Введение
ГЛАВА 1. Ямр-методы исследования динамики белков и примеры их применения 15
1.1. Природные зонды, дающие информацию о молекулярной динамике посредством ядерного магнитного резонанса 15
1.2. Форма линии спектра ЯМР твердого тела, обусловленная анизотропией химического сдвига 17
1.3. Вращение образца под магическим углом 22
1.4. Двумерные обменные ЯМР-эксперименты 26
1.5. Одномерные обменные ЯМР-эксперименты 34
1.6. ЯМР-релаксация 40
1.7. Корреляционная функция молекулярного движения и безмодельный подход 43
1.8. ЯМР и химический обмен в белковых растворах 47
1.9. Особенности проведения ЯМР-экспериментов на различных магнитных ядрах 51
1.10. Конформационная динамика белков 54
1.10.1. Белки в растворе 54
1.10.2. Белки в твердом состоянии 57
1.10.3. Обобщающие замечания 75
ГЛАВА 2. Броуновская динамика и межмолекулярные электростатические взаимодействия белков в растворе 79
2.1. Качественная модель межмолекулярных электростатических взаимодействий 79
2.2. ЯМР-релаксационные эксперименты на протонах белков в растворах тяжелой воды 85
2.2.1. Методы измерения и анализа времен релаксации 85
2.2.2. Результаты экспериментов и их обсуждение 93
2.3. Анализ дисперсий времен релаксации воды в растворах белков 101
2.4. Диэлектрические эксперименты в растворах миоглобина 108
2.5. Теоретические оценки энергии межмолекулярного электростатического взаимодействия белков и компьютерное моделирование броуновской динамики электрических диполей 112
2.6. Заключение ко второй главе 118
ГЛАВА 3. Исследование внутренних конформационных движений белков и полипептидов в твердом состоянии 120
3.1. Расширение частотного диапазона твердотельного ЯМР- эксперимента по релаксации во вращающейся системе координат для случая гетероядерной дипольной релаксации 120
3.1.1. Использование отстройки от резонанса частоты поля спин-лока 122
3.1.2. Использование дипольной развязки от протонов во время действия спин-лока 129
3.2. Сравнение внутренней динамики белков в микрокристаллическом и гидратированном порошкообразном состояниях 134
3.2.1. Постановка задачи 134
3.2.2. Условия эксперимента 136
3.2.3. Результаты и обсуждение 137
3.3. Исследование динамики биополимеров с помощью ЯМР релаксации на ядрах *Н и ,3С естественного содержания 144
3.3.1. Полилизин -релаксация на ядрах 13С естественного содержания 144
3.3.1.1. Условия эксперимента и методы анализа 145
3.3.1.2. Динамика боковых цепей 150
3.3.1.3. Динамика основной цепи 155
3.3.1.4. Выводы 156
3.3.2. Сравнительный анализ динамики полилизина и лизоцима по данным релаксации на ядрах 13С естественного содержания 158
3.3.2.1. Результаты 158
3.3.2.2. Обсуждение 161
3.3.3. Полилизин - сравнительный анализ ЯМР- релаксации на ядрах !Н и 13С 166
3.3.3.1. Преимущества и особенности сравнительного анализа ЯМР-релаксации на ядрах Ни С в биополимерах 167
3.3.3.2. Условия эксперимента и методы анализа. 168
3.3.3.3. Результаты и обсуждение 173
3.4. Применение твердотельной обменной ЯМР-спектроскопии для исследования низкочастотной внутренней динамики белков 187
3.4.1. Исследование динамики основной цепи барстара и полиглицина с помощью последовательности tr- ODESSA 187
3.4.1.1. Условия эксперимента и результаты 187
3.4.1.2. Спиновая диффузия 191
3.4.1.3. Молекулярное движение основной цепи барстара 197
3.4.2. Совместный анализ обменных и релаксационных ЯМР-данных - метод SREDA 200
3.4.2.1. Условия эксперимента 201
3.4.2.2. Математическое описание метода SREDA. 203
3.4.2.3. Результаты и обсуждение 206
3.4.3. Эффект зависимости скорости спиновой диффузии между ядрами 15N от частоты ВМУ 215
Основные выводы и результаты 224
Благодарности 228
Ссылки 229
