КР спектроскопия и анализ динамики лазерного фотообесцвечивания, как методы исследования функционально-значимых изменений структуры белковых молекул

• Автор: Брандт, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1. КР спектроскопия в исследованиях белковых молекул
§ 1. Техника КР спектроскопии
1.1. История развития КР
1.2. Основы теории КР спектроскопии
§ 2. Особенности строения и функционирования белковых макромолекул
2.1. Основы строения белков
2.2. Взаимодействие белков с лигандами
2.3. Особенности структуры белков в твердом состоянии
2.4. Влияние органических растворителей на структуру и функции белков
2.5. а-Химотрипсин и растительные токсины, как молекулярные машины
§ 3. Исследование структуры и функциональных групп белков по данным КР спектроскопии
3.1. КР спектры белков
3.2. Определение вторичной структуры белков по спектрам в области колебаний амид I и амид III
3.3. Установление структуры боковых цепей ..Л.;...'.:
3.4. Анализ низкочастотной спектральной области
Заключение к главе
Глава 2. Эффект фотообесцвечивания фона в спектрах КР и прецизионные методы измерения температурного поля
§ 1. Широкополосный фон в спектрах КР
§ 2. Методы высокочувствительной регистрации температурного поля
Заключение к главе
Глава 3. Методика измерений и обработки полученных результатов
§ 1. Описание КР спектрометра
1.1. Оптическая схема спектрометра
1.2. Особенности полихроматора
§ 2. Методика измерений и обработки спектров КР и кинетик фотообесцвечивания

§ 3. Описание экспериментальной установки для высокочувствительной регистрации нагрева образцов

3.1. Оптическая схема установки
3.2. Особенности виртуальной системы регистрации
§ 4. Методика прецизионной регистрации нагрева оптически тонких жидкостей и растворов лазерным излучением
4.1. Постановка задачи о преломлении лазерного пучка тепловой линзой
4.2. Экспериментально измеряемые параметры
4.3. Распределение температуры в исследуемой среде
§ 5. Методика приготовления образцов
Основные результаты главы
Глава 4. Эффект "инверсии" и активации функции а-химотрипсина: изменение структуры молекулы
§ 1. Структура молекулы а-химотрипсина в водной среде, порошке, кристаллическом состоянии и суспензиях в органических растворителях
§ 2. Изменения структуры молекулярной машины в процессе активации при "инверсии" функции белка
2.1. Изменения вторичной структуры, конформации связей и аминокислотных
остатков тирозина и триптофана
2.3. Влияние 18-краун-6 на структуру поверхностных аминогрупп белка
Основные результаты главы
Глава 5. Особенности структуры функционально-значимых элементов молекул растительных токсинов
§ 1. Сравнительное исследование структуры растительных токсинов в водной среде и кристаллическом состоянии
§ 2. Определение конформации дисульфидных мостиков в молекулах растительных токсинов
Основные результаты главы
Глава 6. Определение характеристик растворов биомолекул с помощью анализа кинетик фотообесцвечивания и измерение локального нагрева растворов лазерным излучением
§ 1. Кинетики фотообесцвечивания растворов растительных токсинов
§ 2. Простейшая модель фогообесцвечивания
§ 3. Исследование эффекта фотообесцвечивания сыворотки крови
§ 4. Прецизионное измерение локального нагрева растворов лазерным излучением

Основные результаты главы
Закл юче ние
Список литературы

низкочастотные колебания в области 25-30 см'1 были обнаружены Брауном с сотрудниками в КР спектрах химотрипсина и пепсина [141]. Позднее Гензель с сотрудниками зарегистрировали низкочастотную линию в этом же диапазоне в спектре твердого лизоцима [142]. Причиной возникновения линий КР в этом диапазоне могут быть либо межмолекулярные колебания белковых молекул или их субъединиц, либо колебания самой белковой цепи [143]. Было выяснено, что параметры низкочастотных полос сильно зависят от состояния белка (растворенное, кристаллическое, денатурированное или лиофилизованное). Проблема приписки низкочастотных колебательных полос в КР спектрах белков обсуждалась также в работе [144]. В работе [145] были исследованы КР спектры кристаллов лизоцима и ориентированных пленок ДНК в спектральном диапазоне 1-250 см'1 при различном содержании воды в образцах. Авторы определили времена релаксации связанной с белком воды и показали, что низкочастотные КР спектры предоставляют специфическую информацию о динамике гидратной воды в пикосекундном диапазоне. Несмотря на упомянутые работы, природа сигнала КР в низкочастотном диапазоне до сих пор окончательно не выяснена.