Скачати повний текст

Досліджено вплив природи поверхні високодисперсних оксидів, зокрема, високодисперсного кремнезему, титано- й алюмокремнеземів на адсорбцію аміноцукрів. Встановлено відмінності в термолізі альбуміну в залежності від pH його розчину та природи поверхні дисперсних оксидів. Показано можливість використання виділення з сірководню за термолізу білка як тестового піку на змішаних оксидах із білковим покриттям. Методом ІЧ-спектроскопії досліджено зміни в будові альбуміну на поверхні дисперсних оксидів, завдяки чому зроблено припущення щодо просторового розташування бичачого сироваткового альбуміну на вказаних оксидах. Методом термостимульованої деполяризації показано, що у розчині альбуміну значна частина води зв'язана водневими зв'язками з молекулами білка, порівняно з системою "нанооксид/бичачий сироватковий альбумін/вода", для якої кількість зв'язаної води зменшується внаслідок сильної взаємодії макромолекул з наночастинками оксидів з утворенням агрегатів. Встановлено, що стан води за дегідратації гамет бика залежить від наявності кріоконсерванта - диметилсульфоксиду. Показано, що присутність бичачого сироваткового альбуміну стабілізує аміноцукор, зменшуючи біоактивність нанокомпозиту. Доведено, що від природи й особливостей поверхневого шару адсорбентів суттєво залежить їх біоактивність.

  Скачати повний текст

Досліджено молекулярні механізми взаємодії лізоциму з модельними ліпідними мембранами різного складу. У межах континуальних моделей електростатично-контрольованої адсорбції визначено рівноважні параметри зв'язування білка з ліпідами. Одержано дані стосовно утворення агрегатів лізоциму за умов підвищення поверхневого електростатичного потенціалу ліпідного бішару. Виявлено обмеження внутрішньомолекулярної рухливості лізоциму у разі зв'язування з ліпосомами. Установлено, що асоціація лізоциму з ліпідами призводить до зменшення вільного об'єму мембрани, дегідратації бішару, упорядкування ацильних ланцюгів ліпідів, латерального перерозподілу ліпідних молекул. Охарактеризовано просторову організацію лізоцим-ліпідних комплексів. Запропоновано концептуальну модель взаємодії лізоциму з мембранами.

  Скачати повний текст

Виявлено біорегуляторну стереотипію дії фізіологічно-активних речовин на термодинамічні та структурні характеристики мономолекулярних плівок Ленгмюра з фосфоліпідів з сироваткового альбуміну. Показано вплив модуляторів основних сигнальних систем клітини на значення параметрів моношарових плівок з фосфоліпідів і білків. На моношарах з дистеароїлфосфатидилхоліну виявлено мембранотропну активність деяких перспективних лікарських засобів. Створено ефективний комп'ютерний алгоритм для розділення речовин на класи за типом їх дії на функціональні ланки аденілатциклазної та Ca-залежної поліфосфоінозитидної сигнальних систем клітин, за допомогою якого спрогнозовано біорегуляторний стереотип нових лікарських засобів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано використання 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидинилових естерів гідрофобних кислот для вивчення особливостей функціонування ліпоксигеназ. 1-Оксил-2,2,6,6-тетраметилпіперидинилові естери гідрофобних кислот у міцелярній системі зменшують швидкість окиснення лінолевої кислоти або лінолелевого спирту, що каталізуються 5-ліпоксигеназою. Запропоновано механізм інгібування, який передбачає взаємодію ліофільних нітроксильних сполук з радикальними інтермедіатами, що утворюються у каталітичному циклі, та блокування подальших радиальних перетворень. Показано, що ефективність інгібування визначається природою субстрату реакції за присутності алостеричного ефектора - додецилсульфату натрію. Зроблено припущення, що взаємодія 5-ліпоксигенази з додецилсульфатом натрію посилює дисоціацію радикальних інтермедіатів з активного центру ферменту. Визначено термодинамічної параметри термоінактивації 5-ліпоксигенази. Показано, що за присутності додецилсульфату натрію константи швидкості термоінактивації та енергія активації термоінактивації ферменту збільшуються. Встановлено, що фосфатидилхолін і фосатидилінозит заміщують молекули субстрату у центрах зв'язування ферменту. Ці результати свідчать про алостеричний механізм регуляції активності 5-ліпоксигенази цими фосфоліпідами.

  Скачати повний текст

Визначено, що гідрогелеві матриці на основі акрилових мономерів, характерною ознакою яких є наявність локальних об'ємів, спроможних виконувати функції своєрідних нанореакторів щодо інкорпорованих прекурсорів (наприклад, гідроксипатиту), були використані в різних консистентних станах для одержання нового композитного матеріалу. Зазначено, що сумарний вміст зшитого полімеру в гідрогелях варіювався в діапазоні 5 - 50 %, а концентрація зшивального агенту - 0,01 - 1 %. А також, що гелеутворення відбувалося за умов кімнатної температури, ініціювання полімеризації здійснювалося з використанням окиснювально-відновної системи.

  Скачати повний текст

Створено й апробовано нову методику числового аналізу частотних характеристик валентних коливань карбонільних груп потрійноспіральних колагенових структур, в якій враховано первинну послідовність поліпептидних ланцюжків, резонансні взаємодії коливальних дипольних моментів переходу, а також наявність пептид-пептидних водневих зв'язків та зв'язків типу пептид-вода. Розраховано частоти компонент тонкої структури смуги Амід I у коливальних спектрах політрипептидів, що моделюють різні за амінокислотним складом ділянки природного колагену, та виконано віднесення компонент смуги Амід I в експериментальних ІЧ та Раман спектрах poly (Gly - Pro - Pro) та колагену. Визначено кількість молекул води, що входять до складу різних за типом та енергіями зв'язування шарів гідратної оболонки модельного колагенового політрипептиду poly (Gly - Pro - Pro), чистого та мінералізованого, та колагену у плівці та у водному розчині, визначено величини ентальпії гідратації. Встановлено взаємозв'яки між процесом утворення гідратної оболонки та конформаційними перебудовами потрійної спіралі колагену. Вперше експериментально й теоретично одержано величину ентальпії пептид-пептидних водневих зв'язків у політрипептиді poly (Gly - Pro - Pro) та колагені. Визначено енергетичні внески пептид-пептидних водневих зв'язків і гідратації у загальну енергію стабілізації потрійної спіралі колагену та модельного колагенового політрипептиду poly (Gly - Pro - Pro).

  Скачати повний текст

Проведено огляд літератури, присвяченої різним методам моделювання нуклеотидів і ланцюгів ДНК, що складаються з них, а також розглянуто результати досліджень, в яких використовуються ці моделі. Проаналізовано молекулярні механізми, які обумовлюють аномальні властивості кристалів азотистих основ, та дослідження структурних ізомерів основ нуклеотидів. Розглянуто можливі взаємозв'язки між функціональною активністю промоторів, їх структурою й енергетичними властивостями. Досліджено структурні відмінності між групами промоторів, які регулюються різними сигма-факторами, що дало змогу зробити певні висновки щодо еволюції промоторів. Досліджено такі фізичні параметри нуклеотидів та їх основ, як дипольний момент, теплота утворення та енергія найбільш стійкої конформації для нуклеотидів, що перебувають у вакуумі й у водяному розчині. Проаналізовано їх залежність від положення нуклеотида в кодоні та його ступеня детермінації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено та зроблено порівняльний аналіз кінетичних параметрів 5-ліпоксигенази (ЛО) окиснення субстратів, які можуть іонізуватися, або навпаки не спроможні, на міцелярних і модельних системах на основі хімічно модифікованого кремнезему. Досліджено кінетичні механізми 5-ЛО окиснення лінолевого спирту та вплив 4-гідрокси-ТЕМРО на проходження реакції. Встановлено, що 5-ЛО реакція супроводжується формуванням неспецифічних продуктів вільнорадикальних реакцій, що ініціюються ферментом. Відзначено, що карбоксильна група поліненасичених жирних кислот під час реакції 5-ЛО окиснення формує негативний заряд необхідної щільності та необхідна для правильної орієнтації субстрату в активному центрі ферменту. Доведено, що 5-ЛО в міцелярній системі виявляє позитивну кооперативність по субстрату - лінолевого спирту (ЛС). Додецилсульфат натрію (ДДС) і фосфатидна кислота підвищують стаціонарну швидкість реакції окиснення лінолевого спирту 5-ЛО. За умов поступового збільшення концентрації активатора відбувається заміщення субстрату в алостеричному центрі ферменту на молекули ДДС і фосфатидової кислоти. У присутності активатора з молекулою ферменту зв'язуються від двох до трьох молекул ЛС.

  Скачати повний текст

Розглянуто фізичні механізми, які є підгрунтям колективної дифузійної динаміки білків і мембранно-пептидних комплексів. Досліджено колективну дифузійну динаміку таких об'єктів, як калієвий іонний канал KcsA, бактеріальні періплазматичні транспортні білки, кальмодулін, тирозил-тРНК синтаза людини та комплекси пептидів, що проникають у клітину, з ліпідними мембранами. Створено нові теоретичні й обчислювальні методи для дослідження різних аспектів колективної дифузійної динаміки білків і мембранно-пептидних комплексів. Розв'язано супутню теоретично-фізичну задачу однорядної багаточастинкової дифузії у вузьких порах, яку застосовано до пор іонних каналів. Вперше досліджено трансмембранну дифузію пептидів, що проникають у клітинну, методами нерівноважної молекулярної динаміки. Розроблено модель води, що поляризується, для популярного грубозернистого силового поля MARTINI. Вперше створено загальну теорію багаточастинкової однорядної дифузії у вузьких порах іонних каналів і запропоновано концепцію суперіонів. Концепцію динамічної самоорганізації вперше поєднано з даними про будову та колективну динаміку реального іонного каналу KcsA. Створено концепцію динамічних доменів у білках і методи їх ідентифікації. На основі властивостей динамічних доменів виявлено ряд білків, що є кандидатами для створення біосенсорів.

  Скачати повний текст

Досліджено молекулярні механізми взаємодії біомолекул з металічними та вуглецевими наноструктурами, протипухлинними препаратами та малими дозами іонізуючого та мікрохвильового випромінювання. Запропоновано та застосовано нову методику підсиленого інфрачервоного поглинання молекул поблизу наноструктурованих металічних поверхонь (SEIRA) для детектування малих кількостей біомолекул і визначення конформаційних станів ДНК і білків. З застосуванням розроблених наноструктурованих золотих поверхонь виявлено особливості структурної організації нуклеїнових кислот, екстрагованих з пухлин різного ступеня злоякісності, а також резистентних до чутливих штамів до та після дії протипухлинних препаратів in vivo та in vitro. Виявлено, що молекулярний механізм дії малих доз (1 - 57 сГр) радіаційного опромінення на тварини полягає в ушкодженні первинної та вторинної структури ДНК. Визначено конформаційні стани, можливі місця зв'язування й енергетичні характеристики ДНК і білків, адсорбованих на вуглецевих одностінних нанотрубках і металічних наноструктурах.

  Скачати повний текст

Теоретично та експериментально вивчено фізико-хімічні властивості модельних білково-нуклеїнових і нуклеїново-нуклеїнових комплексів, що залежать від протонної рухливості, проаналізовано їх можливу біологічну значущість. Висвітлено елементарні молекулярні механізми управління таутомерним статусом нуклеотидних основ через протонування та специфічну взаємодію з карбоксилат-іоном. Одержано повне сімейство точкових контактів електронейтральної та депротонованої карбоксильної групи амінокислот з низкою канонічних і модифікованих нуклеотидних основ. Показано, що електронейтральна карбоксильна група, на відміну від карбоксилат-іону, не провокує у вакуумі перехід основ у рідкісну таутомерну чи протоновану форму. Встановлено природу структурних переходів полі(C) і полі(dC), спричинених протонуванням. Зафіксовано неканонічні внутрішньомолекулярні H-зв'язки у 6azaCyd та в одноланцюгових полі(A), полі(C) і полі(dC). Досліджено кислотно-лужні властивості низки модифікованих нуклеотидних основ.

  Скачати повний текст

Розроблено лабораторні прототипи кондуктометричних біосенсорів для визначення сахарози, мальтози, лактози та глюкози. Оптимізовано ферментативний склад біоселективних мембран розроблених біосенсорів, досліджено їх аналітичні характеристики. Вивчено вплив параметрів робочого розчину та різних умов зберігання на функціонування біосенсорів. Проведено аналіз вмісту сахарози та глюкози в зразках соків, солодких напоїв і гомогенаті цукрового буряка, результати якого задовільно корелюють із даними, одержаними традиційними методами аналізу. Розроблені лабораторні прототипи біосенсорів для визначення сахаридів можуть бути основою в процесі розробки спеціалізованих приладів для використання у харчовій промисловості, фармацевтичному виробництві, сільському господарстві, ензимології та мікробіології.

  Скачати повний текст

Виведено детерміновані нижні та верхні оцінки похибки байєсівської процедури розпізнавання у дискретному випадку для незалежних ознак. Одержані оцінки є поліноміальними від вхідних параметрів задачі розпізнавання - розмірів класів навчальної вибірки, кількості ознак і числа значень ознак. Побудовано й експериментально підтверджено ефективний метод розпізнавання вторинної структури білків на базі байєсівської процедури розпізнавання на моделях ланцюгів Маркова. Як навчальну вибірку використано інформацію з відкритих баз даних генетики та біології NCBI. Проведено статистичний аналіз ДНК людини. Одержано та підтверджено з використанням кластерних комп'ютерів нові співвідношення комплементарності у записі основ для моделей ланцюгів Маркова.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичне дослідження колективних базових стохастичних ефектів процесів функціонування іонних каналів біомембран і фолдінгу білків. Побудовано загальну модель провідності багатоіонного каналу з використанням концепції суперіонів. Дану теорію також застосовано до моделі реального каналу KcsA. Узагальнено концепцію іонно-конформаційної взаємодії на випадок багатоіонного каналу. Показано імовірну роль безбар'єрної виштовхувальної провідності як універсального механізму функціонування багатоіонних каналів. Розроблено новий метод моделювання фолдінгу білків у межах граткових моделей - алгоритм СМС, що коректно описує стохастичні колективні рухи у процесі фолдінгу на базі структурно-специфічної мікронеоборотної динаміки кластерів.

  Скачати повний текст

Досліджено структурні засади міжбілкового розпізнавання та комплексоутворення, можливостей їх практичного застосування та функціональної ролі у перебігу численних фізіологічних і патогенних процесів. Створено та досліджено властивості групи нових афіно-хроматографічних сорбентів та інгібіторів протеїназ хімотрипсин-трипсинового ряду. Показано залежність зв'язувальних властивостей сорбентів від структури іммобілізованого ліганду, що створює передумови для розробки афінних сорбентів з наперед заданими властивостями. Перевірку ролі цієї ділянки проведено за новим методом фермент-фіксованого зонду, за якого вміщення відповідної групи ліганду у досліджувану слабозв'язувальну ділянку забезпечується фіксацією іншої групи сильнозв'язувальною ділянкою фермента. Показано невід'ємну участь ефекторної ділянки серинових протеїназ у процесах протеолітичної активації білкових проформ і обмеження надмірного протеолізу за рахунок комплексоутворення ферментів з білковими інгібіторами. Наведено приклади їх прояву за численних аномалій у дії серинових протеїназ. Обгрунтовано положення про комплексну структуру підвищеної спорідненості до активного центру фермента, що складається з комплементарної зв'язувальній й ефекторній ділянкам пари відповідних за лігандною специфічністю та розміщених в оптимальній конформації амінокислотних залишків. На підставі одержаних даних сформульовано структурні вимоги та створено принципово новий інгібітор меринових протеїназ полімерного типу. Показано перспективність подібного напряму для розробки засобів терапії патологій, взаємопов'язаних з дисбалансом активаційних та інгібіторних процесів. З'ясовані принципи структурних засад міжбілкового розпізнавання та комлексоутворення дозволили пояснити основні аномалії пріон-зумовлених звхворювань, обгрунтувати їх механізм і місце серед фолдингових захворювань - великої групи захворювань, зумовлених порушенням клітинного фолдингу білків. Запропоновано методичні підіходи щодо очищення білків від домішки патогенної форми пріонового білка та його вияву. Розглянуто фактори ризику, пов'язані з порушенням клітинного фолдингу білка.

  Скачати повний текст

Вперше створено червоний флуоресцентний білок TagRFP657 з максимумом збудження 611 нм та флуоресценції 657 нм. Виявлено амінокислотні залишки та структурні особливості мікрооточення хромофора. Встановлено спектральні та біохімічні властивості TagRFP657. Визначено зв'язок між його структурними та флуоресцентними особливостями та біохімічними властивостями. Вперше показано, що у порівнянні з аналогічними характеристиками вже відомих мономерних червоних білків, TagRFP657 має суттєві переваги для застосування у клітинній біології. Показано, що новий флуоресцентний білок розширює можливості багатокольорового мічення клітин, додає новий червоний колір, і спектрально відрізняється від існуючих червоних флуоресцентних білків під час застосування у протоковій цитофлуориметрії.

  Скачати повний текст

Вивчено вплив ефекторних груп у складі (тіо)(піридо-4)монометинціанінів на взаємодію з біополімерами. З метою розробки нових флуоресцентних ціанінових барвників для детекції біополімерів запропоновано три нових підходи для синтезу (тіо)(піридо-4)монометинціанінів з різноманітними функціональними групами. Одержано 35 нових похідних 2,6-диметил-4-(3-метил-3Н-бензотіазол-2-іліденметил)-1-алкіл-піридиній перхлорату. Досліджено спектрально-люмінесцентні властивості синтезованих барвників та їх комплексів з ДНК, РНК і білками. Вивченно вплив природи функціональних груп на флуоресцентні властивості цих барвників та їх комплексів з біополімерами. Запропоновано перспективні для практичного використання флуоресцентні барвники для визначення ДНК (D-19), РНК (D-8) та БСА (Р-5).

  Скачати повний текст

Встановлено найбільш загальні фізико-хімічні механізми білково-нуклеїнового і нуклеїново-нуклеїнового впізнавання. Розширено уявлення про структурно-динамічні і енергетичні властивості нуклеотидних основ та їхній стекінг. Визначено, що основи нуклеїнових кислот (НК), як і самі НК, унікально поєднують у собі цілу низку взаємопов'язаних форм структурної мінливості - прототропну таутомерію, структурну нежорсткість, геометричну ізомерію, здатність приєднувати або відщеплювати протон, спонтанно дезамінуватися і окислюватися тощо. Розроблено моделі спонтанних напіврозкритих станів ДНК та її передплавлення, далекодії в ДНК та її просторової викривленості, генотоксичного впливу на неї УФ-опромінення, кооперативності. Встановлено основні мікроструктурні чинники структурно-динамічної гетерогенності ДНК. Представлено низькочастотні Раманівські спектри компонентів НК, що послідовно ускладнюються, та співкристалізатів типу "основа - похідна амінокислоти". Підтверджено класичну модель Малєєва низькочастотної рухомості ДНК. Досліджено енергетику і кооперативні властивості Н-зв'язків у кристалах і співкристалізатах основ ДНК.

  Скачати повний текст