Модификация структуры гидратной оболочки полипептидов апротонными органическими растворителями: исследование методами ИК-спектроскопии и квантово-химических расчетов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.02, кандидат биологических наук Макшакова, Ольга Николаевна

• Макшакова, Ольга Николаевна
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Макшакова, Ольга Николаевна

СОДЕРЖАНИЕ.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ В ТЕКСТЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БЕЛКОВ И ПОЛИПЕПТИДОВ С

ВОДОЙ И ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ.

1.1 .Взаимодействие белка с чистой водой.

1.1.1. Гидратная оболочка белка.

1.1.2. Центры сорбции воды на белках и пептидах.

1.1.3. Структура воды в белках и модельных соединениях по данным ИК-спектроскопии.

1.2.Структура жидких водно-органических смесей.

1.2.1. Водно-ацетонитрильные смеси.

1.2.2. Водно-диоксановые смеси.

1.2.3. Структура воды в водно-органических смесях по ИК-спектрам.

1.3. Взаимодействие белка с водой в присутствии третьего компонента.

1.3.1. Влияние косольвентов на структуру воды и стабильность белков в растворе.

1.3.2. Растворимость и структура биополимеров в безводных органических растворителях.

1.3.3. Влияние водно-органических растворов на структуру и функции биополимеров.

1.3.4. Взаимодействие белков с водно-органическими растворителями по данным рентгеноструктурного анализа и моделирования молекулярной динамики.

1.3.5. Взаимодействие белков с водно-органическими растворителями по данным ИК-спектроскопии.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Постановка задачи диссертации и выбор объектов исследования

2.2. ИК-спектроскопия.

2.2.1. Основные принципы ИК-спектроскопии в приложении к исследованию белков и полипептидов.

2.2.2. Отнесение полос в спектре.

2.2.3. Приготовление образцов.

2.2.4. Регистрация спектров пленок полипептидов.

2.2.5. Математическая обработка спектров.

2.3. Методы расчета.

2.3.1. Расчет комплексов полипептид - молекула растворителя.

ГЛАВА 3. ВЫБОР МОДЕЛИ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА ДЛЯ ОПИСАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ РАСТВОРИТЕЛЯ С ПЛЕНКАМИ ПОЛИПЕПТИДОВ.

3.1. Модель а-спирали.

3.1.1. Геометрия спирального поли-Ь-аланина в вакууме, выбор метода расчета.

3.1.2. Геометрия и энергия образования комплекса спирального поли-Ь-аланина с молекулой воды в вакууме, выбор метода < расчета.

3.1.3. ИК-спектры спирального поли-Ь-аланина в вакууме, выбор метода расчета.

3.1.4. ИК-спектры спиральных поли-Ь-глутаминовой кислоты в нейтральной форме и поли-у-бензил-Ь-глутамата в вакууме, сравнение с экспериментальными спектрами полипептидных пленок.

3.2. Модель р-структуры.

3.3. Модель неупорядоченной структуры.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ГИДРАТНОЙ ОБОЛОЧКИ ПОЛИПЕПТИДОВ

И ЕЕ МОДИФИКАЦИЯ ДИОКСАНОМ И АЦЕТОНИТРИЛОМ.

4.1. Гидратация полипептидов парами чистой воды.

4.1.1. Поли-БЬ-аланин.

4.1.1.1. Спектры гидратной воды РА.

4.1.1.2. Спектры РА в области поглощения пептидных групп.

4.1.1.3. Моделирование спектров гидратной воды РА.

4.1.1.4. Количественные оценки гидратной воды РА.

4.1.2. Поли-Ь-глутаминовая кислота в нейтральной форме.

4.1.2.1. Спектры гидратной воды PGA в спиральной конформации.

4.1.2.2. Спектры PGA в области поглощения пептидных и карбоксильных групп.

4.1.2.3. Моделирование спектров гидратной воды PGA.

4.1.2.4. Спектры гидратной воды PGA в (3-конформации.

4.1.2.5. Количественные оценки гидратной воды PGA.

4.1.3. Поли-Ь-глутаминовая кислота в ионизованной форме и поли-Ь-лизин.

4.1.3.1. Спектры гидратной воды Na-PGA и PL и количественные оценки гидратной воды.

4.1.3.2. Спектры Na-PGA в области поглощения пептидных и карбоксильных групп.

4.1.4. Поли-у-бензил-Ь-глутамат.

4.1.4.1. Спектры гидратной воды PBG.

4.1.4.2. Спектры PBG в области поглощения пептидных и карбонильных групп.

4.1.4.3. Моделирование спектров гидратной воды PBG.

4.1.4.4. Количественные оценки гидратной воды PBG.

4.2. Гидратация полипептидов парами водно-диоксановых смесей.

4.2.1. Поли-ОЬ-аланин.

4.2.1.1. Центры сорбции диоксана в РА.

4.2.1.2. Сорбция воды в РА.

4.2.2. Поли-Ь-глутаминовая кислота в нейтральной форме.

4.2.2.1. Центры сорбции диоксана в PGA в конформации аспирали.

4.2.2.2. Центры сорбции диоксана в PGA в конформации Рслоев.

4.2.2.3. Сорбция воды в PGA.

4.2.3. Поли-у-бензил-Ь-глутамат.

4.2.3.1. Центры сорбции диоксана в PBG.

4.2.3.2. Сорбция воды в PBG.

4.2.4. Поли-Ь-глутиновая кислота в ионизованной форме и поли-L- 142 лизин.

4.2.4.1. Центры сорбции диоксана в Na-PGA и PL.

4.2.4.2. Сорбция воды в Na-PGA и PL.

4.2.5. Обсуждение механизмов модификации структуры гидратной воды полипептидов в присутствии диоксана.

4.3. Гидратация полипептидов парами водно-ацетонитрильных смесей.

4.3.1. Поли^-аланин.

4.3.1.1. Центры сорбции AN в РА.

4.3.1.2. Сорбция воды в РА.

4.3.2. Поли-Ь-глутаминовая кислота в нейтральной форме.

4.3.2.1. Центры сорбции AN в PGA.

4.3.2.2. Сорбция воды в PGA.

4.3.3. Поли-у-бензил-^-глутамат.

4.3.3.1'. Центры сорбции AN в PBG.

4.3.3.2. Сорбция воды в РВО.

4.3.4. Поли-Ь-глутаминовая кислота в ионизованной форме и поли-Ь-лизин.

4.3.5. Обсуждение механизмов модификации структуры гидратной воды полипептидов в присутствии АЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модификация структуры гидратной оболочки полипептидов апротонными органическими растворителями: исследование методами ИК-спектроскопии и квантово-химических расчетов»

Воду называют «матрицей жизни» [Szent-Gyórgyi, 1979], поскольку она имеет кардинальное значение для функционирования биологических макромолекул. Напрямую или косвенно вода участвует во всех нековалентных взаимодействиях, стабилизирующих структуру белков. Однако, для функционирования белков, в частности ферментов, в первую очередь необходима гидратная вода, образующая прилежащие к белковой молекуле слои; ее называют «биологической водой» [Pall, 2004]. Гидратация белков, т.е. количество и распределение молекул воды по поверхности биополимера, является одним из основных факторов, влияющих на фолдинг белков и формирование их нативной конформации. Кроме того, гидратная оболочка белков выступает в роли «посредника» при формировании их функциональных комплексов с лигандами белковой и небелковой природы [Nakasako, 2004].

In vitro и in vivo низкомолекулярные органические соединения могут выступать как регуляторы активности ферментов [Klibanov, 2001; Minton, 2001; Ball, 2008]. При этом возможно как непосредственное влияние органических соединений на белок через межмолекулярные контакты, так и их опосредованное действие через изменение структуры и динамики гидратной оболочки [Russo, 2008].

Использование органических растворителей для модификации структуры гидратной воды в белковых системах является методическим подходом, который позволяет избирательно воздействовать на структуру гидратной оболочки. Кроме того, водно-органические системы существенно расширяют представления о структурно-функциональных свойствах белков в присутствии органических соединений. В прикладном аспекте органические растворители позволяют оптимизировать различные биотехнологические процессы, существенно повышая стабильность ферментов, обеспечивая реакционный контакт химическим соединениям различной полярности и др., что зачастую недостижимо в рамках чисто водного окружения [Гладилин и

Левашов, 1998]. Немаловажным обстоятельством является также то, что полосы поглощения в инфракрасном (ИК) спектре полярных групп этих растворителей не перекрываются с полосами воды и пептидных групп.

Структура гидратной оболочки белков^ широко исследуется на модельных соединениях. Используются различные приближения белковой поверхности, начиная от отдельных аминокислот или низкомолекулярных соединений, до более сложных полимерных структур. Гомополипептиды являются классической упрощенной моделью белка, они состоят из одинаковых аминокислот и образуют, как в белке, вторичные структуры. Исследования свойств полипептидных пленок и их взаимодействий с растворителем [Zohuriaan-Mehr et al., 2009; Czapiewski and Zielkiewicz, 2010] в последние годы обретают новое значение в связи с перспективой их применения в медицине и пищевой промышленности в качестве материалов, обладающих биосовместимостью и способностью к биологическому разложению [Haynie et al., 2005].

Целью работы являлось исследование механизмов модификации структуры гидратной оболочки полипептидов апротонными органическими растворителями.

Существует большое разнообразие методических подходов исследования взаимодействий биополимеров с водой. Исследование сорбции воды в твердых пленках белков и полипептидов из паров чистой воды или водно-органических смесей позволяет систематическим образом варьировать влажность, состав среды и наблюдать послойное заполнение гидратной оболочки в отсутствии объемного растворителя [Morita et al., 2007]. Однако разделение вкладов взаимодействий полипептид - вода и полипептид — органический растворитель представляет сложную задачу. Поэтому с методической точки зрения представляется целесообразным последовательно прояснить следующие вопросы:

1. взаимодействия воды с полипептидами при сорбции из паров чистой воды;

2. взаимодействия органических растворителей с полипептидами при сорбции из паров чистого органического растворителя;

3. взаимодействия воды и органических растворителей с полипептидами при сорбции из паров водно-органических смесей.

При этом встает вопрос об адекватных методах исследования, которые дают информацию о взаимодействии биополимеров с растворителями. Большинство спектральных методов, традиционно применявшихся в молекулярной биологии для исследования структуры и свойств белков в водных растворах, здесь оказываются малопригодными. Высокий уровень рассеяния света, сильное поглощение органических жидкостей в информационно-важных участках диапазона частот, паразитная люминесценция в значительной мере ограничивают применение для целей анализа методов КД, УФ- и Рамановской спектроскопии. В то же время, ИК-спектроскопия, с методической точки зрения, не имеет существенных ограничений при работе с такими объектами. Кроме того, использование ИК-спектроскопии позволяет получать информацию одновременно о вторичной структуре полипептида, величине сорбции и состоянии органического растворителя и воды, что делает ИК-спектроскопию оптимальным методом исследования подобных систем [Maréchal, 2003; Liltorp and Maréchal, 2005]. Совместное использование взаимодополняющих методов ИК-спектроскопии и квантовой химии позволяет охарактеризовать взаимодействия полипептидов с молекулами растворителя на атомном уровне.

Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Смоделировать пространственную структуру исследуемых полипептидов. Провести сравнительный анализ методов — молекулярно-механических, полуэмпирических и теории функционала плотности (DFT), а также параметров расчета, выбрав из них оптимальный по затратам машинного времени и достижению необходимой точности. Рассчитать энергию взаимодействия и геометрические параметры комплексов полипептид - растворитель.

2. На основе выбранного оптимального метода рассчитать колебательные спектры полипептидов и их комплексов с растворителями.

3. На основе совместного анализа экспериментальных и расчетных спектров определить центры сорбции воды, структуру и энергию образования комплексов, реализующихся в полипептидах с боковыми цепями различной химической природы. Количественно оценить сорбцию воды в полипептидных пленках.

4. На основе совместного анализа экспериментальных и расчетных спектров определить центры сорбции и энергию взаимодействий безводных органических растворителей с полипептидами. Количественно оценить сорбцию растворителей.

5. Провести анализ ИК-спектров пленок полипептидов, гидратированных в парах водно-органических смесей. Установить механизмы влияния органических растворителей на величину сорбции и распределение воды в структуре полипептидов.

Научная новизна работы. Впервые при использовании взаимодополняющих методов ИК-спектроскопии и квантово-химических расчетов охарактеризованы структура гидратной оболочки полипептидов в присутствии апротонных органических растворителей и механизмы ее модификации.

Впервые строгие современные квантово-химические методы применены к а-спиральным полипептидам, содержащим 16 аминокислотных остатков.

Рассчитаны структуры комплексов спиральных полипептидов с водой и органическими растворителями в вакууме, определена их геометрия, энергия взаимодействия и колебательные спектры. Впервые показана роль слабых водородных связей типа С—Н—О и С-Н—Ы в образовании комплексов между полипептидом, молекулами воды и органического растворителя.

Проведен сравнительный анализ расчетных частот нормальных колебаний с данными ИК-спектроскопии с целью определения типов комплексов, реализующихся в исследуемых системах.

Установлено, что диоксан и ацетонитрил, сорбируясь на твердом полипептиде, влияют на структуру его гидратной оболочки посредством нескольких механизмов, а именно:

1) изменения доступности центров гидратации полипептидов для молекул воды за счет изменения конформации полипептида;

2) конкуренции растворителя с водой за центры связывания на полипептиде;

3) дополнительного связывания воды полярными центрами органического растворителя.

При этом степень реализации каждого из механизмов определяется химической природой боковых групп аминокислотных остатков и вторичной структурой гомополипептидов.

Научно-практическая значимость работы. Полученные результаты дают новые представления о формировании гидратной оболочки полипептидов в присутствии низкомолекулярных органических соединений, что имеет фундаментальное значение для понимания структурно-функциональных свойств пептидов и белков, белковых ассоциатов и комплексов белков с различными низко- и высокомолекулярными соединениями. Результаты работы могут быть использованы с целью направленного воздействия на активность ферментов в водно-органических средах, что имеет большое значение для технологий неводного биокатализа. Разработанные представления могут быть использованы при создании новых эффективных и экологически чистых материалов на основе полипептидов для применения в медицине, пищевой промышленности, биотехнологиях.

Экспериментальные результаты и методические разработки, представленные в работе, могут быть использованы в учреждениях биологической, биотехнологической, физико-химической направленности, занимающихся квантово-химическими расчетами многоатомных биологических систем, ИК-спектроскопией белков и пептидов, исследованием взаимосвязи структуры и функций биомакромолекул, а также включены в курсы лекций по биофизике, молекулярной биологии и физической и органической химии.

Связь работы с научными программами и собственный вклад автора в исследования. Исследования проводились в соответствии с планами УРАН КИББ КазНЦ РАН по теме «Межмолекулярные взаимодействия и молекулярная динамика как факторы регуляции функциональной активности белков» (номер госрегистрации № 0120.0 803026) и частично поддержаны грантами РФФИ № 02-04-48907, № 05-04-49722, № 09-03-00778, НИОКР РТ №03-3.10-159, №03-3.10-364, а также грантом Президиума РАН (программа «Молекулярная и клеточная биология»). Научные положения и выводы диссертации базируются на результатах собственных исследований автора.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были представлены на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003); III Съезде биофизиков России (Воронеж, 2004), 8-ой и 9-ой Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2004, 2005), X, XI, XII Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2003, 2004, 2005), IV Санкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2008), Научно-практической конференции «Биологически активные вещества: фундаментальные и прикладные вопросы получения и применения» (Новый Свет, АР Крым, Украина, 2009), IV Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Казань, 2009), 12-ой Конференции им. В.А. "Фока по квантовой и вычислительной химии (Казань, 2009), Российской школе молодых ученых «Актуальные проблемы современной биохимии и молекулярной биологии» (Казань, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 статей (из них 3 в журналах из списка ВАК, в т.ч. 2 в международной печати; 3 в сборниках) и 9 тезисов.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и Приложения. Работа изложена на 203 страницах машинописного текста, содержит 74 рисунка и 16 таблиц. Список литературы включает 192 источника, из них 26 на русском языке.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Макшакова, Ольга Николаевна

181 ВЫВОДЫ

1. На основании анализа структуры гидратной оболочки ряда полипептидов различного строения с использованием взаимодополняющих методов ИК-спектроскопии и квантовой химии определены факторы ее модификации низкомолекулярными соединениями на примере двух апротонных органических растворителей.

2. Показано, что при гидратации полярных полипептидов молекулы воды локализуются в виде микрокластеров, образуя водородные связи с участием полярных или заряженных фрагментов полипептидов. Наличие массивных гидрофобных групп в структуре боковых цепей приводит к экранированию полярных центров от молекул воды, ограничению образования кластерных структур воды и уменьшению количества воды в комплексах.

3. Молекулы исследованных органических растворителей в полипептидах с упорядоченной структурой образуют кластеры в области боковых цепей. Для полипептидов с полярными боковыми группами характерно образование водородных связей между протоно-акцепторными группами растворителя и протоно-донорными группами боковых цепей. В полипептидах, содержащих неполярные и ароматические боковые группы, основной вклад при образовании комплексов с органическим растворителем вносят Ван-дер-Ваальсовые взаимодействия и водородные связи типа С-Н---0.

4. При сорбции из водно-органических смесей локализация органического растворителя в структуре полипептида не меняется по сравнению с безводным растворителем.

5. В присутствии органического растворителя вода образует смешанные комплексы с одновременным участием полярных групп растворителя и полипептида. В гидрофобных полипептидах комплексы воды с полярными фрагментами боковых цепей и комплексы воды с растворителем пространственно разделены.

6. Сорбция органического растворителя из водно-органических смесей сопровождается изменением доли упорядоченной структуры. Образование межпептидных водородных связей уменьшает гидратацию, а разрыв водородных связей увеличивает ее.

7. Установлены следующие механизмы модификации гидратной оболочки полипептида органическим растворителем: а) изменение доступности гидратных центров полипептидов для молекул воды, б) прямая конкуренция с водой за гидратные центры, в) дополнительный вклад в гидратацию за счет привнесения воды, связанной с полярными центрами растворителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Структура гидратной" воды биополимеров имеет большое биологическое значение и исследуется различными методами: Благодаря- высокой чувствительности к образованию водородных связей ИК-спектроскопия широко используется для изучения комплексов воды с полярными молекулами и полимерами. Основную: трудность для ИК-спектроскопии в растворе представляет объемная вода, поглощение которой перекрывает спектр поглощения воды гидратной оболочки. Сорбция воды из газовой фазы растворителя на твердых пленках биополимеров позволяет последовательно изучать все. стадии их гидратации от абсолютно сухого препарата до появления объемной воды.

Еомополипептиды имеют однородный аминокислотный состав, . что существенно упрощает их спектральный анализ и расчеты, по сравнению с белками; Квантово-химические расчеты комплексов молекул растворителя с полипептидными фрагментами позволяют получить информацию о геометрии? комплексов и энергии их образования: Расчет колебательных спектров; комплексов и сопоставление: их со спектрами свободных молекул позволяет выявить тонкие изменения структуры комплексов воды с полипептидом и органическим . растворителем^ которые сложно определить экспериментальными методами; но которые могут влиять, на активность или стабильность биомакромолекул.

Проведенный нами сравнительный анализ применения- молекулярно-механических, полуэмпирических методов и методов . БЕТ, расчета показал, что для исследования полипептидов наиболее оптимальным по точности и затратам компьютерных ресурсов является метод ОБТ РВЕ.

На основе совместного анализа экспериментальных данных ЙК-спектроскопии и расчетных: спектров выявлено, что в полярных полипептидах молекулы воды образуют цепочки и микрокластеры, чему способствует близкое пространственное расположение полярных и/или заряженных групп полипептида. В случае массивных гидрофобных фрагментов в составе боковых групп наблюдается экранирование полярных.центров полипептида от молекул воды. При этом с полярными центрами полипептида взаимодействуют лишь одиночные молекулы воды.

Показано, что в упорядоченной вторичной структуре полипептидов молекулы органического растворителя локализуются в области боковых групп, не проникая к пептидному остову. При этом наиболее энергетически выгодным является образование водородных связей между протоно-акцепторными атомами молекул органического растворителя с протоно-донорными группами боковых цепей. Кроме того, исследованные органические растворители при сорбции на гидрофобных полипептидах обнаруживают тенденцию к образованию кластеров.

Для молекулы диоксана, которая обладает четырьмя метиленовыми группами, выгодными оказываются Ван-дер-Ваальсовые взаимодействия и водородные связи типа С—Н—О. Энергия образования последних мала, по сравнению с обычными водородными связями, однако образование большого числа таких связей приводит к существенной стабилизации комплекса.

Экспериментальные данные и данные расчета показывают, что для сильнополярной молекулы ацетонитрила, наряду с донорно-акцепторными взаимодействиями, оказываются выгодными диполь-дипольные взаимодействия, а также взаимодействия типа С-Н—N между метальной группой ацетонитрила и протоно-акцепторными группами полипептида, которые несут частично-отрицательный заряд.

При сорбции из водно-органических смесей молекулы органического растворителя, локализованные в среде гидрофобных групп полипептида, гидратируются таким образом, что одиночные молекулы воды связывают по две молекулы органического растворителя. В среде полярных и заряженных боковых групп полипептида ацетонитрил и диоксан гидратируются молекулами воды, включенными в водородно-связанные цепочки (микрокластеры). Внедрение молекул диоксана и ацетонитрила в твердые полипептиды сопровождается изменением доли упорядоченной структуры полипептида. Образование упорядоченной структуры приводит к уменьшению доступности пептидных групп для воды. При этом доля воды, вытесненной из гидратных центров полипептидов в присутствии диоксана, коррелирует с долей новообразованной упорядоченной структуры в присутствии органического растворителя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Макшакова, Ольга Николаевна, 2010 год

1. Беллами, Л. Инфракрасные спектры сложных молекул / J1. Беллами -Пер. с англ. / под. ред. Ю.А. Пентина - М.: Изд-во иностр. литературы, 1963.-590 с.

2. Беллами, JI. Новые данные по ИК спектрам сложных молекул / JI. Беллами - Пер. с англ. / под. ред. Ю.А. Пентина - М.: Мир, 1971. - 318 с.

3. Венер, М.В. Компьютерное моделирование супрамолекулярных систем и наноструктур: учеб. пособие / М.В. Венер, В.Г. Цирельсон М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. - 120 с.

4. Физико-химические методы исследования биополимеров и низкомолекулярных биорегуляторов // B.JI. Воейков, П.Д. Решетов, И.Р. Набиев и др. М.: Наука, 1992. - 406 с.

5. Гладилин, А.К. Стабильность ферментов в системах с органическими растворителями / А.К. Гладилин, A.B. Левашов // Биохимия. 1998. -Т.63.-С. 408-421.

6. Карякин, A.B. Состояние воды в органических и неорганических соединениях (по инфракрасным спектрами поглощения) / A.B. Карякин, Г.А. Кривенцова М: Наука, 1972. - 176 с.

7. Квеситадзе Г.И. Введение в биотехнологию / Г.И. Квеситадзе, A.M. Безбородов -М.: Наука, 2002. 284 с.

8. Кобяков, В.В. Исследование гидратации поли-К-винилпирролидона методом ИК-спектроскопии / В.В. Кобяков, A.M. Овсепян, В.П. Панов // Высокомол. соед. 1981. - Т. 23. - С. 150-160.

9. Коган, В.Б. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие / В .Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров М.: Наука. - 1966. - Т.2. -1423 с.

10. Лайков, Д.Н. Развитие экономного подхода к расчету молекул методом функционала плотности, его применение к решению сложных химических задач: Дис. канд. физ.-мат. наук. Москва, МГУ, 2000.

11. Лайков, Д.Н. Система квантово-химических программ "ПРИРОДА-04". Новые возможности исследования молекулярных систем с применением параллельных вычислений / Д.Н. Лайков, Ю.А. Устынюк // Изв. Акад. наук, Сер. хим. 2005. - №3. - С. 804-810.

12. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье М.: Химия, 1989.-448 с.

13. Никольский, Б.П. Справочник химика / Б.П. Никольский Л.: Госхиммздат, 1963. - Т.1. - 1072 с.

14. Райхардт, К. Растворители и эффекты среды в органической химии / К. Райхардт. Пер. с англ. / под ред. B.C. Петросяна. - М.: Мир, 1991. -763 с.

15. Роуленд, С. Вода в полимерах Пер. с англ. / под ред. H.H. Лавровой -М.: Мир, 1984. - 555 с.

16. Свердлов, Л. М., Колебательные спектры многоатомных молекул / Л. М. Свердлов, М. А. Ковнер, Е. П. Крайнев М.: Наука, 1970. - 559 с.

17. Растворимость и вторичная структура бычьего панкреатического а-химо-трипсина в водно-ацетонитрильных смесях / В.А. Сироткин, А.Г. Зазыбин, ОЛ. Осипова и др. // Вестник МГУ, сер. 2. Химия. 2000. - Т. 41.-С. 114-117.

18. ИК-спектроскопическое изучение состояния воды в диоксане и ацетонитриле: связь с термодинамической активностью воды / A.B. Сироткин, Б.Н. Соломонов, Д.А. Файзуллин, В.Д.Федотов // Жур. структ. химии. 2000. - Т. 41. - С. 997-1003.

19. Сорбция паров воды и ацетонитрила сывороточным альбумином человека / В.А. Сироткин, Б.Н. Соломонов, Д.А. Файзуллин, В.Д. Федотов // Биофизическая химия. — 2002. — Т. 76. — С. 2255-2262.

20. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия / А. Смит М.: Мир, 1982. -328 с.

21. Вородоные связи с участием метальных групп ацетонитрила и нитрометана. Изучение методами калориметрии и ИК-спектроскопии / А.А. Столов, М.Д. Борисовер, Б.Н. Соломонов и др. // ЖФХ. 1992. - Т. 66.-С. 620-625.

22. Сузи, Г. Инфракрасные спектры биологических макромолекул и модельных соединений / Г. Сузи в кн.: Структура и стабильность биологических макромолекул, под ред. Волькенштейн М.В. - М.: Мир, 1973.-С. 481-584.

23. Файзуллин, Д.А. Влияние воды и органических растворителей на вторичную структуру глобулярных белков в твердых препаратах по данным ИК-спектроскопии: Дис. канд. биол. наук. — Казань, 2002.

24. Чиргадзе, Ю.Н. Интенсивность характеристических колебаний пептидной группы в инфракрасном спектре поли-у-бензил-Ь-глютамата в спиральной конформации / Ю.Н. Чиргадзе, Е.П. Рашевская // Биофизика. 1969. - Т. XIV. - С. 608-614.

25. Чиргадзе, Ю.Н. Роль воды в подвижности пептидных структур. Изучение конформационных переходов полипептидов и олигопептидов при гидратации / Ю.Н. Чиргадзе, A.M. Овсепян // Биофизика. 1972. - Т. 17. -С. 569-574.

26. Юхневич, Г.В. Инфракрасная спектроскопия воды / Г.В. Юхневич. М.: Наука, 1973.-208 с.

27. Effects of microsolvation on the structures and reactions of neutral and zwitterion alanine: computational study / D. Ahn, S. Park, I. Jeon et al. // J. Phys. Chem. B. 2003. - Vol. 107.-P. 14109-14118.

28. Anthonsen, T. Importance of water activity for enzyme catalysis in nonaqueous organic systems. In: Gupta M.N., ed. Methods in Non-Aqueous Enzymology. / Anthonsen T., Sjursnes B.J. // Birhàuser Verlag, Basel Boston — Berlin — 2000. — P. 218.

29. Badger, R.M. Spectroscopic studies of the hydrogen bond. II. The shift of the O-H vibrational frequency in the formation of the hydrogen bond / R.M. Badger, S.H. Bauer // J. Chem. Phys. 1937. - Vol. 5. - PP. 839-851.

30. Bagchi, B. Water dynamics in the hydration layer around proteins and micelles /B. Bagchi// Chemical Reviews. 2005. - Vol. 105. -P. 3197-3219.

31. Bako, I. Structural investigation of water-acetonitrile mixtures: An ab initio, molecular dynamics and X-ray diffraction study / I. Bako, T. Megyes, G. Palinkas // Chem. Phys. 2005. - Vol. 316. - P. 235-244.

32. Ball, P. Water as an active constituent in cell biology / P. Ball // Chem. Rev. -2008. Vol. 108. - P. 74-108.

33. Impact of protein dénaturants and stabilizers on water structure / J.D. Batchelor, A. Olteanu, A. Tripathy, G.J. Pielak // J. Am. Chem. Soc. 2004. -Vol. 126.-P. 1958-1961.

34. Becke, A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior / A.D. Becke // Phys. Re .A. 1988. - Vol. 38. - P. 30983100.

35. Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange / A.D. Becke // J. Chem. Phys. 1993. - Vol. 98. - P. 5648-5652.

36. Biocatalyst behavior in low-water systems / G. Bell, P.J. Hailing, B.D. Moore et al. // Trends Biotechnol. 1995. - Vol. 13. - P. 468-473.

37. Bhattacharyya, К. Nature of biological water: a femtosecond study / K. Bhattacharyya // Chem. Comm. 2008. - Vol. 25. - P. 2848-2857.

38. Binkley, J.S. Self-consistent molecular orbital methods. 21. Small split-valence basis sets for first-row elements/ J.S. Binkley, J.A. Pople, W.J. Hehre // J. Am. Chem. Soc. 1980. - Vol. 102. - PP. 939-947.

39. Bizzarri, A.R. Molecular dynamics of water at the protein solvent interface / A.R. Bizzarri, S. Cannistraro // J. Phys. Chem. B. 2002. - Vol. 106. - P. 6617-6633.t

40. Activity of water in aqueous systems; a frequently neglected property / M.J. Blandamer, J.B.F.N. Engberts, P.T. Gleeson, J.C.R. Reis // Chem. Soc. Rev. -2005. Vol. 34. - P. 440-458.

41. Boys, S.F. The calculation of small molecular interactions by the differences of separate total energies. Some procedures with reduced errors / S.F. Boys, F. Bernard ill Mol Phys. 1970. - Vol. 19. - P. 553-566.

42. Brunauer, S. Adsorption of gases in multimolecular layers / S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller // J. Am. Chem. Soc. 1938. - Vol. 60. - PP. 309-319.

43. Cantor, C.R. Biophysical Chemistry / C.R. Cantor, P.R. Schimmel Parts I-III. W.H.Freeman, ed., San Francisco, 1980. (Русский перевод: Кантор Ч., Шиммел П., ред.: Биофизическая химия, ч. 1-3. М.: Мир, 1984.)

44. Chapman, D.M: Ab initio conformational analysis of 1,4-dioxane / D. M. Chapman, R. E. Hester // J. Phys. Chem. A. 1997. - Vol. 101. - P. 33823387.

45. Chaudhari, A. Hydrogen bonding interaction between 1,4-dioxane and water / A. Chaudhari // Int. J. Quantum. Chem. 2010. - Vol. 110. - P. 1092-1099.

46. Chen, X. Hydration water and bulk water in proteins have distinct properties in radial distributions calculated from 105 atomic resolution crystal structures / X. Chen, I. Weber, R.W. Harrison // J. Phys. Chem. B. 2008. - Vol. 112. - P. 12073-12080.

47. Molecular dynamic study of subtilisin Carlsberg in aqueous and nonaqueous solvents / A. Cruz, E. Ramirez, A. Santana et al. // Mol. Simul. 2009. - Vol. 35.-P. 205-212.

48. Czapiewski, D. Structural properties of hydration shell around various conformations of simple polypeptides / D. Czapiewski, J. Zielkiewicz // J. Phys. Chem. B. 2010. - Vol. 114. - P. 4536-4550.

49. Dabulis, K. Dramatic enhancement of enzymatic activity in organic solvents by lioprotectants / K. Dabulis, A.M. Klibanov // Biotech. Bioeng. 1993. -V.41. -P.566-571.

50. Dadarlat, V.M. Decomposition of protein experimental compressibility into intrinsic and hydration shell contributions / V. M. Dadarlat, C.B. Post // Biophys. J. 2006. - Vol. 91. - P. 4544-4554.

51. Dennis, S. Computational mapping identifies the binding sites of organic solvents on proteins / S. Dennis, T. Kortvelyesi, S. Vajda // PNAS. 2002. -Vol. 99.-4290-4295.

52. Effect of secondary structure on the activity of enzymes suspended in organic solvents / A. Dong, J.D. Meyer, B.S. Kendrick et.al J!Arch. Biochem. Biophys. 1996. - Vol. 334. - P. 406-414.

53. Dong, A. Protein secondary structures in water from second-derivative amide I infrared spectra / A. Dong, P. Huang, W.S. Caughey // Biochemistry. 1990. -Vol. 29.-P. 3303-3308.

54. Dunn, R.V. The use of gas-phase substrates to study enzyme catalysis at low hydration / R.V. Dunn, R.M. Daniel // Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 2004. -Vol. 359.-P. 1309-1320.

55. Ellis, RJ. Join the crowd / R.J. Ellis, A.P. Minton // Nature. 2003. - Vol. 425.-P. 27-28.

56. English, A.C. Experimental and computational mapping of the binding surface of a crystalline protein / A.C. English, C.R. Groom, R.E. Hubbard // Protein Eng. 2001. - Vol. 14. - P. 47-59.

57. Fawcett, W.R. Solvent-induced frequency shifts in the infrared spectrum of acetonitrile in organic solvents / W.R. Fawcett, G. Liu, T. Kessler // J. Phys. Chem. 1993. - Vol. 93. - P. 9293-9298.

58. Enzyme crystal structure in a neat organic solvent / P.A. Fitzpatrick, A.C.U. Steinmetz, D. Ringe, A.M. Klibanov // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1993. -Vol. 90.-P. 8653-8657.

59. Fitzpatrick, P.A. X-ray crystal structure of cross-linked subtilisin Carlsberg in water vs acetonitrile / P.A. Fitzpatrick, D. Ringe, A.M. Klibanov // Biochem. Biophys. Res. Comm. 1994. - Vol. 198. - P. 675-681.

60. Ford, T.A. Ab initio calculations of the structural, energetic, and vibrational properties of some hydrogen bonded and van der Waals dimers. Part 4. The acetonitrile dimer / T.A. Ford, L. Glasser // Int. J. Quantum. Chem. 2001. -Vol. 84.-P. 226-240.

61. Gaussian 03 / M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel et al.

62. Protein dynamics studied by neutron scattering / F. Gabel, D. Bicout, U. Lehnert et al. // Quart. Rev. Biophys. 2002. - Vol. 35. - P. 327-367.

63. Crystal structure of triosephosphate isomerase from Trypanosoma cruzi in hexane / X.G. Gao, E. Maldonado, R. Perez-Montfort et al. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1999. - Vol. 96. - P. 10062.

64. Gao, B. Protonated arginine and protonated lysine: hydration and its effect on the stability of salt-bridge structures / B. Gao, T. Wyttenbach, M.T. Bowers 11 J. Phys. Chem. B. 2009. - Vol. 113.-P. 9995-10000.

65. Using nitrile-derivatized amino acids as Infrared probes of local environment / Z. Getahun, Ch.-Y. Huang, T. Wang et al. H J. Am. Chem. Soc. 2003. - Vol. 125.-P. 405-411.

66. Atomistic simulation of the water influence on the local structure of polyamide 6,6 / S. Goudeau, M. Chariot, C. Vergelati, F. Muller-Plathe // Macromolecules. 2004. - Vol. 37. - P. 8072-8081.

67. Gregory, R. B. Protein hydration and glass transition behavior / R.B. Gregory ed. Protein-solvent interaction. Marcel Dekker - New York - 1995. - Vol. 264.-P. 191-264.

68. Nativelike enzyme properties are important for optimum activity in neat organic solvents / K. Griebenow, M. Vidal, C. Baez et al. // J. Am. Chem. Soc. -2001.-Vol. 123.-P. 5380-5381.

69. Griebenow, K. Can conformational changes be responsible for solvent and excipient effects on the catalytic behavior of subtilisin Carlsberg in organic solvents? / K. Griebenow, A.M. Klibanov // Biotech. Bioeng. 1997. - Vol. 53.-P. 351-362.

70. Griebenow, K. On protein denaturation in aqueous-organic mixtures but not pure organic solvents / K. Griebenow, A.M. Klibanov // J. Am. Chem. Soc. -1996.-Vol.118.-P. 11695-11700.

71. Gupta, M.N. Enzymes in organic media Forms, functions and applications / M.N. Gupta, I. Roy H Eur. J. Biochem.-2004.-Vol 271. P. 2575-2583.

72. Halle, B. Protein hydration dynamics in solution: a critical survey / B. Halle // Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 2004. - Vol. 359. - P. 1207-1224.

73. Polypeptide Multilayer Films / D.T. Haynie, L. Zhang, J.S. Rudra et al. // Biomacromolecules. 2005. - Vol. 6. - P. 2895-2913.

74. Heremans, K. Protein dynamics: hydration and cavities / K. Heremans // Braz. J. Med. Biol. Res. 2005. - Vol. 38. - P. 1157-1165.

75. QM:QM electronic embedding using Mulliken atomic charges: Energies and analytic gradients in an ONIOM framework / H.P. Hratchian, P.V. Parandekar, K. Raghavachari et al. // J. Chem. Phys. 2008. - Vol. 128. - P. 034107(1)-(11).

76. Active-site motions and polarity enhance catalytic turnover of hydrated subtilisin dissolved in organic solvents / E.P. Hudson, R.K. Eppler, J.M. Beaudoin et al. // J. Am. Chem. Soc. 2009. - Vol. 131. - P. 4294^1300.

77. HyperChem8.0, Hypercube, Inc., Gainesville, FL 32601.

78. Density functional theory study of the cooperativity of hydrogen bonds in finite and infinite a-helices / J. Ireta, J. Neugebauer, M. Scheffler et al. // J. Phys. Chem. B. -2003. -Vol. 107.-P. 1432-1437.

79. Basic interactions of water with organic compounds / R. Iwamoto, T. Matsuda, T. Sasaki, H. Kusanagi // J. Phys. Chem. B. 2003. - Vol. 107. - P. 79767980.

80. Iwamoto, R. Infrared spectroscopic study of the interactions of nylon-6 with water / R. Iwamoto, H. Murase // J. Polym. Sei.: Part B: Polym. Phys. 2003. -Vol. 41.-P. 1722-1729.

81. Jamroz, D. An infrared spectroscopic study of the preferential solvation- in water-acetonitrile mixtures / D. Jamroz, J. Stangret, J. Lindgren // J. Am. Chem. Soc. 1993. - Vol. 115.-P. 6165-6168.

82. Fourier transform Infrared study on the state of water sorbed to poly(ethylene glycol) films / H. Kitano, K. Ichikawa, M. Ide et al. // Langmuir. 2001. -Vol. 17.-P. 1889-1895.

83. Klibanov, A.M. Enzymes that work in organic solvents / A.M. Klibanov // Chemtech.-l9S6.-YoL 16. P. 354-359.

84. Klibanov, A.M. Improving enzymes by using them in organic solvents / A.M. Klibanov IINature. -2001. Vol. 409. -P. 241-246.

85. Kryachko, E.S. Hydrogen Bonding between Phenol and Acetonitrile / E.S. Kryachko, M.T. Nguyen // J. Phys. Chem. A. 2002. - Vol. 106. - P. 42674271.

86. Kubelka, J. Solvent Effects on IR and VCD Spectra of Helical Peptides: DFT-Based Static Spectral Simulations with Explicit Water / J. Kubelka, R. Huang, T.A. Keiderling // J. Phys. Chem. B. 2005. - Vol. 109. - P. 8231- 8243.

87. Kuntz, I.D. Hydration of proteins and polypeptides / I.D. Kuntz, W. Kauzmann // Adv. Protein Chem. 1974. - Vol. 28. - P. 239-345.

88. Kusanagi, H. Fourier transform infra-red spectroscopic studies of water molecules sorbed in solid polymers / H. Kusanagi, S. Yukawa // Polymer. -1994. Vol. 35. - P. 5637-5640.

89. Laikov, D.N. A new class of atom basis functions for accurate electronic structure calculations of molecules / D.N. Laikov // Chem. Phys. Lett. 2005. -Vol. 416.-P. 116-120.

90. Laikov, D.N. Fast evaluation of density functional exchange-correlation terms using the expansion of the electron density in auxiliary basis sets / D.N. Laikov // Chem. Phys. Lett. 1997. - Vol. 281. - P. 151-156.

91. Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr // Phys. Rev. B. 1988. - Vol. 37. - P. 785-789.

92. Lee, S. Ab initio-based vibrational analysis of a-poly(l-alanine) / S. Lee; S. Krimm // Biopolymers. 1998. - Vol. 46. - P. 283-317.t

93. Lee, S.B. Effect of water activity on enzyme hydration and enzyme reaction rate in organic solvents / S.B. Lee, K.-J. Kim // J. Ferment. Bioeng. 1995. -V.79. — P.473-478.

94. A semi-empirical and ab initio combined approach for the full conformational searches of gaseous lysine and lysine-H20 complex / Y. Leng, M. Zhang, C. Song et al. // J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 2008. - Vol. 858. - P. 52-65.

95. Lenormant, H. Reversible configurational changes in sodium poly-a,L-glutamate induced by water / H. Lenormant, A. Baudras, E.R. Blout // Org. Biol. Chem. 1958. - Vol. 80. - P. 6191-6195.

96. Liang, T. Molecular dynamics simulations of peptide carboxylate hydration / T. Liang, T.R. Walsh // Phys. Chem. Chem. Phys. 2006. - Vol. 8. - P. 44104419.

97. Liepinsh, E. Organic solvents identify specific ligand binding sites on protein surfaces / E. Liepinsh, G. Otting // Nat. Biotechnol. 1997. - Vol. 15. - P. 264-268.

98. Liltorp, K. Hydration of lysozyme as observed by Infrared spectrometry / K. Liltorp, Y. Marechal // Biopolymers. 2005. - Vol. 79. - P. 185-196.

99. Lindquist, B.A. Nitrile groups as vibrational probes: calculations of the C=N Infrared absorption line shape of acetonitrile in water and tetrahydrofuran / B.A. Lindquist, S.A. Corcelli // J. Phys. Chem. B. 2008. - Vol. 112. - P. 6301-6303.

100. Sequential Hydration of Small Protonated Peptides / D.F. Liu, T. Wyttenbach, P.E. Barran, M.T. Bowers // J. Am. Chem. Soc. 2003. - Vol. 125. - P. 84588464.

101. Liu, D.F. Hydration of protonated primary amines: effects of intermolecular and intramolecular hydrogen bonds / D.F. Liu, T. Wyttenbach, M.T. Bowers // Int. J. Mass Spectrom. 2004. - Vol. 236. - P. 81-80.

102. Luscher-Mattli, M. Thermodynamic functions of biopolymer hydration. I. Their determination by vapour pressure studies, discussed in an analysis of the primary hydration process. / M. Luscher-Mattli, M. Ruegg // Biopolymers. -1982.-Vol. 21.-P. 419.

103. All-atom empirical potential for molecular modeling and dynamics studies of proteins / A. D. MacKerell, D. Bashford, M. Bellott et al. // J. Phys. Chem. B. 1998.- Vol. 102.-P. 3586-3616.

104. Residence times of water molecules in the hydration sites of myoglobin / V.A. Makarov, B.K. Andrews, P.E. Smith, B.M. Pettitt // Biophys. J. 2000. - Vol. 76.-P. 2966-2974.

105. Makarov, V. Solvation and hydration of proteins and nucleic acids: a theoretical view of simulation and experiment / V. Makarov, B.M. Pettitt, M. Feig // Acc. Chem. Res. 2002. - Vol. 35. - P. 376 - 384.

106. Marchi, M. Compressibility of cavities and biological water from Voronoi volumes in hydrated proteins / M. Marchi // J. Phys. Chem. B. 2003. - Vol. 107.-P. 6598-6602.

107. Marechal, Y. Interaction configurations of H20 molecules in a protein (Stratum Corneum) by infrared spectrometry / Y. Marechal // J. Mol Struct. -1997.-Vol. 416.-P. 133-143.

108. Marechal, Y. Observing the water molecule in macromolecules and aqueous media using infrared spectrometry / Y. Marechal // J. Mol Struct. 2003. -Vol. 648.-P. 27-47.

109. Matsuoka, D. Probability distributions of hydration water molecules around polar protein atoms obtained by a database analysis / D. Matsuoka, M. Nakasako // J. Phys. Chem. B. 2009. - Vol. 113. - P. 11274-11292.

110. Mattos, C. Proteins in organic solvents / C. Mattos, D. Ringe // Curr. Opin. Struct. Biol 2001. - Vol. 11. - P. 761-764.

111. Max, J.-J. Acetonitrile hydrates in aqueous solution by infrared spectroscopy / J.-J. Max, C. Chapados // Can. J. Anal. Sci. Spectrosc. 2002. - P. 72-90.

112. Merrick, J.P. An Evaluation of Harmonic Vibrational Frequency Scale Factors / J.P. Merrick, D. Moran, L. Radom // J. Phys. Chem. A. 2007. - Vol. 111.-P. 11683-11700.

113. Minton, A.P. The Influence of Macromolecular Crowding and Macromolecular confinement on biochemical reactions in physiological Media / A.P. Minton // J. Biol. Chem. 2001. - Vol. 276. - P. 10577-10580

114. Moelbert, S. Kosmotropes and chaotropes: modelling preferential exclusion, binding and aggregate stability / S. Moelbert, B. Normand, P. De Los Rios // Biophys. Chem. 2004. - Vol. 112. - P. 45.

115. Ion solvent interactions in acetonitrile solutions of lithium iodide and tetrabutylammonium iodide / A.K. Mollner, P.A. Brooksby, J.S. Loring et al. // J. Phys. Chem. A. 2004. - Vol. 108. - P. 3344-3349.

116. Morita, S. Time-resolved in situ ATR-IR observations of the process of sorption of water into a poly(2-methoxyethyl acrylate) film / S. Morita, M. Tanaka, Yu. Ozaki // Langmuir. 2007. - Vol. 23. - P. 3750-3761.

117. Interpretation of water desorption isotherms of lysozyme / V.N. Morozov, T.A. Morozova, G.S. Kachalova, E.T. Myachin // Int. J. Biol. Macromol. -1988.-Vol.10.-P. 329-336.

118. MuIIin, J.M. Alanine: then there was water / J.M. Mullin, M.S. Gordon // J. Phys. Chem. B. 2009. - Vol. 113. - P. 8657-8669.

119. Nakasako, M. Large-scale networks of hydration water molecules around proteins investigated by cryogenic X-ray crystallography / M. Nakasako // Cell. Mol. Biol. 2001. - Vol. 47. - P. 767-790.

120. Nakasako, M. Water-protein interactions from high-resolution protein crystallography / M. Nakasako // Phil. Trans. R. Soc. Lond. B. 2004. - Vol. 359.-P. 1191-1206.

121. Hydrogen and hydration in proteins / N. Niimura, T. Chatake, K. Kurihara, M. Maeda // Cell. Biochem. Biophys. 2004. - Vol. 40. - PP. 351-69.

122. Oliveira Costa, S.D. Molecular dynamics simulation of polypyrrole film in an acetonitrile solution / S.D. Oliveira Costa, J.J. Lopez Cascales // J. Electroanal. Chem.- 2010. -Vol. 644.-P. 13-19.

123. Biological water: femtosecond dynamics of macromolecular hydration / S.K. Pal, J. Peon, B. Bagchi, A.H. Zewail // J. Phys. Chem. B. 2002. - Vol. 106. -P. 12376-12395.

124. Pal, S.K. Dynamics of water in biological recognition / S.K. Pal, A.H. Zewail // Chem. Rev. 2004. - Vol. 104. - P. 2099-2123.

125. Perdew, J.P. Generalized gradient approximation made simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Erazerhof //Phys. Rev. Lett. 1996. - Vol. 77. - P. 3865-3868.

126. Perrin, D.D. Purification of Laboratory Chemicals / D.D. Perrin, W.L.F. Armarego, D.R. Perrin — Pergamon Press: Oxford. — 1980. — P. 544.

127. How protein surfaces induce anomalous dynamics of hydration water / F. Pizzitutti, M. Marchi, F. Sterpone, P.J. Rossky // J. Phys. Chem. B. 2007. -Vol. 111.-P. 7584-7590.

128. Plumley, J.A. The importance of hydrogen bonding between the glutamine side chains to the formation of amyloid VQIVYK parallel ß-Sheets: an ONIOM DFT/AM1 study / J.A. Plumley, J.J. Dannenberg // J. Am. Chem. Soc. -2010.-Vol. 132.-P. 1758-1759.

129. Prabhu, N. Protein-solvent interactions / N. Prabhu, K. Sharp // Chem. Rev. -2006.-Vol. 106.-P. 1616-1623.

130. Qingzhong, L. Effect of hydration on the C-H—O hydrogen bond: A theoretical study / L. Qingzhong, N. Wang, Y. Zhiwu // J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 2007. - Vol. 847. - P. 68-74.

131. Raschke, T.M. Water structure and interactions with protein surfaces / T. M. Raschke // Curr. Opin. Struct. Biol. 2006. - Vol. 16. - P. 152-159.

132. Reimers, J.R. The solvation of acetonitrile / J.R. Reimers, L.E. Hall // J. Am. Chem. Soc. 1999. - Vol. 121. - P. 3730-3744.

133. Rosado, M.T.S. Vibrational spectra (FT-IR, Raman and MI-IR) of a- and ß-alanine / M.T.S. Rosado, M.L.R.S. Duarte, R. Fausto // J. Mol. Struct. 1997. -Vol. 410.-P. 343-348.

134. Simulation studies of the protein-water interface. II. Properties at the mesoscopic resolution / T. Rudas, C. Schröder, S. Boresch, O. Steinhauser // J. Chem. Phys. 2006. - Vol. 124. - P. 234908.

135. Rupley, J.A. Protein hydration and function / J.A. Rupley, G. Careri // Adv. Protein Chem. 1991. - Vol. 41. - P. 37-172.

136. Russo, D. The impact of kosmotropes and chaotropes on bulk and hydration shell water dynamics in a model peptide solution / D. Russo // Chem. Phys. -2008. Vol. 345. - P. 200-211.

137. Sasaki, T. Active conformation of a-chymotrypsin in organic solvents as studied by circular dichroism / T. Sasaki, M. Kobayashi, H. Kise // Biotechnology Techniques. 1997.-Vol. 11.-P. 387-390.

138. Schmitke, J.L. Organic solvent binding to crystalline subtilisin in mostly aqueous media and in the neat solvents / J.L. Schmitke, L.J. Stern, A.M. Klibanov // Biochem. Biophis. Res. Comm. 1998. - Vol. 248. - P. 273-277.

139. Schmitke, J.L. The crystal structure of subtilisin Carlsberg in anhydrous dioxane and its comparison with those in water and acetonitrile / J.L. Schmitke, L.J. Stern, A.M. Klibanov // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. -Vol. 94.-P. 4250-4255.

140. Simulation studies of the protein-water interface. I. Properties at the molecular resolution / C. Schroder, T. Rudas, S. Boresch, O. Steinhauser // J. Chem. Phys. 2006. - Vol. 124. - P. 234907(1)-(18 ).

141. Shimizu, S. Preferential hydration and the exclusion of cosolvents from protein surfaces / S. Shimizu, D.J. Smith // J. Chem. Phys. 2004. - Vol. 121. - P. 1148-1154.

142. Discovering high-affinity ligands for proteins: SAR by NMR / S.B. Shuker, P.J. Hajduk, R.P. Meadows, S.W. Fesik // Science. 1996. - Vol. 274. - P. 1531-1534.

143. Singer, S.J. The properties of proteins in nonaqueous solvents / S.J. Singer // Adv. Prot. Chem. 1962. -V. 17. - P. 1-68.

144. Interaction enthalpies of solid bovine pancreatic a-chymotrypsin with organic solvents: comparison with FTIR- spectroscopic data / V.A. Sirotkin, A.N. Zinatullin, B.N. Solomonov et al. // Thermochimica Acta. 2002. - Vol. 382. -P. 151-160.

145. Sirotkin, V.A. Effect of dioxane on the structure and hydration-dehydration of a-chymotrypsin as measured by FTIR spectroscopy / V.A. Sirotkin // Biochim. Biophys. Acta. 2005. - Vol. 1750. - P. 17- 29.

146. Sousa, C.F. General performance of density functional / C.F. Sousa, P.A. Fernandes, M.J. Ramos // J. Phys. Chem. A. 2007. - Vol. 111. - P. 1043910452.

147. Steiner, T. The hydrogen bond in the solid state / T. Steiner // Angew. Chem. Int. Ed. 2002. - Vol. 41. - P. 48-76.

148. Steiner, T. The ordered water cluster in vitamine B12 coenzyme at 15 K is stabilised by C-H'"0 hydrogen bonds. / T. Steiner, W. Saenger II Acta Cryst. -1993.-Vol. 49. -P.592-593.

149. Stewart, J.J.P. Optimization of parameters for semiempirical methods II. Applications / J.J.P. Stewart // J. Comput. Chem. 1989. - Vol. 10. - P. 221264.

150. Structure of the coat protein-binding domain of the scaffolding protein from a double-stranded DNA virus / Y. Sun, M.H. Parker, P. Weigele et al. // J. Mol. Biol. 2000. - Vol. 297. - P. 1195-1202.

151. Protein hydration in solution: experimental observation by X-ray and neutron scattering / D.I. Svergun, S.M. Richard, H.J. Koch et al. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1998. - Vol. 95. - P. 2267-2272.

152. Szent-Gyorgyi, A. In Cell-associated water; Drost-Hansen W, Clegg J. S., Eds.; Academic Press: New York, 1979.

153. Liquid structure of acetonitrile water mixetures by X-ray diffraction and infrared spectroscopy / T. Takamuku, M. Tabata, A. Yamaguchi et al. // J.Phys.Chem.B. - 1998. - Vol. 102. - P. 8880-8888.

154. Structure and dynamics of 1,4-dioxane water binary solutions studied by X-ray diffraction, mass spectrometry, and NMR relaxation / T. Takamuku, A. Yamaguchi, M. Tabata et al. II J. Mol Liq. - 1999. - Vol. 83. -P. 163-177.

155. Molecular dynamics simulations of small glycine-(H20)n (n = 2-7) clusters on semiempirical PM6 potential energy surfaces / T. Takayanagi, T. Yoshikawa, A. Kakizaki et al. II J. Mol Struct.: THEOCHEM. 2008. - Vol. 869. - P. 2936.

156. Tomiuchi, Y. Fluorescence spectroscopic study of a-chymotrypsin as relevant to catalytic activity in aqueous-organic media. / Y. Tomiuchi, T. Kijima, H. Kise // Bull. Chem. Soc. Jap. 1993. - Vol. 66. - P. 1176-1181.

157. Turner, D.R., Infrared and vibrational CD spectra of partially solvated -helices: DFT-based simulations with explicit solvent / D.R. Turner, J. Kubelka II J. Phys. Chem. B. 2007. - Vol. 111.-P. 1834-1845.

158. CHARMM general force field: A force field for drug-like molecules compatible with the CHARMM all-atom additive biological force fields / K. Vanommeslaeghe, E. Hatcher, C. Acharya et al. // J. Comp. Chem. 2010. -Vol. 31. -P. 671-690.

159. Venyaminov, S.Yu. Quantitative IR spectrophotometry of peptide compounds in water (H20) solutions. I. Spectral parameters of amino acid residue absorption bands / S.Yu. Venyaminov, N.N. Kalnin // Biopolymers. 1990. -Vol. 30.-P. 1243-1257.

160. Wakisaka, A. Preferential solvation controlled by clustering conditions of acetonitrile-water mixtures / A. Wakisaka, S. Takahashi, N. Nishi // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995. - Vol. 91. - P. 4063-4069.

161. Wan, L.-S. Diffusion and structure of water in polymers containing N-vinyl-2-pyrrolidone / L.-S. Wan, X.-J. Huang, Zh.-K. Xu // J. Phys. Chem. B. 2007. -Vol. 111.-P. 922-928.

162. Wieczorek, R. Amide I vibrational frequencies of a-helical peptides based upon ONIOM and density functional theory (DFT) studies / R. Wieczorek, J.J. Dannenberg // J. Phys. Chem. B. 2008. - Vol. 112. - P. 1320-1328.

163. Wieczorek, R. Comparison of fully optimized a- and 3i0-helices with extended {3-strands. An ONIOM density functional theory study / R. Wieczorek, J.J. Dannenberg // J. Am. Chem. Soc. 2004. - Vol. 126. - P. 14198-14205.

164. Wieczorek, R. H-bonding cooperativity and energetics of a-helix formation of five 17-amino acid peptides / R. Wieczorek, J.J. Dannenberg // J. Am. Chem. Soc. — 2003.- Vol. 125.-P. 8124-8129.

165. Wu, Y.G. A local solvent structure study on 1,4-dioxane-water binary mixtures by total isotropic Rayleigh light scattering method / Y.G. Wu, M. Tabata, T. Takamuku // J. Mol. Liq. 2001. - Vol. 94. - P. 273-282.

166. Wyttenbach, T. Hydration of biomolecules / T. Wyttenbach, M.T. Bowers // Chem. Phys. Lett. 2009. - Vol. 480. - P. 1-16.

167. Wyttenbach, T. Hydration of small peptides / T. Wyttenbach, D.F.Liu, M.T. Bowers Hint. J. Mass Spectrom. 2005. - Vol. 240. - P. 221-232.

168. Xu, K. Correlation between catalytic activity and secondary structure of subtilisin dissolved in organic solvents / K. Xu, K. Griebenow, A.M. Klibanov II Biotech. Bioeng. 1997. - Vol. 56. - P.485-491.

169. Yang, F. Role of hydration in enzyme activity and stability: 1. Alcohol dehydrogenase activity and stability in a continuous gas phase reactor / F. Yang, A.J. Russell // Biotechnol. Bioeng. 1996. - Vol. 49. - P. 709-716.

170. Yang, L. Hydration of enzyme in nonaqueous media is consistent with solvent dependence of its activity / L.Yang, J.S. Dordick, S. Garde // Biophys. J. — 2004.-Vol. 87.-P. 812-821.

171. Yennawar, H.P. A Structural Explanation for Enzyme Memory in Nonaqueous Solvents / H.P. Yennawar, N.H. Yennawar, G.K. Farber // J. Am. Chem. Soc. -1995.-Vol. 117.-P. 577-585.

172. Yennawar, H.P. X-ray crystal structure of y-chymotrypsin in hexane / H.P. Yennawar, N.H. Yennawar, G.K. Farber // Biochemistry. 1994. - Vol. 33. -P. 7326-7336.

173. Zaks, A. Enzymatic catalysis in non-aqueous solvents / A. Zaks, A.M. Klibanov II J. Biol. Chem. 1988. - Vol. 263. - P. 3194-3201.

174. Zhang, H. Density functional theory study of the hydrogen-bonding interaction of 1:1 complexes of alanine with water / H. Zhang, Zh. Zhou, Y. Shi // J. Phys. Chem. A. 2004. - Vol. 108. - P. 6735-6743.

175. Zhang, Y. DFT studies on the role of glutamate residue in the tyrosine nitration / Y. Zhang, K. Huang // J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 2008. - Vol. 864.-P. 48-55.

176. Zhao, Y. Density functional for noneovalent interaction energies of biological importance / Y. Zhao, D.G. Truhlar // J. Chem. Theory Comput. — 2007. — Vol. 3.-P. 289-300.

177. Crystal structure of alpha-momorcharin in 80% acetonitrile-water mixture / G. Zhu, Q. Huang, M. Qian, et al. II Biochim. Biophys. Acta. 2001. - Vol. 1548. -P. 152-158.

178. X-ray studies on two forms of bovine y-trypsin crystals in neat cyclohexane / G. Zhu, Q. Huang, Z. Wang et al. II Biochim. Biophys. Acta. 1998. - Vol. 1429.-P. 142-150.

179. Protein- and homo poly(amino acid)-based hydrogels with super-swelling properties / M. J. Zohuriaan-Mehr, A. Pourjavadi, H. Salimi, M. Kurdtabar // Polym. Adv. Technol. 2009. - Vol. 20. - P. 655-671.