Роль межмолекулярных взаимодействий эфиров, полиэфиров с белками и их структурными фрагментами в растворе.

Известно, что полиэфиры и в частности блок-сополимеры выполняют транспортную функцию лекарственных препаратов, при этом сохраняя их активность. Следует отметить что транспортная функция блок-сополимеров лекарственных средств реализуются посредством межмолекулярных взаимодействий. Однако область невалентных взаимодействий полиэфиров и блок-сополимеров с биомолекулами и их структурными фрагментами в растворе практически не изучены. Не дается информации о составе растворителя непосредственного окружения растворенного вещества, взаимодействий между молекулами, определяющих устойчивость систем полиэфир - биомолекула. Отсутствует чёткий подход для оценки сольватационных явлений полиэфиров в растворителях, учитывающий межмолекулярные взаимодействия. В связи с этим научная новизна проекта заключается в изучение межмолекулярных взаимодействий полиэфиров, которые выполняют транспортную функцию, с белками и их структурными фрагментами. Решение поставленной цели по изучению межмолекулярных взаимодействий полиэфиров с органическими и водно-органическими смесями, в том числе и биомолекулами будет реализовано широким спектром термодинамических, структурных и теплофизических методов. В рамках проекта планируется выявить влияние структуры, строения, количества и типа активных центров в эфирах и полиэфирах на прочность водородных связей с органическими молекулами. При этом планируется оценить устойчивость белковых молекул в водно-органических растворах полиэфиров методами спектроскопии кругового дихроизма, спектрофлуориметрии и термического анализа. Проект разделён на три части. В рамках первого года проекта предполагается изучить межмолекулярные взаимодействия структурных фрагментов полиэфиров (простые эфиры, краун - эфиры и их производные) в растворах протонодоноров, протоноакцепторов и алифатических спиртах термодинамическими, структурными и теплофизическими методами. Планируется выявить влияние структуры, строения, количества активных центров эфиров на прочность водородной связи с органическими молекулами, в том числе и модельными фрагментами белков - амидами. Будет установлена роль кооперативности водородных связей в многочастичных комплексах структурных фрагментов полиэфиров и белков на устойчивость данных систем. Планируется исследовать влияние природы растворителя на термодинамические и структурные параметры при взаимодействия полиэфиров в органических неэлектролитах при переходе от индивидуальных растворителей к их смесям в широком диапазоне соотношений компонентов. Будет изучено влияние размера молекул на избыточные функции термодинамических и теплофизических параметров. В рамках второго года планируется изучить межмолекулярные взаимодействия полиэфиров в органических и водно-органических смесях. В качестве полиэфиров планируется использовать полиэтиленгликоли и полипропиленгликоли с разной молекулярной массой, а также блок-сополимеры на основе окиси этилена и пропилена (плюроники и полоксомеры). Выбор именно данных объектов обусловлен желанием проанализировать влияние отдельно окиси этилена и пропилена на межмолекулярные взаимодействия в органических и водно-органических смесях. При этом данные объекты в том числе и блок-сополимеры существенно различаются молекулярной массой, строением, количеством активных протоноакцепторных и протонодонорных центров. В рамках третьего года проекта планируется детальное изучение взаимодействий полиэфиров (полиэтиленгликолей, полипропиленгликолей и блок-сополимеров) с растворами белков: (лизоцим куриный яичного белка, бычий сывороточной альбумин и человеческий сывороточный альбумин). Будет изучена устойчивость вторичной структуры белковых молекул в водно-органических растворах в присутствие эфиров, краун-эфиров и полиэфиров методом спектроскопии кругового дихроизма. Планируется оценить влияния структуры полиэфиров на вторичную структуру белковой молекулы и её биофизические параметры. Планируется исследовать спектры возбуждения и эмиссии флуоресценции белковых молекул (лизоцим куриного яичного белка, бычий сывороточной альбумин и человеческий сывороточный альбумин) в водно-органических растворах в присутствие полиэфиров. Будут получены термодинамические параметры функциональной активности белковых молекул в растворе. Планируется изучение стабильности и связывания полиэфиров в зависимости от количества активных центров с биомолекулами. Результаты по изучению межмолекулярных взаимодействий, устойчивости, и реакционной активности биосистем позволят увеличить эффективность применения лекарственных препаратов, и тем самым дать рекомендации для борьбы с различными типами заболеваний.