Пространственное строение биологически активных пептидов в растворах и в комплексе с модельной мембраной по данным двумерных методов спектроскопии ЯМР

• Автор: Ефимов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Задачи и методы спектроскопии ЯМР высокого разрешения
1.1 Математическое описание спектроскопии
ядерного эффекта Оверхаузера
1.2 Двумерная спектроскопия ЯЭО
1.3 Установление структуры молекул различной массы
1.4 Обменная спектроскопия
1.4.1 Спектроскопия ЯМР в изучении динамики связывания молекул
1.4.2 Эксперимент по изучению медленного обмена
1.5 Анизотропные спектральные параметры
2 Определение структуры биохимически значимых пептидов в растворах
2.1 Объекты изучения
2.2 Результаты исследования дипептида
2.3 Результаты исследования трипептида
2.4 Результаты исследования декапептида
2.5 Результаты исследования циклоспорина

2.6 Конформационный обмен в молекуле циклоспорина
2.6.1 Обоснование задачи
2.6.2 Эксперимент
3 Спектроскопия ЯМР комплексов пептид—модельная мембрана
3.1 Мицеллы как модельные мембраны
3.1.1 Перенесённый ЯЭО в изучении молекулярных комплексов
3.2 Объекты изучения
3.3 Наблюдение взаимодействия трипептида
01у-01у-Шз с мицеллами ДСН
3.4 Изучение комплекса декапептид—мицелла ДСН
3.5 Результаты исследования циклоспорина
4 Экспериментальная часть
4.1 Спектроскопия пептидов в растворах
4.2 Измерения, выполненные для циклоспорина в геле
4.3 Спектроскопия ЯМР пептидов в комплексе с модельными мембранами
Заключение
Приложение
Библиография
Публикации автора по теме диссертации

Введение
Известно, что физико-химические свойства органических и биоорганиче-ских веществ, характер внутри- и межмолекулярных взаимодействий зависят от пространственного строения молекул. Установление пространственной структуры молекул, изучение их подвижности в широком диапазоне времён корреляции молекулярного движения, определение параметров взаимодействия с другими молекулами (образования комплексов) являются первостепенными задачами химической и биологической физики.
Спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера, (ЯЭО, в английском варианте—nuclear Overhauser effect spectroscopy, NOESY) является одним из эффективных методов получения структурной информации. Этот метод ограниченно применим к молекулам, удовлетворяющим условию быстрого движения (шотс 1, где сно —частота ларморовой прецессии, тс — время корреляции молекулярного движения), и удобен при изучении молекул и молекулярных образований (комплексов), подпадающих под условие медленного движения (шотс 1). В случае неэффективности данного подхода применяют альтернативные методы ЯМР, например, спектроскопию ЯЭО во вращающейся системе координат, релаксационные измерения, анализ величин остаточного диполь-дипольного взаимодействия (ОДДВ, в английском варианте — residual dipolar coupling, RDC).

личные физические явления, и получающиеся структурные данные имеют различный характер. Набор величин RDC характеризует пространственное строение молекулы в целом, в отличие от данных NOESY, дающих локальное расстояние для каждой пары взаимодействующих ядер. Поэтому прежде всего этот метод установления структуры полезен тогда, когда в молекуле мало близко расположенных атомов, отдалённых в химической структуре, отчего спектры ЯМР NOESY становятся неинформативны.
Наравне с дипольным, в анизотропных средах проявляется и квадруполь-ное взаимодействие. Это обстоятельство удобно для контроля образования нужной для измерений RDC фазы. Непрерывно работающий на частоте резонанса дейтерия (спин 1, квадрупольный момент 0,00274 Б) CW-спектрометр, который является центральным элементом системы стабилизации поля как в импульсных, так и в CW-спектрометрах ЯМР высокого разрешения, позволяв'!’ в реальном времени отслеживать образование анизотропной среды. Количественно степень анизотропии можно характеризовать величиной квадру-польного расщепления линии ЯМР 2Н, как это сделано для полистиролового геля в различных растворителях в работе [40]; в желатиновом геле была продемонстрирована прямая пропорциональность квадрупольного расщепления сигнала ядер 23Na и 133Cs степени линейного растяжения геля [41]. Извлечение структурной информации из квадрупольных расщеплений не столь популярно, как из RDC; тем не менее, можно упомянуть снова группу Куртьё — на примере 2-дейтероаланина и 3,3-дидейтерофенилаланина ими показана возможность различения энантиомеров, растворённых в хиральных ЖК средах на основе глюкопона [42].