Способность молекул поглощать свет лежит в основе спектрофотометрии, широко используемой в биологии и медицине для качественного и количественного анализа и для выяснения химической структуры вещества.
В конечном счете все оптические и спектрофотометрические свойства молекул, дающие информацию об их строении определяются расстоянием между энергетическими уровнями молекулы и вероятностями перехода между ними. Эти уровни отвечают различным электронным, колебательным и вращательным состояниям молекул.
Электронные переходы полипептидных и полинуклеотидных цепей и, тем самым, белков и нуклеиновых кислот расположены в ультрафиолетовой области спектра.
Несмотря на большую сложность макромолекул, в них содер-жатся отдельные составные элементы — хромофоры, обладающие определенными индивидуальными структурными и спектральными ха-рактеристиками. Пептидная группа >СО — NH — основной характеристический хромофор полипептидных цепей дает полосу поглоще-ния при 190 нм, обусловленную —* переходом (слайд 7). Другой хромофорной группой является карбонильная группа — С = О, сущест-вующая у всех аминокислот. Образование такого типа связи представлено на примере формальдегида (слайд 7,8),.
В поглощение в ультрафиолетовой об-ласти спектра вносят свой вклад не только —* переходы, но и так называемые n—* переходы. Они обусловлены тем, что на р-орбитали (n-уровень) кислорода расположена не поделенная пара электронов, не участвующая в образовании связи с уг-леродом (слай. Поглощение света в области 225 нм вызывает n—пи* -переходы, в результате которых электрон от не поделенной пары электронов кислорода попадает на разрыхляющую *-орбиталь. (Слайд 9,10).
Однако основными хромофорами белка являются остатки аро-матических аминокислот: триптофан и в меньшей степени тирозин и фенилаланин. Спектр поглощения триптофан, обусловленный его индольным кольцом, с системой сопряженных связей, обладает двумя полосами поглощения при 220 и 280 нм.
В нуклеиновых кислотах основными хромофорами являются пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (цитозин и тимин и ДНК, цитозин и урацил из РНК) азотистые основания нуклеотидов. Наряду с пи—пи* переходами (основная полоса при 260 нм) вклад в общее поглощение дают и n — * переходы («плечи» в области 280−320 нм) с участием не поделенной пары электронов гетероатомов азота и кислорода.
