Введение к работе
'" АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Комплексы белков с линейными природными полиионамя, к числу которых относятся хроматин, рибосомы, информасомы и другие компоненты клетки, а также вирусы, широко распространены в живой природе я выполняют важные функции. Можно считать установленным, что основной вклад в стабилизацию комплексов природных полиионов с белками вносит кооперативное электростатическое взаимодействие, в которое вовлекаются ионогенные группы белков, экспонированные аа поверхности глобул. Комплексы глобулярных белков с линейными синтетическими полиэлектролнтами представляют собой удобные модели для изучения таких взаимодействий.
Замечательным свойством палвзлектролвт- белковых комплексов является их способность растворяться в воде при содержании в их частицах определенного избытка вескоыпенсированных заряженных звеньев синтетического полииона. Изучение этих растворимых комплексов, в которых роль лиофилизиругощих фрагментов играют участки цепей полиаоиа, позволило выявить принципы самосборки комплексных частиц, исследовать их структуру и некоторые важные свойства. Результаты такого рода исследований необходимы для осуществления направленного синтеза комплексов полиэлектролитов с белками и оптимизации применения синтетических полиионов в различных отраслях народного хозяйства в качестве высокоэффективных флокулянтов, стабилизаторов коллоидных дисперсий, ионообменных материалов, мембран, связующих, сорбентов, структурообразователей, физиологически активных соединений и т.д. Эта задача становится особенно актуальной в связи с перспективой использования поляэлектролитов и водорастворимых интерполиэлектролитных комплексов в качестве носителей биологически активных веществ, в частности ферментов, я применения их в этом качестве в биотехнологии и медицине.
В данной работе, наряду с исследованием полиэлектролит-белковых комплексов, впервые изучен другой тип водорастворимых комплексов — белок- аолнэлектролптпые комплексы, в которых функцию
лиофилизирующего компонента выполняет включенный в избытке белок. Исследование образования, строения и свойств таких комплексов позволяет получить информацию, полезную для понимания самосборки и структуры вирусных частиц, механизмов физиологической активности синтетических полииовов и искусственных иммуногенов, для разработки новых высокочувствительных я экспрессных диагностических систем.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в выявлении общих принципов образования водорастворимых комплексов глобулярных белков с полиэлектролитами, изучении факторов, влияющих на этот процесс, а также исследовании структуры в свойств образующихся белок-полиэлектролитных и полиэлектролит-белковых комплексов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. При исследовании взаимодействия бычьего сывороточного альбумина (БСА) и поликатиона поли--Н-этил-4-винилпиридиний бромида (ПЭВП) обнаружено и впервые изучено образование водорастворимого белок-полиэлектролитного комплекса, в котором функцию лиофилизирующего компонента выполняет белок. В частицу комплекса включена одна цепь высокомолекулярною ПЭВП а такое количество глобул БСА, которое обеспечивает ее растворимость и соответствует двукратному избытку отрицательно заряженных карбоксилатных групп БСА по отношению к положительно заряженным пиридиниевым группам ПЭВП. Существенно, что образование растворимого комплекса при добавлении БСА к нерастворимому стехиометричному комплексу БСА—ПЭВП приводит к сосуществованию растворимого комплекса и осадка, то есть сопровождается диспропорционироваяием комплексных частиц по составу. Установлены диапазоны изменения рН и концентрации вводимого низкомо — лекулярного электролита (NaCI), отвечающие существованию растворимых белок-полиэлектролитных комплексов, и выявлена их зависимость от длины цепи полимера и состава смеси.
Обнаружено, что степень полимеризации поликатиона может оказывать определяющее влияние на образование и свойства водорастворимых полиэлектролит-белковых комплексов ПЭВП—БСА, в которых роль лиофилизирующего компонента играет ПЭВП. Показано,
что поли-М-этил-4-винилпиридинпй бромид с Рп<50 ве способен образовывать с БСА растворимых полиэлектролит-белковых комплексов.
Выявлены общие структурно-термодинамические принципы
образования водорастворимых белок-полиэлектролитных и
полиэлектролит-белковых комплексов.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Полученные в работе результаты могут иметь важное значение при использовании полиэлектролитов для разделения смесей биополимеров, разработке новых эффективных лекарственных веществ, вакцин и диагностических средств. Саму возможность образования водорастворимых белок-полиэлектролитных комплексов следует иметь в виду при использовании синтетических полиионов в качестве флокулянтов в процессах утилизации ценных белковых веществ из отходов пищевой и фармацевтической промышленности и при производстве кормового белка.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены па I международной школе—семинаре "Нетрадиционные методы синтеза полимеров" (Алма-Ата, 1990), на IV Всесоюзной конференции "Водорастворимые полимеры и их применение" (Иркутск, 1991), на международной школе—семинаре "Современные проблемы физической химии макромолекул" (Пущино, 1991), на II Всесоюзной научно—технической конференции "Свойства и применение водорастворимых полимеров" (Ярославль, 1991), на К Всесоюзном Симпозиуме "Синтетические полимеры медицинского назначения" (Звенигород, 1991).
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы ( названия). Работа изложена на страницах, содержит рисунков.
