კვლევები ინტერფაზური ბიონანომეცნიერების და კვანტური ბიოფიზიკის მიჯნაზე: გლობულური ცილების სტაბილობის და მათში ელექტრონული გადასვლების მართვის ახალი პერსპექტივები

ავტორი: დიმიტრი ხოშტარია
თანაავტორები: მ. მახარაძე, თ. დოლიძე. მ. შუშანიანი, ს. უჩანეიშვილი, ტ. ტრეტიაკოვა, ნ. შენგელია, თ. ფარცხალაძე, დ. ვალდეკი , რ. ვან ელდიკი
საკვანძო სიტყვები: ინტერფაზური ბიონანოსისტემები, ელექტრონის გადასვლები, ტუნელირება, მუხტის გადატანის თეორია, კვანტური ეფექტები, გლობულური ცილები, სტაბილობა და ფუნქცია, კონფორმაციული ფლექსიბილობა
ანოტაცია:

2013 წელი კულმინაციური გამოდგა ჩვენი საფაკულტეტო ინსტიტუტის კვლევებში. შეჯამებული, გაანალიზებული და გამოქვეყნებული იქნა როგორც წინა წლებში, ისე 2013 წელს მიღებული, არსებითად ინტერდისციპლინური ხასიათის ფუნდამენტური მონაცემები. სახელდობრ, უნდა აღინიშნოს შემდეგი შედეგები: (ა) დასრულებულ იქნა წინა ორი წლის განმავლობაში მიღებული ექსპერიმენტული მონაცემების თეორიული ანალიზი „სენდვიჩის“ ტიპის ინტერფაზულ ნანოსისტემებში ინტეგრირებული, იმავდროულად ჰიდრატირებულ, მინისმაგვარ პროტონულ იონურ ლღობლთან ([ch][dhp]) კონტაქტში მყოფი ჟანგვა-აღდგენითი ფუნქციის მქონე ცილის, აზურინის (Az), მონაწილეობით მიმდინარე ელექტრონული გადასვლების მექანიზმების დადგენის მიზნით. შედეგები გამოქვეყნდა ვრცელი სტატიის სახით [1]. (ბ) ზემოაღნიშნული ნანოსისტემის ანალოგიურ „მოწყობილობაში“ ინტეგრირებული ცილის, მიოგლობინის (Mb), მონაწილეობით მიმდინარე ელექტრონული გადასვლების მექანიზმების დადგენის მიზნით დასრულებულ იქნა 2012-2013 წლებში ჩატარებული ექსპერიმენტული კვლევების შედეგების ჩაღრმავებული თეორიული ანალიზი. სხვა ადრე შესწავლილ შემთხვევებისგან განსხვავებით, უკიდურესად ხისტად იმობილიზებულ Mb-სთვის (ჩვენს მიერ აღმოჩენილი უნიკალური მდგომარეობა) ანალიზმა გამოავლინა ელექტრონის გადასვლასთან „შეუღლებული“ წყლის მოლეკულის შეზღუდული რეორგანიზაცია (ნაცვლად შორი დიფუზიური გადაადგილებისა), რაც საგრძნობლად ზრდის ელექტრონის გადასვლის სიჩქარეს. შედეგები გამოქვეყნდა ვრცელი სტატიის სახით [2]. (გ) ასევე, დასრულებულ იქნა კვანტური ფუნქციური მექანიზმით გამორჩეული ცილის, -ქიმოტრიპსინის (-CT) ფუნქციურ აქტივობაზე და თერმულ მდგრადობაზე დიმეთილ სულფოქსიდის (DMSO) დანამატების გავლენის კუთხით 2011-2012 წლებში ჩატარებული ექსპერიმენტული კვლევების ანალიზი. საბოლოოდ იქნა დადგენილი დანამატის - DMSO-ს გავლენის დუალისტური ბუნება. შედეგები ასევე გამოქვეყნდა ვრცელი სტატიის სახით [3]. (დ) 2013 წ. შესწავლილი იყო პროტონული იონური ლღობილის, ქოლინ დიჰიდროგენფოს-ფატის ([ch][dhp]) დანამატების გავლენა იმავე -CT-ის თერმულ სტაბილობაზე. გამოვლენილ იქნა ცილის მნიშვნელოვანი (10 oC-ით) სტაბილიზაცია 3 M [ch][dhp] დანამატის შემთხვევაში, რაც ბიონანოტექნოლოგიური თვალსაზრისით წარმოადგენს მნიშვნელივან შედეგს. შესაბამისი პუბლიკაცია მზადდება გამოსაქვეყნებლად [4]. (ე) გამოსაქვეყნებლად მზადდება აგრეთვე პუბლიკაცია Au-ელექტროდსა და მასზე „თვითაწყობილი“ ცისტეინის მონოშრის დამაბოლოვებელ ჯგუფებს შორის ელექტრონის მიმოცვლის მექანიზმის შესახებ, რომელიც გამოვლენილ იქნა 2013 წ. კვლევების შედეგად [5]. ლიტერატურა: [1] D.E. Khoshtariya et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 16515-16526; [2] D.E. Khoshtariya et al., J. Phys. Chem. B, 2014, 118, 692-706; [3] T. Tretyakova et al. Biophys. Chem., 2013, 175/176, 17-27; [4] M. Makharadze et al., Biophys. Chem., 2014, To be published; [5] T.D. Dolidze et al., Biotechnol. Bioengin, 2014, To be published.

მიმაგრებული ფაილები:

Paper 3 (PDF) [en]
Paper 2 (PDF) [en]
Paper 1 (PDF) [en]
ანოტაცია ENG (PDF) [en]
ანოტაცია GEO (PDF) [ka]