ИСТИНА

Для оптимизации поверхностных свойств пленок биополимера муцина с целью использования в качестве темплата для кристаллизации белков различной природы были сконструированы пленки муцина двумя способами (методами полива на твердые гидрофобные и гидрофильные поверхности и получение ЛБ пленок). Впервые установлено, что муцин образует устойчивые поверхностные пленки на поверхности вода/воздух, что позволило оптимизировать условия переноса поверхностной пленки на твердые подложки методом Ленгмюра-Блоджет. Определены характеристики поверхности пленок: шероховатость и поверхностная энергия. На обоих типах пленок наблюдалась кристаллизация с образованием нанокристаллов модельных белков: лизоцима и бычьего сывороточного альбумина (БСА). Установлен полиморфизм нанокристаллов БСА в зависимости от типа пленки муцина. В случае лизоцима этот эффект не наблюдается. В значительной мере эти эффекты связаны с особенностями взаимодействия белков с муцином, что установлено при изучении смешанных монослоев белок- муцин, а также методом ИК спектроскопии. Результаты позволяют заключить, что в условиях эксперимента БСА специфически взаимодействует с муцином, а лизоцим нет. Показано, что, благодаря поверхностным свойствам пленки муцина являются перспективным темплатом для получения нанокристаллов белков. При нанесении на поверхность пленок муцина микрокапель раствора белка определена кинетика и особенности течения капли при диффузионном испарении. Отмечена зависимость кристаллизации от особенностей поведения капли на поверхности, шероховатости и поверхностной энергии, а также от межмолекулярных взаимодействий белок- поверхность темплата. Предложен механизм кристаллизации белков на поверхности пленок муцина. Разработана система для моделирования кристаллизации мембранных белков на пленках муцина с учетом подготовки реальных мембранных белков для получения кристаллов. Сложившиеся методики включают три стадии: 1- экстракция белка из мембраны с помощью ПАВ, 2 - очистка белка от ПАВ, 3- реконструкция природного окружения белка, как правило, в водных каналах лиотропных липидных фаз, в которых происходит кристаллизация. В задачу разработки модельной системы входило: 1) исследование возможности образования комплекса модельного белка (лизоцим или БСА) с додецил-бета-мальтозидом (ДМ), поскольку ДМ оказался наиболее эффективным среди ПАВ, использующихся для экстракции белка из мембран; 2) нахождение условий отделения ДМ от белка; проверка возможности кристаллизации белка на пленках муцина. На основании изотерм поверхностного натяжения показано, что в некоторой области концентраций ДМ образуется поверхностно-активный комплекс белок-ДМ. Найдены условиях освобождения белка из комплекса с ДМ. Для этого использовали метил-бета-циклодекстрин (МЦД), выполняющий роль «хозяина» для встраивания гидрофобных молекул в полость молекул МЦД. Методом АСМ показана эффективность разработанной модели. На основе трехкомпонентной системы АОТ- вода- лимонен получена лиотропная фаза, отнесенная к ЖК фазе и способная включать белок (на примере лизоцима), когда водная фаза заменяется на раствор белка. Включение белка приводит к трансформации лиотропной фазы, которая остается двулучепреломляющей. В зависимости от содержания волы или раствора белка ЖК фазы характеризуются различными реологическими свойствами : гели, слабые гели или критические гели. Системы перспективны в качестве контейнеров лекарственных белков в условиях трансмукозальной доставки и для кристаллизации белков. На основе проведенных по проекту исследований и анализа литературных данных написан обзор «Коллоидно-химические подходы в решении проблем кристаллизации белков», который представлен в Коллоидный журнал.