Автореферат (1151495), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В целом,полученные результаты показывают, что инкубация ПМ с AgНЧ приводит к«замораживанию» молекулы BR в том состоянии, в котором она находилась в моментвзаимодействия с наночастицей.абРисунок 9. (a) ГКР спектры БР: свето-адаптированная (1) и темноадаптированная (2) формы, разница спектров (1) и (2); (б) кинетические измеренияполосы при 410 нм БР (1), БР инкубированный с AgНЧ (2), и БР с AgНЧинкубированный и коагулянтом (3).163.3.3 Изменение кинетики фотоцикла бактериородопсина, индуцированноеAgНЧНа рис.9б показаны результаты кинетических измерений изменения значенияпоглощения БР на длине волны 410 нм. Полученные результаты показывают, чтокроме областей, в которых фотоцикл БР подавлен серебряными наночастицами и,поэтому, не дает вклада в кинетические измерения, есть области слабого воздействия.Общей тенденцией является уменьшение времени жизни М-формы в результатевоздействия серебряных наночастиц.3.4 Влияние наночастиц Ag на свойства белка БР-D96N: исследованияметодами комбинационного и гигантского комбинационного рассеяния3.4.1 Исследование белка БР-D96N методом комбинационного рассеянияХарактерным спектральным признаком М-формы является линия 1566 см-1,которая доминирует в спектре КР при возбуждении зеленым лазером.
Включениемодулирующего синего (405 нм) лазера вызывает переход БР-D96N из М-формы восновное состояние. Это проявляется в изменении соотношения интенсивностейлиний 1566 см-1 (М-форма) и 1526 см-1 (основное состояние). Надо отметить, чтообщий вид КР спектра БР-D96N, рис. 10 (спектры 1 и 2) в целом совпадает соспектром КР БР дикого типа (БР-WT), рис. 10 (спектр 3).Рисунок 10. Спектр КР БР-D96N(1) и (2), и БР (3). Спектр (1) получен подоблучением зеленого (514.5 нм) и синего(405 нм) лазеров, спектры (2) и (3)облучались только зеленым лазером.3.4.2 Влияние модулирующего синего облучения на систему AgНЧ-D96NCпектры ГКР БР-D96N и БР дикого типа существенно отличаются, рис.
11а(спектры 2 и 1). В области валентных колебаний двойных связей 1500-1650 см-1 БРD96N присутствуют линии характерные для основного состояния белка (1528 см-1),для М-формы (1568 см-1) и линия, соответствующая валентным C=N колебаниям(1635 см-1). При этом, в отличие от БР, в спектрах ГКР БР-D96N все три линии имеютпримерно равную интенсивность. Эти спектральные признаки указывают назначительное содержание депротонированной М-формы мутанта БР-D96N.
В отличие17от КР включение/выключение модулирующего синего излучения никак не влияет навид спектров ГКР. Это означает, что и в случае БР-D96N наблюдается тот же эффект,как и в случае БР-WT, эффект «замораживания» состояния белка в результатевоздействия AgНЧ в ГКР активных областях.3.4.3 Роль свето-адаптированного состояния БР-D96N в фотоцикле белкаЧтобы оценить роль состояния, в котором находится белок в моментвзаимодействия с AgНЧ, мы использовали для инкубации с наночастицами БР-D96Nв свето-адаптированной и темно-адаптированной форма.
Изменения в области (13001500 см-1), по-видимому, связаны с изменениями во взаимодействиях междуретиналем и полипептидным окружением. Отрицательный сигнал в области 1528 см-1,который указывает на то, что в темно-адаптированной форме белка в основномсостоянии больше, чем в светоадаптированной. Относительное содержание М-формыодинаково, на что указывает отсутствие изменений в области колебаний,соответствующих М-форме около 1568 см-1.
Положительный сигнал в областивалентных колебаний C=N указывает, что конформация депротонированногооснования Шиффа для этих двух случаев различна. Таким образом, показаназависимость формы в которой AgНЧ фиксируют БР-D96N от формы в которой оннаходился в момент связывания (рис. 11).абРисунок 11. (a) ГКР спектры свето-адаптированной формы БР (1) и БР-D96N(2), и разностный спектр свето-адаптированной формы минус темно-адаптированнаяформа БР-D96N (3); (б) кинетические измерения полосы при 410 нм БР-D96N (1-3) иБР (4-6): только белок (1) и (4), белок инкубированный с AgНЧ (2) и (5), белок сAgНЧ инкубированный с коагулянтом (3) и (6) при рН раствора 9.2.183.4.4 Изменение кинетики фотоцикла белкаБР-D96N, индуцированноеAgНЧНа рис. 11б показаны результаты кинетических измерений изменения значенияпоглощения БР на длине волны 410 нм, после запуска фотоцикла коротким световымимпульсом (532 нм). В отличие от БР, для которого воздействие AgНЧ ускоряетфотоцикл, в случае мутанта D96N фотоцикл существенно замедляется.ЗаключениеНа основании проведенных исследований были получены данные о свойствахбелкаБРиD96Nбионаногибридныхприструктур.взаимодействииОбобщениеиснаночастицамианализиполученныхвсоставерезультатовобосновывает следующие выводы:1.Проведеносравнительноеисследованиесвойствфоточувствительныхмембранных белков бактериородопсина и БР-D96N в различных условиях среды.2.Созданы фотовольтаические структуры на основе ориентированного слоя БР иразличных электродов.
Максимально эффективной была определена структура PETITO-о., где максимальные значения фотопотенциала при временах 0,01 - 0,001 секундна 12-14% выше, чем в стандартной системе PET-ITO.3. Получены неориентированные бионаногибридные структуры пурпурных мембран сквантовыми точками (ПМ–КТ570) в суспензии, характеризующиеся увеличениемскорости образования (рост поглощения 40 ±1 μс) и распада М-формы (снижениепоглощения 4,9±0,2 мс).4.Получены ориентированные бионаногибридные структуры ПМ-КТ570 вэлектрофоретически осажденных пленках.
Данные комплексы характеризуютсязначительным увеличением скорости образования (рост фотопотенциала 205±1 μс) ираспада М-формы (снижение фотопотенциала 306±50 мс) по сравнению соструктурой без КТ.5.Обнаружено наличие двух областей сильного и слабого воздействиянаночастиц серебра (AgНЧ) на БР и белок БР-D96N:5.1. В результате сильного взаимодействия БР фиксируется в том состоянии, вкотором он находился в момент связывания с AgНЧ. При слабом воздействии AgНЧ с19белком происходит ускорение фотоцикла БР за счет ускорения перехода М-формы восновное состояние.5.2.
При сильном взаимодействии происходит фиксация фотоцикла белка БР-D96N.При слабом воздействии AgНЧ с белком происходит замедление фотоцикла инакопление М-формы БР-D96N.Списокпубликацийпотемедиссертацииврецензируемыхизданиях,рекомендованных ВАК1.Олейников, В.А., Лукашев, Е.П., Зайцев, С.Ю., Чистяков, А.А., Соловьева, Д.О., Мочалов,К.Е., Набиев, И. (2017) Влияние плазмонных серебряных и полупроводниковых экситонныхнаночастиц на фотоцикл бактериородопсина в мембранах, Оптика и спектроскопия. 122, 34–39.2.Олейников, В.А., Мочалов, К.Е., Соловьева, Д.О., Чистяков, А.А., Лукашев, Е.П., Набиев,И.Р. (2016) Влияние серебряных наночастиц на фотоцикл бактериородопсина пурпурных мембранHalobacterium Salinarum, Оптика и спектроскопия. 121, 227–237.3.Mochalov, K., Solovyeva, D., Chistyakov, A., Zimka, B., Lukashev, E., Nabiev, I., Oleinikov, V.(2016) Silver Nanoparticles Strongly Affect the Properties of Bacteriorhodopsin, a Photosensitive Protein ofHalobacterium Salinarium Purple Membranes, Materials Today: Proceedings.
3, 502-506.4.Mochalov, K., Solovyeva, D., Chistyakov, A., Zimka, B., Lukashev, E., Nabiev, I., Oleinikov, V.(2016) Raman and SERS Spectroscopy of D96N Mutant Bacteriorhodopsin, Materials Today: Proceedings.3, 497-501.5.Zaitsev, S.Y., Solovyeva, D.O. (2015) Supramolecular nanostructures based on bacterial reactioncenter proteins and quantum dots. Advances in Colloid and Interface Science. 218, 34-47.6.Krivenkov, V., Samokhvalov, P., Solovyeva, D., Bilan, R., Chistyakov, A., Nabiev, I. (2015) Two-photon-induced Förster resonance energy transfer in a hybrid material engineered from quantum dots andbacteriorhodopsin. Optics Letters, 40, 1440-1443.7.Krivenkov, V.A., Solovyeva, D.O., Samokhvalov, P.S., Grinevich, R.S., Brazhnik, K.I., Kotkovskii,G.E., Lukashev, E.P., Chistyakov, A.A.
(2014) Resonance energy transfer in nano-bio hybrid structures canbe modulated by UV laser irradiation. Laser Phys. Lett., 11, 115601.8.Krivenkov, V.A., Solovyeva, D.O., Samokhvalov, P.S., Brazhnik, K.I., Kotkovskiy, G.E.,Chistyakov, A.A., Lukashev, E.P., Nabiev, I.R. (2014) Photoinduced modification of quantum dot opticalproperties affects bacteriorhodopsin photocycle in a (quantum dot)–bacteriorhodopsin hybrid material.Journal of Physics: Conference Series. 541, 012045.9.Krivenkov, V.A., Samokhvalov, P.S., Linkov, P.A., Solovyeva, D.O., Kotkovskii, G.E., Chistyakov,A.A., Nabiev. I.
(2014) Surface ligands affect photoinduced degradation of the quantum dots opticalperformance. Proc. SPIE 9126, Nanophotonics V, 91263N.2010.Zaitsev, S.Y., Lukashev, E.P., Solovyeva, D.O., Chistyakov, A.A., Oleinikov, V.A. (2014)Controlled influence of quantum dots on purple membranes at interfaces. Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 117 PP. 248 - 25111.Зайцев, С.Ю., Соловьева, Д.О., Набиев, И.Р. (2014) Супрамолекулярные пленочные системына основе фоточувствительных мембранных белков. Успехи химии, 83(1), 38-81.12.Zaitsev, S.Y., Solovyeva, D.O., Nabiev, I.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
