Одной из наиболее типичных черт развития науки в последние десятилетия является возникновение и бурный рост новых отраслей биологии, таких, как молекулярная биология, молекулярная генетика, молекулярная фармакология и др. Все они представляют собой ответвления биохимии и изучают жизненные явления на молекулярном уровне. Важнейшей предпосылкой их быстрого и успешного развития следует считать разработку принципиально новых и высокоэффективных методов разделения сложных смесей макромолекулярных веществ, составляющих основу живой материи.
Первое место среди этих методов, бесспорно, принадлежит электрофорезу, который благодаря своей доступности, относительной простоте и разнообразию решаемых с его помощью задач получил необычайно широкое распространение. К настоящему времени разработано огромное множество методических вариантов электрофореза и их описанию посвящена необъятная литература.
Предлагаемая вниманию советского читателя монография известных венгерских специалистов занимает в этой литературе особое место. Она представляет собой своеобразное энциклопедическое обобщение всех современных знаний об электрофорезе. Но ее нельзя рассматривать как практическое руководство для лабораторной работы. Основная цель авторов состояла в критической оценке существующих методов электрофореза и всестороннем обсуждении их характерных особенностей, что позволяет правильно выбрать метод, наиболее пригодный для решения той или иной конкретной задачи. При описании большинства специальных методов подробно изложены только важнейшие приемы работы, поэтому для ознакомления с деталями читателю следует обращаться к соответствующим оригинальным работам. Кстати, при сравнительно небольшом объеме книга содержит огромный библиографический указатель (более 1400 источников).
Книга состоит из четырех неравных по объему частей. Первая— самая большая — посвящена теоретическим основам и методическим аспектам электрофореза. После краткого обзора
Предисловие редактора перевода общих принципов электрофореза авторы излагают способы электрофоретического разделения макромолекул в свободной среде с подвижной границей. Эти приемы, требующие очень сложной оптической аппаратуры, представляют в настоящее время лишь исторический интерес. Далее рассмотрены вопросы теории и практики зонального электрофореза. При этом подробно описаны как более ранние методы разделения (на бумаге и в гранулированных поддерживающих средах), так и самые современные (в гелях).
Электрофорез в ге,"п:с, и особенно в полиакриламидном геле, занимает сейчас ведущее положение среди методов разделения макромолекул. Поэтому оправдано то углубленное внимание, которое авторы уделили данному вопросу. Оно нашло выражение в детальном описании многих модификаций метода, рассмотрении преимуществ и недостатков различных гелей, а также в обсуждении возможных причин артефактов, возникающих иногда при электрофорезе этого типа. В первой части книги рассмотрены также теоретические и практические аспекты новых видов электрофореза — нзоэлектрического фокусирования и изотахофореза, причем хорошо очерчены возможные области применения этих методов, их сильные и слабые стороны. Все это позволит читателю уверенно выбрать тот вариант электрофореза, который поможет ему наиболее удачно решить
поставленные задачи.
Последние разделы первой части книги касаются выявления, количественного определения и характеристики макромолекул на электрофореграммах. Здесь обстоятельно описаны самые различные практические приемы, причем авторы придают важное значение некоторым, казалось бы, второстепенным деталям, таким, как высушивание и разрезание электрофоре-
грамм.
Если первую часть книги можно рассматривать как раздел, посвященный общим вопросам электрофореза, то три последующие части представляют собой изложение основ «частного» электрофореза, т. е. описание принципов и техники электрофоретического разделения макромолекул разных типов: белков (часть II), нуклеиновых кислот (часть III) и гликозаминогли-канов (часть IV). Во всех этих частях приведены исчерпывающие сведения об особенностях разделения каждого из перечисленных типов макромолекул и даны строго обоснованные рекомендации для выбора конкретных методик.
Большим достоинством книги является подробное описание многочисленных вариантов метода иммуноэлектрофореза, в котором высокая разрешающая способность, свойственная электрофорезу в гелях, сочетается со строгой специфичностью иммунных реакций.
В частях II—IV авторы во избежание повторений нередко отсылают читателя к предыдущим разделам, где даны более полные сведения, необходимые для понимания трактуемого вопроса.
Книга отличается четкой рубрикацией и хорошо иллюстрирована. В целом она представляет собой ясно и доступно изложенное фундаментальное руководство по электрофорезу, рассчитанное на специалистов различного профиля. Нет сомнения п том, что советские читатели с интересом встретят данную книгу и она окажется надежным помощником в их практической или научно-исследовательской работе.
Перевод книги выполнили Е. Б. Майзель (часть I), M. С. Морозова и С. Н. Хилько (части II—IV).
В. И. Розенгарт
Метод электрофореза широко используется при исследовании биологических макромолекул. Он отличается относительной простотой и дешевизной, что позволяет приспособить некоторые его варианты для массовых анализов, например, в клинических лабораториях. В этой книге мы попытались обобщить сведения о методах, основанных на движении макромолекул—в электрическом~пол|. Такая попытка оправдана тем, что примерно за 40 лет существования электрофореза было создано огромное множество его разновидностей. Об этом свидетельствует хотя бы то, что выборочный описок статей по электрофорезу, опубликованных только за период с 1968 тю 1972 г. (J. Chromatography, Supplementary Volume, No. 4, 1975), включает 8236 названий. Общее же число статей, несомненно, гораздо больше. Поэтому нашу задачу мы видели не в том, чтобы дать обзор всей литературы по электрофорезу, а в том, чтобы описать теоретические основы и практические аспекты наиболее важных его вариантов, а также привести характерные примеры использования этого метода при изучении белков, нуклеиновых кислот и гликозаминогликанов.
В процессе работы над книгой мы вскоре поняли, что критическая оценка преимуществ и недостатков отдельных методов принесет читателю больше пользы, чем простое перечисление лабораторных прописей. Тем не менее некоторые наиболее важные процедуры описаны весьма детально, что позволит легко 'воспроизвести их в экспериментальной работе. Для специальных же методик указаны лишь самые существенные моменты, а подробности читатель сможет найти в соответствующих оригинальных работах. В главах, посвященных методам выделения различных групп белков, нуклеиновых кислот и гликоз-аминогликанов, мы стремились показать, что применение того или иного приема фракционирования обусловлено свойствами разделяемых макромолекул данного типа. Во многих случаях выбор электрофоретическото метода зависит от способов выделения и очистки анализируемого образца
Фирмы, выпускающие оборудование и реактивы, указаны илмп лишь в тех случаях, когда этого нельзя было избежать. Никакой систематической информации об источниках получения оборудования и реактивов мы не даем, поэтому следует подчеркнуть, что упоминание или иеупоминание какой-либо фирмы никак не связано с оценкой ее продукции.
Мы получили разрешение владельцев авторских прав на воспроизведшие рисунков и таблиц из различных публикаций, :tn что приносим им свою благодарность. Выражаем глубокую признательность всем коллегам, предоставившим нам оригиналы^ рисунков, приславшим препринты своих неопубликованных рлбот или оказавшим нам помощь ценными советами и крити-•иткнмн замечаниями. Наконец, но не в последнюю очередь, мы должны поблагодарить наших жен за терпение, проявленное ими при подготовке бесчисленных вариантов рукописи этой книги.
Э. Гааль
Г. Медьеши
Л. Верецкеи
Оглавление
Предисловие редактора перевода..........
Предисловие................
Список сокращений...............
I. Теоретические и методические основы электрофореза
1.1. Принципы электрофореза. Краткий обзор.......
1.2. Электрофорез с подвижной границей.......
1.3. Зональный электрофорез без поддерживающей среды
1.3.1. Зональный электрофорез в свободной среде со стабилизацией зон вращением...........
1.3.2. Непрерывный электрофорез в тонком слое жидкости (проточный электрофорез в свободной среде) .....
1.4. Зональный электрофорез в градиенте плотности.....
1.5. Зональный электрофорез в поддерживающей среде с капиллярной структурой. Общие соображения . . •......
1.6. Электрофорез на фильтровальной бумаге.......
1.7. Электрофорез на ацетате целлюлозы........
1.8. Электрофорез в колонках и блоках гранулированной поддерживающей среды..............
1.8.1. Электрофорез в горизонтальных блоках
1.8.2. Электрофорез в колонках с гранулированной поддерживающей средой .............
1.9. Электрофорез в агаровом и агарозном гелях......
l!w.l. Теория электрофореза в агаровом (агарозном) геле
1.9.2. Аналитический электрофорез в агаровом (агарозном) гело
1.9.3. Препаративный электрофорез в агаровом и агарозном гелях
1.10. Электрофорез в крахмальных гелях........
1.11. Электрофорез в полиакриламидном геле.......
1.11.1. Теория электрофореза в полиакриламидном геле
1.11.2. Физико-химические свойства составных частей геля
1.11.3. Аналитический электрофорез в полиакриламидных гелях
1.11.4. Препаративный электрофорез в полиакриламидном геле
1.12. Изоэлектрическое фокусирование.........
1.12.1. Формирование градиентов рН........
1.12.2. 1Четодиче,ские приемы изоэлектрического фокусирования
1.12.3. Трудности, связанные с разделением белков методом ИЭФ
4f
1.13. Изотахофорез..............165»
1.14. Источники питания.............178
1.15. Обнаружение, количественное определение и характеристика макромолекул после электрофореза........181-
1.15.1. Выявление макромолекул по поглощению ультрафиолетового света и флуоресценции........181
1.15.2. Выявление разделенных при электрофорезе компонентов путем их окрашивания..........184
1.15.3. Сканирование окрашенных электрофореграмм . . . 190»
1.15.4. Фотографирование электрофореграмм.....194
1.15.5. Высушивание полиакриламидных гелей.....199*
1.15.6. Разрезание полиакриламидных гелей...... 201.
1.15.7. Выявление радиоактивности после электрофореза . . 204
II. Электрофорез белков
11.1. Поведение белков при электрофорезе........ 212'
11.2. Разделение белков в соответствии с размерами молекул: определение их молекулярной массы.......... 217
П.З. Двухмерный электрофорез........... 227"
11.4. Иммуноэлектрофорез и родственные методы...... 235
П.4.1. Иммуноэлектрофорез в агаровых или агарозных гелях . 236
П.4.2. Иммунофиксация........... 246
П.4.3. Электросинерез (встречный электрофорез, электроиммуно-
осмофорез)............. 246
П.4.4. Электроиммуноанализ (электроиммунодиффузия, ракетный
иммуноэледтрофорез).......... 248
П.4.5. Перекрестный Иммуноэлектрофорез (перекрестный электрофорез в системе) антиген—антитело) ... . . 252' П.4.6. Способы усиления преципитации при электроиммуноана-
лизе и перекрестном иммуноэлектрофорезе .... 263
11.5. Окрашивание белков на электрофореграммах..... 266
11.6. Обнаружение белков по их ферментативной активности . . 279
11.6.1. Дегидрогеназы............ 283
П.6.2. Пероксидазы............. 288
П.6.3. Редуктазы............. 291
П.6.4. Трансферазы............. 292'
11.6.5. Гидролазы............. 2?5-
11.6.6. Фосфатазы............. 298
П.6.7. Пептидазы и протеиназы......... 301
П.6.8. Лиазы............... 304
11.7. Электрофоретическое разделение! некоторых групп белков . . 306
П.7.1. Ядерные; белки........... 306
11.7.2. Рибосомные белки.......... 309
11.7.3. Мембранные белки.......... 315-
П.7.4. Гемоглобины человека ... ...... 320
11.7.5. Электрофоретическая картина белков плазмы крови . 328
11.7.6. Наследственные структурные вариации белков плазмы крови.............. 336
11.7.7. Липопротеиды плазмы крови ....... 350
11.7.8. Белки спинномозговой жидкости....... 359
И.7.9. Белки мочи............. 364
П.7.10. Белки молока........ 365-
III. Электрофорез нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов
III. 1. Электрофоретическне методы разделения нуклеиновых кислот и полинуклеотидов .............
III. 1.1. Электрофорез нуклеиновых кислот в агаровом и агароз-ном гелях.............
III. 1.2. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидных гелях ...............
III. 1.3. Электрофорез нуклеиновых кислот в полиакриламидно-агарозных гелях...........
111.1.4. Особые проблемы, возникающие при электрофоретическом разделении нуклеиновых кислот .......
111.1.5. Изоэлектрофокусирование нуклеиновых кислот
II 1.1.6. Обнаружение нуклеиновых кислот после электрофореза III.1.7. Препаративный электрофорез нуклеиновых кислот в геле II 1.1.8. Микрометоды электрофоретического разделения нуклеиновых кислот . . .........
[II.2. Определение молекулярной массы полинуклеотидов
III.3. Электрофорез нуклеопротеидных частиц......
IV. Электрофоретическое разделение гликозаминогликанов
Литература Предметный указатель
Цена книги: 300руб.
