Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Спектральное исследование связывание квантовой точки с белком

Работа №19660

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

физика

Объем работы40
Год сдачи2018
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
276
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
1 Литературный обзор 5
1.1 Квантовые точки и их применение в медицине и биологии 5
1.2 Внутренняя флуоресценция белков 8
1.2.1 Обзор флуоресцирующих аминокислот в белках 8
1.2.2 Флуоресценция белка бычьего сывороточного альбумина 9
1.3 Аспекты комплексообразования системы белок - лиганд 10
1.3.1 Связывание белков с лигандами 10
1.3.2. Термодинамика связывания 12
1.3.3 Кооперативное связывание. Модель Хилла 13
1.4 Тушение фотолюминесценции. Уравнение Штерна-Фольмера 14
2 Материалы и методы 17
2.1 Химические реактивы 17
2.2 Оборудование и методика измерения 17
2.3 Обработка спектральных данных 18
3 Результаты и обсуждение 20
3.1 Тушение фотолюминесценции 20
3.2 Термодинамические параметры комплекса БСА - КТ 25
3.3 Стехиометрия комплекса БСА - КТ CdTe 27
Заключение 32
Список использованных источников 33


К настоящему времени коллоидные квантовые точки (КТ) активно используют в различных приложениях биофизики и биосенсорики благодаря их уникальным кванторазмерным оптическим свойствам. Современная химия позволяет стабилизировать КТ различными функциональными группами для обеспечения их биосовместимости с различными биологическими объектами. Установлено, что КТ, находящиеся непосредственно в биологических средах, оказываются окруженными белками, образующие «белковую корону». Корона, образованная на поверхности КТ, становится биологически значимой и определяющей для взаимодействия между живыми клетками и КТ. Наличие такой белковой короны на поверхности наночастицы, может нести как положительный эффект (увеличивать растворимость наночастиц, уменьшать их токсичность), так и отрицательный (например, быть причиной агрегации белковых молекул и квантовых точек или изменения структуры белка), поэтому не учитывать ее наличие нельзя.
В работе исследовано связывание квантовых точек CdTe, стабилизированных СОО_-группами, и бычьего сывороточного альбумина. В основу работы положен анализ триптофановой флуоресценции БСА, чувствительный к любым изменениям в окружении и особенностях локализации в молекуле БСА.
Целью данной работы является определение механизма и параметров связывания квантовой точки с БСА. В рамках данной цели поставлены несколько задач:
- определить константы связывания БСА с квантовой точки при различных температурах; 
связывании БСА с квантовой точкой;
комплекса БСА - КТ.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В ходе работы были достигнуты следующие результаты:
- показано, что в присутствии квантовых точек наблюдается статический тип тушения флуоресценции БСА за счет образования нефлуоресуциирующего комплекса в основном состоянии;
- по анализу собственной триптофановой флуоресценции белка, а именно по тушению флуоресценции БСА в присутствии лиганда - квантовой точки, были получены эффективные константы связывания (~105М-1);
- на основании функциональной зависимости коэффициентов связывания от температуры определены термодинамические параметры. Полученные результаты: AS = 212 Дж/моль, AH = 30,9 кДж/моль и AG = -30,5 кДж/моль при 298 К, указывают на то, что при связывании белка БСА и квантовой точки имеет место гидрофобный механизм;
- на основании модели Хилла показано, что связывание КТ с белком происходит по кооперативному механизму со стехиометрии 1:1.



1. Resch-Gender, U. Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels / U. Resch-Gender [et al.] // Nature methods. - 2008. - Vol. 5(9). - P. 763-775.
2. Олейников, В. А. Полупроводниковые флуоресцентные нанокристаллы (квантовые точки) в белковых биочипах / В. А. Олейников // Биоорг. химия. - 2011. - №37(2). - С. 171-189.
3. Qdot Nanocrystal Applications [Электронный ресурс]: Quantum Dot Corporation. - USA. - Режим доступа: www.qdots.com.
4. Perozzo, R. Thermodynamics of protein-ligand interactions: History, presence, and future aspects / R. Perozzo, G. Folkers, L. Scapozza // J. Recept. Signal. Transduct. Res. - 2004. - №24. - P. 1-52.
5. Du, X. Insights into Protein-Ligand Interactions: Mechanisms, Models, and Methods / X. Du, Y.-L. Ai, J. Liang et al. // Int. J. of Mol. Sci.. - 2016. - Vol. 17. - P. 144-178.
6. Hill, A. V. The possible effects of the aggregation of the molecules of haemoglobin on its dissociation curves. / A.V. Hill // J Physiol. - 1910. - Vol. 40. - P. 4-7.
7. Кантор, Ч. Биофическая химия в 3-х томах. Т.3. / Ч. Кантор, П. Шиммел; пер. с англ. А.А. Богданова, Ю.С. Лазуркина, М.Д. Франк- Кенецкого. - Москва: Мир, 1985. - 536 с.
8. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy / J.R. Lakowicz. - Maryland: University of Maryland School of Medicine, 2003. - 960 p.
9. Андреев, А. И. Измерение спектров отражения, пропускания,
прозрачности, люминесценции и возбуждения излучения [Электронный ресурс] / А.И.Андреев, С.В.Мухин, А.В.Пауткина; под ред. В.В.Некрасова,В.А.Никитенко. - Москва, 2008. - Режим доступа:
http://www.avantes.ru/articles/up1/10.php.
10. Паркер, С. Фотолюминесценция растворов / С. Паркер; пер. с англ. Н. Л. Комиссаровой, Б. М. Ужинова, под ред. Р. Ф. Васильева. - Москва: Мир. - 1972. - 512 с.
11. Kubista, M. Experimental correction for the inner-filter effect in fluorescence spectra / M. Kubista, R. Sjoback, S. Eriksson. // Analyst. - 1994. - Vol. 119. - P. 417-419.
12. Chatterjee, S. Spectroscopic investigation of interaction between bovine serum albumin and amine-functionalized silicon quantum dots / S. Chatterjee, T. Kanti // Phys.Chem.Chem.Phys. - 2014. - Vol. 16. - P. 8000-8408.
13. Lai, L. Spectroscopic studies on the interactions between CdTe quantum dots coated with different ligands and human serum albumin / L. Lai, C. Lin, Z.-Q. Xu et al. // Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. - 2012. - Vol. 97. - P.366-376.
14. Kotresh, M. G. Interaction and energy transfer studies between bovine serum albumin and CdTe quantum dots conjugates: CdTe QDs as energy acceptor probes / M. G. Kotresh, L. S. Inamdar, M. A. Shivkumar et al. // Luminescence. - 2016. - P. 1-9.
15. Tayeh, N. Fluorescence spectral resolution of tryptophan residues in bouvine and human serum albumins / N. Tayeh // J. Pharm Biomed Anal. - 2009. - Vol. 50. - P. 107-116.
16. Ware, W. R. Oxygen quenching of fluorescence in solution: an experimental study of the diffusion process / W. R. Ware // J. Phys. Chem. - 1962. - Vol. 66 (3). - P. 455-458.
17. Tachiya, M. Influence of the mean free path of reactant particles on the kinetics of diffusion-controlled reactions: Escape probability of geminate recombination / M. Tachiya // Chem. Phys. Lett. - 1986. - Vol. 127(1). - P. 55-59.
18. Ross, P. D. Thermodynamics of protein association reactions: forces contributing to stability / P. D. Ross, S. Subramanian // Biochemistry. - 1981. - Vol. 20(11). - P. 3096-3102.
19. Kenneth, A. C. Binding constants: the measurement of molecular complex stability / A. C. Kenneth. - New York: Wiley, 1987. - 417 p.
20. Jhonsi, М. А. Spectroscopic studies on the interaction of colloidal capped CdS nanoparticles with bovine serum albumin / М. А. Jhonsi, A. Kathiravan, R. Renganathan // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - Vol. 75. - 2009. - P. 167-172.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ