Введение
Глава 1. Лазерная спектроскопия структуры белковых молекул 13
1.1. Особенности структуры белковых молекул 13
1.2. Особенности структуры и функционирования химотрипсина и люциферазы . 22
1.3. Методы лазерной физики в исследованиях белковых молекул 30
1.3.1. Флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением 30
1.3.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния света 45
1.3.3. Нелинейная лазерная спектроскопия 5 6
Литература 60
Глава 2. Многофункциональный лазерный спектрометр для исследования биомолекул 74
2.1. Лазерные источники 74
2.2. Оптическая схема МЛС. 80
2.2.1. Оптическая схема экспериментов по флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением. 80
2.2.2. Оптическая схема экспериментов по КР спектроскопии 84
2.2.3. Оптическая схема экспериментов по микроспектроскопии 88
2.3. Оптимизация оптической схемы конфокального микроскопа 92
2.3.1. Элементы дифракционной теории построения изображения в конфокальном микроскопе 92
2.3.2. Определение параметров оптической схемы 97
2.4. Системы регистрации 105
2.4.1. Система счета фотонов с временным разрешением 105
2.4.2. Многоканальное детектирование КР спектров 110
2.4.3. Система регистрации на основе позиционно-чувствительного ФЭУ 111 МКП
2.5. Методика обработки экспериментальных данных 116
2.5.1. Обработка кинетик затухания интенсивности флуоресценции 116
2.5.2. Обработка данных флуоресцентной спектрохронографии 121
2.5.3. Коррекция стационарных спектров флуоресценции 122
2.5.4. Обработка спектров комбинационного рассеяния 124
2.6. Воздействие лазерного излучения на образцы 128
Глава 3. Примеры применения МЛС для диагностики биообъектов 139
3.1. КР спектроскопия нефлуоресцирующих фталоцианинов в растворах, модельных средах и клетках 139
3.2. Флуоресцентная спектрохронография белкамелиттина 148
3.3. Флуоресцентная спектроскопия при двухфотонном возбуждении 156
3.4. Определение параметров широкополосного фона в КР спектрах белковых молекул 162
Глава 4. КАРС спектроскопия как метод диагностики структуры белковых молекул 176
4.1. Особенности КАРС спектроскопии белковых молекул 176
4.2. Техника КАРС спектроскопии 186
4.3. КАРС спектроскопии белковых молекул 197
4.3.1. КАРС спектроскопия имидазольного кольца 197
4.3.2. КАРС спектроскопия ароматических аминокислотных остатков 200
4.3.3. КАРС спектроскопия полосы амид I 203
4.3.4. КАРС спектроскопия полосы амид III 216
4.3.5. Невырожденный КАРС растворов аминокислот 217
Глава 5. Колебательная спектроскопия функционально-значимых структурных изменений белковых молекул 224
5.1. Определение изменения структуры фермента при его взаимодействии с лигандом 224
5.1.1. Изменения полосы амид I 228
5.1.2. Изменения полосы амид III 234
5.1.3. Изменения полос ароматических аминокислотных остатков 235
5.1.4. Изменения полос дисульфидных мостиков 237
5.2. Конформационные изменения белков при переходе от кристаллического состояния к раствору: сравнение данных рентгеноструктурного анализа и КР спектроскопии 240
5.3. Структурные изменения химотрипсина, связанные с эффектом "инверсии функции" 252
Глава 6. Светоиндуцированные конформационные изменения в биолюминесцентной системе люциферин-люцифераза 273
6.1. Спектральные свойства компонент биолюминесцентной системы 273
6.2. Тушение флуоресценции люциферазы при взаимодействии с лигандами 278
6.2.1. Взаимодействие люциферазы с люциферином 278
6.2.2. Взаимодействие люциферазы с АТФ 284
6.3. Фотоиндуцированные изменения молекулы люциферина. 290
6.4. Внутримолекулярная динамика люциферазы 302
6.5. Эффект фотоиндуцированного разгорания флуоресценции люциферазы 309
6.6. Схема фотоиндуцированных конформационных изменений 323
Заключение к главе 6 326
Литература 327
Заключение 330
