Исследование ядра сворачивания апомиоглобина

• Автор: Барышникова, Екатерина Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР Л ИТЕРАТУРЫ.

1.1. Проблема сворачивания белка

1.2. Модели сворачивания белка

1.3. Промежуточные состояния белковой молекулы, реализующиеся в процессе ее сворачивания.

1.4. Переходное состояние и ядро сворачивания белка

1.5. Характеристика объекта исследования.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ .

2.1. Материалы.

2.2. Приборы, параметры и условия измерений .

2.3. Биохимические методы.
2.3.1. Экспрессия генов
2.3.2. Выделение и очистка белков.
2.4 Физические методы исследования
2.4.1. Абсорбционная спектроскопия
2.4.2. Флуоресцентная спектроскопия.
2.4.3. Круговой дихроизм
2.4.4. Сканирующая микрокаториметрия
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К АНАЛИЗУ КИНЕТИЧЕСКИХ
ДАННЫХ ДЛЯ БЕЛКОВ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ СОСТОЯНИЕМ НА ПРИМЕРЕ АПОМИОГЛОБИНА.
3.1. Экспрессия и выделение апомиоглобина и его мутантных форм
3.2. Выбор условий для равновесных и кинетических исследований апомиоглобина.
3.3. Исследование равновесных свойств апомиоглобина при
С, рН6.2 .
3.4. Исследование кинетики сворачиванияразворачивания апомиоглобина
3.5. Построение и анализ зависимостей констант скоростей сворачиванияразворачивания апомиоглобина от концентрации дснатуранта
3.6. Анализ зависимости констант скоростей сворачиванияразворачивания от концентрации денатуранта
в случае отсутствия загиба на ветви сворачивания
3.7. Построение зависимостей свободной энергии состояний апомиоглобина от концентрации денатуранта
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАНТНЫХ ФОРМ АПОМИОГЛОБИНА.
4.1. Выбор аминокислотных замен для исследований ядра сворачивания апомиоглобина.
4.2. Исследование равновесного процесса разворачивания мутантных форм апомиоглобина.
4.3. Кинетическое исследование процессов сворачивания и
разворачивания мутантных форм апомиоглобина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Целью второй части работы было исследование ядра сворачивания апомиоглобина, имеющего промежуточное состояние на пути сворачивания, которое проводили путем введения точечных замен аминокислотных остатков и изучение влияния данных замен на стабильность белка и скорость его сворачивания. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав, Заключения, Выводов и Списка цитируемой литературы. Во Введении раскрывается актуальность области исследования и дается краткое описание задач исследования. Глава 1 посвящена анализу литературных данных, отражающих современное положение исследований в области сворачивания белка. В главе 2 дано описание используемых материалов и методов. Глава 3 посвящена анализу кинетических данных апомиоглобина и разработке подхода, при помощи которого удалось разделить вклады различных процессов в скорость сворачивания данного белка. Глава 4 посвящена равновесному и кинетическому исследованию мутантных форм апомиоглобина и оценке их вклада в структуру переходного состояния ядро сворачивания апомиоглобина. Раздел Заключение содержит основные итоги работы. В конце диссертации приведены основные выводы из данной работы и список цитируемой литературы, включающий 8 наименований. Диссертация изложена на 2 страницах, содержит рисунка и 4 таблицы. Основные результаты диссертационной работы отражены в печатных работах, в том числе 3 статьях в рецензируемых отечественных и международных научных журналах. ГЛАВА 1. Проблема сворачивания белка Все биологические процессы осуществляются при непременном участии белков. Они служат регуляторами экспрессии генов, в качестве ферментов участвуют во всех стадиях биосинтеза полипептидов, полинуклеотидов, полисахаридов, липидов и других соединении, катализируют все метаболические процессы. Таким образом, белки принимают участие практически во всех процессах жизнедеятельности живых существ. Возможность реализации столь разных по характеру и чрезвычайно многообразных по спектру действия функций не может быть напрямую связана с химическим составом белков, так как все полипептиды построены из одних и тех же аминокислотных остатков. Уникальные свойства белковых молекул объясняются, прежде всего, особенностями их пространственного строения, которое в зависимости от последовательности одних и тех же аминокислот может быть весьма разнообразным. В основе биологических процессов, их высокой эффективности, строгой избирательности и взаимообусловленности лежат тонкие структурные соответствия взаимодействующих соединений, определяемые, главным образом, спецификой пространственной организации и динамическими конформационными свойствами белковых молекул. Поэтому решение практически любой биологической проблемы неминуемо сталкивается с необходимостью изучения трехмерных структур белков. Сворачивание белка i viv происходит в многокомпонентном окружении, содержащем множество различных молекул и ионов. Имеется много свидетельств тому, что в клеточном процессе сворачивания белка могут участвовать разнообразные катализаторы сворачивания и шапероны. Различные факторы вовлечены в процессы контроля биосинтеза и внутриклеточной локализации белка i. В экспериментах, следящих за образованием белковой структуры i viv, очень трудно увидеть структурные превращения полипептида на фоне всех клеточных процессов. Для выяснения механизма спонтанной самоорганизации белка необходимо проводить эксперименты i vi го. В году Лнфинсен обнаружил, что денатурированный белок бычьей рибонуклеази А может спонтанно свернуться в свою нативную пространственную структуру без какойлибо помощи других макромолекул или клеточных органелл i, . Это открытие впоследствии было подтверждено на множестве других белков. Более того известно, что небольшую белковую цепь можно чисто химически синтезировать i vi и притом с С, а не с конца, и она, с хорошим выходом, свернется в правильную пространственную структуру ii, . Таким образом, было установлено, что для построения трехмерной структуры белка не требуется дополнительной информации кроме той, что заложена в его аминокислотной последовательности.