Кооперативные эффекты при связывании паров водно-органических смесей β-лактоглобулином и поли-N-6-аминогексилакриламидом

• Автор: Миронов, Николай Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Структурные особенности белков и полимеров как рецепторов

1.2. Термодинамика сорбции воды и органических соединений на твердых белках и полимерах.
1.2.1. Сорбция в двухкомпонентных системах белок сорбат и полимер сорбат. Математические модели сорбции

1.2.2. Сорбция и кооперативные эффекты в трехкомпонентных

системах белок или полимер вода органический компонент

1.2.3. Влияние температуры на сорбционные свойства твердых белков, на их каталитическую активность и рецепторные свойства

в водных растворах

1.3. Кооперативные эффекты с участием белков и полимеров, непосредственно не связанные с сорбцией.
1.3.1. Влияние воды на кинетику ферментативных реакций и взаимодействие антиген антитело. Эффекты памяти белков история гидратации.
1.3.2. Кооперативные фазовые переходы термотропных полимеров
в водных растворах и водноорганических смесях
1.4. Влияние липидов на стабильность и рецепторные свойства белков ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Подготовка образцов для определения изотерм сорбции
2.3. Методика определения изотерм сорбции паров органических соединений
2.4. Определение коэффициентов распределения органических соеди
нений между их чистой жидкостью и раствором в липидах.
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1. Влияние температуры и примесей липидов на сорбцию органических соединений высушенным Рлактоглобулином.
3.2. Влияние гидратации, температуры и примесей липидов на рецепторные свойства Рлактоглобулина и коллагена.
3.3. Влияние структуры органических соединений на их сорбцию высушенным полиЫбаминогексилакриламидом в бинарных системах. Оценка биоподобности сорбционных свойств высушенного полиЫ6аминогексилакриламида.
3.4. Влияние гидратации на сорбционное сродство полиЫбаминогексилакриламида к парообразным органическим соединениям
3.5. Влияние органического компонента на рецепторные свойства полиЫ6аминогексилакриламида.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Д. институт органической химии, Дрезден принимавшими участие в обсуждении результатов, а также Бреусом В. В., выполнявшим под руководством автора курсовую и дипломную работы. ГЛАВА 1. В данной главе собраны и систематизированы литературные данные о сорбционных и рецепторных свойствах белков и полимеров. С этой целью дается описание особенностей молекулярной структуры белков и полимеров, которые определяют их рецепторные свойства при связывании нейтральных органических молекул. Большое внимание уделяется данным о термодинамике взаимодействий белковых препаратов и полимеров с парообразными органическими соединениями и водой в двух и трехкомпонентных системах вода органический компонент белок или полимер. Для систем таких типов обсуждаются различные сорбционные модели, применяемые в литературе. Кроме того, подробно рассматриваются имеющиеся в литературе данные о кооперативных эффектах для белков и полимерных гелей, связанные с изменением их гидратации, а также эффекты температуры и примесей липидов на рецепторные свойства и стабильность белков. Важным отличием белков от синтетических полимеров является строго упорядоченная структура их молекул, находящихся в нативном состоянии. Высушенные белки обладают достаточно стабильной структурой, благодаря чему, в отличие от полимеров, не набухают в органических растворителях, сохраняя в них состояние близкое к нативному 1. На рис. Карлсберга практически идентична в водном растворе и в безводном ацетонитриле. Рис. Активный центр субтилизина Карлсберга в безводном ацетонитриле С и в воде О. Каталитическая триада полости с оксианионом и молекулы растворителя показаны с помощью шаростержневой модели, где атомы углерода, кислорода и азота окрашены соответственно в белый, светлосерый и черный цвет 1. Высокая упорядоченность и стабильность структуры молекул белков является ключевым фактором, обеспечивающим высокую селективность и прочность связывания белками нативных субстратов. Связывание субстратов ферментами происходит в особым образом организованные, комплементарные субстратам, активные центры, имеющие обычно форму углублений 2. В этих центрах гидрофобные группы в большей степени, чем в среднем по белку, находятся на поверхности молекулы. Кроме ферментов и других белков, обладающих высоким сродством к одному субстрату, существуют белки, способные связывать широкий круг лигандов. Один из объектов настоящего исследования бычий рлактоглобулин, относящийся к классу белковлипокалинов, которые участвуют в распознавании запахов и вкуса, имеет особые полости для связывания крупных молекул 3, 4. А и приблизительно в середине каждого мономера находится так называемая 3полость, образованная восемью антипараллельными 3слоями 6, рис. При связывании лиганда внутри этой полости могут происходить небольшие структурные изменения, адаптирующие форму рполости, рис. Такая характерная для рлактоглобулина и других липокалипов структура обуславливает их способность к неспецифическому связыванию широкого круч а лигандов 7. Рис. Общий вид мономера рлактоглобулина, описанный с помощью программы МОЬЗСШРТ 6. Схематически изображены молекулы лиганда, связанные внутри полости белка 1 и на поверхности 2. Рис. А Изображение нативной структуры Рлактоглобулина при 6. М7 метионин7 в отсутствии лиганда 6. В Изображение структуры Рлактоглобулина при 7. Жирными линиями обозначен сдвиг фрагмента полипептидной цепи. Других существенных структурных изменений между свободной формой белка и комплексом с пальмитиновой кислотой не наблюдалось в. В случае межмолекулярных взаимодействий белков с низкомолекулярными лигандами, например, органическими расвторителями и водой, связывание лигандов осуществляется не только в активных центрах белковой молекулы, но и во многих других местах, которые могут адаптировать свою форму для связывания лиганда 2. На рис. Карслберга, зафиксированная методом РСА для сшитых кристаллов этого фермента, промытых безводным ацетонитрилом до остаточной гидратации 0. И г Нг белка 1. На рисунке видно, что лишь малая часть связанных молекул ацетонитрила 2 из попадает в активный центр.