Влияние денатурантов на динамические поверхностные свойства растворов глобулярных белков

• Автор: Михайловская, Алеся Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Оглавление
Введение
I. Обзор литературы
I. 1. Глобулярная структура белков
I. 2. Химическая денатурация глобулярных белков
I. 3. Взаимодействие белков и ПАВ в растворе
1.4. Поверхностные свойства растворов белков
1.5. Поверхностные свойства растворов комплексов белок - ПАВ
1.6. Кинетика адсорбции белков
I. 7. Основы теории дилатационной поверхностной вязкоупругости и её применение к растворам высокомолекулярных соединений
I. 8. Применение дилатационной поверхностной реологии к растворам белков и смесей белок-ПАВ
II. Методы измерений и исследуемые растворы
II. 1. Экспериментальные методы и методика измерений
11.2. Используемые реактивы
III. Динамические поверхностные свойства растворов бычьего сывороточного
альбумина
IV. Динамические поверхностные свойства растворов глобулярных белков в
присутствии денатурирующих агентов
IV. 1. Влияние гидрохлорида гуанидина на динамические поверхностные свойства растворов глобулярных белков

1У.2. Влияние мочевины на динамические поверхностные свойства растворов бычьего сывороточного альбумина и (3-лакто-глобулина
V. Динамические поверхностные свойства растворов комплексов р-лакто-
глобулина и бычьего сывороточного альбумина с ионогенными ПАВ
VI. Кинетика адсорбции комплексов глобулярный белок/ПАВ на границе
жидкость-газ
Выводы
Литература
Условные обозначения

Введение
Исследование процессов сворачивания и разворачивания глобулярных белков представляет одну из основных задач современной физической химии растворов белков. Эта задача также важна и для многих смежных областей, таких как биофизика, молекулярная биология и химия высокомолекулярных соединений. В медицине значительное внимание уделяется дефектам вторичной и третичной структур белков, возникающих в процессе сворачивания под влиянием внешних воздействий и приводящих к развитию таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, некоторые виды диабета и рака [1]. Поскольку большинство биохимических процессов в клетке происходит вблизи клеточных мембран, особое значение приобретает изучение конформационных переходов белковых молекул на границе между двумя флюидными фазами [2]. Белки характеризуются значительной поверхностной активностью и образуют на межфазных границах прочные адсорбционные пленки. С этим связано широкое применение белковых систем в качестве стабилизаторов пен и эмульсий в таких областях промышленности, как фармакологическая, пищевая и косметическая. Физическая химия белковых пленок и водных дисперсий, стабилизированных белками, представляет обширный раздел современной коллоидной химии [3-5].
Большинство результатов, полученных в последние несколько десятилетий по конформационным переходам в белковых системах, свертыванию или развертыванию молекул белка в растворах, относятся, однако, только к процессам в объёмных фазах. Для этой цели широко применялись методы электронной и флуоресцентной микроскопии, малоуглового рассеяния рентгеновского излучения и нейтронов, статического и динамического рассеяния света, кругового дихроизма, инфракрасной Фурье-спектроскопии, ядерно-магнитного резонанса, дифференциальной сканирующей калориметрии и изотермической турбидиметрии. В то же время информация о состоянии белковых молекул в поверхностном слое и об изменении третичной и вторичной структур в процессе адсорбции оказывается довольно скудной. Степень разрушения глобулярной структуры белка при

недостатком сдвиговой реологии оказывается то, что сдвиговые деформации часто необратимо нарушают структуру поверхностного слоя [156]. В случае сдвиговой поверхностной реологии по сравнению с дилатационной реологией также ограничены возможности теоретического описания релаксационных процессов.
С помощью неравновесной термодинамики, было получено выражение для динамической дилатационной поверхностной упругости в случае открытой двухфазной системы с произвольным числом ПАВ и произвольным числом химических реакций между ними [157. 158]. В общем случае это соотношение оказывается оказывается довольно громоздким, но в некоторых частных случаях его удается упростить. Так, например, для нерастворимых поверхностных пленок динамическую поверхностную упругость можно представить в следующем виде
Sy ) (Sy
Sy ( Sy ^Uln.4- [snA,Al/m
2- ’ ( }
0'1п А усНп Л)£ , 1 + /а»г,

где - и ' - изотермо-изобарическое время релаксации и сродство нормальной
реакции г в поверхностном слое, соответственно, ^ - химическая переменная этой реакции.
В случае одного релаксационного процесса с нерастворимыми ПАВ это соотношение принимает вид
10)т ^У— I +

UlnTj^
3пА 1 + /сог (22)
Если же в системе протекают только процессы адсорбции и степени заполнения поверхности малы, то
5у Л 8у 1 _у йи
3пА у <51п А )-,г ". . /со дГ,
+ иот
А«, ЭС, _ (23)

где 'и ' - концентрация и коэффициент диффузии 1 -го вещества в объемной
1 «,*0+0, фазе, т, = —. кл — коэффициент десорбции этого вещества.