Молекулярное распознавание рибонуклеотидов на планарных матрицах дифильных металлокомплексов циклена

• Автор: Турыгин, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Молекулярное распознавание с образованием водородных связей на

межфазных границах

1.2. Молекулярное распознавание за счет водородных связей в водных

средах на межфазной границе водатвердое тело

1.3. Металлокомплексы производных циклена в объеме растворов и в

монослоях Ленгмюра

1.4. Монослои Ленгмюра и пленки ЛенгмюраБлоджетт дицетилциклена

1.5. Заключение по литературному обзору

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Синтез дифильных дицетилциклена ДЦЦ и бис1п циклена
2.2. Материалы
2.3. Получение и исследование монослоев Ленгмюра
2.4. Получение пленок Ленгмюра Блоджетт
2.5. Методы исследования пленок Ленгмюра Блоджетт
ГЛАВА 3. МОЛЕКУЛЯРНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ КАТИОНОВ, АНИОНОВ И НУКЛЕООСНОВАНИЙ В МОНОСЛОЯХ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ гп2ДЦЦ
ГЛАВА 4. МОЛЕКУЛЯРНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ
НУКЛЕООСНОВАНИЙ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ ФОСФАТОВ
АКТИВНЫМИ МАТРИЦАМИ МЕТАЛЛОКОМ1ШЕКСОВ 2ДЦЦ
4.1. Формирование композитных матриц на основе самоорганизованных монослоев и ПЛБ дицетилциклена
4.2. Связывание органических и неорганических анионов активными матрицами САМПЛБ 2п2ДЦ,
4.3. Связывание имидной и фосфатной групп активными матрицами САМПЛБ 7п2ДЦЦ Роль стеричсского фактора в многоцентровом молекулярном распознавании в планарной системе
ГЛАВА 5. САМОСБОРКА БИСЛОЕВ НУКЛЕОТИДОВ НА САМПЛБ
гп2ДЦЦ
ГЛАВА 6. АКТИВНЫЕ МАТРИЦЫ САМУПЛБ ДИФИЛЬНОГО ВИС7п2ЦИ КЛЕНА ДЛЯ ДВУХЦЕНТРОВОГО РАСПОЗНАВАНИЯ УРИДИН 5ФОСФАТА
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Выявлена взаимосвязь между эффективностью образования металлокомплексов и последующим имидным и фосфатным распознаванием в монослое обнаружен эффект ингибирования молекулярного распознавания в присутствии следовых количеств меди. Впервые разработана оригинальная методика формирования чувствительных однослойных пленок ЛенгмюраБлоджетт Хтипа на основе макроциклических соединений на твердых поверхностях, модифицированных самоорганизованными монослоями тиолов композитные матрицы САМПЛБ. Подробно изучено молекулярное распознавание неорганических фосфатов, нуклеооснований и нуклеотидов на активных матрицах САМПЛЬ на основе макроциклических моно и бисцикленов. Выявлена определяющая роль молекулярной структуры макроциклического металлокомплекса в . Рассчитаны основные термодинамические и кинетические параметры связывания нуклеотидов и их компонентов с активными матрицами, предложен механизм взаимодействия исследованных соединений с планарным ансамблем мсталлорсцептов. Показано, что иммобилизация металлокомплексов в САМПЛБ увеличивает сродство металлорецентора по отношению к фосфатанионам в 6 раз. Впервые продемонстрировано двухцентровое связывание уридинмоиофосфата активными матрицами на основе бис2п2циклена. Практическая значимость работы. Созданы ППРчипы на основе монослоев цинксодержащих комплексов производных циклена для распознавания имидной группы биологически важных молекул, для неорганического фосфатаниона и связывания нуклеотидов в водной среде. Чувствительность созданных сенсорных элементов на основе САМПЛБ дицетилциклена составляет 51О9 М для фосфатанионов и 4 М для нуклеооснований пиримидинового ряда. САМПЛБ на основе Ип2ДЦЦ и 2п2БЦ. Глава 1. Создание планарных систем, в которых селективное молекулярное распознавание протекает контролируемым образом за счет множественных слабых взаимодействий между планарным субстратом и связанным им веществом, представляет собой сравнительно новую область в физикохимии поверхностных явлений, возникшую в связи со значительными фундаментальными и прикладными достижениями химии супрамолекулярных систем в объеме растворов. Основные задачи подобных исследований связаны с разработкой планарных биосенсоров и биомиметических моделей для изучения механизмов различных биохимических процессов. Как в объеме растворов, так и на различных межфазных границах, стерические условия акта молекулярного распознавания являются ключевым фактором с точки зрения контроля его эффективности. В связи с этим особое внимание уделяется созданию супрамолекулярных систем, способных выступать в роли матриц, обеспечивающих распознавание посредством водородных связей, поскольку, в отличие от гидрофобных или электростатических взаимодействий, этот тип нековалентной связи обладает пространственной направленностью и реализуется в определенных стерических условиях1. Аналогичные взаимодействия лежат в основе работы разнообразных синтетических молекулрецепторов 4,5, при этом высокую селективность связывания обеспечивает организованное расположение донорноакцепторных областей внутри рецептора 68. Главная проблема в этой области заключается в том, что формирование большинства таких искусственных систем проводится преимущественно в неводных средах, поскольку конкурентные взаимодействия с молекулами воды ограничивают возможности супрамолекулярного синтеза в водных растворах. Так, например, мономерные нуклеотиды вообще не образуют комплементарных пар в воде 9. В общем случае, добавление воды приводит к снижению эффективности связывания гостя синтетическим рецептором и в неводном растворителе ,. При этом подавляющее большинство природных соединений водорастворимы частично или полностью, иили процессы молекулярного распознавания с их участием протекают в присутствии воды. В настоящее время существует два основных подхода для инициированияобразования водородных связей в простых молекулярных системах, находящихся в контакте с водой, которые заключаются либо в обеспечении кооперативного характера взаимодействий как это имеет место, например, при образовании двойной спирали ДНК или с помощью оптимизации состава и свойств, реакционной среды . В работах Новика и др.