Структура, стабильность и комплексообразование сахар-связывающих белков с лигандами. Возможность их использования в качестве чувствительного элемента биосенсорных систем на глюкозу тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат биологических наук Фонин, Александр Владимирович

• Фонин, Александр Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Фонин, Александр Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цели и задачи исследования

Основные положения, выносимые на защиту:

Научная новизна работы

Теоретическое и практическое значение работы

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Нативные частично неупорядоченные белки

1.2. Лиганд-связывающие белки из периплазмы грам-отрицательных бактерий

1.2.1. О-глюкоза/О-галактоза-связывающий белок

1.2.2. Трегалоза/мальтоза - связывающий белок

1.3. Методы мониторинга глюкозы

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Материалы

2.2. Методы

2.2.1. Анализ пространственной структуры белков

2.2.2. Флуоресцентные измерения

2.2.3. Регистрация и анализ кривых затухания флуоресценции

2.2.4. Измерение спектров кругового дихроизма

2.2.5. Тушение флуоресценции акриламидом

2.2.6. Определение параметров связывания лиганд-рецептор с помощью интенсивных флуоресцентных характеристик

2.2.7. Расчет термодинамических параметров

2.2.8 Дифференциальная сканирующая калориметрия

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Роль лигандов в стабилизации структуры GGBP

3.1.1. Сворачивание-разворачивание ano и холоформы GGBP под действием GdnHCl

3.1.2. Тепловая денатурация GGBP и GGBP/Glc

3.2. Влияние аминокислотных замен в положение 16 и 183 на стабильность GGBP и комплексообразование этого белка с глюкозой

3.2.1. Устойчивость GGBP/W183A и GGBP/F16A к денатурирующему действию гуан идингидрохлор ида

3.2.2. Тепловая денатурация мутантных форм GGBP/W183A и GGBP/F16A, а также комплексов этих белков с глюкозой

3.3. Структура и стабильность ТМВР

3.4. Возможность использования сахар-связывающих белков GGBP и ТМВР в качестве чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

BAD AN - 6-бромацетил-2-диметиламинонафталин;

GGBP - D-глюкозаЮ-галактоза-связывающий белок из Escherichia coli;

GGBP-Ca - О-глюкоза/О-галактоза-связывающий белок из Escherichia coli с отщепленным ионом Ca;

Glc - глюкоза;

GGBP/Glc - комплекс GGBP с глюкозой;

GGBP/Glc-Ca - безкальциевая форма комплекса D-глюкоза/О-галактоза-связывающего белка с глюкозой;

GGBP/X_Y - мутантная форма О-глюкозаЛЭ-галактоза-связывающего

белка с заменой аминокислотного остатка X на Y;

GGBP/X Y-BADAN - мутантная форма Б-глюкоза/О-галактоза-связывающего белка с заменой аминокислотного остатка X на Y с присоединенным флуоресцентным красителем BAD AN;

FRET - безызлучательный перенос энергии по ферстеровскому механизму;

GdnHCl - гуанидингидрохлорид;

ТМВР - трегалоза/мальтоза-связывающий белок из Thermococcus litoralis.

АНС -8-анилино-1-нафталин сульфат

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура, стабильность и комплексообразование сахар-связывающих белков с лигандами. Возможность их использования в качестве чувствительного элемента биосенсорных систем на глюкозу»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

В течение последнего десятилетия представления о том, как осуществляется фолдинг белков, и даже представления о нативном белке как о белке с жесткой, строго детерминированной структурой, претерпели существенное изменение. На рубеже столетий стали появляться работы, свидетельствующие о том, что полипептидные цепи многих белков в принципе не способны образовывать компактное глобулярное состояние. Тем не менее, такие белки, будучи частично или полностью неупорядоченными, выполняют в клетке присущую им функцию, т.е. являются нативными [1-3]. Эти белки могут переходить в компактное глобулярное состояние только при взаимодействии со своими партнерами: низкомолекулярными лигандами, другими белками, нуклеиновыми кислотами и т.д. В связи с этим изучение влияния лигандов на стабильность и процесс фолдинга белков представляет значительный интерес.

Двухдоменные лиганд-связывающие белки периплазмы грам-отрицательных бактерий (РВР) могут быть удобной моделью для изучения роли лигандов в процессах фолдинга и стабилизации структуры белков в нативном состоянии. Эти белки участвуют в переносе различных веществ (углеводов, аминокислот, пептидов) через клеточную мембрану, используя энергию, высвобождаемую в результате гидролиза АТФ. Отличительной особенностью РВР, выделяющей их из других классов белковых рецепторов, являются значительные изменения пространственной структуры при взаимодействии со своими лигандами [4]. Понимание механизмов комплексообразования этих белков и роли лигандов в процессах их фолдинга и стабилизации структуры особенно важно в связи с возможностью их использования в качестве чувствительных элементов биосенсорных систем на ряд аналитов, в частности, на глюкозу.

В настоящей работе объектами исследования были сахар-связывающие белки: О-глюкоза/Б-галактоза-связывающий белок из E.coli (GGBP) и трегалоза/мальтоза-связывающий белок из термофильной бактерии Thermococcus litoralis (ТМВР). Связывание этих белков с лигандами (сахарами) приводит к значительным изменениям их третичной структуры, что делает возможным использование этих белков при конструировании социально значимых биосенсоров для определения содержания глюкозы в биологических жидкостях. Последнее имеет важное практическое значение для медицины в связи с острой необходимостью создания неинвазивного глюкометра непрерывного действия. Поскольку при использовании лиганд-связывающих белков в качестве чувствительного элемента биосенсоров важно использовать такие формы белков, которые отличаются высоким уровнем стабильности к агрессивному действию окружающей среды, немаловажным является изучение стабильности этих белков.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы является исследование структуры, фолдинга, стабильности и комплексообразования с глюкозой сахар-связывающих белков GGBP и ТМВР, а также ряда их мутантных форм с точки зрения их возможного использования в качестве чувствительного элемента глюкометра. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Провести сравнительное изучение устойчивости GGBP и ТМВР к действию различных денатурирующих факторов.

2. Исследовать роль лигандов в стабилизации этих белков и, в частности, роль иона Ca в фолдинге и стабилизации GGBP.

3. Изучить процессы разворачивания-сворачивания мутантных рекомбинантных форм GGBP и ТМВР, которые потенциально могут быть использованы в качестве чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексообразование с ионом Са приводит к значительному увеличению устойчивости структуры апоформы СвВР к денатурирующим воздействиям, что позволяет отнести ООВР к белкам с частично неупорядоченной структурой.

2. Комплексообразование с глюкозой существенно повышает стабильность ООВР. Связывание иона Са комплексом ООВР с Э-глюкозой не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на стабильность структуры холоформы ООВР.

3. Процесс разворачивания как ООВР, так и его комплекса с Э-глюкозой под действием Ос1пНС1 является одностадийным и обратимым. Тепловая денатурация ООВР и его комплекса с Б-глюкозой осложнена агрегацией. Степень агрегации определяется концентрацией белка, температурой нагрева и продолжительностью инкубации белка при высокой температуре.

4. ТМВР обладает исключительно высокой устойчивостью к денатурирующим воздействиям, значительно большей по сравнению с ООВР.

5. Способность связывать глюкозу и чрезвычайно высокая стабильность ТМВР делают мутантные рекомбинантные формы этого белка предпочтительными кандидатами на роль чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу по сравнению с мутантными рекомбинантными формами ООВР.

6. Наиболее перспективными из числа исследованных мутантных форм ТМВР и ООВР для использования в качестве чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу следует считать мутантные формы ТМВР/С1828/А14С (Ка = 3.4 ± 0.1 мМ, амплитуда изменения полезного сигнала 40 %) и ООВР/Н152С/А213Ы/Ь2388 = 5.2 ± 0.3 мМ, амплитуда изменения полезного сигнала 200 %)

Научная новизна работы

В настоящей работе получены новые данные о влиянии комплексообразования GGBP с глюкозой и ионом Са на стабильность этого белка. Обнаружено, что отщепление иона кальция оказывает дестабилизирующее действие на структуру открытой формы GGBP.

В работе впервые проведено подробное изучение устойчивости трегалоза/мальтоза-связывающего белка из термофильной бактерии Thermococcus litoralis к денатурирующим воздействиям. Показано, что этот белок обладает значительно большей стабильностью по сравнению с GGBP. Предложены, получены и охарактеризованы мутантные формы ТМВР, обеспечивающие ковалентное присоединение флуоресцентного красителя BADAN. Показано, что мутантная форма TMBP/C182S/A14C с красителем, присоединенным по 14-му положению, представляет наибольший интерес для использования в качестве чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу.

Теоретическое и практическое значение работы

Новые данные о сворачивании-разворачивании О-галактоза/Б-глюкоза-связывающего белка, а также о влиянии глюкозы и иона Са на этот процесс, существенны для понимания роли лигандов при фолдинге этого белка и в стабилизации его структуры к денатурирующему действию химических денатурантов и нагревания. Эти данные существенны также для понимания процессов фолдинга частично неупорядоченных белков. Полученные в работе данные об исключительной стабильности трегалоза/мальтоза-связывающего белка из термофильной бактерии Thermococcus litoralis подтверждают представление о взаимосвязи стабильности белков и средой обитания организмов.

Данные о характере процессов сворачивания-разворачивания GGBP и ТМВР и их мутантных рекомбинантных форм с присоединенным внешним красителем и измененной константой связывания глюкозы могут иметь важное практическое значение при разработке чувствительных элементов

социально значимых биосенсорных систем на глюкозу и ряд других аналитов.

Результаты работы используются при проведении лекционно-практических занятий для студентов 4 курса Кафедры биофизики СПбГПУ.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Фонин, Александр Владимирович

выводы

1. Апоформа ОвВР приобретает стабильную структуру только после присоединения иона Са, что позволяет отнести ООВР к белкам с частично неупорядоченной структурой.

2. Лиганды играют существенную роль в стабилизации белка: ион Са - в стабилизации апоформы, Б-глюкоза - в стабилизации холоформы.

3. Процесс разворачивания как ООВР, так и его комплекса с Э-глюкозой под действием Ос1пНС1 является одностадийным и обратимым. Тепловая денатурация ООВР и его комплекса с О-глюкозой осложнена агрегацией. Степень агрегации определяется концентрацией белка, температурой нагрева и продолжительностью инкубации белка при высокой температуре.

4. ТМВР обладает исключительно высокой устойчивостью к денатурирующим воздействиям, значительно большей по сравнению с ООВР.

5. Способность связывать глюкозу и высокая стабильность ТМВР делают мутантные рекомбинантные формы этого белка предпочтительными кандидатами на роль чувствительного элемента биосенсора на глюкозу по сравнению с мутантными рекомбинантными формами ООВР.

6. Наиболее перспективными из числа исследованных мутантных форм ТМВР и ООВР для использования в качестве чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу следует считать мутантные формы ТМВР/С1828/А14С (К* = 3.4 ± 0.1 мМ, амплитуда изменения полезного сигнала 40 %) и ООВР/Н152С/А213К/Ь2388 (Ка = 5.2 ± 0.3 мМ, амплитуда изменения полезного сигнала 200 %)

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Фонин, Александр Владимирович, 2013 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Turoverov KK, Kuznetsova IM, Uversky VN (2010) The protein kingdom extended: ordered and intrinsically disordered proteins, their folding, supramolecular complex formation, and aggregation. Prog Biophys Mol Biol 102 (2-3):73-84.

2. Dunker AK, Cortese MS, Romero P, Iakoucheva LM, Uversky VN (2005) Flexible nets. The roles of intrinsic disorder in protein interaction networks. FEBS J 272 (20):5129-5148.

3. Uversky VN (2008) Alpha-synuclein misfolding and neurodegenerative diseases. Curr Protein Pept Sei 9 (5):507-540.

4. Yesylevskyy SO, Kharkyanen VN, Demchenko AP (2006) The change of protein intradomain mobility on ligand binding: is it a commonly observed phenomenon? Biophys J 91 (8):3002-3013.

5. Uversky VN, Gillespie JR, Fink AL (2000) Why are "natively unfolded" proteins unstructured under physiologic conditions? Proteins 41 (3):415-427.

6. Uversky VN, Roman A, Oldfield CJ, Dunker AK (2006) Protein intrinsic disorder and human papillomaviruses: increased amount of disorder in E6 and E7 oncoproteins from high risk HP Vs. J Proteome Res 5 (8): 1829-1842.

7. Romero P, Obradovic Z, Kissinger C, Villafranca JE, Dunker AK Identifying disordered regions in proteins from amino acid sequence. In: Neural Networks, 1997., International Conference on, 9-12 Jun 1997 1997. pp 90-95 vol.91.

8. Dunker AK, Gamer E, Guilliot S, Romero P, Albrecht K, Hart J, Obradovic Z, Kissinger C, Villafranca JE (1998) Protein disorder and the evolution of molecular recognition: theory, predictions and observations. Pac Symp Biocomput:473-484.

9. Dunker AK, Obradovic Z, Romero P, Garner EC, Brown CJ (2000) Intrinsic protein disorder in complete genomes. Genome Inform Ser Workshop Genome Inform 11:161171.

10. Oldfield CJ, Cheng Y, Cortese MS, Romero P, Uversky VN, Dunker AK (2005) Coupled folding and binding with alpha-helix-forming molecular recognition elements. Biochemistry 44 (37): 12454-12470.

11. Ward JJ, Sodhi JS, McGuffin LJ, Buxton BF, Jones DT (2004) Prediction and functional analysis of native disorder in proteins from the three kingdoms of life. J Mol Biol 337 (3):635-645.

12. Uversky VN, Oldfield CJ, Dunker AK (2005) Showing your ID: intrinsic disorder as an ID for recognition, regulation and cell signaling. J Mol Recognit 18 (5):343-384.

13. Dunker AK, Obradovic Z (2001) The protein trinity—linking function and disorder. Nat Biotechnol 19 (9):805-806.

14. Uversky VN (2002) Natively unfolded proteins: a point where biology waits for physics. Protein Sei 11 (4):739-756.

15. Uversky VN (2003) Protein folding revisited. A polypeptide chain at the folding-misfolding-nonfolding cross-roads: which way to go? Cell Mol Life Sei 60 (9): 18521871.

16. Daughdrill GW, Narayanaswami P, Gilmore SH, Belczyk A, Brown CJ (2007) Dynamic behavior of an intrinsically unstructured linker domain is conserved in the face of negligible amino acid sequence conservation. J Mol Evol 65 (3):277-288.

17. Holmes KC, Popp D, Gebhard W, Kabsch W (1990) Atomic model of the actin filament. Nature 347 (6288):44-49.

18. Dwyer MA, Hellinga HW (2004) Periplasmic binding proteins: a versatile superfamily for protein engineering. Curr Opin Struct Biol 14 (4):495-504.

19. Tam R, Saier MH, Jr. (1993) Structural, functional, and evolutionary relationships among extracellular solute-binding receptors of bacteria. Microbiol Rev 57 (2):320-346.

20. Felder CB, Graul RC, Lee AY, Merkle HP, Sadee W (1999) The Venus flytrap of periplasmic binding proteins: an ancient protein module present in multiple drug receptors. AAPS PharmSci 1 (2):E2.

21. Szurmant H, Ordal GW (2004) Diversity in chemotaxis mechanisms among the bacteria and archaea. Microbiol Mol Biol Rev 68 (2):301-319.

22. Neiditch MB, Federle MJ, Pompeani AJ, Kelly RC, Swem DL, Jeffrey PD, Bassler BL, Hughson FM (2006) Ligand-induced asymmetry in histidine sensor kinase complex regulates quorum sensing. Cell 126 (6): 1095-1108.

23. Schauder S, Bassler BL (2001) The languages of bacteria. Genes Dev 15 (12): 14681480.

24. Dalken B, Jabulowsky RA, Oberoi P, Benhar I, Wels WS (2010) Maltose-binding protein enhances secretion of recombinant human granzyme B accompanied by in vivo processing of a precursor MBP fusion protein. PLoS One 5 (12):el4404.

25. Richarme G, Caldas TD (1997) Chaperone properties of the bacterial periplasmic substrate-binding proteins. J Biol Chem 272 (25):15607-15612.

26. Fukami-Kobayashi K, Tateno Y, Nishikawa K (1999) Domain dislocation: a change of core structure in periplasmic binding proteins in their evolutionary history. J Mol Biol 286 (l):279-290.

27. Lewis RJ, Muchova K, Brannigan JA, Barak I, Leonard G, Wilkinson AJ (2000) Domain swapping in the sporulation response regulator SpoOA. J Mol Biol 297 (3):757-770.

28. Vyas NK, Vyas MN, Quiocho FA (1988) Sugar and signal-transducer binding sites of the Escherichia coli galactose chemoreceptor protein. Science 242 (4883):1290-1295.

29. Hsiao CD, Sun YJ, Rose J, Wang BC (1996) The crystal structure of glutamine-binding protein from Escherichia coli. J Mol Biol 262 (2):225-242.

30. Sun YJ, Rose J, Wang BC, Hsiao CD (1998) The structure of glutamine-binding protein complexed with glutamine at 1.94 A resolution: comparisons with other amino acid binding proteins. J Mol Biol 278 (l):219-229.

31. Nickitenko AV, Trakhanov S, Quiocho FA (1995) 2 A resolution structure of DppA, a periplasmic dipeptide transport/chemosensory receptor. Biochemistry 34 (51):16585-16595.

32. Sleigh SH, Seavers PR, Wilkinson AJ, Ladbury JE, Tame JR (1999) Crystallographic and calorimetric analysis of peptide binding to OppA protein. J Mol Biol 291 (2):393-415.

33. Lee YH, Dorwart MR, Hazlett KR, Deka RK, Norgard MV, Radolf JD, Hasemann CA (2002) The crystal structure of Zn(II)-free Treponema pallidum TroA, a periplasmic metal-binding protein, reveals a closed conformation. J Bacteriol 184 (8):2300-2304.

34. Karpowich NK, Huang HH, Smith PC, Hunt JF (2003) Crystal structures of the BtuF periplasmic-binding protein for vitamin B12 suggest a functionally important reduction in protein mobility upon ligand binding. J Biol Chem 278 (10):8429-8434.

35. Shilton BH, Flocco MM, Nilsson M, Mowbray SL (1996) Conformational changes of three periplasmic receptors for bacterial chemotaxis and transport: the maltose-, glucose/galactose- and ribose-binding proteins. J Mol Biol 264 (2):350-363.

36. Pang A, Arinaminpathy Y, Sansom MS, Biggin PC (2003) Interdomain dynamics and ligand binding: molecular dynamics simulations of glutamine binding protein. FEBS Lett 550 (1-3):168-174.

37. Hollenstein K, Frei DC, Locher KP (2007) Structure of an ABC transporter in complex with its binding protein. Nature 446 (7132):213-216.

38. Bermejo GA, Strub MP, Ho C, Tjandra N (2010) Ligand-free open-closed transitions of periplasmic binding proteins: the case of glutamine-binding protein. Biochemistry 49 (9): 1893-1902.

39. Bucher D, Grant BJ, Markwick PR, McCammon JA (2011) Accessing a hidden conformation of the maltose binding protein using accelerated molecular dynamics. PLoS Comput Biol 7 (4):el002034.

40. Stepanenko O, Fonin A, Kuznetsova I, Turoverov K (2012) Ligand-binding proteins: structure, stability and practical application. Protein Structure, InTech, Rijeka:265-290

41. Anraku Y (1968) Transport of sugars and amino acids in bacteria. II. Properties of galactose- and leucine-binding proteins. J Biol Chem 243 (11):3123-3127

42. Hazelbauer GL, Adler J (1971) Role of the galactose binding protein in chemotaxis of Escherichia coli toward galactose. Nat New Biol 230 (12):101-104

43. Borrok MJ, Kiessling LL, Forest KT (2007) Conformational changes of glucose/galactose-binding protein illuminated by open, unliganded, and ultra-highresolution ligand-bound structures. Protein Sci 16 (6): 1032-1041.

44. Berman H, Henrick K, Nakamura H, Markley JL (2007) The worldwide Protein Data Bank (wwPDB): ensuring a single, uniform archive of PDB data. Nucleic Acids Res 35 (Database issue):D301-303.

45. Diez J, Diederichs K, Greller G, Horlacher R, Boos W, Welte W (2001) The crystal structure of a liganded trehalose/maltose-binding protein from the hyperthermophilic Archaeon Thermococcus litoralis at 1.85 A. J Mol Biol 305 (4):905-915.

46. Fessas D, Staiano M, Barbiroli A, Marabotti A, Schiraldi A, Varriale A, Rossi M, DAuria S (2007) Molecular adaptation strategies to high temperature and thermal denaturation mechanism of the D-trehalose/D-maltose-binding protein from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus litoralis. Proteins 67 (4):1002-1009.

47. Herman P, Barvik I, Jr., Staiano M, Vitale A, Vecer J, Rossi M, DAuria S (2007) Temperature modulates binding specificity and affinity of the d-trehalose/d-maltose-binding protein from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus litoralis. Biochim Biophys Acta 1774 (5):540-544.

48. Oliver NS, Toumazou C, Cass AE, Johnston DG (2009) Glucose sensors: a review of current and emerging technology. Diabet Med 26 (3): 197-210.

49. Tura A, Maran A, Pacini G (2007) Non-invasive glucose monitoring: assessment of technologies and devices according to quantitative criteria. Diabetes Res Clin Pract 77 (1): 16-40.

50. Ferrante do Amaral CE, Wolf B (2008) Current development in non-invasive glucose monitoring. Med Eng Phys 30 (5):541-549.

51. Nelson LA, McCann JC, Loepke AW, Wu J, Ben Dor B, Kurth CD (2006) Development and validation of a multiwavelength spatial domain near-infrared oximeter to detect cerebral hypoxia-ischemia. J Biomed Opt 11 (6):064022.

52. Lambert JL, Morookian JM, Sirk SJ, Borchert MS (2002) Measurement of aqueous glucose in a model anterior chamber using Raman spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy 33 (7):524-529.

53. Cameron BD, Anumula H (2006) Development of a real-time corneal birefringence compensated glucose sensing polarimeter. Diabetes Technol Ther 8 (2):156-164.

54. Heinemann L, Kramer U, Klotzer HM, Hein M, Volz D, Hermann M, Heise T, Rave K (2000) Noninvasive glucose measurement by monitoring of scattering coefficient during oral glucose tolerance tests. Non-Invasive Task Force. Diabetes Technol Ther 2 (2):211-220

55. MacKenzie HA, Ashton HS, Spiers S, Shen Y, Freeborn SS, Hannigan J, Lindberg J, Rae P (1999) Advances in photoacoustic noninvasive glucose testing. Clin Chem 45 (9): 1587-1595

56. Rao G, Glikfeld P, Guy RH (1993) Reverse iontophoresis: development of a noninvasive approach for glucose monitoring. Pharm Res 10 (12): 1751-1755

57. The Diabetes Research in Children Network Study Group. Accuracy of the GlucoWatch G2 Biographer and the continuous glucose monitoring system during hypoglycemia: experience of the Diabetes Research in Children Network (2004). Diabetes Care 27 (3):722-726

58. Kost J, Mitragotri S, Gabbay RA, Pishko M, Langer R (2000) Transdermal monitoring of glucose and other analytes using ultrasound. Nat Med 6 (3):347-350.

59. Jensen BM, Bjerring P, Christiansen JS, Orskov H (1995) Glucose content in human skin: relationship with blood glucose levels. Scand J Clin Lab Invest 55 (5):427-432

60. Tolosa L (2010) On the design of low-cost fluorescent protein biosensors. Adv Biochem Eng Biotechnol 116:143-157.

61. Stepanenko OV, Povarova OI, Fonin AV, Kuznetsova IM, Turoverov KK, Staiano M, Varriale A, D'Auria S (2011) New insight into protein-ligand interactions. The case of the D-galactose/D-glucose-binding protein from Escherichia coli. J Phys Chem B 115 (12):2765-2773.

62. Amiss TJ, Sherman DB, Nycz CM, Andaluz SA, Pitner JB (2007) Engineering and rapid selection of a low-affinity glucose/galactose-binding protein for a glucose biosensor. Protein Sci 16 (11):2350-2359.

63. Khan F, Saxl TE, Pickup JC (2010) Fluorescence intensity- and lifetime-based glucose sensing using an engineered high-Kd mutant of glucose/galactose-binding protein. Anal Biochem 399 (l):39-43.

64. Thomas KJ, Sherman DB, Amiss TJ, Andaluz SA, Pitner JB (2006) A long-wavelength fluorescent glucose biosensor based on bioconjugates of galactose/glucose binding protein and Nile Red derivatives. Diabetes Technol Ther 8 (3):261-268.

65. Thomas J, Sherman DB, Amiss TJ, Andaluz SA, Pitner JB (2007) Synthesis and biosensor performance of a near-IR thiol-reactive fluorophore based on benzothiazolium squaraine. Bioconjug Chem 18 (6): 1841-1846.

66. Ge X, Tolosa L, Rao G (2004) Dual-labeled glucose binding protein for ratiometric measurements of glucose. Anal Chem 76 (5): 1403-1410.

67. Ye K, Schultz JS (2003) Genetic engineering of an allosterically based glucose indicator protein for continuous glucose monitoring by fluorescence resonance energy transfer. Anal Chem 75 (14):3451-3459

68. Pickup JC, Zhi ZL, Khan F, Saxl T, Birch DJ (2008) Nanomedicine and its potential in diabetes research and practice. Diabetes Metab Res Rev 24 (8):604-610.

69. Saxl T, Khan F, Ferla M, Birch D, Pickup J (2011) A fluorescence lifetime-based fibre-optic glucose sensor using glucose/galactose-binding protein. Analyst 136 (5):968-972.

70. Birnboim HC, Doly J (1979) A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA. Nucleic Acids Res 7 (6):1513-1523

71. Laemmli UK (1970) Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227 (5259):680-685

72. Turoverov KK, Kuznetsova IM, Zaitsev VN (1985) The environment of the tryptophan residue in Pseudomonas aeruginosa azurin and its fluorescence properties. Biophys Chem 23 (l-2):79-89.

73. Туроверов KK, Бикташев АГ, Дорофеюк AB, Кузнецова ИМ (1998) [Комплекс аппаратных и программных средств для измерения спектральных, поляризационных и кинетических характеристик флуоресценции в растворе. Цитология 40 (8-9):806-817

74. Lakowicz JR (2006) Principles of Fluorescence Spectroscopy. 3 edn. Springer, New York, 698 p.

75. Kuznetsova IM, Sulatskaya AI, Povarova OI, Turoverov KK (2012) Réévaluation of ANS binding to human and bovine serum albumins: key role of equilibrium microdialysis in ligand - receptor binding characterization. PLoS One 7 (7):e40845.

76. Nölting В (1999) Calculation of the kinetic rate constants. In: Protein Folding Kinetics. Springer, 222 p.

77. Marquardt DW (1963) An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters. J Soc Indust Appl Math 11 (2):431-441

78. Zuker M, Szabo AG, Bramall L, Krajcarski DT, Seiinger В (1985) Delta fonction convolution method (DFCM) for fluorescence decay experiments. Rev Sei Instrum 56 (l):14-22.

79. Levitsky DI, Rostkova EV, Orlov VN, Nikolaeva OP, Moiseeva LN, Teplova MV, Gusev NB (2000) Complexes of smooth muscle tropomyosin with F-actin studied by differential scanning calorimetry. Eur J Biochem 267 (6): 1869-1877.

80. Kremneva E, Boussouf S, Nikolaeva O, Maytum R, Geeves MA, Levitsky DI (2004) Effects of two familial hypertrophic cardiomyopathy mutations in alpha-tropomyosin, Aspl75Asn and Glul80Gly, on the thermal unfolding of actin-bound tropomyosin. Biophys J 87 (6):3922-3933.

81. Levitsky D (2005) Structural and functional studies of muscle proteins by using differential scanning calorimetry. In: The Nature of Biological Systems as Revealed by Thermal Methods. Springer, pp 127-158

82. Privalov PL, Potekhin SA (1986) Scanning microcalorimetry in studying temperature-induced changes in proteins. Methods Enzymol 131:4-51

83. Turoverov KK, Kuznetsova IM (2003) Intrinsic fluorescence of actin. J Fluorescence 13:41-57

84. Kuznetsova IM, Stepanenko OV, Turoverov KK, Staiano M, Scognamiglio V, Rossi M, DAuria S (2005) Fluorescence properties of glutamine-binding protein from Escherichia coli and its complex with glutamine. J Proteome Res 4 (2):417-423

85. DAuria S, Alfieri F, Staiano M, Pelella F, Rossi M, Scire A, Tanfani F, Bertoli E, Grycznyski Z, Lakowicz JR (2004) Structural and thermal stability characterization of Escherichia coli D-galactose/D-glucose-binding protein. Biotechnol Prog 20 (l):330-337

86. DAuria S, Ausili A, Marabotti A, Varriale A, Scognamiglio V, Staiano M, Bertoli E, Rossi M, Tanfani F (2006) Binding of glucose to the D-galactose/D-glucose-binding protein from Escherichia coli restores the native protein secondary structure and thermostability that are lost upon calcium depletion. J Biochem 139 (2):213-221

87. Bushmarina NA, Kuznetsova IM, Biktashev AG, Turoverov KK, Uversky VN (2001) Partially folded conformations in the folding pathway of bovine carbonic anhydrase II: a fluorescence spectroscopic analysis. Chembiochem 2 (11):813-821.

88. Chen Y, Barkley MD (1998) Toward understanding tryptophan fluorescence in proteins. Biochemistry 37 (28):9976-9982.

89. Piszczek G, DAuria S, Staiano M, Rossi M, Ginsburg A (2004) Conformational stability and domain coupling in D-glucose/D-galactose-binding protein from Escherichia coli. Biochem J 381 (Pt 1):97-103.

90. Herman P, Vecer J, Barvik I, Jr., Scognamiglio V, Staiano M, de Champdore M, Varriale A, Rossi M, DAuria S (2005) The role of calcium in the conformational dynamics and thermal stability of the D-galactose/D-glucose-binding protein from Escherichia coli. Proteins 61 (1): 184-195

91. Permyakov SE, Bakunts AG, Denesyuk AI, Knyazeva EL, Uversky VN, Permyakov EA (2008) Apo-parvalbumin as an intrinsically disordered protein. Proteins 72:822-836

92. Povarova OI, Kuznetsova IM, Turoverov KK (2010) Differences in the pathways of proteins unfolding induced by urea and guanidine hydrochloride: molten globule state and aggregates. PLoS One 5 (1 l):el5035.

93. Stepanenko OV, Stepanenko OV, Fonin AV, Verkhusha VV, Kuznetsova IM, Turoverov KK (2012) Protein-Ligand Interactions of the D-Galactose/D-Glucose-Binding Protein as a Potential Sensing Probe of Glucose Biosensors. Spectroscopy: An Int J 27 (5-6): 373-379

94. Stepanenko OV, Povarova OI, Stepanenko OV, Fonin AV, Kuznetsova IM, Turoverov KK, Staiano M, D'Auria S (2010) Structure and stability of D-galactose/D-glucose-binding protein. The role of D-glucose binding and Ca ion depletion. Spectroscopy: An Int J 24 (3):355-359.

95. Stepanenko OV, Fonin AV, Morozova KS, Verkhusha W, Kuznetsova IM, Turoverov KK, Staiano M, DAuria S (2011) New insight in protein-ligand interactions. 2. Stability and properties of two mutant forms of the D-galactose/D-glucose-binding protein from E. coli. J Phys Chem В 115 (29):9022-9032.

96. Степаненко OB, Поварова ОИ, Фонин AB, Степаненко Олеся В. (2010). Стабильность сахар-связывающих белков: О-галактоза/О-глюкоза-связывающего белка из Escherichia coli и трегалоза/мальтоза-связывающего белка из Thermococcus litoralis. Цитология 52 (11): 950-954.

97. Bongrand Р (1999) Ligand-receptor interactions. Rep Prog Phys 62 (6):921-968.

98. Dintenfass L (1985) Blood viscosity. Kluwer Academic Pub 482 p.

99. Фонин AB, Степаненко OB, Верхуша BB, Щербакова ДМ, Кузнецова ИМ, Туроверов КК (2011). Перспективы создания чувствительного элемента биосенсорной системы на глюкозу. Вестник СпбГУ 4(4): 180-185.