Заключение диссертационного совета по диссертации (Низкочастотные колебательные спектры молекул белков как характеристики их структурных изменений)

Заключение диссертационного совета МГУ.01.04по диссертации на соискание ученой степени кандидата наукРешение диссертационного совета от «8» июня 2017 г. № 5О присуждении Маньковой Анне Александровне, гражданке РоссийскойФедерации, учёной степени кандидата физико-математических наук.Диссертация «Низкочастотные колебательные спектры молекул белковкак характеристики их структурных изменений» по специальностям 03.01.02– «Биофизика», 03.01.08 – «Биоинженерия» принята к защите 25 апреля 2017года диссертационным советом МГУ.01.04 по защите докторских икандидатских диссертаций по специальностям 03.01.02 – биофизика (физ.мат.

науки), 03.01.08 – биоинженерия (физ.-мат. науки) Московскогогосударственного университета имени М.В. Ломоносова, 119991 Москва,Ленинские горы, д. 1, стр. 2, приказ МГУ № 208 от 13 марта 2017 г., протокол№ 2.Соискатель, Манькова Анна Александровна, 1989 года рождения. В2012 году окончила кафедру общей физики и волновых процессовфизического факультета Федерального государственного бюджетногообразовательногоучреждениявысшегообразования«Московскийгосударственный университет имени М.В.Ломоносова» по специальности«физика». В том же году поступила в очную аспирантуру Федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшегообразования«МосковскийгосударственныйуниверситетимениМ.В.Ломоносова», которую закончила в 2016 году.

В настоящее времясоискатель не работает.Диссертация выполнена на кафедре общей физики и волновых процессовфизического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.Научный руководитель:Чикишев Андрей Юрьевич, доктор физико-математических наук, профессорМЛЦ МГУ имени М.В. Ломоносова.Официальные оппоненты:1. Салецкий Александр Михайлович, доктор физико-математическихнаук, профессор физического факультета МГУ имени М.В.1Ломоносова, заведующий кафедрой общей физики физическогофакультета МГУ имени М.В. Ломоносова.2. Першин Сергей Михайлович, доктор физико-математических наук,главный научный сотрудник научного центра волновых исследованийИОФ РАН.3. Доленко Татьяна Альдефонсовна, кандидат физико-математическихнаук, старший научный сотрудник физического факультета МГУ имениМ.В.Ломоносова.дали положительные отзывы на диссертацию.Соискатель имеет 30 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации– 30 работ, из них 9 статей в рецензируемых международных и российскихжурналах, из них 6 индексируются в Web of Science, 6 в Scopus и 1 в RSCI.

Вматериалах российских и международных конференций – 21 работа.В опубликованных работах соискателя отражены все основные результатыдиссертации и положения, выносимые на защиту.Наиболее значимые научные работы по теме диссертации:1.Brandt N.N. THz and IR Spectroscopy of Molecular Systems That SimulateFunction-Related Structural Changes of Proteins / N.N.

Brandt, A.Yu. Chikishev,A.A. Mankova, M.M. Nazarov, I.K. Sakodynskaya, A.P. Shkurinov //Spectroscopy: An International Journal. – 2012. – Т. 27 – № 5-6 – С. 429-432.2.Borodin A.V. Terahertz time-domain and FTIR spectroscopy of tris-crowninteraction / A.V. Borodin, A.A. Mankova, A.V. Kargovsky, N.N. Brandt, I.Kuritsyn, Q. Luo, I.K. Sakodynskaya, K. Wang, H. Zhao, A.Yu. Chikishev, A.P.Shkurinov, X.-C Zhang // Chemical Physics Letters. – 2012.

– Т. 554 – С. 201-207.3.Mankova A.A. Terahertz time-domain and FTIR spectroscopic study ofinteraction of a-chymotrypsin and protonated tris with 18-crown-6 / A.A.Mankova, A.V. Borodin, A.V. Kargovsky, N.N. Brandt, Q. Luo, I.K.Sakodynskaya, K. Wang, H. Zhao, A.Yu. Chikishev, A.P. Shkurinov, X.-C. Zhang //Chemical Physics Letters.

– 2013. – Т. 560 – С. 55-59.4.Brandt N.N. FTIR, THz, and Raman spectroscopy of chymotrypsin: effect ofinteraction with crown ether and denaturation / N.N. Brandt, A.Yu. Chikishev, A.P.Shkurinov, A.A. Mankova, I.K. Sakodynskaya. // Biomedical spectroscopy andimaging. – 2014. – Т. 3 – С. 219-224.5.Brandt N.N. Effect of thermal denaturation, inhibition, and cleavage ofdisulfide bonds on the low-frequency Raman and FTIR spectra of chymotrypsinand albumin / N.N.

Brandt, A.Yu Chikishev, A.A. Mankova, I.K. Sakodynskaya //Journal of Biomedical Optics. – 2016. – Т. 20 – № 5 – С. 051015-1 - 051015-6.26.Balakhnina I.A. Low-frequency vibrational spectroscopy of proteins withdifferent secondary structures / I.A. Balakhnina, N.N. Brandt, A.Yu. Chikishev,A.A.

Mankova, I.G. Shpachenko // Journal of Biomedical Optics. – 2017. – Т. 22 № 9 – С. 091509-1 - 091509-6.На автореферат диссертации поступили следующие отзывы:1. От доктора физико-математических наук, члена-корреспондента РАН,заведующего кафедрой общей физики и физики конденсированногосостояния физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова,Хохлова Дмитрия Ремовича. В отзыве отмечена актуальность темыдиссертационной работы и наличие ряда важных результатов,например, чувствительность низкочастотных (100 – 500 см-1)колебательных мод молекул к структурным изменениям.2. От доктора физико-математических наук, заведующего лабораториейлазерной диагностики технических и живых систем Института проблемточной механики и управления РАН, Тучина Валерия Викторовича. Вотзыве отмечено, что возможность развития методов определенияструктуры белков является важной в различных направленияхбиофизики и биоинженерии. Отмечено, что экспериментальныерезультаты диссертационной работы полностью отражены вавтореферате.3.

От кандидата физико-математических наук, сотрудника кафедрыфизиологии кожи Медицинского университета «Charite» (Берлин),Дарвина Максима Евгеньевича. В отзыве отмечена достоверностьрезультатов исследований, высокая квалификация автора, новизнаработы. Высказано замечание о возможности примененияиспользуемых методов in vivo и ex vivo.4. От доктора физико-математических наук, профессора кафедрылазерной физики НИЯУ МИФИ, Гончукова Сергея Александровича. Вотзыве отмечена перспективность диссертационной работы длябиофизики и биоинженерии, а также рекомендовано провестисравнение структуры белков в водном и лиофилизованном состоянии спомощью спектроскопии в диапазоне «отпечатков пальцев».5.

От доктора физико-математических наук, заведующего лабораториейСверхкритических Флюидных Технологий ФНИЦ «Кристаллография ифотоника» РАН, Попова Владимира Карповича. В отзыве отмеченаактуальность темы исследования, а также новизна работы,достоверность полученных результатов, отраженных в рядепубликаций, и обоснованность выводов.3Все отзывы положительные, отмечается актуальность диссертационногоисследования, практическая значимость, научная новизна.

Во всех отзывахотмечается, что диссертационная работа представляет собой законченнуюнаучно-квалификационную работу и удовлетворяет всем критериям,установленным в Положении о присуждении ученых степеней в Московскомгосударственном университете имени М.В. Ломоносова.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненныхсоискателем исследований:Разработаны: Методика приготовления образцов для проведения экспериментов понизкочастотной спектроскопии. Подход к выбору набора методов математической обработки данных,удобных для анализа низкочастотных колебательных спектров.Предложено: Применение методов низкочастотной ИК-Фурье, КР и терагерцовойспектроскопиидляопределенияфункционально-значимыхструктурных изменений биомолекул.Доказано, что: Низкочастотные (100 – 500 см-1) колебательные моды белковых молекулчувствительны к структурным изменениям, связанным совзаимодействиями поверхностных групп, ингибированием фермента,разрывом дисульфидных связей и термической денатурацией. Колебательная спектроскопия в низкочастотном (100 – 500 см-1)интервале может применяться для описания конформационнныхизменений белковых молекул. Спектроскопия ТГц поглощения и низкочастотная ИК-Фурьеспектроскопия выявляют образование комплексов химотрипсин-краунэфир, объясняющее увеличение активности фермента в органическихрастворителяхТеоретическая значимость исследования обоснована тем, что: Разработанный комплексный подход к выбору методов обработкиэкспериментальных данных, подбор оптимальных параметров дляанализа результатов позволяют применять методы низкочастотнойспектроскопии для проведения исследований структурных измененийбиомолекул.4 Исследование низкочастотного колебательного диапазона позволитвыявить выделенные степени свободы, определяющие, в соответствии сконцепцией «белок-машина», функционирование ферментов.Применительно к проблематике диссертации результативно (эффективно, тоесть с получением обладающих новизной результатов) использованы: Метод спектроскопии терагерцового поглощения. Метод низкочастотной ИК-Фурье спектроскопии Метод низкочастотной спектроскопии комбинационного рассеянияПодробно описаны экспериментальные установки, использованные в работе,а также протоколы проведения измерений.Изучено: Взаимодействие химотрипсина с молекулами краун-эфира методомтерагерцовой спектроскопии Низкочастотные (100 – 500 см-1) спектры серии белков с существенноотличающейся вторичной структурой. Влияние процессов термической и химической денатурациихимотрипсина и альбумина на их низкочастотные ИК-Фурье и КРспектрыЗначение полученных соискателем результатов исследования для практикиподтверждается тем, что Разработана методика приготовления образцов для экспериментов понизкочастотной ИК-Фурье и КР спектроскопии белков и предложенатехника обработки и анализа низкочастотных колебательных спектров. Полученныерезультатырасширяютсовременные(весьмаограниченные) базы данных по низкочастотным колебательнымспектрам белковых молекул Результаты работы могут быть применены для контроля состояниялиофилизованныхбелковыхпрепаратоввразличныхбиотехнологических,терапевтическихидиагностическихприменениях. Результаты работы позволяют применять методы низкочастотной ИКФурье и КР спектроскопии для анализа функционально-значимыхструктурных изменений и вторичной структуры молекул белков.Достоверность результатов исследования обеспечивается: Соответствием результатов экспериментов данным, полученным ранеедругими авторами, а также результатам компьютерного моделирования Проработкой литературного материала56.