Антикооперативність при комплексоутворенні ароматичних сполук і ДНК у водному розчині
Аналіз факторів, визначаючих профіль константи самоасоціації. Кооперативність в реакціях гетероасоціації біологічно активних сполук. Функціонально-аналітичний, алгоритмічний методи аналізу кооперативності при комплексоутворенні лігандів з олігомерами ДНК.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.07.2015 |
| Размер файла | 194,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Розроблено функціонально-аналітичний і алгоритмічний методи аналізу кооперативності при комплексоутворенні лігандів з олігомерами ДНК будь-якої довжини в межах заданої схеми реакцій комплексоутворення будь-якої складності з урахуванням будь-яких видів кооперативних взаємодій лігандів.
Ключові слова: ліганди, що зв'язуються з ДНК; само- і гетероасоціація; комплексоутворення; антикооперативність; втрата ступенів свободи молекул; міжмолекулярний водневий зв'язок.
АННОТАЦИЯ
Бешнова Д.А. Антикооперативность при комплексообразовании ароматических соединений и ДНК в водном растворе. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Севастопольский национальный технический университет, г. Севастополь, 2011.
В диссертационной работе впервые проведено систематическое исследование антикооперативных эффектов при нековалентном комплексообразовании биологически важных низкомолекулярных соединений (лигандов), проявляющих свое биологическое действие путем связывания с нуклеиновыми кислотами, на уровнях их самоассоциации, гетероассоциации и связывания с ДНК.
Показано, что для любой нековалентной самоагрегирующей системы процесс самоассоции носит антикооперативный характер, обусловленный влиянием потери степеней свободы молекул при образовании комплексов. Выявленный фундаментальный антикооперативный эффект агрегации молекул является одним из факторов, определяющих наблюдаемое в некоторых случаях систематическое расхождение результатов экспериментального определения константы самоассоциации в существенно различных концентрационных диапазонах. Предложен метод корректировки расчетной константы самоассоциации в зависимости от используемого концентрационного диапазона.
Впервые проведено исследование и разработан инструмент анализа кооперативных эффектов при гетероассоциации ароматических ДНК-интеркаляторов. Введено понятие микроскопического параметра кооперативности гетероассоциации и установлено, что данный параметр может служить индикатором специфических взаимодействий в комплексе, в частности, являться маркером образования межмолекулярной водородной связи (H-связи) в гетерокомплексах биомолекул. С использованием данных ЯМР-спектроскопии, для класса ДНК-связывающихся ароматических лигандов показано, что дополнительное упрочнение 1:1 гетерокомплексов H-связью сопровождается антикооперативным эффектом при образовании комплексов более высокой размерности, что обусловлено стереоспецифичность H-связи. Установлено, что неучет антикооперативного эффекта гетероассоциации не приводит к качественному изменению соотношения интерцепторного и протекторного механизмов изменения биологической активности при совместном связывании ароматических лигандов с ДНК, однако в некоторых случаях может приводить к существенной недооценке величины константы гетероассоциации и, соответственно, эффективности интерцепторного механизма действия.
Предложен обобщенный функционально-аналитический метод анализа кооперативных эффектов при связывании лигандов с фрагментами ДНК произвольной длины. Ключевыми объектами в данном подходе являются тензор кооперативности и матрица микроскопических констант, которые в частном случае могут быть сведены к стандартным моделям, используемым в молекулярной биофизике для описания связывания лигандов с ДНК. Адаптация модели к эксперименту реализована на примере исследования методом ЯМР классического антикооперативного связывания антибиотика дауномицина с гексамером ДНК.
Разработан новый вычислительный подход “BP-STOCH”, позволяющий определять параметры комплексообразования в системе “лиганд-олигомер ДНК” в рамках заданной схемы реакций комплексообразования любой сложности с учетом любых видов кооперативных взаимодействий лигандов. Адаптация “BP-STOCH” подхода к эксперименту реализована на примере решения классических биофизических задач по связыванию лигандов с ДНК.
Впервые изучено влияние факторов потери трансляционных и ротационных степеней свободы на микроскопическую константу связывания в системе “лиганд-полимерная ДНК”. Показано, что при условии связывания малых молекул с биополимером, влияние указанных энтропийных факторов на константу связывания по мере роста размерности комплекса не является значимым. В то же время учет этих факторов необходимо принимать во внимание при рассмотрении связывания лигандов с короткими последовательностями ДНК.
Ключевые слова: ДНК-связывающиеся лиганды, само- и гетероасоциация, комплексообразование, антикооперативность, потеря степеней свободы молекул, межмолекулярная водородная связь.
SUMMARY
Beshnova D.A. Anticooperativity on complexation of aromatic compounds and DNA in aqueous solution. - Manuscript.
Thesis for a Candidate's degree of Physical and Mathematical Sciencies in Biophysics - Speciality 03.00.02, Sevastopol National Technical University, Sevastopol, 2011.
In thesis the systematic investigation of the anticooperativity effects on noncovalent complexation of low molecular weight biologically important compounds (ligands) exerting their biological action by complexation with nucleic acids has been accomplished on the levels of their self-association, hetero-association and complexation with DNA. It was shown that for any self-aggregating system, as well as for complexation of the ligands with DNA, the process of complexation is anticooperative resulting from the loss of degrees of freedom during the complex formation. For the first time the investigation has been accomplished and the tool for analysis of cooperativity of hetero-association of aromatic DNA-intercalators is developed. It was shown that the hetero-association of aromatic ligands, accompanied by formation of intermolecular H-bond, features a pronounced anticooperativity.
The functional-analytic and algorithmic approaches for analysis of cooperativity on complexation of ligands with DNA oligomers of any length for reaction scheme of any complexity and including any kinds of cooperativity interactions of ligands were developed.
Key words: DNA interacting ligands, self- and hetero-association, complexation, anticooperativity, the loss of degrees of freedom, intermolecular H-bond.
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Серед видів люмінесцентного аналізу виділяють методи кількісного аналізу, якісного аналізу та люмінесцентну мікроскопію. Методи люмінесцентного аналізу знайшли застосування при проведенні досліджень в медицині, в криміналістичному аналізі, дефектоскопії.
реферат [803,9 K], добавлен 24.06.2008Історія виникнення фотометричних методів. Класифікація методів за способом трансформування поглиненої енергії. Основні закономірності світлопоглинання. Методика визначення концентрації речовини в розчині. Устаткування для фотометричних вимірів.
реферат [27,1 K], добавлен 12.05.2009Основні властивості неупорядкованих систем (кристалічних бінарних напівпровідникових сполук). Характер взаємодії компонентів, її вплив на зонні параметри та кристалічну структуру сплавів. Електропровідність і ефект Холла. Аналіз механізмів розсіювання.
реферат [558,1 K], добавлен 07.02.2014Вибір числа й потужності трансформаторів ТЕЦ-90. Техніко-економічне порівняння структурних схем. Вибір головної схеми електричних сполук, трансформаторів струму і струмоведучих частин розподільних пристроїв. Розрахунок струмів короткого замикання.
курсовая работа [210,4 K], добавлен 16.12.2010Характеристика основних даних про припої та їх використання. Особливості пайки напівпровідників, сполук припоїв і режимів пайки германія й кремнію. Сполуки низькотемпературних припоїв, застосовуваних при пайці германія й кремнію. Паяння друкованих плат.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 09.05.2010Система Pb-S. Константи рівноваги квазіхімічних реакцій утворення власних атомних дефектів Френзеля у кристалах Pb-S. Константи рівноваги квазіхімічних реакцій утворення власних атомних дефектів у халькогенідах свинцю на основі експериментальних даних.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 09.06.2008Визначення поняття спектру електромагнітного випромінювання; його види: радіо- та мікрохвилі, інфрачервоні промені. Лінійчаті, смугасті та безперервні спектри. Структура молекулярних спектрів. Особливості атомно-емісійного та абсорбційного аналізу.
курсовая работа [46,6 K], добавлен 31.10.2014Теплофізичні методи дослідження полімерів: калориметрія, дилатометрія. Методи дослідження теплопровідності й температуропровідності полімерів. Дослідження електричних властивостей полімерів: електретно-термічний аналіз, статичні та динамічні методи.
курсовая работа [91,3 K], добавлен 12.12.2010Температурна залежність опору плівкових матеріалів: методика і техніка проведення відповідного експерименту, аналіз результатів. Розрахунок та аналіз структурно-фазового стану гранульованої системи Ag/Co. Аналіз небезпечних та шкідливих факторів.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 28.07.2014Вивчення основних фізичних закономірностей, визначаючих властивості та параметри фототранзисторів, дослідження світлових характеристик цих приладів. Паспортні дані для фототранзистора ФТ-1К. Вимірювання струму через фототранзистор без світлофільтра.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 09.12.2010Економічні аспекти розвитку магніто-резонансної томографії. Фізичні основи та функціонально-логічна схема МРТ. Інженерний аналіз технічного стану. Матриця станів. Розрахунок надійності МР-томографа та ремонтопридатності. Розподіл часу поточного ремонту.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.05.2014Визначення порушень в схемах обліку електроенергії, аналіз навантаження мережі та оцінка розміру фактичного споживання енергії. Методи обробки непрямих, сукупних та сумісних вимірювань. Оцінка невизначеності результату. Правила оформлення результату.
курсовая работа [986,7 K], добавлен 19.09.2014Захист акустичної інформації в кімнаті для нарад. Аналіз виділеного приміщення. Для захисту мовної інформації застосовується комплекс активних і пасивних засобів: звукоізоляція, звукопоглинання і глушіння акустичних сигналів, зашумлення приміщення.
курсовая работа [35,1 K], добавлен 15.01.2011Розкладання періодичної функції в ряд Фур'є з погляду фізики. Графоаналітичний метод спектрального аналізу періодичних сигналів. Розрахунок електричної величини. Комп’ютерне моделювання приладу. Використання математичної моделі аналізатора спектру.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.11.2014Загальні теореми про спектри, засновані на властивостях перетворення Фур'є. Метод дослідження спектральної щільності. Спектральні характеристики аналізу нічного сну, оцінки впливу прийому психотропних препаратів, прогнозу при порушеннях кровообігу.
реферат [50,0 K], добавлен 27.11.2010Класифікація планарних оптичних хвилеводів. Особливості роботи з хлороформом. Методи вимірювання показника заломлення оптичного хвилеводу. Спектрофотометричні методи вимірювання тонких плівок. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.04.2013Контактні методи вимірювання температури полум’я та особливості їх застосування. Метод абсолютної та відносних інтенсивностей спектральних ліній. Безконтактні методи вимірювання температури полум’я. Визначення "обертальної" та "коливальної" температури.
курсовая работа [247,0 K], добавлен 04.05.2011Суть методів аналізу перехідних процесів шляхом розв‘язку задач по визначенню реакції лінійного електричного кола при навантаженні. Поведінка кола при дії на вході періодичного прямокутного сигналу, його амплітудно-частотна і фазочастотна характеристика.
курсовая работа [461,9 K], добавлен 30.03.2011Процес навчання фізики в основній школі. Методика використання методу розмірностей на різних етапах вивчення компонентів змісту шкільного курсу фізики. Оцінка впливу методу аналізу розмірностей на розвиток когнітивних та дослідницьких здібностей учня.
курсовая работа [349,7 K], добавлен 09.03.2017Розповсюдження молібдену в природі. Фізичні властивості, отримання та застосування. Структурні методи дослідження речовини. Особливості розсіювання рентгенівського випромінювання електронів і нейтронів. Монохроматизація рентгенівського випромінювання.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.01.2010