Исследование молекулярной динамики в вязких полярных средах и белках методами фосфоресцентных и фотохромных зондов

• Автор: Пастухов, Александр Вениаминович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Исследование динамики полярных растворителей с использованием метода регистрации динамического стоксова сдвига. Теория и эксперимент
1.2. Современные представления о структуре и динамике белков. Реакция переноса электрона в белках.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И ЭКСЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

2.1. Материалы. Способы приготовления образцов

2.2. Экспериментальная установка

2.3. Обработка результатов измерений

ГЛАВА 1. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СОЛЬВАТАЦИОННАЯ ДИАМИКА

ВЯЗКИХ СТЕКЛУЮЩИХСЯ ПОЛЯРНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

3.1. Особенности молекулярной динамики переохлажденных жидкостей и стекол
3.2. Динамика спектральной релаксации фосфоресценции эозина в растворах этиленгликоля и глицерина.
ГЛАВА IV. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА МИОГЛОБИНА
4.1. Структура и функции миоглобина и апомиоглобина.
4.2. Динамика апомиоглобина в вязких, стеклующихся
4.3. Внутримолекулярный перенос электрона в комплексе эозинметмиоглобин.
ГЛАВА V. МИОГЛОБИН КАК МОДЕЛЬНАЯ ФЕРМЕНТАТИВНАЯ СИСТЕМА. СВЯЗЬ КОНФОРМАЦИОШЮЙ ДИНАМИКИ
С ФУ1 КЦИОНАЛЫЮЙ АКТИВНОСТЬЮ.
ЛИТЕРАТУРА


Используемые методы кинетическая фосфоресцентная спектроскопия и регистрация кинетики термической изомеризации фотохрома, ассоциированного с белком, позволяют проводить одновременное изучение медленной молекулярной динамики и кинетики химических превращений, осуществляемых в этой же системе. Определение динамических характеристик бинарных вязких полярных стеклующихся растворителей в широком диапазоне температур 32 К. Исследование динамической подвижности гемсодержащих белков и ее влияния на реакцию внут римолекулярного переноса электрона методом кинетической фосфоресцентной спектроскопии. Создание модельных ферментативных систем на основе небольших глобулярных гембелков и детальное исследование зависимости их функций от различных факторов и, прежде всего, от конформационной динамики белковой матрицы. С использованием метода кинетической фосфоресцентной спектроскопии изучена медленная динамика ориентационной релаксации в низкотемпературных полярных стеклующихся глицериноводных и этиленгликольводных растворах в широком диапазоне температур. I оказано существование широкого распределения времен релаксации в исследованных переохлажденных жидкостях и определены параметры, характеризующие эти распределения. Получены данные, свидетельствующие о гетерогенной структуре низкотемпературных глицериновых растворов. Сделана оценка масштабов и времен реструктуризации гетерогенных областей в глицеримоводиом растворе. Изучена молекулярная динамика и кинетика реакции внутримолекулярного переноса электрона в комплексе эозинметмиоглобин и показана возможность адиабатического механизма реакции переноса электрона в данной системе при низких температурах. М. На основе этой реакции предложена простая модельная ферментативная система, позволяющая изучать влияние различных факторов на процессы биологического катализа. На основании ускорения термической цис транс изомеризации бетаина стильбазола в присутствии некоторых гембелков разработан новый подход к оценке масштабов и времен медленной глобальной конформационной динамики этих белков. В результате проделанной работы получены количественные данные, характеризующие динамику низкотемпературных, бинарных стеклующихся растворов. Обнаруженные в этих системах структурная гетерогенность и возможность существования нескольких аморфных фаз при одинаковых условиях имеют важное значение для понимания процессов, протекающих в стеклах и переохлажденных жидкостях. Отработана методика использования регистрации динамического стоксова сдвига для определения диэлектрических параметров локального окружения в таких микрогетерогенных системах, как глобулярные 1 емсодержащие белки. I Тредложена простая модельная ферментативная система на основе комплекса миоглобин бетаин стильбазола. Эта система позволяет исследовать влияние большого набора факторов таких, как и ионная сила среды, температура, вязкость, структура активного центра, природа иона металла, конфирмационная динамика на каталитическую активность белка. С использованием того факта, что некоторые гембелки способны ускорять термическую изомеризацию бетаина стильбазола, развита методика изучения медленной крупномасштабной конформационной динамики этих белков. В работе представлены результаты работы, выполненной лично автором по ряду научноисследовательских проектов, связанных с изучением молекулярной динамики в гетерогенных системах низкотемпературных, вязких бинарных растворах и белках методами кинетической фосфоресцентной спектроскопии и изомеризующихся зондов. По результатам работы опубликовано 7 статей и тезисов докладов. Влияние молекулярной динамики на фотоиндуцированный перенос электрона в комплексе эозин миоглобин В. Р.Фогель. А.В. А.И. Котельников, Б. Л.Психа, Биофизика, . Т., В. I.iv, V. V.v, V. Viiv, . Vi, , v. Динамика сиектрчьной релаксации фосфоресценции эозина в переохлажденных водных растворах этиленгликоля А. В.Пастухов, В. Р.Фогель, А. И.Котельников, Д. В.Худяков, Б. Л.Психа, Опт. Т., 3,
4. V.. V. . V.v, . I.iv,. Особенности низкотемпературной спектральной релаксации фосфоресценции эозина в глицериноводной смеси А. В.Пастухов, В. Р.Фогель, А. И.Котельников, Опт. Т., 3, с. Катализ темповой стадии реакции цистранс изомеризации бетаина стильбазола миоглобином В. Р.Фогель, А. В.Пастухов, А. И.Котельников, Биофизика, , Т. В.2, с.