|
Изучение методами ИК-Фурье, УФ спектроскопии и квантово-химическими расчетами молекулярных структур и спектральных характеристик
компонентов биополимеров – оснований нуклеиновых кислот, нуклеозидов и аминокислот, а также наноразмерных комплексов на их основе,
изолированных в низкотемпературных матрицах инертных газов.
Сотрудники, работающие по теме:
с.н.с., к.ф.-м.н. Степаньян С.Г.; с.н.с., к.ф.-м.н. Иванов А.Ю.; н.с., к.ф.-м.н. Плохотниченко А.М.;
Основные направления исследований:
- Изучение молекулярных структур изолированных фрагментов ДНК (пиримидиновые и пуриновые основания нуклеиновых кислот, нуклеозиды),
белков (аминокислоты) и различных биоактивных молекул (моносахариды, лекарственные соединения).
- Получение спектрально-структурных характеристик комплексов между биополимерными фрагментами, а также биоактивными молекулами и атомами.
- Развитие экспериментальных методов получения и спектрального исследования изолированных биомолекул, а также формирования наноразмерных
комплексов при низких температурах.
Наиболее важные научные результаты, полученные в группе:
- Впервые получены спектральные и структурные параметры ряда нуклеозидов, рибозы и дезоксирибозы, нейтральных форм аминокислот
алифатического ряда.
- Получена информация о конкуренции двух типов межмолекулярных взаимодействий – водородного связывания и стэкинга при образовании
димеров оснований нуклеиновых кислот.
- С помощью ab initio квантово-химических методов рассчитана пространственная структура перечисленных компонентов биополимеров,
определен их конформационный состав.
Оборудование и методы
- Вакуумный ( до 0,1 Торр) однолучевой ИК-Фурье спектрометр с аподизированном разрешение 0,1 см-1,
оборудованный криогенной вакуумной приставкой (Рис. 1) на базе малогабаритного жидкостного гелиевого криостата Р118
(производство ФТИНТ им. Б.И. Веркина).
Установка предназначена для исследования высокоразрешенных колебательных спектров биоорганических молекул и их комплексов с металлами
в матрицах инертных газов при температурах 5-40 К и диапазоне частот 20000-10 см-1. На низкотемпературном блоке установки установлены
зеркала и низкотемпературные дифференциальные кварцевые микровесы для контроля интенсивности молекулярных пучков и состава матриц.
Конструкция криовакуумной камеры позволяет устанавливать оптику для УФ-облученя низкотемпературных матриц (Рис. 1) и дополнительную
вакуумную камеру для одновременного напыления металлов и биомолекул (Рис. 2) |
 |
 |
- ИК-спектрометр для исследования спектров поглощения растворов и газов в диапазоне частот 12500-400 см-1
- Установка на базе вакуумного поста ВУП-5М (вакуум 10-7 Торр) предназначена для получения пленок следующими методами:
- термическое испарение (до 3000 оС),
- испарение электронным пучком,
- магнетронное распыление.
Установка оснащена кварцевыми микровесами для контроля толщины пленки во время роста. Есть возможность облучения пленки во время роста
светом ультрафиолетовой лампы или лазером.
- Проводятся расчеты структурных и термодинамических параметров биомолекул и их межмолекулярных комплексов с помощью неэмпирических методов
(HF, MP2, MP4, QCISD, CC), а также расчеты колебательных спектров в гармоническом и ангармоническом приближениях.
- Работы выполняются в содружестве с сотрудниками лаборатории теоретической вычислительной химии Университета Аризоны (г. Тусон, США)
(руковидитель - проф. Л. Адамович).
Основные публикации последних лет:
- Blagoi Yu.P., Sheina G.G., Ivanov A.Y., Radchenko E.D., Kosevich M.V., Shelkovsky V.S., Boryak O.A., Rubin Yu.V.
Low-temperature experimental studies in molecular biophysics: a review
Low Temperature Physics. - 1999. - 25, N 10. - P. 747-459.
- F.Huisken and O.Werhahn, A.Yu. Ivanov and S.A. Krasnokutski
The O-H stretching vibrations of glycine trapped in rare gas matrices and helium clusters.
J. Chem. Phys. 111, 7 (1999), p. 2978-2984
- Reva I.D., Stepanian S.G., Adamowicz L., Fausto R.
Combined FTIR matrix isolation and ab initio studies of pyruvic acid: proof for existence of the second conformer
J. Phys. Chem. A. – 2001. – V. 105A. – P. 4773-4780
- Плохотниченко А.М. Радченко Е.Д. Благой Ю.П. Карачевцев В.А.
Димеры фенола в матрицах аргона и неона.
Физика низких температур, 2001, Т. 27, No.8, стр. 901-914.
- Stepanian S.G., Reva I.D., Radchenko E.D., Adamowicz L.
Conformers of non-ionized proline. Matrix-isolation infrared and post-Hartree-Fock ab-initio study
J. Phys. Chem. A. – 2001. – V. 105A. – P. 10664-10672.
- Reva I.D., Stepanian S.G., Adamowicz L., Fausto R.
Missing Conformers. Comparative Study of Conformational Cooling in Cyanoacetic Acid and Methyl Cyanoacetate Isolated in Low Temperature
Inert Gas Matrixes
Chem. Phys. Lett. – 2003. – V.374. – P. 631-638.
- Reva I.D., Stepanian S.G., Adamowicz L., Fausto R.
Conformational behavior of cyanoacetic acid: a combined matrix isolation Fourier transform infrared spectroscopy and theoretical sstudy
J. Phys. Chem. A – 2003. – V. 107A. – P. 6351-6359.
- A.Yu. Ivanov, S.A. Krasnokutski, G.Sheina, Yu.P.Blagoi
Conformational structures and vibrational spectra of isolated pyrimidine nucleosides: Fourier transform infrared matrix isolation
study of 2-deoxyuridine.
Spectrochimica Acta Part A 59 ,(2003), 1959-1973.
- A.Yu.Ivanov, S.A.Krasnokutski, G.G.Sheina
Molecular structures of thymidine isomers isolated in the low temperature inert matrices.
Fizika Nizkih Themperatyr (FNT), V29, № 9-10, sept./oct. 2003, p.1065-1070.
- Плохотниченко А.М. Степаньян С.Г., Адамович Л., Карачевцев В.А.
Водородно связанные комплексы 2-аминопиримидин-парабензохинон в аргоновой матрице
Физика низких температур, 2006, Т. 32, No.2, стр. 201-213.
- A.Yu.Ivanov, V.A.Karachevtsev
FTIR spectra and conformations of 2’-deoxyuridine in Kr matrices
Физика низких температур. -2007. –Т.33, №6/7. - С.772-777.
- А.Ю.Иванов
Особенности конформационных структур 2’-дезоксиуридина, изолированных в низкотемпературных матрицах Ar и Kr.
Физика низких температур 2008, т.34, № 9 с. 962-969
|
|
RU
ENG
