Исследование диэлектрических свойств жидкости и твердых диэлектриков-одна из наиболее важных и сложных проблем науки, имеющая большое теоретическое и практическое применение. В настоящее время диэлектрическая спектроскопия помогает в изучении молекулярной структуры жидкости и динамики ее перестройки в ходе теплового движения. Исследования диэлектрических свойств жидких систем позволяет получать информацию о структуре, межмолекулярных взаимодействиях, кинетики и механизмах межмолекулярных процессов. Решение этих задач необходимо для понимания и, следовательно, управления химическими и технологическими процессами, подавляющее большинство которых протекает в жидких фазах.
Выполнение белками определенных специфических функций зависит от пространственной конфигурации их молекул. Пространственная организация белков делится на 4 уровня. Первая структура: последовательность расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи составляющую молекулу белка. Вторичная структура: упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль. Третичная структура: укладка полипептидных цепей в глобулы, которая появляется в результате химических связей между радикалами аминокислотных остатков. Четвертичная структура: присущая сложным белкам молекулы которых состоят из 2 или большего количества глобул. Процесс утраты трехмерной конформации, присущий данной молекуле белка называют денатурацией, она может быть обратимой, в этом случае происходит самовосстановление присущие белку конформации. Восстановлени белка после денатурации называется ренатурацией. Если восстановление пространственной конфигурации невозможно то денатурация называется необратимой. Под стабилизацией белка понимается уменьшение возможного количества конформаций состояния белка таким образом
Так как белки проявляют свои специфические функции при растворении в воде, то охарактеризовать состояние того или иного белка возможно зная состояние молекулы воды в окрестности поверхности белка. Молекула воды обладает высокой подвижностью и имеет высокое значение электрического дипольного момента. Поэтому молекула воды является естественной меткой в диэлектрических измерениях. Таким образом, метод диэлектрической спектроскопии может дать важную информацию о состоянии белковой молекулы посредством взаимодействия белка с водой. На сегодняшний день миоглобин является наиболее изученным белком. Но несмотря на это, вопросы связанные с механизма и денатурации и стабилизации не до конца понятны, обсуждение этих механизмов остается открытым.
Цель работы состоит в исследовании механизма стабилизации белка при помощи полисахаридов. Поставленная цель требует решения следующих задач:
1. Исследовать диэлектрические характеристики растворов полисахаридов с водой;
2. Исследовать и сравнить диэлектрические характеристики систем вода- миоглобин и вода-трегалоза-миоглобин;
3. Исследовать диэлектрические характеристики cиcтемы водa-трегалоза- миоглобин в низкотемпературном диапазоне.
4. Провести анализ полученных результатов и оценить влияние трегалозы на стабилизацию миоглобина;
На основании результатов настоящего исследования можно заключить, что полисахариды действительно замедляют динамику воды и могут служить для стабилизации белков. В работе показано, что трегалоза проявляет более эффективные стабилизирующие свойства чем левоглюкозан. Важным результатом работы является то, что метод диэлектрической спектроскопии дает информацию о конформационном состоянии белковых молекул.
Основные результаты и выводы магистерской работы:
1. Проведено исследование диэлектрических характеристик растворов полисахаридо с водой. Установлено что полисахариды замедляют подвижность воды. Трегалоза замедляет динамику воды более эффективн чем левоглюкозан;
2. Проведено исследование диэлектрических характеристик систем вода- миоглобин и вода-трегалоза-миоглобин. Показано, что при добавлении трегалозы происходит более эффективное замедление подвижности, чем в системе вода миоглобин;
3. Проведены диэлектрические исследования системы вода-трегалоза миоглобин в низкотемпературном диапазоне. Показано, что существует несколько областей стеклования которые соответствуют конформационным переходам миоглобина.
4. Анализ полученных результатов показывает, что в присутствие трегалозы уменьшает количество конформационных состояний миоглобина и хорошо соотносится с результатами полученными методами ДСК и мёссбауэровской спектроскопии.
