Особенности молекулярной подвижности и межмолекулярного взаимодействия белков сыворотки крови в норме и при патологии

• Автор: Бойко, Анна Витальевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Основные свойства белковых молекул.

1.1. Состав и строение белков.

1.2. Поведение белковых молекул в растворе. Теория ДебаяХюккеля

1.3. Основные белки сыворотки крови.

Глава 2. Рассеяние света в растворах биополимеров.

2.1. Метод статического светорассеяния

2.1.1. Основные положения теории рассеяния света.

2.1.2. Теория РэлеяДебая. Определение молекулярного веса рассеивающих частиц

2.2. Метод динамического светорассеяния.

2.2.1. Теоретические основы метода динамического рассеяния света
2.2.2. Теория ДжеймсаЭванса.
Глава 3. Трехкомпонентные лиотропные системы Обзор
литературных данных
3.1. Поведение коэффициента межмолекулярного взаимодействия в трехкомпонентиых растворах. Теория Скэтчарда
3.2. Исследование рассеивающих свойств растворов белков, содержащих малые ионы
Глава 4. Экспериментальное исследование водных растворов белков методами статического и динамического светорассеяния
4.1. Объекты исследования и подготовка образцов.
4.2. Создание моделей сыворотки крови.
4.3. Описание экспериментальной установки
4.4. Результаты экспериментального исследования водных растворов белков методом интегрального светорассеяния
4.5. Описание и калибровка фотоннокорреляционного спектрометра
4.6. Результаты экспериментального исследования оптических параметров белков методом динамического рассеяния света.
4.7. Результаты исследования смеси белков альбумина и углобулина при их различных массовых соотношениях
4.8. Обсуждение результатов и выводы главы 4.
Глава 5. Использование методов статического и динамического светорассеяния для диагностики онкологических и сосудистых заболеваний
5.1. Метод диагностики онкологических заболеваний, основанный на статическом рассеянии света.
5.2. Сравнительное исследование параметров белков плазмы и сыворотки крови здоровых пациентов и онкологических больных.
5.3. Методы получения образцов сыворотки крови животных с искусственно вызванной сосудистой патологией
5.4. Сравнительные результаты экспериментов с сывороткой
крови животных с искусственно вызванной ишемией
5.5. Результаты экспериментов с сывороткой крови крыс при искусственно вызванном геморрагическом инсульте.
5.6. Обсуждение результатов и выводы главы 5
Заключение
Литература


С помощью методов статического и динамического светорассеяния проведено систематическое исследование водных растворов альбуминов , и тглобулина при изменении ряда параметров среды, таких как концентрация макромолекул, определяющий поверхностный заряд белков и ионная сила определяемая концентрацией ионов солей. Впервые показано, что молекулярнодинамические свойства макромолекулы 7глобулина в растворе, такие как коэффициент деполяризации, коэффициент межмолекулярного взаимодействия и коэффициент трансляционной диффузии зависят от концентрации белка, ионной силы и знака поверхностного заряда на белке и имеют экстремумы в изоэлектрической точке. Обнаружено образование наночастиц белковых кластеров в водных растворах тглобулина, содержащих ионы тяжелых металлов, в частности ионы свинца. Впервые обнаружена возможность возникновения двух структурных переходов в растворе тглобулина, содержащего ионы легких или тяжелых металлов. Проведены эксперименты с растворами белков альбумины, углобулин, взятых в различных соотношениях по концентрации в качестве моделей сыворотки крови, что позволило лучше понять результаты исследований нативных образцов сыворотки крови. Показано, что статические и динамические параметры макромолекул белков сыворотки крови в растворах могут значительно различаться по величине для здоровых людей и пациентов с онкологическими заболеваниями. Подтверждено, что в растворах сыворотки крови онкологических больных коэффициент межмолекулярного взаимодействия макромолекул белков имеет отрицательную величину и может рассматриваться как основной диагностический параметр. Впервые методами статического и динамического рассеяния света изучены изменения молекулярных параметров белков сыворотки крови крыс при искусственно вызванной сосудистой патологии. Из сравнения полученных данных с контрольными значениями обнаружено изменение усредненных масс рассеивающих частиц и соответствующих коэффициентов трансляционной диффузии при развитии ишемии и геморрагического инсульта. Впервые обнаружено, что при развитии сердечнососудистых и онкологических заболеваний поведение молекулярных параметров белков сыворотки существенно различается. На основании полученных в работе экспериментальных данных по коэффициентам межмолекулярного взаимодействия впервые показана возможность возникновения двух структурных переходов в растворе тглобулина, содержащего ионы легких или тяжелых металлов. Обнаружено образование наночастиц белковых кластеров в водных растворах тглобулина в присутствии ионов тяжелых металлов, таких как ионы свинца. Установлено, что некоторые параметры макромолекул белков сыворотки крови, а именно коэффициенты межмолекулярного взаимодействия, эффективные массы рассеивающих частиц и коэффициенты трансляционной диффузии могут значительно различаться по величине для здоровых людей и пациентов с онкологическими заболеваниями. Обнаружено изменение усредненных масс рассеивающих частиц и соответствующих коэффициентов трансляционной диффузии при развитии ишемии и геморрагического инсульта у экспериментальных животных. Практическая ценность предлагаемого исследования заключается в том, что полученные в работе результаты способствуют развитию представлений о молекулярнодинамических процессах, происходящих в растворах белковых макромолекул, содержащих ионы легких и тяжелых металлов, а также вносят вклад в понимание природы межмолекулярных взаимодействий. Изученное в работе поведение белковых макромолекул в растворах и их взаимодействие с ионами различных солей, в том числе с ионами тяжелых металлов, позволяет установить возможный молекулярный механизм патологических изменений в сыворотке крови. Данное исследование имеет практическое значение для решения задач экологии и медицины. Материалы диссертации могут быть использованы при разработке физических методов диагностики распространенных заболеваний, а также для создания диагностических приборов ,,,. Методы молекулярной оптики позволяют проводить диагностику распространенных заболеваний на ранних стадиях их развития и дают возможность отличать онкологические заболевания от других, например сердечнососудистых.