Вплив магнітних полів наднизької частоти на структурно-функціональні властивості глобулярних білків

21. Цейслєр Ю.В., Мартинюк В.С, Мірошниченко М.С. Вплив магнітних полів наднизької частоти на флуоресцентні властивості сироваткового альбуміну при його навантаженні гідрофобними сполуками // Тези доповідей VI Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспірантів “Біологічні дослідження молодих вчених в Україні”, 21-22 вересня 2006, Київ-2006. - С.75-76. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментальне дослідження і статистичний аналіз отриманого матеріалу).

22. Цейслєр Ю.В., Мартинюк В.С, Мірошниченко М.С. Вплив магнітних полів наднизької частоти на спектри поглинання і ренатурацію метгемоглобіну при його взаємодії з неполярними лігандами // Тези доповідей IV з'їзду Українського біофізичного товариства, 19 -21 грудня 2006, Донецьк. - 2006. - С. 326 - 327. (здобувачем здійснено визначення наукової проблематики, аналіз літератури з цього питання, проведено експериментального дослідження і статистичного аналізу отриманого матеріалу).

Анотація

Цейслєр Ю.В. Вплив магнітних полів наднизької частоти на структурно-функціональні властивості глобулярних білків. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 - біофізика. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2007.

Дисертація присвячена вивченню змін структурно-функціональних властивостей окремих глобулярних білків, а саме, спектральних, кінетичних, електрофоретичних та інших характеристик, при дії змінного магнітного поля на розчини білків в умовах відсутності та наявності гідрофобних лігандів - хлороформу і бензолу.

Показано, що магнітне поле майже не впливає на спектри поглинання білків різної природи в нативному стані, але впливає на їх власну флуоресценцію в залежності від частоти МП. Водночас дія фізичного фактору на структурно-функціональні властивості білкових розчинів є більш помітною в умовах їх взаємодії з гідрофобними лігандами. Результати дослідження свідчать про те, що насичення водно-білкових розчинів лігандами супроводжується формуванням спектральних зсувів, які свідчать про зв'язування ліганду білковими молекулами. В таких умовах змінне магнітне поле впливає більш ефективно. Крім того хлороформ сприяє більш глибоким перебудовам в білкових макромолекулах порівняно з бензолом як у випадку взаємодії з білковими розчинами в контрольних умовах, так і при опроміненні магнітним полем. Результати експериментів підтверджують припущення про те, що первинним акцептором магнітної дії може бути водне оточення макромолекул, вплив магнітного поля на яке призводить до змін його структурно-динамічних властивостей, внаслідок чого змінюється розчинність речовин і їх адсорбція на білкових макромолекулах.

Ключові слова: змінне магнітне поле, білкові розчини, гідрофобні ліганди, гідрофобні взаємодії, “блакитний” зсув, “червоний” зсув.

Аннотация

Цейслер Ю.В. Влияние магнитных полей крайне низкой частоты на структурно-функциональные свойства глобулярных белков. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2007.

Диссертация посвящена изучению изменений структурно-функциональных характеристик отдельных глобулярных белков, принадлежащих к разным структурным классам, а именно, спектральных, кинетических, электрофоретических, и других характеристик белков, под действием переменного магнитного поля крайне низкой частоты на растворы белков в условиях наличия и отсутствия неспецифических гидрофобных лигандов - хлороформа и бензола.

Показано, что переменное магнитное поле практически не влияет на спектры поглощения белков, принадлежащих к различным структурным классам, однако данное влияние наблюдается на собственную флуоресценцию в зависимости от частоты МП. На диапазоне от 0 до 100 Гц выделяются частоты 46 Гц, 56-68 Гц, 72-74 Гц и 85 Гц, которые повышают интенсивность флуоресценции, тогда как действие МП на частотах 2 Гц, 12-26 Гц, 36 Гц, 52-56 Гц, 76, Гц, 80 Гц, 88-92 Гц приводит к снижению интенсивности флуоресценции сывороточного альбумина. Влияние физического фактора на структурно-функциональные свойства белковых растворов является более заметным в условиях его неспецифического взаимодействия с гидрофобными лигандами. Результаты исследования свидетельствуют о том, что насыщение водно-белковых растворов хлороформом и бензолом сопровождается формированием спектральных сдвигов разного характера в зависимости от особенностей структуры белка, что является свидетельством связывания лиганда белковыми молекулами. В таких условиях магнитное поле крайне низкой частоты влияет эффективнее, вызывая более сильные перестройки макромолекули. Кроме того, хлороформ способствует более глубоким перестройкам в белковых макромолекулах в сравнении с бензолом как в случае взаимодействия с белковыми растворами в контрольных условиях, так и при облучении магнитным полем. Различия в величине эффекта действия бензола и хлороформа под действием физического фактора обусловлены, на наш взгляд, химической природой лигандов и величиной их молекул.

Результаты исследования подтверждают предположение, что первичным акцептором действия магнитного поля может являться водная фаза. Таким образом, действие физического фактора крайне низкой частоты приводит к изменению структурно-динамических свойств водного окружения биополимеров, вследствие чего изменяется растворимость веществ в воде и их адсорбция на белковых макромолекулах, изменяется динамика конформационных переходов и осуществляется “селекция” наиболее энергетически выгодных конформационных состояний биополимеров.

Ключевые слова: переменное магнитное поле, белковые растворы, гидрофобные лиганды, гидрофобные взаимодействия, “голубой” сдвиг, “красный” сдвиг.

Summary

Tseyslyer Yu.V. The influence of extremely low frequency magnetic field on structurally-functional properties of globular proteins. - Manuscript.

Dissertation on awarding of scientific degree of candidate of biological science on speciality 03.00.02 -Biophysics. - The Taras Shevchenko National Kiev University, Kiev, 2007.

The dissertation is devoted to studying of changes of structural functional characteristics of some globular proteins under the influence of the extremely low frequency magnetic field in solutions of the native proteins and in conditions of saturation of proteins by nonspecific hydrophobic ligands - chloroform and benzol.

It was shown that the magnetic field weekly change dynamics of optical and functional characteristics of native proteins. Influence of magnetic field on structural-functional properties of protein is more significant in conditions of interaction of proteins with hydrophobic ligands. The results testify that saturation of protein solutions by chloroform and benzol is accompanied by formation of spectral shifts that is the evidence of binding the ligands by proteins molecules. These changes are amplified by influence of magnetic field.

Experimental results confirm the assumption that the primary acceptor of action of the magnetic field is the water phase. Influence of magnetic fields change adsorption of hydrophobic substances by proteins macromolecules and also their dynamics of conformation transitions.

Key words: the extremely low frequency magnetic field, protein solutions, hydrophobic ligands, hydrophobic interactions, light absorption, fluorescence.

Размещено на Allbest.ru