Исследование механизма транспорта протона бактериородопсином: получение высококачественных рентгеноструктурных данных функциональных состояний

• Автор: Борщевский, Валентин Иванович
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Бактериородопсин

1.1.1. Научная значимость и общая характеристика

1Л .2. Фотоцикл

1.1.3. Методы кристаллизации

1Л .4. Моноэдрическое двойникование кристаллов

1.1.5. Кристаллографические структуры основного состояния

1Л.6. Кристаллографические структуры переходных состояний
1.2. Радиационное повреждение белковых кристаллов
1.2.1. Исторический обзор
1.2.2. Глобальные и специфические проявления
1.2.3. Механизмы возникновения
1.2.4. Исследования кристаллов бактериородопсина
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Получение и кристаллизация бактериородопсина
2.2. Тестирование качества дифракции кристаллов
2.3. Определение фактора двойникования
2.4. Зависимость роста В-фактора от дозы рентгеновского излучения, поглощенной
кристаллом белка
2.5. Экспериментальные разностные Фурье-карты электронных плотностей
2.6. Исследование радиационного повреждения кристаллов бактериородопсина
2.6.1. Сбор, интегрирование и шкалирование кристаллографических данных
2.6.2. Построение и уточнение моделей
2.6.3. Построение карт электронных плотностей
2.7. Исследование образования оранжевой формы бактериородопсина
2.7.1. Сбор, интегрирование и шкалирование кристаллографических данных
2.7.2. Построение и уточнение моделей
2.7.3. Спектроскопические методы исследования
2.8. Исследование структуры основного состояния бактериородопсина
2.8.1. Сбор, интегрирование и шкалирование кристаллографических данных
2.8.2. Построение и уточнение моделей
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1. Двойникование кристаллов бактериородопсина
3.1.1. Прямое наблюдение двойниковых доменов
3.1.2. Связь скорости роста и фактора двойникования
3.1.3. Механизмы образования двойникования
3.1.4. Заключение
3.2. Изменения структуры бактериородопсина под действием рентгеновского излучения
3.2.1. Оценка дозы, поглощенной белковым кристаллом
3.2.2. Специфическое радиационное повреждение
3.2.3. Скорость структурных изменений в активном центре
3.2.4. Структура модифицированного рентгеновскими излучением состояния
3.2.5. Сравнение с ранее опубликованными данными
3.2.6. Связь радиационного повреждения и опубликованных структур переходных
состояний
3.2.7. Исследование структурных изменений, сопровождающих образование
оранжевой формы
3.3. Структура основного состояния бактериородопсина
3.3.1. Общее описание модели
3.3.2. Молекулы воды
3.3.3. Группа, высвобождающая протон
3.3.4. Липидное окружение молекулы белка

3.3.5. Кристаллизация в р-ХуЮС|6+
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
БЛАГОДАРНОСТИ

значительных изменений в структуре полипептидной цепи в О-состоянии нет [121]. Следовательно, структура данного мутанта не отражает действительных изменений, сопровождающих формирование О-состояния [25]. В качестве третьей модели О-состояния рассматривают основное состояние кислотно-голубой формы БР (образующейся при экстремальных pH < 4), поскольку оно имеет схожее распределение зарядов во ВК части белка в области выхода протона [105]. В кислотной форме БР (модель 1X01) обнаружен ион БО*', расположенный в области выхода протона и сильно изменяющий её структуру. Время перехода пурпурой формы БР (существующей в естественных pH) в кислотно-голубую связанно в первую очередь с преодолением энергетического барьера встраивания Б О]' в область выхода протона и составляют около
10“2 -10 с. В то время как время образования О-состояния составляет несколько миллисекунд. Следовательно, присоединение Б О7,' не может происходить в ходе фотоцикла белка, и основное состояние кислотно-голубой формы БР нельзя рассматривать в качестве достоверной модели О-состояния белка.