ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ГЛОБУЛЯРНЫХ БЕЛКОВ МЕТОДАМИ МЕССБАУЭРОВСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Крупянский Ю. Ф.
Институт химической физики им.Н.Н.Семенова РАН, 117977 Москва
Мессбауэровская абсорбционная спектроскопия (МАС) и рэлеевское рассеяние мессбауэровского излучения (РРМИ) принадлежат к одним из наиболее мощных современных физических методов изучения специфических белковых движений. Проведенные за последние 10 лет оригинальные и описанные в литературе эксперименты можно условно разбить на три группы: 1) прецизионное изучение температурных зависимостей формы линии спектров МАС и РРМИ; 2) исследование угловых зависимостей интенсивностей упругого и неупругого РРМИ; 3) особо следует выделить очень модные и многообещающие исследования методами мессбауэровской спектроскопии с использованием (в качестве мессбауэровского источника) синхротронного излучения (СИ). Обратимся к первой группе работ. Современные прецизионные эксперименты по эволюции формы линии спектров МАС и РРМИ с ростом температуры потребовали развития новых моделей для удовлетворительного описания данных. Одной из таких моделей оказалась оригинальная модель прыжковой диффузии с распределенным временем ожидания прыжка t. В качестве функций распределения в данной модели были взяты хорошо известные из анализа диэлектрической релаксации в стеклах и переохлажденных жидкостях распределения Коула-Дэвидсона и Коула-Коула. Выбор этих функций основан на хорошо установленной аналогии в свойствах белков и стекол при Т< 200 K. Анализ данных показал, что параметры функций распределения ведут себя совершенно отличным от случая стекол и переохлажденных жидкостей образом, указывая на уширение распределений с ростом температуры вместо их динамического сужения, что следовало ожидать из анализа кинетических данных. Это говорит о появлении существенных различий в поведении белков и стекол (переохлажденных жидкостей) при Т> 200 К. Во второй группе работ получены наиболее интересные и перспективные для будущих исследований результаты. В них показана уникальная возможность извлечения информации о размерах и форме движущегося сегмента, о пространственно-временных характеристиках движений на основе изучения угловых зависимостей интенсивности неупругого когерентного РРМИ. Проведенный анализ данных для САЧ и мет-Mb показал, что наилучшее согласие с экспериментом можно получить, если учесть два типа внутриглобулярных движений (с временами корреляции Ј 10 -7 с): индивидуальных движений небольших атомных групп и кооперативных движений сегментов (a-спиралей). При низких степенях гидратации существенны движения с большим радиусом корреляции. Особый интерес в данных исследованиях представляет еще серьезно не исследованный угловой интервал в диапазоне sinq/l от 0,03 до 0,06 Е-1, т.к. по данным большеуглового рентгеновского рассеяния, именно в этой области находится участок кривой, наиболее чувствительный к взаимному расположению (и флуктуациям) элементов вторичной структуры глобулы. Учитывая растущие возможности мессбауэровсих источников на основе СИ, количество исследований указанного типа будет неуклонно расти. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 98-04-04101.