STRUCTURAL DYNAMIC EFFECTS OF PROTEIN AND OTHER BIOLOGICALLY SIGNIFICANT MOLECULES' INTERACTION WITH SHUNGITE NANOCARBON

Сергей Павлович Рожков, Андрей Сергеевич Горюнов, Sergey Rozhkov, Andrey Goryunov
2017 Transactions of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences  
сТруКТурно-динамичесКие ЭФФеКТы ВЗаимодейсТВиЯ БелКа и другиХ БиологичесКи ЗначимыХ молеКул с ШунгиТоВым наноуглеродом с. П. рожков, а. с. горюнов Институт биологии Карельского научного центра РАН, Петрозаводск Изучение физико-химических взаимодействий белков и других биологически значимых молекул с шунгитовым наноуглеродом (ShC), как представителем семейства графеновых наноматериалов, необходимо для обеспечения биобезопасности в разных областях его применения, включая биомедицину. Динамические
more » ... ицину. Динамические характеристики поверхности потенциального контакта нано-и биоструктур, характеристики взаимодействия с растворителем (гидратация) несут существенную информацию о типах возникающих связей и взаимодействий, включая взаимодействие с переносом лигандов, а также о свойствах соответствующих бионаногибридных систем. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спинового зонда на основе стеариновой жирной кислоты (ЖК) исследовано динамическое состояние области контакта (поверхности) углеродных нанокластеров в дисперсиях ShC с молекулами белка (сывороточного альбумина быка, САБ) и других биологически значимых молекул и ионов, влияющих на гидратацию (сахароза, мочевина, Na + , Cl − , H + , OH − ). Показано, что в смешанной дисперсии ShC и САБ возможен перенос спин-зонда (ЖК) с белка на наноуглерод и наоборот в зависимости от соотношения их концентраций. В переносе, вероятно, задействована белковая корона наночастиц. Эффект наблюдается при концентрации ShC на два порядка меньшей, чем концентрация белка. Это означает возможность использования нанодисперсии ShC для воздействия на связывание и транспорт ЖК сывороточным альбумином. Применение дополнительных растворенных веществ может позволить регулировать это воздействие, как это наблюдается в случае с сахарозой. Нелинейности аррениусовских зависимостей параметров спектра ЭПР спин-зонда в смешанных дисперсиях ShC могут свидетельствовать о наличии фазового перехода, как в полимерных растворах. К л ю ч е в ы е с л о в а: водная нанодисперсия углерода; электронный парамагнитный резонанс спин-зондов; сывороточный альбумин; сахароза; мочевина; жирная кислота.
doi:10.17076/eb450 fatcat:edfbb37o4vbdrc2hbnh5xdvi2m