L- и D-изомеры трансмембранных каналов, структура и селективность

• Автор: Марков, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава I. Разделение дальних и ближних взаимодействий в

расчетах энергетических профилей ионов.

1.1. Трансмембранные каналы классификация и функции.

1.2. Теоретические методы расчета энергетических профилей ионов и необходимость использования квантовохимического расчта.
1.2.1. Традиционные методы расчета энергетического профиля иона в поре канала и его роль в объяснении проницаемости
каналов
1.2.2. Артефактность методов силовых полей в расчетах энергетических профилей ионов в поре канала и необходимость использования квантовохимических расчетов
1.3. Физическое обоснование разделения дальних и ближних взаимодействий в расчетах энергетических профилей ионов.

1.3.1. Представление молекулы канала в системе координат с поворотной осью симметрии

1.3.2. Формальная схема метода
1.3.3. Физическое обоснование метода
Глава II. Механизмы ионной и водной избирательности
природных трансмембранных каналов.
2.1. Потенциалнезависимый калиевый канал КсэА.
2.1.1. Структура и традиционное объяснение ионной избирательности канала
2.1.2. Энергетические профили ионов и калиевая избирательность канала
2.2. Потенциалзависимый калиевый канал КуАР.
2.2.1. Структура и традиционное объяснение ионной избирательности канала
2.2.2. Энергетические профили ионов и калиевая избирательность канала 2.3. Аквапорин АР
2.3.1. Структура и традиционное объяснение водной избирательности порина
2.3.2. Энергетические профили молекул воды и водная избирательность порина
Глава III. Механизмы ионной и водной избирательности зеркальных изомеров природных трансмембранных
каналов.
3.1. Модельный Бизомер потенциалнезависимого калиевого
канала КсзА.
3.1.1. Структура канала .А
3.1.2. Энергетические профили ионов и ионная избирательность канала БКсбА
3.2. Модельный Бизомер потенциалзависимого калиевого
канала КуАР.
3.2.1. Структура канала БКуАР
3.2.2. Энергетические профили ионов и функционирование канала БКуАР
3.3. Аквапорин АР.
3.3.1. Структура порина БАР
3.3.2. Водная избирательность порина БАР
Выводы
Заключение
Список использованной литературы


Аминокислотные остатки главные компоненты белков, полипептидов и олигопептидов существуют в виде двух стереоизомеров или энантиомеров, известные под названием Ь и Бизоформ. В этом случае существует некоторое отображение, переводящее каждый атом в его зеркальный образ относительно О. Каждый аминокислотный остаток имеет инвариантную часть и, за исключением двух концевых остатков, связан с другими таким образом, что формируется непрерывная, неразветвленная цепь основная цепь белковой молекулы. На одном конце цепи находится свободная МН2группа Ыконец, на другом СООНгруппа Сконец. К каждому а или Суглеродному атому основной цепи присоединены вариабельные части аминокислотных остатков группы. Стереоизомерия характерна для всех аминокислот, за исключением глицина. Другие биомолекулы, в которых также может проявляться свойство стереоизомерии, это нуклеиновые кислоты дезоксирибонуклеиновые ДНК и рибонуклеиновые РНК рис. Они построены из мономерных звеньев нуклеотидов, которые состоят из трех частей азотистого основания , моносахарида сахара и одной или нескольких фосфатных групп Р. Рис. I. Брибозы и рОдсзоксирибозы. Первая форма сахара присутствует в мономерных звеньях РНК, вторая в мономерных звеньях ДНК. Напомним, что Ьизомеры сахаров в мономерах природных РНК и ДНК не встречаются, хотя каждый из них вне биополимерной структуры может существовать и в Ь и Бформе. Азотистые основания представляют собой производные одного из двух соединений пурина или пиримидина. Рис. Следует отметить, что в отличие от сахаров в РНК и ДНК и аминокислот в белкахферментах другие хиральные компоненты клетки могут встречаться как в одной, так и в другой изомерной форме. Например, в некоторых бактериях среди продуктов различных биохимических превращений обнаружены Ьсахара и Паминокислоты. Поэтому в целом биологический мир не обнаруживает хиральной чистоты. Биополимер, построенный из стереоизомеров строго определенного вида Ь или Б, принято называть гомохиральным биополимер, построенный из смеси стереоизомеров рацемическим или гетерохиральным. В нуклеиновых кислотах в основном присутствуют два пуриновых производных адснин А, гуанин й и три пиримидиновых основания цитозин С, тимин Т, урацил II. В рибонуклеотидах используются оснонаниия А, С, С, и и, в дсзоксирибонуклсотидах А, в, С и Т. Ьизомер вращает плоскость поляризации влево, Эизомер вправо. Все остальные физические свойства изомеров практически эквивалентны. Одинаковы внутренние энергии, растворимости, температуры плавления, кипения и т. Впервые нарушение зеркальной симметрии наблюдал Л. Пастер 2. В г. Ь и Эизомеров кристаллов винной кислоты. Кислота, получающаяся из Экристаллов, совпадает с винной кислотой, образующейся при брожении виноградного сока кислота, получающаяся из Ькристаллов, не наблюдается в природе. Это явление Пастер объяснил тем, что на рацемический раствор действовали бактерии, содержащиеся в атмосфере и способствующие производству гомохиралыюго раствора. В настоящее время установлено, что он заблуждался строгое физическое объяснение состоит в том, что при низкой температуре смесь двух оптически активных форм винной кислоты более устойчива, чем ее неактивная форма. С того времени специалистами самых различных областей науки опубликовано огромное количество работ, посвященных проблеме нарушения зеркальной симметрии см. Тем не менее окончательное решение проблемы далеко до своего завершения. Последние работы, прежде всего, посвящены поиску физикохимических механизмов и возможных сценариев нарушения зеркальной симметрии факторы преимущества, спонтанное нарушение зеркальной симметрии, последствиям загрязнения организма неприродными изомерами 6 и взаимодействию хиральных лекарств с организмом 7. Рассматривая общие структурные особенности природной клетки, целесообразно выделить два аспекта. Первый связан с гомохиральностью биополимеров, участвующих в матричном синтезе белков и нуклеиновых кислот.