Исследование структурно-функциональных свойств молекул гемоглобина человека, модифицированных некоторыми производными декстрана и полиэтиленгликолем

• Автор: Савостин, Владислав Сергеевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1 Л. Структура Й1 Некоторые физикохимические свойства молекул те моглобина человека

1.2. Проблема создания искусственных кровезаменителей на основе растворов гемоглобина человека
1.3. Структура, физикохимические свойства низкомолекулярного декстрана и применение препаратов на его основе в биологии и медицине

1.4. Структура, физикохимические свойства полиэтиленгликоля и его

использование в биологии и медицине

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования

2.1. Объект исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Получение растворов гемоглобина человека

2.2.2. Модификация гемоглобина нативным декстраном

2.2.3. Получение диальдсгиддекстрана из рсополиглюкииа
2.2.4. Синтез конъюгата диальдегиддекстрангемоглобин
2.2.5. Модификация гемоглобина полиэтилснгликолем
2.2.6. Гельхроматография растворов гемоглобина человека
2.2.7. Определение количества полисахарида в конъюгате гемоглобин диальдегиддекстран
2.2.8. Определение количества белка в конъюгате гемоглобин диальдегиддекстран
2.2.9. Регистрация электронных спектров поглощения растворов на тивного и модифицированного гемоглобина человека
2.2 Определение содержания основных лигандных форм гемогло бина в растворе
2.2 Определение количественного содержания сульфгидрильных групп в растворе нативного и модифицированного гемоглобина методом спектрофотометрического титрования
2.2 Дискэлектрофорез гемоглобина в полиакриламидном геле
2.2 Определение количества иононных 1рупп методом кислотно основного титрования
2.2 Модификация гемоглобина гуанидингидрохлоридом
2.2 Термостатирование растворов гемоглобина
2.2 Определение интенсивности светорассеяния растворов гемо глобина
2.2 Создание компьютерных моделей комплексов гемоглобин диальдегиддекстран и расчет некоторых параметров структуры моле кул нативного и модифицированного гемопротеида
2.2 Статистическая обработка экспериментальных данных ГЛАВА 3. Физикохимические свойства и структурные характерисги ки молекул гемоглобина человека, модифицированного реополиглюкином и диальдегиддекстраном
3.1. Гельхромато1рафические свойства молекул гемоглобина, моди фицированного реополиглюкином и диальдегиддекстраном
3.2. Влияние реополигшокина и диальдегидцекстрана на содержание сульфгидрильных групп в растворе гемоглобина человека
3.3. Влияние различных препаратов декстрана на электрофоретиче ские свойства.гемоглобина человека
3.4. Кислотноосновные свойства молекул гемоглобина человека, мо дифицированного реополиглюкином и диальдегиддекстраном
3.5. Спектральные характеристики растворов нативного и модифици рованного гемопротеида
ГЛАВА 4. Влияние реополиглюкина и диальдегидцекстрана на устой
чивость молекул гемоглобина человека к действию денатурирующих
4.1. Влияние реополиглюкина и диальдегидцекстрана на термоста бильность молекул гемоглобина человека
4.2. Электронные спектры поглощения растворов нативного и моди фицированного соединениями декстрана гемоглобина человека в присутствии гуанидингидрохлорида
4.3. Исследование влияния гуанидингидрохлорида и температуры на интенсивность светорассеяния растворов нативного и конъюгированного с диальдегиддекстраном гемоглобина человека
ГЛАВА 5. Создание и анализ компьютерных моделей комплексов ге моглобиндиальдегидцекстран
5.1. Построение пространственных моделей молекул диальдегиддек страна и гемоглобина
5.2. Создание компьютерных моделей комплексов гемоглобин 2 диальдегиддекстран
5.3. Изучение влияния диальдегиддекстрана на структуру и свойства 7 молекул гемоглобина человека с использованием компьютерных моделей их комплексов
ГЛАВА 6. Исследование влияния полиэтиленгликоля на физико
химические свойства и стабильность молекул гемоглобина человека
6.1. Влияние полиэтиленгликоля на структурные характеристики и 9 физикохимические свойства молекул гемоглобина
6.2. Влияние полиэтиленгликоля на стабильность молекул гемоглоби 6 на человека
факторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНА И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИИ
ИЪ дезокси гемоглобин
НЬОг оксигемоглобин
МШЬ метгемоглобин т интенсивность светорассеяния
ГГХ гуанидингидрохлорид
ДАД диальдегиддекстран
ДСН додецилсульфат натрия
ДФГ дифосфоглицерат
ПААТ полиакриламидный гель
ПХМБ парахлормеркурийбензоат
ПЭГ полиэтиленгликоль
РП реополиглюкин
ЭСП электронный спектр поглощения.
ВВЕДЕНИЕ


Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает 1 страницу машинописного текста, 9 таблиц, рисунков. Состоит из Введения, 6 глав, Заключения и Выводов. В списке цитируемой литературы 5 работ, из них отечественных и зарубежных. ГЛАВА 1. Гемоглобин дыхательный белок крови, переносящий молекулярный кислород от легких к тканям в организмах позвоночных животных. Гемоглобин основной компонент эритроцитов, в которых его содержание составляет более от всех белковых компонентов А. Ленинджер, . Химически гемоглобин относится к группе хромопротеидов. Его простетическая группа представлена гемом, а белковая часть глобином. Гем состоит из органической части и атома железа П. А. Коржуев, . Органическая часть протопорфирин образована четырьмя пиррольньтми группами, которые, соединяясь метиленовыми мостиками, образуют тетрапиррольпое кольцо. Бе гем или окисленном Бе гемин состояниях. Врезультате комплексирования закисного железа Ре2, атом железа в ферроформе с протопорфирином IX порфирин, у которого в положениях 1, 3, 5, 8 находятся метильные группы, в положениях 6, 7 остатки пропионовой кислоты образуется простетическая группа гемоглобина СзДГСГе Комплекс протопорфирина IX с железом в окисном состоянии Бе , атом железа в ферриформе представляет собой гемин, а его соединение1 с глобином называется метгемоглобином Л. А. Блюменфельд, П. А Верболович, А. В. Утешсв . Соответствующие формы гемоглобина называются феррогемоглобин или ферригемоглобин. Обратимо связывать кислород способен только феррогемоглобин. Атом железа может образовать шесть координационных связей. Четыре связи направлены к атомам азота пиррольных колец рис. Такой комплекс является четырехкоординированным и имеет почти плоскую структуру Л. И. Иржак, . Рис. Координационная ненасыщенность обусловливает способность железопорфиринов образовывать химические связи с рядом молекул и ионов В. Кои, . Пятое координационное место тема в гемоглобине занято связью с атомом азота имидазола ближайшего гистидина. Гем находится в специальном углублении кармане и ориентирован по отношению к молекуле гемоглобина в целом так, что одним краем обращен к внутренней области, а другим наружу, в сторону растворителя В. М. Степанов, . Связь между гемом и глобином становится неустойчивой под влиянием различных физикохимических факторов. Можно наблюдать, что Нгем, не связанный с глобином, по крайней мере, в водных растворах, не способен обратимо присоединять кислород и вместо этого окисляется до IIIгемина, который не может далее взаимодействовать с лигандом Л. И. Иржак, . Исходя из этого, становится очевидной та роль, которую играет белковая часть молекулы в проявлении гемопротеидом функциональных свойств. Молекула гемоглобина состоит из четырех субъединиц двух а и двух р и соответственно содержит четыре полииептидные цепочки двух сортов. Каждая ацепочка содержит 1, а рцепочка 6 аминокислотных остатков табл. Таким образом, вся молекула гемоглобина человека включает 4 аминокислоты. Видовая вариабельность гемоглобинов связана с различием некоторых аминокислот, но не затрагивает ключевых инвариантных остатков Х. Д. Якубке, X. Эшкайт, . Глобиновые цепи образуют 8 спиральных сегментов ПолингаКори правых а спиралей разной длины, обозначаемых буквами латинского алфавита от А до И, начиная с конца, разделенных неспиральными участками. Субъединицы упакованы в тетрамсрс таким образом, что образуют макромолекулу сферической формы длиной 6,4 нм, шириной 5,5 нм и высотой 5,0 нм . Одна пара идентичных субъединиц i и а2 расположена параллельно друг другу двумя уплощенными вытянутыми сферами, отчего между ними остается пространство шириной до 1,0 нм. Вторая пара идентичных субъединиц i и р2 по отношению друг к другу располагается так же, как и предыдущая, но почти перпендикулярно ей. Внутри тетрамера существует свободная от атомов полость, пронизывающая всю молекулу по ее высоте на 5,0 нм. В полость обращены некоторые полярные группы аминокислотных остатков, среди которых отмечают серии и треонин, расположенные вдоль Нсегмента а цепи.