Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследованы модели взаимодействия незаряженного полимера с плоской поверхностью с использованием варианта метода Монте-Карло - энтропического моделирования в сочетании с алгоритмом Ванга-Ландау. Метод позволяет получать функции распределения системы по энергиям и расстояниям от полимера до поверхности. На основе этих распределений рассчитаны избыточные энтропии систем и их тепловые свойства: внутренняя энергия, теплоемкость, средний радиус инерции, среднее расстояние между концами цепи и среднее расстояние от полимера до поверхности. Рассмотрены континуальные и решеточные модели.

Продемонстрированы возможности метода смачивания для характеристики структуры поверхностей полимеров и адсорбционных слоев поверхностно-активных веществ (ПАВ) на полимерных поверхностях, а также для определения энергетических характеристик полимерных поверхностей на различных границах раздела и использования этих величин для оптимизации выбора полимеров при решении конкретных практических задач.

Описан метод создания ориентированных в одном направлении ДНК-фибрилл длиной свыше нескольких десятков микрометров на поверхности кремния n- и p-типа. Предложен новый простой и эффективный способ создания серебряных нанопроволок методом электрохимического восстановления связанных с ДНК ионов серебра с использованием полученных фибрилл в качестве шаблона, в результате которого зафиксированные на поверхности монокристалла кремния n-типа молекулы ДНК равномерно покрываются кластерами серебра размером около 30 нм. Предлагаемая процедура металлизации ДНК на поверхности кремния n-типа имеет преимущество по сравнению с аналогичным способом для макромолекул, закрепленных на свежесколотой слюде, поверхности стекла и кремния р-типа. Кремний n-типа является не только подложкой, но и источником электронов для восстановления серебра; отсутствие дополнительного химического компонента - восстановителя - принципиально отличает предлагаемый метод от известных в настоящее время. Получены изображения зафиксированных молекул ДНК и готовых нанопроволок с помощью атомного силового микроскопа.

Методами кругового дихроизма, ультрафиолетовой спектрофотометрии, динамического светорассеяния, вискозиметрии, динамического двулучепреломления и атомно-силовой микроскопии изучены конформационные свойства молекулы ДНК при ее комплексообразовании с олигопептидами. Использовали образцы с двумя, тремя и пятью мономерными остатками L-лизина. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в разбавленных растворах ДНК малой ионной силы с олигопептидами (с тремя и пятью мономерными звеньями) наблюдается конденсация макромолекулы при определенных концентрациях пептидов. Для бипептида конденсации ДНК в растворе не наблюдается. В растворах ДНК большой ионной силы (1 М NaCl) олигопептиды не оказывают влияния на размер макромолекулы.

Методами низкоградиентной вискозиметрии, двойного лучепреломления в потоке, атомной силовой микроскопии и УФ спектроскопии показано радиопротекторное действие кофеина при γ-облучении растворов ДНК. В присутствии кофеина наблюдается уменьшение влияния радиации на объем макромолекулярного клубка ДНК в растворе, снижение количества двунитевых разрывов, разрушенных азотистых оснований, степени радиационной денатурации.

Методами спектрофотометрии, спектрополяриметрии и вискозиметрии исследованы механизмы самоорганизации в растворе краун-содержащего производного актиноцина (I), обладающего противоопухолевой активностью, а также взаимодействие образующихся агрегатов с молекулой ДНК. Наличие радикала 4′-бензо-15-краун-5 в структуре исследованного соединения определяет наблюдаемые различия в механизме его комплексообразования в присутствии ионов Na⁺ и K⁺. Процесс агрегации в присутствии ионов K⁺ сопровождается смещением длинноволновой полосы спектра поглощения в коротковолновую (образование агрегатов H-типа) или в длинноволновую (образование агрегатов J-типа) области в зависимости от концентрации ионов K⁺ в растворе. В присутствии ионов Na⁺ независимо от их концентрации в растворе формируются агрегаты J-типа. Предложена схема формирования комплексов и их взаимных превращений при изменении ионного состава среды. Исследование взаимодействия данного соединения с ДНК показало, что в присутствии ионов K⁺ оно связывается с молекулой ДНК в виде мономеров и/или димеров, не образуя крупных надмолекулярных агрегатов. H- и J-структуры, сформированные в K⁺-содержащих растворах соединения I, при взаимодействии с ДНК разрушаются. Если раствор соединения I добавлять в раствор ДНК, содержащий ионы Na⁺, агрегаты J-формы образуются непосредственно на поверхности молекулы ДНК. В то же время J-структуры, первоначально сформированные в Na⁺-содержащем растворе соединения I, практически не взаимодействуют с ДНК. Исследование данной системы показывает, что введение краун-группировки в молекулу соединения, имеющего гетероциклический хромофор, дает возможность с помощью ионного состава среды влиять на его сродство и способ связывания с молекулой ДНК.

С использованием полностью релятивистского кластерного метода дискретного варьирования исследовано электронное строение большого фрагмента кристаллической решетки циркона ZrSiO₄ с примесным атомом плутония, замещающим атом циркония Zr⁴⁺. Рассмотрены три возможных состояния примесного центра: Pu⁴⁺ (изовалентное замещение), Pu³⁺ (неизовалентное замещение) и Pu³⁺ с кислородной вакансией в ближайшем окружении, обеспечивающей зарядовую компенсацию. Релаксацию кристаллической решетки ZrSiO₄ вблизи дефекта моделировали с использованием полуэмпирического метода атомных парных потенциалов (программа GULP). Анализ заселенностей перекрывания и эффективных зарядов на атомах показал, что химическое связывание плутония с матрицей носит ковалентный характер, а изовалентное замещение дает более стабильную систему, чем примесь Pu³⁺. Структура химического связывания в присутствии вакансий является промежуточной по отношению к замещениям Pu⁴⁺ → Zr⁴⁺ и Pu³⁺ → Zr⁴⁺.

Методом теории функционала плотности на уровне теории B3LYP/6-31G(d,p) изучено образование водородно-связанных комплексов L-цистеина с селенистой и селеновой кислотами. В обоих случаях преимущественно возникают комплексы по карбоксильной группе цистеина, при этом энтальпия образования составляет от -19 до -21 ккал/моль, а свободная энергия от -6 до -9 ккал/моль. Вероятно, первоначальный акт взаимодействия в системе гидроксилсодержащее соединение селена - α-аминокислота, включающий взаимную ориентацию молекул реактантов и образование межмолекулярных водородных связей, служит предпосылкой того, что тиольная группа оказывается способной принимать участие в последующих стадиях (включающих более глубокие химические превращения) биологически значимых реакций.

Исследованы корреляционные зависимости топологических индексов с физико-химическими параметрами N-алкилкарбоксиимидов циклических дикарбоновых кислот и проведен сравнительный анализ полученных результатов с корреляциями, связывающими эти параметры.

Методом газовой электронографии исследовано строение молекулы N,N′-этилен-бис(ацетилацетонимината) цинка(II), ZnO₂N₂C₁₂H₁₈, при температуре T = 503(5) K. Установлено, что молекула имеет симметрию равновесной конфигурации С₂ с неплоским строением координационного узла ZnN₂O₂ и межъядерными расстояниями r_h1(Zn-O) 1,958(13) и r_h1(Zn-N) 2,012(16) Å. Квантово-химические расчеты методом DFT/В3LYP/СЕР,TZV предсказывают структуру молекулы, удовлетворительно согласующуюся с найденной в эксперименте.