Амперометрические пероксидазные сенсоры на основе графитовых электродов для оценки загрязнения окружающей среды

• Автор: Габсабирова, Регина Расимовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРОКСИДАЗЫ В ОПРЕДЕЛЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СУБСТРАТОВ И ЭФФЕКТОРОВ Литературный обзор.

2. . Общая характеристика пероксидазы.

2.2. Создание и особенности функционирования пероксидазных сенсоров .

2.2.1. Иммобилизация пероксидазы.

2.2.2. Установление электрохимического контакта между электродом и пероксидазой. Определение пероксида водорода.
2.3. Применение пероксидазного сенсора для определения органических и неорганических токсикантов

2.3.1. Определение легко окисляющихся органических соединений

2.3.2. Определение ингибиторов пероксидазы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Реактивы и расходные материазы.
3.2. Приборы и оборудование.
3.2.1. Изготовление пероксидазного сенсора и измерение его сигнапа
3.2.2. Фотометрическое измерение холннэстеразной активности.
3.2.3. Отбор и анализ проб промышленных сточных вод.
4. ОПЕРАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРОКСИДАЗНОГО
СЕНСОРА
4.1. Выбор условии измерения пероксидазной активности
4.2. Оценка сигнала в отношении модельных токсикантов субстратов и ингибиторов пероксидазы.
5. ОЦЕНКА ПЕРОКСИДАЗНОЙ АКТИВНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД.
5.1. Общая оценка тестирования сточных вод с помощью биосенсоров.
5.2. Характеристика основных гидрохимических и биохимических показателей сточных вод.
5.3. Построение прогнозных моделей
5.4. Связь показателей биосенсоров с характеристиками токсичности сточных вод
6. ПЕРОКСИДАЗНАЯ И ХОЛИНЭСТЕРАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДНЫХ ИИРИДОКСИНА
6.1. Влияние производных пиридоксина на пероксидазпое окисление гидрохинона
6.2. Антихолипэстеразная активность алпшопроизводиых циклических ацсталей
и кеталей пиридоксина.
7. ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ.
ПРИЛОЖЕНИЕ
1.ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


III Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов научнообразовательного центра КГУ Материалы и технологии XXI века Казань, г. Основные результаты изложены в 1 статье и 6 тезисах докладов. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 1 странице машинописного текста, включает рисунок и таблиц. Диссертация выполнена на кафедре прикладной экологии Казанского государственного университета при поддержке РФФИ грант 5 Разработка электрохимических биосенсоров на основе планарных модифицированных электродов для диагностики загрязнения окружающей среды, совместной программы Минобразования РФ и СИОТ Научнообразовательный центр при Казанском государственном университете Материалы и технологии XXI века КЕС7, Академии наук Татарстана грант 9. Ф Информационноаналитическая система оценки токсичности промышленных сточных вод на основе биосенсоров. Часть экспериментальных результатов и выводы на их основе использованы в учебном процессе в Казанском государственного университете при чтении общего курса Экологических мониторинг. Псроксидаза двухкомпонентный фермент, состоящий из неокрашенного гликопротенна н соединенного с ним коричневокрасного ферри порфири на. Эго глобулярный белок диаметром А массой кДа, который содержит около испиральнмх участков в составе белковой молекулы. ЗОструктура псроксидазы из корней хрена, смоделированная на основе данных рентгеноструктурного анализа, представлена на рис. Для наглядности с поверхности фермента удалены сахаридиые остатки, формирующие своеобразный панцирь, защищающим фермент от изменения третичной структуры под действием химических реагентов и температуры. Рисунок 1. ЗОмодель пероксидазы из корней хрена 4. Псроксидаза из хрена содержит тринадцать аспнрализованных участков. Они формируют два домена дистальный и проксимальный, между которыми нековалентно связывается простстическая группа гем. Порфириновое кольцо тема феррипротопорфирин является высокоароматичным и гидрофобным соединением. Гидрофобное взаимодействие порфнринового макроцикла с белком формируег третичную структуру нативной псроксидазы. Ион железа III в геме образует четыре координационные связи с атомами азота порфирина и одну связь с азотом гистидинового остатка белковой части фермента. Активный центр псроксидаз растительного происхождения имеет общее строение, представленное на рис. Рисунок 2. Пероксидазы высших растений . Они присоединены преимущественно к аспарагиновым остаткам белковой последовательности. Благодаря наличию полисахаридного панциря перокендаза отличается высокой устойчивостью к действию температур. В частности, ранее качество пастеризации молока проверяли но остаточной пероксидазной активности. Предполагалось, что при термической денатурации данного фермента другие биологически активные компоненты, в том числе и микроорганизмы, обязательно инактивируются. На Международном биохимическом съезде в г. Основная функция перокендазы катализировать окисление химических соединений за счет кислорода пероксида водорода с образованием промежуточных комплексов, обладающих различными спектральными характеристиками. К настоящему времени обнаружено четыре типа комплексов соединений. Соединение I образуется сразу после добавления пероксида водорода и быстро превращается в соединение И комплексы III и IV обнаруживаются при избытке акцептора электродов. Они не обладают каталитической активностью, их образование ведет к торможению реакции окисления субстрата. Общая схема каталитического процесса в присутствии пероксидазы была предложена Р. Чансаном цит. Здесь Е нативный фермент, Е1 и Ег промежуточные соединения I и II, и Бг пероксид водорода и донор электронов, соответственно, к константы скорости отдельных стадий реакции, Р конечный продукт окисления субстрата Бг . Окисление пероксидазы сопровождается обратимым переносом электрона с атома трехвалентного железа рис. З с образованием феноксильных радикалов при окислении ароматических субстратов. Рисунок 3.