Serum proteinlerinin spin-örgü durulma mekanizmalarının NMR spektrometresi ile incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışma, serumda protein dehidrasyon olayının incelenmesi amacıyla gerçekleştirildi. Bunun için, serum proteinlerinden albümin, a, fi ve^-globülinleri 2 mi' lik seruma 0,05 g ağırlıklar şeklinde tartılarak ardarda ilave edildi. Eklenen her konsantrasyon için Tx spin-örgü durulma zamanlarının ölçümleri, 60 MHz' de çalışan bir FT-NMR spektrometresi ve Null metodu kullanılarak gerçekleştirildi. Her bir örnek için, her ilaveden sonra elde edilen 1/7J değerlerinin M^^^/M^, oranlarına göre değişimi incelendi. Grafiklere bakıldığında, albüminin 3 kritik nokta ve 4 doğru parçası, y -globülinin 1 kritik nokta ve 2 doğru parçası, a ve fi -globülinlerin de bir tek doğru parçası verdiği görüldü. Bir protein molekülünü saran su tabakalarının, eklenen protein vasıtasıyla dıştan içe doğru tükendiği varsayılmaktadır. Buna göre albümin için elde edilen doğru parçalan; serbest, ötelemesi engellenmiş, dönerek bağlı ve dönmesiz bağlı su tabakalarına ve y -globulin için elde edilen doğru parçalan da serbest ve engellenmiş su tabakalanna atfedildi. Bu grafiklerden yararlanarak bir gram protein başına düşen su miktarları şu şekilde sıralanabilir: serbest su için 14,35 g, ötelemesi engellenmiş su için 2,01 g, dönerek bağlı su için 0,75 g, dönmesiz bağlı su için 1,295 g. Tabakalann durulma oranlan ise sırasıyla : 0,38 s'1 (serbest), 4,47 s`1 (ötelemesi engellenmiş), 8,964 s`1 (dönerek bağlı), 44,82 s`1 (dönmesiz bağlı) olarak bulunur. Sonuçlar; serbest ve hidrasyon suyu arasında, su moleküllerinin hızlı kimyasal değiş-tokuş mekanizmasına dayanan durulma mekanizması ile uyumlu bulundu. Bunun yanı sıra her bir tabakaya ait r ilgi katsayılan ve bu tabakalann durulma oranlan, dipolar durulma ile ilgili formüller kullanılarak hesaplandı. Bu hesaplardan serbest, ötelemesi engellenmiş, dönerek bağlı ve dönmesiz bağlı tabakalann r ilgi katsayılan sırası ile lxlO`12 s, l,7xl0`10 s, 1.69x1 0`8 s ve «10`7 s olarak bulundu. Literatürdeki verilerle uyumlu bulunan bu sonuçlar, bir çözeltideki hidrasyon suyunun çeşitli bölümlerine ait durulma zamanlannın, protein ilavesine karşılık yapılan Tx ölçümleri ile saptanabileceğini önermektedir.

VI SUMMARY In this study, the dehydration was investigated in serum. Therefore, albumin, a, P and T' -globulins were weighted as a 0.05 g and gradually added in to 2 ml serum sample. For each concentration of albumin, a,P and /-globulins, Tx spin-lattice relaxation times were measured with FT-NMR spektrometer operating at 60 MHz and using Null method. After each addition of substance, //Tx was measured for each sample and then, 1/7} was plotted versus MmaaerjMylotar. It was seen that albumin had 3 cricital points and 4 line segments, y -globulin had 1 cricital point and 2 line segments and a and P -globulins had only 1 segment. The water layers surrounding the protein molecule are assumed to be consistently exhausted from outer shell to inner shell by adding protein. The obtained straight lines for albumin were attributed to free, translationally hindered, rotationally and irrotationally bound water layers, and also the straight lines for y- globulin were attributed to free and hindered water layers. Using the straight lines for albumin, the mass of water per 1 g of protein were obtained as follows; 14.35 g (free), 2.01 g (hindered), 0.75 g (rotationally bound) and 1.295 (irrotationally bound). The relaxation rates of the layers were 0.38 s`1 (free), 4.47 s`1 (hindered), 8.964 s`1 (rotationally bound) and 44.82 s`1 (irrotationally bound). These results were consistent with relaxation model based on fast chemical exchange mechanism of water molecules between free and hydration water. In addition, by using the relaxation rate and the dipolar relaxation formula for 7J, correlation times r for free, translationally hindered, rotationally bound and irrotationally bound layers were obtained as 10`12 s, 1.7xl0`10 s, 1.69xl0`8 s and » 10`7 s, respectively. These results suggest that the relaxation times of water layers surrounding a protein and amount of water in each layer could be determined by 7J measured versus addition of protein.