Распределение и преобразование электростатического потенциала в порообразующих белковых молекулах

• Автор: Дмитриев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 с. : ил

Оглавление
Введение

щ лава 1. Обзор литературы

1.1. Порообразующие белковые молекулы атомная структура, классификация и механизмы функционирования.
1.2. Теоретические методы определения потенциала и его роль для описания ионного транспорта в порообразующих белковых молекулах.

1.3. Атомномолекулярные механизмы блокировки ионной проводимости

мембранных каналов.

Глава 2. Распределение электростатического потенциала в порообра

зующих белковых молекулах

2.1. Распределение электростатического потенциала ионных каналов биологических и модельных мембранГ

2.2. Распределение электростатического потенциала поринов биологических мембран.

Глава 3. Преобразование электростатического потенциала в порообразующих белковых молекулах
к 3.1. Влияние молекул местных анестетиков на распределение электростатического потенциала в ионных каналах биологических мембран
3.2. Влияние силового поля молекул анестетиков на их местноанестезирующую активность
Выводы.
Заключение.
Список использованной литературы


Распределение электростатического потенциала поринов биологических мембран. Глава 3. Выводы. Заключение. Список использованной литературы. Приложение. Физиологическая значимость такого процесса, для одного из классов порообразующих белковых молекул ионных каналов, определяется появлением нервного импульса в ответ на изменения трансмембранного потенциала, для поринов диффузия небольших гидрофильных молекул через наружную мембрану бактерий. Кроме того, во всех случаях, такой транспорт способствует обеспечению жизнедеятельности клетки. Исследование атомномолекулярных механизмов транспорта таких веществ через порообразующие белковые молекулы находятся в настоящее время в центре внимания ведущих исследовательских групп различных стран мира. Решение данной проблемы требует рассмотрения наиболее значимых видов и участников взаимодействия ионов, молекул воды, белка и липидов, что является крайне сложной задачей. Корпускулярномеханический метод исследует движение индивидуального иона или молекулы по классическим или квантовым уравнениям. Поэтому, установив вид силовой функции, функции Лагранжа, функции или оператора Г амильтона можно описать движение системы материальных точек электронов и ядер иона или молекулы. Установление явного вида данных функций или операторов требует знания потенциала, как функции координат материальной точки. В макроскопическом методе, основой которого являются электродиффузионные уравнения или химикотермодинамические представления теория абсолютных скоростей реакции, рассматривается не движение индивидуального иона или молекулы изменение координат во времени, а изменение концентрации вещества, как функции координат и времени или квазистатическое изменение состояние реакционного комплекса ион и белковая пора вдоль координаты реакции. Здесь распределение потенциала в пространстве имеет такое же значение как в корпускулярномеханическом методе. В любом случае, знание распределения потенциала в пространстве является необходимым для описания движения иона или молекулы в любом порообразующем белке. Поэтому получение адекватного распределения потенциала в полости порообразующей белковой молекулы является важной и актуальной задачей для современной физикохимической биологии. Особый интерес представляют исследования атомномолекулярных механизмов блокирования ионных каналов биологических мембран различными соединениями, проявляющими данные свойства, молекулами местноанестезирующих веществ. Данные исследования важны не только для изучения структуры ионного канала и механизма его функционирования, но и для теоретического предсказания атомной структуры новых высокоэффективных физиологически активных веществ, способных блокировать ионные каналы. Если распределение потенциала в полости порообразующей белковой молекуле однозначно задает движение иона в мембранном канале, то молекула анестетика, связываясь с таким каналом, преобразует данное распределение потенциала. Таким образом, исследование влияния молекулы анестетика на распределение потенциала в полости ионного канала биологической мембраны является важной и актуальной задачей, решение которой позволит дать частичное представление об атомномолекулярных механизмах местной анестезии. Глава 1. Порообразующие белковые молекулы один из основных классов интегральных белков биологических мембран 1,2. Находясь в мембранном окружении данные белковые молекулы способны формировать трансмембранные поры, способные избирательно пропускать различные ионы и небольшие полярные молекулы внутрь и наружу клеток. Физиологическая значимость такого быстрого процесса, прежде всего, определяется появлением нервного импульса в ответ на периодические изменения трансмембранного потенциала. До недавнего времени говорить о структуре белковых пор можно ф. Благодаря появлению эффективных методов очистки, выделения, кристаллизации и экспериментальных методов высокого разрешения удалось определить структуры некоторых порообразующих мембранных белков с достаточным разрешением.