Формирование тонкопленочных упорядоченных белковых структур из полидисперсных кристаллизационных растворов лизоцима

Предложен метод получения белковых пленок на твердых подложках, основанный на ленгмюровской технологии, который заключается в использовании предварительно приготовленного раствора белка с образованием олигомеров. Предложенный подход апробирован на примере белка лизоцима. С помощью метода МУРР показано, что объемная доля наибольших олигомеров лизоцима - октамеров, образующихся в растворе на начальной стадии кристаллизации при добавлении осадителя - хлорида калия, составляет приблизительно 2,3% и мало изменяется в течение периода времени от 0 до 170 мин; в растворе белка без добавления осадителя присутствуют только мономеры лизоцима. Установлена структура пленки лизоцима на кремниевой подложке, сформированной из полидисперсного раствора с добавлением осадителя - хлорида натрия, условия которого соответствуют кристаллизации лизоцима тетрагональной сингонии. С помощью метода РР выявлено, что толщина белковой пленки равна 6,5 нм, а плотность практически в 4 раза превышает значение плотности пленки, сформированной из монодисперсного раствора. Исследования методом АСМ показали, что пленка имеет существенно более однородную структуру по сравнению с пленкой белка без осадителя. С помощью метода СРВ в области ПВО установлено, что ионы хлора образуют на границе раздела пленка/воздух тонкий слой толщиной 0,7 нм. Получена многослойная структура из ленгмюровского монослоя лизоцима на поверхности водной субфазы и слоев ионов осадителя в субфазе вблизи пленки белка. С помощью метода СРВ в области ПВО определено, что толщина белкового монослоя равна 6,5 нм и соответствует диаметру наибольшего олигомера, образующегося в растворе на начальной стадии кристаллизации; ионы осадителя хлорида калия образуют тонкие слои на границе раздела пленка/жидкость, причем слой ионов хлора плотно примыкает к монослою и имеет толщину 0,5 нм, а пик распределения ионов калия смещен в глубь субфазы, и слой имеет толщину 0,7 нм. Установлена структура пленки лизоцима на кремниевой подложке, сформированной из полидисперсного раствора в условиях кристаллизации лизоцима моноклинной сингонии. С помощью метода РР показано, что толщина белковой пленки равна 4 нм. С помощью метода СРВ в области ПВО выявлено, что ионы осадителя - йодида калия образуют на поверхности пленки тонкие слои, причем толщина слоя ионов йода составляет 1 нм, а слоя ионов калия - 2 нм. С помощью методов РР и СРВ в области ПВО установлено, что пленка лизоцима, сформированная из монодисперсного раствора белка, в котором содержатся только мономеры лизоцима, имеет толщину 4 нм, что соответствует диаметру мономера. Исследование методом АСМ показало, что пленка имеет «островковую» структуру, что соответствует значению пониженной плотности пленки по данным РР по сравнению с пленкой, сформированной из раствора белка с добавлением осадителя.