XVII МОЛОДЕЖНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ
ИБХФ РАН-ВУЗЫ
"БИОХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА"
ШКОЛА
“Современные проблемы биохимической физики
биохимической физики”
Программный комитет
Курочкин И.Н., проф., д.х.н., директор ИБХФ РАН, председатель
Попов А.А., проф., д.х.н., зам. директора ИБХФ РАН
Варфоломеев С.Д., чл.-корр. РАН, ИБХФ РАН
Островский М.А. академик, ИБХФ РАН
Твердислов В.А., проф., д.ф.-м.н., физфак МГУ
Лунин В.В., академик, декан химфак МГУ
Прокопов Н.И., проф., д.х.н., проректор МТУ (МИТХТ)
Гришин В.И., проф., д.э.н., ректор РЭУ
Минашкин В.Г., проректор, проф., д.э.н., РЭУ
Тихонов А.Н., проф., д.ф.-м.н., ИБХФ РАН
Оргкомитет
Попов А.А., проф., д.х.н., зам. директора ИБХФ РАН, председатель
Недоспасова Л.В., к.х.н., начальник отдела по подготовке научных кадров, ИБХФ РАН
Тимохина Е.Н., с.н.с., к.ф.-м.н., ИБХФ РАН
Тертышная Ю.В., с.н.с., к.х.н., ИБХФ РАН
Константинова Марина Львовна, н.с.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
М. “Ленинский проспект”, ул. Косыгина 4, 414
Тел. +7 (495) 939-74-55
Факс. +7 (495) 137-41-01
E-mail: biochemphys.asp@gmail.com
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Комплексообразование красителей с биомакромолекулами и процессы тушения флуоресценции золотыми наночастицами
В.А. Кузьмин, Д.Б. Корман, А.Ш. Радченко, А.А. Костюков, Т.Д. Некипелова
Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН, 119334, Москва, ул. Косыгина,4
Комплексообразование красителей с биомакромолекулами лежит в основе биологического действия многих лекарств - антибиотиков, фотосенсибилизаторов, флуорофоров, применяемых в медицине для лечения и диагностики. Различия в структуре бимакромолекул и лигандов определяют константы комплексообразования К = 103 – 108 М-1. Образование комплексов красителей с молекулами альбумина способствует транспорту фотосенсибилизаторов в клетку. Альбумин образует два вида комплексов в одном из сайтов и на поверхности белковой молекулы. Для комплексообразования красителей с нуклеиновыми кислотами (ДНК) характерны несколько видов комплексов: интеркалированные комплексы, комплексы залегания в малой бороздке, образование димеров и различных агрегатов на поверхности. Комплекообразование происходит в результате образования водородных связей, кулоновских и гидрофобных взаимодействий. При образовании комплексов в водной среде между биомакромолекулами и лигандами важную роль играет энтропийный фактор, так как в этом процессе происходит разрушение сольватных оболочек исходных молекул и сольватирование образовавшегося комплекса меньшим числом молекул воды. Комплексообразование сопровождается увеличением квантового выхода флуоресценции и интеркомбинационной конверсии вследствие образования более жесткой молекулярной структуры красителя. Применение спектрально-кинетических методов исследования (абсорбция, флуоресценция, круговой дихроизм, метод остановленной струи, импульсный фотолиз, метод однофотонного счета для измерения времен жизни флуоресценции) позволило получить важные физико-химические характеристики процесса комплексообразования.
Процессы тушения флуоресценции наночастицами золота и другими благородными металлами находятся в центре внимания, поскольку позволяют идентифицировать и детектировать чрезвычайно низкие концентрации биомакромолекул (ДНК). Механизм тушения флуоресценции может быть описан в рамках динамического и статического тушения (Штерн-Фольмер) или с позиций модели «сферы действия» (Пиррен). Супертушение флуоресценции интеркалированных в ДНК красителей наночастицами золота рассмотривается в контексте механизма с образованием мезофазы. Тушение флуоресценции интеркалированных красителей является прямым доказательством комплексообразования в сложных молекулярно-организованных структурах, например, в холестерических жидкокристаллических дисперсиях ДНК. В процессе комплексообразования между биомакромолекулами и лигандами происходит сближение фрагментов молекул, что дает возможность реализоваться в этих системах таким важным процессам, как перенос энергии и фотоперенос электрона.
Спектроскопические измерения в этих исследованиях были выполнены на базе ЦКП «Новые материалы и технологии» ИБХФ РАН. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, Соглашение № 14.607.21.0199 от 26.09.2017 г. (уникальный идентификатор RFMEFI60717X0199).