Отзыв официального оппонента 3 (Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозе)

ОТЗЫВ официального оппонента Ломакина Сергея Модестовича на диссертационную работу Михалевой Марин Геннадьевны «Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозе», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальностям 03.01.02 — Биофизика, 03.01.03 — Биоинженерия Актуальность Диссертационная работа Михалевой МХ.

на тему «Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и целлюлозев направлена на изучение структурно-динамических особенностей в хнральных системах на примере биомиметиков. Данное направление исследования имеет значительный потенциал для выявления аналогичных свойств биологических супрамолекулярных конструкций в живых системах и природном сырье, При этом, полученные в работе результаты показывают необходимость исследований в этом перспективном направлении биофизики суперспирализованных структурных хиральных систем и динамических процессов с их участием, Эти закономерности рассмотрены в работе на всех масштабах биологических иерархий сложных систем от молекул ~холестерин, эргостерол) и макромолекул ~полисахариды) до супрамолекулярных конструкций (струн) и макроскопических элементов живой ткани ~фибрилл н волокон).

Актуальность темы диссертации, ее высокая практическая значимость, а так же важность для биофизики и биоинженерии обусловлены гем, что понимание принципов супрамолекулярных взаимодействий в супеспирализованных структурах позволяет строить биофизические модели, позволяющие усовершенствовать технологические процессы, такие как нитрование целлюлозного волокна. Научная новизна В диссертации развиты представления о структурно-динамической и функциональной роли анизометрических хиральных структур на различных биологических масштабах сложных систем, Разработан классификатор соответствующих макроскопических супрамолекулярных структур, наглядно позволяющий выявлять хиральную специфику различных систем.

Экспериментально и теоретически исследованы биомиметические системы ТФААС, в которых выявлены макроскопические вихревые структуры. Методом молекулярной динамики исследована внутренняя подвижность молекул холестерина и эргостерола, и показана ее связь со структурообразованием в модельных системах. Выдвинуто предположение о различной роли эргостерола в клетках грибов и холестерина в клетках животных и растений, определяющее топологию строения тела этих организмов.

Впервые рассмотрена взаимосвязь геликоидальной структуры нативной целлюлозы и процесса ее нитрования. Построена качественная модель нитрования, основанная на физических механизмах взаимодействия суперспирализованных целлюлозных фибрилл. Предложена методика аналитического контроля содержания азота в целлюлозе. Практическая значимость В диссертационной работе построена биофизическая модель процесса нитрования целлюлозы, позволяющая оптимизировать технологические процессы переработки природного растительного сырья на промышленных предприятиях и получены образцы с заданными свойствами. Автором работы была разработана новая методика определения содержания азота в нитроцеллюлозе — гравиметрический метод.

Издана коллективная монография — классификационный атлас для экспериментального выявления хиральных структур. Достоверность Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе обеспечивается использованием широко апробированных подходов и методов, используемых в мировом научном сообществе. Результаты находятся в соответствии с данными, полученными ранее другими авторами. Структура н содержание Диссертация построена по традиционному образцу и состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка сокращений и списка литературы.

Объем работы — 135 страниц, включающие 35 рисунков и б таблиц. Во введении рассматриваются актуальность, цели и задачи исследования, положения, выносимые на защиту, обозначена научная новизна и практическая значимость исследований. В первой главе автор разбирает историю исследований, посвященных гомохиральности биологического мира. Рассматривается фундаментальный синергетический принцип биологических систем.

Описываются системы ТФААС как адекватные биомиметические системы. Обозначены проблемы рациональной переработки целлюлозы как востребованного природного растительного сырья, Вторая глава называется «Материалы и методы». В этой главе автор описывает экспериментальные методы и материалы, которые были ис|юльзованы в работе. В третьей главе содержатся результаты работы, Описаны особенности межмолекулярных взаимодействий в биомиметических системах, в которых наблюдается образование анизометрических суперспирализованных структур. Полученные в главе 3 результаты стали основой для формулирования физико-химической модели процесса нитрования целлюлозы.

Четвертая глава посвящена описанию биофизической модели процесса нитрования целлюлозного волокна, которая была построена с учетом ее хиралыюй морфологической структуры. В заключении диссертант приводит основные результаты и выводы диссертационной работы. Замечания по диссертационной работе В качестве замечаний к работе можно выделить следующие: 1. В автореферате обсуждается внутренняя динамика молекул холестерина и эргостерола и указаны домены стероидного ядра А, 0 и С, в то время, как иллюстрация расположения этих доменов отсутствует.

2. В обсуждении возможных функциональных различий молекул холестерина и эргостерола обсуждается различие в топологии тел животных и грибов, Однако, приведенное объяснение не подходит для плодового тела гриба, которое, как и ткань животных, визуально такое же плотное и не соответствует решетке Бете. 3. В работе не приведена количественная оценка выделяемой при описываемых структурных перестройках целлюлозного волокна энергии, которую можно было оценить по природе и частоте связей в целлюлозе. 4. Необходимо пояснить, почему полное нитрование целлюлозы важно в практическом плане и зачем нужно достижение степеней замещения в нитроцеллюлозе более высоких, чем те, которые получаются при нитровании поверхности волокна на первой стадии реакции, поскольку в процентном соотношении содержание азота в нитроцеллюлозе изменяется лишь на 1'Уо.

5. Не отражено влияние на реакционную способность целлюлозы ее структурные и морфологические особенности, молекулярная масса и пр. Обшее заключение Актуальность, новизна и перспективность темы, логичное изложение большого экспериментального материала, комплексное использование ряда физико-химических методов исследования, обоснованность результатов и выводов убеждают в том, что представленная работа «Суперспирализованные анизометрические фазы в системах биомиметиков и 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, Ломакин Сергей Модестович, кандидат химических наук Заведующий лабораторией 1001 «Химическая стойкость полимеров» Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук 119991, г, Москва, ул.

Косыгина, д. 4 тел.: 8 1499)939-71-79 е-пза11: 1отаЫпфз1су,сЬрЬ.газ.га Подпись заверяю .