ИСТИНА

Проект предполагает изучение структуры свободных молекул ряда биологически активных соединений и лекарственных препаратов на основе данных газовой электронографии, квантово-химических расчетов и данных колебательной и микроволновой спектроскопии. Данные о геометрии свободных молекул биологически активных веществ и лекарственных препаратов дают возможность более надежного моделирования механизмов действия этих веществ на рецепторы и мишени. Особое внимание будет уделено конформациям молекул и выявлению основных факторов, определяющих конформационное равновесие. При этом будут использованы расчеты методами статистической термодинамики, а также данные квантово-химических расчетов, колебательной и микроволновой спектроскопии. Для получения более надежных электронографических данных будет проведена модернизация имеющегося в лаборатории электронографа. В частности, система источника электронов (т.н. "электронная пушка") будет заменена на новую, современную. Она отличается более стабильными параметрами формирования электронного луча и позволяет получать электронограммы труднолетучих соединений, которые мы предполагаем исследовать в этом проекте. Мы предполагаем изучить структуру следующих соединений: 1) ряда органических кислот (яблочная, лимонная, щавелевоуксусная), входящих в цикл Креббса, который является основой клеточного дыхания практически всех живых существ; 2) ряд селеноорганических соединений (третбутилизоселеноцианат, триметилсилилизцианат), которые в биологических процессах играют роль антиоксидантов, ингибиторов ферментов; 3) ряд лекарственных препаратов, широко использующихся в медицинской практике: парацетамол, клофелин, уротропин, норадреналин: 4) ряд производных бензола с несколькими полярными группами (NO2, NH2, OH).

В период 2011- 2013 г.г. проводилась модернизация электронографического эксперимента. В 2011 г. был собран и впервые запущен модернизированный газовый электронограф ЭМР-100М с новым источником электронов повышенной стабильности. В последующие 2 года проводилась настройка и оптимизация работы узлов электронографа, оснащение прибора новыми датчиками контроля высокого вакуума. Была изготовлена система напуска в испаритель электронографа двух стандартных веществ CCl4 и C6H6, проведено оснащение электронографа контрольными приборами системы нагрева печи испарителя и регистрации температуры испарителя в двух точках. Для защиты от излучения была установлена дополнительная свинцовая защита. Созданы программы для решения некоторых прикладных задач первичной обработки экспериментальных данных, откалибрована регистрирующая техника и проведено тестовое исследование молекулы ССl4. Таким образом, созданы основы для проведения систематического ЭГ эксперимента повышенной точности и исследования молекул с низкой интенсивностью рассеяния, а также принципиальная возможность съемок без использования секторного устройства. Получены тестовые электронограммы нитробензола (С6H5NO2). Более высокий вакуум в колонне прибора, новая значительно более стабильная система генерации и фокусировки электронного пучка способствовали улучшению качества получаемого экспериментального материала. Впервые в России нами был опробован новый метод регистрации интенсивности рассеяния электронов в ЭГ эксперименте, основанном на использовании допированных пленок (Image plate (IP)) и лазерно-фотонного считывателя (Image plate reader (IPR)) с целью замены устаревшей фоторегистрации. В 2011-2013 г.г. были исследованы 13 соединений: получены электронограммы и изучены структуры молекул урацила, уротропина, 5-фторурацила, 1,3,5-тринитробензола, щавелевой кислоты, фенотропила (2-(2-оксо-4-фенилпирролидин-ил)ацетамида), гамма-аминомасляной кислоты, третбутилизоселеноцианата и триметилсилилизоселеноцианата, адреналина, норадреналина, витамина К3 (2-метил-1,4-нафтохинона, C11H8O2), сукцинового ангидрида. Для всех соединений были проведены квантово-химические расчеты высокого уровня. Там, где это было возможно, использовались результаты исследований колебательных и микроволновых спектров перечисленных выше соединений. Закончены исследования структуры и устойчивых конформаций молекул урацила, двух производных нитрогуанидина, фумаровой и янтарной кислот. Результаты работы представлены в 13 статьях в научных журналах и 11 тезисах докладов на российских и международных научных конференциях.