Получение и исследование свойств растворимого коллагена

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Состав и строение коллагена 6
1.2 Типы и функции коллагена 10
1.3 Физико-химические свойства коллагена 15
1.4 Поведение белковых молекул в растворе. Теория Дебая-Хюккеля 29
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 32
2.1 Рентгеноспектральный анализ коллагена 32
2.2 Хроматографический метод анализа 34
2.3 Определение содержания фосфора 39
2.4 Весовой тетрафенилборатный метод определения массовой доли калия в сложных удобрениях 40
2.5 Степень набухания коллагена 42
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОЛЛАГЕНА 46
3.1 Объект исследования и подготовка образцов для измерений 46
3.2 Рентгеноспектральный анализ 47
3.3 Определение содержания фосфора 49
3.4 Весовой тетрафенилборатный метод определения массовой доли калия в сложных удобрениях 52
3.5 Степень набухания коллагена 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 58

Весь текст будет доступен после покупки

Белки - это высокомолекулярные природные органические вещества, играющие фундаментальную роль в структуре и жизнедеятельности живых организмов. Изучение белков как фундаментальных строительных блоков биологической природы и оценка влияния внешних факторов на белковые системы имеют большое значение для современной медицинской биофизики, молекулярной физики и экологии.
Белковые макромолекулы, биополимеры и их водные растворы являются уникальными для изучения методами молекулярной физики, поскольку масса каждой белковой макромолекулы строго определена и поскольку белковые молекулы имеют определенный заряд на своей поверхности, который может быть изменен путем изменения рН раствора.
Коллаген - один из самых важных и распространенных белков в живых организмах, составляющий треть всех белков в организме. Существует около двух десятков типов коллагена, первые четыре из которых являются наиболее распространенными. коллаген I типа - основной компонент кожи, сухожилий, связок и костей. коллаген II типа - основной компонент хрящевой ткани. коллаген III типа - укрепляющий компонент стенок полых органов, включая кровеносные сосуды и кишечник. коллаген IV типа - укрепляющий компонент фильтров базальной эпителиальной пластинки, капилляров и других структур. Коллаген играет важную структурную роль в организме человека. Поэтому важно изучить структурные изменения коллагена в водном растворе и процессы, связанные со связыванием молекул в коллагеновые цепи, которые определяют уникальные свойства костей, кожи и других тканей [1].
Белки в водном растворе склонны к агрегации в зависимости от их физико-химического состояния. Этот процесс часто необратим и может быть признаком какого-либо серьезного заболевания в организме.
Агрегация и другие процессы, происходящие в растворе с макромолекулами белка, зависят от природы белка, его концентрации, типа растворителя, соли, ионов металлов, кислоты, основания, pH, температуры и других факторов [2].
Патологические изменения в структуре коллагеновых волокон приводят к ряду заболеваний соединительной ткани (коллагеновые болезни) и характеризуются поражением органов, т.е суставов, сердца, кровеносных сосудов, мышечной и кожной ткани.
Актуальность данной темы связана с широким использованием коллагеновых препаратов в косметологии. Коллаген является частью структуры соединительной ткани. Он составляет 60% веса тела и определяет физические свойства многих структур: кожи, связок, костей, суставов и т.д. Соединительная ткань сама по себе является межклеточным веществом. Она заполняет пространство между другими тканями и их клетками. Благодаря этому не только сохраняется форма частей тела, но и обеспечиваются функциональные связи между ними. Одним из основных элементов этой основы является коллаген (белковые цепочки). Помимо коллагена, соединительная ткань также состоит из протеогликанов, гликопротеинов и эластина. Вместе они образуют комплекс, необходимый для функционирования организма.
Основной целью данной работы является изучение строения и свойств водорастворимых препаратов коллагена.
Исходя из общей цели, в диссертации поставлен ряд практических задач.
- Получить препараты водорастворимого коллагена;
- Изучить строение молекулы коллагена а так же препаратов на его основе.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Состав и строение коллагена

Белковые молекулы представляют собой полимеры, молекулярная масса которых варьируется от 5 000 до миллионов единиц. Структурными элементами белковых молекул являются аминокислоты.
Белки содержат около 20 аминокислот с карбоксильными и аминогруппами (рис. 1а). Все они имеют общую конформацию, но отличаются структурой R-группы.
Аминокислота - это вещество, которое содержит по крайней мере одну карбоксильную группу и одну аминогруппу (см. рис. 1a). Более точно структура аминокислоты представлена биполярной ионной формулой (рис. 1 b). R-группа может содержать различные атомы (C, H, O, S, N) и может быть гидрофильной, гидрофобной, основной, кислотной и нейтральной.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Scatchard G J. "The attraction of protein for small molecules and ions"// Ann. NY. Acad. Set, 1949, V.51, P.2315.
2. Волъкенштейн M.B. "Молекулярная оптика "// ГИТТЛ, М.Л., 1951.
3. Лебедева КВ. "Техника безопасности в металлургии свинца и цинка" //Москва, 1963.
4. Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С.Я. "Структура макромолекул в растворах"//Изд. Наука, 1964.
5. ФабелинскийИ.Л. "Молекулярноерассеяние света"//М. Наука, 1965.
6. Эйнштейн А. "Собрание научных трудов"//М. Наука, 1966.
7. Мартин Р. "Введение в биофизическую химию "// М. Мир, 1966.
8. Тенфорд Ч. "Физическая химия полимеров"// Изд. Химия, Москва, 1965.
9. Эскин B.E. "Рассеяние света растворами полимеров"// Изд. Наука, Москва, 1973.
10. Вукс М.Ф. "Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах"// Л. ЛГУ, 1977. J.C.
11. Слуцкий ЛИ, Симхович Б.З. // Успехи современной биологии, 1980, 89, С. 58.
12. Маршелл Э. "Биофизическаяхимия"// М., 1981, т.1.
13. Дэвид Р. "Введение в биофизику"//М., 1982.
14. K. J. Pay one, T. A. King "Collagen Fibrillogenesis in vitro: An Investigation of the Thermal Memory Effect and of the Early Events Occurring During Fibril Assembly Using Dynamic Light Scattering"// Biopolymers, 1986, Vol. 25, P. 1185-1207.
15. Дебай 77. "Определение молекулярного веса методом рассеяния света"//Л., Наука, 1987.
16. ЛенинджерА. "Биохимия"// Мир, 1987.
17. Петрова Г.П., Петрусевич Ю.М., Ширкова И.И., Ревокатов О.П. "Взаимодействие сывороточного альбумина с водой при различных концентрациях водородных ионов по данным рэлеевского рассеяния "// Вестник МГУ, Сер. Физ. Астр, 1987, Т.28, №2, С. 59-63.
18. Петрова Г.И, Петрусевич Ю.М. "Способ определения изоэлектрической точки белка"// Авторское свидетельство №1578597, 15.03.1990 (приоритет 01.06.1988).
19. Петрусееич Ю.М. "Взаимодействие биополимеров а растворе" // Докт. диссертация, 1992.
20. Петрова Т.П., Петрусееич Ю.М. "Электростатические взаимодействия в растворах биополимеров по данным рэлеевского рассеяния света"// Вестник МГУ, Сер. Физ. Астр., 1994, Т.35, №3, С.4 5-50.
21. Левшин Л.В., Салецкий A.M. "Оптические методы исследования молекулярных систем"// Изд. Московского университета, 1994.
22. Watanabe K., Tezuka Y., Tadahiro I. "Configuration between Re-Formed Collagen Triple Helices and Artificially Introduced Cross-Links in Gelatin Gels"//Macromolecules, 1997, 30, P. 7910-7913.
23. Петрова Т.П., Петрусевич Ю.М., Евсеевичева A.H, Берловский O.A., Пашков А.Ю. "Образование молекулярных комплексов — кластеров в водных растворах белков при взаимодействии с ионами тяжелых щелочных металлов "//МГУ, физический ф-т., Препринт 1997, N.4, С. 1-Ю.
24. Петрова Г.П., Петрусевич Ю.М., Евсеевичева A.H. "Роль тяжелых металлов в образовании белковых кластеров в водных растворах"// Вестник МГУ, Сер. Физ. Астр., 1998, №4, С. 71-76.
25. Будников Г.К. "Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем "// Соросоеский образовательный журнал, 1998, № 5, С. 23-29.
26. Петрова Т.Н., Петрусевич Ю.М., Евсеевичева A.H. "Физические методы мониторинга токсических тяжелых металлов"// II Всероссийская научная конференция: Физические проблемы экологии, Москва, 1999, Тезисы докладов, Т. 1.
27. Петрова Г.П. "Молекулярная подвижность и межмолекулярные взаимодействия в оптически анизотропных жидких системах" // Докт. диссертация, 1999.
28. Петрусевич Ю.М, Петрова Г.П. "Сильные электростатические взаимодействия в растворах заряженных биополимеров"// Биомедицинская радиоэлектроника, 2000, №3, С. 41-47.
29. «Норд Плас» организует в особой экономической зоне производство коллагена–URL: http://karpovka.com/2014/04/02/168233/.
30. Adamson, E.D. The localization and synthesis of some collagen types in developing mouse embryos. E. D. [Text] / Adamson, S. E. Ayers // Cell. – 1979. V.16. -№4. - Р.953–965.
31. Andriopoulos, N.A. [Text] / Antibodies to human native and denatured collagens in synovial fluids of patients with rheumatoid arthritis. N.A. Andriopoulos, J. Mestecky, E.J. Miller, J.C. Bennett // Clin Immunol Immunopathol. - 1976 . - № 6. - Р. 209–212.
32. Antipova L.V. Prospects of obtaining and applying wound healing materials based on fish collagen / L.V. Antipova, S.A. Storublevtsev, S.B. Bolgova, L.V. Kozhanova // Materials of 1st International Congress Industrial-academic networks in cooperation activities for pharmaceutical, chemical and food fields, 2014. p. 116-120.

Весь текст будет доступен после покупки