ВКР: Квантово-химическое исследование роли невалентных взаимодействий в каталитической активности глутатионпероксидазы

Оглавление



Введение........................................................................................................................................... 3

1.1 Селен в природе, его влияние на живые организмы и физико-химические

свойства......................................................................................................................................... 5

1.2 Семейство ферментов глутатионпероксидаз и реакции восстановления

пероксидов с их участием....................................................................................................... 10

1.3 Селеносодержащий лекарственный препарат «Эбселен» ......................................... 17

2. Методическая часть.............................................................................................................. 25

3. Результаты и обсуждение.................................................................................................... 31

3.1 Исследование внешней электронной оболочки атома селена.................................. 31

3.2 Исследование характеристик водородных связей в кластерах CH3Se(−)∙(H2O)n 40

Выводы........................................................................................................................................... 76

Список используемой литературы....................................................................................... 78











































2

Введение

Невалентные взаимодействия участвуют в формировании структуры биологических макромолекул [1–3], в связывании субстратов и кофакторов молекулами ферментов [4–6], а совместно с электростатическими взаимодействиями являются движущими силами большинства биохимических процессов [7]. Показано, что невалентные взаимодействия способны существенно влиять на распределение электронной плотности вовлечённых в них атомов [7,8], что, соответственно, приводит к изменению физических и химических свойств веществ и материалов, поэтому, информация о принципиальной возможности создания невалентных контактов, об их энергии, геометрии и свойствах позволит получать вещества с заданными свойствами [9,10] – в частности, высокоэффективные лекарственные препараты [11]. Кроме того, водородная связь – самый известный пример невалентных взаимодействий – способна существенно понизить барьеры некоторых реакций, что, в частности, используется рядом ферментов организма человека для более эффективной работы.

• настоящий момент коммерчески доступен лекарственный препарат

Эбселен [12], обладающий противовоспалительной, цитопротекторной и антиоксидантной активностью, который был создан на основе модельных систем фермента глутатионпероксидазы – биомолекулы, которая защищает клетки большинства живых организмов от окислительного стресса и участвует в восстановлении пероксида водорода и гидроперекисей липидов [13,14]. На основе данных рентгеноструктурного анализа этого фермента было показано, что остатки аминокислот в активном центре фермента – селеноцистеина, триптофана и глутамина,

способны образовывать невалентные контакты: водородные и халькогенные связи [15,16]. Кроме того, в активном центре фермента было обнаружен