Fizikai paraméter: hőmérséklet

Hasonló dokumentumok
Fizikai paraméter: hőmérséklet

Kémiai reakciók sebessége

A negyedleges szerkezet szerepe a kis hő-sokk fehérjék

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

TARTÁLY LÉGRITKÍTÁSÁNAK TERMODINAMIKAI MODELLEZÉSE

7. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Az ideális Fermi-gáz termodinamikai mennyiségei

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Szakdolgozat. Lakatos Dóra Fizika BSc., biofizikus szakirány III. évfolyam

Reakció kinetika és katalízis

Fehérjék nyomás által indukált szerkezetváltozásainak jellemzése infravörös és fluoreszcencia spektroszkópiai módszerekkel

Knorr et al.. (2011): Emerging Technologies in Food Processing. Annual Review of Food Science and Technology

A negyedleges szerkezet szerepe a kis hő-sokk fehérjék

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

Hajdú Angéla

LOGIT-REGRESSZIÓ a függő változó: névleges vagy sorrendi skála

Egy antifungális diszulfid fehérje szerkezeti dinamikája és hideg/meleg kitekeredése (avagy PAF, a hűvös sárkány)

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

Anyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Spontaneitás, entrópia

Reinforced Concrete Structures I. / Vasbetonszerkezetek I. II.

Dér András MTA SZBK Biofizikai Intézet

Ón-ólom rendszer fázisdiagramjának megszerkesztése lehűlési görbék alapján

A van der Waals-gáz állapotegyenlete és a Joule Thompson-kísérlet Kiegészítés fizikus hallgatók számára

Erdészettudományi Közlemények

Hermetikus tér viselkedése tervezési és tervezésen túli üzemzavarok során a Paksi Atomerőműben

NÉHÁNY HIDROLÁZ, AZ α- ÉS β-glükozidáz, VALAMINT A PEKTIN-METIL-ÉSZTERÁZ ÉLELMISZERIPARI ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

Általános kémia vizsgakérdések

Fizikai kémiai és kolloidkémiai laboratóriumi gyakorlatok gyógyszerészhallgatók részére 2018/2019. tanév, II. félév. Név

K=1, tiszta anyagokról van szó. Példa: víz, széndioxid. Jelöljük a komponenst A-val.




Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

Hőmérsékleti sugárzás

Abszorpciós fotometria

Mivel foglalkozik a hőtan?

2010. január 31-én zárult OTKA pályázat zárójelentése: K62441 Dr. Mihály György

Minta MELLÉKLETEK. GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK ÉRETTSÉGI VIZSGA ÍRÁSBELI TÉTEL Középszinten

Általános Kémia GY 4.tantermi gyakorlat

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Számítások ph-val kombinálva

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások

Ideális gáz és reális gázok

BIOGÁZ-TERMELŐDÉS MATEMATIKAI MODELLEZÉSE

Folyadékok és szilárd anyagok

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Műszaki hőtan I. ellenőrző kérdések

Biofizika szeminárium november 2.

Oldódás, mint egyensúly

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

6. Termodinamikai egyensúlyok és a folyamatok iránya

OP-300 MŰSZAKI ADATOK

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

Reakciókinetika és katalízis

Fehérjék szerkezetének kialakulása II

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Spontaneitás, entrópia

Fehérjék szerkezetének kialakulása II. Semmelweis Egyetem. Osváth Szabolcs

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

Szuperkritikus fluid kromatográfia (SFC)

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Manuscript Title: Identification of a thermostable fungal lytic polysaccharide monooxygenase and

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

AZ ACETON ÉS AZ ACETONILGYÖK NÉHÁNY LÉGKÖRKÉMIAILAG FONTOS ELEMI REAKCIÓJÁNAK KINETIKAI VIZSGÁLATA

2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. I. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

Hazai sertéságazat trendjei, jövője, a húsminőség Vágóhídi húsminősítés - trendek, irányelvek itthon és a nagyvilágban

DV285 lemezes hőcserélők, E típus

Anyagátviteli műveletek példatár

Felgombolyodási kinetikák, mechanizmusok

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

PLATTÍROZOTT ALUMÍNIUM LEMEZEK KÖTÉSI VISZONYAINAK TECHNOLÓGIAI VIZSGÁLATA TECHNOLOGICAL INVESTIGATION OF PLATED ALUMINIUM SHEETS BONDING PROPERTIES

Művelettan 3 fejezete


3

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

100 o C víz forrása 212 o F 0 o C víz olvadása 32 o F T F = 9/5 T C Példák: 37 o C (láz) = 98,6 o F 40 o C = 40 o F 20 o C = 68 o F

Az áramlási citometria gyakorlati alkalmazása az ondó rutin analízisben. Hajnal Ágnes, Dr Mikus Endre, Dr Venekeiné Losonczi Olga

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Környezeti analitika laboratóriumi gyakorlat Számolási feladatok áttekintése

A fehérjék harmadlagos vagy térszerkezete. Még a globuláris fehérjék térszerkezete is sokféle lehet.

Automata titrátor H 2 O 2 & NaOCl mérésre klórmentesítő technológiában. On-line H 2 O 2 & NaOCl Elemző. Méréstartomány: 0 10% H 2 O % NaOCl

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Átírás:

Fehérjék stabilitása: stabilitási fázisdiagram, extrém körülmények, termofil és iezofil enzimek meller László Destabilizáló környezeti araméterek Fizikai magas hőmérséklet alacsony hőmérséklet nyomás Kémiai urea nagy koncentrációban GuHl [guadinium klorid] nagy konc. Fizikai araméter: hőmérséklet Kétállaotú modell: natív N és denaturált D HH D -H N H H H + d + d Az átmeneti hőmérsékleten -n: G N G D azaz: G G D -G N G H D - N ha független a hőmérséklettől: H + d H + H + d + ln

H d H H + + H H H + + ln d H H H H G ln ln G c G c G max NAÍV DENAURÁL DENAURÁL ABILI ABILIÁ G N D e w w

Hideg denaturáció Gyakran alatt Méréstechnikai roblémák Megoldás: más denaturáló ágens használata: destabilizáció, c emelkedik. a víz fázisdiagramjának kihasználása: nyomás alatt akár - -ig le lehet menni Mioglobin PGK

A víz fázisdiagramja A nyomás-hőmérséklet fázisdiagram Miért érdekes a nagy nyomás? Milyen nagy nyomás? Miért ne? termodin. aram.,,.. A bioszférában 1 bar 1 kbar echnikailag nehéz 1 bar-os atmoszférában élünk emberi élet 1 bar 1 kpa max. nyomás a bioszférában:1 kbar mélytengerek 1 Ma fehérje szerkezetváltozások 5-1 kbar.5-1 GPa a víz megfagy szobahőm.-en 1 kbar 1GPa Olyan adatok nyerhetők amelyek 1bar-on is értelmezhetőek a bolygók közontjában ~ Mbar 1 GPa a laboratóriumban elért néhány Mbar n.1 GPa 1 bar,1 MPa 1 kbar 1 MPa 1 kbar 1GPa 1Mbar1GPa

Milyen hatása van a nyomásnak? Le-hatelier-Braun-elv nyomás <-> térfogat nyomás V 1 V nyomás <-> térfogat nyomás Milyen hatása van a nyomásnak a fehérjékre? Nyomásdenaturáció V 1 V Fehérje oldatok G ln K R V V ln K + konst. R V rotein V atom +V void +V hydration

Nyomásdenaturáció: lizozim Nyomásdenaturáció: lizozim Amide II 75mg/ml back to.1 MPa Amide I max. osition [cm -1 ] 1/ 6.95 kbar 695 MPa @3 Amide II intensity [a.u.] 1/ 5.83 kbar 583 MPa @3 amide I 9 MPa.1 MPa A nyomás-hőmérséklet fázisdiagram A hőmérsékleti és nyomásdenaturáció egységes termodinamikai leírása A kétállaotú modell: N <-> D GG D -G N Egy referenciaontból indulva integráljuk ki a dg -dt+vd mennyiséget a, ontig: G, G + dt + Vd

1 ln G V G + + + + α β ahol: V β / V / / α / az ún. komresszibilitási faktor, a hőtágulási együttható, az állandó nyomáson mért fajhő esetén: 1 ln + G V G + + + α β Ha α > β /,akkor a G, ontok a síkon egy elliszist határoznak meg A denaturációs ontokon: G Másodfokú -ben is és -ben is!

Kísérleti eredmények - fázisdiagramokra Mennyire igaz ez a kétállaotú modell a valódi fehérjékre, fehérjeoldatokra? Mioglobin Lizozim sak egy denaturált állaot létezik? Intermolekuláris kölcsönhatások? Mioglobin: FIR sektroszkóia Mioglobin: fázisdiagram hideg hő nyomás

Lizozim: FIR ektroszkóia Lizozim: nyomásdenaturáció Amide II 75mg/ml back to.1 MPa Amide I max. osition [cm -1 ] Amide II intensity [a.u.] 1/ 6.95 kbar 695 MPa @3 1/ 5.83 kbar 583 MPa @3 amide I 9 MPa.1 MPa Lizozim: hődenaturáció Lyzozim: - fázisdiagram P1.5 kbar []

Nyomás-hőmérséklet fázisdiagram: a valóság G G P hideg ˆ β + nyomás + ˆ α hő A +... V + V + intermolekuláris kh.: aggregáció conc! nyomás- és hidegdenaturáció: V hődenaturáció: P Aggregációra hajlamos intermedierek keletkezése nyomáskezelés hatására mioglobin Absorbance 158 16 16 164 166 168 17 17.3..1 ν [cm -1 ] Nyomáskezelt kontrol 1 3 4 5 6 7 8 9 1 11 [ ] heat Intermolekuláris kölcsönhatások és a nyomás Intermolekuláris kölcsönhatások és a nyomás tiikus nyomás kbar MPa

Aggregátumok disszociációja nyomással élda: mioglobin Aggregátumok disszociációja nyomással élda: mioglobin A nagy nyomás technikája vastag falú edény kis térfogató gyémántcella A nagy nyomás technikája Nagyon vastag és szilárd falú edény bomba kb 1 cm minta 1 mm 3 otikai ablak

A nagy nyomás technikája DA diamond anvil cell Nagyon kicsi felület ill. térfogat,5mm ~1 nl Alkalmazások

ermofil és iezofil fehérjék Extremofil mikroorganizmusok Nyomáskezelt izza az egyik nagynyomásos konferencián Nyomáskezelt élelmiszerek egy jaán áruházban extrém hőmérsékleten >1 extrém nyomáson több 1 bar extrém kémiai körülmények savas v. lúgos között élnek. Pl. a tenger mélyén, hőforrások közelében, stb. Ezekből izolálhatók a termofil és iezofil fehérjék Hogyan változik a fázisdiagram? hermohiles, a tye of extremohile, roduce some of the bright colors of Grand Prismatic ring, Yellowstone National Park he first extremohile to have its genome sequenced was Methanococcus jannaschii, a microbe that lives near hydrothermal vents,6 meters below sea level, where temeratures aroach the boiling oint of water and the ressure is sufficient to crush an ordinary submarine. Image credit: NOAA

Példa: HP16,5 fehérje a Methanococcus jannaschii-ból Nyomástűrés Nem túl nagy kihívás: bioszférában max. 1 kbar normál fehérjestabilitás kb 5 kbar. Mélytengeri élőlények Pl: Enzimműködés és extrém körülmények Figure 3. Heat-ressure iso-rate contour lots of 95 % inactivation of urified banana PME in mm ris-hl buffer, H 7. for a total rocess time of 3 min k.99858 min-1 based on A the classical thermodynamic model eq 4; B the third-degree thermodynamic model eq 6; From: Binh Ly-Nguyen1 et al, Effect of Mild-Heat and High-Pressure Processing on Banana Pectin Methylesterase: A Kinetic tudy Irodalom Privalov PL. old denaturation of roteins. rit Rev Biochem Mol Biol. 199;54:81-35. Meersman, F., meller, L., Heremans, K 5 Extending the ressure-temeratura state diagram of myoglobin Helv. him. Acta 88, 546-556 ölgyesi, F., Böde s., meller, L., Kim, K. K., Heremans, K., Fidy, J. 4 Pressure activation of the chaerone function of small heat-shock roteins ell. Mol. Biol. 5, 361-369. F. Meersmann, L. meller, K. Heremans A comarative study of cold-, ressure- and heat-induced unfolding and aggregation of myoglobin Biohys. J. 8 635-644. L. meller Pressure-temerature hase diagram of biomolecules Biohys. Biochim. Acta 1595 11-9. L. meller, P. Rubens, K. Heremans 1999 Pressure effect on the temerature induced unfolding and tendency to aggregate of myoglobin Biochemistry 38 3816-38. meller László: A fehérjék konformációs és dinamikai tulajdonságai. Új eredmények nagy nyomással kombinált infravörös és fluoreszcencia sektroszkóiai módszerekkel. MA doktori értekezés Ly-Nguyen B, Van Loey AM, mout, Verlent I, Duvetter, Hendrickx ME. Effect of Mild- Heat and High-Pressure Processing on Banana Pectin Methylesterase: A Kinetic tudy J Agric Food hem. 3 Dec 31;517:7974-9. htt://bartlettlab.ucsd.edu/research.html