Головко Оксана ОлександрівнаДмитренко, Оксана Петрівна2025-06-052025-06-052025-05-07Головко О. О. Механізми комплексоутворення антиоксидантних медичних препаратів з транспортними протеїнами : дис. … доктора філософії : 104 Фізика та астрономія / Головко Оксана Олександрівна ; наук. кер. О. П. Дмитренко. Київ, 2025. 159 с.УДК 539.2;538.9;548https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/6642Досліджено гасіння флуоресценції фізіологічних розчинів БСА-СеО₂, що підтвердило статичний характер комплексоутворення з високою константою зв’язування. Визначено середню відстань між триптофаном і наночастинками, що узгоджується з розрахунками молекулярного моделювання. Розрахунки термодинамічних характеристик показали, що формування комплексів БСА-СеО₂ зумовлене переважно ван-дер-ваальсовими взаємодіями та водневими зв’язками. Для комплексів ЛСА-куркумін та ЛСА-кверцетин встановлено, що куркумін утворює зв’язки, де основну роль відіграють водневі зв’язки. Аналогічна тенденція спостерігається у розчинах БСА-куркумін та БСА-кверцетин, де для куркуміну переважають гідрофобні взаємодії, а для кверцетину – водневі зв’язки. Метод молекулярної динаміки дозволив ідентифікувати ключові залишки амінокислот у комплексах: для БСА-куркуміну – Leu-115, Pro-117, Leu-122, Phe-133, а для БСА-кверцетину – Asp-108 та His-145 (π-π стекінг). Отримані результати дозволяють краще зрозуміти механізми комплексоутворення білків з наночастинками та біоактивними сполуками, що є перспективним для біомедичних застосувань. Метою даної роботи є вивчення механізмів комплексоутворення у розчинах БСА та ЛСА з лікарськими препаратами, а саме кверцетином, куркуміном та антиоксидантними наночастинками СеО2 з встановленням параметрів взаємодії у комплексах та визначенням механізмів гетероасоціації. Об’єктом досліджень є комплекси БСА та ЛСА з лікарськими препаратами кверцетином, куркуміном та антиоксидантними наночастинками СеО2. Предметом досліджень є вивчення процесів комплексоутворення БСА та ЛСА з лікарськими препаратами кверцетином, куркуміном та наночастинками СеО2, визначення параметрів взаємодії, параметрів зв’язування та механізмів формування гетероасоціатів. В дисертації - вперше показано, що використання малих розмірів наночастинок діоксиду церію CeO2 в розчинах з БСА приводить до значних величин констант зв’язування та числа місць зв’язування n ≈ 2; - вперше показано, що мають місце відмінності в параметрах гетероасоціації протеїнів БСА і ЛСА з антиоксидантними лікарськими препаратами кверцетину і куркуміну, які зумовлені різною структурою білків та лікарських засобів; - вперше при застосуванні теорії Фьорстера отримано, що механізм резонансної безвипромінювальної передачі енергії є більшим істотним в системі БСА-Куркумін як наслідок значної гідрофобної взаємодії; - вперше показано відмінності між механізмами взаємодії протеїнів БСА і ЛСА та медичних препаратів куркуміну та кверцетину, які вказують на переважаючий гідрофобний внесок в системах з БСА; - вперше при моделюванні методом молекулярної динаміки показано, що при комплексоутворенні в системі ЛСА-Куркумін важливе місце займає перебудова вторинної структури.Fluorescence quenching of physiological BSA-CeO¢ solutions was studied, confirming the static nature of the complex formation with a high binding constant. The average distance between tryptophan and nanoparticles was determined, which agrees with the molecular modeling calculations. Thermodynamic calculations showed that the formation of BSA-CeO¢ complexes is primarily driven by van der Waals interactions and hydrogen bonds. For HSA-curcumin and HSA-quercetin complexes, it was found that curcumin forms complexes where hydrogen bonds play a dominant role. A similar trend is observed in BSA-curcumin and BSA-quercetin solutions, where hydrophobic interactions predominate for curcumin, while hydrogen bonds are crucial for :25@F5B8=rcetin. Molecular dynamics simulations allowed the identification of key amino acid residues involved in the complexes: Leu-115, Pro-117, Leu-122, and Phe-133 for BSA-curcumin, and Asp-108 and His-145 (Ã-Ã stacking) for BSA-quercetin. The obtained results provide a better understanding of the mechanisms of complex formation between proteins, nanoparticles, and bioactive compounds, which is promising for biomedical applications. The aim of the study is to investigate the spectra of optical density and fluorescence quenching, changes in thermodynamic parameters and energy transfer mechanism for solutions of bovine and human serum albumin with curcumin and quercetin, as well as cerium dioxide nanoparticles with bovine serum albumin. The aim of this work is to study the mechanisms of complex formation in BSA and HSA solutions with pharmaceutical compounds, namely quercetin, curcumin, and antioxidant CeO¢ nanoparticles, with the determination of interaction parameters in the complexes and the identification of heteroassociation mechanisms. The object of the study is the complexes of BSA and HSA with pharmaceutical compounds quercetin, curcumin, and antioxidant CeO¢ nanoparticles. The subject of the study is the investigation of the complex formation processes between BSA and HSA with pharmaceutical compounds quercetin, curcumin, and CeO¢ nanoparticles, determination of interaction parameters, binding parameters, and the mechanisms of heteroassociation formation. In the work, it is shown for the first time that: - The use of small CeO¢ nanoparticle sizes in BSA solutions leads to significant binding constant values and the number of binding sites nj2. - for the first time, it is shown that there are differences in the parameters of heteroassociation between the proteins BSA and HSA with antioxidant pharmaceutical compounds quercetin and curcumin, which are due to the different structures of the proteins and pharmaceutical compounds. - for the first time, using Förster's theory, it is obtained that the mechanism of resonance non-radiative energy transfer is significantly greater in the BSA-curcumin system due to the considerable hydrophobic interaction. - for the first time, differences between the interaction mechanisms of BSA and HSA proteins with curcumin and quercetin are shown, indicating the dominant hydrophobic contribution in BSAbased systems. - for the first time, molecular dynamics modeling shows that during complex formation in the HSA-curcumin system, the rearrangement of the secondary structure plays an important role.ukБСАЛСАкверцетинкуркуміннаночастинки СеО2гасіння флуоресценціїпараметри зв’язуваннякомплекситермодинамічні параметри.BSAHSAquercetincurcuminCeO2 nanoparticlesfluorescence quenchingbinding parameterscomplexesthermodynamic parametersДисертація