Особенности межмолекулярного взаимодействия молекул коллагена в водных растворах

• Автор: Сергеева, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 03.00.02, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1, Основные свойства белковых молекул.

1.1 Состав и строение белков.

1.2 Физикохимические свойства коллагена.

1.3 оведение белковых молекул в растворе. Теория ДебаяХюккеля Глава 2, Рассеяние света в растворах биополимеров. Метод

статического рассеяния света

2.1 Основные положения теории рассеяния света

2.2 Теория РэлеяДебая. Определение молекулярного веса и второго вириального коэффициента рассеивающих частиц

2.3 Теория Скэтчарда.

Глава 3, Рассеяние света в растворах биополимеров. Метод динамического рассеяния света.
3.1 Корреляционная функция интенсивности рассеянного
света.
3.2 Вириальное разложение для коэффициента трения в растворах
белков
3.3 Теория Джеймса Эванса
Глава 4. Обзор литературных данных по физическим свойствам
коллагена.
Глава 5, Экспериментальное исследование водных растворов коллагена методом статического светорассеяния.
5.1 Объекты исследования и подготовка образцов для измерений
5.2 Описание экспериментальной установки.
5.3 Результаты экспериментального исследования водных растворов коллагена методом статического светорассеяния.
5.4 Обсуждение результатов и выводы
Глава 6. Экспериментальное исследование водных растворов коллагена методом динамического светорассеяния.
6.1 Принципы работы фотоннокорреляционного спектрометра
6.2 Динамические свойства молекул коллагена в водных растворах с добавлением солей различных металлов.
6.2.1 Экспериментальные результаты.
6.2.2 Обсуждение результатов.
6.3 Изучение угловых зависимостей интенсивности рассеянного света в водных растворах коллагена с добавлением солей различных
металлов.
6.3.1 Экспериментальные данные
6.3.2 Методы обработки экспериментальных данных метод асимметрии и метод двойной экстраполяции
6.3.3 Результаты, полученные с помощью обработки методами асимметрии и двойной экстраполяции.
6.3.4 Обсуждение результатов.
6.4. Исследование температурных зависимостей коэффициента
трансляционной диффузии молекул коллагена в водных растворах.
6.4.1 Результаты эксперимента
6.4.2 Обсуждение результатов и выводы
Выводы.
Литература


Тем не менее, превышение допустимой концентрации металлов в окружающей среде создает серьезную угрозу здоровью человека . Особенно опасны тяжелые металлы, имеющие атомный вес больше . В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них. Многие тяжелые металлы проявляют комплексообразующис свойства. В водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора. В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека, другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, они даже в небольших концентрациях способны серьезно нарушить нормальное течение физиологических процессов. Среди наиболее опасных для здоровья человека и животных выделяют ртуть, свинец и кадмий. Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Проникая внутрь организма, свинец даже в малых количествах задерживается в нем и постепенно замещает кальций, который входит в состав костей. Это приводит к хроническим заболеваниям. Имея большой ионный радиус КрЬ21, А, этот металл очень сильно влияет на процесс кластерообразования даже при очень малых концентрациях. Белки в водных растворах имеют тенденцию к агрегации в зависимости от их физикохимического состояния. Этот процесс часто бывает необратимым и может являться признаком некоторых серьезных заболеваний в организме человека. Агрегация и другие процессы, происходящие с белковыми макромолекулами в растворах, зависят от природы белков, их концентрации, типа растворителя, солей, ионов металлов, кислот, оснований, показателя , температуры и других факторов . Патологические изменения в структуре коллагеновых фибрилл являются причиной ряда заболеваний соединительной ткани коллагеновые болезни и характеризуются поражением органов, а именно, суставов, сердца, сосудов, мышечной и кожной ткани. , концентрация белка, ионная сила, температура, в том числе вредное воздействие ионов токсичных металлов методами статического и динамического рассеяния света. В данной работе для определения молекулярных параметров коллагена использовались линейные оптические методы статическое и динамическое рассеяние света. Особое внимание уделялось динамическому светорассеянию, с помощью которого изучались механизмы образования супермолекулярных наноструктур коллагена в водных растворах с ионами металлов, имеющих большие ионные радиусы. С помощью метода статического светорассеяния были получены зависимости эффективной массы макромолекул коллагена в водных растворах при различных значениях показателя среды. При 4. М гмоль хорошо согласуется с литературными данными. Впервые была определена изоэлектрическая точка белка коллагена 6. Для определения изоэлектрической точки коллагена исследовалась зависимость коэффициента деполяризации от раствора. Экстремум этой зависимости наблюдается при значении 6. Получено, что зависимость коэффициента межмолекулярного взаимодействия от в водных растворах коллагена нелинейна и имеет параболический характер с минимумом в изоэлектрической точке 6. Впервые с помощью метода фотонно корреляционной спектроскопии получены значения коэффициента трансляционной диффузии в чистом водном растворе коллагена и в растворах, содержащих соли СайОд и С1. зависимости коэффициента Д имеют максимум близи изоэлектрической точки белка. Впервые обнаружено, что размер ионных радиусов металлов сильно влияет на характер электростатического взаимодействия между макромолекулами коллагена. Взаимодействие ионов калия и тяжелого металла свинца, обладающих сравнительно большими ионными радиусами К 1,ЗЗА, РЬ21,2А, в растворах с коллагеном приводят к образованию макромолекулярных комплексов дииольных белковых наноструктур. Было показано, что значения коэффициентов трансляционной диффузии в водных растворах коллагена, содержащих соли КС1 и РЬСН3СОО2, уменьшаются с ростом ионной силы раствора. Это указывает на увеличение массы частиц в растворах с ростом концентрации ионов К и РЬ .