Гетероасоціація аденозинтрифосфату з калікс[4]ареном с-107 та іонами металів

Старжинська А. В. Гетероасоціація аденозинтрифосфату з калікс[4]ареном C-107 та іонами металів : дис. … доктора філософії : 104 Фізика та астрономія / Старжинська Аліна Віталіївна ; наук. кер. О. П. Дмитренко. Київ, 2025. 130 с.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі природничих наук за спеціальністю 104 – фізика та астрономія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Київ, 2025.
Методами електронного поглинання, спектрофлуометрії збудження і емісії, комп’ютерного моделювання методами квантової хімії, молекулярного докінгу та молекулярної динаміки досліджено водні розчини комплексів АТФ з калікс[4]аренами С-107, калікс[4]аренами С-107 з іонами Ag+ та іонами Mg2+, Ca2+, Ag+ з різними концентраціями компонент. Показано, що із утворенням гетероасоціатів аденозинтрифосфат – С-107 відбувається гасіння фотолюмінесценції аденозинтрифосфату у вузькому концентраційному діапазоні калікс[4]аренів. Зі збільшенням вмісту іонів металів та температури спостерігається складний характер гасіння ФЛ, зумовлений формуванням комплексів. Встановлено параметри комплексоутворення, та проведено дослідження резонансної безвипромінювальної передачі енергії з використанням теорії Фьорстера вказаних комплексів.
Метою даної роботи є вивчення процесів комплексоутворення у водних розчинах АТФ з калікс[4]аренами С-107 та АТФ – С-107 з іонами Ag+, а також з іонами Mg2+, Ca2+ і Ag+, визначення параметрів зв’язування та встановлення механізмів їх гетероасоціації.
Об’єктом досліджень є комплекси АТФ з калікс[4]аренами С-107, калікс[4]аренами С-107 з іонами Ag+ та іонами Mg2+ , Ca2+, Ag+.
Предметом досліджень є вивчення процесів утворення комплексів АТФ з калікс[4]аренами С-107, калікс[4]аренами С-107 з іонами Ag+ та іонами Mg2+, Ca2+, Ag+, визначення параметрів зв’язування та встановлення механізмів гетероасоціації.
В роботі - вперше спектральними методами оптичного поглинання та гасіння флуоресценції у водних розчинах АТФ з калікс[4]аренами С-107 та АТФ – С-107 з іонами Ag+ показано, що має місце комплексоутворення з помітним падінням інтенсивності флуоресценції в широкому інтервалі концентрацій калікс[4]аренів;
- вперше методами квантової хімії, молекулярного докінгу та молекулярної динаміки для систем АТФ – С-107 показано, що утворення комплексів можливе внаслідок розміщення АТФ на вершині калікс[4]арену та вздовж його стінки за рахунок π-π стекової взаємодії, яка супроводжується звуженням енергетичної щілини. При цьому встановлено, що найбільш рухомим є фосфатних «хвіст» АТФ та NH3-групи каліксарену;
- вперше методом Штерна – Фольмера проведено порівняння утворення комплексів АТФ з важливими біологічно активними іонами Ag+, Mg2+ і Ca2+ та визначено механізми гетероасоціації;
- вперше показано, що найбільшою є величина константи зв’язування для статичного комплексу АТФ-Mg2+ в порівнянні з системою АТФ-Ca2+ при збереженні числа місць зв’язування n ≈ 1 та електростатичної взаємодії;
- вперше методом квантово-хімічного моделювання показано, що комплексоутворення АТФ з іонами Mg2+ та Ag+ приводить до перебудови електронних рівнів, перерозподілу зарядів, зміни дипольного моменту та величини енергетичної щілини. На відміну від комплексу АТФ-Mg2+ вплив іона Ag+ в комплексі АТФ-Ag+ є більш істотним і супроводжується помітними змінами заряду атомів Нітрогену 6 і Нітрогену 4 індольного циклу.