטציה‬
‫הגדלת‬
‫עם‬
‫ההתוך‬
‫של‬
‫הראשון‬
‫עלה‪.‬‬
‫מספר‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫^ מ צ א ו‬
‫שינוי‬
‫תערובות‬
‫והתרחבות‬
‫כסף‬
‫‪-‬‬
‫המעבר‬
‫נמצא‬
‫שבקישור‬
‫זה‬
‫ישנו‬
‫האתרים‬
‫התפוסים‬
‫על‬
‫ידי‬
‫‪1‬‬
‫המתכת‪.‬‬
‫מטען‬
‫המסקנה‬
‫חיובי‬
‫לתוך‬
‫הסדימנטציה‪.‬‬
‫מהם‬
‫זו‬
‫הוא‬
‫מלווה‬
‫היא‪,‬‬
‫שאתרי‬
‫השרשרת‬
‫בקומפלכם‬
‫‪.G-C‬‬
‫הפולינ ו קלאוטידית‬
‫הראשון‬
‫בקומפלכס‬
‫בשיחרור‬
‫הקישור‬
‫אינם‬
‫הזרתנים‪,‬‬
‫הכסף‬
‫השני ׳המתכת‬
‫פרוטונים‬
‫ובשבירה‬
‫נלכד‬
‫בין‬
‫יוצרת‬
‫של‬
‫ישנה‬
‫קשרי‬
‫עליה‬
‫שני‬
‫קשר‬
‫כי‬
‫אם‬
‫בטמפרטור‬
‫זוגות‬
‫כימי‬
‫המימן‪,‬‬
‫הבסיסים־‬
‫עם‬
‫ת‬
‫הבסיסים‬
‫הבסיס‬
‫ואילו‬
‫עקב‬
‫הכנסת‬
‫ההיתוך‬
‫בתנאי‬
‫שאחד‬
‫)גואנין(‪.‬‬
‫המתכת‬
‫ובקבוע‬
‫המגשרת‬
‫תגובה י‬
‫בין‬
‫־ ‪ 20‬־‬
‫שתי השרשרות לא נותנת להן להפרדד‪ ,‬כי המבנה של ההליכס הכפול נשאר בעינו‪.‬‬
‫ול‪( 6‬‬
‫‪Jensen and Davidson‬‬
‫ספקטרופוטומטריה‪,‬‬
‫חקרו את האינטראקציה ב י ן ^ ם לבין כסף בעזרת‬
‫פוטנציומטריה וצנטריפוגציה בגראדינט של צסיום כלוריד‪.‬‬
‫הם מצאו שלשה קומפלכםים שונים הנוצרים בתנאים שונים של היחס ‪ : DNA‬מתכת‬
‫ושל ה‪ . pH -‬מידת הקישור היתה תלויה בהרכב הבסיסים‪ ,‬אשר ב_ ‪ . DNA‬סוגי ‪DNA‬‬
‫העשירים ב‪ G-C -‬קישרו כסף יותר סוב מאלו העשירים ב‪ . A-T -‬התגובה היתה‬
‫מלווה בשינוי צפיפות של ‪ . DNA‬על ידי הוספת "‪ CN‬התקבל ספקטרום רגיל של ‪DNA‬‬
‫ומכאן שהקישור ל־ ‪ DNA‬הוא הפיר‪ .‬הצפיפות חזרה לערכה הראשון ואפילו נמצאה‬
‫פעילות ביולוגית קודמת ב‪ . XDNA -‬במודל הקישור הפוצע הכסף מגשר בין שני‬
‫בסיסים של שתי השרשרות‪ ,‬מקבלים‬
‫)‪ (N-Ag-N‬תוך שמירת המבנה ההליכםי‬
‫‪0‬‬
‫מחקרים רבים נעשו על הקישור של נחשת ‪ DNAO‬בגלל השפעתה השונה של‬
‫‪A‬‬
‫מתכת זו לגבי יציבות התרמית של ‪ , DNA‬נזב(גורם להורדת ‪ Tm‬של‪,(63),(64‬‬
‫‪++‬‬
‫‪N‬‬
‫‪D‬‬
‫(‬
‫)‪,(65)(66‬כאשר הוא נמצא ביחסים אקוולנטים או בעודף לגבי הביופולימר ואילו‬
‫בעודף גדול מאד של ‪ DNA‬לגבי המתכת מקבלים עליה קטנה ב‪ . ( T m(64-‬ירידת ‪Tm‬‬
‫‪++‬‬
‫היא פונקציה של היחס נחשת ‪ ^ :‬ס ו ק ו ר י ת רק כאשר מחממים ‪ DNA‬ע ם ‪ C u‬בעוצמה‬
‫יונית נמוכה‪ .‬תהליך הדנטורציה הוא הפיך ‪ -‬הוספת רכוז גבוה של מלח‬
‫)‪(< 0.1N‬‬
‫או הוספת חומר המקמפלכס נחשת מחזירה את ‪ Tin‬לערכה ההתחלתי‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫^‪ ^ E i c h h o r n and Clark‬הציעו מנגנון‪ ,‬שלפיו‬
‫‪+ +‬‬
‫‪ C u‬ניקשר לבסיסים‬
‫של שתי השרשרות על ידי קשרים קואורדינטיבים תוך שבירת קשרי מימן ושבירת‬
‫מבנה משני של ‪ ,DNA‬אבל אפילו במצב בלתי טבעי‬
‫)‪(denatured‬‬
‫‪ ++‬״‬
‫‪ Cu‬מחזיק‬
‫את שתי השרשרות ביתד וזה מסביר את הרנטורציה עם הוספת רכוז‬
‫גבוה של אלקטרוליט‪.‬‬
‫‪,‬‬
‫‪- 21‬‬
‫‪67‬‬
‫‪et al*• .‬‬
‫לכםים‬
‫‪^Coates‬‬
‫מדדו את הספקטרה הנראה והאולטרה סגול של הקומפ‪-‬‬
‫‪+ +‬‬
‫במטרה לקבע מה הם אתרי הקישור של‬
‫‪Cu‬‬
‫‪ j DNA‬הם מצאו שינוי‬
‫ל‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬‬
‫בספקטרום של בחשת רק כאשר‬
‫ושניהם תוממו ביחד‪ .‬מסקנתם‬
‫הוסף ל‪DNA -‬‬
‫‪+ +‬‬
‫היתה ^ ‪ C u -‬ניקשר לזרחנים בלבד־ ורק לאחר חמום זדי‪ DNA -‬בנוכחות נחשת‪ ,‬הוא‬
‫ניקשר‬
‫לבסיסים‪.‬‬
‫‪68‬‬
‫תוצאות דומות נמצאו על ידי ‪^ E i c h h o r n et al^• .‬‬
‫בספקטרום האולטרה‪-‬םגול של‬
‫של ‪DNA‬‬
‫‪ .‬הם לא מצאו כל שינויים‬
‫‪ DNA‬טבעית לאחר הוספת •י‬
‫‪+ +‬‬
‫־‬
‫‪ , C u‬ואילו בספקטרום‬
‫שעברה זדנטורציה נקבעה חזוזה ב‪) - peak -‬שיא הבליעה( והובחן שינוי בעוצמה‪,‬‬
‫אבל לא היה שיחדור פרוטונים‪ .‬מכאן הסיקו שנחשת יכולה להתקשר הן אל הזרחנים והן‬
‫אל הבסיסים‪ ,‬לפי החנאים‪.‬‬
‫‪++‬‬
‫‪69‬‬
‫^‪Zimmer‬‬
‫‪ ^ V e n n e r and‬חקרו קישור של ‪0:‬‬
‫של הרכב הבסיסים ב‪-‬‬
‫גרעיניות עשירות ב‪-‬‬
‫^‬
‫‪+ +‬‬
‫ל‪DNA -‬‬
‫‪Cd‬‬
‫כפונקציה‬
‫‪ . DNA‬אפקט הורדת ‪ Tm‬על ידי נחשה היה גדול יותר אצל חומצוח‬
‫‪G-C‬‬
‫מאשר אצל העשירות ב‪» A-T -‬‬
‫הם טוענים‪ ,‬שבעודף גדול של ‪ DNA‬ביחס למתכת הקישור הוא רק לזרחנים‪ ,‬מה שמתבטא‬
‫בהעלאה קטנה של‬
‫‪ Tm‬־ כאשר המתכת היא בעודף מקבלים ירידה חזקה של ‪ Tm‬עקב התקשרות‬
‫של המתכת לזוג ‪) G-C‬כנראה; ל‪-‬‬
‫?‬
‫‪ N‬או‬
‫‪ 0‬של גואנין( והקטנת‬
‫קישור של יונים חד ודו־ערכיים שונים אל ‪DNA‬‬
‫יציבות של ההליכס‪.‬‬
‫נקבע גם על ידי מדידת השפעתם של‬
‫נידות האלקטרופורטית של הביופולימר‪ .‬חזק הקישור של יונים דו‪-‬ערכיים )המוביליות‬
‫‪7‬‬
‫‪> Ca‬‬
‫לפי‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪71‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪g‬‬
‫‪M‬‬
‫‪s‬‬
‫‪g‬‬
‫‪g‬‬
‫‪u‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+ +‬‬
‫של‬
‫ישנן הוכחות נוספוח‬
‫‪(72‬‬
‫(‬
‫‪. DNA‬‬
‫ש‪-NMR‬‬
‫‪r‬‬
‫‪+‬‬
‫> ‪( t e t r amethylammonium> K^ ^)Li > Na‬‬
‫‪Ni‬‬
‫‪c‬‬
‫‪TMA‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Co‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Mg,‬‬
‫‪^ R o s s and S‬‬
‫‪.‬‬
‫נקשרים לזרחנים‬
‫‪- 22‬‬
‫־‬
‫נראה שאפשר לחלק את היונים המתכתיים לשתי קבוצות‪ ,‬לפי השפעתם‬
‫על המבנה המשני של‬
‫‪:‬‬
‫‪DNA‬‬
‫)א( המגדילים יציבות תרמית של‬
‫)‪, (63),(73‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Fe‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪, Zn‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪,Ni‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ DNA‬ומעלים את‬
‫‪, Co‬‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Mn‬‬
‫)ב( המקטינים יציבות תרמית ומורידים את‬
‫‪, Ba‬‬
‫‪ Tm‬של‬
‫‪+ + +‬‬
‫)‪(65), (69‬‬
‫‪Fe‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Ca‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Pb‬‬
‫ולפי אתרי הקישור המשוערים אפשר לחלקם לשלש קבוצות ‪:‬‬
‫‪ + + + . . + +‬״‬
‫‪.‬י‬
‫‪.‬‬
‫‪/‬‬
‫‪Ca‬‬
‫‪, Na , Mg‬‬
‫א( הניקשרים לזרתנים בלבד‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫‪/‬‬
‫‪Cd‬‬
‫ב( הניקשרים גם לזרחנים וגם לבסיסים ‪, Cu‬‬
‫ג(‬
‫הניקשרים רק לבסיסים‬
‫‪++‬‬
‫‪, Hg‬‬
‫‪+‬‬
‫‪. Ag‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Mg‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Na‬‬
‫‪++‬‬
‫‪, Cd‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬‬
‫־‬
‫‪ 23‬־‬
‫‪ (5‬חקירת האינטראקציה בין פולימרים ובין יונים מתכתיים בשיטה‬
‫הפולרוגרפית‪.‬‬
‫)‪(74‬‬
‫השיטה הפולרוגרפית מבוססת על עבודתו של‬
‫‪Heyrovsky‬‬
‫‪ .‬הוא‬
‫היה ראשון אשר מצא את הקשר בין זרם ומתח באלקטרוליזה בשימוש באלקטרודת‬
‫כספית קטנה‪.‬‬
‫הזרם המתקבל על פני האלקטרודה פרופורציונלי לשרש מקדם הדיפוזיה של החומר‬
‫העובר תגובת האלקטרודה‪ ,‬לשטח האלקטרודה ולרכוז החומר בתמיסה‪.‬‬
‫הוספת חומרים פעילי השטה גורמת להקטנת זרם הדיפוזיה‪ .‬הירידה יכולה לנבוע‬
‫) ‪( 7 5‬‬
‫מםפיתת החומרים על פני האלקטרודה וכיסויה׳•^' יי‪ ,‬מה שמקשה מעבר היונים‬
‫לאלקטרודה‪ ,‬או מהקטנת מקדם הדיפוזיה של החומר המגיב על האלקטרודהז בגלל‬
‫התקשרותו לפולימר בעל מקדם הדיפוזיה קטן יותר משל התומר המתכתי‬
‫)‪.(76‬‬
‫השפעת התקשרות עם חלבונים על זרם הדיפוזיה של יונים מתכתיים ונםיונות‬
‫לחישוב קבועי אסוציאציה מנתונים אלה נבדקה על ידי כמה חוקרים‬
‫)‪,(79‬‬
‫)‪,(77‬‬
‫)‪»(78‬‬
‫)‪.(80‬‬
‫ההנתה העיקרית של חוקרים אלו היתה‪ ,‬שהתגובה בין חלבון ובין מתכת איטית‬
‫לגבי "זמן־החיים" של טיפת הכספית ולכן כל מרכיב ינוע לפי מקדם הדיפוזיה‬
‫שלו והזרם ישווה לסכום זירמי הדיפוזיה‪.‬‬
‫(‬
‫‪(81‬‬
‫‪ L a p a n j e and Oman‬חקרו את הקישור של‬
‫ו‪-‬‬
‫‪82‬‬
‫^‪ ^l,apanje‬חקר את קישור של‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬ל‪-‬‬
‫‪polystyrene sulphonate‬‬
‫‪ C d‬לפפסין‪ .‬ההנחה העיקרית שלהם היתה‪,‬‬
‫שרק היונים המתכתיים החופשיים תורמים לזרם הדיפוזיה וזרם המיגרציה‪ .‬אם‬
‫מניחים שקישור המתכת הוא רק אלקטרוםטטי אז ברכוז אלקטרוליט יסודי אפם‬
‫הקישור יהיה שלם ובריכוזי מלח גבוהים לא יהיה קישור בכלל‪ .‬יחס הזרמים‬
‫ברכוז מלח‬
‫‪ 0‬לרכוז מלח גבוה יתן את שבר היונים החופשיים־ דרגת הקישור‬
‫־‬
‫תהיה‬
‫‪t‬‬
‫‪f-1‬‬
‫־ דרגת‬
‫‪J°d‬‬
‫־ זרם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫‪Jd‬‬
‫־ זרם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫‪ 24‬־‬
‫‪J‬‬
‫‪D‬‬
‫‪°‬‬
‫־‪ JT‬־‪ 1‬־‬
‫‪1‬‬
‫במקרה‬
‫מלח‬
‫של‬
‫גבוהים‬
‫הנחות‬
‫כך‬
‫כל‬
‫בקישור‬
‫ללא‬
‫קדמיום‬
‫ו ב נ ו כ ת ו ת‬
‫נ כ ו נ ו ת‬
‫נמוך‪,‬‬
‫עד‪.‬‬
‫קישור‬
‫אם‬
‫לא‬
‫היא‬
‫חקרו‬
‫הם‬
‫מלח‬
‫הניחו‬
‫רק‬
‫זרם‬
‫איטית‬
‫על‬
‫י ס ו ד י‬
‫(»‬
‫‪0‬‬
‫ג ב ו ה ( ‪.‬‬
‫א י נ נ ו‬
‫מקבלים‬
‫הניתרם‬
‫‪Wall‬‬
‫אלקסרוליט‬
‫הקישור‬
‫התגובה‬
‫הזרם‬
‫פולימתאקרילית‪.‬‬
‫)רבוד־‬
‫)רכוז‬
‫לפפםין‬
‫חלק‬
‫‪and‬‬
‫מלא‬
‫הפולימר‬
‫רק‬
‫כי‬
‫‪Gill‬‬
‫לחומצה‬
‫‪-‬‬
‫הקישור‬
‫קישור‬
‫אלה‬
‫‪f‬‬
‫‪F‬‬
‫מאדד‬
‫ידי‬
‫בשיטה‬
‫י ו נ י ‪,‬‬
‫השווה‬
‫כי‬
‫לזרם‬
‫ומקדם‬
‫מבוטל‬
‫ה פ ו ל ר ו ג ר פ י ת‬
‫שהקישור‬
‫הפולימר‪.‬‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫הקומפלכס‬
‫הוא‬
‫אפילו‬
‫בהעדר‬
‫את‬
‫ב ר ב ו ז י‬
‫של‬
‫ביחס‬
‫קישור‬
‫הפולימר‬
‫לזרם‬
‫של‬
‫כללי‪.‬‬
‫‪Cu‬‬
‫ק ו ו ל נ ט י ‪.‬‬
‫‪ v‬״)‪(84‬‬
‫‪Kacena‬‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫הנחתו‬
‫•התגובה‬
‫מושג‬
‫וחלק‬
‫"בזמן‬
‫של‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫משקל של‬
‫היה‬
‫בנוכחות‬
‫ב י ן‬
‫ח י י "‬
‫הזמן‬
‫‪2‬‬
‫התלבון‬
‫חלבון‬
‫טיפוד‪.‬‬
‫‪t‬‬
‫ראשון‬
‫במצב‬
‫אשר‬
‫ובהעדרו‬
‫למתכת‬
‫הכספית‬
‫הק‬
‫ניסה‬
‫אל‬
‫לגזר‬
‫קבוע‬
‫נוסתה‬
‫הקישור‬
‫של‬
‫היא‬
‫מהירה‬
‫מאדד‪.‬‬
‫ש ו ו י‬
‫ולכן‬
‫המתכת‬
‫תמצא‬
‫חלק‬
‫שור‬
‫והזרם‬
‫בכל‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫ה מ מ צ ע ‪ .‬ה ק ש ר ב י ן ז!דר‬
‫ינתן לפי הנוסחה הבאה ‪:‬‬
‫התגובה‬
‫רגע‬
‫יהיה‬
‫‪0‬‬
‫‪id‬‬
‫‪-‬‬
‫זרם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫של‬
‫^‬
‫‪-‬‬
‫זרם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫‪D‬‬
‫‪2‬‬
‫בהעדר‬
‫‪-‬‬
‫מקדם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫של‬
‫ה י ו ן‬
‫‪-‬‬
‫‪.‬מקדם‬
‫ה ד י פ ו ז י ה‬
‫של‬
‫הקומפלכם‬
‫המוסף‪.‬‬
‫החופשי‪.‬‬
‫את‬
‫לחלבון‪.‬‬
‫ב י ן‬
‫הזמן‬
‫שתי‬
‫‪tj‬‬
‫הצורות‬
‫‪D,‬‬
‫י‬
‫‪l-+ K -‬‬
‫החופשי‬
‫למקזלם‬
‫•‪\rr37z‬־‬
‫‪n‬‬
‫הפולימר‬
‫‪v‬‬
‫לפי‬
‫במצב‬
‫פ ר ו פ ו ר צ י ו נ ל י‬
‫בנוכחות ובהעדר‬
‫י ״‬
‫הפולימר‪.‬‬
‫הפולימר‬
‫המתכת‬
‫משקל‬
‫‬‫•‪-‬‬
‫‪1+K‬‬
‫בנוכחות‬
‫המקשרת‬
‫יחס‬
‫זרמי‬
‫וקבוע‬
‫ן\‬
‫ו‬
‫ש ו ו י‬
‫^‬
‫‪IT‬‬
‫י‬
‫־‬
‫טעותו של‬
‫‪- 25‬‬
‫‪ Kacena‬היתה‪ ,‬שהניח שהתגובה היא מסדר אפס ‪ -‬ז״א אין תלות ברכוז‬
‫הפולימר ולכן הקבועים המחושבים לפי נוסחתו תלויים ברכוז התומר המקמפלכם‪.‬‬
‫תלוח ברכוזז הוכנסה על ידי‬
‫‪85‬‬
‫^ ‪ • ^ K o r y t a‬נוסחתו נכונה כאשר עובדים בעודף‬
‫גדול של חומר מקמפלכס ורכוזי המתכת החופשית ומתכת ‪ -‬קומפלכס בגוף התמיסה‬
‫הם דומים‪.‬‬
‫לפי מיטב ידיעתנו לא פורסמו שום נתונים על קביעה פולרוגרפית של‬
‫קישור יוני המתכות ל‪. DNA -‬‬
‫נוסחאות הנ״ל נמצאו בלתי מתאימות לחישוב קבוע הקישור של מתכות ל‪-‬‬
‫לכן בהחבםם על הנחוח דומוח ‪M i l l e r‬‬
‫‪J‬‬
‫‪, DNA‬‬
‫גזר־ נוסחה לחישוב קבוע הקישור של‬
‫מתכות ל‪ DNA -‬אשר פתוחה ניתן בחלק הנסיוני‪.‬‬
‫־ ‪- 26‬‬
‫!‪ 1‬חלק ‪3.‬סיוני‪.‬‬
‫‪(1‬‬
‫חומרים ושיטות העבודה‪.‬‬
‫)‪poly-4 v i n y l p y r i d i n e (4-PVP‬‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫־‪C—C‬‬
‫—‬
‫״‪sCH‬־־״‪C‬‬
‫— ‪H‬‬
‫ת _‬
‫‪4-vinyl pyridine‬‬
‫‪4 v i n y l p y r i d i n e‬־‪poly‬‬
‫הוכן במעבדה על ידי פולימריזציה רדיקלית של ‪-4‬ויניל פירידין‬
‫במחנול בשימוש‪ .‬באיניציסור‬
‫‪. alpha-alpha-azo-diisobutyronitrile‬‬
‫חפולימד שוקע על ידי דיאתיל אתר‪ ,‬את״כ הומם בתערבת מתנול‪-‬בנזן ויובש על‬
‫ידי ליאושיליזציח‪.‬‬
‫חמשקל חמולקולרי שלו נקבע ע״י מדידות צמיגות תוך שימוש בנוסתת ‪ Strauss‬יי‬
‫וערכו ‪ .180.000‬הספקטרום של‬
‫‪PVP-4‬‬
‫נקבע בתנאי‬
‫‪ pH‬שונים ובעזרתו חושבה‬
‫דדגח חדיםוציאציה כפונקציה של ‪, pH‬‬
‫מאחד‪ ,‬ש‪-‬‬
‫^\?‪4-‬איננו מסים במים מעל‬
‫‪4‬‬
‫‪pH‬‬
‫חימום עם אחיל ברומיד‪ ,‬בתמיסה כהלית במשך ‪ h24‬ב‪-‬‬
‫הפכנו את החנקן שלו לקוטרנרי ע״י‬
‫‪,‬‬
‫‪ 5 0 °‬ה ח ו מ ר שוקע ע״י‬
‫־‬
‫הוספת‬
‫אתר‪,‬‬
‫טעונים‬
‫ויובש‬
‫המסיםים‬
‫בדסיקטור‬
‫גם‬
‫‪pH‬‬
‫ב‪-‬‬
‫יי?‬
‫י‬
‫‪- 27‬‬
‫ם‬
‫‪2°5‬‬
‫‪.‬‬
‫‪P‬‬
‫בדרך‬
‫זו‬
‫חומרים‬
‫נתקבלו‬
‫נאוטרלי•‬
‫‪H‬‬
‫‪11‬‬
‫‪4-polyvinyl pyridonium e t h y l bromide‬‬
‫לקווטרניזציה‬
‫רחב‬
‫אינטראקציה‬
‫הוכנו‬
‫‪,7$‬‬
‫של‬
‫וחומרים‬
‫בעלי‬
‫ידי‬
‫‪80$‬מחוך א ל ה‬
‫ה י ת ה מטרה‬
‫ש ו נ ה של‬
‫צפיפות‬
‫א ל ק ט ר ו ם ט ט י ת עם‬
‫תמישה‬
‫על‬
‫‪PVP‬‬
‫חומרים‬
‫שינוי‬
‫היו‬
‫שונים‬
‫כמות‬
‫החומרים‬
‫כפולה‪,‬‬
‫ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בעלי‬
‫האתיל‬
‫בעלי‬
‫מטען‬
‫לקבל‬
‫אשר‬
‫חיובי‬
‫נתן‬
‫לעקב‬
‫בעזרתם‬
‫אתרי‬
‫‪.‬‬
‫דרגת‬
‫הקווטרניזציה‬
‫הברומיד‬
‫דרגת‬
‫חומרים‬
‫מסיסים‬
‫במים‬
‫בתחום‬
‫‪pH‬‬
‫‪-‬‬
‫‪,80$ ,100$‬‬
‫‪»30$ ,50$‬‬
‫המוסף‪.‬‬
‫י־‪30$‬‬
‫הקווטרניזציה‬
‫מסומנים‬
‫ב־‬
‫‪14‬‬
‫‪C‬‬
‫‪14‬‬
‫ונתקבלו‬
‫ע‬
‫ל‬
‫י‬
‫ד‬
‫י‬
‫ת‬
‫י‬
‫מ‬
‫‪England.‬‬
‫דרגת‬
‫הקווטרניזציה‬
‫מיקרואנליזה‬
‫או‬
‫י‬
‫ם‬
‫ע‬
‫ם‬
‫‪C‬‬
‫‪The Radiochemical Centre, Amersham, Buckinghamshire,‬‬
‫נקבעה על‬
‫מתוך‬
‫‪I‬‬
‫‪2^5‬‬
‫אשר‬
‫סופק‬
‫ע״י‬
‫מדידות‬
‫ידי‬
‫טיטרציה‬
‫הבליעה‬
‫ארגנטומטרית‬
‫האופטית‪.‬‬
‫לכל‬
‫וקביעת‬
‫דוגמאות‬
‫ה‬
‫־‬
‫חנקן‬
‫‪A-PVP‬‬
‫על‬
‫ידי‬
‫ספקטרום‬
‫־‬
‫‪254‬‬
‫ן‬
‫‬‫או‬
‫‪256‬‬
‫דרגת‬
‫)לשם‬
‫‪y‬‬
‫היוניזציה‪.‬‬
‫בדיקת‬
‫‪,‬‬
‫ע ל מבת‬
‫האינטראקציות‬
‫הובנו‬
‫י־‪^-‬אם (‬
‫‪m‬‬
‫אבל‬
‫‪28‬‬
‫עוצמת‬
‫לקבל‬
‫־‬
‫ה ב ל י ע ה מ ש ת נ ה עם‬
‫מסים‬
‫חומר‬
‫ק ו פ ו ל י מ ר י ם של‬
‫במים‪,‬‬
‫דרגת‬
‫בעל חבקן‬
‫בלתי‬
‫טעון‬
‫בין‬
‫קבוצות‬
‫פירידיניות‬
‫בלתי‬
‫טעונות‬
‫‪-4‬ו י נ י ל פ י ר י ד י ן‬
‫וחומצה‬
‫מתאקרילית‬
‫)‪(MA‬‬
‫ה ס פ צ י פ י ו ת אשר‬
‫אבל‬
‫הקווטרניןציה‬
‫על‬
‫ידי‬
‫)‪(88‬‬
‫פילמור‬
‫שתושב‬
‫של‬
‫מהבליעה‬
‫‪PVP‬‬
‫רדיקלי‬
‫ה א ו פ ט י ת של‬
‫ב ת ו ר השואה<>‬
‫מיוננות‬
‫במערכת‬
‫תמיסות‬
‫חמצון‪-‬חזור׳‬
‫פולימר‬
‫בסביבות‬
‫)למרות‬
‫הוכנה‬
‫ב‪-‬‬
‫גם‬
‫הכללי‬
‫חומצה‬
‫על‬
‫שיטת‬
‫ידי‬
‫הנםיונות‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪pH‬‬
‫=‬
‫‪ pH= 7‬׳^׳ מ ן‬
‫השלילי‬
‫כפי‬
‫(‬
‫על‬
‫‪DNA‬‬
‫עם‬
‫שנמצא‬
‫ידי‬
‫ובחלקו‬
‫מ ת י מ ו ס של‬
‫מ‪-‬‬
‫ניקנה‬
‫תוך‬
‫הקבוצות‬
‫דאוכסירובונוקלאית‬
‫נעשו‬
‫הדטרגנט^ ^‬
‫הקופולימרים‬
‫פולימתאקרילית‬
‫חומצה‬
‫כל‬
‫‪,‬‬
‫‪40%‬‬
‫המטען‬
‫‪.‬‬
‫הכילו‬
‫‪, VP efo-1‬‬
‫שימוש בתמיסה‬
‫הפירידיניות‬
‫מהישוב‬
‫פ ל מ ו ר של‬
‫‪-‬‬
‫‪50$‬‬
‫מקדם‬
‫כפי‬
‫ידועה‬
‫בקופולימר‬
‫הבליעוד״‬
‫חומצה‬
‫מתאקרילית‪.‬‬
‫‪DNA‬‬
‫עגל‪,‬‬
‫‪Corp.,‬‬
‫אשד‬
‫בחלקו‬
‫‪Biochemical‬‬
‫הופרדה במעבדה‬
‫‪.tforthington,‬‬
‫‪7‬‬
‫‪Jersey‬‬
‫המשקל‬
‫‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪o F r e e h o l d , New‬‬
‫המולקולרי‬
‫‪2‬‬
‫תושב‬
‫וערכם‬
‫הספקטרום‬
‫בזמן‬
‫שלה‬
‫ההתוך‬
‫תכולת‬
‫היו ‪:‬‬
‫נורמלי‬
‫היתה‬
‫הזרתן‬
‫ב‪-‬‬
‫ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בעזרת‬
‫היתה‬
‫ב ע ל ת משקל‬
‫נוסחת‬
‫‪9 0‬‬
‫^‪ ^Eigner-Doty‬מתוך‬
‫היה‬
‫ואנו‬
‫מולקולרי‬
‫‪N‬‬
‫יודעים‬
‫שהיא‬
‫היתה‬
‫בצורתה‬
‫) ‪ 10‬׳*׳(‬
‫גבוה‬
‫מקדמי‬
‫‪S‬‬
‫הטבעית‪,‬‬
‫הסדימנטציה‬
‫״‬
‫שעלית‬
‫הבליעה‬
‫‪. 0. 40%‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪* 5%‬‬
‫‪£ / 6 6 0 0‬‬
‫כפי‬
‫בשיטת‬
‫בקבעה בשיטת‬
‫)‪e(P‬‬
‫‪King‬‬
‫)‪(91‬‬
‫וממנה‬
‫= ‪mole cm‬‬
‫‪e ( P ) fc/mole cm = 6200 * 5%‬‬
‫תושבו‬
‫עבור‬
‫עבור‬
‫מקדמי‬
‫הבליעה‬
‫והם‬
‫‪ DNA‬מ ק ו מ י ת‬
‫‪DNA‬‬
‫ק נ ו יו;‬
‫‪(921‬‬
‫יתה‬
‫פחות‬
‫מ‪,1$-‬‬
‫שבקבע‬
‫‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Lowry et a l‬‬
‫לשם‬
‫־‪29‬‬
‫קבלת‬
‫)‪(denatured DNA‬‬
‫‪ DNA‬לא טבעית‬
‫־‬
‫תופפה ב‪ 100° -‬בפשר '‪10-15‬‬
‫ב‪-‬‬
‫‪N‬‬
‫‪10‬‬
‫פלח או בלי פלח וקוררה פיר בקרה‪.‬‬
‫״‪Cd(N0 ) «4H 0‬‬
‫‪NaCl ,‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫) ‪0‬‬
‫‪3‬‬
‫נעשה בהם ניקוי נוסף‪ ,‬כל החופרים האי‪-‬אורגנים האחרים שנצרבנו להם בעבודה‬
‫זו היו בעלי נקיון אנליטי‪.‬‬
‫האינטראקטים הוכנו במרבית הנסיונות על ידי ערבוב‬
‫)‪PVP4-‬‬
‫‪(DNA‬‬
‫הוסף ל־‬
‫‪PVP-4‬‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫ברכוז כללי של ‪' milieq/ml‬׳~‪ , 10""^-10‬בנפת של ‪; ml10‬‬
‫‪-3‬‬
‫'‬
‫‪N10NaCl‬ו־ ‪ pH‬שלתפיסות‪NaOII‬הפרכיביםהובא ע״י‬
‫לערך ‪ ,6.5-7‬האינטראקטים הושהו שעה לפני בצוע הנס י ו נ ו ת‪,‬שהתברר בנסיונות‬
‫מוקדמים‪ ,‬שתוצאות המדידה אינן תלויות בזמן‪.‬‬
‫תכונות אופטיות של החומרים הטהורים והאינטראקטים נקבעו על ידי‬
‫מדידות םפקסרה ועוצמות הבליעה של המרכיבים ביחסים שונים בספקטרופוטוםטרים‬
‫‪ Beckman DU‬ו־‬
‫‪ Unicam SP 500‬בתאי קו ורצה בעלי דרך אופטית של‬
‫עקומות ההתוך נקבעו בםפקטרופוטופטר‬
‫הבליעה האופטית כפונקציה של הטמפרטורה נמדדה באורך גל‬
‫‪1‬‬
‫קוורצה עם פקקי לטש‪,‬בעלי אורך אופטי של‬
‫‪cm‬‬
‫‪1‬‬
‫‪.‬‬
‫‪cm‬‬
‫‪ Beckman DU‬עם פתפם מווסת־‬
‫‪258‬‬
‫= ג‪ ,‬בתאי‬
‫‪my‬‬
‫‪ ,‬מידת העלאת הטמפרטורה‬
‫היתה‬
‫‪ 5/1°‬דקות־‬
‫מקדמי הסדמנטציה‬
‫של‬
‫ה‬
‫_ ‪ DNA‬ושל האינטראקטים נמדדו ב‪-‬‬
‫‪Spinco Model E analytical ultracentrifuge‬‬
‫צמיגות בוצעו בויסקוטטרים‬
‫*‬
‫‪l‬‬
‫‪.‬‬
‫‪248‬‬
‫תה‬
‫‪sec‬‬
‫‪0‬‬
‫)‬
‫‪1‬‬
‫‪o‬‬
‫‪1000‬‬
‫‪61‬‬
‫‪°‬‬
‫‪2‬‬
‫ו‪-‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪50‬‬
‫‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪286‬‬
‫‪Ostwald-Fenske‬‬
‫*‪-0.1°‬ו‬
‫‪sec‬‬
‫עם אופטיקת‬
‫‪UV‬״‬
‫ב‬
‫־‬
‫־‪, No‬‬
‫‪ t‬־ הזמן הדרוש‬
‫לזרימת‬
‫ותוספת המכסימלית ב‪?1‬ך אחרי הוספת הפוליפר‬
‫בויסקומטרים אלה שעור מאמץ הגזירה ‪rate of shear -‬‬
‫^( ‪ ,‬מה שמקטין את הצמיגות האמיתית פי שנים‪ ,‬אבל‬
‫הוא גבוה‬
‫הנםיונות‬
‫‪ 30 -‬־‬
‫המובאים בעבודה זו הם השואתיים‪ ,‬לכן הוזנחה השפעת שעור מאמץ הגזירה בכל סידרה־‪-‬‬
‫עקב אינטראקציה נמדד ב‪-‬‬
‫שינוי צפיפות של ‪DJMA‬‬
‫‪analytical ultracentrifuge‬‬
‫יה‬
‫‪molal‬‬
‫‪2-7‬‬
‫עם אופטיקות‬
‫‪Spinco Model E‬‬
‫‪ UV‬ושלירן‪ .‬רכוז תמיסת‬
‫‪CsCl‬‬
‫‪ ,‬ותמיסה זו נוקתה על ידי צנטריפוגציה מוקדמת‪.‬מהירות סיבוב‬
‫הרוטור בנםיונות היתה‪rpm000*42‬‬
‫שעות‪ .‬צפיפות‬
‫והז‪ p‬הדרוש להשגת שווי המשקל היה לפחות ‪12‬‬
‫‪ DNA‬התקבלה מחישוב מתמונות שלירן ו‪-‬‬
‫חקירת האינטראקציה אי אפשר היה להשתמש ב‪DNA -‬‬
‫דוגמא לתישוב הצפיפות מוצאת‬
‫‪ , UV‬כי מובן‪ ,‬שבמקרה של‬
‫בעלת צפיפות ידועה בתור סטנדרד‪.‬‬
‫להלן ‪:‬‬
‫‪ .‬הקשר בין המרתקים על תמונת‪-‬שלירן ושינוי מקדם השבירה עם המרחק‬
‫ניתן על ידי‬
‫‪C93)Ifft‬‬
‫ל ‪Y = a'b'G'tana• $‬‬
‫‪dx‬‬
‫‪Y‬‬
‫ מרחק על האורדינטה בצילום שלירן‬‫‪2‬‬
‫‪b«G‬׳‪ - a‬פקטורים גיאומטרים של הצנסריפוגה =‬
‫‪a‬‬
‫‪ -‬זוית הצילום־‬
‫‪99.7 cm‬‬
‫)‪(70°‬‬
‫‪dn‬‬
‫ שינוי מקדם השבירה עם מרחק‪.‬‬‫את‬
‫‪.‬‬
‫•‬
‫‪dn‬‬
‫ד אפשר לפרק ל ‪1‬‬‫(‬
‫‪3‬‬
‫‪- 10.75‬‬
‫‪j‬‬
‫=‬
‫י‬
‫‪d7‬י‬
‫‪d‬‬
‫‪ g / c m‬מ ת ק ב ל מגרף של מקדם השבירה כפונקציה של צפיפות תמיסת ‪. CsCl‬‬
‫‪dp‬‬
‫‪,‬‬
‫משתי הנוסחאוח האחרונות אפשר לקבל‬
‫‪P‬‬
‫‪, dp .‬‬
‫‪d l‬‬
‫‪, dn ,‬‬
‫(‬
‫‪dn‬‬
‫‪p3‬‬
‫•־־‪j‬׳ ‪ -‬שינוי בצפיפות עם מרחק‪ .‬את הצפיפות‬
‫בכל נקודה בתוך התא מחשבים מן הנוסחה הבאה ‪:‬‬
‫‪p - p + - i l Ax‬‬
‫‪o‬‬
‫‪dx‬‬
‫‪M‬‬
‫פות ההתחלתית‪ .‬במרבית הנםיונות היתה‬
‫‪0‬‬
‫‪1.71‬‬
‫‪g/cc‬‬
‫לאחר הוצררת גרדיאנט‬
‫‪0‬‬
‫‪!:•:‬־‪.‬‬
‫היתה הצפיפות‬
‫‪1.71‬‬
‫‪g/cc‬‬
‫באמצע התא כפי שנמצא‬
‫מ א י נ ט ג ר צ י ה‬
‫גרפית‬
‫־ ‪31‬‬
‫וגם על ידי‬
‫‪AX‬‬
‫‪x‬‬
‫כנגד־‬
‫‪-‬‬
‫‪p‬‬
‫‪93‬‬
‫^ ‪ Ifft^ ,‬מרחק החומר‬
‫‪A‬‬
‫מאמצע התא ומתקבל מתמונות ‪ uv‬של התחלקות החומר בתוך התא )בהתתשב בהגרלות‪.‬‬
‫המתאימות(‪ .‬התומר‪ ,‬המתרכזו באזור בעל הצפיפות המתאימה מצוין בתצלום ע״י השחרה;‬
‫ימלית בגלל הבליעה החזקה‪ .‬במהיריות רוטור של‬
‫‪s‬‬
‫‪C‬‬
‫‪7‬‬
‫‪molal‬‬
‫‪42.000‬‬
‫‪rpm‬‬
‫^ ה־גראדינט המתקבל על פני כל התא ) ‪1 . 2 6‬‬
‫ובז־כוז תמיסת‬
‫‪ ( c m‬הוא ‪g/cc0.07721‬‬
‫קביעת יחם המרכיבים המשקע‪ .‬בנםידנרת קרדמים נמצא‪ ,‬שכאשר י ח ם‬
‫)באקוולנטים( מקבלים שקוע החומר‪ .‬על מנת לברר‬
‫המרכיבים הוא בסביבת ‪-‬־• =‬
‫מהו יחס השקוע האמיתי באותם אינטראקטים אשר בשל עודף גדול באתד המרכיבים‬
‫נשארו מסיסים‪ ,‬הופעל כח צנטריפוגלי חזדק שגרם לשקוע חלקי‪.‬‬
‫תה במהיריות גדולות ‪-‬‬
‫‪rpm‬‬
‫‪15.000‬‬
‫הצנטריפוגציה‬
‫"‪ "Sorvall‬־ ע״י‬
‫במשך '‪ 20‬בצנטריפוגת‬
‫‪14‬‬
‫שימוש ב־ ‪ PVP‬מסומן ב‪-‬‬
‫אפשר היה לקבע רכוזו לפני ואחרי הצנטריפוגציה‬
‫‪C‬‬
‫‪Packard Tricarb Scintilation‬‬
‫לפי פעילותו הרדיואקטיבית )במונה נצנוצים ‪-‬‬
‫‪ ( Counter‬ובעזרת מדידות בליעוד אופטית ניתן לקבע את רכוז ה‪DNA -‬‬
‫שנשאר‬
‫בנוזל העליון‪ ,‬שתי המדידות אלה איפשרו קביעת המרכיבים במשקע‪.‬‬
‫הידרוליזחז אנזימטית של ‪ DNA‬ושל האינטראקטים נעשתה על ידי‬
‫)‪I (E C 3.1.4.5‬‬
‫‪deoxyribonuclease‬‬
‫שני האנזימים ניקנו מ‪-‬‬
‫‪94‬‬
‫‪Corp.‬‬
‫ו‪. akaline phosphotase (EC 3.1.3.1.) -‬‬
‫‪ . Worthington‬מהלך ההידרוליזחז היה לפי שיטת‬
‫^‪ ^Worthington‬־ עם הגדלה בזמן האינקובציה ל‪ 18-‬שעות ב־ ‪ 37°‬עבור כל‬
‫והורדת רכוז המלחים ל ‪N -vl0‬‬
‫׳ ‪ .‬לפני הוספת האנזים החומר רוכז על ידי איוד־‬
‫בווקום‪ .‬בכל הנםיונות נעשתה במקביל הידרוליזה של ‪ DNA‬עצמה ושל ה ‪-‬‬
‫ינטראקציה ומכאן אפשר היה‬
‫לקבע את מידת העיכוב על ידי‬
‫‪9‬‬
‫א נ ז י ם‬
‫אורגני המשתתרר נקבע בשיטת *^‪.(King‬‬
‫‪9‬‬
‫ה ז ר ח ן‬
‫‪ DNA‬אתרי‬
‫ה א י ‪- P V P‬‬
‫־‪32‬‬
‫־‬
‫מיקרוסקופית אלקטרונית‪ .‬תמונווז של‬
‫ב‪-‬‬
‫‪ DNA‬ושל האינטראקטימ צולמו‬
‫‪ . RCA electron microscope Model EMU‬התמימות המהולות של ה‪-‬‬
‫או של האינטראקטים רוססו על דיםקיות מכוסות‬
‫הדיסקיות יובשו בדסיקטור ווקום מעל‬
‫‪?2®5‬‬
‫פורמור ‪formvar -‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ופחם־‬
‫‪ .‬לשם קבלת קונטרסט על הלק‬
‫מהדיםקיות אוידה פלטינה ממקור בזוית ‪ 1:7‬לשטת הדיסקית ועל ידי כך נוצר צל‬
‫על פני מולקולות ה‪ DNA -‬־ במקרים אחרים הקונטרסט נוצר על ידי יוני‬
‫‪+‬‬
‫‪Cs‬‬
‫הכבדים‪ ,‬אשר שימשו בתור יונים נגדיים‪.‬‬
‫מדידות‬
‫‪ pH‬וטיטרציות פומנציומטריות נעשו בעזרת‬
‫‪Radiometer pH-meter 22.‬‬
‫‪pH-meter‬‬
‫־‪ 35‬־‬
‫קביעת קבועי הקישור של נחשה וקדמיויט ל‪ DNA -‬בשיטה הפולרוגרפית‬
‫‪(2‬‬
‫‪0‬‬
‫נסיונות אלה נעשו עם‬
‫אלקטרוליט יסודי שימשו‬
‫‪0 NaN‬‬
‫‪3‬‬
‫‪•4‬‬
‫או‬
‫‪2‬‬
‫) ‪ . H^Cu(N0 ) ; Cd(N0‬בתור‬
‫‪3‬‬
‫‪0 KN‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪.‬‬
‫‪++‬‬
‫‪01‬רכוזי ג‬
‫האם נקבעו על ידי טיטרציה יודומטרית או טיסרצית‬
‫ה‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬נמצא גם מזרם הדיפוזיה בתמיסות ללא‬
‫‪++‬‬
‫ו־‪Cd‬‬
‫‪1‬‬
‫בתמיסות‬
‫‪) EDTA‬בהתאם(^־^‪ .‬רבוד‬
‫‪DNA‬המוםפת^^‪ .‬ה‪-‬‬
‫בנםיונות ^ "*‪ Cd‬היה ‪ .5.8 * 0.1‬ה‪ pH -‬היה‬
‫‪pH‬‬
‫‪.*;:Q.l‬־‪ 5.4‬עבור ‪DNA/Gu:‬‬
‫ידו‪4.9 * •0.1,‬ל ‪,‬עבורי‪ DNA/Cu ;,‬לא טבעית )בופר אצטט‬
‫מאד של ‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫סבעית‬
‫‪3‬‬
‫‪,(N "10‬‬
‫הקטנה‪H0(Cu) pH‬‬
‫כל כך נמוכים היתה הממיסות‬
‫‪2‬‬
‫ו‪. H0( - )Cd‬‬
‫‪2‬‬
‫‪Shimadzu‬המדידות‬
‫הפולרוגרפיות בוצעו בפולרוגרפים‬
‫ואלקסרודת הכספית המטפטפת‬
‫בוצעו בתא‬
‫)‪(DME‬‬
‫‪261‬‬
‫היתה מסוג קפילרה ברומטרית‪ .‬המדידות‬
‫"‪ "H‬עם פקק אגר בין אלקטרודה קלומל ובין חלק המכיל את התמיסה‬
‫‪-3‬‬
‫‪-1‬‬
‫יי‬
‫—‬
‫‪,‬‬
‫הנבדקת‪ .‬רכוזו של ‪ 1KC‬באלקטרודת הקלומל שונה מ‪ -N10- .10 -‬על מנת להתאימו‬
‫לרכוז המלח בתמיסה הנבדקת‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫מקדם הדיפוזיה של ‪ DNA‬טבעית נקבע ממקדם הםדימנסציה ונוםתאות ^‪^ E i g n e r -Doty‬‬
‫י־‬
‫‪97‬‬
‫"*‪ /Svedberg‬חיבור נוסחאות אלה נותן את הערך עבור מקדם הדיפוזיה ‪. D -‬‬
‫‪17‬‬
‫‪S‬‬
‫עבור‬
‫"‪ 10‬י ‪RT.2.36‬‬
‫‪1 47‬‬
‫—‬
‫ ניתן ביתידות םבדברג‬‫) ‪ - v p‬נ ל ק ח הערק)‪. 0.471‬‬
‫‪8‬‬
‫ה‪ D -‬המחושב הוא‬
‫‪- 2‬‬
‫‪. 10*1.3" cm /sec‬‬
‫מקדם הדיפוזיה של ‪ DNA‬לא טבעית נקבע ממדידות הצמיגות והםדימנטציה בשימוש‬
‫‪. D = 7«10' cm /sec , *• ^Sheraga - Mandelkern‬‬
‫בנוםתת‬
‫‪98‬‬
‫‪2‬‬
‫‪8‬‬
‫־‪34‬‬
‫־‬
‫‪8‬‬
‫הנוסחה לחישוב קבוע הקישור של יוני המתכות ל‪DNA -‬‬
‫‪.‬‬
‫ונים לפולי‬
‫נ ג ז ר ה ^ ^ בהסתמך‬
‫‪4‬‬
‫^‬
‫‪8‬‬
‫‪-‬‬
‫מרים מבוססות על ההבדל הגדול בין מקדמי הדיפוזיה של יון מתכתי חופשי‬
‫=‬
‫‪1 0‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪sec1,38‬‬
‫‪/‬‬
‫‪m‬‬
‫‪2‬‬
‫‪-5‬‬
‫‪c‬‬
‫)"‪(99‬‬
‫יי ‪,‬ויון קשור לפולימר בעל מקדם‬
‫(‬
‫‪++D‬‬
‫א‬
‫י‬
‫‪Cu‬‬
‫דיפוזיה נמוך‪.‬‬
‫מקדם הדיפוזיה של היון הקשור שוה לזה של הפולימר הקושר‪ ,‬שכן הוכה‬
‫מדיפוזיה עצמית של יונים נגדיים במתליפי יונים שמקדם זה עבור יון דו‪-‬‬
‫‪~ 1 0‬‬
‫‪8‬‬
‫^‪,‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫^ ׳ ‪/ s e c‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ c m‬ז ״ א מאותו סדר גודל כמו מקדם הדיפו ז יה‬
‫של ‪ DNA‬עצמה‪.‬‬
‫קבוע שווי משקל של קישור יונים ל‪-‬‬
‫‪ DNA‬פתוה הנוסחה ! נניח‪,‬‬
‫שזמן השגת שווי משקל בין יון מתכתי ובין פולימר הוא קצר מאד )יותר קצר‬
‫מזמן "חיי" טיפת הכספית‪ ,‬כפי שנוכיח הלאה(‪ ,‬ואז‪ ,‬זרם הדיפוזיה של יון‬
‫מתכתי בנוכחות תומר מקמפלכס יהיה פרופורציונלי לשרש מקדם הדיפו זיזד הממצע‪.‬‬
‫ממצע על הזמן של מקדם הדיפוזיה ניתן על ידי ‪:‬‬
‫‪D.t.‬‬
‫) ‪( 1‬‬
‫‪I‬‬
‫=‬
‫‪t.‬‬
‫‪I‬‬
‫‪Dav‬‬
‫‪i‬‬
‫הזמן הממצע‪ ,‬שיון מתכתי נמצא במצב ‪ , i‬במקרה שלנו קימים רק שני‬
‫מצבים של היון המתכתי‪ :‬המצב הקשור והמצב התופשי‪.‬‬
‫הזמן הממצע של שהות היון בכל מצב ינתן על ידי מהירות האסוציאציה והדיסו‪-‬‬
‫ציאציה‪ .‬מהיריות אלו אפשר לקבל אם מסבירים אסוציאציה ודיסוציאציה של יון‬
‫‪ . Langmitf-y‬לפי‬
‫מתכתי למקרומולקולה על ידי מודל םפיתה הדומה לספיתת‬
‫מודל זה מהירות המפיחה )קישור( של יון מתכתי לפוליאלקטרוליט בכל נקודה‬
‫לאורך ציר ‪ x‬ניתנת על ידי ‪:‬‬
‫)‬
‫)‪( 1-0‬‬
‫‪X‬‬
‫י‬
‫‪2‬‬
‫) ‪V. , = k. c f , c p ,‬‬
‫)‪l(x‬‬
‫‪1‬‬
‫)‪(x) (x‬‬
‫‪1‬‬
‫י‬
‫י‬
‫־ ‪ 35‬־‬
‫‪l‬‬
‫קבוע מהירות של אסוציאציה‪.‬‬
‫‪k‬‬
‫)‪(x‬‬
‫‪Cf‬‬
‫‪-‬‬
‫רכוז מקומי של יון מתכתי תופשי‪.‬‬
‫‪Cp‬‬
‫־‬
‫מספר אתרי הספיתה על פני הפולימר )יירכוז" הפולימר(‪.‬‬
‫־‬
‫שבר יחסי של האתרים התפוסים על ידי יון מתכתי או דרגת הכיסוי‪.‬‬
‫—‬
‫שבר יחסי של האתרים החופשיים על פני הפולימר‪.‬‬
‫)‪Cx‬‬
‫‪0‬‬
‫‪X‬‬
‫‪(1-0‬‬
‫)‬
‫‪v‬‬
‫'‪x‬‬
‫מהירות הדיסוציאציה )דםורבציה( תהיה ‪:‬‬
‫‪0‬‬
‫™‬
‫‪2‬‬
‫‪-‬‬
‫‪k‬‬
‫‪C‬‬
‫=‬
‫‪2(x) 2 P(x) x‬‬
‫קבוע מהירות‬
‫ס‬
‫ל‬
‫ה ד י ם‬
‫צ‬
‫י י‬
‫‪k‬‬
‫א צ י ה‬
‫‪V‬‬
‫» ‪ - cp (x) ^x‬מספר היונים הקשורים‪.‬‬
‫הודות לכך‪ ,‬שפולימר לא תורם לזרם וטפיחת הפולימר על השטת מועטת מאד‪,‬‬
‫‪C‬‬
‫‪=C‬‬
‫‪ P /‬ן״׳״‪•P‬‬
‫אין גם גרדיאנט של רכוז הפולימר‪ cp ,‬לא משתנה עם ‪ x‬ז״א‬
‫‪W‬‬
‫)תמיסה(‬
‫י‬
‫י‬
‫ץ‬
‫ממהירויות אסוציאציה ודיסוציאציה אפשר לקבל את הזמנים הממצעים‪ ,‬שיון קיים‬
‫במצב התופשי ובמצב הקשור ‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫)‬
‫‪5‬‬
‫אם מציבים‬
‫־‬
‫נ‬
‫‪4‬‬
‫‪h‬‬
‫(‬
‫־ ‪'2‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪ (4‬י ־ ) ‪ ( 5‬ל ־ ) ‪ ( 1‬מקבלים ;‬
‫)‬
‫‪)k p( l - 0‬‬
‫‪+‬‬
‫‪x‬‬
‫‪C‬‬
‫*‬
‫‪1C‬‬
‫‪Db‬‬
‫‪6(Df‬‬
‫^‬
‫(‬
‫‪k‬‬
‫‪- Df‬‬
‫מקדם חדיפודיה של היון החופשי‪.‬‬
‫‪- Db‬‬
‫מקדם הדיפוזיה של היון הקשור‪.‬‬
‫(‬
‫‬‫‪k‬‬
‫ו‬
‫‪1‬‬
‫‪Dav‬‬
‫‪1‬‬
‫‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫־‪(w‬‬
‫‪n‬‬
‫‪7‬‬
‫) ‪(1-e‬‬
‫‪1Cp‬‬
‫‪x‬‬
‫‪k‬‬
‫אס מציבים בנוסחה )‪ (6‬את הגדרת קבוע שווי המשקל‬
‫‪Dav‬‬
‫מקדם חדיפוזיח חממצע ‪-‬‬
‫‪l‬‬
‫—^ = ‪ K‬מקבלים עבור‬
‫‪2‬‬
‫) ‪K«cp (l-0‬׳‪Db‬‬
‫‪x‬‬
‫) ‪C 7‬‬
‫) ‪1 • K-cp a-0‬‬
‫‪x‬‬
‫‪D f‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪1 + Kcpd-e,‬‬
‫=‬
‫‪D a v‬‬
‫(‬
‫־ ‪36‬‬
‫את הנוםתה‬
‫)‪ (7‬אפשר לקבל גם אם מניתים שווי משקל בכל נקודה בשכבת הדפוזיה‬
‫‪. Dav‬‬
‫ואם מוסיפים את תרומתו של כל מרכיב ל‪-‬‬
‫)‪ (3‬ו‪ (2)-‬מקבלים עבור קבוע; שווי משקל‬
‫מנוסתאות‬
‫‪C,‬‬
‫‪C‬‬
‫‪ _b _2_J.‬־־ ‪0‬‬
‫‪c‬‬
‫‪c‬‬
‫‪( 9 ) J‬‬
‫=‬
‫יי‬
‫‪P‬‬
‫‪c‬‬
‫‪c.‬‬
‫‪K‬‬
‫‪p‬‬
‫־ דכוזו התחלתי של היון המתכתי‬
‫־ דכוזו היון המתכתי הקשור‬
‫‪K(l-9)• c • c‬‬
‫‪P o‬‬
‫‪9)' c‬־‪K(l‬‬
‫‪+T‬‬
‫)‪(10‬‬
‫)‪(U‬‬
‫‪K(l-0)• c • c‬‬
‫‪f‬‬
‫‪K(l-0) c + 1‬‬
‫‪P‬‬
‫־‬
‫‪b‬‬
‫‪c‬‬
‫־ ‪f‬־‬
‫‪ D. + c. • D,‬״ ‪c • Dav = c.‬‬
‫‪b‬‬
‫‪f‬‬
‫‪b‬‬
‫אם מציבים את הערכים של‬
‫מקבלים את הנוסחה‬
‫‪£‬‬
‫ו‪-‬‬
‫‪o‬‬
‫‪f‬‬
‫‪ c‬מנוסחאות )‪ (10‬ר —)‪ (11‬בנוסחה האחרונהז‬
‫)‪ .(7‬מנוסחת^ *‪I l k o v i c‬‬
‫‪102‬‬
‫׳‬
‫‪/‬‬
‫)‪ (7‬אפשר‬
‫‪1‬‬
‫‪ id a D‬ומנוםחה‬
‫לקבל אח הביטוי עבור קבוע שווי המשקל כפונקציה של ערכים מדידים^‬
‫‪2‬‬
‫‪Day‬‬
‫‪1 -‬‬
‫)‪(k‬‬
‫)‪(12‬‬
‫)ז־‬
‫‪i‬‬
‫‪Q‬‬
‫‪1‬‬
‫‪V I‬‬
‫״‪D‬‬
‫=‪K‬‬
‫*‪D‬‬
‫‪ -‬זרם של יון מתכתי בלבד‪.‬‬
‫‬‫וזח אינו יכול להיות גדול מן היתס‬
‫‪ c‬של פוליניר‪.‬‬
‫‪Dav‬משתנה‬
‫עם‬
‫— )מתכת‪/‬פולימר(‪ .‬הנסיונות שלנו‬
‫‪P‬‬
‫‪C‬‬
‫‪x0‬‬
‫‪37‬‬
‫־־•י‬
‫נעשו בעודף גדול של ‪ DNA‬ביחס למתכת ‪ -‬ילפיכך ‪ 0‬היה קטן אפילו בתמיסה‪,‬‬
‫ואין צורך להתחשב בשינוי‬
‫‪0‬‬
‫דד ‪ ,‬כי על יד שטח הכספית ‪= 0‬‬
‫בחישובים סופיים נלקח‬
‫‪0‬‬
‫לכן הערך המסצע של‬
‫‪ Dav‬עם‬
‫‪»x‬‬
‫‪2‬‬
‫־‬
‫‪ 0‬בשכבת הדיפוזיה הוא‬
‫‪e‬‬
‫‪x‬‬
‫‪• j‬‬
‫‪0=0‬‬
‫‪ c‬ו‪-‬‬
‫‪°‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בעזרת הנוסתה )‪ (8‬אפשר לבדק נכונות ההנתה שהשגת שווי המשקל בין‬
‫ובין יונים מתכתיים היא מהירה מאד‪ .‬אס לנוסחה )‪ (8‬מציבים את הערך עבור ‪0‬‬
‫מקבלים ‪:‬‬
‫)‪(13‬‬
‫‪c‬‬
‫‪ f‬־ ‪0‬‬
‫‪c‬‬
‫בעודף גדול של ‪ DNA‬לגבי המתכת )^‪ c‬־ ‪ (C‬קטן מאד לכן ‪:‬‬
‫‪Q‬‬
‫)‪(14‬‬
‫‪+1‬‬
‫‪K •c‬‬
‫^‬
‫»‬
‫‪!°‬‬
‫‪f‬‬
‫‪,,‬‬
‫אם זמן השגת שווי המשקל היה גדול ביחס לזמן "חיי הטיפה )שווי משקל איטי(‬
‫‪i‬‬
‫‪c‬‬
‫— ‪— a‬ד ־‬
‫ אזי כל מרכיב היה נע עם מקדם הדיפוזיה שלו ואז )‪ 14‬א(‬‫‪1‬‬
‫‪c‬‬
‫‪f‬‬
‫במקרה זה היון המתכתי החופשי והקשור היו תורמים בנפרד לזרם הדיפוזיה ואז‪.‬‬
‫נוסחה ‪14‬א היתה מתקיימת‪ .‬במקרה של קישור נחשת וקדמיום ל‪ DNA-‬אין הדבר‬
‫מתקיים‪ ,‬כי אם מחשבים את הקבועים לסי נוסחה ‪14‬א עבור‬
‫שונים של‬
‫‪K‬‬
‫‪.‬‬
‫שונים מקבלים ערכים‬
‫־ ‪ 38‬־_‬
‫‪(3‬‬
‫‪- DNA‬פוליויניל פירידין בשיטה הפולרוגרפית‪.‬‬
‫קביעת הקישור‬
‫לקביעה פולרוגרפית של קישור קדמיום בנובתות‬
‫מהשואה בין קישור‬
‫‪++‬‬
‫‪Cd‬‬
‫‪ PVP‬היו במה מטרות‪.‬‬
‫בנוכחות ובהעדר יחסים שונים של‬
‫מסקנות על אופן התחלקות מולקולות ‪ PVP‬על פני ה‪-‬‬
‫‪ PVP‬אפשר להוציא‬
‫‪ . DNA‬ללמוזד על ההשפעהה‬
‫ההדדית בין חלקים מכוסים יוגליים; ועל מבנהדהאינמראקטים בנקודת‪.‬שקועם‪,‬אפשר גם‬
‫לנסווד לקבל קבועהקיעדור שגל‬
‫בערבוב‬
‫‪ DNA‬ו ‪ -‬י‬
‫‪ PVP‬בא י זוו ר־ המכוסה‪.‬‬
‫‪ DNA‬עם ‪ PVP‬לשם קבלת האינטראקטים מתקבל קישור שני המרכיבים‬
‫תיו כיסוי חלקים של‬
‫‪ DNA‬על ידי ‪.PVP‬מידת הכיסוי־ ‪a‬‬
‫‪ . PVP‬בעודף של‬
‫ובדרגת הקווטרניזציה של‬
‫תלויה ביחס המרכיבים‬
‫‪PVP‬‬
‫‪ DNA‬מתקבלים איזורים מכוסים ב‪-‬‬
‫ואיזורים מגולים‪ ,‬באיזורים המכוסים מתקיים שווי משקל הבא ‪:‬‬
‫‪l‬‬
‫‪k‬‬
‫‪N‬‬
‫‪+‬‬
‫< ‪ +PON‬־‪(P0(1‬‬
‫כאשר לתמיסת האינטראקטים מוסיפים יוני קדמיום באיזור המכוסה יתקיימו שווי‬
‫^‬
‫המשקל הנוספים »‬
‫‪PO §i?=^=<£411‬‬
‫‪Q +‬‬
‫*==‪N‬‬
‫‪ -‬־‪O (2‬‬
‫‪O‬‬
‫‪P‬‬
‫‪P‬‬
‫(‬
‫(‬
‫‪1‬‬
‫שווי משקל האחרון יתן את מידת החילוף בין‬
‫‪Kg‬‬
‫דכוז‬
‫ו‪-‬‬
‫‪ K‬אפשר לחשב‬
‫‪2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ -‬קבוע שווי המשקל בין ו‪ PVP -DNA‬כפונקציה של‬
‫‪ - N‬דכוז חחנקנים הטעונים על יד שטח של‪DNA‬‬
‫‪ K,‬לפי הנוסחאות הבאות ‪1‬‬
‫‪ PVP‬וקדמיום‪ .‬בידיעת‬
‫• יחס‬
‫ו‪-‬‬
‫נותן‬
‫‪- 39‬‬
‫י‬
‫‪+‬‬
‫] ‪[PO^L] [N‬‬
‫‬‫‪n‬‬‫‪[PON] [ £ | h‬‬
‫‪15‬נ(‬
‫‪K‬‬
‫‪3‬‬
‫]‪[P0§1‬‬
‫)‬
‫)!‪6‬‬
‫]—|‪ ] [ £‬־ [‬
‫_‬
‫‪0‬‬
‫‪+‬‬
‫] ‪] [N‬־‪[PO‬‬
‫־־ ‪K‬‬
‫‪2‬‬
‫‪P‬‬
‫‪3‬‬
‫‪K‬‬
‫‪l‬‬
‫‪v‬‬
‫אח שווי המשקל )‪ (15‬ו‪ (16)-‬אפשר לבטא על ידי קבוע שווי המשקל‬
‫המציג את הקישור הכולל בחלק המכוסה?‬
‫] | ‪[po £‬‬
‫)‪18C‬‬
‫״‬
‫^‬
‫‪K‬‬
‫[ ]‪ + PON‬־‪[PO‬‬
‫לקבועי שווי המשקל‬
‫‪ K‬ו‬
‫‪2‬‬
‫‪-‬‬
‫‪K‬‬
‫באופן הבא‬
‫‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫‪' . PON1[PO‬‬
‫]־‪[PO‬‬
‫‪++‬‬
‫אם נוסיף אח‬
‫‪A‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ Cd‬לתמיסת האינטראקטים אשר התקבלו בעודף של ‪ , DNA‬אחרי האינט­‬
‫‪D‬‬
‫ובהם יתקיים השווי המשקל בין‬
‫^)*>‪(!-‬‬
‫‪,‬‬
‫‪POCd‬‬
‫הר״‬
‫‪2‬‬
‫)‪.(1-0‬‬
‫יוני הקדמיום‪:‬‬
‫‪()21‬‬
‫‪1‬‬
‫‪K‬‬
‫בשיטה סולרוגרפיח אפשר־ לנסות לקבל^ ‪ j‬ו‪-‬‬
‫‪1‬‬
‫)‪^(a-1‬‬
‫‪-a‬‬
‫ובין‬
‫‪rA*+‬‬
‫־‪0P‬‬
‫‪+‬‬
‫‪K‬‬
‫ומזה האחייז‬
‫? י ק ב ? י‬
‫‪3‬‬
‫‪K‬‬
‫י‬
‫‪2‬‬
‫‪K‬‬
‫קבוע שווי המשקל באיזור המגולה אשר הוא תלוי ברכוזי המלח יכול להיו‬
‫גם מושפע ממידת הכיסוי של ‪ DNA‬ב‪ PVP -‬עקב השפעתו של האחרון על הפוטנציאל‬
‫החשמלי של האיזורים החופשיים ‪ -‬במיוחד ברכוז מלת נמוך‪.‬‬
‫‪ 40 -‬־‪-‬‬
‫‪ H I‬תוצאות ודיון‪.‬‬
‫‪ (1‬תכונות החומרים הטהורים‪.‬‬
‫‪. 4PVP‬‬
‫א( טיטרציה םפקטרופוטומטרית של‬
‫לשם קביעת דרגת הדיסוציאציה של‬
‫תמיסות שלו ב ‪-pH-‬ים השונים ובדכוזי מלח‬
‫מראה את הספקטרום‬
‫‪-11?-‬‬
‫ברכוזו המלח‬
‫‪ 4PVP‬נמדד־ הם פ קטר ו ם של‬
‫‪N0.01NaCl‬‬
‫‪ - N 0 . 1‬ו־‬
‫‪4‬‬
‫ב‪.1‬‬
‫‪N0.01NaCl‬‬
‫‪N "10«1.8PVP 4‬‬
‫‪ .‬אפשר לראות‪ ,‬שמכסימום הבליעה הוא בין ‪254-256 my‬‬
‫והשיא נעשה חד יותר עם הגדלת דרגת הדיסוציאציה‪ .‬עוצמת הבליעה־‪ .‬משתנה עם‬
‫דדדגת הדיםוציאציה‪.‬‬
‫לשם חישוב דרגת הדיםוציאציה בכל‬
‫כולו מיונן וב‪-‬‬
‫הנתנו‪ —0 ,pH‬ש‬
‫(‪1NHC1‬־־ ‪PVP (pH4‬‬
‫ב‬
‫‪-pH‬ים גבוהים )במקרה זה התופר הומס ב‪ 50$-‬כהל‪-‬מים(‬
‫החומר איננו מיונן בכלל‪ ,.‬מקדמי הבליעה המולדים כפי שחושבו ממדיות בליעה‬
‫האופטיח הם ‪:‬‬
‫‪e‬‬
‫מיונן‪4PVP‬עכור‬
‫‪V‬‬
‫‪e‬‬
‫ך‬
‫‪4‬‬
‫‪$‬‬
‫‪P‬‬
‫=‬
‫‪3600‬‬
‫=‬
‫‪-‬‬
‫‪7‬‬
‫‪A/molecm*5%‬‬
‫‪1550‬‬
‫‪E‬‬
‫‪tymolecm*5%‬‬
‫=‬
‫‪5%tymolecm*1640‬‬
‫=‬
‫‪5%tymolecm*1750‬‬
‫בעל דרגת היוניזציה‬
‫שווה בגבול השגיאה לזה בעל‬
‫דרגת הקווטרניזציה ‪ 7$‬מה שמצדיק את ההנתות בחישוב דרגת היוניזציה‬
‫מטיטרציה םפקטרופוטומטרית‪.‬‬
‫ציור מם‪ 2 .‬נותן את דרגת הדיסוציאציה של‬
‫של‬
‫‪ , pH‬דרגת הדיםוציאציה חושבה מן הבליעה האופטית ב‪-‬‬
‫*‪PVPNH-4‬‬
‫‪254\1‬‬
‫‪m‬‬
‫כפונקציה‬
‫‪ ,‬אשר‬
‫‪ 41 -‬־‬
‫‪0‬‬
‫בחלקה ניתנת בציור מם‪ ,1 .‬בהנחה שהבליעה ב‪-‬‬
‫‪pH‬‬
‫=‬
‫נובעת פפוליויניל‬
‫פירידזוניום מיונן לגמרי וב‪<11 :-‬ן־ים גבוהים מבלתי מיונן‪ ,‬ההפרש בין שתי‬
‫הבליעות האלו נותן את; התרומה שלליאון מלא לבליעה‪,‬‬
‫את אופן חישוב ‪ 6‬אפשר לסכם בנוסחה הבאה ‪5‬‬
‫) י ס י ‪0‬־) ‪P.P.‬‬
‫‪0=6‬‬
‫‪D‬‬
‫) ‪ 0‬־ ‪ • ' ( B‬־ )‪1‬־‪(6‬׳‬
‫כאשר‬
‫‪8‬‬
‫‪O.D.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪-‬‬
‫‪0‬‬
‫‪D‬‬
‫•‬
‫‪0‬‬
‫־ ‪8‬‬
‫ דרגת היוניזציה‬‫‪ -‬הבליעה האופטית ב‪-‬‬
‫‪ pH‬נתון‬
‫‪ . ^ g‬ה ב ל י ע ה האופטית של הצורה הבלתי מיוננת‬
‫‪^ !j‬‬
‫‪-‬‬
‫‪a‬‬
‫ציור מם* ‪ 3‬מראה ספקטרה של פולימרים בעלי דרגז‪ !1‬קווטרניזציה של‬
‫‪ 50$‬י־‪ ,7$‬במקרה הראשון הרכוזו של פולימר היא‬
‫ומבקרה השני‬
‫‪N*"10*1.8‬‬
‫‪-4‬‬
‫‪N 10*1.5‬‬
‫‪ ,‬אפשר לראות‪ ,‬שצורת הספקטרום זהה לזו של‬
‫‪254‬‬
‫יור מם‪ ,(1 .‬גם בכגקרים אלה השיא נמצא בין‬
‫‪-‬‬
‫‪ PVP‬בעל דרגות דיס׳ו‪-‬‬
‫‪256‬‬
‫‪.‬‬
‫‪mp‬‬
‫מכאן נסיק‪ ,‬שעוצמת הבליעה באורך גל זה נקבעת רק על ידי צפיפות המטען החיובי‬
‫על החנקן חפידידיני ללא תרומה מן הקבוצוה תצדזדלת‪,‬‬
‫• ‪.‬׳ י‬
‫ג( חםפקטדום של ה‪-‬‬
‫•‬
‫י‬
‫‪ ) DNA‬ציור מם• ‪ 4‬עקומה ‪ (1‬היה נורמלי‪.‬‬
‫<*‬
‫י"‬
‫‪.‬‬
‫־ ‪ 42‬־‬
‫־‪43‬־‬
‫‪3‬ד‬
‫‪«3‬‬
‫זכ‬
‫ני­‬
‫ט‬
‫‪u‬‬
‫נד‬
‫‪*3‬‬
‫וב‬
‫‪ro‬‬
‫־‪44‬‬
‫־‬
‫־ ‪ 45‬־‬
‫‪(2‬‬
‫תכונות‬
‫א(‬
‫מדידות‬
‫א ו פ ט י ו ת של‬
‫תלות‬
‫נמדד‬
‫שונות‪.‬‬
‫זציה‬
‫הבליעה‬
‫האינטראקטים‪.‬‬
‫ותלות‬
‫הספקטרום‬
‫ה ס פ ק ט ר ו ם של‬
‫שבאיז־ור‬
‫נמצא‪,‬‬
‫גדולה‬
‫באינטראקטים‬
‫עוצמת‬
‫‪DNA‬‬
‫ושל‬
‫אורכי‬
‫הגל‬
‫מעוצמת‬
‫הבליעה‬
‫המרכיבים‪.‬‬
‫ברכוז‬
‫ה א י נ ט ר א ק ט י ם עם‬
‫‪PVP-4‬‬
‫‪my350245-‬ה ם פ ק ט ר ה‬
‫הבליעה‬
‫התיאורטית‬
‫קווטרני‪-‬‬
‫בדרגות‬
‫ד ו מ י ם אבל‬
‫)המתושבת‬
‫כסכום‬
‫עוצמת‬
‫בליעות‬
‫המרכיבים(‪.‬‬
‫‪-4‬‬
‫בציור‬
‫מם־‬
‫ניתנים‬
‫‪4‬‬
‫ה ם פ ק ט ר ה של‬
‫הקווטרניהציה‬
‫)כאשר‬
‫‪4‬‬
‫‪p‬‬
‫בציור‬
‫מלאה‬
‫מסמן‬
‫)‪(lO'^N•6.4‬ושל‬
‫ז ר ח ן של‬
‫ז ה מ ת א ר ת את‬
‫ו‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫הספקטרום‬
‫ואילו‬
‫א ו ר על‬
‫פיזור‬
‫יש‬
‫ידי‬
‫את‬
‫ג‬
‫‪-‬‬
‫בנוםתת‬
‫לבליעה‬
‫עוצמת‬
‫‪s‬‬
‫עוד‬
‫האינטראקט‬
‫השתמשנו‬
‫תרומתו‬
‫בליעה‬
‫‪+‬‬
‫א‬
‫האינטראקט‬
‫את‬
‫התיאורטי‬
‫ו ב א ו ת ו א ו ר ך ג ל ‪ .‬א פ ש ר ל ר א ו ת ש ב ־ ‪ my320‬ה ן ‪DNA‬‬
‫לאינטראקט‬
‫‪ N ) DNA‬״ ‪ , ( 6 . 5‬של‬
‫‪10‬‬
‫ביחס‬
‫אקוולנטים‬
‫ה פ י ר י ד י ו נ י ו ם של‬
‫המתושב‬
‫והן‬
‫כסכום‬
‫‪PVP‬‬
‫בליעות‬
‫אינם‬
‫ש י ו ר י ת של ‪. 0.025‬‬
‫‪PVP‬‬
‫(‪.‬‬
‫דרגת‬
‫בעל‬
‫‪P:N -1.5:1‬‬
‫‪+‬‬
‫עקומה‬
‫המרכיבים‬
‫מס‪.‬‬
‫באותו‬
‫ב ו ל ע י ם ‪, P V P‬‬
‫תופעה‬
‫זו‬
‫ה ו ס ב ר ה ע ל סמך‬
‫הפולימרי‪.‬‬
‫‪Rayleigh‬‬
‫לפיזור‬
‫אור‬
‫)‪97‬‬
‫עמ‪.‬‬
‫‪,(278‬‬
‫על מנת‬
‫לתשב‬
‫הכללית‬
‫האור‬
‫על‬
‫המפוזר‬
‫ידי‬
‫התלקיק‬
‫‪.‬‬
‫‪I‬‬
‫‪-‬‬
‫ג‬
‫‪ -‬אורך‬
‫האור‬
‫עוצמת‬
‫הפוגע‬
‫‪0‬‬
‫‪A0.D.‬‬
‫=‬
‫גל‬
‫~ ‪In‬‬
‫‪.‬אם‬
‫‪Q‬‬
‫‪I‬‬
‫‪0‬‬
‫‪-AO.D.‬‬
‫על‪,‬סמך‬
‫«‬
‫‪S‬‬
‫ת ר ו מ ה של‬
‫הבליעה‬
‫‪i‬‬
‫ניתן‬
‫לפתת‬
‫פיזור‬
‫אור‬
‫לבליעה‬
‫בטור ו א ז מקבלים‬
‫‪i‬‬
‫‪ A O . D .‬־ ‪Y-‬‬
‫‪s‬‬
‫האופטית‬
‫ה ש י ו ר י ת של ‪ 0.025‬א פ ש ר‬
‫הנמדדת‪.‬‬
‫לתשב את‬
‫ה ת ר ו מ ה של‬
‫‪0‬‬
‫פיזור‬
‫האור‬
‫לבליעה‬
‫־‪-46‬‬
‫הכללית בכל אורך גל לפי ‪:‬‬
‫‪X4‬‬
‫‪0‬‬
‫) '‪V O ) • (320‬‬
‫‪1‬‬
‫־ )‪AO.D.(X‬‬
‫)‪Ax‬‬
‫)‪AO.D.(X‬‬
‫עה‬
‫האופטית ב‬
‫ תרומה של פיזור האור לבליעה האופטית באורך גל ‪-‬‬‫‪-‬‬
‫‪.‬‬
‫‪D‬‬
‫‪my320*X‬‬
‫‪-‬‬
‫י‬
‫‪A‬‬
‫)‪(0.025‬‬
‫אפשר להראות‪ ,‬שאם מחשבים בצורה זו את הבליעה האופטית הנובעת מפיזור אור‬
‫ומוסיפים אותה לבליעה האופטית התיאורטית )עקומה ‪ 4‬ציור מם»‪(4‬‬
‫מקבלים‬
‫בליעה)עגולים( השוה לבליעה של האינטראקטים )בגבול השגיאה( ז״א שפיזור‬
‫«‪X‬‬
‫עם הקטנת אורך הגל• באורכי הגל עד‬
‫בליעת‬
‫ה א י נ ט ‪- 2 6 5 m y‬‬
‫ראקטים גבוהה בכל המקרים מן הבליעה האופטית המחושבת ואילו באורכי גל ‪265my‬‬
‫ומטה ההפך הוא הנכון‪ .‬ציור מס‪ »4‬שייך לאינטדאקט של‬
‫‪DNA‬‬
‫עם ‪ PVP4‬בעל‬
‫דרגת הקווטרניזציה מלאה‪ ,‬אבל אותן התופעות נמצאו בדרגות הקווטרניזציה של‬
‫‪ 50$‬י‪) 7$-‬של‬
‫‪PVP‬‬
‫(‪ .‬יתכן שנוסף לפיזור האור תרומה לבליעה נובעת מאינס‪-‬‬
‫ראקציות ‪dipole-dipole‬‬
‫וסידור חדש של מרכזים הבולעים המלווה את האינטראקציה‪.‬‬
‫נמדדה הבליעה האופטית של האינטראקטים של‬
‫‪ DNA‬טבעית ולא טבעית עם‬
‫‪4‬־פוליויניל פירידין בעל דרגות קווטרניזציה שונות ועם קופוליסרים בעלי תכולה‬
‫שונה של וינילפירידין‪ .‬המקרה האחרון נועד לברר אפשרות קיוםה של אינטראקציה‬
‫ספציפית עם הקבוצות הפירידיניות הלא טעונות‪.‬‬
‫ציור מס» ‪ 4‬ו‬
‫ספקטרה של‬
‫‪ , DNA‬של‬
‫‪) PVP‬בעל דדגת קויטרניזציה מלאה(‬
‫ושל תערבת של שניהם‬
‫)‪- 1.5:1‬‬
‫‪(P:N‬‬
‫‪(1DNA‬‬
‫‪(2‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪(3‬‬
‫תערבת ‪ DNA‬ו‪-‬‬
‫‪(4‬‬
‫ספקטרום המחושב פםפקטרה של המרכיבים בתערבת‪.‬‬
‫‪$#0‬הםפקטרום המחושב כולל תרומה של פיזור האור‪.‬‬
‫־ ‪ 48‬־‬
‫בציורים מס• ‪ 5‬ו‪ 6-‬נתונה הבליעה האוממיח של תמיסות המכילות‬
‫‪ DNA‬ו‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫בעל דרגות קווטרניזציה ‪ 50$‬ו‪ 100$-‬כפונקציה של ה י ח ס —‬
‫‪P +N‬‬
‫מסמן את הזרחן של ‪ ^DNA‬וי־ ‪ N‬אח החנקן החיובי של‪.(PVP4‬‬
‫)כאשר‬
‫‪p‬‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫עם‬
‫משני ציורים אלה אפשר לראות שחבליעה עולה כמעט באופן לינארי‬
‫‪P‬‬
‫‪P‬‬
‫ומגיעה למכסימום ב‪-‬‬
‫היחס‬
‫‪P+N‬‬
‫הקטנת‬
‫־־ ‪ , 0,5‬הבליעה יורדת ע ם הגדלת‬
‫‪P+N‬‬
‫כמות המטען החיובי‪ .‬העליה בבליעה היא פ ו נ ק צ י ה היל המטען על פני תוצר‬
‫האינטראקציה והיא גדולה ביותר‪ ,‬כאשד המטען הוא אפם ‪ -‬ז״א בנקודה האקוו‪-‬‬
‫לנסיח‪ ,‬תופעה זו מוסברת יפה אם הבליעה העודפת נובעת מפיזור האור‬
‫וידוע‪ ,‬שפיזור האור הוא מכסימלי כאשר המטען הוא‬
‫מינימלי‪^ ),‬‬
‫‪0 2‬‬
‫היות‬
‫נ ו ס ף‬
‫לכך‬
‫מתבטא‬
‫הקטנת צפיפות המטען על פני תוצרי האינטראקציה גורמת לאגרגציה‪ ,‬וזה‬
‫בעליה נוספת בפיזור האור‪.‬‬
‫עודף הבליעה עולה ע ם הקטנת דרגת הקווטרניזציה‪ ,‬כי בדרגות הקווטרניזציה‬
‫‪+‬‬
‫‪ . N‬בסביבת‬
‫הנמוכות דרוש רכוזז יותר גבוה של החומר הפולימרי עבור אותו‬
‫‪P‬‬
‫‪DNA0-PVP‬‬
‫היחסי‪ • 0 . 5‬י לא נעשו מדידות בגלל שקוע החומר‪ ,‬כאשר לקחנו‬
‫‪P+N‬‬
‫!‪NaCl‬המלחברכוז‪N*~050$‬היה תחום ה ש ק ו ע ה ר ב ה‬
‫בעל דרגת קווםרניזציה‬
‫החומר»‬
‫לא יכולנו לערוך מדידות בגלל ש ק ו ע‬
‫‪= 0.75‬‬
‫יותר רחב וכבר ב‪-‬‬
‫‪P+N‬‬
‫‪c‬‬
‫‪| P‬‬
‫‪+‬‬
‫מאקסטרפולציה של מדידות הבליעה לאיזור השקוע התקבלה הבליעה המכסימלית‬
‫ביתם‬
‫‪ P:N - 1:1‬הן במקרה של‬
‫‪+‬‬
‫‪ DNA‬טבעית המגיבה עם ‪ PVP‬בעל דרגת הקוד‪-‬‬
‫טרניזציה ‪ 50$‬והן עם זה בעל דרגת הקווטרניזציה ‪ ,100$‬עלית הבליעה המכסימלית;‬
‫ביחס ‪ p:N - 1:1‬מצביעה על ניטרול מטען גדול ביותר בנקודה זו‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫אפשר להסיק שהקישור בין‬
‫‪ DNA‬ל‪ PVP -‬הוא אלקטרוםטטי בעיקרו‬
‫י ח ד ע ם ז א ת אי‬
‫בגלל‬
‫העובדה‬
‫הבאה ; רכוד מלח גבוה יותר גורם לאגרגציה גדולה יותר )שקוע( ואיננו‬
‫האינטראקטיס‪ ,‬מה שמצביע על מידה מסוימת של אינטראקציה הידרופובית‪.‬‬
‫מפרק‪,‬‬
‫את‬
‫הבליעה האופטית ב‪-‬‬
‫‪ DNA‬טבעית ו‪PVP -‬‬
‫‪258‬‬
‫‪ m y‬ש ל תמיסת‬
‫‪P‬‬
‫בעל דרגת קווטרניזציח ‪ 50$‬כפונקציה של היחס ‪-‬‬
‫‪P‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ ,--5‬״‬
‫‪+‬״ _ ‪,‬‬
‫סכום חריכוזיס‪meq/cc-P + N10»8‬‬
‫‪+‬‬
‫• —•—•—‬
‫הבליעה האופטית התיאורטית‪.‬‬
‫‪- 50-‬‬
‫‪0.7 0.6 0.5 OA 0.3 0.2 0.1 0‬‬
‫_‪_E‬‬
‫‪^PVP‬־־־‬
‫‪P+N‬‬
‫‪03‬‬
‫‪10,09‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪+‬‬
‫האופטיתמם‪.‬‬
‫הבליעה־ ציור‬
‫ב‪ 6 -‬ו‪ m y‬ש ל חהיםת‬
‫חס‬
‫סכום הריכוזים‬
‫‪258‬‬
‫‪ DNA‬טבעית‬
‫ו‪ PVP -‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪ 100$‬כפונקציה של‬
‫‪-5‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P‬‬
‫‪610 meq/cco P + N‬״‬
‫•‬
‫‪P + N‬‬
‫••הבליעה האופטית התיאורטית‪.‬‬
‫־ ‪51‬‬
‫־‬
‫על מנת לודא שהתופעה של פיזור אור עם הקטנת המטען היא כללית באינטראקציווזנ‬
‫בין פוליבםיסים לבין פולי‪-‬חומצות נבדקה האינטראקציה של‬
‫‪ 100$‬וחומצה פולימתאקרילית‬
‫קווטרניזציה‬
‫)‪(PMA‬‬
‫‪p v p‬‬
‫בעל‬
‫דרגת‬
‫• גם במקרה זדה התקבלו‬
‫תופעות!‬
‫דומות‪.‬‬
‫‪P‬‬
‫בציור מם ‪7‬‬
‫נתונה הבליעה האופטית כפונקציה של‬
‫־ד‬
‫עבור‬
‫‪P +N‬‬
‫‪DNA‬‬
‫לא טבעית המגיבה עם‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה מלאה‪ .‬כאן‬
‫האור קטנה בהרבה‪ .‬במקרה של ‪ DNA‬לא טבעית צפיפות*המטען הכללית‬
‫מידת פיזור‬
‫מפני‬
‫קטנה‪,‬‬
‫שאותו מטען יכול להשתרע על שטח גדול יותר‪ ,‬לעומת זאת דנטורציה מקטינה את‬
‫גודל המולקולה וזה גור‪,‬ם להקטנת פיזור האור‪ .‬הוספת ה‪PVP -‬‬
‫מנטרלת את‬
‫וגורמת לקיפול נוסף המלווה בהקטנת פיזור אור‪ .‬הוספת ה_ ‪ PVP‬אומנם‬
‫את מטען ^•‪ PVP‬אך במקרה של‬
‫המטען‬
‫מנטרלת‬
‫‪ DNA‬במצבה הלא טבעי היא גם גורמת לקפול נוסף של‬
‫המולקולה וצפיפות המטען יורדת פחות ממידת הניטרול‪ .‬זאת ועוד האינטראקט‬
‫של ^‪-‬־‪DNA‬‬
‫הגמיש‪.‬‬
‫הלא טבעית יכול לסדר את השירים ההידרופוביים הלא טעונים באיזורים‬
‫הפנימיים של‪ .‬הפקעת המולקולרית ולהתעטף בשיירים ההידרופילים והטעונים‪ .‬זהז‬
‫גורס לכך שפיזור האור באינטראקסים עם ‪ DNA‬לא טבעית קטן מזה אשר־ באינטראקטים‬
‫עם‬
‫‪ DNA‬טבעית‪.‬‬
‫לתוצר של ‪ DNA‬טבעית עם קופולימר בעל תכולת ‪)MA - VP 50$‬ציוד מם* ‪(8‬‬
‫אין אפקטים של פיזור אור או שקוע הודות למטען הכללי השלילי‪ .‬ממדידות‬
‫האקםטינקציח ב‪-‬‬
‫‪7‬‬
‫‪pH‬‬
‫של קוסולימר זה נמצא‪ ,‬שאפילו ב‪pH -‬‬
‫זה‬
‫מקד ם‬
‫‪ 40$‬מן החנקנים‬
‫חגם טעונים ‪ -‬למרות המטען הכללי השלילי‪ .‬יתד עם זאת אין העדר פיזור אור מצביע‬
‫על חסד אינטראקציה‪.‬‬
‫ידוע כי פורמלדהיד מתקשר עם קבוצות אמיניות של ‪DNA‬‬
‫מתאינית ‪-‬‬
‫‪103‬‬
‫‪ CH‬־־‪N‬־' ^‬
‫‪2‬‬
‫‪-‬‬
‫אחרי‬
‫ומשנה את הספקטרום של‬
‫הדנטו‪-‬‬
‫ה‪DNA‬‬
‫‪7‬ולפיכך נבדקה השפעתו של הפורםלדחיד על האינטראקציה‪ .‬הוספנו פורמלדהיד ‪pH-o‬‬
‫‪52 -‬‬
‫)רכוזו הסופי בתמיסה היה ‪1%‬׳\׳ ( ל־ ‪DNA‬‬
‫לאינטראקט‬
‫)‬
‫‪+‬‬
‫‪1 : 2‬‬
‫ב־‬
‫תוכרומי היה‬
‫‪1.5‬‬
‫‪-‬‬
‫‪( P : N‬‬
‫־‬
‫טבעית‪,‬ל‪ DNA -‬אחרי‬
‫והספקטרום נמדד לאחר ‪ 20‬שעות‪.‬‬
‫‪ DNA‬טבעית לא היה שום שינוי בספקטרום‪ ,‬ב־‬
‫‪my‬‬
‫דנטורצ׳יה‬
‫; שינוי גדול ביותר‬
‫) ‪4‬‬
‫‪ DNA‬לא טבעית האפקט‬
‫‪ ( m y‬נ מ צ א כאשר ‪ DNA‬חוממזז;‬
‫בנוכתות פורמלדהיד‪.‬‬
‫בשיטה‬
‫באינטראקט לא חל שום שינוי בספקטרום ולא הצלחנו לגלות‬
‫שיחדור קבוצות אמיניות ‪ DNA-o‬בעקבות האינטראקציה‪ .‬הסיבה לכך‬
‫שבגלל האינטראקציה)בין‬
‫לגילוי קבוצות‬
‫‪.-NFL‬‬
‫היא‬
‫‪ DNA‬לבין ‪(PVP‬אין שבירה של קשרי המימן‬
‫זו‬
‫כנראה״‪,‬‬
‫ה מ ב י א ה‬
‫־ ‪ 55‬־‬
‫ב(‬
‫ההתוך‪.‬‬
‫עקומות‬
‫כאשר‬
‫המכילים‬
‫מתממים‬
‫‪ VP‬מ ק ב ל י ם‬
‫עצמה‬
‫‪DNA‬‬
‫עקב‬
‫המתקבל‬
‫עמ‪.‬‬
‫)‪2‬‬
‫א י נ ט ר א ק ט י ם של‬
‫התוך‬
‫ועליה‬
‫‪.(208‬‬
‫ה ה ת ו ך הם‬
‫בבליעה‬
‫טמפרטורת‬
‫פ ו נ ק צ י ה של‬
‫‪DNA‬‬
‫עם‬
‫האופטית‬
‫ההתוך‬
‫דרגת‬
‫‪PVP‬‬
‫‪-‬‬
‫ועם‬
‫בדומה‬
‫‪Tm‬‬
‫הקופולימרים‬
‫לעקומות‬
‫וגודל‬
‫ה ה ת ו ך של‬
‫האופקט‬
‫‪PVP-4‬‬
‫ה ק ו ו ט ר נ י ז צ י ה של‬
‫ההיפרכרומי‬
‫‪oN / P‬‬
‫והיחס‬
‫‪-3‬‬
‫מושפעת‬
‫‪Tm‬‬
‫מאד‬
‫מתנאי‬
‫ולכן‬
‫כמו‬
‫ההמםה ב ר כ ר ז י‬
‫נעשו‬
‫כן‬
‫הנסיונות‬
‫הנתנו‬
‫בנםיונות‬
‫הבליעה‬
‫בכל‬
‫כל‬
‫במרבית‬
‫מסוימים‬
‫האופטית‬
‫טמפרטורה‬
‫תימום‪.‬‬
‫עקב‬
‫ה ‪DNA -‬‬
‫‪DNA‬‬
‫לגבי‬
‫היתם‬
‫אשר‬
‫‪_)O‬‬
‫ביותר‬
‫רכוזו‬
‫‪scattering‬‬
‫(‪l i g h tscattering-^)20°O.D.‬‬
‫‪PVP -‬‬
‫ציור‬
‫של‬
‫מ‬
‫ם‬
‫•‬
‫‪,100$‬‬
‫ושניה‪,‬‬
‫מ ו פ י ע ו ת שתי‬
‫כמעט‬
‫קבועה‪,‬‬
‫בסביבת‬
‫מה שמאפשר‬
‫איננה‬
‫החימום‪.‬‬
‫האופטית‬
‫‪0‬‬
‫מראה שום‬
‫נ ת ב י ם מה‬
‫הבאים‬
‫בטמפרטורה‪..‬‬
‫ב מ ק ר י ם אלה‬
‫ההתחלתית"‬
‫איננו‬
‫אינם‬
‫תלויה‬
‫השוואה־‬
‫תוספת‬
‫שינוי‬
‫ש מ צ ד י ק את‬
‫הבליעה‬
‫נלקחה‬
‫האופטית‬
‫הבליעה‬
‫בבליעה‬
‫ה ה נ ח ה שרק‬
‫ח ו ש ב ה רק‬
‫הנבדק‪.‬‬
‫הבאות‬
‫שווה ל ‪8‬‬
‫‪P.P.‬‬
‫‪0oDO.D.‬־(‬
‫ה ת ו ך של‬
‫טמפרטורות‬
‫‪, DNA‬‬
‫האור‬
‫ו ־ ‪PVP‬‬
‫הציורים‬
‫העקומות‬
‫‪light‬‬
‫עקומות‬
‫בכל‬
‫של‬
‫בתחילת‬
‫"הבליעה‬
‫היות‬
‫באינטראקט‬
‫בכל‬
‫פיזור‬
‫‪PVP - PMA‬‬
‫בבליעה‪.‬‬
‫באורדינטה‬
‫‪ 9‬מראה‬
‫ירדה‬
‫בתור‬
‫‪PVP -‬‬
‫י‬
‫שמידת‬
‫ל ‪ DNA -‬ב ל ב ד ‪,‬‬
‫לשינוי‬
‫כך‬
‫א ו ת ה זידגמה‬
‫האופטית‬
‫ה א י נ ט ר א ק ט י ם של‬
‫לפי‬
‫צויר‬
‫הנסיונות‪,‬‬
‫הבליעה‬
‫יוחסה‬
‫גם‬
‫ב ס ד ר ה עם‬
‫הנמוכה‬
‫אחראיח‬
‫ה‪-‬‬
‫מ ל ח ׳‪:‬נ מ ו כ י ם כיל‬
‫)‬
‫‪0‬‬
‫‪NaCl‬‬
‫‪1‬‬
‫‪N‬‬
‫(‬
‫‪)20°‬‬
‫‪ DNA‬ה מ ג י ב ה עם ‪PVP‬‬
‫התוך‪:‬‬
‫‪.95°‬‬
‫אחת אשר‬
‫י‬
‫בעל‬
‫ע ו ל ה עם‬
‫דרגת‬
‫הגדלת‬
‫הקווטרניזציה‬
‫היחס‬
‫‪N /P‬‬
‫‪+‬‬
‫‪- 56 -‬‬
‫‪1.4‬‬
‫)‪O.P.(f‬‬
‫‪OD20°‬‬
‫‪131‬‬
‫‪12‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪1.0‬‬
‫‪S 1 0 00'9‬‬
‫ציור מם* ‪: 9‬‬
‫‪60 7b‬‬
‫)‪c‬־(‪t‬‬
‫עקומות ההתוך של‬
‫‪50‬‬
‫‪30‬‬
‫‪AO‬‬
‫‪20‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪ DNA‬וטל האינמראקטים עם‬
‫בעל דרגת קווטרניזציה ‪.100$‬‬
‫־־‬
‫‪47°‬‬
‫‪=55°‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪- 12:1‬‬
‫‪Tmj = 60°‬‬
‫‪5:1‬‬
‫־‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪Tmj = 61°‬‬
‫‪3:1‬‬
‫‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Tm. = 69°‬‬
‫‪-1.9:1‬‬
‫‪+‬‬
‫‪1‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪P:N‬‬
‫)‪1‬‬
‫>‪2‬‬
‫)‪3‬‬
‫‪•0‬‬
‫)‪5‬‬
‫־‬
‫מם•‬
‫ציור‬
‫‪10‬‬
‫טרניזציה‬
‫תלות‬
‫האחת‬
‫של‬
‫‪N‬‬
‫‪+‬‬
‫יותר‪,‬‬
‫מתאימה‬
‫ה מ ג י ב ה עם‬
‫בציור‬
‫של‬
‫מם‪,‬‬
‫‪, 100°‬‬
‫‪11‬‬
‫לגבי‬
‫מם‪.‬‬
‫אתת‪,‬‬
‫וכל‬
‫)דרגת‬
‫הבלחי‬
‫‪ 85°‬ב י ח ס‬
‫החנקן‬
‫הטעון‬
‫הבליעה‬
‫יורדת‬
‫הקווטרניזציה‬
‫מאקםטרפולציה‬
‫לעלית‬
‫השיירים‬
‫על‬
‫ציה‬
‫‪50$‬‬
‫המכסימום‬
‫תזוזה‬
‫המכוסים‬
‫מבחינה‬
‫‪(7$‬‬
‫באיזור‬
‫טמפרטורות‬
‫יותר‬
‫‪O‬‬
‫ע ק ו מ ה מם־‬
‫‪10‬‬
‫‪PVP‬‬
‫בפולימר‪,‬‬
‫התוך‪,‬‬
‫)‪85°‬‬
‫‪j‬‬
‫תופעה‬
‫השניה‪,‬‬
‫דומה‬
‫אבל‬
‫‪,(5‬‬
‫הגבוהה‬
‫‪DNA‬‬
‫נ מ צ א ה ב‪-‬‬
‫מ ו פ י ע ה דק‬
‫הגיבו‬
‫עם‬
‫טמפרטורת‬
‫‪PVP‬‬
‫ההתוך‬
‫אינם‬
‫הראשונה‪,‬‬
‫נ ת ב י ם מתחת‬
‫קופולימר‬
‫בעל‬
‫עצמה‪,‬‬
‫אבל‬
‫‪DNA‬‬
‫תכולה‬
‫כאן‬
‫‪ ) VP‬צ י ו ר‬
‫‪50$‬‬
‫מ ק ב ל י ם רק‬
‫‪Tm‬‬
‫זה‪.‬‬
‫מ ר א ה את‬
‫‪, 20°‬‬
‫‪ PVP‬ב ד ר ג ו ת‬
‫‪PVP‬‬
‫דרגת‬
‫נסויית‪.‬‬
‫לגבי‬
‫‪Tm‬‬
‫מכוסה‬
‫ב‪-‬‬
‫בעל‬
‫הקוו~‬
‫ר‪22‬־ן‬
‫‪ • • ^Tsuboi et al,‬ו ‪ DNA -‬ה מ ג י ב ה עם ‪C'lupeline‬‬
‫ח ל ק י ם אשר‬
‫ב‪-‬‬
‫‪15‬‬
‫יחס‬
‫הבליעה‬
‫כתלות‬
‫ביחס‬
‫ה א ו פ ט י ת של‬
‫‪; N /P‬‬
‫‪+‬‬
‫הקווטרניזציה‬
‫‪,100$‬‬
‫היחס‬
‫‪N /P‬‬
‫והיא‬
‫הגדלת‬
‫‪+‬‬
‫ה ‪DNA -‬‬
‫כאשר‬
‫‪,50$‬‬
‫ל י נ א ר י עם‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫באינסראקטים‬
‫ר ק את‬
‫מסמן‬
‫כאן‬
‫רואים‬
‫שעלית‬
‫ע ו ל ה עם‬
‫הגדלת‬
‫דרגת‬
‫‪.7$‬‬
‫אותו ‪» N /P‬‬
‫הבליעה ‪0‬‬
‫הפירידיניים‬
‫־־^ =‬
‫‪ Tm‬ה ש נ י ה‬
‫)ציור‬
‫א י נ ט ר א ק צ י ה עם‬
‫נתכת‬
‫עבור‬
‫השניה‬
‫שאיננה‬
‫ע״י‬
‫מכוסים‪,‬‬
‫באופן‬
‫זרחנים‬
‫‪,‬‬
‫‪DNA‬‬
‫לבליעתה ב‪-‬‬
‫של‬
‫וגם‬
‫גם‬
‫נמוכה‬
‫הקווטרניזציה‬
‫מס»‬
‫הקווטרני ז ציה(‪,‬‬
‫ארבעה‬
‫‪DNA‬‬
‫ב מ ק ר ה של‬
‫ציור‬
‫ב‪-‬‬
‫ה י א של‬
‫ה ‪DNA -‬‬
‫מופיעות‬
‫כ א ן שתי‬
‫‪ P‬נ מ צ א ה רק‬
‫ל ח ל ק י ם של‬
‫התקבלה‬
‫‪DNA‬‬
‫ה מ ג י ב ה עם‬
‫פחותה במקצת‬
‫‪+‬‬
‫שהיה‬
‫גם‬
‫‪(12‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪poly-lysine‬‬
‫ח ל ק י ‪DNA‬‬
‫ל‪-‬‬
‫‪N /P‬‬
‫הראשונה‬
‫‪Tm‬‬
‫עקומות‬
‫של ‪ , 5 0 $‬ב ע ו ד ף של‬
‫ב‪-‬‬
‫בעודף‬
‫ה‪-‬‬
‫מראה‬
‫ה ה ת ו ך של‬
‫‪ 56‬־‬
‫‪+‬‬
‫ל‬
‫כ‬
‫ו‬
‫הטעונים‬
‫ב מ ק ר ה של‬
‫מפני‬
‫מ‬
‫'‬
‫הדרושים‬
‫‪PVP‬‬
‫ההתוך‬
‫‪85 °‬‬
‫ד‬
‫‪0‬‬
‫בעל‬
‫כי‬
‫‪ O.73‬ו ב מ ק ר ה של‬
‫להגנה‬
‫דרגת‬
‫היחס‬
‫דרגת‬
‫‪1‬‬
‫‪D‬‬
‫=‬
‫אפשר‬
‫‪Q‬‬
‫על‬
‫‪P‬‬
‫אתד‬
‫הקווטרניזציה‬
‫‪+‬״‬
‫~ =‬
‫הקווטרנציה‬
‫‪.0,25‬‬
‫‪100$‬‬
‫ל ק ב ל את‬
‫מפני‬
‫‪7$‬‬
‫ההתוך‬
‫חנקן‬
‫ב מ ק ר ה של‬
‫־‪7‬ן ־‬
‫מספר‬
‫טעון‬
‫דרגת‬
‫‪17‬־‪1‬־‬
‫)בכל‬
‫אחד‬
‫דרגת‬
‫מגן‬
‫הקוושרני‪-‬‬
‫)‪1#‬י(‬
‫־‪59‬־‬
‫‪1.41‬‬
‫)'‪O.D.(t‬‬
‫‪O.D.2(f‬‬
‫‪13‬‬
‫‪12‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪1.0‬‬
‫‪100‬‬
‫‪90‬‬
‫ציור מס‪: 11 .‬‬
‫‪80‬‬
‫‪60‬‬
‫‪70‬‬
‫)‪1(c‬‬
‫עקומות ההתוך של‬
‫‪50‬‬
‫‪40‬‬
‫‪30‬‬
‫‪ DNA‬ושל האינטראקטים עם‬
‫דרגת קווטרניזציה ‪•7$‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪D‬‬
‫*‪?:li‬‬
‫)‪2‬‬
‫)‪3‬‬
‫)‪4‬‬
‫‪46°‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪70°‬‬
‫‪Tnij‬‬
‫‪19:1‬‬
‫‪76°‬‬
‫‪Tmj‬‬
‫‪9:1‬‬
‫^‪P:‬‬
‫‪80°‬‬
‫‪Tm,‬‬
‫‪4:1‬‬
‫*"‪PtN‬‬
‫‪20‬‬
‫‪ PVP‬בעל‬
‫‪- 60 -‬‬
‫‪1.41‬‬
‫)‪O.Q(f‬‬
‫>‪0Ex2d‬‬
‫‪131-‬‬
‫‪12‬‬
‫‪1.1‬‬
‫‪10‬‬
‫‪160‬‬
‫‪90‬‬
‫ציור מם‪: 12 .‬‬
‫‪80‬‬
‫‪,60‬‬
‫)‪tCc‬‬
‫‪70‬‬
‫‪50‬‬
‫‪1‬‬
‫‪AO‬‬
‫‪I‬‬
‫‪2 0 3 0‬‬
‫עקומות ההתוך של ‪ DNA‬ושל האינטראקטיס עם קופולימר‬
‫‪MA - VP‬‬
‫‪ 46°‬־‪Tm(1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪363°‬־‬
‫‪72°‬‬
‫=‬
‫‪_ L‬‬
‫= ‪Tm‬‬
‫=‬
‫‪1:1.5‬‬
‫‪4:1‬‬
‫(‬
‫;‬
‫‪DNA‬‬
‫‪57° (P:N‬‬
‫‪Tm2.3:1 P:N‬‬
‫‪Tm1:2.3‬‬
‫‪- 62 -‬‬
‫המסקנות‬
‫מולקולות‬
‫היא‬
‫‪PVP‬‬
‫ה ‪-‬‬
‫שמוצאים‬
‫באיזורים‬
‫תופעה‬
‫אלו‬
‫לא‬
‫ינתכו‬
‫תופעה‬
‫זו‬
‫מקורה‬
‫זה‬
‫<‪N‬‬
‫במקרה‬
‫הראשון‬
‫עקב‬
‫או‬
‫של‬
‫תפיסת‬
‫‪ DNA‬ע צ מ ה ‪,‬‬
‫קצוות‬
‫ב‪-‬‬
‫השינוי‬
‫^‪- Tm‬‬
‫של‬
‫א י נ ט ר א ק צ י ה עם‬
‫)בו‬
‫ה‪-‬‬
‫כל‬
‫תוך‬
‫רכוז‬
‫‪DNA‬‬
‫יצירת‬
‫המלח‬
‫קופולימר‬
‫יציבות‬
‫נתך(‪.‬‬
‫מספר‬
‫המקומי‬
‫לעוצמה‬
‫חופשיים‬
‫‪PVP‬‬
‫אבל‬
‫‪,‬‬
‫גם‬
‫באינסראקט‬
‫‪+‬‬
‫חופשיות‬
‫מ‪-‬‬
‫‪0‬‬
‫‪PVP‬‬
‫היונית״‬
‫המכוסים‬
‫באיזורים‬
‫טמפרטורת‬
‫ההוכחה‬
‫‪- DNA‬‬
‫‪ N / P‬אשר‬
‫באיזורים‬
‫ההתוך‬
‫ב‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫ובהפרעה‬
‫המכוסים״‬
‫במעבר‬
‫קשרים‬
‫מעטים‬
‫פני‬
‫מולקולת‬
‫ה‪-‬‬
‫העלאת‬
‫נובע‬
‫מהשפעת‬
‫ו ז ה מתבטא‬
‫‪DNA‬‬
‫ההליכם‪.‬‬
‫ברכוזי‬
‫אנרגית‬
‫הדתיה‬
‫אנרגיה‬
‫תרמית‬
‫נמוכה‬
‫ההליכם‪.‬‬
‫‪Tm‬‬
‫על‬
‫מקבלים‬
‫הראשון‬
‫עם‬
‫כמובן‪,‬‬
‫המלת‬
‫יותר‬
‫שההפך‬
‫על‬
‫בשינוי‬
‫מלח‬
‫הזרחנים‬
‫הוכיתו‬
‫היחס‬
‫למסוך‬
‫ידי‬
‫נמוכים‬
‫גדלה‬
‫על‬
‫הוא‬
‫מנת‬
‫‪-‬‬
‫המסוך‬
‫ויציבות‬
‫להתגבר‬
‫נכון‬
‫על‬
‫בעוצמה‬
‫ה מ ט ע ן של ה =‬
‫‪N‬‬
‫‪D‬‬
‫תיאורטי‬
‫של‬
‫החופשית‬
‫על‬
‫המצביעה ע ל‬
‫‪Tm‬‬
‫פוליאמינים‬
‫המסוך‬
‫האנרגיה‬
‫מעבר‬
‫כך‪,‬‬
‫בדומה‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ DNA‬־‬
‫באופן‬
‫מידת‬
‫ב ה ת ו ך ר ק את‬
‫ה ע ל א ה של‬
‫‪A(45,28,20‬‬
‫היונית‬
‫של‬
‫) צ י ו ר מ ם ‪(12 .‬‬
‫גורם‬
‫על‬
‫ד ו מ י ם של‬
‫בין‬
‫את‬
‫ב‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫י ח ד ־ עם זוז־‪ ,‬מ ת ק ב ל ת‬
‫‪^Schildkraut and Lifson‬‬
‫שרשרת‬
‫המכוסים‬
‫מולקולות‬
‫בהתאם‬
‫האיזורים‬
‫ה מ ו ל ק ו ל ו ת של‬
‫ב י ת ם של‬
‫החיוביים‬
‫ה א י נ ט ר א ק צ י ה ש ל ה ם עם‬
‫העוצמה‬
‫תלויה‬
‫בתמיסה‬
‫המטענים‬
‫בין‬
‫באיזורים‬
‫כל‬
‫הן ‪s‬‬
‫‪.‬‬
‫אפקטים‬
‫לאתר‬
‫ו‪-‬‬
‫הנםיונות‬
‫שווה‬
‫זו‬
‫‪Tm‬‬
‫קיימות‬
‫בקרבת‬
‫מ ס ב י ר את‬
‫שהקופולימר‬
‫להגדלת‬
‫ממנו‬
‫‪Tm‬‬
‫באופן‬
‫‪ Tm‬ל א ר ק‬
‫ת ת ק ב ל אם‬
‫ב־‬
‫לדנטורציה‬
‫אפקט‬
‫ע ל י ה של‬
‫הפנויים‬
‫זו‬
‫המתקבלות‬
‫מחולקות‬
‫מסידרח‬
‫הזו‬
‫ב ע ו ד ף של‬
‫‪DNA‬‬
‫ידי‬
‫ההליכם‬
‫‪.‬‬
‫ש ש י נ ו י‬
‫המטען ע ל‬
‫עם‬
‫שיינו־ י‬
‫הזרחבים‬
‫לאורך‬
‫‪Tm‬‬
‫האלקטרוםטטית‬
‫יונים‬
‫מוקטנת‬
‫גבוהה‪.‬‬
‫המשפיעה‬
‫נגדיים ה ו א‬
‫האינטראקציות‬
‫יונית‬
‫וחומרים‬
‫(‬
‫מונומריים‬
‫‪s‬‬
‫לכן‬
‫קטן‬
‫על‬
‫״‬
‫מספיקה‬
‫הספציפיות‬
‫המיצבות‬
‫־ ‪- 65‬‬
‫טמפרטורת ההתוך בנוכחות קופולימר מתאימה לרכוז מקומי של מלח כ‪-‬‬
‫‪1 0 4‬‬
‫‪N05‬״ ) ‪0‬‬
‫(‬
‫במקרה של אינטראקטים עם ‪ pyp‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪Tn^ 100$‬׳ היא כ״ ‪ 95°‬מה‬
‫שמתאים ל ר‬
‫כ ו ז‬
‫של‬
‫‪N5>1‬‬
‫מ‬
‫ל‬
‫ח‬
‫ח ד‬
‫_‬
‫ח ד‬
‫ע ר כ‬
‫)‪(104,‬‬
‫״‬
‫אפשר להראות על ידי חשבון פשוט‪ ,‬ש‪ PVP -‬הספוח על פני ה‪DNA -‬‬
‫מטען חיובי בסביבות‬
‫ר כ ו ז‬
‫מהווה‬
‫‪. 2N‬‬
‫‪o‬‬
‫‪ 8-10A‬סביב השרשרת‬
‫אם ננית אפשרות של סיבוב המטען החיובי ברדיוס של‬
‫ידי‬
‫הפתמנית‪ ,‬ואם מנחים לגבי מולקולה זו צורה גלילית הרי הנפח התפוס‪ :‬על‬
‫‪°3‬‬
‫קולת פירידוניום אחת הוא‬
‫‪-‬‬
‫וב פשוט זה מתאים לעובדה ש‪-‬‬
‫על ידי‬
‫‪( 1 0 4‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪ , A 8 0 0 4 0 0‬מה שמתאים לרכוזו‬
‫ל‬
‫מתאימה‬
‫‪-‬‬
‫‪2‬‬
‫‪N42‬־‬
‫‪-‬‬
‫‪ ,‬כפי שנמצא‬
‫‪2‬מלח‪NTm‬‬
‫(‬
‫‪. Walker‬‬
‫לפי ציור מס• ‪ 15‬מתקבל‪,‬‬
‫ש ־ ‪ 1 . ! 7‬הנקנים טעונים דרושים לכיסוי קבוצה זוחתית‬
‫אחת במקרה של אינטראקציה עם ‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪ 1 0 0 $‬־ יחס זה נמצא‬
‫מחאים למודל של ‪ , DNA‬אשר עליו הורכב ‪) PVP‬ציור מם‪ .(22 .‬המרחק בין שני‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪12‬‬
‫זזדחנים על אותה שרשרת הוא ‪ 6.5A‬ועל שרשרות שונוח‬
‫‪a‬‬
‫ו ‪- A‬‬
‫מעל שקע ק ט ן‬
‫‪14A‬‬
‫‪o‬‬
‫‪3^ A5‬המרחק‬
‫וגדול‪ ,‬המרחק בין שתי טבעות פירידיניות במצב מקביל הוא‬
‫־‬
‫‪o‬‬
‫ג ד ו ל‬
‫אז‬
‫המטענים‬
‫של‬
‫המכסימלי ‪ ; A11‬לכן אם מניחים ש‪ PVP -‬מסובב את ה‪ -DNA‬לאורך שקע‬
‫‪75$‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ -‬מה שמתאים‬
‫מהחנקנים החיוביים יכולים )בגלל סיבות סטריות( לנטרל את‬
‫ליחס‬
‫‪+‬‬
‫‪N /P‬‬
‫‪1.17‬‬
‫במקרה של אינטראקטים עם ‪PVP‬‬
‫‪P‬‬
‫דרגת קווטרניזציה‬
‫אשר במקרה הקודם‪ ,‬יחם ההגנה להתוך היא‬
‫•‬
‫בעל דרגת קווטרניזציה ‪50$‬‬
‫‪V‬‬
‫‪0.73‬‬
‫‪P‬‬
‫‪$‬‬
‫‪0‬‬
‫‪/P‬‬
‫‪0‬‬
‫‪N+‬‬
‫‪1‬‬
‫נמצאה‬
‫‪ .‬אבל‬
‫‪ .‬יתכן‪,‬‬
‫התנהגות‬
‫‪Tm‬‬
‫‪2‬‬
‫אחד על כל שני שיירים אורגנים על פני‬
‫התוצר הסופי נושא מטען שלילי ולכן מורגשח עדיין הדחיה‬
‫ב י ן‬
‫דומה‬
‫נ מ ו כ ה‬
‫שבמקרה‬
‫איננו מיצב היטב את ההליכם הודות להפרעות סטריות לסידור מולקולות‬
‫הנושאוח מטען חיובי‬
‫רק‬
‫מ ו ל ק ו ל ת‬
‫ה ז ר ח נ י ם‬
‫זה‬
‫יותר‬
‫‪PVP‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪ DNA‬־‬
‫ו‬
‫‪Tin,, -‬‬
‫־‪64‬‬
‫־‬
‫נמוכה יותר מאשר במקרה הקודם‪ .‬באינטראקציה של‬
‫‪ PVP‬בעל‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫דרגת‬
‫קווטרניזציה ‪ 7$‬נמצאה רק טמפרטורת ההתוך הראשונה‪.‬‬
‫מעיד‪ ,‬שמבנה האינטראקטים הוא יציב מאד‪ .‬תופעה דומה של העדר‬
‫העדר ‪Tnu,‬‬
‫‪Tm‬‬
‫‪105‬‬
‫נתגלתה גם על ידי‬
‫‪2‬‬
‫•(‪and Tsuboi‬‬
‫‪ n i g u c h i‬ב א י נ ט ר א ק צ י ה של^‬
‫‪ •. p o l y - L - l y s i n e and Rice Dwarf Virus RNA‬במקרה‬
‫ש‬
‫ל ‪ 7$‬קווסוני־‬
‫זציה ישנו חנקן טעון אתד על כל ‪ 13‬השיירים חנקגיימ‪.‬למעשה מספר‬
‫החנקנים‬
‫הטעונים הוא גדול יותר‪,‬׳ כי הודות לשדה השלילי החזק של ‪ , DNA‬חל‬
‫נ ו ס ף‬
‫י א ו ן‬
‫של החנקנים‪ .‬בטיטרציות פוטנציומטריות נמצא‪ ,‬שאפקט היאון המכסימלי ב י ן ‪pH‬‬
‫‪ 7‬־ ‪ 6 . 5‬הוא ‪ .8$‬אפילו אם לוקחים בחשבון אפקט זה‪ ,‬עדיין יש על כל חנקן טעון‬
‫חלק פולימרי גדול בלתי טעון‪ ,‬אשר נוטה להחקשר ל‪ DNA -‬במצבו הנוטרלי כ ד י‬
‫‪9‬‬
‫להמצא בסביבה הנוחה לו יותר מבתינה אנרגטית‪ .‬הודות לאינטראקציות הידרו־‬
‫פוביות אלה בין שטח ‪ DNA‬ובין ‪ PVP‬ואולי אפילו בין שיירים הפירידינים‬
‫הבלתי‬
‫טעובים ובין הבסיסים של ‪ DNA‬במצבם הטבעי מתקבל מצב יציב מאד וההליכס‬
‫א י נ נ ו‬
‫ניתך מתחת ל‪-‬‬
‫ר‬
‫א‬
‫ו‬
‫ת‬
‫"‬
‫‪0‬‬
‫‪. 100°‬‬
‫‪2‬‬
‫=‬
‫‪25‬‬
‫‪85°‬‬
‫‪N /P‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪D‬‬
‫‪p‬‬
‫=‬
‫‪+‬‬
‫‪Q‬‬
‫אם נביח‪ ,‬שאפילו יכול יחס זה להגיע ל־‪ 0.4‬מסיבות המוזכרות לעיל‬
‫התוצר נושא מטען שלילי‪ .‬למרות זה העובדה שטמפרטורת ההתוך‪ ,‬היא‬
‫מעידה על ההשפעה הגדולה של התנקנים הבלתי טעונים‪.‬על יציבות‬
‫על קיום זיקה הידרופובית בין‬
‫‪DNA‬‬
‫־‬
‫ע ד י י ן‬
‫הרי‬
‫גבוהה‬
‫ההליכס‬
‫לבין השיירים הבלתי טעונים של‬
‫‪, 0‬‬
‫מאד‬
‫ו מ צ ב י ע ה‬
‫‪. PVP‬‬
‫‪0‬‬
‫עובדות אלה שונות מן התוצאות‪ ,‬אשר נתקבלו ע״י ^‪Mahler and Dutton‬‬
‫באינטראקציה של‬
‫מורידה את ה־‬
‫ההליכם‪.‬‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫‪ , cyclobuxine‬הם מצאו‪ ,‬שהגדלת רכוז ה ‪-‬‬
‫‪ Tm‬ועובדה זו יוחסה לאינטראקציות ספציפיות‬
‫‪cyclobuxine‬‬
‫המורידוח יציבות‬
‫‪65-‬‬
‫־‬
‫י צ י ב ו ת‬
‫על מנת לברר את השפעת הקבוצות הפירידיניות עצמן על‬
‫ה ‪-‬‬
‫‪ DNA‬נערכו עקומות ההיתוך של ‪ DNA‬אחרי אינטראקציה עם‬
‫פ י ר י ד י ן‬
‫בחקירות אימונולוגיות נ מ צ א ^ ^ ^ ‪ ,‬שפירידין ברכוזים גבוהים‬
‫לדנטורציה של ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ם ו נ ו פ ר י ־‬
‫ג ו ר ם‬
‫)‪( 0N1‬‬
‫־‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ o‬הנםיונות אלה התבססו על מדידת כמות ה־‬
‫הוסברו‬
‫אשר עברה דנטורציה בהשפעת רכוז ידוע של תומר הגורם לכך־ תופעות אלו‬
‫על ידי זיקה הידרופובית חזקה יותר לצורת פקעת של ה‪-‬‬
‫‪ DNA‬־‬
‫עקומות‬
‫הנסיונות עם פירידין בעבודה זו‪ ,‬נעשו על ידי מדידת‬
‫‪_2‬‬
‫של ‪DNA‬‬
‫למנע‬
‫ב־א ‪ .NaCl 10‬רכוז המלח בנסיונות אלה הוגדל‪ ,‬כדי‬
‫בעוצמה יונית נמוכה במשך הטיפול הארוך ב‪-‬‬
‫בו בולעת‪DNA‬‬
‫זדנטודציה‬
‫תחום‬
‫‪ . DNA‬פירידין בולע באותו‬
‫ולכן היה צורך להוציאו מן המערכת לפני קביעת עקומות‬
‫ההתוך־‬
‫הפירידין הוצא על ידי ליאופיליזציה או על ידי דיאליזה כנגד ‪10 N‬‬
‫במשך ‪ 24‬שעות‪-v».‬בכל מקרה הפירידין )ב‬
‫ההתוך‬
‫‪ p H 7‬׳ ( הוסף ל‪DNA -‬‬
‫‪NaCl‬‬
‫והאינסראקט‬
‫נשמר בחדר הקור לפני המשך הנםיון‪.‬‬
‫ציור מם־ ‪ a 14‬מראה את עקומות ההתוך של ‪ DNA‬בלבד־ ושל‬
‫אשר‬
‫‪DNA‬‬
‫ל י א ו פ י ל י ז צ י ה ‪.‬‬
‫רכוזים שונים של פירידין‪ .‬בנםיונות אלה הפירידין הוצא על ידי‬
‫אפשר לראות‪ ,‬שביתסי מול ‪ 1:2000‬פירידין ‪DNA :‬‬
‫נתך‪ ,‬לעומת זה ביחס‬
‫‪000j1820‬‬
‫)‬
‫ה ‪-‬‬
‫)עקומה ‪(2‬‬
‫(‪4‬עקומהאין כמעט התוך‪ .‬לא‬
‫נםיונות ברכוזים יותר גבוהים של פיוידין‪ ,‬כי‬
‫‪DNA‬‬
‫שוקעת‬
‫ה ו ח ז ק ה‬
‫עם‬
‫‪DNA‬‬
‫נ י ת ן‬
‫עדייו‬
‫לעשות‬
‫ב פ י ר י ד י ן‬
‫ו א י‬
‫‪2‬קי‬
‫אפשר להמים במים את התוצר אחרי ליאופיליזציה־‬
‫על‬
‫ציור מס‪14.‬נ‪ 1‬מראה עקומות ההיתוך של ‪ DNA‬אחרי הוצאת פירידין‬
‫‪.NaCl‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ 1 0‬א ע ״ פ שהנסיונות בוצעו בעודף גדול מאד‬
‫של‬
‫)‪ (1:50^000‬לא היתה לפירידין כמעט השפעה על עקומות ההיתוך‪.‬‬
‫מתקבל אותו אפקט‬
‫פ י ר י ד י ן‬
‫ב כ ל‬
‫זדיפרכרומי )בגבול השגיאה הנםיונית(־ מתוצאות‬
‫שפירידין גורם לדנטורציה הפיכה של ‪ DNA‬כנראה על ידי הורדת‬
‫י ד י‬
‫ד י א ל י ז ה‬
‫שבבת‬
‫המקרים‬
‫א ל ו‬
‫ה ס ק נ ו ‪,‬‬
‫המים‬
‫המגי‪2‬ח‬
‫־ ‪ 66‬־‬
‫ושינוי בקבוע הדיאלקטרי בסביבת המקרומולקולה־ הרנטורציה היא איטית מ א ד ‪,‬‬
‫כי רק על ידי התלפת פירידין במלח )על ידי דיאליזה( מקבלים בחזרה‬
‫שתי השרשרות והתוך רגיל של‬
‫‪106‬‬
‫‪al^ .‬‬
‫‪ . DNA‬תוצאות אלו אינן נוגדות את‬
‫‪ , ^ L e y i n e et‬כי הם מדדו את כמות ה‪-‬‬
‫בנוכתות פירידין‪.‬‬
‫‪ , DNA‬אשר עברה‬
‫התחברות‬
‫התוצאות‬
‫של‬
‫דנטורציח;‬
‫־ ‪- 67‬‬
‫ציור‬
‫מ ס ‪14 .‬‬
‫‪:‬‬
‫ע ק ו מ ו ת ה ה ת ו ך של ‪DNA‬‬
‫פירידין‬
‫‪(a‬‬
‫על י ד י‬
‫פירידין‬
‫‪5‬‬
‫־‪><• 10‬‬
‫‪•8‬‬
‫‪5‬‬
‫"‪(nc 10‬‬
‫י‬
‫יי‬
‫‪0‬‬
‫‪10‬־‪2‬‬
‫״‬
‫‪ ~10‬׳‪b‬‬
‫״‬
‫‪l‬‬
‫ליאועייליזציה‬
‫‪ (b‬על‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫~‪10‬י‪3) 5.4‬‬
‫י•‬
‫־)(!•‪4) 2.8‬‬
‫״‬
‫‪DNA‬‬
‫‪5‬‬
‫‪eq/cc11! ()"l-8‬‬
‫‪(1‬‬
‫‪! ( ) " n c q / c c‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫ידי‬
‫דיאליזה‪.‬‬
‫פירידין‬
‫‪1) 5 • 1‬‬
‫) י ‪| / c c .‬‬
‫‪_1‬‬
‫‪:‬‬
‫‪UNA‬‬
‫‪0‬‬
‫' ׳‪ncq/cc‬‬
‫הוצא‬
‫א ח ר י ת ג ו ב ה עם‬
‫פירידין‪.‬‬
‫״‬
‫‪5‬‬
‫"‪) 24-10‬‬
‫‪1‬‬
‫י'‬
‫‪5‬‬
‫‪2.5‬‬
‫יי‬
‫‪5‬‬
‫־‪10‬י‪5) 4‬‬
‫")(!•‪4) 4‬‬
‫‪- 6'8 -‬‬
‫‪(3‬‬
‫הידרוליזה‬
‫אנזימטית‪.‬‬
‫מידת‬
‫ה כ י ס ו י של‬
‫נקבעה‬
‫בעזרת‬
‫אנזימים‪:‬‬
‫הידרוליזה‬
‫א נ ז י מ ט י ת של ה ‪-‬‬
‫חופשיים מ‪-‬‬
‫ד א ו כ ם י ר י ב ו נ ו קלאז‬
‫הוא‬
‫‪2‬י>‪ 5‬־ ‪5‬‬
‫חלבון‬
‫ופעילות‬
‫‪(94‬‬
‫ל‬
‫ש‬
‫ד‬
‫א‬
‫ן‬
‫התגובה‬
‫‪7‬‬
‫ר‬
‫י‬
‫‪u‬‬
‫ב‬
‫י‬
‫ו‬
‫ז‬
‫‪!/‬‬
‫ה‬
‫ו‬
‫הבסיסי‬
‫א מפרק‬
‫הוסף‬
‫הנםיונות‬
‫ה א י נ ט ר א ק ט י ם על י ד י‬
‫ופוםפטז‬
‫שני‬
‫־־‬
‫ב ס י ס י‬
‫)דאוכסיריבונוקלאז!־( יכל‬
‫לפעל‬
‫‪.‬‬
‫‪,‬‬
‫זה‪,‬‬
‫חומר‬
‫שהופק‬
‫נקודה‬
‫מפנקראסישל‬
‫איזואלקטרית‬
‫‪ p H‬ה ו א מ פ ר ק את הקשר ‪ 3‬־ ‪P‬‬
‫‪.‬‬
‫נוקלאוסידים‬
‫המסתיימים‬
‫ב ״‬
‫ב ‪DNA -‬‬
‫במונופוםפט‬
‫ש‪1‬ור‬
‫?‬
‫‪pH‬‬
‫עד‬
‫במקום‬
‫‪5‬‬
‫״‬
‫שהופק‬
‫מ מ ע י י ם של ע ו ף‬
‫מ ו נ ו א ם ט ר י ם של‬
‫‪> ROH + H P0‬‬
‫חומצה‬
‫פעילותו‬
‫זרתתית‬
‫לאינטראקטים או‬
‫המשתחררת‬
‫האינטראקטים‬
‫אתרי‬
‫נקבעה‬
‫בשיטת‬
‫לפני‬
‫הוספת‬
‫רוכזו‬
‫)‪(PVP + DNA‬‬
‫לכמות‬
‫‪2‬‬
‫ל ‪DNA -‬‬
‫זמן‬
‫אופטימלית‬
‫זרחתית‬
‫לחומצה‬
‫‪-3‬‬
‫וכהל‬
‫לפי‬
‫עצמה‬
‫‪3‬‬
‫‪H P0‬‬
‫‪2‬‬
‫)באותו‬
‫האינקובציה‬
‫‪9 1‬‬
‫ר כ ו ז כמו‬
‫הוסף‬
‫^‪) (King‬ללא‬
‫הפוספטז‬
‫שריפת‬
‫החומר‬
‫באינטראקטים(‬
‫הבסיסי‬
‫ה א נ ז י ם על י ד י‬
‫זיקוק‬
‫מכמות‬
‫הזרתן‬
‫האי‪-‬אורגני‬
‫הזרחן‬
‫חושבה‬
‫המתקבלת‬
‫מאותו‬
‫ר כ ו ז של‬
‫והחומצה‬
‫האורגני(״‬
‫המים‬
‫ה כ י ס ו י של ‪ DNA‬ע ל י ד י ‪PVP‬‬
‫בהשואה‬
‫‪- OR + H P‬‬
‫‪3‬‬
‫ד א ו כ ם י ר י ב ו נ ו קלאזו־‬
‫הזרחתית‬
‫מידת‬
‫קווטרניזציה‬
‫הבאה ‪s‬‬
‫‪4‬‬
‫בכל‬
‫שהאנזים‬
‫‪endonuclease‬‬
‫(‬
‫\ ‪wt/‬‬
‫הפוםפטז!‬
‫‪% pH9‬‬
‫היתה‬
‫נ ו ק ל א ו ט י ד י ם א ו תלת‬
‫)‪(107‬‬
‫כ‬
‫‪ DNA‬ו ש ל‬
‫א ל ב ו מ י נ י ב ע ל משקל מ ו ל ק ו ל ר י ^‪10‬״‪,6‬‬
‫די‬
‫ס‬
‫‪PVP‬‬
‫‪ I‬הוא‬
‫אופטימלית ב‪-‬‬
‫שנשארים‬
‫בעל‬
‫‪deoxyribonuclease - I‬‬
‫ההנתה‬
‫‪a l k a l i n e phosphatase‬‬
‫רק על‬
‫‪ DNA‬ע ל י ד י‬
‫דאוכסיריבונוקלאז‬
‫אתרים‬
‫‪PVP‬‬
‫דרגות‬
‫שונות;‬
‫תמייסוח‬
‫בווקום•‬
‫‪DNA‬‬
‫שהתקבל‬
‫פ‪-‬‬
‫‪ ,‬א ש ר ל א עברה‬
‫אינטראקציה״‬
‫פיזור‬
‫הנקודות‬
‫ב נ ס י ו נ ו ת של‬
‫"= ‪PVP‬הנםיוניים‪ ,‬אשר א י ן‬
‫שליטה‬
‫הידרוליזה‬
‫עליהם־‬
‫אנזימטית הוא די‬
‫הנסיונות‬
‫נעשו‬
‫גדול‬
‫בגלל‬
‫הקשיים‬
‫ב א י נ ט ר א ק ט י ם ש ל ‪DNA‬‬
‫»‬
‫‪- 69 -‬‬
‫‪,100$‬‬
‫בעל דרגות קווטרניזציה‬
‫‪ 7$ ,50$‬וקופולימר בעל ‪o MA - VP 50$‬‬
‫)‪ (0‬של‬
‫בציור מם‪ 15 .‬מוצגת הפרקציה‬
‫‪ DNA‬שלא עברה הידרוליזה כפונקציה של‬
‫)‪ (0‬ובין היחס‬
‫‪+‬‬
‫‪N :P.‬היחסבכל מקרה מתקבל יחם לינאךי בין‬
‫באינטראקטים‪ .‬מעל יתס מסוים של‬
‫במקרה של אינטראקטים עם‬
‫‪-‬‬
‫‪0.9‬‬
‫פסקת כאשר‬
‫ניזציה ‪ 7$‬מעל‬
‫‪+‬‬
‫‪0,5‬‬
‫?‪*:‬אמעוכבת ההידרוליזה של ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בעל‬
‫ובמקרוזז של אינטראקטים עם ‪PVP‬‬
‫‪+‬‬
‫=‬
‫ל ג מ ר י ־‬
‫בעל דרגות קווטרניזציה ‪ 50$‬ו־־‪100$‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪N :P‬‬
‫‪+‬‬
‫‪»P N‬‬
‫‪N :P‬‬
‫ה ה י ד ר ו ‪-‬‬
‫דרגת‬
‫אין כבד הידרדליזזד‪ .‬יתכן‪ ,‬שבמקרה‬
‫בגלל‬
‫‪+‬‬
‫היחס האמיתי של‬
‫‪ N :P‬הוא יותר גבוה הודות ליאון נוסף של החנקנים‬
‫האינטראקציה עם ה‪DNA -‬‬
‫האחרון‬
‫הטעונה שלילית‪.‬‬
‫נבדקו גם האינטראקטים של‬
‫‪ DNA‬עם קופולימר של ‪50$‬‬
‫‪ VP‬־ ‪MA‬‬
‫במקרה זה אפילו בעודף גדול של ויניל פירידין )לגבי ‪ ( DNA‬צמצום ההידרוליזה‪.‬‬
‫קטן ואינו עולה מעל‬
‫לימר של‬
‫לשייר‬
‫‪ ,15$‬הערך אשר הוא עדיין בגבול השגיאה הנםיונית־‬
‫‪ MA-VP‬איננו מפריע לגמרי להידרוליזהזאנזימטית של‬
‫‪MA‬‬
‫ה ו ד ו ת‬
‫‪ , DNA‬כי‬
‫הטעון שלילית צפיפות המטען השלילי על פני תוצרי האינטראקציה‬
‫איננה משתנה‪ .‬לעומת זהזבאינטראקטים של ‪ DNA‬עם‬
‫‪50$‬‬
‫ה ק ו פ ו ־‬
‫ק ו ו ט ר ‪ 3‬י ז צ י ה‬
‫‪ PVP‬בעל דרגות‬
‫ו ־ ‪ 1 0 0 $‬התנקנים הטעונים יעילים בעיקר בהגנה מפני ההידרוליזה־‬
‫‪+‬‬
‫‪N :P‬‬
‫פעולת דאוכסיריבונ וקלאז נפסקת כאשר היחס‬
‫ה‬
‫י‬
‫א‬
‫‪ .009‬ז״א‬
‫על‬
‫במקרה‬
‫כל‬
‫זרתנים נשאר בערך זרחן אחד‪ .‬בלתי מנוטרל על ידי החנקנים החיוביים־‬
‫הובאו נתונים המראים‪ ,‬שבהגנה נגד התוך תורמים במידה גדולה‬
‫גם‬
‫צפיפות המטען על פני תוצר האינטראקציה‪ .‬השפעח המטען שעל פני‬
‫עשרה‬
‫בחלק‬
‫ה ח נ ק נ י ם‬
‫טעונים ואילו כאן יעילים ביחוד חחנקנים הטעונים והפסקת ה ה י ד ר ו ל י ז ה ז‬
‫ה־־־‬
‫ש‬
‫ל‬
‫מתקרב ל־ ‪-DNA‬‬
‫ו‬
‫‪H‬‬
‫‪p‬‬
‫‪7‬‬
‫מ‬
‫כ‬
‫א‬
‫ן‬
‫‪ ,‬שהמרכז‪ .‬הפעיל של‬
‫איננו טעון בכלל‪ ,‬או טעון חיובית‪ ,‬כי אחרת היתה‬
‫הבלתי‬
‫עם‬
‫על‬
‫ההידרוליזה מקורה כנראה בתכונות החשמליות של האנזים עצמו־ דאוכסיריבו‬
‫אשר הנקודה האיזואלקטרית שלו היא בסביבת‬
‫הקודם‬
‫קשורה‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ 5pll‬יהיה טעון מטען כללי‬
‫זה‬
‫נקלאד‪,‬‬
‫ש ל י ל י‬
‫ה א נ ז י ם‬
‫מתהווה‬
‫אשר‬
‫דתיה‪.‬‬
‫‪- 70 -‬‬
‫ציור מם‪: .15‬‬
‫הידרוליזה אנזימטית של אינטראקםים של ‪ NA0‬עם‬
‫‪ PVP‬בעל דרגות קווטרניזציה שונות‪.‬‬
‫‪ OOO‬־‬
‫‪P V P‬‬
‫בעל דרגת קווטרניזציה ‪7$‬‬
‫‪50$‬‬
‫־‬
‫‪PVP‬‬
‫״‬
‫״‬
‫יי‬
‫••• ‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫״‬
‫״‬
‫״‬
‫ל‬
‫‪ &NA‬שלא עברה הידרוליזה‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫‪O O‬‬
‫‪6‬‬
‫‪-‬‬
‫ר כ ו ז ש‬
‫‪100$‬‬
‫‪-‬‬
‫‪ 71‬־‬
‫לעומת זאת אם מקטינים את המטען השלילי על פני ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ע״י הוספת‬
‫‪ PVP‬־־‬
‫החלק של האנזים הטעון שלילית נמשך לתוצר האינטראקציה ומפריע לגישו״ז ש ל‬
‫המרכזים הפעילים; לכן ההידרוליזהזשל‬
‫‪PVP‬‬
‫במקרה של אינטראקטים עם‬
‫‪ DNA‬נפסקת‪.‬‬
‫בעל דרגת קווסרניזציה ‪ 7$‬יתכן‪ ,‬שגם‬
‫הבלתי טעונים משחקים תפקיד במניעת ההידרוליזה על ידי הפרעה סטרית‬
‫ה ש י י ר י ם‬
‫לגישמז‬
‫ש ל האנזים שהנו חלבון די גדול‪.‬‬
‫תופעות דומות של מניעת פעולת דאוכםיריבונ וקלאז נמצאו גם באיגסר‪-‬‬
‫אקציות!‬
‫של‬
‫‪DNA‬‬
‫‪4‬‬
‫עם *^‪ ( a c t i n o m y c i n D, ethididium bromide‬ובאינטראקציה‬
‫עם אקרידין א ו ר נ ג ' ^ ^ ^ כנראה שגם במקרים אלה הקטנת צפיפות המטען ע ל פ נ י‬
‫ז‬
‫ה‪ DNA -‬גורמת לצמצום מידת ההידרוליזה‪.‬‬
‫־ ‪ 72‬־‬
‫‪(4‬‬
‫תכונות הידרודינמיות של חאינטראקטים‬
‫א(‬
‫צמיגות‪.‬‬
‫צםיגות האינטראקטים השונים של ‪ DNA‬נמדדה כפונקציה של‬
‫־—־—‬
‫או‬
‫‪P‬‬
‫כאשר סכום הרכוזים הוא קבוע‬
‫‪P + N_4‬‬
‫‪P +N‬‬
‫ו ‪ m e q / c c "10 -‬״ ‪ .(P+N - 1‬ציור מס‪ 16 .‬מציג את הצמיגות הסגולית‬
‫)‬
‫‪P‬‬
‫‪0‬‬
‫היחס‬
‫‪+‬‬
‫‬‫‪ r a e q / c c‬י ‪ 3‬־ ‪P+N - 1‬‬
‫‪1‬‬
‫) ח(‬
‫‪sp‬‬
‫‪P‬‬
‫עבור האינטראקטים של ‪ NA0‬עם ‪PVP‬‬
‫כפונקציה של היחס•‬
‫‪P +N‬‬
‫קווטרניזציה ‪ 50$‬ו ‪ . 1 0 0 $ -‬בשני המקרים הצמיגות הסגולית‬
‫דרגות‬
‫בעל‬
‫יורדת‬
‫עם‬
‫‪sp‬‬
‫הגדלת המטען החיובי‪ ,‬מגיעה כמעט לאפם בנקודה האקוולנטית‪ ,‬ועולה שוב‬
‫בתוצר האינטראקציה עם ‪ pyp‬בעל דרגת הקווטרניזציה ‪ 50$‬העליה היא‬
‫מטען החיובי‪.‬‬
‫‪P‬‬
‫—‬
‫‪. N‬בסביבת ‪r =0<,5‬־‬
‫בגלל הרכוז הממשי־ י הגבוה יותר של פולימר עבור אותי‬
‫‪P +N‬‬
‫בעוזזף‬
‫חזקה‬
‫י ו ת ר‬
‫‪+‬‬
‫לא ניתן לבצע מדידות בגלל שקוע האינטראקט בנקודה האקוולנטית‪.‬‬
‫קיימות כמה סיבות לשינויים כאלו ב‪-‬‬
‫‪s p‬‬
‫‪ • n‬האינטראקציה גורמת‬
‫של מטען הזרחנים על ידי החנקנים הטעונים‪ .‬לפיכך קטנה הדתיה‬
‫המטענים הזהים לאורך שרשרת ה‪-‬‬
‫בה‬
‫ל נ י ט ר ו ל‬
‫האלקטרוסטטית‬
‫‪ , DNA‬וביחוד באיזורים הגמישים ‪-‬‬
‫ועקב כך הצמיגות יורדת‪ .‬האינטראקציה עם‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫במקרה‬
‫‪DNA‬‬
‫ט ב ע י ת‬
‫פ י‬
‫ש נ י ט‬
‫להגדלת‬
‫ב א י ז ו ר י ם‬
‫ומקטינה את הצמיגות‪ .‬הגדלת רכוז תמלח בשלשה סידרי גודל משנה את‬
‫גמישים‬
‫צ מ י ג ו ת‬
‫) ‪ , ( ° 9 ) ( 9 0‬נוסף לכך חל שינוי צורה במולקולה ה ‪-‬‬
‫‪1‬‬
‫המתבטא בקיפול חלקים של המולקולה כפי שאפשר לראות מתמונות של‬
‫אלקטרוני‪ .‬הצמיגות של האינטראקטים היא צמיגות של כדורים )חלקי‬
‫התקפלו( המקושרים בחוטי ה‪-‬‬
‫‪. DNA‬‬
‫בין‬
‫)‪(flexibile‬‬
‫זדה א ק ו ו ל נ ש י ו !‬
‫רכוז מקומי של יונים נגדיים המקטינה את הדחיה האלקטרוסטטית‬
‫תלקי‬
‫של‬
‫‪DNA‬‬
‫מ י ק ר ו ס ק ו פ‬
‫המולקולה‬
‫&שר‬
‫־ ‪ 74‬־‬
‫אחרי הנקודה האקוולנטית מתקבלות בנראה־; מולקולות ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫המכוסות לגמרי‬
‫ב ־ ‪• PVP‬‬
‫האינטראקט מתקיים בצורת כדורים קשיחים‪ .‬כדורים אלה קושרים ‪ PVP‬ובנוסף‬
‫ישנו בתמיםןהי^\? חופשי‪ .‬תרומה של כדורים קשיחים אלה לצמיגות תהיוד; קט‪3‬מ‬
‫מאד‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫אם מניחים שנוסתת ^‪^**Einstein‬‬
‫‪T‬‬
‫מתקיימת ‪:‬‬
‫‪sp‬‬
‫> ‪ -‬הנפח החלקי הניתן על ידי רכוז הפולימר ביחידת הנפח‪ .‬כאשר עובדים‬
‫‪j‬‬
‫<‬
‫‪_4‬‬
‫זו המרכיבים‬
‫‪10‬‬
‫‪meq/cc‬‬
‫צמיגות האינטראקטים עצמם איננה ניתנת־‪ ,‬למדידה‬
‫והצמיגות הנמדדת נובעת מרכוז ה־י‪ PVP -‬ההולך וגדל עם הגדלת היחס‬
‫‪+‬‬
‫‪. N:P‬‬
‫ההנחה של קיום כדורים קשיתים בעודף שלק^קמתאימה לתמונות המתקבלות‬
‫במיקרוסקופ האלקטרוני‪.‬‬
‫‪P‬‬
‫עבור האינטראקטי‬
‫‪ n‬כפונקציה של היחס‬
‫ציור מס‪ 17 .‬מראוד את‬
‫‪ . MA-VP 50%‬אפשר לראות ש‪ -‬ה יורדת באופן לינארי עם‬
‫של ‪ DNA‬עם קופולימר‬
‫‪sp‬‬
‫‪p‬‬
‫‪s‬‬
‫‪p‬‬
‫הקטנה היחס‬
‫‪ .‬האפקט העיקרי הוא אפקט המהול של מרכיב צמיגי‪ .‬על ידי מרכיב‬
‫בעל צמיגות נמוכה‪.‬‬
‫‪- 76 -‬‬
‫ב(‬
‫םדימנטציה‪.‬‬
‫נמדדו‬
‫בטבלה‬
‫מם‪.‬‬
‫מקדמי‬
‫האינטראקטים‬
‫ה ס ד י מ נ ט צ י ה של‬
‫השונים‪.‬‬
‫התוצאות‬
‫סו‪:‬מי‬
‫‪.1‬‬
‫טבלה‬
‫מקדמי‬
‫דרגת‬
‫מס‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫האינטראקטים‬
‫ה ס ד י מ נ ט צ י ה של‬
‫היחס‬
‫קווטרניזציה‬
‫‪13‬‬
‫של‬
‫‪S .10 sec‬‬
‫)(‪2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪50$‬‬
‫‪681‬‬
‫‪3.6:1‬‬
‫‪2.7:1‬‬
‫‪1:4.4‬‬
‫‪1:6‬‬
‫‪1:6.3‬‬
‫‪1:10‬‬
‫‪1:21‬‬
‫)‪(PVP‬‬
‫‪100$‬‬
‫‪5:1‬־‪9‬‬
‫‪1‬־‪5‬״‪4‬‬
‫‪2.581‬‬
‫‪1.68 1‬‬
‫‪1 :8.3‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫ק ו פ ו ל י מר ‪VP-MA 50%‬‬
‫היחס‬
‫‪14‬‬
‫‪5‬־‪14‬‬
‫‪15.8‬‬
‫‪2.3‬‬
‫גבוה‬
‫‪2‬‬
‫‪2.4‬‬
‫‪2.2 ; 3«2‬‬
‫‪9‬״‪9 ; 4‬־‪5‬‬
‫‪1.9‬‬
‫מאד‬
‫‪7‬־‪11‬‬
‫‪1502‬‬
‫‪1‬־‪17‬‬
‫‪11‬‬
‫‪00‬‬
‫‪1‬‬
‫‪I‬‬
‫‪P:N‬‬
‫ו‬
‫‪181.2‬‬
‫הערה‪8‬‬
‫רכוז‬
‫‪meq/cc‬‬
‫ה ‪DNA -‬‬
‫בנסיונות‬
‫‪-‬‬
‫ורכוז‬
‫אלה‬
‫המלח‬
‫היה‬
‫‪-4‬‬
‫‪10 meq/cc‬י‪; 1 3‬‬
‫־‬
‫‪4‬‬
‫באינטראקטים‬
‫‬‫ה י ה‪10 N10*1.4‬‬
‫רבוד‬
‫‪ NaCl‬־‬
‫\‪+‬‬
‫‪(N)PVP‬‬
‫‪I‬‬
‫־ ‪ 77‬־‬
‫מטבלה מס‪ 1 .‬אפשר לראות‪ ,‬שבעודף‬
‫במעט באופן לינארי עם היחס‬
‫‪ DNA‬פקדם הסדימנטציה עולה‬
‫‪+‬‬
‫‪ • N :P‬אקסטרפולציה עד‬
‫‪+‬‬
‫‪ P:N = 1:1‬נותנת‬
‫‪ . S = 21‬תופעה זו מקורה באפקטים הבאים‪ :‬האינטראקציה מגדילה את המשקל‬
‫המספחת אח הי‪PVP -‬‬
‫המולקולרי של ה‪DNA -‬‬
‫וכפי שזה מתברר גם מתמונות‬
‫במיקרוסקופ האלקטרוני‪ ,‬ה‪ DNA -‬נוטה להתקפל במקומות בהם נמצא ה‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫הספות‪ .‬יתר על כן בעקבות הספוח קטן גם המטען החשמלי החופשי של המולקולה‬
‫ובן מספד היונים הנגדיים הקטנים שלו‪ .‬ריבוי היונים הנגדיים מקטין את מקדם‬
‫הסןדימנטציה‪ .‬כאשר הםדימנטציה של מקרו‪-‬יון הנה מהירה יותר מאשר של היונים‬
‫הנגדיים‪ ,‬נוצר שדה אלקטרוםטטי מעכב‪ ,‬שכוונו הפוך לשדה הצנטריפוגלי‪ ,‬ברור‬
‫איפוא כי הקטנת מספר היונים הנגדיים גורמת להקטנת השדה המעכב ולהגדלת מקדם‬
‫הםדימנטציה הנמדד‪ .‬מסיבות דומות משפיעה גם הגדלת רכוז המלח על הגדלת מקדמי‬
‫‪-3‬‬
‫‪ s‬עבור‬
‫הםדימנטציה‪ :‬ערכי ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫גדלים מ‪ S = 12.4 -‬ברכוז המלח‬
‫‪10‬‬
‫_‪1‬‬
‫ל‪ = 21 -‬ב ‪ . N 10 - s‬תופעה של תלות מקדם הםדימנטציה של ‪DNA‬‬
‫‪90111‬‬
‫‪Doty^ •*Ganguli‬‬
‫‪and Bhattacharyya‬‬
‫^ ‪and Bhattacharyya‬‬
‫‪111‬‬
‫י נוסף ב־ ‪ s‬מעל רכוז המלח‬
‫‪r‬‬
‫‪and‬‬
‫‪(Ganguli‬‬
‫‪.NaCl‬‬
‫‪i‬‬
‫‪g‬‬
‫‪n‬‬
‫‪e‬‬
‫טוענים‪ ,‬כי ברכוזי ‪DNA‬‬
‫‪N‬‬
‫ברכוז המלח‬
‫^‬
‫‪E‬‬
‫נמוכים א‬
‫‪ 0 . 1 5 N‬נ י ט ר ו ל המטען של ‪ DNA‬על ידי‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ pvp‬הנו שווה ערך להגדלת הרכוזו המקומי של המלח באיזורים אשר בהם‬
‫מכוסה ב‪) . PVP -‬בחלק הקודם הובא חשבון המראה‪ ,‬שהרכוז המקומי של המטען‬
‫החיובי הנובע מ‪-‬י‬
‫עליה ‪-3‬‬
‫‪S‬‬
‫הםפוח הוא בסדר גודל של‪.(N2pyp‬‬
‫עקב אינטראקציה נמצאה גם עבור‬
‫ה מ ג י ב ה‬
‫ע‬
‫ם‬
‫ה י ם ס ו ‪ 3‬ל ט‬
‫)‪(20‬‬
‫־‬
‫ידוע כי גם אינטראקציה עם מתכות גורמת לעלית מקדם הסדימנטציה ‪C61)(64)-DNAVw‬‬
‫בשני מקרים אלה הסיבה העיקרית היא ניטרול המטען של‬
‫טבלה מם‪ 1 .‬מראה‪ ,‬כי בעודף של‬
‫אחד‪ .‬יתכן ש‪S -‬‬
‫‪o DNA‬‬
‫‪ PVP‬מתקבלים שני ערכים של ‪ S‬או ערך נמוך‬
‫הראשון )‪ 2‬׳‪v‬׳( שייך ל‪-‬‬
‫‪ PVP‬עצמו‪ ,‬אשר בעודף‪ ,‬וה‪ S -‬השני‬
‫‪1^Sp p=:‬‬
‫‪v‬‬
‫מסי מערכת ‪SYSTEM HO.‬‬
‫‪12.762.2-1‬‬
‫־ ‪- 78‬‬
‫שייך לפרגמנט של האינטראקט אשר נקרע מח^‬
‫המטען הקרובה לאפס נותן אגרגטים בעלי‬
‫‪ . DNA‬האינטראקט בעל צפיפות‬
‫גבוה מאד‪ ,‬כך שהם שוקעים כבר‬
‫‪S‬‬
‫במהיריות נמוכות של הסיבוב ונעלמים מהשדה לפני שמתחילים לצלם במהירות‬
‫‪rpm‬‬
‫ן‬
‫‪+‬‬
‫‪ .‬במקרה של אינטראקטים‬
‫‪2.000‬‬
‫גבוה‬
‫‪-‬‬
‫‪1 : 6‬‬
‫‪20.000‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪m‬‬
‫‪ 1000‬יי ‪ .‬האגרגסים בעלי ה‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪r‬‬
‫! שקע חומר בעל‬
‫‪ S‬הגבוהים נעלמים שוב כאשר היחס‬
‫עולה ל‪ 10-‬ומעלה‪ .‬נראה שבעודף גדול של‬
‫עם פרגמנטים של‬
‫‪p‬‬
‫ו־‬
‫‪ 1:10‬הם צולמו‬
‫‪S‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N /P‬‬
‫‪ PVP‬מתקיימים רק האינטראקטים של‬
‫‪ . DNA‬מתברר ^‪DNA-‬‬
‫מאותו מקור נוטה לתת פרמנטים‬
‫יותר קטנים אתרי אכסון־‬
‫בםדימנטציה של ‪DNA‬‬
‫המתאים למקדם הסדימנטציה של‬
‫‪ -‬קופולימר נמצאו שני ערכים של‬
‫‪ j S‬אחד‬
‫‪ DNA‬עצמה באותו רכוז מלח‪ ,‬ושני נמוך ~ שהינו‬
‫מקדם הםדימנטציה של הקופולימר‪.‬במקרה זה האינטראקציה תלשה כל כך )או אינה‬
‫קיימת( עד שהשדה מפרק את ה״תוצריי למרכיביו והם נעים בנפרד־‬
‫־ ‪ 79‬־‬
‫ג(‬
‫הפרדה על ידי צנטריפוגציה בפהיריות גדולות‬
‫על מנת לברר אפשרות הפרדת הפזות בעודף של‬
‫המרכיבים במשקע ‪ ,‬הכנסנו את התערבת לצנטריפוגת‬
‫‪ PVP‬ולקבע יחם‬
‫" ‪ " S o r v a l l‬למשך‬
‫'‪20‬‬
‫‪14‬‬
‫‪15.000‬‬
‫‪ .‬הרכב התערבת היה ‪ DNA‬טבעית ו־ ‪ PVP‬מסומן ב‪-‬‬
‫‪rpm‬‬
‫‪C‬‬
‫בעל דרגות קווטרניזציה ‪ 80$‬ו‪ «30$-‬יחם המרכיבים במשקע נקבע לפי הבליעה‬
‫האופטית ולפי הפעילות הרדיואקטיבית‪.‬‬
‫טבלה מס‪ 2 .‬מראה את יחם המרכיבים במשקע אחרי הצנטריפוגציה עבור האינטר‪-‬‬
‫אקטים השונים‪.‬‬
‫‪-4‬‬
‫רכוז המרכיבים בנסיונות אלה הוא ‪meq/cc‬‬
‫‪DNA‬‬
‫או‬
‫‪+‬‬
‫‪MO‬‬
‫‪ N‬או‬
‫‪ . P‬בנסיונות עם‬
‫‪PVP‬בלבד‪ ,‬בתנאים שווים‪ ,‬לא נמצא כל שינוי בבליעה או בפעילות‬
‫רדיואקטיבית‪.‬‬
‫הזדיוק בנסיונות‬
‫•־; ‪•..‬י ‪•• ,‬׳‬
‫אלה הוא‬
‫‪.± 15%‬‬
‫מבלה מם‪:2 .‬‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫האינטראקטים של‬
‫עבור‬
‫דרגתיתס המרכיבים‬
‫קווטרניזציה‬
‫המרכיבים‬
‫יחס־‬
‫ובמשקע של‬
‫בתמיסה התחלתי‬
‫יתס‬
‫של‬
‫‪PVP‬‬
‫במשקע‬
‫המרכיבים בתמיםהז‬
‫) ‪(P:N‬‬
‫‪1.01 s i‬‬
‫) ‪(P:N‬‬
‫‪30$‬‬
‫‪It‬‬
‫‪I‬‬
‫‪II‬‬
‫‪183.6‬‬
‫‪II‬‬
‫‪183.6‬‬
‫‪II‬‬
‫‪1:6‬‬
‫הערות‬
‫‪+‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ 281‬־‬
‫‪281‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪1.2 8 1‬‬
‫‪1.04‬‬
‫‪18‬‬
‫‪1.0781‬‬
‫״‬
‫‪80$‬‬
‫‪1.8581‬‬
‫‪1.2681‬‬
‫‪II‬‬
‫‪1.85:1‬‬
‫‪1.15:1‬‬
‫אין שקוע‬
‫‪It‬‬
‫‪1:3‬‬
‫‪-‬‬
‫אין שקוע‬
‫‪it‬‬
‫‪1:4.7‬‬
‫־״‬
‫אין שקוע‬
‫־ ‪ 80‬־‬
‫מטבלה‬
‫בעל‬
‫עם‬
‫מקרה‬
‫יתס‬
‫המרכיבים‬
‫זה‬
‫‪+‬‬
‫‪1 : 4‬‬
‫בעל‬
‫דרגת‬
‫בתומר‬
‫גדולות‬
‫‪-‬‬
‫קצת‬
‫ההפרדה‬
‫מאשר‬
‫‪DNA‬‬
‫בעודף‬
‫ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫גדול‬
‫הגורמים‬
‫‪N‬‬
‫עוד‬
‫לפני‬
‫שכל‬
‫נוטה‬
‫והוליכים‬
‫‪DNA‬‬
‫ושקעו‪.‬‬
‫בעודף‬
‫כי‬
‫הניתוק‬
‫יחם‬
‫יתכן‪,‬‬
‫שראינו‬
‫ג‬
‫הוא‬
‫סטיות‬
‫יותר‬
‫גדול‬
‫במהיריות־ עוד‬
‫^\?האינטראקס‬
‫לאחר‬
‫הכדורים‬
‫כנראה־ ב מ ק ו מ ו ת‬
‫יותר‬
‫שוקע‬
‫בגלל‬
‫יותר‬
‫חזקה‬
‫ה ח ו ט י ם של‬
‫להנתק‬
‫ה ח ל ש י ם אשר‬
‫גגבדהוח‬
‫הממיט‬
‫האינטראקציה‬
‫נוטים‬
‫מיחםז‬
‫מאשר‬
‫אינו‬
‫ה א ל ק ט ר ו ס ט ט י ת עם‬
‫קודם‬
‫השרשרת‪.‬‬
‫הפולימר‪.‬‬
‫‪P:N‬‬
‫כי‬
‫לקבל‬
‫‪,‬‬
‫המרכיבים‬
‫ג ד ו ל של‬
‫לאורך‬
‫י ו ת ר של‬
‫‪-‬‬
‫האינטראקציה‬
‫כפי‬
‫כדורים‬
‫רכוז־גדול‬
‫‪1 : 1‬‬
‫כאשר‬
‫ה י א שעל‬
‫מנת‬
‫אותו‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬‬
‫מהשרשרת‬
‫במולקולה‪:‬‬
‫היו‬
‫מתרתשת‬
‫הכדורים‬
‫אגרגצית‬
‫בכל‬
‫ושקועם‪.‬‬
‫מקרה‬
‫תחילה‬
‫צריך‬
‫לחול‬
‫׳"• ‪ A‬י‬
‫נ י ת ו ק ‪,‬של‬
‫אשר‬
‫החומר‬
‫הסיבה‬
‫הוא‬
‫יותר‬
‫האינטראקציה‪.‬‬
‫י >‬
‫יתכן‬
‫‪+‬‬
‫לאגרגציה‪.‬‬
‫‪p‬‬
‫בעודף קטן‪:.‬של ‪.‬מטען‬
‫יי י• •י';(‪v%‬‬
‫‪30$‬‬
‫השגיאה‪.‬‬
‫החופשי;‬
‫‪-‬‬
‫נחוץ‪,‬‬
‫ל‪-‬‬
‫יותר‪.‬‬
‫ונוצרים‬
‫לגבי‬
‫‪+‬‬
‫מגבול‬
‫החיובי‬
‫מתקפלים‬
‫קרוב‬
‫ה פ ר ד ה של‬
‫יהיה‬
‫המטען‬
‫כוחות‬
‫הוא‬
‫יותר‬
‫אין‬
‫נוכחות‬
‫קווטרניזציה‬
‫השוקע‬
‫‪P:N‬‬
‫תחום‬
‫מ ס ‪ 2 .‬אפשר‬
‫שתחום‬
‫ק ו ו ט ר נ י ז צ י ה ‪ 30$‬מאשר ב ע ל ‪$80$‬‬
‫דרגת‬
‫‪PVP‬‬
‫לראות‪,‬‬
‫השקוע‬
‫גדול‬
‫עבור‬
‫‪PVP‬‬
‫המטען‬
‫הזמן‬
‫החופשי‬
‫מתקיים‬
‫לאגרגציה‬
‫נדרשים‬
‫לא‬
‫‪, Spinco‬‬
‫שווי‬
‫ושקוע‬
‫להוצאת‬
‫מספיקים‬
‫כדי‬
‫העודף‬
‫קצר‪.‬‬
‫האגרגט‬
‫הכוחות‬
‫לגרם‬
‫ואחייב‬
‫משקל‬
‫שקוע‪.‬‬
‫בין‬
‫עם‬
‫מן‬
‫המרכיבים‪.‬‬
‫הגדלת‬
‫התמיסה‪.‬‬
‫הצנטריפוגלים‬
‫להפרדה‪.‬‬
‫היחס‬
‫מעבר‬
‫הנוצרים‬
‫ה ק י ו ם של‬
‫זמן‬
‫‪ N /P‬כ ה ו ת‬
‫‪+‬‬
‫לעודף‬
‫במכשיר‬
‫ביחס‬
‫התוצר‬
‫סדימנטציה‬
‫מ ס ו י ם של‬
‫‪Sorvall‬‬
‫‪PVP‬‬
‫גדלים‬
‫לגבי‬
‫ואפילו‬
‫‪1:1‬‬
‫‪ 81 -‬־‬
‫ד(‬
‫צנטריפוגציה בגראדינט צפיפות‪.‬‬
‫בשיטת הצנטריפוגציה בגראדינט של צםיום כלוריד אפשר לעקב אחרי‬
‫שינוי צפיפות בחומר הנבדק‪ .‬שינוי צפיפות!‪ :‬של‬
‫נמצא על ידי‬
‫‪Jensen and Davidson‬‬
‫‪+‬‬
‫לשינוי גדול בצפיפות‪ ,‬כי יון‬
‫‪J‬‬
‫‪.‬‬
‫‪ DNA‬אחרי אינטראקציה עם כםף‬
‫האינטראקציה עם‬
‫‪ PVP‬צריכה לגרם‬
‫‪ C s‬הקטן מוחלף בפירידוניום הפולימרי ‪ -‬מה‬
‫שנמביא לשינוי במשקל מולקולרי ובנפח‪ .‬גם מידת ההידרטציה של ‪ DNA‬עלולה להשתנות‪,‬־‬
‫ידוע שסביב מולקולות ה‪ DNA -‬נמצאת שכבה של מים‪ .‬תגובה עם ‪ PVP‬שהוא הידרופובי‬
‫עלולה להקטין את השכבה הזו‪ ,‬ביחוד אם ה‪PVP-‬‬
‫מים אלו צריך לגרם לשינוי צפיפות ה‪-‬‬
‫צפיפות האינטראקטים‪,‬‬
‫תופס חלק גדול של שקע אחד‪ .‬סלוק‬
‫‪, DNA‬‬
‫‪ DNA‬ו‪ PVP -‬נמדדודז בתמיסות בעלות צפיפות שונה ורכוזו‬
‫‪CsCl‬‬
‫‪2-7‬‬
‫‪molal.‬‬
‫התוצאות מסוכמות בסבלה מם• ‪-3‬‬
‫סבלה מס‪3 .‬‬
‫צפיפות ה‪DNA -‬‬
‫והאינטראקמים שלה עם‬
‫‪PVP‬‬
‫בעל דר גזת קווטרניזציה ‪100$‬‬
‫התומר‬
‫אינטראקטים‬
‫‪)p g/cc‬הנמצא(‬
‫‪DNA‬‬
‫‪1i692‬‬
‫‪PVP‬‬
‫‪1.087‬‬
‫‪+‬‬
‫) ‪(P:N‬‬
‫‪9.4:1‬‬
‫‪1.686‬‬
‫‪2.4:1‬‬
‫‪1.681‬‬
‫‪1:3‬‬
‫הערה ‪:‬‬
‫המרכיבים הוכנסו קודם לתמיסת‬
‫‪1.681‬‬
‫‪ CsCl‬ואח״כ‬
‫עורבבו‪.‬‬
‫־‪82‬‬
‫מטבלה‬
‫פ ס‬
‫־‬
‫• ‪ 3‬אפשר לראות‪ ,‬שבכל המקרים הצפיפות השתנתה ב‪0.6% -‬‬
‫לכל היותר‪ .‬הצפיפות המתושבת של האינטראקט ‪- 1:1‬‬
‫‪+‬‬
‫היא‬
‫מתקבל על הדעת‪ ,‬שהצפיפות המדודה היא של ה־‬
‫‪ g / c c 4 6 P : N‬״ ‪ l‬לבן‬
‫‪ DNA‬עצמה‪ .‬שינוי של ‪ 0.6$‬שווה‬
‫כמעט לשגיאה הנסיונית שהיא די גדולה בגלל העדר סטנדרד של‬
‫‪ DNA‬בעל צפיפות‬
‫ידועה‪.‬‬
‫אה איפוא‪ ,‬שברוכוזי מלח כל כך גבוהים‬
‫)‬
‫‪-‬‬
‫כל כך חזקה‪ ,‬שלא נוצר האינטראקט הפולימרי‪.‬‬
‫‪ ( m o l a l 7 2‬האינטראקציה‬
‫אתו היא‬
‫‪- 83 -‬‬
‫‪(5‬‬
‫צילום במיקרוסקופ האלקטרוני‪.‬‬
‫בעז‪.‬רת המיקרוסקופ האלקטרוני ניתן לראות את צורת האינטראקטים‬
‫ואת השינויים החלים במבנה של ה‪ •DNA• -‬נבדקו תוצרי האינטראקציה של‬
‫עם‬
‫‪ PVP‬בעל שלשת דרגות קווטרניזציה ביחסים שונים של‬
‫קופוליםר בעל תכולת ‪50$‬‬
‫ות‬
‫‪»2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪N‬המכילות‬
‫‪+‬‬
‫‪CsCl‬‬
‫(‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ P/N‬ושל ‪ DNA‬עם‬
‫‪.MA - VP‬‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫)‪meq/cc 10~«510~ N‬‬
‫נושאות מצופות בפורמור ופחם‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪Cs‬‬
‫רוססו על דיםקיות‬
‫או ‪P‬‬
‫בתור יון נגדי איפשר הסתכלות בדוגמאות‬
‫ללא צביעה נוספת הודות לפיזור גדול של אלקטרונים על ידי היון הגדול‪.‬‬
‫נוסף לכך על חלק מהדוגמאות אוידהזפלטיגה ממקור בזוית‬
‫תמונה מס‪ 18 .‬מראה‬
‫‪DNA‬‬
‫ו‪-‬‬
‫‪.1:7‬‬
‫‪ PVP‬לבד‪ .‬תמונות מם• ‪ 21 ,20 ,19‬הנן‬
‫כמה דוגמאות של תוצרי האינטראקציה של ‪P V P ; ^ DNA‬‬
‫‪.‬‬
‫צורת האינטראקטים בתמיסה אינה בהכרת כפי שרואים אותה בתמונות המצורפות בגלל‬
‫הצורך ליבש את הדוגמא בהכנה לצילום ולכן משווים את צורת האינטראקטים בכל מקרה‬
‫לצורתה של ‪ DNA‬שצולמה באותם התנאים‪ .‬נוסף לכך אף באותה דיסקית מקבלים‬
‫סואציות של צורה‪ .‬התמונות המובאות נבחרו מבין‬
‫דגמים רבים מאד ומראות מ צ ב‬
‫שכיח‪ .‬כפי שרואים בצילומים צורת האינטראקטים משתנה לפי היחס‬
‫קווטרנידציה של הפולימר‪ .‬השינויים בצורת‬
‫פלוק‪-‬‬
‫‪ DNA‬יחסיים ל ‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ N /P‬והם גדולים ביותר‬
‫עבור ‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪) 7$‬כאשר משווים לגבי אותו‬
‫תמונה מס‪ 19 .‬מראה את האינטראקטים של ‪ DNA‬עם‬
‫‪+‬‬
‫‪N /P‬‬
‫ו ל פ י‬
‫דרגת‬
‫‪+‬‬
‫‪.( N /P‬‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרני‪-‬‬
‫זציה ‪.7$‬‬
‫בתמונה‬
‫)‪ (a‬יחם‬
‫*‪ P/N‬היא ‪ •9*1‬על פני חוטי ה‪ DNA -‬מופיעות פקעות והחוטים‬
‫הולכים ומתקצרים‪ .‬הפקעות במקרה‪ :‬זה מופיעות אפילו בעודף יותר גדול של‬
‫‪+‬‬
‫)‪ 20:1‬־ ‪ (P:N‬ועם הגדלת רכוז ‪ PVP‬עולה תדירות הופעתן•‬
‫‪DNA‬‬
‫־‬
‫תמונה מס‪: 18 .‬‬
‫‪ 84‬־‬
‫‪ DNA‬ו־‬
‫תמונות מיקרוסקופ האלקטרוני של‬
‫‪PVP‬‬
‫)‪(a‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ציפוי ‪ Pt‬הגדלה ‪ 0 0 0‬ן ‪6 4‬‬
‫‪(W‬‬
‫‪DNA‬‬
‫צביעה על ידי יוני ‪ C s‬הגדלה ‪72»000‬‬
‫)‪PVP (c‬‬
‫‪+‬‬
‫בעל דרגת הקווטרניזציה ‪7$‬‬
‫ציפוי ‪72 Pt‬הגדלה ‪• 0 0 0‬‬
‫י‬
‫‪t‬‬
‫‪ 85 -‬־‬
‫‪c‬‬
‫‪b‬‬
‫אינטראקסים של ‪ DNA‬עם ‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪7$‬‬
‫תמונה מס» ‪: 19‬‬
‫)‪(a‬‬
‫‪(bD‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪a‬‬
‫‪9:1‬‬
‫ציפוי‬
‫צביעה על יני יוני‬
‫)‪(<j‬‬
‫‪Pt‬‬
‫‪9:1‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ P:N‬וציפוי!‪Pt 8:1.‬‬
‫הגדלה ‪• 76,000‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ Cs‬הגדלה ‪76*000‬‬
‫‪70 000‬הגדלה‬
‫‪9‬‬
‫־ ‪ 86‬־‬
‫)‪(a‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫)‪(b‬‬
‫)‪P:N* (c‬‬
‫ציפרי‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪4:1‬‬
‫צביעת יוני ‪4:1‬‬
‫ציפוי‬
‫‪2:1‬‬
‫‪ Ft‬הגדלה ‪74>000‬‬
‫‪+‬‬
‫‪000 Cs‬הגדלדה»‪74‬‬
‫‪ Pt‬הגדלה ‪74»000‬‬
‫־ ‪ 87‬־‬
‫תמונה מם» ‪: 21‬‬
‫)‪(a‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(b‬‬
‫‪+‬‬
‫)‪(c‬‬
‫‪+‬‬
‫אינטראקטים של‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה מלאה‬
‫‪P:N‬‬
‫ציפוי‬
‫‪4:1‬‬
‫‪ Pt‬הגדלה ‪50»000‬־‬
‫‪P:N‬‬
‫ציפוי‬
‫‪2:1‬‬
‫‪ Pt‬הגדלה ‪50,000‬‬
‫‪P:N‬‬
‫ציפוי‬
‫‪1:4‬‬
‫‪ Pt‬הגדלה ‪50 000‬‬
‫‪s‬‬
‫‪- 88‬‬
‫בתפונה ‪ (c)19‬היחס‬
‫יותר; בעודף של‬
‫‪+‬‬
‫*‪ P/N‬הוא ‪,1.8:1‬חדירות הופעת הפקעות עולה עוד‬
‫‪ N‬התוטים נעלמים כמעט לגמרי‪.‬‬
‫בתמונה )‪ (b‬היחס‬
‫‪ P/N‬היא ‪ 9*1‬הקונטרסט הושג על ידי יון נגדי‬
‫‪+‬‬
‫‪ , Cs‬גם החוטים וגם הפקעות קושרים‬
‫אלה‪.‬‬
‫‪ Cs‬מה שמעיד על מטען שלילי במקומות‬
‫ציור מם‪ 20 .‬מראה את האינטראקטים של‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרני‪-‬‬
‫‪ DNA‬עם‬
‫זציה ‪ •50$‬הפקעות הן דומות לפקעות המופיעות בתמונה הקודמת )‪ 7$‬קווטרניזציה(‪,‬‬
‫‪+‬‬
‫אבל תדירות הופעתן קטנה יותר‪ ,‬והחוטים אינם נוטים להעלם אפילו ביחס א‪.2:1 ?/‬‬
‫גם כאן הן האינטראקטים והן החוטים נצבעים על ידי‬
‫‪+‬‬
‫‪) Cs‬מס‪.( c 20 .‬‬
‫במקרה של ‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪ 100$‬צורת האינטראקטים שונה לגמרי )תמונה‬
‫‪ DNA‬אין פקעות‪ ,‬לעומת זאת נראות התרחביות ובמקומות‬
‫מם‪ .(21 .‬על פני תוטי‬
‫מסוימים הן מקבלות צורה אליפטית‪ .‬תדירות הופעתן קטנה‪ .‬גם התוטים וגם ההחרתביות‬
‫נצבעים על ידי‬
‫‪+‬‬
‫)‪.(Cs c21‬‬
‫בתמונה מם‪ 18 .‬מובאים‬
‫‪+‬‬
‫‪ DNA‬בציפוי ‪ Pt‬ובצביעת על ידי ‪03‬לשם השוואה‪:‬‬
‫וכן ‪ PVP‬בעל דרגח קווטרניזציה ‪• 7$‬‬
‫מהתמונות הללו אפשר להוציא כסה מסקנות ‪:‬‬
‫הפקעות הן חלקים של‬
‫‪ , DNA‬אשר התקפלו ללא שבירת שתי השרשרות‪ ,‬הפקעות אינן‬
‫מולקולות ‪ PVP‬עצמן‪ ,‬כי הן גדולות‬
‫בעלת דרגת פולימריזציה של ‪ 2000‬הוא‬
‫מדי‪ .‬נפחה של מולקולת ‪) PVP‬מחושב מצפיפות(‬
‫‪10‬‬
‫‪A‬״‪3.5‬‬
‫נוסף לכך הפקעות מספחות‬
‫ו‬
‫‪+‬‬
‫‪Cs‬‬
‫‪ -‬מה שמעיד על מטען שלילי במקומות אלה‪ .‬מתמונה )‪ (a 18‬אפשר לראות מהעוב‬
‫של חוטי‬
‫‪ DNA‬שישנם כאן גם חוטים בודדים וגם אגרגטים‪ .‬העובדה‪ ,‬כי הפוליפר בעל‬
‫דרגת קווטרניזציה הנמוכה ביותר גורם לשינויים הגדולים ביותר במולקולה ה‪- DNA -‬‬
‫מרמזת על אינטראקציה של השיירים הבלתי טעונימ של ‪ PVP‬עם שטח ה‪-‬‬
‫מתמונות המיקרוסקופ האלקטרוני נראה שקטעים של מולקולות‬
‫‪ DNA‬־‬
‫‪ DNA‬המכוסים ב‪PVP -‬‬
‫‪- 89 -‬‬
‫הנושאים הרבה קבוצות בלתי טעונות מתקפלים באופן מקומי ודרגת הקיפול‬
‫גוברת עם הגזדלת מספר הקבוצות הבלתי טעונות‪ .‬במקרה‪ :‬של אינםראציה עם‬
‫קופולימר לא חלו שינויים במבנה של ‪• DNA‬‬
‫‪90 -‬‬
‫תמונה מס‪: 22 .‬‬
‫מודל של‬
‫)‪(a‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ DNA‬אחרי האינטראקציה עם‬
‫‪PVP‬‬
‫בעל דרגת קווטרניזציה ‪ ;100$‬המשולשים‬
‫מסמנים את ה‪-‬‬
‫זדדרחנ ים‪.‬‬
‫)‪(b‬‬
‫‪ DNA‬בלבד‪.‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ N‬אשר לא הגיבו עם‬
‫‪- 91 -‬‬
‫‪(6‬‬
‫קביעת קבוע‪ ,‬הקישור־ של יונים מתכתיים ל‪-‬‬
‫ניסינו לקבע את קבועי הקישור של‬
‫‪+ +‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪ C u‬ו‪-‬‬
‫‪Cd‬‬
‫ל‪-‬‬
‫‪,‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ c DNA‬לשם‬
‫ולמצא את תלות קבועי הקישור ברכוזה המלח ובמבנה המשני של ה‪-‬‬
‫כך השתמשנו בשיטה הפולרוגרפית‪.‬‬
‫ידיעת הקבועים הללו חשובה בגלל השפעת המתכות על יציבות המבנה המשני של‬
‫ה‪ . DNA -‬עקב התקשרות עם היונים המתכתיים‪ ,‬התכונות הפיזיקליות והכימיות‬
‫של ה‪-‬‬
‫‪ DNA‬משתנות ולכן יש ענין לידיעת קבועים אלה‪.‬‬
‫כאשד מוסיפים ‪ QNA‬לתמיסת המתכת‬
‫‪+ +‬‬
‫‪,‬‬
‫‪)Cd‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪ ( C u‬יורה־ זרם הדיפוזיה‪,‬‬
‫הירידה חלויה ברבוז! המלח האינרטי המוסף וביחס של ‪ DNA‬למתכת‪.‬‬
‫בציור מם‪ 23 .‬מובאות הפולרוגרמות )תלות של זרם‬
‫‪++‬‬
‫במתח ־ ‪ ( V‬עבור רכוזי‬
‫‪i‬‬
‫‪-4‬‬
‫קבוע של‪Cd10*4.4‬‬
‫)‬
‫( בנוכתות ובהעדדד ‪ DNA‬הטבעית‪ .‬האלקטרוליט היסודי‬
‫‪N‬‬
‫‪-2‬‬
‫•‬
‫של‬
‫מקטינה את זרם הדיפוזיה לגבי הגל של‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬עצמו‪ .‬ההקטנה שווה בכל המתתים‪,‬‬
‫מה שמראה שהיא נובעת משינוי מקדם הדיפוזיה של יון מתכתי בגלל הקישור ולא‬
‫מםפיחה של‬
‫‪DNA‬על פני האלקטרודוה ועקב‪ :‬כך הקטנת מעבר היונים‪.‬‬
‫מציור זה אפשר גם לראות‪ ,‬ששינוי ב־‬
‫בנוכחות‬
‫‪ -‬פוטנציאל‬
‫‪ DNA‬הוא קטן מאה־ בהשוואה‪ :‬ל‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬עצמו‪,‬‬
‫פולרוגרמות דומות לאלה שבציור מם‪ 23 .‬התקבלו עבור‬
‫‪N‬‬
‫‪.‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C u‬ו־‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬המגיבים‬
‫טבעית ולא ־טבעיתגודל הירידה היה חלוי ברכוז המלח ובמבנה המשני‬
‫של‬
‫ם•‬
‫‪++‬‬
‫מחצית הגל ש ל ‪C d‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫ה‪-‬‬
‫ה‬
‫ ‪ • DNA:‬הגלים של‬‫מראה את‬
‫‪++‬‬
‫ג‪0‬או‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬בלי‬
‫^ץ(ברכוזן‬
‫‪++‬‬
‫‪ DNA‬היו שווים בכל רכוזי המלת‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫‪ C d‬קבוע )‪ (N "10•4.4‬כפונקציה; של רכוז‪,‬‬
‫‪ DNA‬הטבעית המוסף ובתלות בדכוזי המלח‪.‬‬
It
‫־‪93‬־‬
‫ציור‬
‫מס‪.‬‬
‫‪:‬‬
‫‪ 2 4‬י ח ס‬
‫עם‬
‫המלח‬
‫זרמי‬
‫הדיפוזיה‬
‫‪ DNA‬ט ב ע י ת‬
‫ורבוז•‬
‫של ‪) Cd ~10»4.4‬‬
‫)‪(^-‬‬
‫‪++‬‬
‫ל ז ר ם של‬
‫‪DNA‬‬
‫ה‪-‬‬
‫־‪N N‬‬
‫‪1‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪ C d‬לבד‬
‫‪5‬‬
‫‪ 0‬־ ‪1 0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪"0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 0‬־ ‪A A A‬‬
‫' ‪N‬‬
‫© •‬
‫•‬
‫‪10‬‬
‫‪N‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 0‬־ ‪«A A A 5 1 0‬‬
‫‪MNOj "100 0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0 0‬‬
‫‪5-10N‬־ ‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫'‪N N‬‬
‫כ פ ו נ ק צ י ה של‬
‫‪.‬‬
‫־‪N‬‬
‫‪3‬‬
‫‪N‬‬
‫‪4‬‬
‫( המגיב‬
‫רכוז‬
‫־‬
‫־‪94‬‬
‫‪:‬‬
‫‪++‬‬
‫‪2£‬‬
‫ע‬
‫ם‬
‫‪ N A‬ל א טבעית ל‬
‫‪0‬‬
‫ירכו ז ה‪. DNA -‬‬
‫" ‪N0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪-‬‬
‫‪4‬‬
‫‪Cd‬‬
‫‪++‬‬
‫) ‪ N‬ה מ ג י ב )‪"10»4.4‬‬
‫‪ C d‬בלבד כפונקציה של רבו ז המלח‬
‫‪.‬‬
‫‪N‬‬
‫‪A‬‬
‫" ‪0‬‬
‫‪10‬‬
‫‪0 0‬‬
‫‪2‬‬
‫" ‪10N N0‬״" ‪• • • 5‬‬
‫‪3‬‬
‫" ‪N0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪10" N‬‬
‫‪3‬‬
‫" ‪10 N N0‬־«‪5‬‬
‫‪3‬‬
‫"‪NO,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10 N‬־‬
‫‪AAA‬‬
‫‪AAA‬‬
‫‪0 0 0‬‬
‫־‪95‬־‬
‫ו ר מם‪2 6 .‬‬
‫‪:‬‬
‫יחם‬
‫עם‬
‫המלח‬
‫זרמי‬
‫‪DNA‬‬
‫הדיפוזיה‬
‫טבעית‬
‫)—‪ fi‬של ‪Cu"10*1.8‬‬
‫לזרם‬
‫של‬
‫ו ר כ ו ז הי‪DNA -‬‬
‫‪0‬‬
‫)‬
‫‪++‬‬
‫‪+ +‬‬
‫‪ C u‬בלבד‬
‫‪N‬‬
‫כ פ ו נ ק צ י ה של‬
‫‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫א ־ ‪100‬‬
‫ג‬
‫־ ‪N‬‬
‫‪3‬‬
‫• • • "‪0 N N "3.10‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪AA‬‬
‫‪A‬‬
‫"‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬־ ‪0 NN‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5.10‬‬
‫' ‪AAA" N N0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪N0‬‬
‫‪3‬‬
‫( המגיב‬
‫‪3‬‬
‫‪OOQ" 10" N‬‬
‫רבוד‬
‫‪ 96 -‬־‬
‫ציור מס‪ 25 .‬נותן )—‪(i‬‬
‫‪o‬‬
‫האלה אפשר לראות‪ ,‬שבעוהף גדול )עד היחס ‪\> 1:1‬׳( של מתכת לגבי ה־‬
‫שהמגיב‪.‬עם‬
‫עבור‬
‫‪ DNA‬לא טבעית‪ .‬מן הציורים‬
‫‪1‬‬
‫)—(‬
‫הירידה ב‪-‬‬
‫היא חזקה מאד; כמו הן ‪3‬ר‪9‬ו‪-‬זי' המלח‬
‫‪0‬‬
‫חזקה יותר מאשר ברכוז המלח‪N"10‬‬
‫‪1‬‬
‫‪N‬‬
‫‪10‬‬
‫‪ ,‬שנם שפוע הקו של‬
‫‪DNA‬‬
‫הירידה היא‬
‫)‪ rl—.‬כנגד רבוז •‬
‫‪V‬‬
‫ה‪ DNA -‬קטן מאד‪.‬‬
‫ציור מס‪ 26 .‬מראה‪ :‬את היחס )—‪ (i‬כפונקציה; של רכוזי ‪ DNA‬טבעית המוסף ברכוזי‬
‫‪+‬‬
‫המלח השונים עבור* ג‪ N"10)0‬׳ ‪ ( 1 . 8‬המגיב עם‬
‫‪. DNA‬‬
‫אפשר לראות‪ ,‬שצורת העקומוח בציור מס‪ 26 .‬דומה לאלו אשר בציורים מם‪ 24 .‬י ‪. 2 5 -‬‬
‫בשימוש‪ .‬בנוסחה )‪ (12‬חושבו קבועי שווי משקל של קישור ‪ Cd‬ו‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫ל‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪ DNA‬טבעית ולא טבעית‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪[(t)-£]-<H‬‬
‫‪P‬‬
‫בבל מקרה ה‪-‬‬
‫‪0‬‬
‫האמיתי חושב מערכי ‪ c f‬המחקבלים לפי נוסחה )‪.(8‬‬
‫) ‪( 8‬‬
‫והתאמת ערכי ה־‬
‫בעודף של‬
‫‪ K‬וערכי ה‪-‬‬
‫‪(l-e)cf‬‬
‫=‬
‫‪K‬‬
‫‪ 0‬לפי נוסחאות )‪ (8‬ו־)‪ .(12‬ה‪_K -‬ים חושב!‬
‫‪ DNA‬לגבי המתכת‪ .‬באופן נםיוני נמצא ש‪-‬‬
‫‪ K‬הוא פונקציה של דרגת‬
‫הכיסוי‪ .‬תופעה זו נובעת מהשפעתם של יונים מתכתיים קשורים על הפוטנציאל‬
‫האלקטרוסטטי של‬
‫‪. DNA‬‬
‫היונים מתכתי י ם•תיובי ים הניקשרים מקטינים אח צפיפות המטען השלילי על פני‬
‫ה־ ‪ ,DNA‬על ידי כך קטן הפוטנציאל האלקטרוסטםי שלה‪ ,‬זה מוריד את מידת הקישור‬
‫ו־‬
‫‪ K‬יורד עם הגדלת‬
‫‪. 0‬‬
‫־ ‪- 97‬‬
‫השפעת דרגת הכיסוי על קבועי הקישור דומה להשפעתו של המלח האינרטי המוסף‪.‬‬
‫ציורים מם• ‪ 27‬ו‪ 28-‬מציגים את ‪ log K‬כפונקציה של‬
‫)‪ , l o g (1-0‬כאשד־ )‪(1-0‬‬
‫הוא השבר היחסי של אתרי הקישור החופשיים‪ .‬מציורים אלה אפשר לראות יחם‬
‫לינארי בין‬
‫)‪ l o g (1-0‬ובין‬
‫‪ , l o g K‬מאקמסרפולציה של הקווים הישרים קבלנו‬
‫‪ log K‬ב‪ -0 = 0 -‬דהו הקבוע הקישור האמיתי )באותו רכוז המלח( ללא השפעה‬
‫דרגת הכיסוי‪ .‬בציורים ‪ 29‬ו ‪ 3 0 -‬ניתנים‬
‫)‪(67‬‬
‫‪Coates et a l .‬‬
‫כפונקציה של רכוז המלח‪.‬‬
‫‪log K‬‬
‫‪Qa‬‬
‫)‪C °‬‬
‫טוענים שמצאו שינויים בםפקטרה הנראה‪ .‬של נחשת‬
‫כאשר חממו את המתכת ביחד עם ‪ ,DNA‬אבל לא מצאו זאת כאשר הוסיפו את המתכת אחרי‬
‫חדגסודציה של ‪, DNA‬‬
‫בשיטה הפולרוגרםיח לא נמצא שום שינוי ב‪K -‬‬
‫חמחכת במשך '‪ 5‬ב‪-‬‬
‫‪90°‬‬
‫ערכי הי‬
‫כאשר ה־ ‪ DNA‬חוממה ביחד עם‬
‫‪ K‬אשר התקבלו היו זהים ל‪-!( -‬ים של‬
‫‪+ +‬‬
‫‪Cu‬‬
‫שתגיב עם ‪DNA‬אשר עברה דנטודציה לחוד‪,‬‬
‫בידענו את הקבועים אפשר להסביר את השינוי הקטן ב‪-‬‬
‫מלהסגי!זך> •לנוי‬
‫‪2‬‬
‫^‪ ^ * D e Ford and Hume‬תזוזה ב‪ -‬״‪) E..‬פוטנציאל מחצית הגל(‬
‫‪2‬‬
‫יי• ••׳ י• •״‬
‫עקב חקומפלכםציח ניתנת על ידי ו‬
‫אם מציבים בנו&זוח )‪ (22‬אח הערכים עבור‬
‫לראות‬
‫ש‬
‫־‬
‫^ ‪ E‬עקב קומ‪-‬‬
‫‪ 2‬ן ‪ & 1‬מ ש ח נ חב*‪-‬‬
‫‪c‬‬
‫‪mV30‬עבוד* ערכי‬
‫‪4‬‬
‫'׳‪v‬״ • 'י‬
‫ו‪-‬‬
‫‪K‬‬
‫ברכוזי המלח השונים‪ ,‬אפשר‬
‫‪ 0‬קטנים ובתחום רכודי המלח‬
‫‪ 10‬־ ‪ , N^"10‬תזוזח זו חיא קטנה מאד‪ ,‬בסדר גודל של שינוי בפוטנציאל המגע ‪-‬‬
‫‪junction potential‬‬
‫את קבועי‬
‫הקישור^‬
‫סס‬
‫‪ l i q u i d‬עקב הוספת ח‪ , DNA -‬ולכן במקרה זה בשיטת‬
‫‪90 -‬‬
‫‪6.0‬‬
‫‪48‬‬
‫‪42‬‬
‫‪3.6‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Q1‬־‬
‫‪02‬־‬
‫‪0.3‬־‬
‫‪0.4‬־ ‪0‬‬
‫)‪log (1-0‬‬
‫צ י ו ר מס‪.‬‬
‫‪27‬‬
‫‪0.1‬־‬
‫) ‪ Jog K ( 4 / n o l e‬כ פ ו נ ק צ י ה ש ל‬
‫רכוז‬
‫&‬
‫המלח‬
‫־‬
‫עבור‬
‫‪DNA‬‬
‫**‪Cd‬‬
‫טבעית‬
‫‪NOj" O O O‬‬
‫‪10N‬׳‪"2.0‬‬
‫&&& ‪ 0‬־ ‪ 1 0 N N‬׳ " ‪6 . 0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0‬־‪N‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ N‬־‪10‬‬
‫‪"10»2N‬‬
‫‪2‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪b‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ X X X‬״ ‪NO‬‬
‫)‪l o g (1-Q‬‬
‫ה מ ג י ב עם‬
‫‪3‬‬
‫‪0.2‬־‬
‫‪-‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.3‬־־־‬
‫ו כ פ י נ ק צ י ה של‬
‫‪.‬‬
‫‪ON'A‬‬
‫ל א ‪j^y-ao‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.4‬־‬
‫‪30‬‬
‫‪- 99 -‬‬
‫‪logK‬‬
‫ ‪6.2‬‬‫‪5.8‬‬
‫ ‪5.4‬‬‫ ‪5.0‬‬‫‪4.6‬‬
‫‪4.2‬‬
‫‪3.8‬‬
‫‪a‬‬
‫‪0.1‬־ ‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫ציור‬
‫‪b‬‬
‫‪1‬‬
‫‪-Q2‬‬
‫מם‪.‬‬
‫‪28‬‬
‫‪:‬‬
‫‪3.4‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.4‬־‬
‫‪1‬‬
‫‪0.3‬־‬
‫)‪(fc/mole‬‬
‫‪0‬‬
‫)‪log (1-6‬‬
‫‪log‬‬
‫‪K‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0.2‬־‬
‫‪1‬‬
‫‪-0.1‬‬
‫)‪log(l-G‬‬
‫כ פ ו נ ק צ י ה של‬
‫ו ב פ ו נ ק צ י ה של‬
‫•*••י­‬
‫רכו ז‬
‫המלח‬
‫‪a‬‬
‫‪DNA -‬‬
‫‪-AAA‬‬
‫‪Cu‬‬
‫עבור‬
‫טבעית‬
‫‪b‬‬
‫‪3‬‬
‫״‪NO1> ~10‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ "10‬׳‪N 0 ' -OOO‬‬
‫‪N‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫• • • ‪N SO "'10‬‬
‫‪5‬״‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪2‬‬
‫‪N "10«Af‬‬
‫ה מ ג י ב ‪ :‬עם‬
‫‪0N‬‬
‫‪3‬‬
‫־‬
‫‪DMA‬‬
‫‪.‬‬
‫‪DNA‬‬
‫לא‬
‫‪1‬‬
‫‪-0.3‬‬
‫טבעית‬
‫‪1‬‬
‫‪-0.4‬‬
‫‪3D‬‬
‫‪- 100‬‬
‫ציור‬
‫מס»‬
‫‪29‬‬
‫)‪ log K (£/mole‬כ פ ו נ ק צ י ה של‬
‫ן‬
‫‪+ +‬‬
‫)‪(0-0‬‬
‫‪ Cd‬ה מ ג י ב עם‬
‫‪O O O‬‬
‫•‬
‫• •‬
‫‪AAA‬‬
‫‪DNA -‬‬
‫‪.‬‬
‫מבעית‬
‫ ‪ DNA‬לא‬‫־ ‪DNA‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ ) log c‬ר כ ו ז‬
‫טבעית‬
‫טבעית‬
‫בנוכחות‬
‫‪PVP‬‬
‫‪.‬‬
‫המלח(‬
‫עבור‬
‫‪ 101 -‬־‬
‫‪6‬־ ‪CD‬‬
‫‪.cn‬‬
‫גאו‬
‫־‪r‬־־‬
‫י*‬
‫־­ד­‬
‫‪4‬‬
‫‪o‬‬
‫מ>‬
‫‪o‬‬
‫‪ 102 -‬־‬
‫בציורים ‪ 29‬ו־‪ 30‬בולטת החלות החזקה של ‪ log K‬ב‪-‬‬
‫יחם לינארי בין ‪ log K‬ו‪ log c -‬עד רכוזי‬
‫)‪(0=0‬‬
‫‪g‬‬
‫‪ .log c‬בכל המקרים נמצא‬
‫‪log K‬‬
‫מלח גבוהים‪ .‬השפועים של‬
‫‪5‬‬
‫עבור‬
‫עם‬
‫‪ Cu‬המגיבים עם‬
‫‪ Cd‬ן‪-‬‬
‫‪ DNA‬טבעית יותר גדולים מאשר השסועים המתאימים‬
‫‪ DNA‬לא טבעית‪ ,‬השפועים הנ״ל עבור‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬יותר גבוהים מן השפועים של‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬‬
‫בכל מקרה־‪.‬‬
‫את התלות החזקה של קבוע הקישור בריכוזו המלח' אפשר ליתם להשפעת המלת על‬
‫הפוטנציאל האלקטרוסטטי של ה‪ DNA -‬בגלל אפקט המסוך של המטען של ה‪ DNA -‬על‬
‫ידי יוני המלח‪.‬‬
‫כמו כן ידוע שצפיפות המטען ב‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בצורתה הלא טבעית קטנה יוחר מאשר ב‪DNA -‬‬
‫בצורתה הטבעית^־^^‪ ,‬כי כאשר אותו מטען יכול להשתרע על שטח גדול יותר‪,‬‬
‫הפוטנציאל האלקטרוםטטי קטן ותלותו ברכוזו המלח יורדת‪ .‬עובדה זו מסב ירוד את‬
‫השפוע הקטן יותר במקרה של קישור המתכות ל‪-‬‬
‫במערכת נתשת‬
‫‪-‬‬
‫‪ DNA‬עבדנו ב‪-‬‬
‫שחל‪? ,,‬ב ר •יש י ‪ 1*3‬י יצורה־‪ ,‬של‬
‫יותר במערכת ‪3‬חשת ‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫אחרי הדנטורציה‪.‬‬
‫‪++‬‬
‫‪11‬ק‪-‬ים נמוכים יותר מאשר במקרה של ‪ Cfi‬ויתכן‬
‫‪ DNA‬בגלל זאת‪ ,‬זזה עשוי להסביר את השפועים הנמוכים‬
‫‪• DNA‬‬
‫בהנחה שמלח משפיע על קבוע הקישור בגלל השפעתו על הפוטנציאל האלקטרוסטטי של‬
‫ה‪-‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ DNA‬אפשר לבטא את תלות‬
‫•‪Ko + 0.434‬‬
‫‪K‬‬
‫בפוטנציאל בנוסחה הבאה ‪:‬‬
‫‪£‬‬
‫‪2‬‬
‫‪Ko‬‬
‫‪-‬‬
‫קבוע הקישור ללא השפעת הפוטנציאל החשמלי‬
‫‪e‬‬
‫‪-‬‬
‫מטען האלקטרון‬
‫!‪J1‬־‬
‫‪(log‬‬
‫‪t‬‬
‫הפוטנציאל האלקטרוסטטי של‬
‫‪k‬‬
‫‪-‬‬
‫קבוע בולצמן‬
‫‪z‬‬
‫‪-‬‬
‫מספר המטענים של המתכת‪.‬‬
‫‪T‬‬
‫‪-‬‬
‫טמפרטורה‪.‬‬
‫־־ ‪log K‬‬
‫‪DNA‬‬
‫־־ ‪ 103‬־‬
‫התלות של פוטנציאל האלקטרוסטטי סל פוליאלקטרוליט‬
‫ניתנת על ידי נוסחתם התיאורטית של‬
‫‪2‬‬
‫)‪(24‬‬
‫גלילי ברכוז‪ ,‬המלח המוסף‬
‫‪Alexandrowi.cz and Katchalsky‬‬
‫‪2‬‬
‫) ‪ 1 - B ] / 2 X‬־ ( ‪+ log { [ ( X‬‬
‫‪t)/‬־(‬
‫)‪(114‬‬
‫‪ log‬־ ‪0.434 J i‬‬
‫‪\ 7ra h // c‬‬
‫‪if‬‬
‫‪ -‬מטען של הפוליאלקטרוליט־‬
‫‪h‬‬
‫‪ -‬אורך של הפוליאלקטרוליט‪.‬‬
‫‪a‬‬
‫‪ -‬רדיוס של הפוליאלקטרוליט‬
‫ג‬
‫‪ -‬משתנה התלוי במידת הטעינה‬
‫‪D‬‬
‫‪ -‬קבוע הדיאלקטרי‬
‫‪de‬‬
‫‪DhkT‬‬
‫‪X‬‬
‫‪3 -‬‬
‫=‬
‫‪X‬‬
‫והעוצמה היונית‬
‫ברכוזי המלח הנמוכים יותר מ‪ N0.1 -‬האבר השני במשואה‪ ( ) :24‬ניתן להזנחה‬
‫לגבי הראשון ואז!‬
‫‪ 0.434‬יורדי באופן לינארי עם‬
‫‪g‬‬
‫‪.log c‬‬
‫התנאי ליחס לינארי הוא שרדיום ואורך המולקולה אינם משתנים בכל רכוז המלח‪.‬‬
‫התלות הלינארית של ‪ log K‬ב‪ -‬ש ‪ log‬מתאימה יפה לנוסחה זו‪ .‬אם‬
‫‪5‬‬
‫‪ log K‬כנגדי‬
‫‪ log c‬לפי נוסחה‬
‫)‪ (24‬צריך להיות ‪ .2‬השפוע של‬
‫‪log K‬‬
‫‪s‬‬
‫‪(0=0‬‬
‫כנגד‬
‫‪ z = 2‬השפוע של‬
‫‪++‬‬
‫‪g‬‬
‫‪ log c‬במקרה‪ :‬של‬
‫‪++‬‬
‫‪Cd‬‬
‫המגיב‪ :‬עם‬
‫(‬
‫‪ DNA‬טבעית הוא ‪ . 1 . 7‬הערך הנמוך מן‬
‫התיאורטי של השפוע יכול לבא הן משגיאה הנסיונית והן מן העובדה‪ :‬ש‪-‬‬
‫במקרה זה קטן יותר מ‪2-‬‬
‫בגלל המסוך החלקי של המטען החיובי של המתכת ע״י‬
‫המטענים השליליים של היונים הנגדיים‪ .‬נוסחה‬
‫‪ log K‬ב־‬
‫)‪.log (1-0‬‬
‫‪z‬‬
‫אם מסתכלים על‬
‫)‪ (24‬מסבירה גם את התלות של‬
‫)‪ (1-0‬כפרופורציונ י ל־ ־‪d‬‬
‫אז הקטנה‬
‫‪ 104 -‬־‬
‫ב‪d" -‬‬
‫)‪ log (1-0‬והשפוע צריך להיות ‪02‬‬
‫תביא לירידה לינארית של ‪ log K‬עם‬
‫‪ DNA‬לא טבעית שינוי של ‪a‬‬
‫במקרה של אינטראקציה עם‬
‫גורם לשיפועים קטנים יותר‪ .‬בנוסף לידיעת תלותו של ‪K‬‬
‫מעונינים לקבל‬
‫‪ . Ko‬ידיעת‬
‫ו־‬
‫‪ h‬עם רבוד המלח‬
‫ברכוזז המלח היינו‬
‫‪ Ko‬תאפשר ללמח־ משהו על אתרי הםפיתה האחרים‬
‫‪ w-K‬עבור קומפלכםים של היונים‬
‫על פני ^•‪ .. DNA‬מהשוואת ערכם לערבי‬
‫המתכתיים עם ליגנדים שונים‪.‬‬
‫את ‪ 0K‬אפשר לקבל או מידיעת‬
‫»|י כפונקציה ש‪.‬ל רכוז המלת ואזו לפי נוסתה‬
‫‪ log Ko‬ניתן על ידי הפרש‪-.‬של ‪ log K‬מינוס‬
‫מלח גבוהים איפה‬
‫‪()23‬‬
‫•‪ 0.434‬או מקביעת ‪ log K‬ברכוזדי‬
‫‪^• = 0‬־‪ , £‬בגלל המסוך השלם על ידי היונים הנגדיים הקרובים‬
‫‪. log K = log Ko‬‬
‫מאד לפוליון ואזו‬
‫בספרות אין נתונים על שינוי הפוטנציאל האלקטרוסטטי של ‪ DNA‬עם רכוז־ המלח‪.‬‬
‫מנתוני‬
‫)‪,(115‬‬
‫‪»(70) ,(70‬‬
‫נידוח אלקטרופורטית ברכו ז י‪.‬המלח השונ ‪ 09‬המובאים בספרות‬
‫)‪ (117) »(116‬אפשר־ לחשב‪ :‬את‬
‫‪£‬‬
‫‪ -‬הפוטנציאל האלקטרופורטי‪ ,‬אבל הנתונים‬
‫בספרות מצביעים על תלות שונה מאד ברכוזז המלח‪ ,‬מה שמראה כי‬
‫באותה נקודה לגבי קישור המתכות‪ .‬לפי נוסחה )‪(24‬‬
‫‪£‬‬
‫ו‪|» -‬י אינם זהים‬
‫אפשר ל ח ש ב את תלות <‪/‬י ברכוזו‬
‫המלח‪ ,‬אבל הערכים המתקבלים גבוהים מידי בהשוואה ל‪ , log K -‬מה שמראה שהפוטנציאל‬
‫המחושב מנתונים תיאורטים איננו זהה‪ :‬לפוטנציאל האלקטרוסטטי הקובע קישור של יונים‬
‫ל‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫‪.‬‬
‫מציורים מס‪ 29 .‬ו־־‪ 30‬אפשר לראות‪ ,‬שברכוזי מלח גבוהים אין כבר לינאריות בין ‪log K‬‬
‫שאר קבוע )בתחום ה ש ג י א ה ז ״ א כי >ןי ‪ ,‬אשרברכודי‪-‬מלת‪(,‬‬
‫כאלה יורד כמעט לאפם‪',‬איננו משפיע יותר על הקישור בין המתכת ל‪-‬‬
‫ושב מירידת‬
‫‪d‬‬
‫‪i‬‬
‫מאד גם הדיוק ב‪. 0K -‬‬
‫‪K‬‬
‫הוא‬
‫‪ , DNA‬ואזזי‬
‫‪ . 0‬בתנאים אלה הירידה בזרם הפולרוגרפי בגלל קישור‬
‫•‬
‫התוצאות מםוכמוח בטבלה‬
‫מם‪•4‬‬
‫‪K‬‬
‫־ ‪- 1:05‬‬
‫טבלה‬
‫‪++‬‬
‫ערכים של ‪ K0‬עבור־‬
‫‪Cd‬‬
‫ו‪-‬‬
‫)יחידות‬
‫‪DNA‬‬
‫מס‪4».‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C u‬המגיבים עם‬
‫‪&/mole‬‬
‫‪DNA‬‬
‫(‬
‫טבעית‬
‫‪ DNA‬לא טבעית‬
‫‪60 - 100‬‬
‫‪100 - 300‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Cd‬‬
‫‪800 - 2000‬‬
‫‪1000 - 1500‬‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬‬
‫‪ , Ko‬אבל יחד עם זה אפשר‬
‫מתוצאוח אלה אפשר לקבל רק סדר גודל של‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫‪,++‬‬
‫‪ ,Ko‬מה שמתאים לנטיה גדולה יותר של ‪ Cu‬ליצור קומפ‪-‬‬
‫‪> Ko‬‬
‫לראות שי•‬
‫‪u‬‬
‫‪ C‬המגיב‪ .‬עם‬
‫טבעית ולא טבעית כמעט‬
‫‪: .‬י' יי‪ .‬ו‬
‫‪.‬־ יי •‪V<' • .‬‬
‫יי יי יי יי'‬
‫‪S‬‬
‫י‬
‫ז‬
‫ה‬
‫י‬
‫‪A‬‬
‫ם‬
‫‪N‬‬
‫‪D‬‬
‫‪.‬‬
‫״‬
‫"י‬
‫‪1‬הם*בהז היא‪ ,:‬שב‪-‬‬
‫‪) pH = 5.2‬בו עבנדינד( וה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫ה״טבעית" הנה כבר בחלקה לא‬
‫טבעית ולכן הערכים כה קרובים‪.‬‬
‫ןזו‪/‬ין‬
‫‪Eichhorn et a l .‬‬
‫עם‬
‫‪++‬‬
‫מצאו שינויים בספקטרום‬
‫‪ UV‬של‬
‫‪DNA‬‬
‫‪ Cu‬ולא מצאו שינוים בספקטרום של ‪ DNA‬טבעית המגיבה עם‬
‫לא טבעית המגיבה‬
‫‪++‬‬
‫‪Cu‬״‬
‫מהתוצאות שלנו אפשר להסיק‪ ,‬שעיקר הקישור מושפע מפוטנציאל האלקטרוסטטי אשר‬
‫על פני ה‪-‬‬
‫‪ . DNA‬קבועי הקישור־ כאשר‬
‫לקבועי הקישור של יונים אלה ל‪-‬‬
‫‪^=0‬י הם קטנים יחסית ודומים בערכם‬
‫^‪ . NH‬יחד עם זה לא יכולים להסיק‪ ,‬שבתנאים‬
‫אלה הקישור הוא רק לבסיסים ולא לזרחנים‪.‬‬
‫הקבועים המובאים בעבודה זו חושבו עבור עודף גדול של פולימר לגבי המתנת־‬
‫‪^^Eichhorn et a l .‬‬
‫מול של‬
‫מצאו כי בעודף גדול של פולימר לגבי המתכת )‪ 0.4‬ופחות‬
‫‪ Cu‬לגבי מול נוקלאוטיד( יש ל‪-‬‬
‫‪ Cu‬השפעוד מיצבת‪ :‬על‬
‫‪ DNA‬המתבטאת‬
‫בהעלאה‪++‬קטנה של ‪ . Tm‬תופעה זו מוסברת על ידי קישור לזרחנים בלבד‪ .‬רק כאשר‬
‫‪Cu‬‬
‫‪> 0.4‬‬
‫‪ K‬אשר חושבו‬
‫מתחילה תופעה הפוכה של ירידת היציבות‪ .‬רב‪ :‬ערכי‬
‫‪DNA‬‬
‫בעבודה זו מתאימים לתחום הראשון‪.‬‬
‫‪-‬‬
‫‪(7‬‬
‫‪- 106‬‬
‫קביעת הקישור־ ‪ DNA-PVP‬בפולרוגרפיה‪,‬‬
‫על מנת לקבל את ערכם של קבועי שווי המשקל באיזור המכוסה‬
‫‪14‬‬
‫‪ PVP‬המסומן ב‪C -‬‬
‫בוצעה סידרת הנםיונות עם‬
‫‪/‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪:‬‬
‫‪N‬‬
‫‪P‬‬
‫‪a‬‬
‫בעל דרגות קווטרניזציה‬
‫‪,‬‬
‫‪K‬‬
‫<‪dOf‬‬
‫״‬
‫‪-4‬‬
‫האינטראקטים הובנו ברבוזים גבוהים של המרכיבים *‪ ^ m e q / c c 106‬׳‬
‫‪+‬‬
‫או‬
‫‪4‬‬
‫‪++‬‬
‫ובנוכתות ‪) Cd "10»4.4‬‬
‫‪N‬‬
‫‪N‬‬
‫(‬
‫‪0P‬‬
‫‪ .‬ברכוזים כל כך גבוהים שקע חלק‬
‫ביחס מסוים‪ ,‬אשר אפשר היה לקבעו ממדידות הפעילות הרדיואקטיבית והבליעה‬
‫האופטית בנוזל העליון‪ ,‬כמו כן נקבע ה־‬
‫‪++‬‬
‫ניתנים בטבלה מס‪ .(5 .‬נמצא‪ ,‬כי בעודף של‬
‫קישור‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬בשיטה הפולרוגרפיח )הערכים‬
‫‪+‬‬
‫‪ , N‬הן בתמיסה והן במשקע אין‬
‫‪+‬‬
‫‪ C d‬בכלל‪ ,‬כנראה בגלל הדחיה האלקטרוםטטית‪ .‬כאשר היה בתמיסה עודף‬
‫הנחנו שרבוז ה‪-‬‬
‫את רכוז ה‪-‬‬
‫‪ DNA‬ה‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬ההתחלתי מינוס רכוז הי־‬
‫‪++‬‬
‫‪N‬‬
‫‪ C d‬הנמצא בנוזל העליון נותן‬
‫‪ C d‬הקשור במשקע‪ .‬במקרים אחרים כאשר מצאנו בנוזל העליון עודף‬
‫‪ i‬הנמדד היה גם פונקציה של קישור לאותו רכוז ה‪-‬‬
‫‪ . DNA‬לפי ה‪i -‬‬
‫‪++‬‬
‫המה־זד וקבועי הקפילרה הידועים חושבו היתםים ‪-‬ן‪^-‬ץ עבוד רכוזי ה‪-‬‬
‫‪.‬‬
‫‪°‬‬
‫השונים‪ .‬מידיעת רכוז ה‪ DNA -‬הנותר בתמיסה היה; אפשר לחשב‪ :‬את היחס‬
‫‪Cd‬‬
‫‪DNA‬‬
‫— —‬
‫‪Cd‬‬
‫‪++‬‬
‫‪i‬‬
‫‪DNA‬‬
‫־‬
‫‪++‬‬
‫‪i‬‬
‫— ד כנגד‬
‫‪o‬‬
‫‪u‬‬
‫המתאים ליחס‬
‫‪1‬‬
‫‪Cd‬‬
‫‪2‬‬
‫אותו‬
‫‪/‬‬
‫‪.‬‬
‫^‬
‫‪ DNA‬ץ‬
‫— — )עקומות כיול אלה־ התקבלו מנםיונות קודמים‪ .(,‬קבלנו אח רכוזז‬
‫‪Cd‬‬
‫‪2‬‬
‫ה‪ Cd -‬הנשאר בתמיסה ועל ידי חיסור מרכוז ההתחלתי את רכוז ה־‬
‫ניקשר למשקע‪ .‬קישור ה‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪ cd‬אשר‬
‫‪ C d‬למשקע יבוטא על ידי קבוע שווי משקל‬
‫‪a‬‬
‫‪ , K‬אשר‬
‫במשמעותו דנו בפרק הנסיוני‪ .‬ידוע מנסיונות ההתוך‪ ,‬שבמקרה‪ :‬של אינטראקטים‬
‫שהתקבלו מ־ ‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה גבוהה ‪00%)vl‬׳( החלקים של‬
‫ב‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫אינם נוטרלים‪ ,‬אלא נושאים מטען חיובי )עודף‬
‫במשקעים של אינטראקטים אשר הוכנו מ‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ DNA‬המכוסים‬
‫‪( N‬־‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪ ,80$‬אין קישור‬
‫־ ‪- 107‬‬
‫של‬
‫‪++‬‬
‫‪, Cd‬‬
‫ממדידות‬
‫באם יוצאים‬
‫מעודף‬
‫כ י י ש ע ו ד ף מטען‬
‫הבליעה והפעילוח‬
‫‪0P‬‬
‫חיובי‪.‬‬
‫ה מ ס ק נ ה ה י א שבמקרה־ זה‪:‬‬
‫הרדיואקטיבית נמצא‬
‫בתמיסת ה א ם ( וישנו‬
‫‪Cd‬‬
‫קישור‬
‫במשקעים א ל ה ישנם איזורים הנושאים ע ו ד ף‬
‫מטען‬
‫שלילי‪ ,‬אשר אליהם נ י ק ש ר ה‪-‬‬
‫י‬
‫על‬
‫‪++‬‬
‫י‬
‫ד‬
‫) _!(‬
‫‪K‬‬
‫‪A‬‬
‫‪PVP‬‬
‫•‬
‫מ‬
‫ה מ ל ח)‪N10‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ ,‬אשר ערכו‬
‫‪.‬‬
‫‪ N‬ואיזורים בלתי‬
‫הקישור‬
‫קבוע‬
‫מכוסים בעלי‬
‫לאיזורים אלה ינתן‬
‫‪K‬‬
‫ש ו ו ה א ו קטן מ ‪-‬‬
‫המתקבל בהעדרו‬
‫באותו‬
‫‪A‬‬
‫בגלל‬
‫השפעת המטען‬
‫חושב לפי ח ו ק‬
‫על ידי‬
‫להיות‬
‫טבלה‬
‫‪P0‬‬
‫מ ס ‪. ( 5‬‬
‫) _‬
‫(‬
‫^‬
‫צריך‬
‫‪. Cd‬‬
‫־‬
‫שבמשקעים א ל ה י ש ע ו ד ף‬
‫)‬
‫‪+‬‬
‫‪=0‬‬
‫אבל‬
‫החיובי‬
‫הפשוט‬
‫המסות‬
‫באיזורים‬
‫בהנחה ש‪-‬‬
‫הסמוכים ע ל‬
‫] ‪[P0‬‬
‫מידת‬
‫במשקע‬
‫רכוז‬
‫הקישור‪.‬‬
‫‪Cd‬‬
‫הקושר‬
‫ניתן‬
‫‪:‬‬
‫] ]‪- N1.2‬‬
‫‪+‬‬
‫]‪P‬־‪[0‬‬
‫)כללי‬
‫]־‪[0P‬‬
‫=‬
‫במשקע(‬
‫או‬
‫] ]‪- N1.1‬‬
‫‪+‬‬
‫]‪P‬־‪[0‬‬
‫)כללי‬
‫שיחם‬
‫ז״א הונח‬
‫‪0P‬‬
‫הקישור ש ל‬
‫‪+‬‬
‫ו‪-‬‬
‫=‬
‫במשקע(‬
‫‪1‬‬
‫‪ N‬הוא‬
‫‪4‬‬
‫;‪ 1.2‬א ו‬
‫ו‬
‫‪ 0 1.181‬ה ‪-‬‬
‫=‪K‬ים‬
‫‪3‬‬
‫‪l/mole10-10‬‬
‫באופן זה הם‬
‫]־‪[0P‬‬
‫מה‬
‫המצופה‬
‫שמתאים לערכם‬
‫מבחינה‬
‫הת יאורטית‪.‬‬
‫במקרה ש ל אינטראקטים עם‬
‫שאיזורים ש ל‬
‫‪1:0.8‬‬
‫המטען‬
‫‪DNA‬‬
‫‪.‬‬
‫ה מ כ ו ס י ם ב‪-‬‬
‫באינטראקסים עם‬
‫השלילי‬
‫הפירידיניות‪.‬‬
‫המכוסה ב‪-‬‬
‫‪ PVP‬ב ע ל ד ר ג ת‬
‫‪PVP‬‬
‫‪PVP‬‬
‫באינטראקטים א ל ה‬
‫ה ו ד ו ת למטען‬
‫‪« PVP‬‬
‫ב מ ק ר ה זהז‬
‫ק ו ו ט ר נ י ז צ י ה ‪50$‬‬
‫נ ו ש א י ם מטען‬
‫ב ע ל דרגת‬
‫והיחס‬
‫ק ו ו ט ר נ י ז צ י ה ‪50$‬‬
‫ל‬
‫הנחנו‬
‫ליאון‬
‫השלילי‪ ,‬א י נ ט ר א ק ט י ם א ל ה יקשרו‬
‫גם‬
‫‪/‬‬
‫‪Q‬‬
‫ליחס זה‬
‫‪K‬‬
‫והוא‬
‫הודות‬
‫ש‬
‫‪P:N‬‬
‫הנוסף של‬
‫‪0‬‬
‫דומה‬
‫שלילי‬
‫הסקנו‬
‫מ נ ם י ו נ ו ת התוך‬
‫‪+‬‬
‫מבטא את‬
‫הקישור‬
‫‪Cd‬‬
‫לאיזור‬
‫הוא‬
‫שצפיפות‬
‫הקבוצות‬
‫באיזור‬
‫המגולה וגם‬
‫‪- 108 -‬‬
‫תגובת חילוף )תגובות הניתנות על ידי משואות )‪ (15‬ו ־ ) ‪ . ( 1 6‬יתכן שכמקרה זה‬
‫‪+‬‬
‫ישנם גם איזורים חופשיים מ‪-‬‬
‫ב‬
‫ק יע‬
‫!‬
‫‪ N‬אשר עבורם מתקיים שווי משקל הניתן על ידי‬
‫) _ ‪ . ( 1‬הקבוע המדוד יכלל בתוכו גם קישור לאיזורים החופשיים אלה־‬
‫‪K‬‬
‫‪A‬‬
‫‪K‬‬
‫)הערך הממצע המתקבל‪ .‬מחישוב בדרגח הקווטרניזציה‬
‫נניח^‪mole =Q_ /£10*8‬‬
‫‪a‬‬
‫‪+‬‬
‫אם נניח באיזור המכוסה יחס של‬
‫‪-‬‬
‫‪1 : 0 . 8‬‬
‫האמיתי‪ .‬נמצא באופן ב‪:‬זזד‪ ,‬כי‬
‫‪q‬‬
‫‪3‬‬
‫‪10‬‬
‫הוא‬
‫‪-‬‬
‫‪10‬‬
‫‪K‬‬
‫נוכל לחשב את‬
‫‪P:N‬‬
‫עבור אינטראקטים עם‬
‫‪PVP‬‬
‫בעל דרגת‬
‫‪2‬‬
‫‪ . H / m o l e‬בגלל הקשיים הנםיוניים העצומים דיו‬
‫ס‬
‫ב‬
‫הנםויים האלה הוא קטן מאד־ ולכן אפשר לק ל י?‬
‫ד‬
‫ר‬
‫ג י ד‬
‫ל‬
‫ש‬
‫^‬
‫‪K‬‬
‫‪a‬‬
‫י‬
‫~‬
‫התוצאות מסוכמות בטבלוד‪ ,‬מס• ‪• 5‬‬
‫טבלה מס‪5 .‬‬
‫—‬
‫היחסים של‬
‫‪ ,,+‬״‬
‫י‬
‫‪,‬‬
‫ושל‬
‫‪N‬‬
‫‪,‬‬
‫‪++‬‬
‫‪:‬‬
‫‪_ Cd‬‬
‫‪—r:P P‬במשקע‬
‫עבור האינטראקמים השונים‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫דרגת קווטרניזציה‬
‫של‬
‫‪PVP‬‬
‫‪80%‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪30%‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫‪II‬‬
‫הערה ‪:‬‬
‫‪A‬‬
‫‪K‬‬
‫התחלתי בזזמיסה‬
‫‪1:1.7‬‬
‫‪1:1‬‬
‫‪1:1‬‬
‫‪1.4:1‬‬
‫‪1.4:1‬‬
‫‪1.95:1‬‬
‫‪1.95:1‬‬
‫‪1.95:1‬‬
‫‪1.95:1‬‬
‫‪1.36:1‬‬
‫‪1.36:1‬‬
‫‪2.1:1‬‬
‫‪2.1:1‬‬
‫‪ *P‬מסמן את ה‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪2‬‬
‫במשקע‬
‫במשקע‬
‫‪1:1.5‬‬
‫‪1,04:1‬‬
‫‪1.1:1‬‬
‫‪1.14:1‬‬
‫‪1.17:1‬‬
‫‪1.13:1‬‬
‫‪1.15:1‬‬
‫‪1.7:1‬‬
‫‪1.5:1‬‬
‫‪1.12:1‬‬
‫‪1.73:1‬‬
‫‪2.1:1‬‬
‫‪2.1:1‬‬
‫‪ P‬העודף במשקע‬
‫־‬
‫‪-‬‬
‫‪1.1:1‬‬
‫‪1:1.25‬‬
‫‪1:1.26‬‬
‫‪1.5:1‬‬
‫‪1:1.69‬‬
‫‪2.2:1‬‬
‫‪3.1:1‬‬
‫‪2.1:1‬‬
‫‪1.55:1‬‬
‫‪1.82:1‬‬
‫‪1.88:1‬‬
‫)] ‪ [N‬־ ] ל ל ‪- ([P‬‬
‫כ‬
‫י‬
‫)‪(l-a‬‬
‫‪K‬‬
‫־ ‪- 1109‬‬
‫‪ PVP‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪ 30$‬יחס‬
‫באינטראקסים אשר הובנו מ‪-‬‬
‫‪ P:N‬יותר‬
‫גבוה‪ ,‬אבל למעשה היחס האמיתי יכול להיות יותר קרוב ל‪) 1:1 -‬יותר‬
‫הודות ליאון הנוסף של ה‪ PVP -‬ב‪pH -‬‬
‫הנפיר ) ‪ ( 5 « 8‬אשר בו בוצעו הנםיונות״‬
‫בשיטה הפולרוגרפית לא ניתן להפריד־ את המשתנים לקבלת‬
‫ולכן אי אפשר לקבל את קבוע שווי המשקל של קישור‬
‫על מנת ללמד את השפעת ה‪-‬‬
‫‪+‬‬
‫‪(N‬‬
‫?‬
‫‪PVP‬‬
‫‪+‬‬
‫‪ K‬ו‬
‫‪2‬‬
‫‬‫«‬
‫‪" - N‬ל‪ ,0P‬ז״א את‬
‫על קישור של קדמיום ל‪ DNA -‬ואת‬
‫‪++‬‬
‫השפעת חלקי ה‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫ברכוזי‬
‫‪ DNA‬המכוסים ב‪-‬‬
‫שונים וב‪0 -‬‬
‫דרגת קווטרניזציה של‬
‫‪PVP‬‬
‫על אלה הגלויים נמדדו הזרמים של‬
‫קבוע‪ ,‬וכן ברכוז‬
‫‪PVP‬‬
‫קבוע ובערכי‬
‫‪0‬‬
‫‪Cd‬‬
‫שונים־‬
‫‪ PVP‬היתה ‪ .80$‬בשמוש ב‪ PVP -‬בעל דרגת קווטרניזציה ‪80$‬‬
‫ניתן להניח ש‪ K = 0 -‬והמדידות הפולרוגרפיות מתיחםות ישירות לקבוע שווי‬
‫) _ ‪ . ( 1‬לכן אפשר לחשב ‪ K‬לפי נוסחה )‪ (12‬בהצבת‬
‫המשקל באיזור המגולה ז״א‬
‫־>‪U0‬־‬
‫‪.‬‬
‫‪ c‬כאשר ) ‪J‬‬
‫‪ c‬במקומו י‬
‫י ־‬
‫‪09cN‬״‪ * (c -‬י ‪c‬‬
‫של‬
‫־‪0‬‬
‫ו‪ -‬י‬
‫— =‬
‫‪ 0‬לפי‬
‫י‬
‫‪P‬‬
‫‪p‬‬
‫ם‬
‫י‪c‬‬
‫‪P+‬‬
‫‪+ P‬‬
‫•‬
‫‪P‬‬
‫‪ . P:N - 1:1.1‬נמצא‪ ,‬שכאשר‪P:N=8:1‬‬
‫בהנחה‪ ,‬שיחם הקישור באיזור המכוסה הוא‬
‫‪q‬‬
‫‪K‬‬
‫‪0‬‬
‫הערכים של‬
‫‪+‬‬
‫‪T‬‬
‫‪b‬‬
‫‪r‬‬
‫‪ PVP‬על הקישור והקבועים זהים לאלה המתקבלים בלי ה‪-‬‬
‫אין השפעה ל‪-‬‬
‫בנסידנוח אחרים היחס‬
‫יותר קטנים של‬
‫‪+‬‬
‫‪P:N‬‬
‫‪ PVP‬ולכן‬
‫הוקטן ל־ ‪) 4 * 6 : 1‬אי אפשר היה לעבד ביחסים עוד‬
‫‪+‬‬
‫‪ , P:N‬כי ברכדזים הדרושים לנםיונות הפולרוגרפים ביחסים‬
‫יותר קרובים ל—‪ 1!1‬שקע החומר(‪.‬‬
‫לכן ביחס זה)^‪ (4*6:1 - ?:‬בוצעו הנסיונות ב‪-0-‬ים‬
‫שונים־ רכוז ה־־‬
‫‪DNA‬‬
‫‪-4‬‬
‫והזרמים נמדדו‪ .‬בוכוזי המלח השונים‪ .‬ברכוז‬
‫בנםיונוח אלה היה־‪meq/cc10*4.4‬‬
‫•‬
‫יי י‬
‫‪ - 3‬י‬
‫תלותו של ‪ log K‬ב‪ log (1-0)-‬בנוכחוח ‪ PVP‬קטנה הרבה יותר מאשר‬
‫‪N‬‬
‫‪10‬‬
‫בלעדיו‪ .‬ברכוזי המלח‪ .‬גבוהים יותר העקומות לשני המקרים מזדהות־ בציור מס־ ‪29‬‬
‫• י‬
‫מלח של‬
‫‪++‬‬
‫‪ C d‬בלבד המגיב עם‬
‫‪ log K‬כפונקציה של ‪ log c‬עבור‬
‫נתונות עקומות של‬
‫)‪(0=0‬‬
‫‪ Cd‬המגיב עם ‪ DNA‬טבעית בנוכחות ‪. PVP‬‬
‫טבעית ועבור‬
‫‪DNA‬‬
‫‪+ +‬‬
‫אפשר לראות ש‪-‬‬
‫‪ log K‬בנוכחות‬
‫)‪(0=0‬‬
‫‪PVP‬‬
‫ברכוזי מלח נמוכים‬
‫) ‪1 0‬‬
‫‪_3‬‬
‫‪ ( N‬נמוכים מן‬
‫‪- 110 -‬‬
‫של‬
‫הערכים‬
‫עבור־‬
‫‪log K‬‬
‫ה מ ג י ב עם‬
‫‪Cd‬‬
‫בנוכתות‬
‫‪DNA‬‬
‫עם‬
‫‪. PVP‬‬
‫הגדלת‬
‫רכוז‬
‫)‪(0=0‬‬
‫שתי‬
‫המלח‬
‫מזדהות‪.‬‬
‫העקומות‬
‫את ה ע ר כ י ם ה נ מ ו כ י ם י ו ת ר של ‪ ^ ^ ^ l o g K‬ה מ ל ח ה נ מ ו כ י ם אפשר ל ה ס ב י ר ע ל ידי‬
‫שברכוזי‬
‫ההנחה‬
‫השלילי‬
‫עליה‬
‫ועקב‬
‫להקטנת‬
‫‪if‬‬
‫במשואה‬
‫ידי‬
‫כך‬
‫התקבלו‬
‫גם‬
‫כך‬
‫קטן‬
‫)‪(24‬־‬
‫המקרים‬
‫הנסיונוח‬
‫החיובי‪.‬‬
‫ה ג ל ו י י ם עקב‬
‫מזדהות‪.‬‬
‫‪DNA‬‬
‫הקטנת‬
‫ה ה ת ו ך של‬
‫באיזורים‬
‫ברכוזי‬
‫הפוטנציאל‬
‫ה ה ת ק ש ר ו ת עם‬
‫מנםיונות‬
‫החלקים‬
‫ל‪-‬‬
‫קטנה‬
‫הנמוכים‬
‫הגלויים‪.‬‬
‫בשני‬
‫המטען‬
‫המלח‬
‫מלח‬
‫הסיבה‬
‫השפעתם‬
‫ה‪-‬‬
‫הקטנת‬
‫לכך‬
‫היא‪,‬‬
‫כה‬
‫חזקה‬
‫האלקםרוםטטי‬
‫הפוטנציאל‬
‫יוני‬
‫המתכות־‬
‫‪DNA‬‬
‫בנוכחות‬
‫מצביעים‬
‫גבוהים‬
‫‪PVP‬‬
‫המתקשר עם‬
‫על‬
‫כך‪,‬‬
‫הפוטנציאל‬
‫)מעל‬
‫‪10‬‬
‫שברכוזי‬
‫מלח‬
‫שהיא‬
‫מבטלת‬
‫של‬
‫מורגשת‬
‫תוצאות‬
‫‪PVP‬‬
‫באיזורים‬
‫ה‪-‬‬
‫המכוסים‬
‫(‬
‫‪.‬‬
‫‪PVP‬‬
‫ב‪-‬‬
‫לאורך‬
‫אחרים‬
‫היונים‬
‫על‬
‫אקוולנטי‬
‫המגולים‬
‫ועל‬
‫ה נ ת ו נ י ם אשר‬
‫גרם‬
‫להעלאת‬
‫‪ PVP‬מ ש פ י ע י ם‬
‫המולקולה‬
‫ה ע ק ו מ ו ת עם‬
‫ג ב ו ה י ם כאשר‬
‫הדבר‬
‫מ ז ד ה ו ת עם‬
‫הםפוח־‬
‫האלקטרוםטטי‬
‫אפקטים‬
‫‪DNA‬‬
‫גם‬
‫אלה‬
‫שהחלקים‬
‫‪N‬‬
‫מ ק ט י ן את‬
‫‪DNA‬‬
‫צפיפות‬
‫המטען‬
‫‪PVP‬‬
‫הנגדיים‬
‫הפוטנציאל‪.‬‬
‫‪Tm‬‬
‫ע ל ו‪,‬‬
‫ב ג ל ל הכ‪2‬םת‬
‫ובלעדיו‬
‫קרובים‬
‫מאד‬
‫־‬
‫ד י ו ן‬
‫כ ל ל י‬
‫במחקר‬
‫‪(1‬‬
‫מהו‬
‫‪(2‬‬
‫מה הם‬
‫‪(3‬‬
‫מהי‬
‫על‬
‫ידי‬
‫סוג‬
‫משקל‬
‫מולקולרי‬
‫)בעל‬
‫‪1800‬‬
‫מטענים‬
‫‪-‬‬
‫שווי‬
‫ה‪-‬‬
‫לשקוע‪.‬‬
‫תמש‬
‫ה‪-‬‬
‫שינינו‬
‫החנקנים‬
‫‪ PVP.‬ע ל‬
‫את‬
‫שלו‬
‫האינטראקציה‪.‬‬
‫צפיפות‬
‫כן‬
‫וכמו‬
‫ה מ ט ע ן של ‪PVP‬‬
‫קופולי‪-‬‬
‫הכנו‬
‫שלילי‪.‬‬
‫שיירים‬
‫מטען‬
‫הנושאים‬
‫ויותר‬
‫ממספר‬
‫השיירים‬
‫‪ 1800‬׳י( אשר‬
‫בדרגת‬
‫הקווטרניזציה‬
‫שלילי‬
‫ב‪-‬‬
‫החיוביים‬
‫מלאה‬
‫על‬
‫‪PVP‬‬
‫נושא‬
‫ש ק ו ב ע ת את‬
‫הכוחות‬
‫הפועלים‬
‫‪ -‬המשקל‬
‫לבין‬
‫ע ל סמך‬
‫ש ה מ ם י ם ו ת של‬
‫של‬
‫ה‪-‬‬
‫‪PVP‬‬
‫הטעונים‬
‫מושפע על‬
‫מקיימות‬
‫ה ש ו נ י ם התאמת‬
‫בתמיסה‬
‫השונים‪.‬‬
‫יוצא‬
‫‪ ) PVP‬ב ה ת א ם‬
‫לדרגת‬
‫הקווטרני‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫קיימת‬
‫התפלגות‬
‫שבעורף‬
‫מ ו ל ק ו ל ו ת ה‪ DNA-‬ו כ ת ו צ א ה‬
‫בדרגות‬
‫‪DNA‬‬
‫המרכיבים‬
‫השקוע‬
‫גבי‬
‫מ ל א של‬
‫‪. DNA‬‬
‫ניטרול‬
‫‪ -‬המשקל‬
‫מצאנו‬
‫תמש‬
‫מ ו ל ק ו ל ו ת של‬
‫שוות‬
‫שוויי‬
‫הקווטרניזציה‬
‫כאשר‬
‫ויש‬
‫האינטראקציה‪.‬‬
‫לפחוח ^‪10‬‬
‫לתמישים‬
‫ניטרול‬
‫‪ PVP‬ע ל‬
‫האינטראקטים‬
‫האור(‬
‫בין‬
‫לקבל‬
‫הקווטרניזציה‬
‫של‬
‫הוא‬
‫של‬
‫לאינטראקטים‬
‫אלה‪,‬‬
‫ל מ ו ל ק ו ל ה אתת‪.‬‬
‫מנת‬
‫ר ח ב ה של‬
‫המרכיבים‬
‫הראשונה‬
‫הכללי‬
‫פי‬
‫הפולימריזציה‬
‫ד ר ו ש ו ת רק‬
‫מולקולות‬
‫בשעורים‬
‫המתרכבים‬
‫ה א ו ר ג נ י של‬
‫שונים‪,‬‬
‫גבוה‬
‫דרגת‬
‫על‬
‫על השאלה‬
‫‪- VP‬‬
‫כל‬
‫בין‬
‫לענות‬
‫ומספר‬
‫ויתס‬
‫והשייר‬
‫‪ , MA‬אשר‬
‫מולקולה‪,‬‬
‫קיומם‬
‫החשמלי‬
‫זה‬
‫על כמה‬
‫שאלות‪.‬‬
‫ב מ ב נ ה של ‪ DNA‬עקב‬
‫מטענם‬
‫ל‪-‬‬
‫די‬
‫החלים‬
‫קווטרניזציה‬
‫‪DNA‬‬
‫זזציה(‬
‫נסינו‬
‫המטען‬
‫מנת‬
‫לענות‬
‫באינטראקטים‬
‫השינויים‬
‫השפעת‬
‫של‬
‫לפיכך‬
‫זה‬
‫הקשרים‬
‫על‬
‫מרים‬
‫‪111‬‬
‫מכך‬
‫ביניהן‬
‫על‬
‫ידי‬
‫הבליעה‬
‫האינטראקטים‬
‫משקל‬
‫התלוי‬
‫בדרגת‬
‫שווי‬
‫באינטראקציה‪.‬‬
‫התוצאות‬
‫ה ה ר כ ב ‪ :‬של המשקע אשר‬
‫מדידות‬
‫גם‬
‫התפלגהת‬
‫במידת‬
‫הניטרול‬
‫נקבע‬
‫האופטית‬
‫י ו ר ד ת עם‬
‫הנםיוניות‪.‬‬
‫מדת‬
‫)אשר‬
‫על‬
‫ידי‬
‫נתנו‬
‫הנטרול‬
‫ללא‬
‫צריך‬
‫להבדי‬
‫מ ס י ם ו ת ם של‬
‫ג ם את‬
‫הבדל‬
‫מדת‬
‫פיזו‬
‫בדרגת‬
‫‪.‬‬
‫בתמיסה‬
‫ידי‬
‫מתקרבים‬
‫ליחס‬
‫ה א י נ ט ר א ק צ י ה אך‬
‫של א ח ד‬
‫מהווה‬
‫לאחד־ ה א י נ ט ר א ק ט י ם‬
‫תופעה‬
‫השונה‬
‫ממנה‪,‬‬
‫מתתילים‬
‫ונקבע‬
‫־ ‪- 112‬‬
‫על ידי כוחות האגרגציה הפועלים בין האינטראקטים‪ .‬השקוע מתמימות המהולות קורה‬
‫ברכוזזי מלת נמוכים כאשר צפיפות המטען הכללי על פני תוצר האינטראקציה הנה‬
‫נמוכה‪ .‬כאשר מגדילים את רכוז המלח תחום השקוע גדל‪ .‬לדוגמא באינטראקטים עם ‪PVP‬‬
‫בעל דרגת קווטרניזציה ‪ 50$‬מתקבל שקוע אפילו כאשר צפיפות המטען העודף )חיובי‬
‫או השלילי( שעל האינטראקטים בתמיסה הנו כמחצית הצפיפות של המרכיבים‪.‬‬
‫עקב‬
‫הגדלת רכוז המלת גדלים כוחות ההידרופוביים הפועלים בין התלקיקים המקטינים את‬
‫מםיסותם‪ .‬אך אין ספק שההשפעה הגדולה של המלה המוסף הננה על השכבה התשמלית‬
‫הכפולה אשר על פני התלקיקים‪ .‬הגדלת רכוז המלח גורמת למסוך המטענים של החלקי‪-‬‬
‫קים‪ ,‬כוחות הדחיה החשמליים בין התלקיקים קטנים וכל זה מקל על אגרגציה ושקוע‪.‬‬
‫על מנת לקבל נתונים נוספים על יחסי ההתקשרות ועל שוויי המשקל המתקיימים בתמיסה‬
‫ובמשקע הופעלו כוחות צנסריפוגלים תזקים על תמיסות האינטראקטים )ובעודף אחד‬
‫המרכיבים( אשר בתנאים רגילים אינן מראות נטיה להפרדת הפזות‪ .‬הפעלת כוחוח גדולים‬
‫גורמת לשקוע של חלק מהחומר המומס‪ .‬נמצא שיחם המרכיבים השוקעים הוא קרוב‬
‫ל‪1— 1s‬‬
‫‪9‬‬
‫למרות שבתמיםה היה יחם המרכיבים שונה לגמרי‪.‬‬
‫כאמור קיים בתמיסה שווי משקל בין אינטראקסים בעלי הרכב שונה‪ .‬רכוזו של התוצר‬
‫ביחס ‪ 1:1‬הוא קטן מאד בעודף אחד המרכיבים‪ ,‬ורק על ידי הפעלת כוחות חזקים אפשר‬
‫להוציאו מן המערכת תוך הזזת שווי המשקל‪.‬‬
‫בעודף גדול מאד‪ ,‬של אחד המרכיבים אפילו הכוחות החזקים אינם מספיקים לשקוע‪ ,‬בגלל‬
‫רכוז שווי המשקל הקטן מדי של התוצרים המנוטרלים הנוטים לשקוע‪.‬‬
‫על הםטיכיומטריה בתמיסה למדנו מעקומות ההתוך‪ .‬היא תלויה בדרגת הקווטרניזציה של‬
‫‪ PVP‬ובאפשרות הסידור הגיאומטרי של מולקולות ה‪ PVP -‬על פני מולקולת ה‪ DNA -‬־‬
‫בדרך כלל תוצרי האינטראקציה נושאים מטען חשמלי‪.‬‬
‫בוהים‬
‫)‬
‫‪7‬‬
‫‪-‬‬
‫‪2‬‬
‫‪CsCl‬‬
‫‪( m o l a l‬‬
‫אין כלל אינטראקציה בתמיסה‪ ,‬כפי שנמצא‬
‫מצנטריפוגציה בגראדינט של צםיום כלוריד‪.‬‬
‫‪- 113 -‬‬
‫בתמיסה האינטראקציה נקבעת הן על ידי כוחות אלקטרוסטסים‪ .‬והן על ידי‬
‫כוחות הידרופוביים‪.‬ברכוזי מלח גבוהים הזיקה של הפולימרים ליוני המלח‬
‫חזקה יותר מאשר הזיקה בינם לבין עצמם והכוחות ההידרופוביים אינם מספיקים‬
‫על מנת ליצב את האינטראקט ולכן הוא מתפרק‪ .‬עם הקטנת רכוז המלח גדלה‬
‫ההסתברות של האינטראקציה אלקטרוםטטית בין מולקולות הפולימר ואד גם‬
‫מורגשת השפעתם של כוחות הידרופוביים על האינטראקציה‪.‬‬
‫דדגת הקווטרניזציה שהנה שות ערך להגדלת רכוז השיירים הבלתי טעונים‬
‫הקטנת‬
‫גורמת לחזוק הכוחות ההידדופוביים ולשינויים גדולים יותר במולקולת ה‪.DNA -‬‬
‫בעודף גדול של‬
‫לות‬
‫‪ FVP‬מקבלים כנראה התפלגות שונה של מולקולות‬
‫‪ . DNA‬מולקולת ‪ FVP‬הרבות המסתפתות על פני ה‪-‬‬
‫‪ PVP‬על מולקו­‬
‫‪ DNA‬גורמות לקריעתה‪.‬‬
‫דגרדציה זו מתבטאת הן בתוצאות הצמיגות והסדימנטציה והן בתוצאות המיקרו‪-‬‬
‫סקופיה האלקטרונית‪.‬‬
‫שאלה נוספת אשר הצגנו לפנינו היתה מה הם השינויים בנקונפורמציה‬
‫של מולקולת ‪ DNA‬עקב האינטראקציה ומהו מבנה האינטראקטים‪ .‬בתמונות המיקרוסקופ‬
‫האלקטרוני ראינו שבמקרה של אינטראקטים בעודף של ‪ , DNA‬החוטים של‬
‫‪ DNA‬מתקפלים‬
‫ועל פני החוטים מופיעות פקעות‪ .‬מידת הקיפול ותדירות הופעת הפקעות גדלה עם‬
‫הקטנת דרגת קווטרניזציה של‬
‫‪ , FVP‬אבל קיפול זה אינו כרוך בדדנטורציה ולא‬
‫בשום שינוי ברמות האנרגטיות של האלקטרונים‪ ,‬בי למרות האינטראקציה לא חל‬
‫שינוי בתהום הבליעה האופטית או בעוצמתה )מעל השינוי הנגרם על ידי פיזור‬
‫האור(‪ .‬לא ארעה דנטורציה‪ ,‬כי תוצרי האינטראקציה עברו התוך בחמום‪ .‬הקיפולים‬
‫הם פשוט חלקים של מולקולת ה־‬
‫‪ DNA‬בעלת שחי שרשרות אשר התקפלו עקב האינט­‬
‫ראקציה‪.‬‬
‫שינויי קונפורמציה אלה מוצאים את ביטויים בתכונות ההידרודינמיות של תמיסות‬
‫‪ . DNA‬עם הוספת ‪ PVP‬לעודף של ‪ DNA‬הצמיגות הסגולית יורדת ומקדם הסדימנטציה‬
‫‪ 114 -‬־‬
‫עולה‪ .‬תופעות אלו נובעות לא רק משינויים בקונפורמציה מולקולת ה‪ DNA -‬אלא‬
‫גם על ידי ניטרול מטענה על ידי המטען החיוגי של ה־ ‪ PVP‬במםתפח‪.‬‬
‫בעודף של ‪PVP‬‬
‫ש‪-‬‬
‫מצאנו בעזרת מיקרוםקופיה האלקטרונית ומחכונות הידרודינמיות‪:‬‬
‫‪ PVP‬גורם לדגרדציה ע״י קריעה‪ .‬זה יתכן כאשר מולקולות ‪n‬־‪PVP‬‬
‫נידחות אחת משניה‬
‫המםופתות‬
‫בגלל הדחיה האלקטרוםטטית‪ .‬דחיה זו גורמת לקריעת מולקו­‬
‫לות ה‪ DNA-‬לשברים המתעטפים במעסה של מולקולות ה‪ . PVP -‬שברים אלה נראים‬
‫במיקרוסקופ האלקטרוני‪ .‬מדידות הםדימנטציה מצביעות על משקלם המדלקולרי הנמוך‬
‫של פרגמנטים אלה‪ .‬גודלם ותדירות הופעתם תלויים בדרגת הקווטרניזציה של ‪FVP‬‬
‫ובזמן ההשהיה של דוגמאות‬
‫^‪ DNA-‬לפני הערבוב‪.‬‬
‫יש לצפות' מראש‪ ,‬כי המטען החשמלי של ‪ FVP‬יגרם ליצוב ההליכם הכפול של‬
‫‪DNA‬‬
‫עקב הקטנת האינטראקציות האלקטרוםטטיות בה ‪ .‬מצד שני השייר האורגני עלול‬
‫לגרם להורדת היציבות אם תגובתו עם הבסיסים תעודד פתיחת ההליכס‪.‬‬
‫מהתוצאות הנסיוניות התברר‪ ,‬כי אמנם יש למטען של ‪ PVP‬השפעה גדולה על יצוב‬
‫ההליכם‪ .‬השפעתו אף משתרעת על פני קטעי ה‪-‬‬
‫זה מופיע גם בעקומות ההיתוך כאשר ה‪-‬‬
‫‪ DNA‬שאינם מכוסים על ידו‪ .‬אפקט‬
‫‪ PVP‬הםפוח על פני ה־ ‪ DNA‬מעלה את סמפר‬
‫טורת ההיתוך גם באיזורים הלא מכוסים‪.‬‬
‫השפעה זו על האיזורים הלא מכוסים נגרמת ע״י שנוי הפוטנציאל החשמלי שם וע״י‬
‫קשור זוגות הבסיסים בקצוות איזורים הללו‪ .‬האפקט הראשון מקטין גם את קישור‬
‫ה‬
‫‪++‬‬
‫־־ ‪ 0>1‬באותם האיזורים‪.‬‬
‫מובן שהשפעת ה‪FVP -‬‬
‫של החלקים המכוסים‬
‫הספות הנה מכסימלית באיזורים המכוסים וטמפרטורת ההיתוך‬
‫‪ Tnu,‬גדולה מ‪ . Tm^ -‬בקטעים המכוסים גוברת השפעתם של‬
‫כוחות קצרי הטוח ולכן השיירים האורגנים משחקים כאן תפקיד חשוב‪ .‬בדרך כלל הם‬
‫אינם עוזרים ליציבות ה־ ‪ , DNA‬אבל במקרה של ‪ PVT‬בעל ‪ 7$‬קווטרניזציה מתקבל‬
‫הרושם שהשיירים האורגנים אף מיצבים את המבנה הטבעי של‬
‫^‪DNA-‬‬
‫־‬
‫־ ‪ 115‬־‬
‫משחק הכותות כאן מורכב‪ ,‬מאחר שהשפעה תיובית או שלילית! על היצוב נבלמת‬
‫ע״י גורמים סטריים של השיירים המגיבים; בגלל שקולים אלו‪ ,‬למשל‪ ,‬היציבות‬
‫‪0‬‬
‫‪9‬‬
‫‪5‬‬
‫( הנה קטנה מיציבות‬
‫)‬
‫‪+ PVP‬‬
‫‪.(S1005DNA‬‬
‫היות ו‪ PVP-‬הוא פולימר והמרתקים המולקולרים דומים מאד למרתקים אשר במול­­‬
‫קולה ה‪ DNA -‬ממאפשר סידור מרתבי תוך קבלת מבנה תלת מימדי‪.‬‬
‫‪- 116 -‬‬
‫ת ק ציי ר׳‬
‫העבודה כוללת שני חלקים הקשורים ביניהם ע״י ענין משותף בתכונות‬
‫הכימיות של‬
‫‪) DNA‬בתמיסה(‪.‬‬
‫א‪ .‬אינטראקציה בין ‪ DNA‬לבין‬
‫)‪polyvinylpyridine‬־‪. (4‬‬
‫‪PVP‬‬
‫ב‪ .‬קישור יונים מתכתיים ל־ ‪• DNA‬‬
‫א‪ .‬האינטראקציה בין‬
‫ובין‬
‫‪DNA‬‬
‫ו‬
‫)שכודדה מטימוס של עגל( לבין‬
‫‪PVP-4‬‬
‫‪ DNA‬לבין קופולימר של וינילפירידין ‪ -‬תומצה מתאקרילית נחקרה בשיטות‬
‫פיזיקליות וכימיות אחדות‪ .‬קווטרניזציה בדרגות שונות העניקה לפולימריס‬
‫צפיפויות מטען שונות‪ ,‬מה שמשפיע בהרבה על האינטראקציות הנדונות‪.‬‬
‫עליה בבליעה האופטית של התמימות ליותה את האינטראקציה‪.‬עם ‪. PVP‬‬
‫עליה זו נובעת בעקר מפזור האור ע״י התוצר הפולימרי‪ ,‬והנה מכסימלית ביתם‬
‫המרכיבים שבו‬
‫‪1‬‬
‫—‬
‫‪P‬‬
‫= — ‪ ,‬ותלויה ביחס זה‪ ,‬בדרגת הקווטרניזציה‪.‬‬
‫‪N‬‬
‫‪+‬‬
‫טמפרטורת ההתוך‬
‫)‪ (Tm‬של האינטראקטים שונה מ‪Tm -‬‬
‫של‬
‫‪ , DNA‬והאפקט‬
‫כאן תלוי שוב ביחס המרכיבים ובצפיפות המטען‪ .‬בדרגות קווטרניזציה גבוהות‬
‫נמצאו שני מעברי התוך‪ :‬הנמוך מהם יוחס ל‪DNA -‬‬
‫חופשית והגבוה יותר יוחס‬
‫לאינטראקט‪ .‬בקווסרניזציה של ‪ 7$‬נמצא רק מעבר ראשון‪.‬‬
‫חשבנו את הסטיכיומטריה של הקישור ממדידת האפקט ההיפרכרומי במעבר‬
‫הראשון ומצאנו כי בדרגות קווטרניזציה נמוכות‪ ,‬נושא האינטראקט מטען שלילי‬
‫כאשר בכיסוי שלם‪ .‬מכך הסקנו‪ ,‬שהשיירים הפירידינים הן טעונים והן בלתי טעונים‬
‫הם שמונעים את זהתךך ה‪-‬‬
‫‪ . DNA‬השפעת‬
‫השיירים הבלתי טעונים במניעה זו עולה‬
‫ככל שדרגת הקווטרניזציה קטנה יותר‪.‬‬
‫הידרוליזה אנזימטית ע"י‬
‫‪deoxyribonuclease‬‬
‫)אשר איננו פוגע‬
‫במקומות המכוסים( הופרעה ע״י השיירים הטעונים של ה‪. PVP-4-‬‬
‫שינויים בצורת המולקולה של ה‪-‬‬
‫‪DNA‬‬
‫בגלל האינטראקציה נחקרו בעזרת‬
‫‪- 117 -‬‬
‫המיקרוסקופ האלקטרוני‪ .‬שכיחות השינויים נמצאת ביחס הפוך לדרגת הקווטרני‪-‬‬
‫זציה‪.‬‬
‫ו‬
‫התכונות ההידרודינמיות גם כן משתנות בגלל האינטראקציה‪ .‬נמדדו‬
‫מקדם הםדימנטציה והצמיגות הסגולית‪ , .‬באינטראקטימ שהוכנו בעודף של‬
‫‪DNA‬‬
‫עולה הראשון ויורדת השניה‪.‬‬
‫דגרדציה של ‪ DNA‬נמצאה בעזרת שלשת השיטות האחרונות כאשר היה‬
‫עודף ‪ PVP‬בתמיסה‪.‬‬
‫ב‪ .‬קישור יונים מתכתיים ל‪-‬‬
‫‪++‬‬
‫‪++‬‬
‫קבועי הקישור של יוני‬
‫‪ Cu‬ך^‪Cd-DNA-‬‬
‫‪. DNA‬‬
‫נמדדו בשיטה פולרוגרפית‪ .‬עוצמת‬
‫הקישור תלויה בחזק היוני‪ ,‬במבנה המשני של ה‪ , DNA -‬ב‪-‬‬
‫‪ pH‬ובדרגת הכיסוי‪.‬‬
‫ערכי קקועי הקישור יורדים כאשר קטן הפוטנציאל האלקטרוםטטי של ‪ DNA‬וכאשר‬
‫קטן מספר אתרי הקישור החופשיים‪.‬‬
‫הורדה תזקה של קבועי הקישור של המתכות נגרמה‪.‬ע״י נובתות ‪ PVP-4‬ברכוזי מלת‬
‫נמוכים ‪ -‬בגלל השינוי בפוטנציאל האלקטרוםטטי‪.‬‬
‫תופעות אלו משלימות את התמונה שהתקבלה בחלק הראשון של העבודה‪.‬‬
‫התוצאות תורמות להבנה מלאה יותר של האינטראקציה בין פולי‪-‬חומצות בעלות‬
‫חשיבות ביולוגית ופוליבםיסים‪.‬‬
- 118 -
‫ס פ דו ת‬
1.
F‫ ״‬Miescher, Hoppe-Seyler's Med. Chem. Unters., p.441 (1871).
2.
R.F. Steiner, R.F. Beers, Polynucleotides, Elsevier, Amsterdam,
London, New York 1961, p.2.
3.
P. Levene and H. Simms, J. Biol. Chem. 65^, 519 (1925); 70_ 327 (1926).
t
4. J . Watson and F. Crick, Nature 171, 737 (1953).
5.
M.H.F. Wilkins, A.R. Stokes and H.R. Wilson, Nature 171, 738 (1953).
6. C, Schildkraut and S. Lifson, Biopolymers
7.
195 (1965).
D.O. Jordan in "The Nucleic Acids", Ed. E. Chargaff and J.N. Davidson,
Academic Press, New York, 1955, Vol. I, p.480.
8. Th.T, Herskovits, Archiv. Biochem. Biophys. £7, 474 (1962).
9. K. Hamaguchi and E.P. Geiduschek, J. Am. Chem. Soc. 84, 1329 (1962).
10.
J.P. Greenstein and M.L. Hoyer, J. Biol. Chem. 182, 457 (1950).
11.
E. Goldwasser and F.W. Putnam, J. Phys. & Colloid Chem. 5£, 79 (1950).
12.
E.P. Geiduschek and P. Doty, Biochem, Biophys. Acta
13.
G. Zubay and P. Doty, Biochem. Biophys. Acta 23, 213 (1957).
14
P. Alexander, Biochem. Biophys. Acta 10, 595 (1953),
15.
R.F. Steiner, Archiv. Biochem, Biophys. 46^, 291 (1953).
4
‫״‬16
609 (1952).
Ch‫ ״‬F, Crompton, R, Lipshitz and E, Chargaff, J. Biol. Chem. 211,
125 (1954).
17.
P. Spitnik, R .Lipschitz and E. Chargaff, J. Biol. Chem. 215,
765 (1955).
18,
M. Feughelman, R, Langridge, W.E. Seeds, A.R. Stokes, H.R. Wilson,
C.W. Hooper, M.H.F. Wilkins, R.K. Barclay and L.D. Hamilton,
Nature 175, 834 (1955).
19.
F, Sokol, J. Polymer Sci. 30, 581 (1958).
20,
Ru Chih C. Huang, J. Bonner and K. Murray, J. Mol. Biol. 8, 54 (1964)
-
21,
119 ‫־‬
E.O, A k i n r i m i s i , J . Bonner and P.O.P. Ts'o, J . Mol. B i o l . 11_, 128
(1965).
22,
M, Tsuboi, K. Matsuo and P.O.P. Ts'o, J . Mol. B i o l . 1^, 256 C1966),
23,
L.S. Lerman','J. Mol. B i o l . 3, 18 (1961).
24,
D.F. Bradley and M.K. Wolf, PNAS 45, 944 (1959).
25,
A.R. Peacocke and J.N.H. S k e r r e t t , Trans. Farad. Soc. 5£, 261 (1955).
26,
D.F, Bradley and G. F e l s e n f e l d , Nature 184, 1920 (1959).
27,
R,K, Tubbs, W.E, Ditmars and Q. van Winkle, J . Mol. B i o l . 9^, 545 (1964).
28,
V. Kleinwac^iter and J . Koudelka, Biochem. Biophys, Acta-Sa, 539 (1964).
29,
R.E. Boyle, S.S, Nelson, F.R. D o l l i s h and M.J. Olsen, Archiv. Biochem.
Biophys. 96^, 47 (1962).
30,
D.M, N e v i l l e , J r . and D.R. Davies, J . Mol. B i o l . 17, 57 (1966).
31,
D.S. Drummond, V.F.W. Simpson-Gildemeister and A.R. Peacocke,
Biopolymers
135 (1965).
32,
E. Boyland and B. Green, Biochem. J . 84, 54P (1962).
33,
P.O.P. Ts'o and P. Lu, PNAS 51_, 17 (1964).
34,
A,M, L i q u o r i , B, DeLerma, F, A s c o l i , C, Botrd and M, T r a n s i a t t i ,
J , Mol. B i o l ,
35,
521 (1962).
Chikayoshi Nagata, Masahiko Kodama, Yusaku Tagashira and A k i r a
Imamura, Biopolymers 4, 409 (1966).
36,
P,0,P, Ts'o, G.K. Helmkamp and C. Sander, PNAS 48, 686 (1962).
37,
P.O.P. Ts'o, J.S. Melvin and A.C,. Olson, J . Am. Chem. Soc. 85^
1289
(1963).
38,
E. Reich, Science 143, 684 (1964).
39,
M. G e l l e r t , C.E. Smith, D. N e v i l l e and G. F e l s e n f e l d , J . Mol. B i o l .
11^, 445 (1966).
40,
L,J. Erort and B.R. McAuslan, Biochem. Biophys. Acta 114, 633 (1966).
41,
W. Kersten und H. Kersten, Biochem. Z. 541, 174 (1965).
42,
E, C a l e n d i , A. DiMarco, M. Reggiani, B. Scarpinato and L. V a l e n t i n i
Biochem. Biophys. Acta 103, 25 (1965).
- 120 -
‫״‬43
M.J, Waring. J. Mol. Biol. L5, 269 (1965).
44,
M.J. Waring, Biochem. Biophys. Acta 114, 234 (1965).
45,
H.R. Mahler and B.D. Mehrotra, Biochem. Biophys. Acta 68, 211 (1963),
46,
H.R. Mahler and B.D. Mehrotra, Biochem. Biophys. Acta 55_, 252 (1962).
46a. M, Mandel, J. Mol. Biol. 5_, 435 (1962).
47,
H. Tabor, Biochemistry 1, 496 (1962).
48,
U, Shmueli (private communication).
49,
II. Venner, Ch. Zimmer and S. Schroder, Biochem. Biophys. Acta 76,
312 (1963).
50,
H.R, Mahler and G. Dutton, J. Mol. Biol. 10, 157 (1964).
51,
J, Shack, R.J, Jenkins and J.M, Thompsett, J. Biol. Chem. 203.
373 (1953).
52,
R.B. Inman and D.O. Jordan, Biochem. Biophys. Acta 37,' 162 (1960).
53,
G. Zubay and P. Doty, Biochem. Biophys. Act 29^, 47 (1958).
54,
G. Felsenfeld and S. Huang, Biochem. Biophys. Acta 3£, 234 (1959).
55,
G. Felsenfeld and S. Lee Huang, Biochem. Biophys. Acta 51, 19 (1961).
56,
E. Frieden and J. Alles, J. Biol. Chem. 230, 797 (1958).
57,
G, Zubay, Biochem. Biophys, Acta 3^, 233 (1959).
58,
K,C, Banderjee and D,J. Perkins, Biochem. Biophys. Acta 61, 1 (1962).
59,
T, Yamane and N. Davidson, J. Am. Chem. Soc. 83, 2599 (1961),
60,
T, Yamane and N. Davidson, Biochem. Biophys. Acta 55, 609 (1962),
61,
M. Daune, C,A, Dekker, H.K. Schachman, Biopolymers 4, 51 (1966).
62,
R.H. Jensen and N. Davidson, Biopolymers 4_, 17 (1966),
63,
G,L, Eichhorn, Nature 194, 474 (1962).
64,
G.L. Eichhorn and P. Clark, PNAS 53, 586 (1965).
65,
V,I. Ivanov and L.E. Minchenkova, Biokhymia 30, 1213 (1965).
66,
S. Hiai, J. Mol. Biol. JU, 672 (1965).
67,
J.H. Coates, D.O. Jordan and V.K. Srivastava, Biochem. Biophys.
Res. Comm. 20, 611 (1965).
68,
G.L. Eichhorn, P. Clark and E.D, Becker, Biochemistry
245 (1966).
121
69,
H, Venner and Ch, Zimmer, Biopolymers 4_, 321 (1966).
70,
P,D. Ross and R.L. Scruggs, Biopolymers 2_, 79 (1964).
71,
P.D, Ross and R.L. Scruggs, Biopolymers 2_, 231 (1964).
72,
R.G. Shulman and H. Sternlicht, J. Mol. Biol. 13, 952 (1965),
73,
W,F. Dove and N. Davidson, J. Mol. Biol. £, 467 (1962).
74,
J, Heyrovsky, Chem. listy J ^ , 256 (1922).
75,
Y,F, Frei and I,R, Miller, J. Phys. Chem. 69, 3018 (1965).
76,
Ch, Tanford, J. Am. Chem. Soc. 73, 2066 (1951).
77,
Ch, Tanford, J. Am. Chem. Soc. 7£, 211 (1952).
78,
H,A. Saroff and H.J, Mark, J, Am. Chem. Soc. -75, 1420 (1953).
79,
M.S. Narsinga Rao and H. Lai, J. Am. Chem. Soc. 80_, 32'22 (1958).
80,
W.U. Malik and Salahuddin, J. Electroanal. Chem.
81,
S, Lapanje and S. Oman, Macromol. Chem. 53, 46 (1962).
82,
S. Lapanje, Biopolymers 2, 585 (1964).
83,
F,T. Wall and S.J. G i l l , J. Phys. Chem, 5J3, 1128 (1954).
84,
V. Katfena and L. Matousek, Coll. Chech. Chem. Comrr. 1^8, 294 (1953).
85,
J, Koryta, Progress in Polarography, Interscience Publ, New York,
147 (1963),
London 1962, Vol. I, p.293.
86,
D, Bach and I.R. Miller, Biopolymers, in press.
87,
A,G, Boyes and U,P. Strauss, J, Polymer Sci. 22, 463 (1956),
88,
I.R, Miller and A. Katchalsky, Proceedings of the 2nd Internl. Congr.
of Surface Activity, Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interface,
159 (1957), Butterworths Scientific Publications, London.
89,
E,R,M, Kay, N.S, Simmons and A.L, Dounce, J. Am. Chem. Soc. 7£,
1724 (1952).
90,
J, Eigner and P. Doty, J. Mol. Biol. 12_, 549 (1965).
91,
E,J, King and J.D.P. Wooton, Microanalysis in Medicinal Chemistry,
Grune and Stratton, New York 1956, p.77.
- 122 -
92,
O.H. Lowry, N.J, Rosenbrough, A.L. F a r r and R.J. Randall, J . B i o l ,
Chem. 193, 265 (1951).
93,
J,B, I f f t , D.H, Voet and J . Vinograd, J . Chem. Phys. 65^, 1138 (1961).
94,
Enzymes Worthington Biochem. Corp. Descriptive Manual No.11,
95,
A,I, Vogel, A Textbook o f Quantitative Inorganic A n a l y s i s , Longmans,
Green and Co., London, New York, Toronto, 1961, p.358,444,
96,
L. Meites, Polarographic Techniques, Interscience P u b l i s h e r s , Inc.
New York 1955, p.181.
97,
Ch. Tanford, P h y s i c a l Chemistry of Macromolecules, John Wiley,
New York 1961, p.380.
98,
H‫ ״‬Sheraga, L. Mandelkern, J . Am. Chem. Soc. 75^, 179 (1953).
99,
Gmelin Handbook o f Inorganic Chemistry, Verlag Chemie, GMBH,
Weinheim/Bergstrasse 1959.
100,
H. H e l f e r i c h , Ion Exchange, McGraw H i l l , New York 1962, p,299-310.
101,
D, Ilkovi&‫׳‬, C o l l . Czech. Chem, Comm. 6_, 498 (1934).
102,
A, Katchalsky, Biophysical J . £, 9 (1964).
103,
N.K. Sarkar and A.L. Dounce, Biochem. Biophys. Acta 49, 160 (1961).
104,
J,0, Walker, Biochem. Biophys. Acta JB8, 407 (1964).
105,
S, Higuchi and M. Tsuboi, Biopolymers £, 837 (1966).
106,
L, Levine, J.A. Gordon and W.P. Jencks, Biochemistry 2_, 168 (1963).
107,
M, Laskowski i n The Enzymes, V o l . 5, 2nd ed.,(P.D. Boyer, H. Lardy
and K, Myrback eds,), Academic Press, Inc., New York 1961, p.123.
108,
J.D, L e i t h , Biochem. Biophys. Acta 7^, 643 (1963).
109,
D.O, Jordan, The Chemistry of N u c l e i c A c i d s , Butterworths, London
1960, p.200.
110,
A, E i n s t e i n , Ann. Phys. 19_, 289 (1906).
111,
P‫״‬K, Ganguli, A.L. Bhattacharyya, Nature 196, 1201 (1962).
112,
D,D, DeFord and D.N. Hume, J . Am. Chem. Soc. 73, 5321 (1951).
-
‫״‬113
F, A s c o l i , C. BotrS and A.M.
123
-
L i q u o r i , J . Mol. B i o l .
202 (1961).
114,
Z, Alexandrowicz and A, Katchalsky, J . Polymer S c i . 1^ 3231 (1963).
115,
L, Costantino, A.M.
L i q u o r i and V. V i t a g l i a n o , Biopolymers
1 (1964).
116,
A.R, Mathieson and S. Matty, J . Polymer S c i . 23^747 (1957).
117,
B,M, O l i v e r a , P, Baine and N. Davidson, Biopolymers 2_, 245 (1964).
118,
Sadako Inoue and Toshio Ando, Biochem. Biophys. Acta 129, 649 (1966),
INTERACTION OF DEOXYRIBONUCLEIC ACID WITH POLY-4-VINYLPYRIDINE
AND WITH HEAVY METAL IONS
Thesis Submitted f o r the Degree
Doctor of Philosophy
by
Diana Bach
Submitted t o the S c i e n t i f i c Council o f the Weizmann I n s t i t u t e o f Scien
Rehovoth, 1967
Dedicated t o the memory of my
f a t h e r , Attorney Aharon Bach
This work has been c a r r i e d out under the
supervision o f Dr. I s r a e l R. M i l l e r at the
Polymer Research Department, The Weizmann
I n s t i t u t e of Science, Rehovoth, I s r a e l .
This t h e s i s was supported by a National
I n s t i t u t e of Health Research Grant GM-08-519
and by a Grant i n memory o f Prof. I . Hirshbe
I wish to express my deep gratitude
to Dr. I.R. Miller for his help and
guidance in carrying out this research.
I wish to express.my gratitude to
Mr. H.Great for drawing the curves
and to Mr. A. Lustig for carrying
out the experiments in the ultracentrifuge and to the Department of Biological
Ultrastructure for their help in thfe
electronmicroscopy experiments.
CONTEN
TS
Page
PREFACE
AIM OF THE WORK
CHAPTER I.
INTRODUCTION AND LITERATURE REVIEW
4
1) General survey on DNA.
4
2) Interaction of DNA with proteins, polypeptides
7
and basic poly-electrolytes.
3) Interaction of DNA with monomeric substances
10
(non metallic).
a) Interaction with dyes.
10
b) Interaction with aromatic polycyclic hydrocarbons.
11
c) Interaction with purines, pyrimidines, nucleosides
12
and nucleotides.
d) Interaction with various drugs.
13
e) Interaction with amines.
15
4) Interaction of DNA with metallic'ions.
18
5) Polarographic
23
study of the interaction of polymers
with metallic ions.
CHAPTER I I .
THE EXPERIMENTAL PAHT.
26
1) Materials and methods.
26
Page
2) Polarographic determination of the binding
33
constants of copper and cadmium to DNA.
3) Polarographic determination of binding EN A - PVP.
38
CHAPTER I I I .
40
RESULTS Ml DISCUSSICN
1) Properties of the pure substances
a) Spectrophotometric titration of
40
‫־־‬4PVP.
b) Spectrum of DNA.
2) The optical properties of the interaction
40
41
45
products.
a) Spectra of the mixed solutions of DNA and PVP. 45
b) The melting curves.
55
3) Enzymatic hydrolysis,
68
4)
72
Hydrodynamic properties of the interaction
products.
5)
a) Viscosity.
72
b) Sedimentation.
76
c) Separation by centrifugation at high speed's.
79
d) Centrifugation in density gradient.
81
Electron microscopy of the interaction products.
6) Determination of the binding constants of
83
91
metallic ions to DNA.
7) Determination of binding DNA - PVP by polarography. 106
General Discussion
SUMMARY
REFERENCES
ENGLISH SUMMARY
111
116
118
I
‫־‬
E N G L I S H
1.
S U M
M A R Y
I n t e r a c t i o n o f DNA with P01y=‫״‬4Vinylpyridine
(4PVP)
The i n t e r a c t i o n of DNA with PVP can be used as a model system t o
provide information on the i n t e r a c t i o n between n u c l e i c acids and poly*•
bases, which i s o f i m p o r t a n t i n b i o l o g i c a l systems, for example j i n
nucleoproteing,
Due t o the s t r u c t u r a l s i m i l a r i t y o f the p y r i d i n i c groups
to p y r i m i d i n e s , study o f §uch a system can a l s o throw l i g h t on the s p e c i f i c
i n t e r a c t i o n s w i t h i n the DNA molecule i t s e l f .
We have i n v e s t i g a t e d *be i n t e r a c t i o n o f DNA from c a l f thymus with
4 - p o l y v i n y l p y r i d i n e charged t o d i f f e r e n t degrees o f q u a t e r n i z a t i o n o f the
n i t r o g e n , with e t h y l bromide and with copolymers o f VP with MA (methacrylic
acid) (non-charged pyridonium groups).
The spectra o f the i n t e r a c t i o n pro-
ducts.for d i f f e r e n t concentrations o f the reactants were examined.
I t was
found that the wavelength corresponding t o maximum absorption does not
change, but that i t s i n t e n s i t y increases upon i n t e r a c t i o n , and i s maximal
when the charge density o f the i n t e r a c t i o n product i s zero, at the r a t i o
P:N
+
«1:1
‫־‬
,
independent o f the degree o f q u a t e r n i z a t i o n (Figs.5,6).
the simple Rayleigh formula, i t was found that the increase i n o p t i c a l dens i t y i s due mainly t o l i g h t s c a t t e r i n g .
I t was p o s s i b l e t o obtain separation
of almost equimolar i n t e r a c t i o n products from s o l u t i o n s containing one o f the
components i n excess by applying Strong c e n t r i f u g a l f o r c e s , even i n cases
where there was no v i s i b l e p r e c i p i t a t i o n .
The near t o equimolar
composition
of the p r e c i p i t a t e i n d i c a t e s that reactants are always i n e q u i l i b r i u m . The
e q u i l i b r i u m concentration o f the i n t e r a c t i o n product at the r a t i o 1:1 i s
very small at an appreciable excess o f e i t h e r component (‫׳\״‬4:1) and strong
forces are needed f o r tjie separation (Table 2 ) .
At greater excess o f one o f
Apply
II.
the reactants, the concentration of the product i n the r a t i o 1:1 becomes
so small that no separation i s obtained even i n the u l t r a c e n t r i f u g e .
No change i n the absorption such as might be due t o denaturation
or the i n t e r a c t i o n of PVP with the bases of DNA was found.
In the
DNA
melting experiments, two regions of melting were found f o r the i n t e r a c t i o n
products o f DNA with 50 and 100% quatemized PVP and one melting step f o r
the i n t e r a c t i o n products with 7% quatemized PVP
(Figs. 9,10,11).
In the
case of the i n t e r a c t i o n product with 7% quatemized PVP, only the f i r s t
melting step was found.
Due to hydrophobic i n t e r a c t i o n with the non-
charged p y r i d i n i c groups, a very s t a b l e product i s obtained which does
not melt below 100°.
I t was
concluded that i n the f i r s t region, the
uncovered DNA melts and i n the second, the DNA
creases the melting temperature of DNA
covered by PVP.
PVP i n -
also i n the uncovered region.
From
the value of the hyperchromic r i s e at the f i r s t step, the stochiometry
binding was
of
c a l c u l a t e d . The i n f l u e n c e of covered on uncovered parts of
DNA was a l s o found i n polarographic determination of binding of cadmium
to DNA i n the presence of PVP.
PVP a l s o protects DNA against enzymatic h y d r o l y s i s . The h y d r o l y s i s
proceeds u n t i l there i s a decrease below a c e r t a i n l e v e l i n the net negat i v e charge of the remaining i n t e r a c t i o n product between DNA
and
PVP.
Electron microscopy revealed that the i n t e r a c t i o n products of DNA
with
PVP f o l d , g i v i n g r i s e t o t u b u l a r forms (Pictures 19,20,21).
frequency
The
of appearance of folds and the changes i n the DNA molecule are greatest
for the lowest degree of q u a t e r n i z a t i o n . As no denaturation was
by o p t i c a l methods, i t was
DNA
detected
concluded that double h e l i c a l stretches of
covered by PVP tend to f o l d on each other.
III.
The changes i n the DNA molecules due t o i n t e r a c t i o n a f f e c t e d the
hydrodynamic p r o p e r t i e s of the DNA s o l u t i o n .
The i n t e r a c t i o n causes a
decrease i n s p e c i f i c v i s c o s i t y and increase i n the sedimentation constant
of the products obtained i n the presence of excess of DNA.
When PVP i s i n
excess, a l l the measurements ( v i s c o s i t y , sedimentation, e l e c t r o n microscopy)
showed that DNA i s s t r o n g l y degraded.
In general, one can conclude that the charged and non-charged
p y r i d i n e groups p a r t i c i p a t e i n the i n t e r a c t i o n which i s both i o n i c and
hydrophobic.
The distance between the charge on two adjacent pyridonium
groups i n PVP i s about equal t o the distance between two negative phosphate
groups located on the two strands across the large groove.
This permits
the s t r u c t u r a l arrangement of the i n t e r a c t i o n product given i n Fig.22,
2,
Binding of Heavy Metal Ions t o DNA
In the second part of t h i s research, the b i n d i n g constants o f heavy
metal ions t o DNA were determined p o l a r o g r a p h i c a l l y .
I t was found that
the b i n d i n g i s a function of the s a l t concentration, secondary s t r u c t u r e
o f DNA, pH and degree of coverage of DNA by the heavy metal i o n s , (Figs.27,
28,29,30),
I t decreases with decrease of the e l e c t r o s t a t i c p o t e n t i a l of
the DNA molecule and of the number of a v a i l a b l e binding s i t e s .
The presence of PVP decreases the b i n d i n g of cadmium to DNA i n the
covered and uncovered parts (Fig,29).