Регистрация / Вход
Прислать материал

Развитие структурно-чувствительных и рентгено-спектральных методов для нанодиагностики биоорганических систем в условиях, приближенных к физиологическим

Номер контракта: 14.616.21.0050

Руководитель: Новикова Наталья Николаевна

Должность руководителя: нач. лаборатории

Докладчик: Букреева Татьяна Владимировна, зав. лабораторией

Организация: федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
биоорганические наносистемы, наночастицы, поверхностная дифракция, метод стоячих рентгеновских волн, рентгеновская абсорбционая спектроскопия, полное внешнее отражение

Цель проекта:
Разработка новых методов изучения процессов структурной реорганизации в биоорганических наносистемах, сформированных на поверхности жидкой субфазы. Создание научно-методического задела по применению на источниках синхротронного излучения высокопрецизионных рентгеновских методик для характеризации биоорганических систем в условиях, приближенных к естественным условиям их функционирования.

Основные планируемые результаты проекта:
Выполнение данного проекта должно обеспечить разработку новых методик получения функциональных материалов, в частности на основе нанокристаллического диоксида церия, являющихся перспективными соединениями для решения широкого круга медицинских задач, в
т.ч. терапии ран различной этиологии, создание солнцезащитных космецевтических препаратов, лечение заболеваний, вызываемых окислительным стрессом и т.д

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате проведенных исследований процессов структурной реорганизации липидных монослоев под действием наночастиц диоксида церия и магнетита будут получены новые знания о возможных молекулярных механизмах повреждения клеточных мембран при взаимодействии с наночастицами. Развитие такого рода подходов является весьма перспективным для медико-биологических исследований, так как понимание молекулярных механизмов действия биологически активных соединений, в частности наночастиц, может в значительной степени облегчить решение многих фармакологических научных и прикладных задач.
На основе исследований локальной геометрии металлоцентров рекомбинантного белка паркин будут получены новые данные о молекулярных механизмах нарушения лигазной активности этого белка, играющего ключевую роль в нейродегенеративных нарушениях при наследственных формах болезни Паркинсона. Результаты запланированных работ ориентированы на поиск и развитие новых методов диагностики риска этого тяжелого нейродегенеративного заболевания.
В ходе выполнения проекта должен быть создан научно-методический задел для экспериментальной реализации на станции «Ленгмюр» Курчатовского источника СИ метода рентгеновской абсорбционной спектроскопии в геометрии полного внешнего отражения. Это позволит существенно расширить возможности проводимых в РФ биофизических исследований, посвященных изучению биоорганических систем в условиях, приближенных к естественным условиям их функционирования.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проведенных исследований направлены на обеспечение потребностей научно-исследовательских институтов работающих в области исследования биоорганических систем, белков, биомакромолекул в переходных и функционально активных состояниях. Полученный научный задел по нанодиагностике биоорганических систем в условиях, приближенных к физиологическим, позволит существенно расширить возможности биофизических исследований по изучению механизмов взаимодействия клеток живых организмов с неорганическими наночастицами, а также по получению дифференциальных данных о функционировании биологических систем в физиологических условиях.

Текущие результаты проекта:
Создан научно-методический задел для реализации на станции «Ленгмюр» исследований тонких пленок с помощью метода XAFS в геометрии полного внешнего отражения.
Метод поверхностной дифракции был использован для изучения структурной реорганизации монослоя жирной кислоты, сформированного на растворе наночастиц диоксида церия.
Проведено исследование белковых пленок, сформированных на жидкой субфазе, методом стоячих рентгеновских волн (СРВ).
Отработаны условия синтеза водных золей нанокристаллического диоксида церия с размером частиц в диапазоне 2–7 нм и концентрацией до 10 г/л.
Проведен подбор оптимальных условий синтеза наночастиц магнетита.
Для получения препаратов рекомбинантного белка паркин были использованы процедуры клонирования ДНК фрагментов в бактериальные вектора, трансформации полученных плазмид в клетки E.coli, экспрессии рекомбинантного белка в трансформированных клетках, разрушения клеток для выделения рекомбинантного белка.
Для изучения стехиометрии связывания ионов металла в белке паркин применен метод XAFS спектроскопии в геометрии полного внешнего отражения
С помощью метода малоуглового рентгеновского рассеяния проведены исследования олигомерного состояния серии очищенных препаратов белка паркина в диапазоне концентраций от 0.5 до 2мг/мл