Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Компонентный анализ спектров флуоресценции как метод исследования структурных и физико-химических переходов в белках

Диссертация: Компонентный анализ спектров флуоресценции как метод исследования структурных и физико-химических переходов в белках
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Люминесцентная спектроскопия является мощным и универсальным методом изучения структурных, физико-химических и функциональных свойств белков. Флуоресцирующие аминокислотные остатки белка (триптофана, тирозина и фенилаланина) или присоединенные красители играют роль репортерных групп. Изменение физических и химических свойств окружения хромофора в процессе перехода несет информацию о локальных… Читать ещё >

Содержание

  • I. ВВЕДЕНИЕ
  • II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 11. 1. Введение
    • 11. 2. Спектральные свойства собственных и присоединенных флуорофоров белка
      • 11. 2. 1. Собственные флуорофоры белка
      • 11. 2. 2. Присоединенные красители: продан и акрилодан
      • 11. 2. 3. Электронная структура полосы поглощения индольного флуорофора
      • 11. 2. 4. Электронная структура полосы поглощения продана
    • 11. 3. Флуоресценция и факторы, влияющие на ее характеристики
      • 11. 3. 1. Спектры флуоресценции
      • 11. 3. 2. Природа флуоресцентного состояния триптофана
      • 11. 3. 3. Природа флуоресцентного состояния продана и его производных
      • 11. 3. 4. Влияние межмолекулярных взаимодействий на электронно-колебательные переходы
      • 11. 3. 5. Влияние универсальных взаимодействий на сдвиг и форму спектров флуоресценции
      • 11. 3. 6. Влияние специфических взаимодействий на спектры триптофановой флуоресценции
    • 11. 4. Триптофановая флуоресценция белка
      • 11. 4. 1. Физические характеристики окружения флуорофоров в белках
      • 11. 4. 2. Квантовый выход и тушение флуоресценции внутренними группами белка
      • 11. 4. 3. Метод избирательного тушения флуоресценции
      • 11. 4. 4. Модель дискретных состояний остатков триптофана в белках
    • 11. 5. Форма электронно-колебательного спектра многоатомных органических флуорофоров
      • 11. 5. 1. Теоретическое описание формы электронно-колебательных спектров
      • 11. 5. 2. Описание формы спектров флуоресценции математической функцией
    • 11. 6. Компонентный анализ спектров флуоресценции белков
      • 11. 6. 1. Разложение спектров флуоресценции по степени доступности внешнему тушителю
      • 11. 6. 2. Разложение спектров флуоресценции по параметрам затухания флуоресценции
      • 11. 6. 3. Определение спектров индивидуальных флуорофоров с использованием направленных мутаций
      • 11. 6. 4. Расчетное разложение составных спектров методом наименьших квадратов
    • 11. 7. Исследование структурных изменений и переходов в белках методом флуоресценции
      • 11. 7. 1. Параметры флуоресценции как мера завершенности перехода
      • 11. 7. 2. Обнаружение промежуточных состояний
      • 11. 7. 3. Использование флуоресцентных методов в изучении структурных переходов белков

Компонентный анализ спектров флуоресценции как метод исследования структурных и физико-химических переходов в белках (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы. Развитие методов исследования структурных переходов и повышение их информативности в изучении механизмов физико-химических изменений в молекулах белков имеет важнейшее значение для фундаментальных исследований их биологических и физических свойств в различных областях биофизики, биохимии, молекулярной биологии и фармакологии. Задача изучения перестроек белковых молекул решается широким арсеналом физических и химических методов. Среди них важную роль играют методы, основанные на регистрации и интерпретации изменений флуоресценции.

Люминесцентная спектроскопия является мощным и универсальным методом изучения структурных, физико-химических и функциональных свойств белков. Флуоресцирующие аминокислотные остатки белка (триптофана, тирозина и фенилаланина) или присоединенные красители играют роль репортерных групп. Изменение физических и химических свойств окружения хромофора в процессе перехода несет информацию о локальных изменениях в молекуле белка. Такие параметры флуоресценции, как положение максимума спектра излучения и квантовый выход, чрезвычайно чувствительны к полярности и динамическим свойствам микроокружения флуорофора в структуре белка (Конев, 1965; Теренин, 1967; Бахшиев, 1972; Черницкий, 1972; Бурштейн, 1976, 1977аWeber & Farris, 1979; Владимиров и Добрецов, 1980; Лакович, 1986; Semisotnov et al., 1991; Пермяков, 2003).

При использовании метода флуоресценции в исследовании белков чаще всего анализируют изменения только интегральных значений параметров, определяемых набором собственных или присоединенных флуорофоров, которые могут быть расположены в разных участках белковой молекулы и находиться в процессе перестройки между разными структурными и (или) физическими состояниями. При этом теряется специфическая информация о различиях в изменении структурных и физических свойств в разных участках белковых молекул и о неодинаковом состоянии отдельных популяций молекул, участвующих в процессе перестройки.

Спектры флуоресценции большинства сложных молекул представляют собой широкую асимметричную бесструктурную полосу и поэтому считались малоинформативными. Одним из способов анализа сложного спектра является описание его или его компонент математической функцией, график которой представляет их форму. Ранее было показано, что асимметричные спектры как поглощения (Siano & Metzler, 1969), так и флуоресценции (Бурштейн, 1976) описываются четырехпараметрической лог-нормальной функцией.

В связи с этим возникает необходимость в определении функции, описывающей спектр излучения одиночного типа флуорофоров, выявлении в сложном спектре этих составляющих и разработке новых приемов анализа спектров при исследовании структурных переходов в белках, которые должны обеспечить более полную структурную интерпретацию по измерениям флуоресценции.

Одним из таких подходов является разложение спектров флуоресценции на индивидуальные компоненты. Разложение спектров флуоресценции на «элементарные» компоненты повышает качество спектральной информации. В отличие от широко применяемых методов исследования переходов по интегральным характеристикам флуоресценции белка (общий квантовый выход, интенсивности при фиксированных длинах волн, положение максимума спектра), такой подход позволяет следить за изменением состояния отдельных флуорофоров или их групп в процессе перехода. На основании связи между спектральными параметрами отдельных компонент и характеристикой факторов окружения, их фотофизических и фотохимических взаимодействий в макромолекуле в процессе перестройки, можно детально интерпретировать изменения в окружении отдельных флуорофоров или их классов с одинаковыми спектрами в результате различных физико-химических воздействий на белковую структуру (Burstein et al., 1973; Бурштейн, 1977а, 1983; Reshetnyak & Burstein, 2001а) и получить более строгую и конкретную информацию о процессах, происходящих в разных участках белковой системы.

Цели и задачи исследования. Главной целью настоящей работы является разработка и обоснование новых подходов в изучении состояний и структурных перестроек в белках, основанных на компонентном анализе составных спектров флуоресценции остатков триптофана или присоединенных флуоресцентных меток.

Для достижения этого было необходимо решить следующие задачи:

— Исследовать взаимозависимости параметров лог-нормальной функции, описывающей контуры спектров флуоресценции флуорофоров в различных условиях. Определить функцию, описывающую форму элементарного однородного спектра флуресценции флуорофора в белке.

— Разработать методы разложения составных спектров белков на индивидуальные лог-нормальные компоненты и проверить применимость предлагаемого подхода для анализа составных спектров флуоресценции белков.

— Исследовать на основе выбранных подходов структурные и физико-химические переходы в белках, вызываемые различными физико-химическими факторами.

— Охарактеризовать общие приемы и возможности использования компонентного анализа спектров флуоресценции для определения молекулярных особенностей структурных и физико-химических переходов в белках. Проанализировать методические особенности, информативность и пределы применимости разработанных подходов.

Научная новизна и значимость работы. Показано, что широкие асимметричные спектры флуоресценции различных органических флуорофоров описываются четырехпараметрической функцией лог-нормального распределения.

Параметры различающихся по положению спектров излучения одного и того же вида флуорофора в окружении с различной полярностью и подвижностью строго взаимозависимы. Вследствие этого форма спектра флуоресценции триптофана и ряда других сложных молекул определяется только положением его максимума и может быть представлена однопараметрической лог-нормальной функцией, что существенно упрощает процедуру компонентного анализа.

Показано, что сложные спектры белковой флуоресценции можно однозначно разложить на компоненты, спектральные параметры которых характеризуют окружение индивидуальных флуорофоров в составе белка или классов флуорофоров с одинаковыми спектральными характеристиками.

Разработанные приемы и методы повышают информативность спектрофлуоресцентиого исследования природы структурных и физико-химических переходов в белках. Высокая точность описания формы спектра дает возможность проведения в дальнейшем более глубоких экспериментальных и теоретических исследований.

Практическая ценность. Разработанные методы и подходы используются в конкретных научных исследованиях. Эмпирическая однопараметрическая лог-нормальная функция используется в изучении как фотофизических свойств флуорофоров, так в исследовании белков методом флуоресценции.

Идентификация формы спектра флуоресценции элементарного состояния остатков триптофана позволила уточнить широко используемую интерпретационную модель статистически дискретных состояний остатков триптофана в белках.

Разработаны алгоритмы описания и разложения на компоненты спектров флуоресценции органических флуорофоров, в том числе остатков триптофана в белках и органических флуоресцентных меток и зондов.

Предложенные подходы позволяют выделить в сложном спектре излучения спектральные компоненты отдельных флуорофоров или их классов в белке и исследовать локальные изменения их окружения в процессе структурного или физико-химического перехода, что расширяет арсенал методов изучения характеристик и природы функциональных переходов в белках.

Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на Всесоюзных конференциях по спектроскопии биополимеров (Харьков, 1980;1991) — III Всесоюзном совещании «Люминесцентный анализ в медицине и биологии и его аппаратурное обеспечение» (Рига, 1988) — Международной конференции «Физика и химия органических люминофоров 95» (Харьков, 1995) — Всесоюзном биофизическом съезде (Москва, 1982) — Международной конференции по люминесценции и фотофизике в честь 100-летия Яблонского (Торунь, Польша, 1998) — II и III Съездах биофизиков России (Москва, 1999 и Воронеж, 2004) — научных конференциях ИТЭБ РАН- 7-ой Конференции по методам и приложению флуоресценции (Амстердам, Нидерланды, 2001).

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

11.1.

Введение

.

Флуоресцентная спектроскопия является одним из широко используемых методов исследования структуры, динамики, функциональных свойств белков и их взаимодействия с различными агентами. Широкое применение метода обусловлено его высокой чувствительностью к свойствам окружения как собственных флуорофоров, так и присоединенных флуоресцентных красителей, используемых в качестве репортерных меток, а также возможностью использования различных характеристик флуоресцентных сигналов. Это позволяет получать различную структурную и физико-химическую информацию о свойствах исследуемого объекта и характеризовать разного рода изменения в белке (Конев, 1965; Бурштейн, 1976, 19 776- Демченко, 1981, 1988; Лакович, 1986; Eftink, 1991; Semisotnov et al., 1991; Кузнецова и Туроверов, 1998; Пермяков, 2003).

Излучение хромофора характеризуется формой спектра возбуждения и излучения, положением максимума спектра, квантовым выходом, временем жизни возбужденного состояния и его поляризацией. Спектральные характеристики излучения флуорофора в белке зависят от его природы и свойств его окружения, а также от процессов, происходящих за время жизни возбужденного состояния после поглощения кванта света. Изменение окружения флуорофора, вызванное структурными изменениями в белке, изменениями рН, температуры, появлением или исчезновением тушащих групп и молекул и состава растворителя, проявляется в характерных изменениях разных параметров флуоресценции (Бурштейн, 1976, 1977аЛакович, 1986).

VI. выводы.

1. На основе описания гладких асимметричных спектров флуоресценции различных флуорофоров лог-нормальной функцией показано, что форма спектра полностью определяется положением его максимума. Это позволяет представить элементарные спектры флуоресценции остатков триптофана или присоединенных красителей в белке двухпараметрической лог-нормальной функцией, зависящей от положения максимума и максимальной амплитуды.

2. Разработаны приемы и методы для анализа составных спектров флуоресценции белков на элементарные лог-нормальные компоненты, что дает возможность изучать спектроскопические и структурно-физические свойства отдельных классов или индивидуальных флуорофоров в белке.

3. Исследование поведения отдельных компонент позволяет раздельно анализировать изменения состояния индивидуальных остатков триптофана или их групп в процессе перехода. В целом, это позволяет создать единый, основанный на измерениях спектров флуоресценции, подход к анализу перестроек и физико-химических переходов белков.

4. С помощью компонентного анализа спектров флуоресценции мелиттина обнаружено, что процесс его олигомеризации протекает через тетрамерный интермедиат, отличающийся по свойствам от тетрамера при максимальных концентрациях соли и белка.

5. Применение компонентного анализа спектров флуоресценции позволило однозначно показать, что мелиттин в полностью тетрамеризованном состоянии содержит остатки триптофана в двух типах структурного окружения с сильно различающейся полярностью и доступностью ионным тушителям.

6. На примерах продана и акрилодана показано, что описание их спектров флуоресценции лог-нормальной функцией позволяет анализировать состояние окружения в белках флуоресцентных зондов (продана) и ковалентно связанных меток (конъюгатов акрилодана). Разложение составных спектров флуоресценции зондов и меток в белке позволяет анализировать изменения их окружения в процессах структурных и физико-химических переходов содержащих их белков.

Показать весь текст

Список литературы

  1. С.М., Бурштейн Э. А. 1992. Методы разложения составных спектров триптофановой флуоресценции белков на лог-нормальные компоненты методом наименьших квадратов. Молек. биология. 26: 890−897.
  2. Антипова-Коротаева И.И., Казанова Н. Н., Гусакова Н. Н. 1983. О влиянии нормально распределенного шума на результаты разделения сложных спектров на компоненты. Ж прикл. спектроск. 38: 626−631.
  3. В.И., Савин Ф. А., Грибов Л. А. 1983. Программы расчета электронно-колебательных спектров многоатомных молекул. М.: Наука. 192 с.
  4. Н.Г. 1972. Спектроскопия межмолекулярных взаимодействий. Л.: Наука. 265 с.
  5. Н.Г. 1998. Неспецифическая сольватация и колебательные спектры криорастворов. Полуэмпирическая теория влияния растворителя на положение колебательных полос двухатомных молекул. Опт. и спектр. 85: 566−571.
  6. . Н.Г. 2001. Полуэмпирический расчет абсолютногосольватационного смещения электронных и колебательных спектров молекул при фазовом переходе газ-раствор. Опт. и спектр. 91:721−727.
  7. В.А., Морозов Ю. В. 1988. Ионные и таутомерные равновесия бензимимидазола и его пиридоксильных производных. Анализ электронных спектров с колебательной структурой. Ж. физ. хим. 62:2372−2380.
  8. Э.А. 1968. Тушение собственной флуоресценции белков. 1. Принципы метода. Растворы триптофана, тирозина и денатурированных белков. Биофизика. 13: 433−442.
  9. Э.А. 1976. Люминесценция белковых хромофоров. Модельные исследования. «Итоги науки и техники», сер. Биофизика. Т.6. М: ВИНИТИ. 214 с.
  10. Э.А. 1977а. Собственная люминесценция белка. Природа и применение. «Итоги науки и техники», сер. Биофизика. Т.7. М: ВИНИТИ. 190 с.
  11. Э.А. 19 776. Изучение быстрой подвижности белковых структур методами собственной флуоресценции. В сб.: «Равновесная динамика нативной структуры белка». Пущино. С. 60−83.
  12. Э.А. 1983. Собственная люминесценция белка как метод изучения быстрой структурной динамики. Молек. биология. 17: 455−467.
  13. Е.П. 1973. Люминесцентные свойства основных хромофоров белка. «Итоги науки и техники», сер. Молек. биол. Т. З М: ВИНИТИ. С. 85−126.
  14. Е.П., Бушуева Т. Л., Бурштейн Э. А. 1970. Пути дезактивации возбужденного состояния индола и его производных в водных растворах. Исследование методом температурного тушения в Н2О и D20. Ж. прикл. спектроск. 29: 501−507.
  15. Ю.А. 1965. Фотохимия и люминесценция белков. М.: Наука.
  16. Ю.В., Бурштейн Э. А. 1960. Спектры люминесценции ароматических аминокислот и белков. Биофизика. 5: 385−392.
  17. Ю.А., Добрецов Г. Е. 1980. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран. М.: Наука.
  18. В.М., Емельяненко В. И., Ивкова М. Н., Безбородова С. И., Бурштейн Э. А. 1976. Внеклеточная РНКаза С2. II Исследование структурных состояний методом флуоресцентной спектроскопии. Биорганическая химия. 2: 207−216.
  19. И.М., Комяк А. И. 1978. Особенности индуктивно-резонансногопереноса энергии в условиях неоднородного уширения электронных уровней органических молекул. Ж. прикл. спектроск. 32: 897−902.
  20. А.С. 1973. Квантовая механика. М.: Наука. 703 с.
  21. А.П. 1981. Ультрафиолетовая спектрофотометрия и структура белков. Киев: Наукова Думка. 210 с.
  22. А.П., Ладохин А. С., Костржевская Е. Г., Диброва Т. Г. 1987. Структурно-динамические свойства окружения триптофанового остатка в мелиттине. Молек. биология. 21: 663−671.
  23. А.П. 1988. Люминесценция и динамика структуры белков. Киев: Наукова Думка. 280 с.
  24. В.И. 1991. Аналитическое представление формы спектров флуоресценции стандартов. Калибровка спектрофлуориметра на спектральную чувствительность в УФ области. Ж. прикл. спектроск. 55: 587−593.
  25. В.И., Решетняк Я. К., Андреев О. А., Бурштейн Э. А. 2000. Анализ лог-нормальных компонент спектров флуоресценции связанных с белком продана и акрилодана. Биофизика. 45: 207−219.
  26. Р.И., Буколова Т. Г., Бурштейн Э. А. 1975. Флуоресценция лактоглобулина АВ в различных физико-химических условиях. Молек. биология. 9: 795−804.
  27. С.В. 1965. Электронно-возбужденные состояния биополимеров. Минск: Наука и техника. 184 с.
  28. В.М., Бахшиев Н. Г. 1989. Влияние межмолекулярныхвзаимодействий в растворах на спектроскопические параметры вибронных компонент электронных полос поглощения молекул фенола. Ж прикл. спектроск. 50:285−291.
  29. И.М., Туроверов К. К. 1998. Что определяет характеристики собственной УФ-флуоресценции белков? Анализ свойств микроокружения и особенностей локализации их триптофановых остатков. Цитология. 40: 747−763.
  30. И.Ю., Елякова Л. А., Емельяненко В. И., Пермяков Е. А., Бурштейн Э. А. 1988. Сравнительное изучение Р-1,3-глюканаз морских моллюсков по флуоресценции триптофана. Биофизика. 33: 31−35.
  31. Дж. 1986. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир. 496 с.
  32. Г. И. 1974. Метод спиновых меток в молекулярной биологии. М.: Наука. 256 с.
  33. Ю.Т., Бахшиев Н. Г. 1970. Влияние ориентационной дипольной релаксации на спектральные, временные и поляризационные характеристики люминесценции растворов. Опт. и спектроск. 28:905−913.
  34. Ю.Т., Смирнов В. А. 1978. Стохастическая модель электронно-колебательных спектров сложных молекул. 1. Общие соотношения и случай экспоненциальной релаксации ядерной системы. Опт. и спектроск. 45:23−29.
  35. Ю.Т., Смирнов В. А. 1979. Стохастическая модель электронно-колебательных спектров сложных молекул. 3. Численное моделирование спектров и сравнение с опытом. Опт. и спектроск. 47: 650−655.
  36. Ю.Т., Удальцов B.C. 1982. Кинетическая флуоресцентная спектроскопия релаксационных процессов в возбужденных молекулярных системах. В сб. «Возбужденные молекулы. Кинетика превращений». JL: Наука. 103 с.
  37. Ю.В., Савин А. Ф. 1985. Электронная спектроскопия и электронное строение молекул. Молек. биология. 19: 132−142.
  38. Ю.В., Бажулина Н. П., Боковой В. А., Чехов В. О. 1987. Принципы разложения спектров биологически активных соединений на полосы, соответствующие отдельным электронным переходам. Биофизика. 32: 699−715.
  39. Ю.В., Бажулина Н. П. 1989. Электронное строение, спектроскопия и реакционная способность молекул. М.: Наука. 288 с.
  40. НепорентБ.С. 1972а. Внутримолекулярные взаимодействия и вибронные спектры многоатомных молекул: II. Роль колебательных релаксаций в образовании диффузных и сплошных конфигурационных спектров. Опт. и спектроск. 32: 252−258.
  41. Д., Бат-Эрденэ О., Бурштейн Э. А. 1984. Влияние среды наструктурные и функциональные свойства сывороточных альбуминов. I. Влияние ионной силы раствора на сывороточный альбумин человека вЫ-форме. Молек. биология. 18: 839−847.
  42. С.И. 1953. О влиянии деформации решеток электронами наоптические и электрические свойства кристаллов. Yen. физ. наук. 50: 197−252.
  43. Е.А. 1977. Кооперативное замораживание внутримолекулярной подвижности белков. В сб.: «Равновесная динамика нативной структуры белка». Пущино. С. 83−89.
  44. Е.А., Дейкус Г. Ю. 1995а. Аналитическое описание электронно-колебательных спектров белков. Молекуляр. биология. 29: 159−167.
  45. Е.А., Дейкус Г. Ю. 19 956. Исследование конформационных переходов в белках по триптофановой флуоресценции и фосфоресценции при низких температурах. Молекуляр. биология. 29: 339−344.
  46. Е.А. 2003. Метод собственной люминесценции белка. М.: Наука. 189 с.
  47. Я.К., Бурштейн Э. А. 1997а. Отнесение компонент спектра флуоресценции белка к остаткам триптофана по свойствам их микроокружения в трехмерной структуре. Биофизика. 42: 293−300.
  48. Я.К., Бурштейн Э. А. 19 976. Отнесение компонент спектрафлуоресценции сериновых протеаз к кластерам остатков триптофана. Биофизика. 42: 785−798.
  49. B.C., Питерская И. В., Бахшиев Н. Г. 1990. Изучениезакономерностей релаксационного уширения спектров флуоресценции активированных растворов. Опт. и спектроск. 68: 1194−1197.
  50. Г. С., Либов B.C. 1976. О методе определения частотыэлектронного перехода в сплошных спектрах. Опт. и спектроск. 41:573−577.
  51. . Б.И., Грибковский В. П. 1963. Введение в теорию люминесценции. Минск: Наука и техника. 353 с.
  52. А.Н. 1967. Фогоника молекул красителей. J1.: Наука. 616 с.
  53. А.Н., Арсении В. Я. 1986. Методы решения некорректных задач. М.: Наука. 287 с.
  54. К.К., Кузнецова И. М., Зайцев В. Н. 1984. Интерпретация УФ-флуоресценции азурина на основе данных рентгеноструктурного анализа. Биоорг. химия. 10: 792−805.
  55. А.С. 1960. О влиянии растворителя на спектры флуоресценции ацетилантраценов. Изв. АН СССР. Сер. физ. наук. 24:591−595.
  56. А.С. 1962. О роли донорно-акцепторных взаимодействий во влиянии растворителя на спектры флуоресценции некоторых производных антрацена и фталимида. Опт. и спектроск. 12: 73−80.
  57. Е.А. 1972. Люминесценция и структурная лабильность белков в растворе и клетке. Минск: Наука и техника. 278 с.
  58. Франк-Каменецкий М.Д., Лукашин А. В. 1975. Электронно-колебательные взаимодействия в многоатомных молекулах. Усп. физ. наук. 116: 193−229.
  59. М.Р. 1998. Использование флуоресцентных методов для изучения разворачивания белков. Биохимия. 63: 327−337.
  60. L.J., Forster L.S. 1974. Fluorescence characteristic of indoles in non-polar solvents: lifetimes, quantum yields and polarization spectra. Photochem. Photobiol. 19: 353−360.
  61. Y.T. 1973. Far-ultraviolet absorption and circular dicroism spectra of L-tryptophan and same derivatives. J. Am. Chem. Soc. 95: 3003−3011.
  62. A., Nowak W., Pawelkiewicz W., Kowalczyk A. 1988. Same remarks on the interpretation of the spectral properties of prodan. Chem. Phys. Lett. 143: 565−570.
  63. Beechem J.M., Knutson J.R., Ross J.B.A., Turner B.W., Brand L. 1983. Global resolution of heterogeneous decay by phase modulation fluorometry: Mixtures and proteins. Biochemistry. 22: 6054−6058.
  64. J., Bello H.R., Granados E. 1982. Conformation and aggregation of melittin: Dependence on pH and concentration. Biochemistry. 21: 461465.
  65. M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analyt. Biochem. 72: 248−254.
  66. L.R., Lauterwein J., Wiitrich K. 1980. High resolution proton NMR studies of self agregation of melittin in aqueous solution. Biochim. Biophys. Acta. 622:231−244.
  67. G.U., Boxer S.G. 1997. Stark spectroscopy: Application in chemistry, biology and material science. Annu. Rev. Phys. Chem. 48: 213−242.
  68. Bunker C.E., Bowen T.L., Sun Y.-P. 1993. A photophysical study ofsolvatochromic probe 9-propionyI-2-(dimethyIamino)naphthalene (prodan) in solution. Photochem. Photobiol. 58: 499−505.
  69. E.A., Vedenkina N.S., Ivkova M.N. 1973. Fluorescence and the location of tryptophan residues in protein molecules. Photochem. Photobiol. 18: 263 279.
  70. Burstein E.A., Permyakov E.A., Yashin V.A., Burkhanov S.A., Finazzi-Agro A. 1977. The fine structure of luminescence spectra of azurin. Biochim. Biophys. Acta, 491: 155−159.
  71. E.A. 1996. An improved algorithm of resolution of fluorescence spectra into quencher accessibility-associated components. Photochem. Photobiol. 63: 278−280.
  72. E.A., Abornev S.M., Reshetnyak Ya.K. 2001. Decomposition of protein tryptophan fluorescence spectra into log-normal components. I. Decomposition algorithms. Biophys. J. 81: 1699−1709.
  73. T.L., Busel E.P., Bushuev V.N., Burstein E.A. 1974. The interaction of protein functional groups with indole chromophore. 1. Imidazole group. Studia biophys. 44: 129−139.
  74. T.L., Busel E.P., Burstein E.A. 1975a. Interaction of protein functional groups with indole chromophore. Temperature dependence of the of fast fluorescence quenching processes. Studia biophys. 51: 173−182.
  75. T.L., Busel E.P., Burstein E.A. 1975b. The interaction of proteinfunctional groups with indole chromophore. Amine, amide and thiol groups. Studia biophys, 52: 41−52.
  76. T.L., Busel E.P., Burstein E.A. 1978. Relationship of thermal quenching of protein fluorescence to intramolecular structural mobility. Biochim. Biophys. Acta. 534: 141−152.
  77. T.L., Busel E.P., Burstein E.A. 1980. Some regularities of dynamicaccessibility of buried fluorescent residues by external quenchers in proteins. Arch. Biochem. Biophys. 204: 161−166.
  78. P.R. 1997. 'Laand 'Lh transition of tryptophan: Applications of theory and experimental observation to fluorescence of proteins. Methods Enzymol. 278: 113−150.
  79. Cerezo F.V., Rocafort S.C., Sierra P. S., Garcisco-Blanco F. 2001. Photophysical study of probes acrilodan, ANS and prodan in aqueous mixtures of various alcohols. Helvetica Chim. Acta. 84: 3306−3312.
  80. A. 1996. Fluorescence spectrum of bound prodan. Biochem. Biophys. Res. Communs. 226: 485−497.
  81. Chang C.-T., Wu C.-Y., Muirhead A.R. Lombardi J.R. 1974. The dipole moment in the lowest singlet л*-л state of indole determined by optical Stark effect. Photochem. Photobiol. 19: 347−351.
  82. Chedad A., van Dael I I., Vanhooren A., Hanssens I. 2005. Influence of Trpmutation on native, intermediate, and transition states of goat-lactalbumin: An equilibrium and kinetic study. Biochemistry. 44: 15 129−15 138.
  83. R.F. 1967. Removal of fatty acids from serum albumin by charcoal treatment. J. Biol.Chem. 242: 173−181.
  84. Chen Y., Liu В., Barkley M.D. 1996, The peptide bond quenches indole fluorescence. J. Am. Chem. Soc. 118: 9271−9278.
  85. Y., Barkley M.D. 1998. Toward understanding tryptophan fluorescence in proteins. Biochemistry. 37: 9276−9282.
  86. R.W. 1970a. Fluorescence and protein structure. XVII. On the mechanism of peptide quenching. Biochim. Biophys. Acta. 200: 18−25.
  87. R.W. 19 706. Fluorescence and the structure of proteins. XVIII. Spatial requirements for quenching by disulfide groups. Biochim. Biophys. Acta. 207: 556−559.
  88. A.P. 1985. Fluorescence molecular relaxation studies of protein dynamics. FEBS Lett. 182: 99−102.
  89. A.P. 1986. Ultraviolet spectroscopy of proteins. Springer, Berlin etc.
  90. A.P. 1988. Red-edge-excitation fluorescence spectroscopy of single proteins. Eur. Biophys. J. 16: 121−129.
  91. A.P., Klymchenko A.S., Pivovarenko V.G., Ercelen S., Duportail G., Mely Y. 2003. Fluorescence news: Multiparametric color-changing fluorescence probes. J. Fluoresc. 13: 291−295.
  92. A.P., Ladokhin A.S. 1988. Temperature-dependent shift offluorescence spectra without conformational changes in protein. Studies of dipole relaxation in melittin molecule. Biochim. Biophys. Acta. 955: 352— 360.
  93. M.R., Ghiron C.A. 1981. Fluorescence quenching studies with proteins. A review.Analyt. Biochem. 114: 199−227.
  94. M.R., Wasylewski Z., Ghiron C.A. 1987. Phase-resolved spectral measurements with several two tryptophan containing proteins. Biochemistry. 26: 8338−8346.
  95. M.R., Selvidge R.A., Callis P.R., Rehms A.A. 1990. Photophysics of indole derivatives: Experimental resolution of La and Lb transition and comparison with theory. J. Phys. Chem. 94: 3469−3479.
  96. M.R. 1991. Fluorescence techniques for studing protein structure. Methods. Biochem. Anal. 35: 127−205.
  97. M.R. 1994. The use fluorescence methods to monitor unfolding transition in proteins. Biophis. J. 66: 482−501.
  98. J., Navon G. 1969. Fluorescence quenching and isotope effect of tryptophan. J. Chem. Phys. 50: 2069−2077.
  99. J., Dale R.E. 1974. Interpretation of intramolecular energy transfer experiments. J. Mol. Biol. 84: 643−647.
  100. Finazzi-Agro A., Giovagnoli C., Avigliano L., Rotilio G., Mondovi B. 1973.
  101. Tryptophan luminescence quenching in azurin. Eur. J. Biochem. 34: 20−24.
  102. H.F. 1964. A limiting law relating the size and shape of protein molecules to their composition. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 51: 1285−1291.
  103. O.K., Abduragimov A.R., Yusifov T.N., Glasgov D.J. 2004. Interstrand loops CD and EF act as pH-dependent gates to regulate fatty acid ligand binding in tear lipocalin. Biochemistry. 43: 12 894−12 904.
  104. Gopalan V., Golbik R., Schreiber G., FershtA.R., Altman S. 1997. Fluorescence properties of a tryptophan residue in an aromatic core of the protein subunit of ribonuclease P from Escherichia coli. J. Mol. Biol. 267: 765−769.
  105. Grabowski Z.R., Rotkiewicz K., Rubaszewska W., Kirkor-Kaminska E. 1978. Spectroscopy and kinetics of the twisted internal charge-transfer (TICT) excited state formation in /^-substituted dialkylanilines. Acta phys. pol. A54, 6: 767−776.
  106. Z.R., Rotkiewicz K., Siemiarczuk A., Cowley D.J., Bauman W. 1979. Twisted intennolecular charge transfer states (TICT). A new class of excited states with a full charge separation. Nouveau J. Chim. 3:443−453.
  107. Yu., Hagihara Yo. 1992. Mechanism of the conformational transition of melittin. Biochemistry. 31: 732−738.
  108. E. 1972. Bee and wasp venoms. Science. 177: 314−322.
  109. Haskard C.A., Li-Chan E.C.Y. 1998. Hydrophobicity of bovine serum albumin and ovalbumin determined using uncharged (prodan) and anionic (ANS~) fluorescence probes. J. Agric. Food. Chem. 46: 26 712 677.
  110. Y., Hanstein W.G. 1969. Solubilization of paticulate proteins and nonelectrolytes by chaoprotpic agents. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.62: 1129−1136.
  111. R.P. 1996. Handbook of fluorescent probes and research chemicals. Molecular Probes Inc., Eugene, OR.
  112. . F., Miehe J. A., Szemik A.W. 1987. Experimental evidence of an intramolecular reaction in excited prodan solution. Chem. Phys. Lett. 138:321−326.
  113. M.V., Lumry R., Verall R. 1981. The 3-methylindole/n-butanol exciplexes- evidence for two exciplexes sites in indole compounds. Photochem. Photobiol. 33: 609−617.
  114. T. 1998. Prodan fluorescence reflects differences in nucleotide-induced conformational states in the myosin head and allows continuous visualization of the ATPase reactions. Biochemistry. 37: 7167−7176.
  115. E., Janig F. 1988. Dynamics of melittin in water and membranes asdetermined by fluorescence anisotropy decay. Biophys. J. 54: 817−827.
  116. J.R., Beechem J.M., Brand L. 1983. Simultaneous analysis of multiple fluorescence decay curves. A global approach. Chem. Phys. Lett. 102: 501−507.
  117. Kragh-Hansen U. 1981. Molecular aspects of ligand binding to human serum albumin. Pharmacol. Rev. 114: 199−227.
  118. I.D. 1971. Hydration of macromolecules. III. Hydration ofpolypeptieds. J. Amer. Chem. Soc. 93: 514−516.
  119. I.D., Kauzmann J.R. 1974. Hydration of proteins and polypeptides. Adv. Protein. Chem. 28: 239−345.
  120. MacGregor R.B., Weber G. 1986. Estimation of the polarity of the protein interior by optical spectroscopy. Nature. 319: 70−73.
  121. K., Cheng H., Dolgikh D., Roder H. 2007. Folding kinetics ofstaphylococcal nuclease studied by tryptophan engineering and rapid mixing methods. J. Mol. Biol. 368: 244−255.
  122. Maroncelli ML, Fleming G.R. 1987. Picosecond solvation dynamics of coumarin-153: The importance of molecular aspects of solvation. J. Chem. Phys. 86: 6221−6239.
  123. D.W. 1963. An algorithm for least-square estimation of nonlinear parameters. J. Soc. Indust. Appl. Math. 11: 431−441.
  124. G., Zachel K., Jovin T.M. 1988. Spectroscopic and functional characterization of an environmentally sensitive fluorescent actin conjugate. Biochemistry. 27: 6214−6228.
  125. Martensson L.G., Jonasson P., Freskgard P.O., Svensson M., Carlsson U.,
  126. Jonsson B.-I I. 1995. Contribution of individual tryptophan residues to the fluorescence spectrum of native and denatured forms of human carbonic anhydrase. Biochemistry. 34: 1011−1021.
  127. N., Kaifu Y., Koizumi M. 1956. Solvent effects upon fluorescence spectra and dipole-moments of excited molecules. Bull. Chem. Soc. Japan. 29: 465 470.
  128. M., Parrack P.K., Bhattacharya B. 1992. Interaction of prodan withtubulin. A fluorescence spectroscopic study. Eur. J. Biochem. 204: 127−132.
  129. J.L., Beechem J.M., Olson S.T., Gettins P.G. 1998. Deconvolution of the fluorescence emission spectrum of human antithrombin and identification of the tryptophan residues that are responsive to heparin binding. J. Biol. Chem. 273: 23 283−23 289.
  130. W.H. 1975. Modified technique for determining the wavelength-sensitiving curve of a spectrofluorimeter. Appl. Optics. 14: 26−27.
  131. D.E., Harris C.M., Johnson R.J., Siano D.B., Thomson J.A. 1973. Spectra of 3-hydroxypyridines. Band-shape analysis and evaluation of tautomeric equilibria. Biochemistry. 12: 5377−5392.
  132. C.M., Cahill A.E., Petty S., Metzler D.E., Lang L. 1985. The widespread application of lognormal curves for the descriptio of absorption spectra. Appl. Spectrosc. 39: 333−339.
  133. C.M., Viswanath R., Metzler D.E. 1991. Equilibria and absorption spectra of tryptophanase. J. Biol. Chem. 266: 9374−9381.
  134. H., Honda S., Ohashi S., Uedaira H. 1994. a-Helical assembly ofbiologically active peptides and designed helix bundle protein. Biopolymers. 34:481188.
  135. S. 1985. Fluorescence and absorption of large anharmonic molecules. Spectroscopy without eigenstates. J. Phys. Chem. 89: 1077−1087.
  136. Nakamura M., Sekino-Suzuki N., Mitsui K., Ohno-Iwashita Y. 1998. Contribution of tryptophan residues to the structural changes in perfringolysin О during interaction with liposomal membranes. J. Biochem. 123: 1145−1155.
  137. W., Adamczak P., Baiter A., Sugita A. 1986. On the possibility of fluorescence from twisted intramolecular charge transfer states of 2-dimethylamino-6-acylnaphthalenes. A quantum-chemical study. J. Mol. Struct. (Theochem). 139: 13−22.
  138. Pandit A., Larsen O.F.A., van Stokkum I.H.M., van Grondelle R., Kraayenhof R., van Amerongen H. 2003. Ultrafast polarized fluorescence measurements on monomeric and self-associated melittin. J. Phys. Chem. В107: 3086−3090.
  139. J.R. 1949. Classification of spectra of cata-condensed hydrocarbons. J. Chem. Phys. 17: 484−495.
  140. E.A., Burstein E.A. 1975. Relaxation processes in frozen aqueous solutions of proteins: temperature dependence of fluorescence parameters. Studia biophys. 51: 91−103.
  141. E.A., Burstein E.A. 1977a. Fast relaxation processes in proteinpowders. Effect of water content on the temperature dependence of protein fluorescence spectrum position. Studia Biophys. 64: 83−93.
  142. E.A., Burstein E.A. 1977b. Relaxation processes in frozen aqueous solutions. Effects of water isotopic composition and of chromophore localization on the relaxation freezing. Studia biophys. 64: 163−172.
  143. E.A., Yarmolenko V.V., Emelyanenko V.I., Burstein E.A., Closset J., Gerday Ch. 1980. Fluorescence studies of the calcium binding to whiting (
  144. E.A., Shnyrov V.L. 1983. A speclrofluorimetric study of theenvironment of tryptophans in bacteriorhodopsin. Biophys. Chem. 18: 145−152.
  145. K., Soil J., Steinkamp S., Hinnah S., Wagner R. 1997. Isolation and characterization of an amino acid-selective chanel protein present in the chloroplastic outer envelope. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94: 9504−9509.
  146. Prendergast F.G., Meyer M., Carlson G.K., lida S., Potter J.D. 1983. Synthesis, spectral properties, and use of 6-acryloyl-2-dimethylaminonaphtalene (acrylodan). J. Biol. Chem. 258: 7541−7544.
  147. Privat J.P., Wahl Ph., Auchet J.-C., Pain R.H. 1980. The time resolvedspectroscopy of tryptophyl fluorescence of yeast 3-phosphoglycerate kinase. Biophys. Chem. 11: 239−248.
  148. S.C., Condie C.C. 1983. Conformational studies of aqueus melittin: Thermodynamic parameters of the monomer-tetramer self-association reaction. Biochemistry. 22: 695−700.
  149. S.C., Condie C.C., Minton K.W. 1985. Conformational studies of aqueous melittin: Collisional quenching of tryptophan-19 fluorescence in melittin. Biochim. Biophys. Acta. 831: 22−29.
  150. Rayment I., Rypniewski W.R., Schmidt-Bose K., Smith R., Tomchick D.R., Benning M.M., Winkelmann D.A., Wesenberg G., Holden H.M. 1993. Three-dimension structure of myosin subfragment-1: Amolecular motor. Science. 261: 50−58.
  151. A.A., Callis P.R. 1987. Resolution of La and Lb bands in methyl indoles by two-photon spectroscopy. Chem. Phys. Lett. 140: 83−89.
  152. Ya.K., Burstein E.A. 2001a. Decomposition of protein tryptophanfluorescence spectra into log-nonnal components. II. The statistical proof of discreteness of tryptophan classes in proteins. Biophys. J. 81: 1710−1734.
  153. H. 1992. Probing the interactions of alcohols with biological membranes with the fluorescent probe prodan. Biochemistry. 31: 9473−9481.
  154. C.A., 2006. Probing protein folding and conformational transition with fluorescence. Chem.Rev. 106: 1769−1784.
  155. Semisotnov G., Rodionova N., Razgulyaev O., Uversky V., Gripas A.,
  156. R. 1991. Study of the «molten globule «intermediate state in protein folding by a hydrophobic fluorescent probe. Biopolymers. 31: 119−128.
  157. D.B., Metzler D.E. 1969. Band shapes of the electronic spectra of complex molecules. J. Chem. Phys. 51: 1856−1861.
  158. Sire 0., Alpert В., Royer C.A. 1996. Probing pH and pressure effets on the apomyoglobin heme pocket with the 2'-(N, N-dimethylamino)-6-naphthoyl-4-?nms-cyclohexanoic acid fluorophore. Biophys. J. 70: 2903−2914.
  159. L.S., Callis P.R. 1995. Molecular orbital theory of the 'La and 'Lb states of indole. An ab initio study. J. Phys. Chem. 99: 8572−8581.
  160. Song P.-S., Kurtin W.E. 1969. The charge distribution in the excited states of some indoles. Photochem. Photobiol. 9: 175−177.
  161. E.H., Horwitz J., Billups C. 1970. Near-ultraviolet absorbtion bands of tryptophan. Studies using indole and 3-methylindole as models. Biochemistry. 9: 4914−4921.
  162. Strickland E.H., Billups C., Kay E. 1972. Effects of hydrogen bonding and solvents upon the tryptophanyl 'La absorbtion band. Studies using 2,3-dimethylindole. Biochemistry. 11: 3657−3662.
  163. Sun M., Song P.-S. 1977. Solvent effects on the fluorescent states of indole derivatives dipole moments. Photochem. Photobiol. 25: 3−9.
  164. A.G., Stepanik T.M., Wayner D.M., Young N.M. 1983. Conformational heterogenety of copper binding site in azurin. A time-resolved fluorescence study. Biophys. J. 41: 233−244.
  165. Takashi R., Duke J., Ue K., Morales M.F. 1976. Defining the «fast-reacting» thiols of myosin with 1,5 IAEDANS. Arch. Biochem. Biophys. 175:279−283.
  166. Talbot J.C., Dufourcq J., de Bony J., Faucon J.F., Lussan C. 1979. Conformational change and self association of monomeric melittin. FEBS Lett. 102: 191−193.
  167. J., Klein R. 1975. Influence of the environment on the excitation wavelength dependence of the fluorescence quantum yield of indole. Photochem. Photobiol., 22: 221−229.
  168. Teale F.W.J, Weber G. 1957. Ultraviolet fluorescence of aromatic amino acids. Biochem. J. 57: 476−482.
  169. Teale F.W.J, Weber G. 1958. Ultraviolet fluorescence of proteins. Biochem. J. 2: 15−23.
  170. T.C., Eisenberg D. 1982. The structure of melittin. II. Interpretation of the structure. J. Biol. Chem. 257: 6016−6022.
  171. Т.С., Weissman L., Eisenberg D. 1982. The structure of melittin in form I crystals and its implication for melittin’s lytic and surface activities. Biophys.J. 37:353−361.
  172. S.N., Mecanti L., Basch J.J., Townend R. 1966. Conformation transition of bovine lactoglobulins F, B, and C. J. Biol. Chem. 241: 2496−2501.
  173. D., Brand L. 2000. Spectrally- and time-resolved fluorescence emission of indole during solvent relaxation: A quantitative model. Chem. Phys. Lett. 322:496−502.
  174. C.D., Beddard G.S. 1985. Studies of the fluorescence from tryptophan in melittin. Eur. Biophys. J. 13: 59−64.
  175. В., Weber G. 1977. Resolution of the fluorescence excitation spectrum of indole into 'La and 'Lb excitation bands. Photochem. Photobiol. 25: 441−444.
  176. A., Palmer M., Bhakdi S. 1997. Staphylococcal a-toxin: Formation of the heptameric pore is partially cooperative and proceeds through multiple inermediate stages. Biochemistry. 36: 13 298−13 304.
  177. M., Gallay J., Vincent M., Meyer O., Robert В., Paternostre M. 1997.1.urdan solvatochromism: Solvent dielectric relaxation and intramolecular excited-state reaction. Biophys. J. 73: 2221−2233.
  178. H. 1981. Incorporation of melittin into phosphatidylcholine bilayers. Study of binding and conformational changes. FEBS Lett. 134: 37−43.
  179. P.D., Weeds A.G. 1977. Studies on the role of myosin alkali lightchains. Recombination and hybridization of light chains and heave chains in subfragment-1 preparations. J. Mol Biol. 109: 455−470.
  180. Wahl P., Auchet J.-C. 1972. Resolution des spectres de fluorescence au mouen des declins. Application a l’etude de la serum albumine humaine. Biochim. Biophys. Acta. 285:99−117.
  181. M.S., Bednar T.W., Lumry R. 1967. Exciplex studies. 2. Indole and indole derivatives. J. Chem. Phys. 47: 1020−1028.
  182. Z., Koloczek II., Wasniowska A. 1988. Fluorescence-quenching-resolved spectroscopy of proteins. Eur. J. Biochem. 172: 719−724.
  183. P., Voglino L., Nicchitta Ch. 1998. Strutural transitions accompanyng the activation of peptide binding to the endoplasmic reticulum Hsp90 chaperone GRP94. Biochemistry. 37: 5709−5719.
  184. G. 1960. Fluorescence-polarization spectrum and electronic-energy transfer in tyrosine, tryptophan and related compounds. Biochem. J. 75: 335−345.
  185. G. Farris F.J. 1979. Synthesis and spectral properties of a hydrofobicfluorescent probe: 6-Propionil-2-(dimetilamino)naphtalene. Biochemistry. 18:3075−3078.
  186. Willaet, K., Engelborghs Y. 1991. The quenching of tryptophan fluorescence by protonated and unprotonated imidazole. Eur. Biophys. J. 20: 177−182.
  187. M., Tartakowski A., Andreev O.A., Borejdo J. 1999. Binding of SI (A 1) and SI (A2) to F-actin. Biochemistry. 35: 523−530.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!