Модуляционный нанокалориметр в исследованиях термической денатурации белков
Автор: Котельников Г.В., Моисеева Софья Петровна
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Разработка приборов и систем
Статья в выпуске: 2 т.25, 2015 года.
Бесплатный доступ
Сделан экспериментальный образец модуляционного нанокалориметра. Прибор имеет следующие характеристики: чувствительность 50 нВт, стабильность базовой линии 50 нВт в течение 3-5 ч, быстродействие 60 с. Нанокалориметр выполняет прецизионные измерения тепловой мощности в разбавленных растворах белков в модуляционном режиме StepScan, основанном на последовательности коротких интервалов нагрева (охлаждения) и изотермических интервалов в заданном диапазоне температур. Приведенная функциональная схема калориметра дополнена экспериментальной оценкой величины температурных перепадов по длине калориметрической камеры при нагреве ее со скоростью 0.2 К/мин. Оценка сделана по данным плавления температурного репера в калориметрической камере. В качестве репера использован 1 мг галлия. Показано, что разность между температурой верхней и нижней частей камер не превышает 0.02 К. Таким образом, экспериментально подтверждено, что используемая система нагрева калориметрических камер обеспечивает их равномерный нагрев по всей длине, поскольку полученный температурный перепад меньше абсолютной погрешности измерения на калориметре температуры образца. Все современные сканирующие микрокалориметры ведущих зарубежных фирм уступают разработанному калориметру, т. к. не обеспечивают работу в модуляционном режиме. Калориметр является компьютеризированным прибором. Для него разработано ПО, обеспечивающее работу калориметра и расчет полного теплового потока, а также кинетической и реверсивной частей полного теплового потока, что подтверждено экспериментальными данными. Выполнено исследование термической денатурации овальбумина и лизоцима. Показано, что модуляционная нанокалориметрия позволяет качественно разграничить различные механизмы термической денатурации белка.
Тепловая денатурация, кинетика, модуляционная дифференциальная сканирующая нанокалориметрия, капиллярные калориметрические камеры, модуляция stepscan
Короткий адрес: https://sciup.org/14264975
IDR: 14264975
Список литературы Модуляционный нанокалориметр в исследованиях термической денатурации белков
- Kotelnikov G.V., Moiseeva S.P., Burova T.V. et al. High-sensitivity modulation differential scanning calorimetry of protein denaturation. Part 1. Two-state kinetics of thermal denaturation of Kunitz soybean trypsin inhibitor//Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2013. Vol. 114. P. 531-536.
- Kotelnikov G.V., Moiseeva S.P., Mezhburd E.V. Modulated capillary titration calorimeter: Theoretical and experimental studies//Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2008. Vol. 92. P. 631-634.
- Патент РФ № 2347201, 20.02.2009.
- Патент США N 4112734, 12.09.1978.
- Киппер А.И., Котельников Г.В., Эскин В.Е. Метод определения теплоемкости макромолекул в растворе//Высокомолекулярные соединения. 1976. Т. XVIII, № 5. C. 1 173-1 175.
- Привалов П.Л., Макурин П.С., Котельников Г.В. и др. Дифференциальный адиабатический сканирующий микрокалориметр ДАСМ-1//IV Международный биофизический конгресс, секция XVI-XXV: Тезисы секционных докладов 7-14.08.1972. С. 320-321.
- Патент США N 5224775, 06.07.1993.
- Котельников Г.В., Моисеева С.П., Гринберг В.Я., Хохлов А.Р. Модуляционный капиллярный дифференциальный титрационный калориметр//Приборы. 2009. № 5. С. 38-44.
- Европейский патент N 0803061, 07.12.1995.
- Diamond Differential Scanning Calorimeter (DSC). 2003, PerkinElmer, Inc. Проспект фирмы PerkinElmer. США. URL:(http://www. perkinelmer.com).
- Privalov P.L. Microcalorimetry of proteins and their complexes//Methods Mol. Biol. 2009. Vol. 490. P. 1-39.
- Grinberg V.Ya., Grinberg N.V., Mashkevich A.Ya. et al. Calorimetric study of interaction of ovalbumin with vanillin//Food Hydrocolloids. 2002. Vol. 16. P. 333-343.
- Burova T.V., Grinberg N.V., Grinberg V.Ya. et al. Binding energetics of lysozyme to copolymers of n-isopropylacrylamide with sodium sulfonated styrene//Macromolecular Bioscience. 2009. Vol. 9. P. 543-550.