Каталитический центр α-химотрипсина как открытая квантовая система

• Автор: Шувалова, Екатерина Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 191 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Общие сведения об а химотрипсине литературный обзор. .

1.1. Сериновые амидгидролазы. Протеолитические ферменты

пищеварительного тракта.

1.2. Субстраты

1.3. Строение сериновых протеаз.

1.4 Особенности пространственной структуры а химотриисина.

Блочная модель. Кластерная динамика а химотрипсина.

1.5 Активный центр а химотрипсина.

1.6. Последовательность химических и конформационных превращений каталитического акта а химотрипсина
1.7. Ферментативный гидролиз а химотрипсина. Феноменология
1.8 Выводы.
1.9 Предпосылки к построению модели
Глава 2. Модель ферментсубстратного комплекса а
химотрипсина .
2.1. Модель а химотрипсин молекулярные ножницы
2.2 Профили поверхности потенциальной энергии водородной связи
Бег 5Н1з ферментсубстратного комплекса ахимотрипсина
Модель стохастического потенциала каталитического центра
2.4 Резюме
2.5 Постановка модельной задачи. Водородная связь
сгСРН Ыс21Нб как квантовая открытая для взаимодействия с
окружением система
Глава 3. Свойства и математические методы описания управляемой бистабильной системы.
3.1 Классическая диффузионная модель Крамерса
3.2 Обобщение модели Крамерса
3.3 Квазиклассические методы расчета скорости перехода через
потенциальный барьер
3.4 Двухуровневое приближение.
3.5 Квазиэиергия и квазиэпергетические состояния Флоке в
периодическом поле
3.6. Метод расщепления оператора эволюции
3.7 Выводы
3.8 Задачи численного моделирования.
ТАБЛИЦА 3.2.1.
Глава 4. Численное моделирование эволюции управляемой бистабильной квантовой системы каталитического центра ахимотрипсина
4.1 Одномерная стационарная задача. Амплитудночастотная
характеристика
4.2 Гармоническое управляющее воздействие.
4.3 Гармоническое воздействие в численном эксперименте
4.4 Воздействие со спектральной линией конечной ширины.
4.5 Моделирование кластерных колебаний. Шум
4.6 Асимметричный потенциал.
4.7 Аддитивное внешнее поле, изменяющее разность глубин ям.
4.8 Импульсное воздействие i
4.9 Редуцированная 3х уровневая квантовая модель релаксации.
4. Двумерная задача.
4. Выводы.
4. Задачи будущего моделирования
ТАБЛИЦА .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


С помощь новой модели выполняются оценки эффективного барьера, критической температуры, разделяющей квантовый и классический режимы, квантовой и классической скоростей перехода протона. Рассматриваются квазиклассичсские методы расчета скорости перехода через потенциальный барьер. Излагаются основные результаты двухуровневого приближения применительно к стационарному двухминимумному потенциалу. Рассматривается метод Флоке расчета в периодическом поле квазиэнергии и квазиэнергетических состояний. Излагается и обосновывается метод расщепления оператора эволюции и условия его применимости, с помощью которого выполняются все численные расчеты Главы 4. В конце главы 3 приводятся выводы и задачи численного моделирования. В четвертой главе стр. В одномерном стационарном потенциале на основании знания частот туннелирования при различных расстояниях между минимумами строится Амплитудночастотная характеристика. Рассматривается параметрическое периодическое управляющее воздействие. И оценивается погрешности вносимые условиями численного эксперимента. Рассматривается параметрическое воздействие, моделирующие кластерные колебания и шум. Оценивается влияние асимметрии на стохастическую динамику протона. Излагаются результаты взаимодействия с аддитивным внешним полем, изменяющим разность глубин ям, в т. Уделяется внимание некоторым вопросам двумерной задачи. В конце главы собраны выводы и сформулирована программа моделирования в будущем. В заключении X стр. Все использованные в диссертации результаты получены автором лично, либо при его определяющем участии, как в постановке задач, так и в разработке моделей, проведении численных расчетов, анализе полученных результатов. Гпава 1. Сериновые амидгидролазы. Гидролиз амидных связей в различных веществах, главным образом белках, катализируется многочисленными ферментами, амидгидролазами. Амидгидролазы встречаются в растениях и во всех без исключения животных организмах, начиная от вирусов и кончая человеком. В частности, к группе сериновых амидгидролаз относятся протеазы системы свертывания крови, протсазы системы первичного отклика иммунного ответа у позвоночных, важные ферменты пищеварительного тракта в т. Общим свойством группы является чувствительность к ингибиторам, взаимодействующим с каталитически акгивным остатком серина, и то, что они функционируют в нейтральной и слабощелочной среде. Молекулярная масса сериновых амидгидролаз лежит в широких пределах 0 кило дальтон. Масса ахнмотрипсина составляет кД. Несмотря на то, что между разными подгруппами протеазы поджелудочной железы, ферменты крови, ферменты беспозвоночных, бактериальные амидгидролазы сериновых амидгидролаз практически отсутствует гомология первичных структур, наблюдается сохранение небольших последовательностей в области каталитического центра и концевого участка Антонов, . Ферменты этой группы сходны и в отношении пространственной структуры. Таким образом, большинство заключений о механизме катализа ахимотрипсином могут быть распространены на всю группу сериновых амидгидоролаз. Гидролизуемая каталитическим центром фермента амидная связь может входить в самые разные, как линейные, так и циклические, структуры в этом заключается причина разнообразия амидгидролаз. Однако, свойства самой амидной связи в составе различных субстратов мало зависит от ее положения в полипептидной цепи. Субстраты. Например, такие протеазы, как ахимотрипсин, папаин и др. Рис. Участки связывания пептидной цепи субстрата в активном центре ахимотрипсина. Обозначения Р Р2 аминокислотные остатки субстрата, обозначения участков связывания фермента. Г1опов, . Однако в эфирах, эффект менее выражен, вследствие более высокой электроотрицательности атома кислорода, по сравнению с атомом азота амидной группы. С ,Ы О,С ,О имеют избыточные заряды. В различных соединениях значения зарядов лежат в пределах 5 е0,0,3, е0,10,8,8 е10,б. Частичные заряды на атомах кислорода и азота определяют способность присоединять протон, а также образовывать водородную связь. Атомы амидной связи О,С,, лежат в одной плоскости, т. Сложноэфирная связь в меньшей степени резонансно стабилизирована.