Компонентный анализ спектров флуоресценции как метод исследования структурных и физико-химических переходов в белках

• Автор: Емельяненко, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 109 с. : ил.

1У.2.3. Влияние растворителя на форму и положение спектров

флуоресценции продана и акрилодаиа

1У.2.4. Влияние растворителя на форму и положение спектров флуоресценции ЗаминоМметилфталимида, 1 и

ацетилантрацена.

1У.З. Тестирование разложения спектров флуоресценции

на элемснтаные логнормальные компоненты

1У.4. Исследование структурных переходов в мелиттине в процессе его

олигомеризации

1У.4.1. Переходы в мелиттине иод действием ионной силы

1У.4.2. Влияние концентрации мелиттина на процесс олигомеризации.

Стехиометрия олигомеризации.

1У.4.3. Индуцируемые переходы в тетрамере мелиттина
1У.4.4. Тепловые переходы в тетрамерс мелиггина.
1У.5. Денатурация рлактоглобулина хмочевиной.
1У.6. Анализ логнормальных компонент спектров флуоресценции
связанных с белками продана и акрилодана
1У.6.1. Взаимодействие продана с бычьим сывороточным альбумином
1У.6.2. Флуоресценция акрилодана в конъюгате
с субфрагментом миозина
IV.6.3. Флуоресценция акрилодана в конъюгатах с актином.
V. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
VI. ВЫВОДЫ
VII. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
I. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Одним из способов анализа сложного спектра является описание его или его компонент математической функцией, график которой представляет их форму. Ранее было показано, что асимметричные спектры как поглощения i , , так и флуоресценции Бурштейи, описываются четырехпараметрической логнормалыюй функцией. В связи с этим возникает необходимость в определении функции, описывающей спектр излучения одиночного типа флуорофоров, выявлении в сложном спектре этих составляющих и разработке новых приемов анализа спектров при исследовании структурных переходов в белках, которые должны обеспечить более полную структурную интерпретацию 0 измерениям флуоресценции. Одним из таких подходов является разложение спектров флуоресценции на индивидуальные компоненты. Разложение спектров флуоресценции на элементарные компоненты повышает качество спектральной информации. В отличие от широко применяемых методов исследования переходов по интегральным характеристикам флуоресценции белка общий квантовый выход, интенсивности при фиксированных длинах волн, положение максимума спектра, такой подход позволяет следить за изменением состояния отдельных флуорофоров или их групп в процессе перехода. Вигет еХ а1. Бурштейн, а, ЯезЬеШуак ВшФет, а и получить более строгую и конкретную информацию о процессах, происходящих в разных участках белковой системы. Цели и задачи исследования. Главной целью настоящей работы является разработка и обоснование новых подходов в изучении состояний и структурных перестроек в белках, основанных на компонентном анализе составных спектров флуоресценции остатков триптофана или присоединенных флуоресцентных меток. Исследовать взаимозависимости параметров логнормальной функции, описывающей контуры спектров флуоресценции флуорофоров в различных условиях. Определить функцию, описывающую форму элементарного однородного спектра флуресценции флуорофора в белке. Разработать методы разложения составных спектров белков на индивидуальные логнормальиые компоненты и проверить применимость предлагаемого подхода для анализа составных спектров флуоресценции белков. Исследовать на основе выбранных подходов структурные и физикохимические переходы в белках, вызываемые различными физикохимическими факторами. Охарактеризовать общие приемы и возможности использования компонентного анализа спектров флуоресценции для определения молекулярных особенностей структурных и физикохимических переходов в белках. Проанализировать методические особенности, информативность и пределы применимости разработанных подходов. Научная новизна и значимость работы. Параметры различающихся по положению спектров излучения одного и того же вида флуорофора в окружении с различной полярностью и подвижностью строго взаимозависимы. Вследствие этого форма спектра флуоресценции триптофана и ряда других сложных молекул определяется только положением его максимума и может быть представлена однопараметрической логнормальной функцией, что существенно упрощает процедуру компонентного анализа. Показано, что сложные спектры белковой флуоресценции можно однозначно разложить на компоненты, спектральные параметры которых характеризуют окружение индивидуальных флуорофоров в составе белка или классов флуорофоров с одинаковыми спектральными характеристиками. Разработанные приемы и методы повышают информативность спектрофлуорссцеитного исследования природы структурных и физикохимических переходов в белках. Высокая точность описания формы спектра дает возможность проведения в дальнейшем более глубоких экспериментальных и теоретических исследований. Практическая ценность. Разработанные методы и подходы используются в конкретных научных исследованиях. Эмпирическая однопараметрическая логнормальная функция используется в изучении как фотофизических свойств флуорофоров, так в исследовании белков методом флуоресценции. Идентификация формы спектра флуоресценции элементарного состояния остатков триптофана позволила уточнить широко используемую интерпретационную модель статистически дискретных состояний остатков триптофана в белках.