ИСТИНА

В соответствии с задачами, поставленными в проекте, производились исследования, направленные на разработку методов функционализации поверхности полупроводниковых электродов при помощи различных линкеров для направленного встраивания фотоактивных белков на их поверхность. В качестве линкеров использовались анионные и катионные пептиды, цитохром с, Ni2+-NTA. Разработана методика функционализации мезопористой структуры полупроводника TiO2 и WO3-TiO2 при помощи Ni2+-NTA, анионных и катионных пептидов A6K и V6D, а также органических полупроводников для обеспечения ковалентного связывания РЦ с полупроводниковой TiO2 и WO3-TiO2 матрицей. Разработана методика встраивания РЦ пурпурной бактерии Rb. sphaeroides в поры мезоскопической структуры TiO2 и WO3-TiO2 с использованием различных способов ковалентного связывания белков с полупроводниковой матрицей. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование процессов переноса энергии и электрона при ориентированном встраивании РЦ в поры мезопористой пленки из TiO2 и WO3-TiO2. Развита теоретическая модель ориентированных гибридных наноструктур на основе полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплексов, внедренных в твердотельную мезопористую пленку из TiO2 и WO3-TiO2. Исследованы свойства гибридных комплексов реакционных центров Rhodobacter sphaeroides и квантовых точек в составе лецитиновых липосом. Было исследовано влияние ионной силы на стабильность и процессы миграции энергии в гибридном комплексе на основе полупроводниковых квантовых точек и замещенных фталоцианинов алюминия. Было показано, что электростатическое взаимодействие в гибридном комплексе КТ-ФЦ достаточно велико, поскольку увеличение ионной силы раствора до физиологических значений (0,15-0,2 М) не нарушает стабильность комплекса КТ-ФЦ; кроме того, наличие ионов NaCl в растворе способствует усилению эффективности миграции энергии в комплексе. В ходе проекта созданы ковалентно связанные гибридные структуры из полупроводниковых нанокристаллов (CdSe/ZnS-квантовые точки) с максимумом флуоресценции 620 нм в качестве неорганического компонента с фотосинтетическим белком аллофикоцианином (АФЦ). Установлено, что квантовые точки CdSe/ZnS образуют стабильные комплексы с АФЦ в водных растворах. Показано, что эффективность переноса энергии электронного возбуждения (ЕЕТ) в таких системах может быть существенно повышена при условиях, вызывающих мономеризацию тримеров аллофикоцианина. В работе оценивалась эффективность ЕЕТ при различных экспериментальных условиях (pH, температура, присутствие NaSCN) для полученных за счет электростатических взаимодействий и ковалентного связывания гибридных систем. В наиболее оптимальных условиях наблюдалось 20-кратное усиление флуоресценции АФЦ при возбуждении КТ при ковалентном связывании компонентов по сравнению с комплексами, полученными при самосборке. Созданные ковалентно связанные гибридные структуры открывают новые возможности для их практического применения в качестве флуоресцентных маркеров, гибридных фотосенсоров, элементов гибридных фотоэлектрических ячеек. Производились исследования коваленто связанных гибридных систем на основе фотоактивного белка OCP и ряда флуоресцентных красителей. Ковалентное мечение ОСР красителем на основе тетраметилродамина по трем цистеинам позволило получить систему, флуоресценция которой чувствительна к фотоиндуцированному изменению конформации белка ОСР. Анализ кинетик флуоресценции фотоактивного белка при его фотоиндуцированной конформации позволил визуализировать перемещение каротиноида внутри фотоактивного белка, что дало возможность разработать метод для детектирования локальных изменений температуры и вязкости среды.