Отзыв официального оппонента 2 (Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозе)

отзыв официального оппонента Клечковской Веры Всеволодовны на диссертационную работу Михалевой Марии Геннадьевны «Суперспирализованные анизометрнческне фазы в системах биомиметиков и целлюлозе», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — Биофизика, 03.01.08 — Бионнженерня Диссертация Михалевой Марии Геннадьевны «Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозе» посвящена исследованию механизмов формирования и функционирования модельных хиральных систем различного масштаба: молекулярного (холестерин, зргостерол), макромоле куля рного (целлюлоза), супрамолекулярного ~биомиметики ТФААС) и макроскопического ~фибриллы и волокна целлюлозы). Учитывая фундаментальную роль хиральности в процессах самоорганизации, адекватными моделями многих биологических систем и процессов являются упрощенные хиральные соединения — биомиметики.

В работе изучено и систематизировано значительное количество представленных в знакопеременных хиральных структур, классификационном атласе анизометрических структур. Актуальность и высокая научная и практическая значимость темы диссертации обусловлены тем, что исследование структуры таких хиральных суперспирализованных систем имеет значительный потенциал в биофизике и биоинженерии. В первую очередь структурные исследования важны для понимания основных принципов структурной самоорганизации на ранних этапах эволюции.

Кроме того они не менее важны для построения биофизических моделей„позволяющих оптимизировать технологические процессы, такие как рассмотренные в представленной работе процессы переработки целлюлозы. Целью представленной диссертации является исследование структурно- динамических особенностей и механизмов формирования анизометрических супсрспирализованных структур в системах биомиметиков и целлюлозе.

Следует отметить, что работа логично и грамотно построена: от биомиметиков ТФААС и систем холестерина и эргостерола, для которых автором описаны особенности межмолекулярных взаимодействий и в которых наблюдается образование анизометрических суперспирализованных структур, сделан переход к исследованию процессов, происходящих в суперспирализованной матрице — целлюлозном волокне.

Достоверность представленных в диссертационной работе результатов обеспечивается использованием комплекса современных физико-химических методов исследования, основными из которых являются электронная и атомно-силовая микроскопия, спектроскопия КР н КД, рентгенофазовый анализ, малоугловое рентгеновское рассеяние и метод молекулярной динамики. При этом научные положения и выводы подтверждаются соответствием полученных результатов с данными, опубликованными ранее другими авторами. Диссертация состоит из введения, четырех глав, результатов и выводов, списка литературы. Во введении обоснованы актуальность, научная и практическая значимость выбранной темы, обозначена цель и задачи, которые следует решить, научные положения, выдвигаемые на защиту, и выводы.

В связи с этим необходимо отметить четко изложенный и логично структурированный литературный обзор, представленный автором в первой главе диссертации. Во второй главе описаны методы исследования образцов и расчетов с помощью молекулярной динамики. Следует отметить, что автор не только освоила уже существующие методы, но внесла и собственные дополнения, например, к программным расчетам МД и в измерения методом гравиметрии. В третьей главе рассматриваются принципы супрамолекулярной организации сложных ансамблей, начиная с межмолекулярного взаимодействия биомиметиков ТФААС и особенностей структурной динамики холестерина и эргостерола и заканчивая наблюдениями за реализацией принципа смены знака хиральности на примере белков.

Исследованы молекулярные механизмы, лежащие в основе образования анизометрических супрамолекулярных структур. Показано, как может влиять на их образование структура молекулы, в частности наличие в ней хирального центра, а также динамические особенности, способные при высокой подвижности эффективно препятствовать слишком ком плементарному узнаванию и формированию протяженных надмолекулярных объектов. Неоспоримую практическую значимость имеют результаты четвертой главы по разработке качественной физической модели процесса нитрования целлюлозного волокна, которая позволяет оптимизировать технологические процессы переработки природного растительного сырья на промышленных предприятиях.

В диссертации приведено описание данной биофизической модели процесса нитрования целлюлозного волокна, которая была построена с учетом ее хиральной морфологической структуры. Таким образом, впервые рассмотрено влияние структурных факторов на протекание реакции нитрования целлюлоз и установлено, что химическая реакция включает совокупность физических стадий, которые и являются лимитирующими.

Предложенный физический механизм снижения скорости иитрования целлюлозы объясняет весь спектр явлений, наблюдаемых при нитровании сырья различного происхождения. Одним из достоинств работы является ее целостность и законченность, Положения, выносимые на защиту, согласуются с основными результатами исследований. Диссертация написана хорошим научным языком и в целом производит благоприятное впечатление. Автореферат диссертации полностью отражает содержание диссертационной работы. В качестве замечаний можно выделить следующее: 1. В главе 3, параграф 3.4 при исследовании молекулярной динамики молекул холестерин а и эргостерола рассмотрена только динамика стероидного ядра молекул и не рассматривается поведение гндрофобной боковой цепи молекул, что требует пояснений.

Рассмотрено значение трифторацетилированных аминоспиртов (ТФААС) как биомиметиков„однако их структура и свойства 1наличие трех молекул фтора и нерастворимость их в воде) не соответствуют биологическим объектам, что необходимо пояснить. 3. В названии работы целлюлоза выделена как иной объект, относительно биомиметиков, в то время как процесс нитрования рассмотрен для товарной целлюлозы, которая уже по-сути не является биологическим объектом и также может рассматриваться как своего рода биомиметик.

4. Имеется некоторое количество опечаток, в частности в формуле 4.7.6 дифференцирование должно быть по Йк. На рис.3.4.4 не обозначены единицы измерений на осях. Указанные замечания не снижают высокого уровня представленной работы. Таким образом.

диссертационная работа Михалевой М.Г, соответствует специальностям 03,01.02 — Биофизика и 03.01.08 Биоинженерия и отрасли физико-математических наук, по которым она представлена к защите. Считаю, что диссертационная работа Михалевой Марии Геннадьевны «Суперспирализованные аннзометрические фазы в системах бномнметнков н целлюлозе» представляет собой законченное научное исследование и удовлетворяет всем критериям, установленным в Положении о присуждении ученых степеней в Московском государственном университете имени М,В.

Ломоносова, а ее автор Михалева М.Г. заслуживает присвоения степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 Биофизика и 03.01.08 — Биоинженерия. Клечковская Вера Всеволодовна, профессор, доктор физико-математических наук Заведующая лабораторией электронографии Федеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника» Российской академии наук, Институт кристаллографии имени А.В. Шубникова РАН. 119333„Россия, Москва, Ленинский проспект, дом 59, ИК РАН. тел.: 8 1499)135-35-00, е-гпа11: ЫесЬччфпз,сгуз.газ.гц .