Рассеяние света и нейтронов при фазовых превращениях лизоцима тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Сванидзе, Анна Владимировна

• Сванидзе, Анна Владимировна
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Сванидзе, Анна Владимировна

Введение

1 Рост и морфология кристаллов лизоцима

1.1 Структура и рост тетрагональных кристаллов лизоцима.

1.2 Методика роста дейтерированных кристаллов лизоцима.

1.3 Оптимизация условий роста дейтерированных тетрагональных кристаллов лизоцима.

1.4 Морфология дейтерированных тетрагональных кристаллов лизоцима.

2 Фазовый переход в кристаллах лизоцима

2.1 О возможности существования фазового перехода в кристаллах лизоцима.

2.2 Акустические свойства тетрагональных кристаллов лизоцима.

2.3 Мандельштам-бриллюэновское рассеяние света в кристаллах.

2.4 Описание экспериментальной установки по МБР света и деталей эксперимента.

2.5 МБР света в тетрагональном кристалле лизоцима.

2.6 Аномалии температурных зависимостей скорости и интегральной интенсивности акустических фононов.

3 Изучение низкочастотной динамики лизоцима при денатурации с помощью МБР света

3.1 Денатурация лизоцима при повышении температуры и при воздействии хаотропными агентами.

3.2 МБР света в жидкостях.

3.3 Детали эксперимента.

3.4 Эволюция спектров МБР в растворе лизоцима при тепловой денатурации.

3.5 Эволюция спектров МБР при денатурации лизоцима 6М гуанидингидрохлоридом.

4 Малоугловое рассеяние нейтронов в лизоциме при тепловой денатурации

4.1 Малоуглового рассеяния нейтронов в белковых растворах.

4.2 Фрактальность белков.

4.3 Малоугловое рассеяния нейтронов, основные теоретические представления.

4.4 Методика измерений и обработка экспериментальных результатов.

4.5 Результаты и обсуждения.

4.5.1 Температурное поведение фрактальной размерности.

4.5.2 Вычисление и анализ функции распределения по расстояниям.

4.5.3 Температурное поведение радиуса инерции лизоцима.

5 Неупругое рассеяние нейтронов в лизоциме

5.1 Особенности колебательного спектра белков.

5.2 Методика измерений.

5.3 Функция плотности колебательных состояний лизоцима и ее температурная эволюция.

5.4 Влияние изотопического эффекта на динамику лизоцима.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рассеяние света и нейтронов при фазовых превращениях лизоцима»

Актуальность темы. Изучение фазовых переходов является основным направлением исследований в физике твердого тела на протяжении последних нескольких десятилетий. Успехи развития физики конденсированных сред привели к возможности изучения более сложных, разупорядоченных, самоорганизующихся систем, таких как биополимеры. В последнее время все большее внимание уделяется изучению фазовых превращений ДНК, белков, и других биополимеров, которые могут приводить к изменению их активности и функции. При этом продуктивным оказывается применение широкого арсенала современных методов исследований твердых тел и кристаллов к изучению биологических объектов.

Настоящая работа посвящена исследованию поведения структуры и динамики белков при фазовых переходах и фазовых превращениях. Известно, что динамика биополимеров в диапазоне частот от 1 до 1000 ГГц обычно отражает локальные конформационные изменения, т.е. прыжки атомов от одной конфигурации к другой, и коллективные возбуждения. Динамика биополимеров в этом диапазоне частот имеет много общего с динамикой стекол, переохлажденных жидкостей и других конденсированных сред. Например, в колебательном спектре белков обнаружены бозонный пик, быстрые ангармонические движения, подобные быстрой пикосекундной релаксации в стеклах и др. Более того, делаются попытки определить температуру динамического (или стекольного) фазового перехода Tg в ряде биополимеров в низкотемпературной области [1]. Другим примером фазовых превращений является переход ДНК из А в В форму при гидратации. При этом фазовом превращении принципиальными оказались исследования низкочастотной динамики ДНК - в экспериментах по неупругому рассеянию света была обнаружена мягкая оптическая мода [2]. Это показывает, что при анализе фазовых превращений биополимеров может быть успешно использована концепция мягкой моды, которая была предложена Кохреном и Андерсоном для описания фазовых переходов второго рода, а затем успешно применялась при исследовании структурных фазовых переходов в кристаллах. Характерным примером фазового превращения белков является денатурация - изменение нативной пространственной структуры молекулы белка под воздействием различных факторов, например, при повышении/понижении температуры, воздействии органическими растворителями, детергентами и др. Необходимо отметить, что исследования низкочастотной области колебательного спектра белков при этом фазовом превращении практически не проводились.

В последнее время для описания структуры белковой молекулы широкое распространение получил фрактальный подход [3]. Использование этого подхода позволяет корректно оценить изменение пространственной организации белка при денатурации [4]. Из работ Александера и Орбаха следует, что на фрактальных структурах реализуется низкочастотное возбуждение - фрактон [5]. Это возбуждение хорошо изучено экспериментально и теоретически для аэрогелей и ряда других соединений. Вопрос о существовании фрактона в колебательном спектре белков обсуждался только теоретически [6]. В настоящей работе впервые проведены экспериментальные исследования, которые позволили идентифицировать фрактон в колебательном спектре белков.

Таким образом, исследования фазовых превращений биополимеров, направленные на воссоздание полной картины наблюдаемых явлений в колебательном спектре и развитие новых теоретических подходов на базе существующих концепций, являются актуальными.

Целью диссертационной работы было исследование фазовых превращений лизоцима, который является модельным объектом при изучении глобулярных белков, с помощью неупругого рассеяния нейтронов (НРН), малоуглового рассеяния нейтронов (МРН) и мандельштамбриллюэновского рассеяния (МБР) света. В качестве объектов исследований использовались монокристаллы, порошки и растворы лизоцима.

Для изучения физических свойств кристаллов лизоцима были получены кристаллы максимального размера с заданной симметрией. Хрупкость, малый размер и особенности существования (в растворе или в парах) белковых кристаллов затрудняли проведение систематического рентгеноструктурного анализа образцов, поэтому необходимо было использовать морфологический подход к описанию структуры кристаллов. Отметим, что в ряде работ по рентгеноструктурным исследованиям кристаллов лизоцима и изучению их оптической активности при повышении температуры указывалось на возможность существования фазового перехода, однако имеющиеся данные по этому поводу были весьма противоречивы. Для решения этих проблем предполагалось исследование динамики решетки тетрагональных кристаллов лизоцима в области температур предполагаемого фазового перехода с помощью МБР.

Исследование денатурации лизоцима проводилось двумя методами: МБР света, что позволяет изучать низкочастотную динамику белка, и МРН -метод, который дает прямую информацию о пространственной организации белка. Предположение ряда теоретических работ о существовании собственного локализованного возбуждения - фрактона в колебательном спектре белков инициировало использование неупругого рассеяния нейтронов для исследования низкочастотной области колебательного спектра лизоцима. Анализ данных по МРН и НРН в рамках фрактального подхода позволяет определить фрактальную размерность лизоцима (и ее изменение при денатурации) и фрактонную размерность.

Основные положения, выносимые на защиту и их новизна • Определены оптимальные условия роста тетрагональных кристаллов лизоцима наибольших размеров из растворов, приготовленных на тяжелой воде. С помощью морфологического анализа показано, что три различные формы кристаллов лизоцима, обнаруженные при росте, являются тетрагональным. Эти результаты подтверждены рентгеноструктурным анализом.

• В тетрагональных кристаллах лизоцима в окрестности 307 К обнаружен структурный фазовый переход.

• В результате экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов определена фрактальная размерность лизоцима. Показано, что тепловая денатурация лизоцима приводит к уменьшению фрактальной размерности от 2.77 до 2.50.

• В низкочастотной области колебательного спектра лизоцима выделено локализованное возбуждение - фрактон и определена его спектральная размерность.

• Обнаружено влияние изотопического обмена водорода на дейтерий на обобщенную функцию плотности колебательных состояний лизоцима. Изотопический эффект наиболее выражен в диапазоне частот от 420 до 800 см'1.

• При тепловой денатурации лизоцима наблюдались аномалии в скорости и затухании гиперзвука, а также в поведении интегральной интенсивности компонент Мандельштама - Бриллюэна, которые отражают всю последовательность фазовых превращений. Это позволяет использовать МБР света как эффективный метод при исследовании динамики биополимеров.

Представленные в работе результаты и выводы являются оригинальными.

В работе впервые:

• Оптимизировались условия роста дейтерированных тетрагональных кристаллов лизоцима, и проводился их морфологический анализ.

• Исследовалось температурное поведение акустических гиперзвуковых фононов в тетрагональных кристаллах лизоцима с помощью МБР света.

• Исследовалось изменение пространственной организации лизоцима при тепловой денатурации с помощью МРН. При этом использовался фрактальный подход к описанию пространственной организации белка, а именно, определялась фрактальная размерность и ее поведение при тепловой денатурации лизоцима.

• Проводился детальный анализ низкочастотной области функции плотности колебательных состояний лизоцима в рамках фрактального подхода, что позволило определить фрактонную размерность. Исследовалось влияние изотопического замещения водорода на дейтерий на функцию плотности состояний лизоцима.

• Изучалась температурная эволюция спектров МБР в растворе лизоцима при тепловой денатурации и денатурации 6М гуанидингидрохлоридом.

Научно-практическая значимость работы. Исследования, проведенные в представленной работе, расширяют и, в заметной степени, меняют существующие представления о низкочастотной динамике белков. Впервые наблюдался структурный фазовый переход в тетрагональном кристалле лизоцима в окрестности 307 К. Впервые исследовались фазовые превращения лизоцима при денатурации с помощью МБР света, которые показали эффективность использования этого метода при изучении динамики биополимеров. Показано, что структура лизоцима адекватно описывается в рамках фрактального подхода. Анализ результатов экспериментов по МРН в растворах лизоцима позволил предложить фрактальную размерность как количественный параметр для характеристики изменений пространственной организации белков при денатурации. В низкочастотной области колебательного спектра лизоцима идентифицирован фрактон и определена его спектральная размерность. Полученные результаты являются важными для понимания механизмов функционирования белков.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на XIV Международной конференции по росту кристаллов (Гренобль, Франция,

2004), Конкурсе молодых ученых ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург 2004, 2006), Международной зимней школе по физике полупроводников (С.-Петербург-Зеленогорск, 2005), XVII Всероссийской г конференции по физике сегнетоэлектриков (Пенза, Россия, 2005), 3-ей Европейской школе по рассеянию нейтронов (Будапешт, Венгрия, 2005), IV Совещании "Исследования на импульсном реакторе ИБР-2" (Дубна, Россия, 2006), JCBSF-8 - Япония-СНГ/Балтия (Тсукуба, Япония, 2006), 20-ой Международной конференции по рамановской спектроскопии ICORS'06 и

Иокогама, Япония, 2006), Международном семинаре "Динамика молекул и материалов" (Гренобль, Франция, 2007), на научных семинарах отдела физики сегнетоэлектричества и магнетизма ФТИ им. А.Ф. Иоффе.

Публикации. По результатам работы опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографии; содержит 56 рисунков, 1 таблицу. Полный объем диссертации 145 страниц. Список цитируемой литературы содержит 113 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Сванидзе, Анна Владимировна

Заключение

Найдены оптимальные условия роста крупных тетрагональных кристаллов лизоцима из растворов, приготовленных на тяжелой воде (D20). Проведен морфологический и рентгеноструктурный анализ кристаллов лизоцима. Показано, что выращенные кристаллы лизоцима относятся к группе с пространственной симметрией P432i2.

В тетрагональных кристаллах лизоцима обнаружен фазовый переход в окрестности Т=306 К. Это вывод сделан на основе наблюдаемых аномалий в температурной зависимости поведения скорости и восприимчивости поперечного ТА2 и продольного LA фононов при этой температуре.

Из экспериментов по малоугловому рассеянию нейтронов определена фрактальная размерность лизоцима (2.72±0.05). Показано, что изменение пространственной организации белка при тепловой денатурации приводит к уменьшению фрактальной размерности. Это позволяет предложить фрактальную размерность как количественную характеристику, связанную с пространственной организацией белка.

В результате экспериментов по неупругому рассеянию нейтронов построена обобщенная функция плотности колебательных состояний лизоцима. При ее анализе был выделен вклад фрактона в низкочастотную область колебательного спектра лизоцима и определена фрактонная размерность (1.47±0.05). Обнаружено влияние изотопического обмена водорода на дейтерий на колебательный спектр лизоцима. Его влияние наиболее выражено в диапазоне частот от 420 до 800 см-1.

Обнаружены аномалии в скорости и затухании гиперзвука, а также в поведении интегральной интенсивности компонент МБ при тепловой денатурации лизоцима, которые не наблюдались при температурной эволюции спектров МБР для изначально денатурированного лизоцима.

Показано, что МБР света может успешно использоваться при исследовании низкочастотной динамики белков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Сванидзе, Анна Владимировна, 2007 год

1. 1.en I.E.T., Braunstein D., Doster W., Frauenfelder H., Hong M.K., Johnson J.B., Luck S., Ormos P., Schulte A., Steinbach P.J., Xie A.H., Young R.D. Glassy behavior of a protein // Phys. Rev. Lett. - 1989. - V. 62. - № 16. - P. 1916-1919.

2. Weidlich Т., Lindsay S.M. and Rupprecht A. Counterion effects on the structure and dynamics of solid DNA // Phys. Rev. Lett. 1988. - V. 61. -№ 14.-P. 1674-1677.

3. Helman J.S., Coniglio A. and Tsallis C. Fractons and the fractal structure of proteins//Phys. Rev. Lett. 1984.-V. 53.-№ 12.-P. 1195-1197.

4. Chen S.-H., Teixeira J. Structure and fractal dimension of protein-detergent complexes // Phys. Rev. Lett. 1986. - V. 57. - № 20. - P. 2583-2586.

5. Nakayama Т., Yakubo K., Orbach R.L. Dynamical properties of fractal network: scaling, numerical simulations, and physical realizations // Rev. Mod. Phys. 1994. -V. 66. -№ 2. - P. 381-443.

6. Ben-Avraham D. Vibrational normal-mode spectrum of globular proteins // Phys. Rev. B. 1993. - V. 47. -№ 21. - P. 14559-14560.

7. Б.К. Вайнштейн. Современная кристаллография. Том 2: Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии. М: Наука. 1979. -С. 360.

8. Haas D.J. Preliminary X-ray data for two new forms of hen egg-white lysozyme // Acta Cryst. 1967. - V. 23. - P. 666.

9. Blanke C.C.F., Koenig D.F., Mair G.A., North A.C.T., Phillips D.C., Sarma V.R. Structure of hen egg-white lysozyme // Nature. 1965. - V. 206. - P. 757-761.

10. Forsythe E.L., Snell E.H., Malone C.C. and Pusey M.L. Crystallization of chicken egg-white lysozyme from assorted sulfate salts // Journal of Crystal Growth. 1999.-V. 196.-№ 2-4.-P. 319-324.

11. Steinrauf L.K. Preliminary X-ray data for some new crystalline forms of lactoglobulin and hen egg-white lysozyme // Acta Cryst. 1959. - V. 12. -P. 77-79.

12. Bennema P. Theory of growth and morphology applied to organic crystals; possible applications to protein crystals // Journal of Crystal Growth. 1992. -V. 122.-P. 110-119.

13. Nadarajah A. and. Pusey M.L. Growth mechanism and morphology of Tetragonal lysozyme crystals // Acta Cryst. 1996. - V. D52 - P. 983-996.

14. Crystallization. Research tools. Hampton research. 1998. - V. 8. - № 2; http://www.hamptonresearch.com.

15. Нывлт Я. Кристаллизация из растворов. М.: Химия. 1974. - С. 152.

16. Schall С.A., Riley J.S., Li Е., Arnold Е., Wiencek J.M. Application of temperature control strategies to the growth of hen egg-white lysozyme crystals // Journal of Crystal Growth. 1996. - V. 165. - P. 299-307.

17. Cacioppo E. and Pusey M.L. The solubility of the tetragonal form of hen egg white lysozyme from pH 4.0 to 5.4 // Journal of Crystal Growth. 1991. - V. 114.-P. 286-292.

18. Nadarajah A., Forsythe E.L., Pusey M.L. The averaged face growth rates of lysozyme crystals: the effect of temperature // Journal of Crystal Growth. -1995.-V. 151.-P. 163-172.

19. Li M., Nadarajah A., Pusey M.L. Modeling the growth rates of tetragonal lysozyme crystals // Journal of Crystal Growth. 1995. - V. 156. - P. 121132.

20. Judge R.A., Jacobs R.S., Frazier Т., Snell E.H., and Pusey M.L. The effect of temperature and solution pH on the nucleation of tetragonal lysozyme crystals//Biophysical Journal. 1999.- V. 77.-P. 1585-1593.

21. Baird J.K., Scott S.C., Kim Y.W. Theory of the effect of pH and ionic strength on the nucleation of protein crystals // Journal of Crystal Growth. -2001.-V. 232-P. 50-62.

22. Ataka M. and Tanaka S. The growth of large single crystals of lysozyme // Biopolymers. 1986. - V. 25. - P. 337-350.

23. Pusey M.L., Snyder R.S., and Naumann R. Growth kinetics for tetragonal lysozyme crystals // The Journal of Biological Chemistry. 1986. - V. 261. -№ 14. - P. 6524-6529.

24. Моргунов P. Магниты // ПерсТ. 2003. - Т. 10. - № 21. - С. 5-6. Ataka М., Katoh Е., Wakayama N.I. Magnetic orientation as a tool to study the initial stage of crystallization of lysozyme // Journal of Crystal Growth. -1997.-V. 173.-P. 592-596.

25. Yanagiya S.-I., Sazaki G., Durbin S.D., Miyashita S., Nakada Т., Komatsu H., Watanabe K., Motokawa M. Effect of a magnetic field on the orientation of hen egg-white lysozyme crystals // Journal of Crystal Growth. 1999. -V. 196.-P. 319-324.

26. Sazaki G., Yoshida E., Komatsu H., Nakada Т., Miyashita S., Watanabe K. Effect of a magnetic field on the nucleation and growth of protein crystals // Journal of Crystal Growth. 1997. -V. 173. -P. 231 - 234.

27. Yin D., Inatomi Y., Kuribayashi K. Study of lysozyme crystal growth under a strong magnetic field using a Mach-Zehnder interferometer // Journal of Crystal Growth. 2001. - V. 226. - P. 534-542.

28. Nanev C.N., Penkova A. Nucleation of lysozyme crystals under external electric and ultrasonic fields // Journal of Crystal Growth. 2001. - V. 232. -P. 285-293.

29. DeLucas J.L., Moore K.M., Long M.M., Rouleau R., Bray Т., Crysel W., Weise L. Protein crystal growth in space, past and future // Journal of Crystal Growth. 2002. - V. 237-239. - P. 1646-1650.

30. Сванидзе A.B., Лушников С.Г., Шувалов Л.А. Дейтерированные кристаллы лизоцима: оптимизация роста и морфология // Кристаллография. 2005. - Т. 50 - № 5. - С. 850-856.

31. Kobayashi J., Asahi Т., Sakurai M., Kagomiya I., Asai H. and Asami H. The optical activity of lysozyme crystals // Acta Cryst. 1998. - V. A54 - P. 581-590.

32. Teslyuk I., Nastishin Yu., Vlokh R. Structure phase transition in lysozyme single crystals // Ukr. J. Phys. Opt. 2004. - V. 5. - № 4. - P. 118-122.

33. Струков Б.А., Леванюк А.П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. М: Наука. 1995. - 240 С.

34. Speziale S., Jiang F., Caylor C.L., Kriminski S., Zha C.-S., Thorne R.E., and Duffy T.S. Sound velocity and elasticity of tetragonal lysozyme crystals by Brillouin spectroscopy // Biophysical Journal. 2003. - V. 85. - P. 32023213.

35. Tachibana M., Kojima K., Ikuyama R., Kobayashi Y., Ataka M. Sound velocity and dynamic elastic constants of single lysozyme // Chemical Physics Letters. 2000. - V. 332. - P. 259-264.

36. Lee S.A., Flowers M.R., Oliver W.F., Rupprecht A., Lindsay S.M. Brillouin scattering study of hyaluronic acid: Dynamic coupling with the water of hydration and phase transitions // Phys. Rev. E. 1993. - V. 47. - P. 677683.

37. Мандельштам Л.И. К вопросу о рассеянии света неоднородной средой // Журн. Русск. физ.-хим. общества. 1926. - Т. 58. - С. 381-386.

38. Brillouin L. Diffusion de la lumiere et des rayonnes X par un corps transparent homogene; influence de l'agitation thermique // Ann. Phys. -1922.-V. 17.-P. 88-122.

39. Gross E. Uber anderung der wellenlange bei lichtzerstreuung in kristallen // Zs. Phys. 1930. - V. 63. - № 9. - P. 685-687.

40. Gross E. Change of wavelength of light due to elastic heat waves at scattering in liquids // Nature. 1930. - V. 126. - P. 201-202.41 . Vaughan J.M. The Fabry-Perot Interferometer: IOP Publishing Ltd 1989. -583 P.

41. Физическая акустика. Под редакцией У. Мезона и Р. Тезстона, пер. с английского. М.: Мир. 1973.-432 С.

42. Lindsay S.M., Anderson M.W., and Sandercock J.R. Construction and alignment of a high performance multipass vernier tandem Fabry-Perot interferometer // Rev. Sci. Instrum. 1982. - V. 52. - P. 1478-1486.

43. Sandercock J.R. Tandem Fabry-Perot Interferometer TFP-1, operator manual:

44. Scientific instruments, CH-8909, Zwillikon-Switzerland. -2001. 60 p.

45. Vacher R., Boyer L. Brillouin Scattering: A Tool for the Measurement of Elastic and Photoelastic Constants // Phys. Rev. B. 1972. - V. 6. - P. 639673.

46. Cervelle В., Cesbron F., Berthou J. Morphologie et proprietes optiques des cristaux de lysozyme de poule de type quadratique et orthorhombique // Acta Crystallogr. 1974. - V. A30. - P. 645-648.

47. Rehwald W. The study of structural phase transitions by means of ultrasonic experiments // Adv. Phys. 1973. - V. 22. - P. 721-755.

48. Pfeil W., Privalov P.L. Thermodynamic investigations of proteins. I. Standard functions for proteins with lysozyme as an example // Biophys. Chem. 1976. - V. 4. - P. 23-32.

49. Сванидзе A.B., Лушников С.Г., Kojima S. Аномальное температурное поведение гиперзвуковых акустических фононов в кристалле лизоцима // Письма в ЖЭТФ. 2006. - Т. 84. - № 10. - С. 646-651.

50. Arai S. and Hirai M. Reversibility and hierarchy of thermal transition of hen egg-white lysozyme studied by small-angle X-ray scattering // Biophys. J. -1999.-V. 76.-P. 2192-2197.

51. Meersman F., Heremans K. Temperature-induced dissociation of protein aggregates: accessing the denatured state // Biochemistry. 2003. - V. 42. -P. 14234-14241.

52. Green R.J., Hopkinson I., and Jones R.A.L. Unfolding and intermolecular association in globular proteins adsorbed at interface. // Langmuir. 1999. -V. 15.-P. 5102-5110.

53. Anderle G., Mendelsohn R. Thermal denaturation of globular proteins. // Biophysical Journal. 1987. - V. 52. - P. 69-74.

54. Pfeil W., Privalov P.L. Thermodynamic investigations of proteins. II Calorimetric study of lysozyme denaturation by guanidine hydrochloride. // Biophysical Chemistry. 1976. - V. 4. - Is. 1. - P. 33-40.

55. Privalov P.L., Khechinashvili N.N. A thermodynamic approach to the problem of stabilization of globular protein structure: A calorimetric study // J. Mol. Biol. 1974. - V. 86. - P. 665-684.

56. Kuwajima K., Semisotnov G.V., Finkelstein A.V, Sugai S., Ptitsyn O.B. Secondary structure of globular proteins at the early and the final stages in protein folding. // FEBS Letters. 1993. - V. 334. - № 3. - P. 265-268.

57. Ptitsyn O.B., Pain R.H., Semisotnov G.V., Zerovnik E., Razgulyaev O.I. Evidence for a molten globule state as a general intermediate in protein folding // FEBS Letters. 1990. - V. 262. - № 1. - P. 20-24.

58. Dobson C.M., Evans P.A., Williamson K.L. Proton NMR studies of denatured lysozyme // FEBS Letters. 1984. - V. 168. - № 2. - P. 331-334.

59. Nicoli D.F., Benedek G.B. Study of thermal denaturation of lysozyme and other globular proteins by light-scattering spectroscopy // Biopolymers. -1976.-V. 15.-P. 2421-2437.

60. Liu W., Cellmer Т., Keerl D., Prausnitz J.M., Blanch H.W. Interactions of lysozyme in guanidinium chloride solutions from static and dynamic light-scattering measurements // Biotechnology and Bioengineering. 2005. - V. 90.-№4.-P. 482-490.

61. Ptitsyn O.B. How does protein synthesis give rise to the 3D-structure? // FEBS Letters. 1991. - V. 285. -№ 2. - P. 176-181.

62. Ptitsyn O.B. How the molten globule became // Reflections. 1995. - TIBS 20.-P. 376-379.

63. Mason P.E., Neilson G.W., Enderby J.E., Saboungi M.-L., Dempsey C.E., MacKerell A.D., and Brady J.W. The structure of aqueous guanidinium chloride solutions // J. Am. Chem. Soc. 2004. - V. 126. - № 37. - 1146211470.

64. Фабелинский И.JI. Молекулярное рассеяние света. М.: Наука. 1965. -511 С.

65. Фабелинский И.Л. Спектры света молекулярного рассеяния и некоторые их применения // Успехи физических наук. 1994. - Т. 164. -№ 9.-С. 897-935.

66. Fleury Р.А., Lyons К.В. Light scattering near phase transition. North-Holland: Amsterdam. 1983. - P. 430.

67. Вукс М.Ф. Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1977. - 320 С.

68. Fredericks W.J., Hammonds М.С., Howard S.B., Rosenberger F. Density, thermal expansivity, viscosity and refractive index of lysozyme solutions atcrystal growth concentrations // Journal of Crystal Growth. 1994. - V. 141. -P. 183-192.

69. Conde O., Teixeira J., and Papon P. Analysis of sound velocity in supercoled H20, D20, and water-ethanol mixtures // J. Chem. Phys. 1982. - V. 76. -3747-3753.

70. Stuhrmann H.B. and Fuess H. A neutron small-angle scattering study of hen egg-white lysozyme // Acta Cryst. 1976. - A32. - P. 67-73.

71. Giordano R., Grasso A., Teixeira J. Small-angle neutron scattering in lysozyme solution // Phys. Rev. A. 1991. - V. 43. - № 12. - P. 6894-6899.

72. Seth E. and Aswal V.K. Small-angle scattering study of macromolecular aggregation in aqueous lysozyme solution // J. Macromol. Sci. Physics. -2002. - V. B42. - № 1. - P. 77-83.

73. Chodankar S. and Aswal V.K. Structure and interaction in protein solutions as studied by small-angle neutron scattering // Phys. Rev. E. 2005. - V. 72. -P. 041931.

74. Niimura N., Minezaki Y., Tanaka I., Fujiwara S., Ataka M. Polar structure of lysozyme aggregates in unsaturated solution determined by small-angle neutron scattering contrast variation method // Journal of Crystal Growth. - 1999. -V. 200.-P. 265-270.

75. Renard D., Boue F., Lefebvre J. "Ordered" structure in solutions and gels of a globular protein as studied by small angle neutron scattering // Biopolymers. 1996. - V. 39. - P. 149-159.

76. Chen L., Hodgson K.O., Doniach S. A lysozyme folding intermediate revealed by solution X-ray scattering // J. Mol. Biol. 1996. - V. 261. - P. 658-671.

77. Petrescu A-J., Receveur V., Calmettes P., Durand D., Desmadril M., Roux В., Smith J.C. Small-angle neutron scattering by a strongly denatured protein: analysis using random polymer theory // Biophys. J. 1997. - V. 72. -P. 335-342.

78. Petrescu A-J., Receveur V., Calmettes P., Durand D., Smith J.C. Excluded volume in the configurational distribution of a strongly-denatured protein // Protein Science. 1998. - V. 7. - P. 1396-1403.

79. Laires D., Pauthe E. and Pelta J. Refolding of a high molecular weight protein: salt effect on collapse // Biophys. J. 2003. - V. 84. - p. 3904 - 3916.

80. Mandelbrot B.B. The Fractal Geometry of Nature // N.Y. W.H. Freeman. -1982.-640 P.

81. Stapleton H.J., Allen J.P., Flynn C.P., Stinson D.G., Kurtz S.R. Fractal form of proteins // Phys. Rev. Lett. 1980.-V. 45.-№ 17.-P. 1456-1459.

82. Enright M.B. and Leitner D.M. Mass fractal dimension and the compactness of proteins // Phys. Rev. E. 2005. - V. 71. - p. 011912.

83. Fedorov B.A., Fedorov B.B., Schmidt P.W. An analysis of the fractal properties of the surfaces of globular proteins // J. Chem. Phys. 1993. - V. 99.-№5.-P. 4076-4083.

84. Федер E. Фракталы. M.: Мир. 1991. - 264 С.

85. Олемской А.И., Флат А.Я. Использование концепции фрактала в физике конденсированной среды // УФН. 1993. - Т. 163. - № 12. - С. 1-50.

86. Feder J., Jossang T. A reversible reaction limiting step in irreversible immunoglobulin aggregation In: Scaling Phenomena in Disordered Sistems, NY: Plenum Press. - 1985. - P. 99-131.

87. Feder J., Jossang Т., Rosenqvist E. Scaling behavior and claster fractal dimension determined by light scattering from aggregating proteins // Phys. Rev. Lett. 1984. -V. 53. - P. 1403-1406.

88. Georgalis Ya., Umbach P., Raptis J., Saenger W. Lysozyme aggregation studied by light scattering. I. Influence of concentration and nature of electrolytes // Acta Cryst. 1997. - D53. - P. 691-702.

89. Georgalis Ya., Umbach P., Raptis J., Saenger W. Lysozyme aggregation studied by light scattering. II. Variations of protein concentration // Acta Cryst. 1997. - D53. - P. 703-712.

90. Свергун Д.И., Фейгин JI.A. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука. 1986. - 280 с.

91. Svergun D.I., Koch М. H.J. Small-angle scattering studies of biological macromolecules in solution // Rep. Prog. Phys. 2003. - V. 66. - P. 17351782.91 . http://www.embl-hamburg.de/ExternalInfo/Research/Sax/software.html

92. Doster W., Cusack S., Petry W. Dynamical transition of myoglobin revealed by inelastic neutron scattering // Nature. 1989. - V. 337. - P. 754-756.

93. Leyser H., Doster W., Diehl M. Far-infrared emission by boson peak vibrations in a globular protein // Phys. Rev. Lett. 1999. - V. 82. - № 14. -P. 2987-2990.

94. Urabe H., Sugawara Yo., Ataka M., Rupprecht A. Low-frequency Raman spectra of lysozyme crystals and oriented DNA films: dynamics of crystal water//Biophysical Journal. 1998. - V. 74. - P. 1533-1540.

95. Kataoka M., Kamikubo H., Yunoki J., Tokunaga F., Kanaya Т., Izumi Y., Shibata K. Low energy dynamics of globular proteins studied by inelastic neutron scattering // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1999. - V. 60.-P. 1285-1289.

96. Tarek M., Tobias D.J. Effects of solvent damping on side chain and backbone contributions to the protein boson peak // Journal of Chemical Physics.-2001.-V. 115.-№3.-P. 1607-1612.

97. Galiskan G., Kisliuk A., Tsai A.M., Soles C.L., Sokolov A.P. Protein dynamics in viscous solvents // Journal of Chemical Physics. 2003. - V. 118. -№ 9.-P. 4230-4236.

98. Perez J., Zanotti J.-M., Durand D. Evolution of the internal dynamics of two globular proteins from dry power to solution // Biophysical Journal. 1999. -V. 77.-P. 454-469.

99. Bizzarri A.R., Paciaroni A., Arcangeli C., Cannistraro S. Low-frequency vibrational modes in proteins: a neutron scattering investigation // Eur. Biophys. J. 2001. - V. 30. - P. 443-449.

100. Giraud G., Karolin J., Wynne K. Low-frequency modes of peptides and globular proteins in solution observed by ultrafast OHD-RIKES spectroscopy // Biophysical Journal. 2003. - V. 85. - P. 1903-1913.

101. Sokolov A.P., Rossler E., Kisliuk A., Quitmann D. Dynamics of strong and fragile glass formers: Differences and correlation with low-temperature properties // Phys. Rev. Lett. 1993. - V. 71. - P. 2062-2065.

102. Das S.P. Model of defect diffusion and development of the boson peak in an amorphous solids // Phys. Rev. E. 1999. - V. 59. - P. 3870-3875.

103. Gotze W., Mayr M.R. Evolution of vibrational excitations in glassy systems // Phys. Rev. E. 2000. - V. 61. - P. 587-606.

104. Roh J.H., Novikev V.N., Gegory R.B., Curtis J.E., Chowdhuri Z., Sokolov A.P. Onset of anharmonicity in protein dynamics // Phys. Rev. Lett. 2005. -V. 95. - P. 038101-1-4.

105. Doster W., Settles M. The dynamical transition in proteins: the role of hydrogen bonds // Les Houches Lectures, Workshop on Hydration Processes in Biology, Theoretical and Experimental Approaches IOS Press. - 1998.

106. Tarek M. and Tobias D.J. Role of protein-water hydrogen bond dynamics in the protein dynamical transition // Phys. Rev. Lett. 2002. - V. 88. - № 13. -P. 138101-1-4.

107. Paciaroni A., Cinelli S., Onori G. Effect of the environment on the protein dynamical transition: a neutron scattering study // Biophysical Journal. -2002.-V. 83.-P. 1157-1164.

108. Becker Т., Fischer S., Noe F., Tournier A.L., Ullmann G.M., Smith J.C. Protein dynamics: glass transition and mechanical function // Adv. in Solid State Phys. 2003. - V. 43. - P. 677-692.

109. Roh J.H., Curtis J.E., Azzam S., Novikov V.N., Peral I., Chowdhuri Z., Gregory R.B., Sokolov A.P. Influence of hydration on the dynamics of lysozyme // Biophysical Journal. 2006. - V. 91. - P. 2573-2588.

110. Granek R., Klafter J. Fractons in proteins: can they lead to anomalously decaying time autocorrelations? // Phys. Rev. Lett. 2005. - V. 95. - P. 098106-1-6.

111. Smith J., Cusack S., Tidor В., Karplus M. Inelastic neutron scattering analysis of low-frequency motions in proteins: harmonic and damped harmonic modes of bovine pancreatic trypsin inhibitor // J. Chem. Phys. -1990.-V. 93.-№5.-P. 2974-2991.

112. Andreani C., Deriu A., Filabossi A., Russo D. Low frequency dynamics in the enzyme superoxide dismutase revealed by inelastic neutron scattering // Physica B. 1997. - V. 234-236. - P. 223-224.

113. Nollmann M., Etchegoin P. Universal low-frequency vibrations of proteins from a simple interaction potential // Phys. Rev. E. 1999. - V. 60. - № 4. -P. 4593-4596.

114. FLNP User's Guide // Dubna. 1998. - 45 P.

115. Турчин В.Ф. Медленные нейтроны. M.: Госатомиздат. 1963. - 373 С.

116. Lovesey S. Thermal neutron scattering. Oxford: Oxford University Press. -1984.-373 C.

117. Genzel L., Keilmann F., Martin T.P., Winterling G., Yacoby Y., Frohlich H., Makinen M.W. Low-frequency Raman spectra of lysozyme // Biopolymers. 1976. -V. 15.-P. 219-225.

118. May Colaianni S.E., Faurskov Nielsen O. Low-frequency Raman spectroscopy // Journal of Molecular Structure. 1995. - V. 347. - P. 267284.

119. Лушников С.Г., Сванидзе A.B., Сашин И.Л. Функция плотности колебательных состояний лизоцима. // Письма в ЖЭТФ. 2005. -Т. 82.-№ 1.-С. 30-33.