Регистрация / Вход
Прислать материал

Магнитные и спиновые явления в химии и
биологии

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0262
Организация
МТЦ СО РАН
Руководитель работ
Сагдеев Ренад Зиннурович

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 05.10.2009
Приложение № 27
АННОТАЦИЯ РАБОТ,
ВЫПОЛНЕННЫХ НА ОТЧЕТНОМ ЭТАПЕ № 1
Выбор направления исследований. Разработка методов проведения экспериментов и обработки данных
государственного контракта с Федеральным агентством по науке
и инновациям от 07 июля 2009 г. № 02.740.11.0262.

Шифр: «2009-1.1-133-059-030»
Период выполне-ния этапа 07 июля 2009 г. – 05 октября 2009 г.
Исполнитель: Учреждение Российской академии наук Институт «Международный томографический центр» Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск
Цель работы Получение результатов мирового уровня в развитии новых высокочувствительных методов, основанных на магнитных и спиновых явлениях в химических реакциях, их применение в физико-химическом исследовании кинетики и механизма реакций биологически важных молекул и процессов.
1. Наименование разрабатываемой научной (научно-технической, инновационной) продукции
Выбор направлений исследований; разработка методов исследования химического состава белковых и небелковых экстрактов из тканей человека и подопытных животных; разработка методов исследования фотохимических свойств молекул; разработка методики определения эффективности реакции восстановления радикала гуанозина-монофосфата различными восстанавливающими агентами как модели химической репарации ДНК; разработка метода анализа внутримолекулярной подвижности аминокислотных остатков в белках с помощью ХПЯ с временных разрешением на примере убиквитина, содержащего два ХПЯ-активных аминокислотных остатка (тирозин и гистидин); разработка методов синтеза катализаторов гетерогенного гидрирования на основе иммобилизованных комплексов переходных металлов.
2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на отчетном этапе:
- проведен патентный поиск;
- разработаны методы исследования химического состава белковых и небелковых экстрактов из тканей человека и подопытных животных;
- разработаны методы исследования фотохимических свойств молекул;
- разработана методика определения эффективности реакции восста-новления радикала гуанозина-монофосфата различными восстанавливающими агентами как модели химической репарации ДНК;
- разработан метод анализа внутримолекулярной подвижности аминокислотных остатков в белках с помощью ХПЯ с временных разрешением на примере убиквитина, содержащего два ХПЯ-активных аминокислотных остатка (тирозин и гистидин);
- разработаны методы синтеза катализаторов гетерогенного гидрирования на основе иммобилизованных комплексов переходных металлов
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических ре-шений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе:
На первом этапе проведения работ был разработан комплекс современных научно-исследовательских методов, включая методы химического и протеомного анализа, методы стационарного и импульсного фотолиза, методы спиновой химии, и также методы синтеза катализаторов. Комплексное применение этих методов на последующих этапах работы позволит решить поставленные задачи.
2.3. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на от-четном этапе:
По результатам проделанной работы к публикации готовится 3 статьи.
3. Области и масштабы использования полученных результатов
Полученные результаты будут использоваться на последующих этапах выполнения настоящих НИР; они также могут быть использованы академическими институтами, ведущими исследования в области фотохимии, физической химии и спиновой химии.
4. Выводы
Цели данного этапа НИР достигнуты, работа может успешно продолжаться на следующих этапах.


Руководитель работ по проекту
Директор МТЦ СО РАН, академик Р.З. Сагдеев
3 сентября 2009 г.
М.П.
Развернуть
2
06.10.2009 - 10.12.2009
2.1. Разработка и применение методов расчетов магнитных и спиновых эффектов в наиболее полной постановке задачи (учет всех магнитных ядер радикалов, реакций переноса заряда и спина, димеризации и др.);
2.2. Теоретическое обоснование методик когерентного переноса поляризации между сильно связанными спинами;
2.3. Развитие теоретических методов описания переноса ядерного насыщения и
ХПЯ при обратимой ассоциации-диссоциации биоактивных лигандов с белками;
2.4. Развитие метода производящих функций для расчета эволюции спиновой системы при приложении периодических последовательностей РЧ-импульсов;
2.5. Теоретическое изучение полевой зависимости эффектов релаксации связанных многоспиновых систем; учет взаимного влияния спинов; рассмотрение долгоживущих спиновых состояний.
2.6 Исследование кинетики и механизма реакций, моделирующих процесс химической репарации нуклеиновых кислот на примере восстановления радикала
гуанозин-монофосфата цистеином, пептидами, содержащими триптофан и тирозин, а также белками куриным лизоцимом и коровьим лактальбуминов в нативном и
денатурированном состоянии.
2.7 Создание установки для изучения влияния магнитного поля на кинетику и механизм фото индуцированных реакций;
Работы , выполняемые за счет внебюджетных источников: Построение теории релаксации протонов воды в присутствии ферромагнитных нанокомпозитов
Развернуть
3
01.01.2010 - 15.06.2010
3.1 Создание установки для активации катализаторов гидрирования и
непрерывного получения гиперполяризованных флюидов с использованием ИППЯ
при гидрировании параводородом в контролируемых условиях;
3.2 Изучение механизмов термических и фотохимических реакций с участием молекулярных УФ фильтров, содержащихся в хрусталике человеческого глаза;
3.3 Изучение механизма и кинетики миграции спиновой плотности в реакциях фотоокисления дипептидов, содержащих тирозин и гистидин. Работы, выполняемые за счет внебюджетных источников: Исследование механизмов пост-
трансляционных модификаций белков хрусталик
Развернуть
4
16.06.2010 - 10.12.2010
4.1. Определение структуры и изучение реакционной способности ключевых интермедиатов радикальных реакций с участием олигомеров структурных единиц
биомакромолекул; изучение радикальных повреждений белков и нуклеиновых кислот.
4.2. Создание установки ЯМР высокого разрешения с быстрым переключением
магнитного поля;
4.3. Разработка и применение высокочувствительных неразрушающих магниторезонансных методов исследования структуры и динамических процессов в биомолекулах, основанных на ХПЯ и ИППЯ;
4.4. Определение времен корреляции молекулярных движений отдельных ядер
в биомолекулах. Создание и изучение долгоживущих спиновых состояний в
биомолекулах;
Работы , выполняемые за счет внебюджетных источников: Исследование переноса неравновесной поляризации ядер при обратимом связывании лигандов-
лекарств с белками
Развернуть
5
01.01.2011 - 30.04.2011
5.1 Изучение особенностей формирования ИППЯ при использовании комплексов металлов, иммобилизованных на твердых носителях. Определение характеристик
катализаторов, влияющих на величину ИППЯ. Оптимизация иммобилизованных
катализаторов;
5.2.Изучение особенностей формирования ИППЯ при использовании нанесенных металлических катализаторов. Определение свойств катализатора и условий
активации, обеспечивающих максимальную степень поляризации. Выяснение
механизма реакции. Оптимизация катализаторов, условий активации и проведения реакции.
5.3. Исследование возможности использования других типов гетерогенных
катализаторов для создания поляризации ядер с использованием ИПЦЯ.
Использование ИППЯ для изучения механизмов реакции каталитического
гидрирования.
5.4. Применение ИППЯ для значительного усиления сигнала ЯМР различных ядер при исследовании неживых объектов методом ЯМР томографии. Использование ИППЯ для МРТ процессов течения жидкостей и газов и исследования структуры
модельных реакторов и микрореакторов. Изучение возможности применения
развитых подходов для молекулярной томографии живых систем.
5.4 Изучение кинетики ХПЯ в фотореакциях убиквитина в нативном и различных типах денатурированных состояниий, и определение внутримолекулярной
подвижности аминоксилотных остатков убиквитина в этих состояниях
5.5 Создание протеомных карт и метаболомный анализ хрусталиков глаз подопытных животных и человека на разных стадиях катарактогенеза
Развернуть
6
01.05.2011 - 31.08.2011
6. 1 Проведение дополнительных исследований, в том числе патентных.
6.2 Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в
сравнении с современным научно-техническим уровнем.
6.3. Подготовка научно-методических материалов для всероссийской
конференции для молодых ученых по спиновым явлениям в химии и биологии;
Работы, выполняемые за счет внебюджетных источников: 6.4 Разработка научно-методических материалов по курсу «Основы квантовой кинетики и диффузионно-контролируемых реакций» для студентов и аспирантов химических специальностей (внебюджет).
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Организация
ООО НТЦ "ФИЗИМПЭКС"
профинансировано
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
профинансировано
Продолжительность работ
2005, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
МТЦ СО РАН
профинансировано
Тема
Нанокластерированные ферромагнитные материалы для приборов полупроводниковой спиновой наноэлектроники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
НК-421П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлениям: «Физика конденсированных сред. Физическое материаловедение», «Коллоидная химия и поверхностные явления», «Информатика», «Общая биология и геика» в рамках мероприятия 1.2.2 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
114
Тема
Разработка методов и технологий мониторинга экстремальных природных явлений в виде аномалий магнитного поля, значительных сейсмических событий и наводнений на реках России с использованием наземных и спутниковых данных
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
7
Тема
НК-434П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлениям: «Неорганическая и координационная химия. Аналитическая химия неорганических соединений», «Физическая химия. Электрохимия. Физические методы исследования химических соединений», «Органическая и элементоорганическая химия. Аналитическая химия органических соединений». «Физико-химическая молекулярная и клеточная биология», «Коллоидная химия и поверхностные явления», «Химия высокомолекулярных соединений. Нефтехимия. Катализ», «Радиохимия. Химия высоких энергий», «Геохимия» в рамках мероприятия 1.3.1 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
17
Тема
Ферменты для молекулярной биологии и генетической инженерии
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
5