Пространственное строение олигопептидов в растворе и в комплексе с моделью поверхности биологической мембраны по данным методов спектроскопии ЯМР тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Блохин, Дмитрий Сергеевич

• Блохин, Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Блохин, Дмитрий Сергеевич

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1 Методы ЯМР спектроскопии высокого разрешения

1.1 Введение

1.2 Физические основы ЯМР спектроскопии

1.2.1 Квантовомеханическая модель изолированного протона

1.2.2 Характеристики спектров магнитного резонанса

1.3 Импульсная ЯМР-спектроскопия

1.4 Одно- и двумерные ЯМР импульсные последовательности

1.4.1 Селективный перенос заселенности

1.4.2 ТОС8У

1.4.3 ШОС

1.4.4 НМВС

1.4.5 МЭЕ8У

1.5 Остаточное диполь-дипольное взаимодействие

1.6 Определение межпротонных расстояний с помощью 2М ЫОЕБУ

1.7 Методы молекулярной динамики при расчете структур молекул

2 Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Модельные олигопептиды

2.1.2 Пептид РАР248-286, усиливающий инфекционную активность вируса ВИЧ

2.1.3 Додецилсульфат натрия (ДСН)

2.2 Методы исследования

3 Мицеллы на основе додецилсульфата натрия, в качестве модели поверхности биологической мембраны

3.1 Контроль образования мицеллярных систем на основе додецилсульфата натрия в растворе методом ЯМР 'Н спектроскопии

3.2 Контроль образования мицеллярных систем на основе додецилсульфата натрия в растворе методом двумерной ЯМР МЭЕБУ спектроскопии

4 Пространственная структура олигопептидов

4.1 Пространственное строение тетрапептида nAc-Ser-Phe-Val-Gly-OMe в комплексе с мицеллами ДСН

4.2 Определение пространственной структуры декапептида VIKKSTALLG

4.2.1 Пространственное строение декапептида в растворе, определенное анализом величин остаточного диполь-дипольного взаимодействия

4.2.2 Пространственное строение декапептида в комплексе «протеин -мицелла додецилсульфата натрия»

5 Изучение пространственной структуры фрагментов пептида РАР248-286

5.1 Начальный фрагмент РАР248-286 - РАР248-261

5.1.1 Пространственное строение пептида в водном растворе

5.1.2 Пространственное строение пептида в комплексе пептид - модель биологической мембраны на основе додецилсульфата натрия

5.2 Олигопептид РАР266-272

5.2.1 Пространственное строение в растворе

5.2.2 Пространственное строение в комплексе с мицеллами ДСН

5.3 Олигопептид РАР262-270

5.3.1 Пространственное строение пептида в комплексе с моделью заряженной поверхности мембраны

5.4 Концевой фрагмент пептида РАР248-286 - РАР274-284

5.4.1 Пространственное строение олигопептида в растворе

5.4.2 Пространственное строение олигопептида в комплексе с моделью поверхности заряженной биологической мебраны

Основные результаты и выводы

Публикации автора по теме диссертации

Список литературы

Приложение

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВИЧ - вирус иммунодефицита человека

СПИД - синдром приобретенного иммунного дефицита

PAP (prostatic acid phosphatase) — простатическая кислая фосфатаза

ЯМР - ядерный магнитный резонанс

РЧ поле - радиочастотное поле

TOCSY (TOtal Correlation SpectroscopY) - полная корреляционная спектроскопия

HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence Spectroscopy) -гетероядерный корреляционный метод, основанный на одноквантовых переходах

НМВС (Heteronuclear Multiple Bond Correlation) - гетероядерный корреляционный метод, основанный на мультиквантовых переходах

NOESY (Nuclear Overhauser Effect SpectroscopY) - спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера

SPI (Selective Population Inversion) — селективная инверсия населенности

МД моделирование - молекулярно-динамическое моделирование

ДСН - додецилсульфат натрия

ДСС - 4,4-диметил-4-силапентан-1-сульфокислота

м.д. - миллионная доля

ККМ - критическая концентрация мицеллообразования КССВ - константа спин-спинового взаимодействия

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пространственное строение олигопептидов в растворе и в комплексе с моделью поверхности биологической мембраны по данным методов спектроскопии ЯМР»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Важнейшей задачей химической и биологической физики является установление пространственного строения органических и биоорганических соединений. Известно, что биологическая активность протеинов связана с их пространственным строением. При исследовании особенностей пространственной структуры и функций протеинов в ряде случаев оказывается полезным использовать их короткие фрагменты - олигопептиды до 1,5 kDa). Изучение конформаций олигопептидов также важно, так как они являются структурными блоками полипептидов, и знание их строения может быть использовано для предсказания конфигурации цепей протеинов. Поскольку большая часть биохимических процессов протекает на поверхности мембраны клетки, то описание пространственного строения комплекса олигопептид -поверхность мембраны, равно как и строения олигопептида в комплексе, позволяет достигнуть фундаментального понимания механизмов протекающих на поверхности клеток биохимических процессов.

Одним из наиболее эффективных методов изучения структуры биологических макромолекул в растворе является спектроскопия ЯМР высокого разрешения. Традиционно, исследования пространственного строения биоорганических соединений в растворах основаны на использовании данных одномерной ЯМР ('Н,13С) спектроскопии, включая анализ величин остаточного диполь-дипольного взаимодействия, так и на использовании современных подходов в ЯМР, таких как двумерная гомоядерная (COSY, TOCSY и др.) и гетероядерная корреляционная ('Н-13С HSQC, !H-15N HSQC, !Н-13С НМВС и др.) спектроскопия, позволяющие регистрировать ЯМР параметры. Двумерная ЯМР NOESY спектроскопия (спектроскопия ядерного эффекта Оверхаузера), которая позволяет определять межпротонные расстояния между магнитными ядрами, отстоящими друг от друга на расстоянии до 5 А, ограниченно применима к молекулам, удовлетворяющим условию быстрого движения (со0-тс« 1, где со0 ~ частота ларморовой прецессии, тс - время корреляции молекулярного движения),

(например, олигопептиды) и удобна при изучении молекул и молекулярных образований, подпадающих под условие медленного движения (со0-тс » 1).

При связывании молекул малой молекулярной массы с мицеллами на основе поверхностно-активного вещества образуется комплекс, молекулярная масса которого значительно превосходит массу несвязанной молекулы и исследуемое низкомолекулярное соединение переходит из разряда малых молекул (условие быстрого движения) в разряд молекул, подпадающих под условие медленного движения.

В качестве объектов исследования были выбраны олигопептиды: тетрапептид 8РУХ} (содержит ароматическую, алифатические и полярные группы), декапептид У1КК8ТА1ХО (относится к классу водорастворимых олигопептидов, обладающих фармакологическим (противовоспалительным) действием),а также фрагменты ВИЧ усиливающего пептида РАР248-286: начальный фрагмент - РАР248-261(ОШКС>КЕК8КЬСЮО); два центральных участка - РАР266-272(Е1ЬЫНМК) и РАР262-270(УЬУЫЕ11ЛЧН); концевой фрагмент-РАР274-284(АТ01Р8УКК1ЛМУ) (рисунок 1).

В работе были исследованы мицеллы на основе додецилсульфата натрия, которые использовались как модель заряженной поверхности биологической мембраны.

РАР248-286

РАР248-26

«РАР262-270

в! НК<5КЕК811ЬдОС УЬУМЕ1ЬМН,МКЯ АТ(21Р8УККЫМ У

, |-<РАР274-284>~| ГРАР266-2721

Рисунок 1. Аминокислотная последовательность пептида РАР248-286 и его фрагментов в общепринятых буквенных кодах соответствующих номенклатуре

ШРАСЛиВМВ.

Целью настоящей работы являлось установление пространственного строения олигопептидов в растворе и комплексе с моделью поверхности биологической мембраны. Для достижения этой цели было необходимо выполнение следующих задач:

- разработка подхода для мониторинга формирования мицеллярных систем на основе додецилсульфата натрия (ДСН) в растворе;

- повышение эффективности метода двумерной спектроскопии ЯМР NOESY к исследованию пространственного строения молекул, подпадающих под условие быстрого движения;

- определение геометрических параметров исследуемых олигопептидов (координат атомов) в растворе и в комплексе «пептид-модель поверхности мембраны».

Методы исследования. При решении поставленных задач были

использованы методы ЯМР спектроскопии высокого разрешения: одно- и

двумерные гомо- и гетероядерные корреляционные ЯМР эксперименты (TOCSY,

NOESY, HSQC и др.). Регистрацию 1D и 2D (1Н-1Н, !Н-13С) спектров ЯМР

проводили на ЯМР спектрометре AVANCE II-500 (Bruker) (500 МГц (1Н), 125,76 1

МГц ( С)) при температуре 293 К. Расчет пространственных молекулярных структур методом молекулярной динамики с помощью современных развивающихся программ DYNAMO [1] и XPLOR-NIH [2].

На защиту выносятся положения, сформулированные в выводах. Научная новизна:

1 Разработан подход для контроля состояния (мономерная или мицеллярная форма) поверхносто-активных веществ - додецилсульфата натрия (ДСН) - в растворе с помощью двумерной 'Н-'Н NOESY ЯМР спектроскопии.

2 Предложен метод описания пространственной структуры олигопептидов на основе определения межъядерных расстояний (метод двумерной 'Н^Н NOESY ЯМР спектроскопии) путем перевода

исследуемого низкомолекулярного соединения из разряда малых молекул (условие быстрого движения) в разряд молекул, подпадающих под условие медленного движения за счёт образования комплекса олигопептидов с мицеллами поверхностно-активного вещества (ДСН).

3 Впервые определено пространственное строение тетрапептида БРУО (только в комплексе), декапептида У1КК8ТА1ХО и фрагментов пептида РАР248-286 в растворе и в комплексе с моделью заряженной поверхности биологической мембраны: РАР248-261, РАР266-272, РАР262-270 (только в комплексе), РАР274-284. Получены координаты атомов в формате рёЬ файла.

4 Впервые установлено наличие вторичной структуры в олигопептидах РАР262-270 и РАР274-284 в комплексе с мицеллами ДСН.

5 На основании данных двумерной 'Н^Н Ж)Е8У ЯМР спектроскопии предложены и описаны модели комплексов «исследуемые пептиды-поверхность биологической мембраны».

Обоснованность и достоверность результатов подтверждается: согласием с другими исследованиями, проводимыми в этом направлении с помощью других подходов в спектроскопии ЯМР (как пример, подход, основанный на использовании парамагнитных агентов в экспериментах ЯМР); использованием современного ЯМР оборудования и программного обеспечения; методик, адекватных задачам исследования.

Научная и практическая ценность:

1. Предложенный подход для контроля состояния (мономерная или мицеллярная форма) додецилсульфата натрия (ДСН) в растворе с помощью двумерной 'Н^Н Ж)Е8У ЯМР спектроскопии может быть использован при исследовании процессов мицеллообразования на основе подобных поверхностно-активных веществ.

2. Разработанный и экспериментально обоснованный подход к описанию пространственной структуры олигопептидов на основе определения межъядерных расстояний ^Н^Н ЫОЕ8У ЯМР спектроскопия) путем перевода исследуемого низкомолекулярного соединения из разряда малых молекул (условие быстрого движения) в разряд молекул, подпадающих под условие медленного движения, может быть применен при

исследовании подобных биоорганических соединений.

1 1-2

3. Установленные спектральные параметры ЯМР ( Н, С) и измеренные межпротонные расстояния в изученных соединениях могут быть использованы в качестве справочного материала. Координаты атомов (в рсПэ формате), входящих в состав изученных пептидов могут использоваться при сравнении с координатами атомов аналогичных аминокислотных последовательностей (в частном случае фрагментов цепей полипептидов).

4. Предложены модели образования комплекса фрагментов пептида РАР248-286 - модель поверхности биологической мембраны. Данная информация крайне полезна в поиске лекарственных препаратов снижающих вероятность заражения ВИЧ, за счет препятствования комплексообразования вируса ВИЧ и пептида РАР248-286.

Личный вклад автора.

Участие при постановке целей и задач исследования. Проведение ЯМР экспериментов и написание статей по теме исследования. Автору принадлежат результаты интерпретации спектров ЯМР (информация о геометрии исследованных соединений) и результаты компьютерного моделирования молекулярных структур.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях: III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии "МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА" (г. Москва, 2010); Магнитный резонанс в химической и биологической физике (г. Новосибирск, 2010); Итоговая

конференция Казанского (Приволжского) Федерального Университета (г. Казань, 2010); V Всероссийская конференция "Новые достижения ЯМР в структурных исследованиях" (г. Казань, 2011); Международная молодежная научная школа «Актуальные проблемы магнитного резонанса и его приложений» (г. Казань, 2012); II международный симпозиум КФУ - РИКЕН, посвященный междисциплинарным исследованиям (г. Казань, 2012); Международный симпозиум «Биохимия - основа наук о жизни» (г. Казань, 2013); конкурс на соискание именных стипендий мэра г. Казани (г. Казань, 2013); «XX Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых» (г. Ижевск, 2014).

Диссертационная работа выполнена в лаборатории ЯМР Института Физики Казанского (Приволжского) Федерального Университета. Работа на отдельных этапах поддерживалась грантами РФФИ (09-03-00077а), Министерства образования и науки РТ (13-03-97041), Министерства образования и науки РФ (К(П)ФУ, 2.2792.2011), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (02.740.11.0702).

Изученные в работе соединения синтезированы в лаборатории пептидного синтеза, отделения химии поверхностных явлений, технического университета Лулео под руководством доктора физико-математических наук Филиппова A.B. (Luleä University of Technology, Luleä, SE-91187, Sweden).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, из них 9 статей в рецензируемых изданиях, 8 — тезисы докладов.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 149 (включая 2 страницы приложения) страницах машинописного текста и содержит 68 рисунков, 24 таблицы; включает введение, пять глав, основные результаты и выводы, публикации автора по теме диссертации, список литературы из 130 наименования.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель, приведены методы и объекты исследования, научная

новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.

В первой главе приведено описание методов ЯМР спектроскопии, которые были использованы при выполнении диссертационной работы. Описаны подходы для определения величин остаточного диполь-дипольного взаимодействия и межъядерных расстояний на основе 2М ЯМР спектроскопии. Также представлены основы метода молекулярной динамики при расчете пространственных структур молекул.

Вторая глава содержит в себе описание исследуемых в работе объектов (олигопептиды: тетрапептид 8БУО и декапептид У1КК8ТАЬЬО; фрагменты РАР248-286: РАР248-261 (ОШКОКЕКЗКЬдОО), РАР266-272 (Е1ЬМНМК), РАР262-270 (УЬУМПЬТЧН), РАР274-284 (АТд1Р8УККЫМУ); додецилсульфат натрия) и экспериментальных параметров проведенных ЯМР экспериментов.

В третьей главе описывается исследование мицелл на основе додецилсульфата натрия: образование мицелл и контроль мицеллообразования с помощью 1М и 2М ЯМР спектроскопии. Также предложена возможность использования мицелл ДСН в качестве модели заряженной поверхности биологической мембраны.

Четвертая глава посвящена определению пространственного строения тетрапептида 8БУО в комплексе с мицеллами додецилсульфата натрия, пространственной структуры декапептида У1КК8ТАЬЬО в растворе на основе анализа величин констант остаточного диполь-дипольного взаимодействия и в комплексе с мицеллами додецилсульфата натрия.

Пятая глава посвящена изучению конформации фрагментов пептида РАР248-286. Глава состоит из четырех частей, в которых рассмотрено пространственное строение в растворе и комплексе «пептид-модель заряженной поверхности биологической мембраны» для каждого фрагмента (РАР248-261, РАР266-272, РАР262-270, РАР274-284). На основе полученных структурных данных были определены активные центры пептида РАР248-286, которые участвуют в связывании вириона вируса ВИЧ с вагинальной стенкой.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю доктору химических наук, профессору Клочкову Владимиру Васильевичу за постановку задачи, руководство и постоянную поддержку, оказываемую при проведении работы. Также автор выражает глубокую благодарность доктору физико-математических наук Филиппову Андрею Васильевичу, за предоставленные соединения. Автор благодарит кандидата физико-математических наук, доцента Юльметова Айдара Рафаиловича за помощь при постановке экспериментов. Спасибо всем сотрудникам лаборатории ЯМР К(П)ФУ за поддержку и сотрудничество.

1 Методы ЯМР спектроскопии высокого разрешения

1.1 Введение

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) был открыт в 1945 году двумя группами учёных под руководством Феликса Блоха и Эдварда Парселла [3].

В настоящее время ЯМР спектроскопия является одной из активно развивающихся отраслей спектроскопических исследований. ЯМР возможен, благодаря магнитным свойствам атомов вещества. Эксперименты проводятся при помещении образца в постоянное магнитное поле и облучении его радиочастотным полем. Нами наблюдается спектральная линия от поглощения энергии радиочастотного поля веществом. В дальнейшем, исследуя полученную спектральную линию, мы можем почерпнуть необходимые данные об исследуемом образце. Такие как структура вещества, силы взаимодействия между ядрами (константа спин-спинового взаимодействия), коэффициент самодиффузии и многое другое. В результате в настоящее время ни одно комплексное исследование свойств вещества не может обойтись без использования метода ядерного магнитного резонанса. ЯМР широко вошел в практику научных исследований, изучения и контроля различных процессов и свойств материалов в промышленности, в практической медицине, физике, химии и других областях науки и техники. Так новая отрасль Молекулярная медицина, исследующая молекулярные механизмы в организме и пытающаяся воспроизвести их искусственно, главным образом основана на методе ЯМР. Также метод ЯМР применяется в МР томографии, которая позволяет сделать обследование человека с минимальным риском для его здоровья. Более подробную информацию о приложениях спектроскопии ЯМР и её принципах можно найти в работах [3-11].

В этой главе приведены основы спектроскопии ЯМР, описание основных импульсных последовательностей, использованных при решении задач диссертационной работы, примеры расчета ограничений для расчета структур молекул.

1.2 Физические основы ЯМР спектроскопии

Физические основы спектроскопии ядерного магнитного резонанса определяются магнитными свойствами атомных ядер. Взаимодействие магнитного момента ядра с внешним магнитным полем В0 приводит к диаграмме ядерных энергетических уровней. Магнитная энергия ядра может принимать лишь некоторые дискретные значения Е, - так называемые собственные

значения, которым соответствуют собственные состояния — те состояния, в которых может находиться элементарная частица. С помощью высокочастотного генератора можно вызвать переходы между собственными состояниями (на диаграмме энергетических уровней) и в результате записать спектральную линию (резонансный сигнал). К сожалению, не все вещества могут быть исследованы путем ЯМР спектроскопии, так как для получения спектра нам необходимы атомы с ненулевыми ядерными магнитными моментами.

Для описания спектров вводятся такие понятия как химический сдвиг, интегрирование, спин-спиновое взаимодействие, константа спин-спинового взаимодействия, мультиплетность.

1.2.1 Квантовомеханическая модель изолированного протона

Для объяснения сути явления ЯМР необходимо понять условия возникновения ядерного магнитного резонанса. Из курса ядерной физики известно, что некоторые ядра, а так же протон обладают угловым моментом Р, а он обуславливает появление у этого ядра магнитного момента ц. Обе эти величины связаны соотношением :

Ц=УР, (1)

здесь у- гиромагнитное отношение, которое характеризует данное ядро.

В соответствии с квантовой теорией угловой момент и ядерный магнитный момент квантованы. Разрешенные или собственные значения максимальной

проекции углового момента на ось ъ произвольно выбранной системы декартовых координат определяются соотношением:

Р2=Иот,. (2)

где от, - магнитное квантовое число, характеризующее стационарное состояние ядра. Оно может принимать значения от -I до I через единицу. Полное число возможных энергетических уровней, таким образом, равно 21+1.

Спиновое квантовое число протона равно 1/2. Для максимальной проекции углового момента имеется два значения Р2=±Ш. Значит, протон может находиться в двух спиновых состояниях, которые характеризуются магнитными квантовыми числами от,= 1/2 и от, =-1/2. Величина проекции магнитного момента на ось ъ определяется формулой:

|х 2 =уЬ от,.=± уЬ/2 (3)

Таким образом, протон можно представить как магнитный диполь, г-компонента которого параллельно или антипараллельно ориентирована относительно направления внешнего магнитного поля В0.

Для обозначения энергетических уровней протона вводятся собственные функции аир протона, соответствующие состояниям от,=1/2 и от,. =-1/2. Эти состояния ядра со спином 1/2 имеют одинаковую энергию, т.е. они вырождены (рисунок 1.1 а). При наложении однородного магнитного поля В0 это вырождение снимается, так как ядерный магнитный момент ц, взаимодействует с полем. Разность энергий этих двух спиновых состояний:

ДЕ=2 )12Вй (4)

Поскольку энергия магнитного диполя в поле В0 равна ц 2 В0 или -\х 2 В0 в зависимости от его ориентации, происходит расщепление уровней состояния (рисунок 1.1 б). Протон преимущественно будет занимать состояние, описываемое волновой функцией Р, поскольку энергия этого состояния ниже. Чтобы вызвать переход в состояние с более высокой энергией, необходимо, в соответствии с Боровским условием частот ДЕ=1ту, сообщить протону квант энергии (рисунок 1.1 в):

Ьу0=2Ц2 В0=уЬ В0 (5)

или излучение с частотой:

V 0 =(у/2 л) В0 или со 0 =у В0 (6)

Уравнение у0= (у/2л) В0 - называется условием резонанса. Спектральная линия ядерного магнитного резонанса соответствует переходу из состояния (3 в а (рисунок 1.1), а V 0 (ларморова частота) в соответствии с уравнением (6) изменяется в зависимости от величины поля В0, использованного в эксперименте.

т1 = +1/2 (а)

ЛЕ

а)

В О

В, = 0

б)

т, = -1/2 ф)

ВвфО В, = 0

к%>ц/=АЕ

в)

Во Ф О В,фО

*'<> V, Гц ЯМР сигнал

Рисунок 1.1. Расщепление энергетических уровней протона в магнитном

поле.

1.2.2 Характеристики спектров магнитного резонанса

Если провести запись частот поглощения исследуемой системы, то получиться спектр, для описания которого необходимо ввести такие понятие как химический сдвиг, спин-спиновое взаимодействие. Оперируя этими определениями можно работать со спектрами разных веществ, сравнивать их и извлекать необходимую информацию о структуре объекта.

Химический сдвиг.

Химический сдвиг вызван различным химическим окружением протонов в молекуле. Значение резонансной частоты конкретного ядра зависит от молекулярной структуры. При наложении магнитного поля В0 в соответствии с

законом Ленца возникает магнитный момент, направленный противоположно полю.

Таким образом возникает эффект экранирования - локальное поле на ядре оказывается меньше приложенного на величину сВ0, где с-константа экранирования для данного протона:

Вяок=В0-{1-а) (7)

Константа экранирования зависит прямо пропорционально от электронной плотности на 1Б-орбитали атома водорода, а о50 является величиной вторичного поля, индуцированного у протона.

Для удобства работы со спектрами положение резонансного сигнала не абсолютной частотой, относительно сигнала эталонного соединения (стандарта). Обычно для протонного ЯМР в качестве стандарта используют тетраметилсилан (ТМС). Единица измерения химического сдвига миллионная доля (м.д.).

Спин-спиновое взаимодействие

Спин-спиновое взаимодействие (ССВ) возникает за счет магнитного взаимодействия между отдельными протонами, которое передается через электроны химических связей, непосредственно соединяющих эти протоны, а не через пространство.

1.3 Импульсная ЯМР-спектроскопия

Явление ядерного магнитного резонанса основано на взаимодействии магнитных моментов ядер, помещенных в однородное магнитное поле, с переменным радиочастотным полем [12, 13]. Когда квант радиочастотного (РЧ) поля в точности соответствует расщеплению энергетических уровней ядра в магнитном поле, наступает резонансное поглощение энергии. Величина расщепления и соответственно частота колебаний РЧ поля в условии резонанса напрямую зависят от локального магнитного поля на ядре, которое, в свою очередь, определяется внешним магнитным полем и полем электронного окружения. Таким образом, с помощью ЯМР можно исследовать распределение электронной плотности в молекуле, что непосредственно связано с её структурой и свойствами, кроме того, ЯМР чувствителен к некоторым типам взаимодействий на уровне атомов и молекул, а также к процессам, происходящим с молекулами вещества [14].

Развитие ядерного магнитного резонанса начиналось с непрерывного изменения частоты или поля внешнего поля Вь частотная или полевая развертка соответственно. Но эти опыты были долгими и рутинными. Позже был развит метод импульсной ЯМР-спектроскопии. Первыми эксперименты с использованием импульсов переменного магнитного поля стали ставить Торри и Хан. Торри изучал затухающие сигналы ЯМР во время действия импульсов, а Хан в промежутках между действиями импульсов.

В импульсной спектроскопии используются сильные поля Bi в течение коротких промежутков времени. Различают четыре основных типа импульсов: О, 90, 180, 270°-ные импульсы. В результате возникает переменное напряжение, экспоненциально затухающее до нуля. В данном случае сигнал приемника называется спадом свободной индукции [14].

Данный метод дает такой же спектр, как и при спектроскопии непрерывной развертки, но при этом мы получаем график функции амплитуды зависящей от времени (рисунок 1.2).

катушке^, от времени.

Активное развитие импульсной ЯМР-спектроскопии пошло после развития Фурье-преобразований и с внедрением Фурье-техники [15]. С помощью Фурье-преобразований

+СС

Р(у)= I /(Оехр(Плу()Ж

—со

мы можем представить полученный приемником спад свободной индукции в виде более удобного представления спектра, в частотной развертке.

Основным достоинством импульсной спектроскопии стало то, что эксперимент выполняется значительно быстрее, и для уменьшения шума на спектре мы можем производить накапливание спадов свободной индукции, суммировать их и потом уже обрабатывать с помощью Фурье-преобразований. Поэтому сейчас ЯМР-спектроскопия развивается на импульсной технике. В данной работе также была использована импульсная ЯМР-спектроскопия.

1.4 Одно- и двумерные ЯМР импульсные последовательности

Спектроскопия ЯМР - хороший аналитический метод для решения химических задач: ЯМР имеет высокое разрешение, и его параметры связаны с химическим представлением об электронной структуре и топологии молекул вполне понятным путем [3]. Но основной ее недостаток - это невысокая чувствительность, которая затрудняет установление структуры. Проблема чувствительности решается различными способами. В-первую очередь, технически: усиление поля магнитов, с помощью чего увеличивается расщепление энергетических уровней. Но возможности техники ограниченны, а использование мощных магнитов очень накладно экономически. Поэтому второй способ улучшения чувствительности, при снятии спектра, это методический -разработка различных методов, импульсных последовательностей. В данной работе использовались только некоторые методы, упрощающие процесс соотнесения сигналов спектров 'Н и 13С, такие как одномерный селективный ТОС8У, двумерные гетероядерные спектры Н8С>С и НМВС, двумерные гомоядерные ТОС8У и ИОЕЗУ [16, 17].

1.4.1 Селективный перенос заселенности

Чувствительность спектра зависит в основном от концентрации ядер в образце и от их гиромагнитного отношения у. Самые лучше спектры получаются при снятии с протонов, их содержание велико, по сравнению с большинством других ядер, и гиромагнитное отношение большое. При этом во многих исследуемых образцах содержатся протоны и какие-нибудь другие менее "чувствительные" ядра. Вследствие этого, возможность переноса этого замечательного свойства протонов на другие ядра была бы очень важна. В этой главе мы рассмотрим эксперимент SPI (Selective Population Inversion) [18] и на его примере установим необходимые для такого переноса законы [19-22]. В следующих разделах рассмотрим частные случаи по переносу поляризации HSQC, НМВС, TOCSY.

Для того чтобы понять происходящие процессы в селективном переносе заселенности, подробнее рассмотрим уровни энергии спиновой системы и их заселенности. Мы проанализируем систему АХ, состоящую из протона и ядра 13С, но это может быть и любая другая пара ядер со спином ХА. При помещении этой системы в постоянное магнитное поле наблюдается расщепление на энергетические уровни каждого ядра, также наблюдается спин-спиновое взаимодействие между различными ядрами. Диаграмма энергетических уровней после расщепления и спектры каждого из ядер изображены на рисунке 1.3.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Блохин, Дмитрий Сергеевич, 2014 год

Список литературы

1. Delaglio F., Grzesiek S., Vuister G. W., Zhu G., Pfeifer J., Bax A. NMRPipe: a

multidimensional spectral processing system based on UNIX pipes // J Biomol NMR. - 1995. - Т. 6, № 3. - С. 277-93.

2. Schwieters С. D., Kuszewski J. J., Tjandra N., Clore G. M. The Xplor-NIH NMR

molecular structure determination package // J Magn Reson. - 2003. - Т. 160, № l.-C. 65-73.

3. Спектроскопия ЯМР 1H и 13C в органической химии. / Каратаева Ф. X., Клочков В. В. - Казань: КГУ, 2007.

4. ЯМР-спектроскопия в органиеской химии. / Ионин Б. И., Ершов Б. А., Кольцов А. И. - Л.: Химия, Л/О, 1983. - 269 с.

5. Спектроскопия ЯМР. / Сергеев Н. М. - Москва: МГУ, 1981. - 279 с.

6. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения. / Эмсли Д., Финей Д., Сатклиф А.

- Москва: Мир, 1968. - 630 с.

7. NMR Spectroscopy: An Introduction. / Gunter H. - Chichester, UK: John Wiley &

Sons, 1987.

8. Анализ спектров ЯМР пространственных изомеров. / Самитов Ю. Ю. — Казань: КГУ, 1978. - 100 с.

9. Dynamic NMR spectroscopy. / Sandstrom J. - L.: Acad.Press., 1982.

10. Basic one- and two dimensional NMR spectroscopy. / Friebolin H. - New York:

Wiley-VCH, 1991.-344 c. 11

11. С NMR spectroscopy. Methods and application in organic chemistry. / Breitmaier E., Woelter W. - New York: Verlag Chemie, 1978. - 322 с.

12. Введение в курс спектроскопии ЯМР. / Гюнтер X. - Москва: Мир, 1984.

13. One and Two Dimensional NMR Spectroscopy. / Atta-ur-Rahman - Amsterdam: Elsevier, 1989.

14. The Principles of Nuclear Magnetism. / Abragam A.: Oxford University Press, 1961.

15. Fourier Transform NMR Techniques: A Practical Approach. / Mullen K., Pregosin P. S. - London: Academic Press, 1976.

16. 200 and More NMR Experiments. / Berger S., Braun S. - Weinheim: Wiley-VCH, 2004.-810 c.

17. Fundamentals of Protein NMR Spectroscopy. / Rule G.S. H. T. K.: Springer, 2006.-531 c.

18. Modern NMR Techniques for Chemistry Research. / Derome A. E. - New York: Pergamon Pr, 1987.-295 c.

19. Bax A., Morris G. A. An Improved Method for Heteronuclear Chemical-Shift Correlation by Two-Dimensional Nmr // Journal of Magnetic Resonance. - 1981. -T. 42, № 3. - C. 501-505.

20. Kessler H., Griesinger C., Zarbock J., Loosli H. R. Assignment of Carbonyl Carbons and Sequence-Analysis in Peptides by Heteronuclear Shift Correlation Via Small Coupling-Constants with Broad-Band Decoupling in T1 (Coloc) // Journal of Magnetic Resonance. - 1984. - T. 57, № 2. - C. 331-336.

21. Bax A., Subramanian S. Sensitivity-Enhanced Two-Dimensional Heteronuclear Shift Correlation Nmr-Spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. - 1986. -T. 67, № 3. - C. 565-569.

22. Bax A., Summers M. F. H-l and C-13 Assignments from Sensitivity-Enhanced Detection of Heteronuclear Multiple-Bond Connectivity by 2d Multiple Quantum Nmr // Journal of the American Chemical Society. - 1986. - T. 108, № 8. - C. 2093-2094.

23. Dalvit C., Ko S. Y., Bohlen J. M. Single and multiple-selective excitation combined with pulsed field gradients // Journal of Magnetic Resonance Series B. - 1996.-T. 110, № 2. - C. 124-131.

24. Facke T., Berger S. Application of Pulsed-Field Gradients in an Improved Selective Tocsy Experiment // Journal of Magnetic Resonance Series A. - 1995. -T. 113, № 2. - C. 257-259.

25. Thrippleton M. J., Keeler J. Elimination of zero-quantum interference in two-dimensional NMR spectra // Angewandte Chemie-International Edition. — 2003. -T. 42, № 33. -C. 3938-3941.

26. Understanding NMR Spectroscopy. / Keeler J. - England: John Wiley, 2005. -459 c.

27. Bax A., Davis D. G. Mlev-17-Based Two-Dimensional Homonuclear Magnetization Transfer Spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. — 1985. -T. 65, № 2.-C. 355-360.

28. Hurd R. E. Gradient-Enhanced Spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. -1990. - T. 87, № 2. - C. 422-428.

29. Kover K. E., Uhrin D., Hruby V. J. Guadient- and sensitivity-enhanced TOCSY experiments // Journal of Magnetic Resonance. - 1998. - T. 130, № 2. - C. 162168.

30. Kupce E., Hiller W. Clean adiabatic TOCSYs // Magnetic Resonance in Chemistry. - 2001. - T. 39, № 5. - C. 231-235.

31. Two-Dimensional NMR in Liquids. / Bax A. - Dordrecht: Reidel, 1984.

32. Aue W. P., Bartholdi E., Ernst R. R. 2-Dimensional Spectroscopy - Application to Nuclear Magnetic-Resonance // Journal of Chemical Physics. — 1976. — T. 64, № 5. - C. 2229-2246.

33. Nagayama K., Kumar A., Wuthrich K., Ernst R. R. Experimental-Techniques of Two-Dimensional Correlated Spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. -1980. - T. 40, № 2. - C. 321-334.

34. Van Q. N., Shaka A. J. A pulsed-field-gradient NMR technique without the usual sensitivity loss. Spatial population sculpting // Journal of Magnetic Resonance Series A. - 1996.-T. 119,№2.-C. 295-301.

35. Berger S. NMR techniques employing selective radiofrequency pulses in combination with pulsed field gradients // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. - 1997. - T. 30. - C. 137-156.

36. Parella T., SanchezFerrando F., Virgili A. Improved sensitivity in gradient-based ID and 2D multiplicity-edited HSQC experiments // Journal of Magnetic Resonance. - 1997. - T. 126, № 2. - C. 274-277.

37. Parella T. Pulsed field gradients: a new tool for routine NMR // Magnetic Resonance in Chemistry. - 1998. - T. 36, № 7. - C. 467-495.

38. Mandelshtam V. A., Hu H. T., Shaka A. J. Two-dimensional HSQC NMR spectra obtained using a self-compensating double pulsed field gradient and processed using the filter diagonalization method // Magnetic Resonance in Chemistry. -1998.-T. 36.-C. S17-S28.

39. Araya-Maturana R., Delgado-Castro T., Cardona W., Weiss-Lopez B. E. Use of long-range C-H ((n)J n > 3) heteronuclear multiple bond connectivity in the assignment of the C-13 NMR spectra of complex organic molecules // Current Organic Chemistry. - 2001. - T. 5, № 3. - C. 253-263.

40. Reynolds W. F., Enriquez R. G. Choosing the best pulse sequences, acquisition parameters, postacquisition processing strategies, and probes for natural product structure elucidation by NMR spectroscopy // J Nat Prod. - 2002. - T. 65, № 2. -C. 221-44.

41. Ruizcabello J., Vuister G. W., Moonen C. T. W., Vangelderen P., Cohen J. S., Van Zijl P. C. M. Gradient-Enhanced Heteronuclear Correlation Spectroscopy -Theory and Experimental Aspects // Journal of Magnetic Resonance. - 1992. - T. 100, № 2.-C. 282-302.

42. Willker W., Leibfritz D., Kerssebaum R., Bermel W. Gradient Selection in Inverse Heteronuclear Correlation Spectroscopy // Magnetic Resonance in Chemistry. - 1993. - T. 31, № 3. - C. 287-292.

43. Wagner R., Berger S. ACCORD-HMBC: a superior technique for structural elucidation // Magnetic Resonance in Chemistry. - 1998. - T. 36. - C. S44-S46.

44. Bodenhausen G., Ernst R. R. Direct Determination of Rate Constants of Slow Dynamic Processes by Two-Dimensional Accordion Spectroscopy in Nuclear Magnetic-Resonance // Journal of the American Chemical Society. - 1982. - T. 104, № 5.-C. 1304-1309.

45. Russell D. J., Hadden C. E., Martin G. E., Krishnamurthy K. Long-range F-19-N-15 heteronuclear shift correlation: examination of J-modulations associated with broad range accordion excitation // Magnetic Resonance in Chemistry. - 2002. — T. 40, № 3. - C. 207-210.

46. Kogler H., Sorensen O. W., Bodenhausen G., Ernst R. R. Low-Pass J-Filters -Suppression of Neighbor Peaks in Heteronuclear Relayed Correlation Spectra // Journal of Magnetic Resonance. - 1983. - T. 55, № 1. - C. 157-163.

47. Bothnerby A. A., Stephens R. L., Lee J. M., Warren C. D., Jeanloz R. W. Structure Determination of a Tetrasaccharide - Transient Nuclear Overhauser Effects in the Rotating Frame // Journal of the American Chemical Society. -1984. - T. 106, № 3. - C. 811-813.

48. Bax A., Davis D. G. Practical Aspects of Two-Dimensional Transverse Noe Spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. - 1985. - T. 63, № 1. - C. 207213.

49. Turner D. L. Basic Two-Dimensional Nmr // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. - 1985. - T. 17. - C. 281-358.

50. Richarz R., Wuthrich K. Noe Difference Spectroscopy - Novel Method for Observing Individual Multiplets in Proton Nmr-Spectra of Biological Macromolecules // Journal of Magnetic Resonance. - 1978. - T. 30, № 1. - C. 147-150.

51. Kumar A., Ernst R. R., Wuthrich K. A Two-Dimensional Nuclear Overhauser Enhancement (2d Noe) Experiment for the Elucidation of Complete ProtonProton Cross-Relaxation Networks in Biological Macromolecules // Biochemical and Biophysical Research Communications. — 1980. — T. 95, № 1. — C. 1-6.

52. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions. / Ernst R. R., Bodenhausen B., Wokaun A. - Oxford: Oxford University Press, 1987.

53. Principles of Nuclear Magnetic Resonance in One and Two Dimensions. / Ernst R. R., Bodenhausen G., Wokaun A. - Oxford: Oxford University Press, 1990.

54. Tjandra N., Bax A. Direct measurement of distances and angles in biomolecules by NMR in a dilute liquid crystalline medium // Science. - 1997. - T. 278, № 5340.-C. 1111-1114.

55. de Alba E., Tjandra N. NMR dipolar couplings for the structure determination of biopolymers in solution // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. - 2002. - T. 40, № 2. - C. 175-197.

56. The Hydrophobic Effect: Formation of Micelles and Biological Membranes. / C. T. - New York: Wiley, 1973. - 233 c.

57. Prosser R. S., Losonczi J. A., Shiyanovskaya I. V. Use of a novel aqueous liquid crystalline medium for high-resolution NMR of macromolecules in solution // Journal of the American Chemical Society. - 1998. - T. 120, № 42. - C. 1101011011.

58. Ruckert M., Otting G. Alignment of biological macromolecules in novel nonionic liquid crystalline media for NMR experiments // Journal of the American Chemical Society. - 2000. - T. 122, № 32. - C. 7793-7797.

59. Klochkov V. V., Klochkov A. V., Thiele C. M., Berger S. A novel liquid crystalline system for partial alignment of polar organic molecules // Journal of Magnetic Resonance. - 2006. - T. 179, № 1. - C. 58-63.

60. Keeler J., Neuhaus D. Comparison and evaluation of methods for two-dimensional NMR spectra with absorbtion-mode line-shapes // J Magn Reson. -1985.-T. 63-C. 454-472.

61. Computer Simulation of Liquids. / Allen M. P., Tidesley D. J. - Oxford: Clarendon Press, 2002.

62. Brooks B. R., Bruccoleri R. E., Olafson B. D., States D. J., Swaminathan S., Karplus M. Charmm - a Program for Macromolecular Energy, Minimization, and Dynamics Calculations // Journal of Computational Chemistry. - 1983. - T. 4, № 2. — C. 187-217.

63. Purisima E. O., Scheraga H. A. An Approach to the Multiple-Minima Problem in Protein Folding by Relaxing Dimensionality - Tests on Enkephalin // Journal of Molecular Biology. - 1987. - T. 196, № 3. - C. 697-709.

64. Schaumann Т., Braun W., Wuthrich K. The Program Fantom for Energy Refinement of Polypeptides and Proteins Using a Newton-Raphson Minimizer in Torsion Angle Space // Biopolymers. - 1990. - T. 29, № 4-5. - C. 679-694.

65. Apol E., Apostolov R., Berendsen H. J. C., Buuren A., Bjelkmar P., Drunen R., Feenstra K. A., Groenhof G., Kasson P. M., Larsson P., Meulenhoff P., Murtola Т., Pall S., Pronk S., Schulz H. D., Shirts M. R., Sijbers A., Tieleman P., Hess В., Spoel D., Lindahl E. GROMACS, User manual, 2010. - Pages p. -.

66. Холмуродов X. Т., Алтайский M. В., Пузынин И. В., Дардин Т., Филатов Ф. П. Физика элементарных частиц и атомного ядра // Методы молекулярной динамики для моделирования физических и биологических процессов, 2003. -С. 474-515.

67. Stillinger F. Н., Weber Т. A. Computer-Simulation of Local Order in Condensed Phases of Silicon //Physical Review В. - 1985.- Т. 31, № 8.-С. 5262-5271.

68. Smith W., Forester T. R. Parallel Macromolecular Simulations and the Replicated Data Strategy .1. The Computation of Atomic Forces // Computer Physics Communications. - 1994. - T. 79, № 1. - C. 52-62.

69. Журкин В. Б., Полтев В. И., Флорентьев В. JI. Атом-атомные потенциальные функции для конформационных расчетов нуклеиновых кислот // Молекулярная биология. - 1980. - Т. 14 (5). - С. 14.

70. Brenner D. W. Empirical Potential for Hydrocarbons for Use in Simulating the Chemical Vapor-Deposition of Diamond Films // Physical Review B. - 1990. -T. 42, № 15.-C. 9458-9471.

71. Jorgensen W. L., Chandrasekhar J., Madura J. D., Impey R. W., Klein M. L. Comparison of Simple Potential Functions for Simulating Liquid Water // Journal of Chemical Physics. - 1983. - T. 79, № 2. - C. 926-935.

72. Smith W., Forester T. R. DL_POLY_2.0: A general-purpose parallel molecular dynamics simulation package // Journal of Molecular Graphics. - 1996. - T. 14, № 3. - C. 136-141.

73. Andronesi О. C., Bhat H., Reuter M., Mukherjee S., Caravan P., Rosen B. R. Whole brain mapping of water pools and molecular dynamics with rotating frame

MR relaxation using gradient modulated low-power adiabatic pulses // Neuroimage. - 2014. - T. 89. - C. 92-109.

74. Pomin V. H. Solution NMR conformation of glycosaminoglycans // Prog Biophys Mol Biol. - 2014.10.1016/j .pbiomolbio.2014.01.001.

75. Bayro M. J., Chen B., Yau W. M., Tycko R. Site-Specific Structural Variations Accompanying Tubular Assembly of the HIV-1 Capsid Protein // J Mol Biol. -2014. - T. 426, № 5. - C. 1109-27.

76. Wang Y., Tjandra N. Structural insights of tBid, the caspase-8-activated Bid, and its BH3 domain // J Biol Chem. - 2013. - T. 288, № 50. - C. 35840-51.

77. Bobay B. G., DiGennaro P., Scholl E., Imin N., Djordjevic M. A., Bird D. M. Solution NMR studies of the plant peptide hormone CEP inform function // Febs Letters. - 2013. - T. 587, № 24. - C. 3979-3985.

78. Arora A. Solution NMR spectroscopy for the determination of structures of membrane proteins in a lipid environment // Methods Mol Biol. - 2013. — T. 974. -C. 389-413.

79. Joseph P. R. B., Sawant K. V., Isley A., Pedroza M., Garofalo R. P., Richardson R. M., Rajarathnam K. Dynamic conformational switching in the chemokine ligand is essential for G-protein-coupled receptor activation // Biochemical Journal. - 2013. - T. 456. - C. 241 -251.

80. du Preez L. L., Patterton H. G. Secondary structures of the core histone N-terminal tails: their role in regulating chromatin structure // Subcell Biochem. -2013.-T. 61.-C. 37-55.

81. Figueiredo A. M., Whittaker S. B., Knowling S. E., Radford S. E., Moore G. R. Conformational dynamics is more important than helical propensity for the folding of the all alpha-helical protein Im7 // Protein Sci. - 2013. - T. 22, № 12. -C. 1722-38.

82. Zhang L., Buck M. Molecular simulations of a dynamic protein complex: role of salt-bridges and polar interactions in configurational transitions // Biophys J. -2013. - T. 105, № 10. - C. 2412-7.

83. Ramelot T. A., Yang Y., Sahu I. D., Lee H. W., Xiao R., Lorigan G. A., Montelione G. T., Kennedy M. A. NMR structure and MD simulations of the AAA protease intermembrane space domain indicates peripheral membrane localization within the hexaoligomer // FEBS Lett. - 2013. - T. 587, № 21. - C. 3522-8.

84. Marion D. An introduction to biological NMR spectroscopy // Mol Cell Proteomics. — 2013. — T. 12, № 11. - C. 3006-25.

85. Veglia G., Cembran A. Role of conformational entropy in the activity and regulation of the catalytic subunit of protein kinase A // FEBS J. - 2013. - T. 280, № 22. - C. 5608-15.

86. Schieborr U., Sreeramulu S., Eishorst B., Maurer M., Saxena K., Stehle T., Kudlinzki D., Gande S. L., Schwalbe H. MOTOR: Model assisted software for NMR structure determination // Proteins-Structure Function and Bioinformatics. - 2013. - T. 81, № ll.-C. 2007-2022.

87. Hsieh C. J., Chen Y. W., Hwang D. W. Effects of cholesterol on membrane molecular dynamics studied by fast field cycling NMR relaxometiy // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2013. - T. 15, № 39. - C. 16634-16640.

88. Mowrey D. D., Cui T. X., Jia Y. Y., Ma D. J., Makhov A. M., Zhang P. J., Tang P., Xu Y. Open-Channel Structures of the Human Glycine Receptor alpha 1 Full-Length Transmembrane Domain // Structure. - 2013. - T. 21, № 10. - C. 18971904.

89. Bhattacharyya M., Bhat C. R., Vishveshwara S. An automated approach to network features of protein structure ensembles // Protein Science. - 2013. - T. 22, № 10.-C. 1399-1416.

90. Waudby C. A., Launay H., Cabrita L. D., Christodoulou J. Protein folding on the ribosome studied using NMR spectroscopy // Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. - 2013. - T. 74. - C. 57-75.

91. Zandarashvili L., Esadze A., Iwahara J. NMR Studies on the Dynamics of Hydrogen Bonds and Ion Pairs Involving Lysine Side Chains of Proteins //

Biomolecular Spectroscopy: Advances from Integrating Experiments and Theory.

- 2013. - T. 93.-C. 37-80.

92. Hocking H. G., Zangger K., Madl T. Studying the Structure and Dynamics of Biomolecules by Using Soluble Paramagnetic Probes // Chemphyschem. - 2013.

- T. 14, № 13. _ c. 3082-3094.

93. Rapp C., Snow S., Laufer T., McClendon C. L. The role of tyrosine sulfation in the dimerization of the CXCR4:SDF-1 complex // Protein Science. - 2013. - T. 22, № 8.-C. 1025-1036.

94. Xu L., Wang X., Wang X. Characterization of the internal dynamics and conformational space of zinc-bound amyloid beta peptides by replica-exchange molecular dynamics simulations // Eur Biophys J. - 2013. - T. 42, № 7. - C. 57586.

95. Klochkov V. V., Baikeev R. F., Skirda V. D., Klochkov A. V., Muhamadiev F. R., Baskyr I., Berger S. Spatial structure of peptides determined by residual dipolar couplings analysis // Magnetic Resonance in Chemistry. - 2009. - T. 47, № l.-C. 57-62.

96. Dimitrov D. S., Willey R. L., Sato H., Chang L. J., Blumenthal R., Martin M. A. Quantitation of human immunodeficiency virus type 1 infection kinetics ■-// J Virol. - 1993. - T. 67, № 4. - C. 2182-90.

97. Rusert P., Fischer M., Joos B., Leemann C., Kuster H., Flepp M., Bonhoeffer S., Gunthard H. F., Trkola A. Quantification of infectious HIV-1 plasma viral load using a boosted in vitro infection protocol // Virology. - 2004. - T. 326, № 1. -C. 113-129.

98. Eckert D. M., Kim P. S. Mechanisms of viral membrane fusion and its inhibition // Annual Review of Biochemistry. - 2001. - T. 70. - C. 777-810.

99. Thomas J. A., Ott D. E., Gorelick R. J. Efficiency of human immunodeficiency virus type 1 postentry infection processes: Evidence against disproportionate numbers of defective virions // Journal of Virology. - 2007. - T. 81, № 8. — C. 4367-4370.

100. Roan N. R., Munch J., Arhel N., Mothes W., Neidleman J., Kobayashi A., Smith-McCune K., Kirchhoff F., Greene W. C. The Cationic Properties of SEVI Underlie Its Ability To Enhance Human Immunodeficiency Virus Infection // Journal of Virology. - 2009. - T. 83, №1.-C. 73-80.

101. Hauber I., Hohenberg H., Holstermann B., Hunstein W., Hauber J. The main green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate counteracts semen-mediated enhancement of HIV infection // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2009. - T. 106, № 22. - C. 90339038.

102. Munch J., Rucker E., Standker L., Adermann K., Goffinet C., Schindler M., Wildum S., Chinnadurai R., Rajan D., Specht A., Gimenez-Gallego G., Sanchez P. C., Fowler D. M., Koulov A., Kelly J. W., Mothes W., Grivel J. C., Margolis L., Keppler O. T., Forssmann W. G., Kirchhoff F. Semen-derived amyloid fibrils drastically enhance HIV infection // Cell. - 2007. - T. 131, № 6. - C. 1059-71.

103. Roan N. R., Sowinski S., Munch J., Kirchhoff F., Greene W. C. Aminoquinoline Surfen Inhibits the Action of SEVI (Semen-derived Enhancer of Viral Infection) // Journal of Biological Chemistry. - 2010. - T. 285, № 3. - C. 1861-1869.

104. Hong S. H., Klein E. A., Das Gupta J., Hanke K., Weight C. J., Nguyen C., Gaughan C., Kim K. A., Bannert N., Kirchhoff F., Munch J., Silverman R. H. Fibrils of Prostatic Acid Phosphatase Fragments Boost Infections with XMRV (Xenotropic Murine Leukemia Virus-Related Virus), a Human Retrovirus Associated with Prostate Cancer // Journal of Virology. — 2009. - T. 83, № 14. — C. 6995-7003.

105. Wurm M., Schambach A., Lindemann D., Hanenberg H., Standker L., Forssmann W. G., Blasczyk R., Horn P. A. The influence of semen-derived enhancer of virus infection on the efficiency of retroviral gene transfer // Journal of Gene Medicine. - 2010. - T. 12, № 2. - C. 137-146.

106. Hassan M. I., Aijaz A., Ahmad F. Structural and functional analysis of human prostatic acid phosphatase // Expert Review of Anticancer Therapy. - 2010. — T. 10, № 7. - C. 1055-1068.

107. Nanga R. P. R., Brender J. R., Vivekanandan S., Popovych N., Ramamoorthy A. NMR Structure in a Membrane Environment Reveals Putative Amyloidogenic Regions of the SEVI Precursor Peptide PAP(248-286) // Journal of the American Chemical Society. - 2009. - T. 131, № 49. - C. 17972-17979.

108. Молекулярные взаимодействия: пер. с англ. / Гормелли Д., Геттинз У., Уин-Джонс Э. - Москва: Мир, 1984.

109. Henry G. D., Sykes В. D. Methods to study membrane protein structure in solution // Methods Enzymol. - 1994. - T. 239. - C. 515-35.

110. Braun W., Wider G., Lee К. H., Wuthrich K. Conformation of glucagon in a lipid-water interphase by 1H nuclear magnetic resonance // J Mol Biol. — 1983. — T. 169, № 4. -C. 921-48.

111. Motta A., Pastore A., Goud N. A., Morelli M. A. C. Solution Conformation of Salmon-Calcitonin in Sodium Dodecyl-Sulfate Micelles as Determined by 2-Dimensional Nmr and Distance Geometry Calculations // Biochemistry. — 1991. — T. 30, № 43. - C. 10444-10450.

112. Wang G. S., Keifer P. A., Peterkofsky A. Solution structure of the N-terminal amphitropic domain of Escherichia coli glucose-specific enzyme IIA in membrane-mimetic micelles // Protein Science. - 2003. - T. 12, № 5. - C. 10871096.

113. Goddard T. D., Kneller D. G. SPARKY 3 2003. Систем, требования: URL: http://www.cg1.ucsf.edu/home/sparky/

114. Al-Soufi W., Pineiro L., Novo M. A model for monomer and micellar concentrations in surfactant solutions: application to conductivity, NMR, diffusion, and surface tension data // J Colloid Interface Sei. - 2012. - Т. 370, № l.-C. 102-10.

115. Multidimensional NMR in liquids: basic principles and experimental methods. / Ven F. J. M. V. d., Frank J. M. -N.-Y.; Toronto: Toronto: Wiley-VCH, 1995.

116. NMR of Proteins and Nucleic Acids. / Wuthrich K. - New York: Wiley-VCH, 1986.

117. Klochkov V. V., Baikeev R. F., Skirda V. D., Klochkov A. V., Muhamadiev F. R., Baskyr I., Berger S. Spatial structure of peptides determined by residual dipolar couplings analysis // Magn Reson Chem. - 2009. - T. 47, № 1. - C. 5762.

118. Diaz M. D., Berger S. Preferential solvation of a tetrapeptide by trifluoroethanol as studied by intermolecular NOE // Magnetic Resonance in Chemistry. - 2001. -T. 39, № 7. - C. 369-373.

119. Gadiev T. A., Khairutdinov B. I., Antipin I. S., Klochkov V. V. Analysis of the spatial structure of calixarenes in solutions by 2-D NMR (NOESY) spectroscopy // Applied Magnetic Resonance. - 2006. - T. 30, № 2. - C. 165-173.

120. Thiele C. M., Berger S. Probing the diastereotopicity of methylene protons in strychnine using residual dipolar couplings // Organic Letters. — 2003. - T. 5, № 5. - C. 705-708.

121. Klochkov V. V., Khairutdinov B. I., Klochkov A. V., Shtyrlin V. G., Shaykhutdinov R. A. Spatial structure of triglycine determined by the residual dipolar coupling analysis // Applied Magnetic Resonance. - 2003. - T. 25, № 1. — C. 113-119.

122. Klochkov A. V., Khairutdinov B. I., Tagirov M. S., Klochkov V. V. Determination of the spatial structure of glutathione by residual dipolar coupling analysis // Magnetic Resonance in Chemistry. - 2005. - T. 43, № 11. — C. 948951.

123. Ohnishi S., Shortle D. Observation of residual dipolar couplings in short peptides // Proteins-Structure Function and Genetics. - 2003. - T. 50, № 4. - C. 546-551.

124. Bernado P., Blackledge M. Anisotropic small amplitude peptide plane dynamics in proteins from residual dipolar couplings // Journal of the American Chemical Society. - 2004. - T. 126, № 15. - C. 4907-4920.

125. Application of dynamic NMR spectroscopy to organic chemistry. / Oki M. — N.Y.: VCH Publishers, 1985. - 423 c.

126. Asakura T., Okonogi M., Nakazawa Y., Yamauchi K. Structural analysis of alanine tripeptide with antiparallel and parallel beta-sheet structures in relation to the analysis of mixed beta-sheet structures in Samia cynthia ricini silk protein fiber using solid-state NMR spectroscopy // Journal of the American Chemical Society. - 2006. - T. 128, № 18.-C. 6231-6238.

127. Bremer J., Mendz G. L., Moore W. J. Skewed Exchange Spectroscopy - Two-Dimensional Method for the Measurement of Cross Relaxation in H-l-Nmr Spectroscopy // Journal of the American Chemical Society. — 1984. — T. 106, № 17. - C. 4691-4696.

128. Kozminski W., Nanz D. Sensitivity improvement and new acquisition scheme of heteronuclear active-coupling-pattern-tilting spectroscopy // Journal of Magnetic Resonance. - 2000. - T. 142, № 2. - C. 294-299.

129. Blokhin D. S., Efimov S. V., Klochkov A. V., Yulmetov A. R., Filippov A. V., Antzutkin O. N., Aganov A. V., Klochkov V. V. Spatial Structure of the Decapeptide Val-Ile-Lys-Lys-Ser-Thr-Ala-Leu-Leu-Gly in Water and in a Complex with Sodium Dodecyl Sulfate Micelles // Applied Magnetic Resonance. - 2011. - T. 41, № 2-4. - C. 267-282.

130. Wishart D. S., Sykes B. D., Richards F. M. The Chemical-Shift Index - a Fast and Simple Method for the Assignment of Protein Secondary Structure through Nmr-Spectroscopy // Biochemistry. - 1992. - T. 31, № 6. - C. 1647-1651.