Химия и химичесекие технологии/1.Пластмассы, полимерные и синтетические материалы, каучуки, резино-технические изделия, шины и их производство.

Мыжанова Н.К., Мун Г.А.

Казахский национальный университет им. аль-Фараби,

ул. Карасай батыра 95 а, 050012 г. Алматы, Республика Казахстан

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ БЕЛКОВЫХ МОЛЕКУЛ С ЛИНЕЙНЫМИ СОПОЛИМЕРАМИ

N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА

Сывороточный альбумин является одним из основных белков плазмы крови. Простота его выделения в большом количестве и в чистом виде, а также широкое использование в клинической практике способствовали тому, что он стал одним из самых интенсивно исследованных белков. Доступность препарата, кроме того, явилась причиной использования альбумина в течение долгого времени как общей модели белков во многих исследованиях, таких как изучение процессов денатурации, связывания различных лигандов, процессов комплексообразования, конформационных переходов и т.д. /1/.

В работе исследованы основные закономерности процессов комплексообразования бычьего сывороточного альбумина (БСА) с (со)полимерами линейного строения N-винилпирролидона (NВП) и метилакрилата (МА) в водных растворах.

Сополимеры, полученные радикальной сополимеризацией смесей мономеров NВП и ММА [2], содержат гидрофильные звенья NВП, более гидрофобные звенья МА и обладают термочувствительными свойствами. Комплексообразование белков с неионными макромолекулами происходит в основном за счет водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Смешение водных растворов БСА с синтетическими полимерами сопровождается значительным помутнением, свидетельствующим о наличии специфического взаимодействия и формировании комплексов белок-неионный полимер. Это позволяет применить метод турбидиметрии для изучения процессов комплексообразования.

Для новых термочувствительных сополимеров исследовано их взаимодействие с БСА. Как видно из данных рисунка, способность связывать белковые макромолекулы в поликомплекс зависит от состава сополимеров, при этом видно поликомплексы не образуются с поли-NВП, что свидетельствует о том, что в стабилизацию белкового поликомплекса помимо водородных связей, значительный вклад вносят гидрофобные взаимодействия звеньев МА (рис. 1).

Рисунок 1. Поли-NВП (1), [NВП]:[МА] = 71,0:29,0 (2); 52,9:47,1 (3) мол.%;

[Поли-NВП]= [NВП-МА] = [БСА] = 0,1 г/дл, рН=2,0

Установлено, что связывающая способность сополимеров по отношению к изучаемым белкам зависит от концентрации реагентов в растворах. На рисунке 2 представлены зависимости оптической плотности растворов сополимер NВП-МА - БСА от рН среды, при различных концентрациях исходных реагентов. Видно, что при использовании растворов с концентрацией 0.01-0,05 г/дл помутнения не происходит, что свидетельствует либо об отсутствии специфического связывания, либо об образовании растворимых поликомплексов. Однако при переходе к более высоким концентрациям (0.1 – 0.5 г/дл), наблюдаются характерные максимумы, указывающие на связывание белковой молекулы сополимером

В связи с тем, что рН оказывает существенное влияние на комплексообразование белков с полимерами, нами изучено влияние рН на образование и устойчивость поликомплексов БСА- поли- NВП, БСА- NВП –МА (рис. 3).

Рисунок 2. [NВП]:[МА] = 52,9:47,1 мол.%;

[NВП-МА] = [БСА] = 0,01 (1); 0,05 (2); 0,1 (3); 0,5 (4) г/дл.

Рисунок 3. Поли-NВП (1), [NВП]:[МА] = 71,0:29,0 (2); 52,9:47,1 (3) мол.%;

[Поли-NВП]= [NВП-МА] = [БСА] = 0,1 г/дл.

Крутой угол наклона кривой свидетельствует об интенсивном кооперативном связывании линейных макромолекул с белковыми глобулами. Максимум на кривых турбидиметрического титрования показывает образование в растворе коацерватных капелек, видимых даже невооруженным глазом, с последующим уменьшением мутности. Нужно отметить, что комплексообразование БСА с поли- NВП не наблюдается в любом диапазоне рН (кривая 1).

Способность термочувствительных полимеров к связыванию белковых веществ открывает перспективы их использования для выделения и очистки биополимеров, а также для создания систем с контролируемым выделением физиологически активных веществ.

Литература:

1. Джафаров А.С., Алиев Л.Л. Структура и конформационные особенности бычьего сывороточного альбумина. Баку, 1990, 204 с.

2. Пак Л.В., Нуркеева З.С., Мун Г.А., Уркимбаева П.И., Пиримбетова М.Б., Мыжанова Н.К. Физико-химические свойства новых водо-растворимых сополимеров на основе МА. //Вестник КазНУ. №2(46), Алматы 2007.-234-238 C.