Взаимодействие ионов и хиральных соединений в модельных и биологических системах

• Автор: Жаворонковс, Александрс Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. О двух фундаментальных биологических асимметриях ионной и хиральной.

1.1. Физикохимические предпосылки возникновения предшественников живой клетки

1.2. О сопряжении ионной и хиральной асимметрий в ионтранспортных

системах мембран

1.3. Физиологические и молекулярные механизмы старения

Глава 2. Исследование взаимодействия ионов и хиральных соединений в

модельных системах

2.1. Исследование изотерм сжатия монослоев хиральных фосфолипидов

2.1.1. Принципы метода, материалы и постановка эксперимента.

2.1.2. Результаты экспериментов и обсуждение
2.2. Фракционирование энантиомеров лейцина в неравновесном тонком поверхностном слое раствора при образовании пен.
2.3. Скорость рацемизации аминокислот и ее зависимость от ионного состава среды.
Глава 3. О функциональной взаимосвязи ионной и хиральной асимметрийбб
3.1. Изменения ионного и хирального гомеостаза при старении и в некоторых патологических состояниях.
3.2. Рацемизация аминокислотных остатков аспартат в белках
3.2.1. Анализ первичной структуры белков с выраженной возрастной рацемизацией.
3.2.2. Перспективы прогнозирования поиска белков с рацемизующимися аминокислотами.
3.3. ЬЛизомеризация ионных каналов мембран. Модельные расчеты избирательности.
3.3.1. Теоретическое исследование изменений ионной избирательности калиевого канала при частичной замене Ьаминокислотных остатков на Оаналоги.
3.3.2. Изменение структуры аквапорина при замене всех Ьаспарагиновых аминокислотных остатков на соответствующие Оэнантиомеры.
Глава 4. Ионы переменной валентности, хиральные соединения и
проблемы экологической безопасности.
4.1. Ионы металлов с переменной валентностью как хиральные
переключатели и как фактор рацемизации
4.2 Хиральная безопасность биосферы как биофизическая проблема
Заключение
Основные результаты и выводы.
Список литературы


Достоверность полученных результатов исследований и обоснованность, положений выводов и рекомендаций подтверждается адекватностью использованных экспериментальных подходов и методик, соответствием следствий теоретических описаний наблюдаемым в экспериментах и естественных условиях явлениям и процессам. Впервые в едином рассмотрении выполнено экспериментальное исследование физикохимических факторов, обусловивших сопряженное возникновение двух фундаментальных асимметрий в живых системах хиральной аминокислоты, углеводы, липиды и ионной в ходе прсдбиологической эволюции. В экспериментах, включавших исследование ленгмюровских пленок, пен, ТПС методом генерации второй оптической гармоники, генерируемой при отражении лазерного излучения от границ разделов фаз, совместно с коллективом исследователей впервые установлена непосредственная зависимость фракционирования энантиомеров, а также физикохимических характеристик ТПС от содержания определенных ионов металлов. Общность механизмов и сопряжение процессов перераспределения ионов и энантиомеров хиральных веществ в тонком поверхностном слое раствора предопределили ионный, состав и хиральную поляризацию внутренней среды предшественников . В численных экспериментах продемонстрировано существенное изменение структуры и ионной специфичности мембранных каналов при замене Ьаминокислотных остатков на Ээнаитиомеры. С помощью анализа аминокислотных последовательностей в белках, подверженных возрастной рацемизации, выявлен ел определенные закономерности, существенные для выяснения механизмов спонтанной рацемизации. Предложена гипотеза относительно связи элементов свободнорадикальной гипотезы старения и процессов возрастной рацемизацииаминокислотных остатков в белках. Получили дальнейшее развитие представления охиральной безопасности биосферы. Биосфера сталкивается с мощным потоком хиральных соединений, формируемым химической, перерабатывающей, фармацевтической, аграрной, пищевой промышленностью. ТПС морской воды с участием ионов металлов может специфическим образом концентрировать, фракционировать, трансформировать хиральные токсические поллютанты. Практическая, значимость работы. В биологических системах ионная и хиральная асимметриифункционально связаны. Сходная взаимосвязь проявляется Внеравновесных нелинейных физикохимических системах. Возрастные изменения и некоторые патологические состояния организма коррелируют с изменениями ионного и хирального гомеостаза. Апробация работы. Результаты работы были доложены на Научной конференции Ломоносов , МГУ имени М. В.Ломоносова, физический, факультет, секция биофизики и медицинской физики Москва, . Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения 4х глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы. Диссертация изложена на 1 страницах, содержит рисунков. Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них в рецензируемых журналах по списку ВАК 2, статьи в других журналах, изданиях и тематических сборниках 1, в материалах конференций 2. Твердислов В. А., Яковенко Л. В., Жаворонков . . Хиральность как проблема биохимической физики. Рос. Журнал Рос. Д.И. Менеделеева, т. I, 1, . С. . Твердислов В. А., Жаворонков . ., Яковенко . . Хиральная чистота биосферы и экологическая безопасность. Экология урбанизированных территорий, 1, . С. 6. Твердислов В. А., Яковенко Л. В., Дмитриев . ., Жаворонков . ., Твердислова И. Л. Происхождение предшественников живой клетки. О двух фундаментальных асимметриях ионной и хиральной. В сб. Проблемы регуляции в биологических системах. Биофизические аспекты. Под ред. А.Б. Рубина. М.Ижевск НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, Институт компьютерных исследований, . Поволоцкая И. С., Жаворонков . ., Твердислов В. А. Локальная структура полипептидных цепей и рацемизация аспартата в белках. В сб. Ломоносов, секция Физика, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова М. С. . Малык А. П., Жаворонков . ., Юрова Т. В. Влияние одновалентных катионов на физикохимические свойства хиральных систем пониженной размерности. В сб. Ломоносов, секция Физика, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова М. С. .