Аннотация:Как известно, белки в природе не изолированы от остальных компонентов живой материи
и, как правило, функционируют в составе тех или иных надмолекулярных ансамблей,
которые являются основой молекулярной организации биологических систем. Состав и
пространственная структура белок-содержащих комплексов во многом определяет
протекание важнейших биохимических процессов, таких как биосинтез и фолдинг белков.
Регуляция функциональной активности и стабильности белков in vivo часто
осуществляется именно посредством образования надмолекулярных ансамблей,
комплексов белков с соединениями различной природы – липидами, олиго- и
полисахаридами, ДНК, с другими белками [1-4]. К настоящему времени накоплено
большое количество экспериментальных данных о структуре и свойствах белок-
содержащих комплексов, в основном в гомогенных системах.
Однако для детального понимания механизмов регуляции и обмена в живых системах
требуется проводить исследования свойств ферментов и белков не только в гомогенных, но
также в коллоидных, микрогетерогенных системах. Действительно, структурно-
функциональное состояние белков на границах раздела фаз в значительной степени
определяет протекание многих жизненно важных процессов в клетках. Именно на границах
раздела фаз локализованы и функционируют многие биомолекулы, отвечающие за
процессы транспорта, метаболизма и сигнальной трансдукции.
Кроме того, переход к коллоидным системам существенно расширяет возможности
исследования свойств ферментов и белков в составе надмолекулярных структур: позволяет
получать различные формы надмолекулярной организации белков, в том числе, не
реализующиеся в водных растворах; проводить как диссоциацию, так и ассоциацию
белковых комплексов. Результаты таких исследований могли бы позволить по-новому
взглянуть на основные механизмы, регулирующие функционирование белков и ферментов
в живой природе.
Однако в арсенале исследователей практически отсутствуют прямые методы,
позволяющие изучать структурные свойства белков, адсорбированных на поверхностях
раздела фаз. Информация, встречающаяся в литературе, носит, скорее качественный
характер.
В настоящее время благодаря интенсивному развитию новых
высокочувствительных микроспектроскопических методов, появилась возможность
получать детальную информацию о структурных свойствах белков в гомогенных системах.
На основе данных методов, в представленной работе впервые были разработаны новые
подходы, позволяющие исследовать структурные свойства белков адсорбированных на
поверхности раздела фаз, вода-воздух.
С применением разработанных подходов впервые получена детальная информация о
структурно-динамических свойствах белков и ферментов, как в случае моно-, так и
многокомпонентных коллоидных систем: в составе комплексов с соединениями различной
природы – полисахаридами, липидами, в составе олигомерных белков и белковых
агрегатов.
Таким образом, разработка новых подходов к исследованию структурно-
функциональных особенностей белков и ферментов в модельных коллоидных системах
представляет очевидный интерес с фундаментальной точки зрения. Кроме того,
исследование на молекулярном уровне механизмов образования и стабилизации
искусственных коллоидных систем имеет огромное значение для разработки новых
лекарственных форм, а также новых технологий для пищевой и косметической
промышленности.