Молекулярный механизм взаимодействия кверцетина с фосфатидилхолином

• Автор: Шарафутдинова, Римма Ринатовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Строение и свойства флавоноидов

1.2 Особенности структуры и некоторые физикохимические свойства кверцетина

1.3 Биологические мембраны и их функции

1.3.1 Структура биологических мембран

1.4 Взаимодействие флавоноидов с биологическими системами Глава 2. Методы исследования

2.1 Ядерный магнитный резонанс 2 Л. 1. Основы ЯМР 2Л Л. 1 Химический сдвиг

2.1 Л .2 Релаксационные эффекты 2Л .2 Ядерный эффект Оверхаузера

2Л.2Л Природа ЯЭО

2.1.2.2 Метод разностных спектров
2.2. Квантовохимические методы расчетов
2.2.1. Основные приближения квантово химических методов расчета электронной структуры молекул
2.2.2 Приближения полуэмгшрических методов и требования
2.2.2.1 Обзор полуэмпирических методов расчета
2.2.2.2 Степень надежности и достоверности результатов квантово химических расчетов
2.2.3 Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном моделировании
Глава 3. Повышение чувствительность спектров ЯМР
3.1. Методы повышения чувствительности
3.2. Алгоритм обработки данных
Глава 4. Эксперименты и квантовохимические расчеты
4.1 Эксперименты ЯМР
4.1.1 Материалы и условия проведения ЯМР экспериментов
4.1.2 Результаты ЯМР С
4.2 Результаты квантовохимических расчетов
4.2.1 Методика проведения квантовохимических расчетов
4.2.2 Исследуемые разновидности комплексов
4.2.3 Изменения структуры и электронного строения квсрце
4.2.4 Изменения структуры и электронного строения ФХ
4.3. Результаты экспериментальных измерений ЯЭО
Обсуждение результатов
Выводы
Список литературы


Учитывая, что при связывании с биологическими системами молекулы класса флавоноидов не претерпевают разрушение своей структуры, то изучение изменений структуры и электронного строения молекул при их взаимодействии является актуальным. Цель работы. Исследование молекулярного механизма взаимодействия кверцетина с ФХ. Научная новизна исследований. Методами ЯМРспектроскопии и квантовой химии показано образование комплексов флавоноида с ФХ за счет взаимодействия системы электронов колец кверцетина и холиновой группы ФХ. Определены значительные изменения пространственной структуры кверцетина при комплексообразовании с ФХ. Эти данные были подтверждены экспериментально измерениями ЯЭО. ФХ. Разработана программа, дающая возможность повысить соотношение сигналшум в непрерывном режиме работы спектрометра. Теоретическая и практическая ценность работы. Результаты исследований взаимодействия кверцстина с ФХ, комплексообразование которых подтверждено экспериментами ЯМР, могут быть использованы при построении теории связи структура биологическая активность. Механизм взаимодействия кверцетина с ФХ представляет как фундаментальный, так и практический интерес. Информация об изменениях конформационных состояний ФХ позволяет предсказать проницаемость клеточных мембран. Определение точек локализации кверцетина дает возможность установить путь доставки лекарственных веществ из препаратов, в которых изучаемое соединение присутствует, и предложить новые эффективные лекарственные формы препарата. Использование разработанного программного продукта с целью обработки массивов данных, полученных экспериментами ЯМР с непрерывной разверткой, позволяет значительно повысить отношение сигналшум. Данная работа проводилась в рамках обширной программы кафедры физики БГМУ но исследованию молекулярного механизма действия биологически активных препаратов с целью построения теории связи структуры молекул с их биологической активностью при поддержке гранта РФФИ Поволжье . Первые упоминания о флавоноидах относятся к началу XIX в. На сегодняшний день идентифицировано около различных молекул, для которых выявлено более видов биологической активности. Они привлекают внимание ученых разносторонней биологической активностью и чрезвычайно низкой токсичностью. Структурной основой всех флавоноидов является флавоновое ядро рис. Каждое соединение данного класса отличается друг от друга в основном количеством и расположением гидроксильных групп. В природе наиболее распространенными являются флавоноиды с тремя или четырьмя ОН группами. Гидрофобность определялась в системе октанолвода, в которой при 7,4, коэффициент распределения большинства флавоноидов превышал 1. Исключение составляет рутин, коэффициент распределения которого 0,4. Представитель класса флавоноидов молекула 3,5,7,3,4 пентаоксифлавонол кверцегин рис. При приеме внутрь, для достижения необходимого эффекта действия, данного вещества требуется в меньших дозах, чем других веществ класса флавоноидов ,. Существует 2 разновидности структуры кверцетина енольиая и кетонная рис. Различие между ними определяется в области кольца В. Енольиая форма является более устойчивым таутомером . Рис. В этой же работе была рассмотрена пространственная структура молекулы кверцетина. Было показано, что при вращении двугранного угла, образованного атомами СодСедСрцСрг рис. В пользу плоской структуры кверцетина говорится и в работах ,. Методом молекулярной динамики показано, что угол СрС2г СцС2 составляет около 2 1, методы АМ1 и РМЗ показали минимум потенциальный энергии при значении угла 3 2, данные рентгеноструктурного анализа показали значение данного угла 7 1. Таким образом, литературные данные указывают на практически плоское строение молекулы кверцетина. Рис. В работе методом РМЗ программы ОАиББГАЫОЗ были рассчитаны значения энергий ЕВзмо и Енсмо молекулы кверцетина, равные 8, эВ и 0, эВ, соответственно. Методом АМ1 программы НурегСЬеш с оптимизацией молекулярной структуры с градиентом 0, ккалмоль получены характеристики молекулы кверцетина площадь 0 А2, объем 7 А3, дипольный момент 3,5 Дб 2. В этой же работе показаны значения зарядов атомов кверцетина, диапазон которых лежит в пределах от 0,3 а.