Анализ биологических наноструктур в системах метаболизма белков и липидов : Строение, дисперсный состав и механизмы равновесных взаимодействий макромолекул

• Автор: Тузиков, Федор Васильевич
• Шифр специальности: 03.00.04, 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 364 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Молекулярные взаимодействия и функционирование биологических

наноструктур.

1.2. Механизмы равновесных взаимодействий больших молекул стадий

ность, структура комплексов и термодинамика .

1.3. Специфические макромолекулярные взаимодействия в некоторых

системах метаболизма белков

1.4. Наноструктуры сывороточных липоиротеинов крови, их фракционно

компонентный состав и участие в липидном метаболизме

1.5. Параметры маркеров для оценки состояний липопротеинового обмена

и типов его нарушений .
1.6. Методы анализа для исследования строения, дисперсного состава и
механизмов взаимодействий биологических наноструктур .
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ II МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .
2.1. Получение и характеристика белков, ферментов, ДНК, тРНК, синте
тических полипептидов и олигонуклеотидов
2.2. Препараты плазм и сывороток крови
2.3. Получение фракций сывороточных липоиротеинов крови
2.4. Буферные растворы. Плотность растворителей
2.5. Научные приборы и оборудование
2.6. Методики измерений и обработка экспериментальных данных .
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Равновесные взаимодействии макромолекул и комплексов в сис
темах модификации ДНК, биосинтеза белка и экспрессии генов
3.1.1. Анализ равновесных макромолекулярных взаимодействий биофизическими методами
3.1.2. Равновесные взаимодействия ДНКметилтраисфераз с олигонуклеотидами и лигандами.
уф 3.1.3. Равновесные взаимодействия аминоацилтРНКсинтетаз с тРНК
3.1.4. Влияние комплексов I с глюкокортикоидами на вторичную структуру ДНК и на биосинтез белка в гепатоцитах.
3.1.5. Изучение структурных, равновесных и биологических свойств синтетических фрагментов инсулина.
3.2. Строение, субфракционный и компонентный состав емвороточ
ных лииопротеинов крови.
3.2.1. Новый подход к анализу сывороточных липопротеинов крови дифракционными методами
3.2.2. Модель, описывающая равновесный состав и общее строение сывороточных липопротеинов крови человека.
3.2.3. Методики анализа субфракционного и компонентного состава липопротеинов в плазмах и сыворотках крови
3.2.4. Фракционный и компонентный состав сывороточных липопротеинов
крови как набор маркеров для оценки состояния липидного обмена и
его нарушений.
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Равновесные взаимодействия макромолекул и комплексов в некоторых биологических молекулярных системах
4.2. Строение, дисперсный и компонентный состав сывороточных липо
протеинов крови человека и животных.
4.3. Развитие методов анализа биологических наноструктур
ПРИЛОЖЕНИЯ
П. 1. Оборудование для малоугловых рентгеновских дифрактометров
П.2. Концентрационные искажения дифракционных данных
П.З. Информативность данных титрования
П.4. Результаты фенотипирования липопротеинемий из селективных и популяционных выборок пациентов
П.5. Результаты оценок эффектов лечений пациентов с нарушениями липидного обмена.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Полученные результаты позволили построить детальную модель взаимодействия белка гена 5 с олигонуклеотидом, что дало новую информацию о белоюнуклсиновых взаимодействиях в целом. Изучение обмена веществ метаболизма в организме необходимо для понимания молекулярных механизмов функционирования живых систем и, в частности, причин появления болезней. Известно, что все метаболические процессы делятся на 1 анаболические нуги, связанные с синтезом компонентов различных биологических структур организма и соединений, обеспечивающих его функционирование один из таких путей биосинтез белков 2 катаболические пути, включающие окислительные реакции и поставляющие свободную энергию и запасающие ее в форме высокоэнергетических связей примеры дыхательная цепь и окислительное фосфорилирование 3 амфиболические пути, которые выполняют сразу несколько функций и находятся на перекрестках метаболизма и связывают анаболические и катаболические пути частный пример действие гормона инсулина Марри Р. ДНКметилтпансфепазы. Биологическое метилирование относится к наиболее распространнным типам ферментативных реакций, участвуя в широком спектре регуляторных процессов метаболизма белков. ДНК с образованием метилированной ДНК и аденозилгомоцистсина . Функция этих ферментов заключается в ассоциации с ДНК, катализе реакции и последующей диссоциации. Различают амино и цитозинМТазы I. АминоМТазы входят в состав как бактериофагов так и низших эукариот и метилируют аминофупны адснина 6аденинМТазы либо цитозина Ы4цитозинМТазы. У прокариот МТазы функционируют, как правило, в составе систем ресгрикциимодификации i i . Метилтрансферазы, как правило, являются мономерами с молекулярной массой от до кДа, хотя в определнных условиях может происходить их димеризация. Некоторые бактериальные штаммы и бактериофаги кодируют одиночные без соответствующей эндонуклеазы рестрикции МТазы типа И. В качестве таких примеров можно привести МТазу и МТазы Тчтных фагов Т2 и Т4 , . В отличие от димерных эндонуклеаз рестрикции, подавляющее большинство выделенных МТаз типа II обнаруживаются в растворе в мономерной форме I. Регистрируемые методом задержки в геле комплексы МТазаДНК обычно характеризуются стехиометрией , т. МТазы на один налиндромный ДНКсайт . М . Кристаллические структуры комплексов МТазы i . МТазы I ii . Мазы . ДНКсубстратами также демонстрируют мономерный вариант взаимодействия МТаз со специфическими сайгами узнавания. В году получена пространственная структура комплекса специфичной МТазы с Р. Н. , а в году структура тройного комплекса также специфичной МТазы 4 с и специфическим олигонуклеотидом . V, . Л всего к настоящему времени методом РСЛ получены пространственные структуры для восьми ДНКметилтрансфераз, в том числе, для четырх , НаеШ, I и 4 в комплексах со специфической ДНК. Ферменты , 2 и 4 относятся к группе аминоМТаз II типа Т. ДНК . V . Интересно отмстить, что из нескольких десятков ферментов этой группы, известных на сегодняшний день, половина является сиецифическимн, что, наряду с высокой гомологией первичных структур, может указывать на сходство их пространственных структур и механизмов действия. Поскольку природным субстратом МТаз в условиях i viv обычно является пострепликативная частично метилированная ДНК, мономерное состояние свободных МТаз и асимметричный режим взаимодействия ферментов с симметричным палиндромным сайтом узнавания считаются закономерными. Тем не менее, остатся открытым вопрос относительно того, каким образом два фермента единой системы рестрикциимодификации М типа И рестриктаза и метилтрансфераза, обладая различной субъединичной структурой, избирательно взаимодействуют с одной и той же последовательностью ДНК. В этой связи следует отметить, что днмеризация МТаз уже наблюдалась в целом ряде работ. Так, по данным авторов i , i . МТазы и , входящие в систему II, находятся в растворе в виде димеров. МТаза I при низких концентрациях менее 0,4 мгмл является мономером, однако при концентрациях более 3 мгмл существует в растворе преимущественно в димерном состоянии .