ИСТИНА

В ходе работ по первому этапу проекта в 2015 году были созданы методики проведения экспериментов по низкочастотной ИК и КР спектроскопии белков. Проведены эксперименты по измерению низкочастотных спектров белков в нативном и структурно-модифицированном состояниях. Отмечены характерные изменения при изменении способа воздействия на белок. Наиболее сильное влияние на формы спектров белков (структурные изменения) имеет термическая денатурация. Денатурация путем разрыва дисульфидных связей приводит к несколько меньшим изменениям. Ингибирование белка-фермента также приводит к существенным изменениям в его низкочастотном спектре. Получены низкочастотные ИК и КР спектры нескольких белков с различной вторичной структурой. Проведено сравнение и анализ изменений в спектрах этих белков и сделаны выводы о том, что в исследуемом низкочастотном диапазоне существуют конформационно чувствительные линии, позволяющие определять разницу в структуре исследуемых белков. В ходе работ по второму этапу проекта в 2016 году проведены измерение и анализ колебательных спектров нескольких белковых молекул, значительно отличающихся друг от друга содержанием элементов вторичной структуры, а также проведен анализ низкочастотных колебательных спектров белковых молекул, имеющих фибриллярную структуру и молекул, представляющих собой единую глобулу.

Этап 1. 1. Проведена серия экспериментов по определению оптимальной структуры образцов в экспериментах по ИК-Фурье спектроскопии. 2. Проведены эксперименты по измерению низкочастотных ИК и КР спектров белков в различных конформационных состояниях. 3. Проведено сопоставление спектральных изменений в НЧ диапазоне со спектральными изменениями в диапазоне «отпечатков пальцев» (для последних установлена связь со структурными изменениями). 4. Проведено сопоставление спектральных изменений в низкочастотном диапазоне при воздействии одного и того же фактора на молекулы разных белков с исходно разными структурами. 5. Проведен анализ экспериментальных данных с использованием моделирования динамики белковых молекул. Этап 2. Проведены эксперименты по измерению низкочастотных КР и ИК-Фурье спектров белков с существенно различающейся вторичной структурой. Анализ результатов позволил выделить по три конформационно-чувствительных диапазона в ИК-Фурье и КР спектрах белков. Выдвинуты предположения о возможности соотнесения некоторых низкочастотных линий белков к колебаниям элементов вторичной структуры. Проведено построение корреляционных карт спектральных изменений в низкочастотном диапазоне и диапазоне «отпечатков пальцев». Выявлены закономерности в изменениях интенсивности линии на частоте 200-220 см-1 – увеличение интенсивности этой линии соответствует увеличению содержания альфа-структурированных компонент в молекуле белка. Проведены предварительные эксперименты по измерению низкочастотных спектров неглобулярных белков. Отмечено существенное различие в низкочастотных ИК-Фурье спектрах глобулярных и неглобулярных белков. Этап 3. 1. Проведены измерения КР спектров модельного полипептида поли-L-лизина в различных конформационных состояниях. Выбраны и экспериментально проверены протоколы приготовления образцов, позволяющие получать полипептид с заранее определенным распределением элементов вторичной структуры (в альфа- и бета-конформациях). 2. Измерены низкочастотные ИК-Фурье спектры как нативного, так и термически денатурированного суперспирального белка коллагена, а также спектры желатина (частично гидролизованного коллагена). Различия во вторичной структуре образцов контролировались по линиям Амид I спектров. Выявлены изменения в низкочастотном диапазоне ИК-Фурье спектров исследуемых объектов. 3. Методами низкочастотной ИК-Фурье и КР спектроскопии получены спектры серии белков, обладающих существенно отличающимся содержанием элементов вторичной структуры. В результате анализа полученных данных выявлено несколько участков низкочастотных спектров, спектральные изменения в которых коррелируют с различиями во вторичной структуре белков. Также отмечен диапазон КР спектров, различия в которых не могут быть ассоциированы с различиями во вторичной структуре белков или в их массе. Выдвинуто предположение о возможной связи этих спектральных изменений с различиями в третичной или четвертичной структуре белков.