Применение расчетов электростатического поля белков для анализа взаимодействия полиэлектролитов с белками

• Автор: Дыбовская, Юлия Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 106 с. : ил.

1рис трисоксиметиламинометан ЭДТА этилендиаминтетрауксусная кислота

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ


В частности показано, что растительные уреазы, исследуемые в настоящей работе, кроме уреалитической функции обладают инсектицидальной активностью, не менее важной для выживания растений в борьбе с паразитами насекомыми, грызунамии т. Многое выявлено в механизме действия этих ферментов на физиологическом уровне РоНтег , , однако полное знание как участков присоединения фермента, так и механизмов, инициирующих это присоединение, в настоящее время отсутствует. Так или иначе, в основе инсектицидного действия ферментов лежит образование полиэлектролитбелкового комплекса, преобразующего свойства самого фермента и матрицы, с которой он связывается. Ключевым вопросом в изучении влияния полиэлектролитов на структуру и функции белков является определение физикохимического механизма, который лежит в основе их влияния на активность ферментов при образовании с ними комплексов и определение параметров среды, влияющих на эффективность образования таких комплексов. Электростатическое поле белковой молекулы является одной из важнейших ее физикохимических характеристик, влияющей на устойчивость пространственной структуры белка, а также определяющей скорость образования, конфигурацию и стабильность комплексов белков с клеточными компонентами разной степени полимеризации. А от атома. Такой подход к рассмотрению электростатического поля в ближайшем окружении белка и его визуализации, предложенный Сивожелезовым . С., основан на том, что расстояние от точки наблюдения потенциала до ближайшего заряда, принадлежащего белку, составляет около 7 А. При этом значения вычисляемых нами потенциалов таковы, что соответствующие энергии взаимодействия существенны на фоне энергии теплового движения. Настоящая работа представляет исследование взаимодействия полиэлектролитов с ферментами, чтобы на основе теоретической расчетной и экспериментальной информации понять природу сил, лежащих в основе полиэлектролитбелковых взаимодействий. Цель исследования. Задачи работы. Провести расчеты распределения электростатического потенциала на поверхности односубъединичных белков в широком интервале значений и ионной силы с целью выявления условий, при которых усредненные значения рК титруемых аминокислотных остатков могут заменить истинные значения рК, когда они отсутствуют. Провести расчеты электростатического потенциала на поверхности мультисубъединичных белков лактатдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы, глюкозоксидазы, уреазы в широком интервале значений , и интерпретировать экспериментальные данные по ингибиторному действию иолиэлектролитов на эти белки. Произвести сравнительные расчеты электростатического потенциала на поверхности двух белков, имеющих близкую пространственную конфигурацию цепи, но с разным числом субъединиц миоглобина и гемоглобина для интерпретации полученных в эксперименте различий в комплексообразовании этих белков с гюлиэлектролитом. Экспериментально исследовать влияния различных солей в широком интервале значений ионной силы на изменение ферментативной активности ЛДГ при образовании комплекса с ПСС методом стационарной кинетики. Провести расчеты распределения электростатического потенциала на поверхности ЛДГ в широком интервале значений ионной силы с целью интерпретировать аномальный ход зависимости функционального состояния полиэлсктролитбелкового комплекса от ионной силы. ЧАСТЬ I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОКЗОР. Глава 1. Роль полиэлектролитбелковых комплексов в биологических процессах. Эндогенные и синтетические полиэлектролиты. Классификации. В живой клетке ферменты функционируют в растворенном состоянии, в сорбированном на мембране, а также в комплексах с эндогенными полиэлсктролитами различной химической природы. Очевидно, что энергия взаимодействия полиэлсктролитов с белками определяется как электростатическим взаимодействием ионогенных групп полиэлектролитов с заряженными аминокислотными остатками белка, так и гидрофобным взаимодействием между неполярным полиэлектролитным остовом и гидрофобными участками на поверхности белка. Мы произвели классификацию полиэлектролитов по расположению зарядов и гидрофобных участков в основной и боковой цепи полиэлектролита в соответствии с основными механизмами их взаимодействия с белками и привели примеры.