Автореферат (1150175)
Текст из файла
__________САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ__________На правах рукописиМИЛЯЕВАОльга ЮрьевнаДИНАМИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТЫЕ CВОЙСТВА РАСТВОРОВ КОМПЛЕКСОВБЕЛКОВ И ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ.Специальность 02.00.11 – коллоидная химияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата химических наукСанкт-Петербург20152Работа выполнена на кафедре коллоидной химии Института Химии ФГБОУ ВПО«Санкт-Петербургский государственный университет».Научный руководитель:Носков Борис Анатольевич,доктор химических наук, профессор, СанктПетербургский государственный университетОфициальные оппоненты:Бибик Ефим Ефимович,докторхимическихФГБОУВПОнаук,профессор,«Санкт-Петербургскийгосударственный технологический институт(технический университет)»Писарев Олег Александрович,кандидат химических наук, доцент,ФГБУН«Институтвысокомолекулярныхсоединений Российской академии наук»Ведущая организация:ФГБОУ ВПО «Мурманский государственныйтехнический университет»Защита состоится «__» сентября 2015 г в ___ часов на заседании диссертационногосовета Д 212.323.40 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наукпри Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, СанктПетербург, Средний проспект В.О., д.
41/43, БХА.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.М. ГорькогоСПбГУ по адресу: Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.Автореферат разослан “__” ___________ 2015 г.Ученый секретарь диссертационногосовета, кандидат химических наук, доцентСуходолов Н.Г.3Общая характеристика работыАктуальность работы. Исследование взаимодействия белков и полиэлектролитов врастворах представляет важную задачу как с фундаментальной, так и с прикладной точкизрения. Подбирая компоненты и меняя их концентрации можно получить широкий наборсистем с различными свойствами.
Разнообразие комплексов белков и полиэлектролитов врастворе обуславливает широкий круг практических применений этих систем используемых вкачестве биокатализаторов, бисенсоров, для разделения и очистки белков, направленнойдоставки лекарств. В большинстве работ по растворам комплексов белков и полиэлектролитовисследуются объемные фазы.
Информация о поверхностных свойствах растворов смесей белокполиэлектролитвлитературепрактическиотсутствует.Втожевремяизучениеконформационных переходов белковых глобул на границе раздела флюидных фаз вприсутствии полиэлектролита представляется важным по нескольким причинам. Во-первых,при практическом применении смесей белков и полиэлектролитов обычно приходитсясталкиваться с дисперсиями и тонкими пленками, устойчивость и динамика которыхопределяются поверхностными реологическими свойствами, и, следовательно, конформациеймакромолекул у межфазной границы.
Во-вторых, большинство биохимических процессов вклетке происходит у клеточных мембран. Поэтому особое значение приобретает изучениеконформационныхпереходовбелковыхмолекулвадсорбционныхинанесенныхповерхностных пленках. Поскольку биологические функции белков во многом определяются ихструктурой, исследование химических взаимодействий и физико-химических процессов,приводящих к изменению вторичной и третичной структур белка у межфазной границы,представляет одну из важных задач современной коллоидной химии.Цель работы состоит в определении механизма формирования адсорбционной пленки израстворов смеси белок - полиэлектролит на границе раствор – газ и оценки влияния на этотпроцесс денатурирующих агентов на основе данных дилатационной поверхностной реологии.Для достижения этой цели в диссертации решались следующие основные задачи:Исследование совместной адсорбции амфифильного неионного полимера и белка награнице жидкость – газ.Определение морфологии адсорбционных слоёв амфифильного неионного полимера ибелка с помощью атомно-силовой микроскопииОпределениеконцентрационныхикинетическихзависимостейкомплекснойдинамической поверхностной упругости и поверхностного натяжения растворов смеси белков иполиэлектролитов методами осциллирующего барьера и осциллирующего кольца.Определение кинетических зависимостей поверхностной концентрации растворов смесиглобулярных белков и полиэлектролитов с помощью эллипсометрии.4Определение морфологии адсорбционных слоёв глобулярных белков в присутствииполиэлектролитов с помощью атомно-силовой микроскопии.Определение влияния денатурантов на кинетические и концентрационные зависимостиповерхностных свойств растворов смеси глобулярных белков и полиэлектролитов.Сравнение результатов расчета кинетической зависимости поверхностной концентрации сэкспериментальными данными для растворов комплексов белок/полиэлектролит и определениеэффективного заряда комплекса.Научная новизна.
Впервые исследовано влияние синтетических полиэлектролитов натретичную структуру белков в поверхностном слое и механизм формирования адсорбционногослоя комплексов белок/полиэлектролит на границе водный раствор – воздух. Обнаружено, чтохотя комплексы могут образовываться в объеме раствора в случае одноименно заряженныхкомпонентов, разрушение третичной структуры в поверхностном слое происходит толькотогда, когда белок и полиэлектролит противоположно заряжены. Показано, что скоростьадсорбции комплексов белок/полиэлектролит определяется их суммарным зарядом и зависит отобразования мультимолекулярных агрегатов в растворе.
Установлено, что различие вмеханизме денатурирующего действия между гидрохлоридом гуанидина (ГХГ) и мочевинойприводит к различным эффектам при взаимодействии этих веществ с комплексамилизоцим/полистиролсульфонат натрия (ПСС) в поверхностном слое, в частности, в первомслучае возникает сильный синергетический эффект, отсутствующий при взаимодействии этихкомплексов с мочевиной. Сравнение расчетныхиэкспериментальныхкинетическихзависимостей поверхностной концентрации избытка позволило оценить эффективную величинузаряда адсорбирующегося глобулярного комплекса ПСС/бычий сывороточный альбумин(БСА).ПрактическаяполиэлектролитовзначимостьвработыповерхностномИнформацияслое,ооструктуревзаимодействиибелковадсорбционнойипленкибелок/полиэлектролит должна способствовать пониманию функционирования белков в живыхорганизмах, а также может быть использована при создании биосенсоров, для развития иоптимизации новых методов доставки лекарств в живом организме, методов разделения иочистки белков.
Изменение внешних условий и подбор компонентов позволяет широковарьировать не только физико-химические свойства таких систем, но и влиять на вторичную итретичную структуры молекулы белка, изменяя ее биологическую активность, что может найтиприменение при создании новых биотехнологий. Данные по поверхностным реологическимсвойствам позволяют найти оптимальные условия для стабилизации пен и эмульсий,содержащих белки и используемых в пищевой, косметической и фармацевтической отрасляхпромышленности.5Публикации.
По теме диссертации опубликовано 5 статей и 10 тезисов докладов.Апробация работы. Результаты работы были представлены в виде докладов наследующих научных мероприятиях: Всероссийском симпозиуме «От коллоидных систем кнанохимии» (Казань, 2011), V Всероссийской конференции «Химия в современном мире»(Санкт-Петербург, 2011), VI Всероссийской конференции «Менделеев 2012» (Санкт-Петербург,2012), VII Всероссийской конференции «Менделеев – 2013» (Санкт-Петербург, 2013), 14thEuropean Student Colloid Conference (Потсдам, 2013), XIX international conference on chemicalthermodynamics in Russia (Москва, 2014), IV International Conference on colloid chemistry andphysicochemical mechanics (Москва, 2013), VIII Всероссийской конференции «Менделеев –2014» (Санкт-Петербург,2014), 8th International Symposium "Molecular Order and Mobility inPolymer Systems" (Санкт-Петербург, 2014), 20th International Symposium on Surfactants inSolution (Коимбра, 2014).Положения и результаты, выносимые на защиту:1.Обнаружение трех локальных максимумов на кинетической зависимости динамическойповерхностной упругости растворов смеси поли(N-изопропилакриламида) (ПНИПАМ) с βказеином и их интерпретация.2.Особенностиповерхностнойвязкоупругостирастворовсмесибелковсполистиролсульфонатом натрия (ПСС) и хлоридом полидиаллилдиметиламмония (ПДАДМАХ)при различных рН.3.Особенности поверхностной вязкоупругости растворов смеси белков с ПСС иПДАДМАХ в присутствии денатурантов,4.Синергетическое действие ПСС и ГХГ на динамические свойства адсорбционной пленкилизоцима.5.Механизм формирования адсорбционных пленок в растворах смеси белков иполиэлектролитов в присутствии и отсутствии денатуранта.6.Определение влияния структурной организации белка на механизм взаимодействия сполиэлектролитом в поверхностном слое.Личный вклад автора.Авторский вклад состоит в постановке основных задач, непосредственном выполненииэкспериментальных исследований, в обработке полученных результатов, анализе и обобщенииполученных данных и формулировке выводов.Структура и объем работы.Диссертационная работа объемом 140 страниц машинописного текста состоит из введения,семи разделов, содержащих 64 рисунка и 1 таблицу, выводов и списка литературы, включающего207 наименований.6Основное содержание работыВо введении кратко излагаются актуальность и цели исследования.Первая глава содержит обзор литературы, в котором представлены общие сведения оструктуре белков и механизмах их химической денатурации, детально рассмотрен процессобразования комплексов между белками и полиэлектролитами.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
