Спектрально-люминесцентный анализ Ca2+-регулируемых биолюминесцентных реакций фотопротеинов
Диссертация
Наименее изученной стадией всех биолюминесцентных процессов является стадия, предшествующая образованию флуоресцентных состояний эмиттера. В предыдущих исследованиях (Кудряшева и др., 1991; Немцева и Кудряшева, 2007) была теоретически обоснована гипотеза о возможности заселенния высших электронно-возбужденных состояний биолюминесцентного эмиттера. Заселенность высших электронно-возбужденных… Читать ещё >
Список литературы
- Антипина, Л.Ю. Теоретическое моделирование процесса флуоресценции и формирование излучающего субстрата белка обелина / Л. Ю. Антипина, С. Г. Овчинников // В мире научных открытий, Физико-математические науки. 2010. — Т. 5, № 11. — С 35 — 36.
- Бабушкин, А.А. Методы спектрального анализа / А. А. Бабушкин, Л. А. Бажулин, Ф. А. Королев, Л. В. Левшин, В. К. Прокофьев, А. Р. Стриганов // М.: Изд-во Московского университета. 1962. 510 с.
- Беляков, В.А. Электронная модель возбуждения хемилюминесценции в реакциях окисления органических соединений / В. А. Беляков, Р. Ф. Васильев, Н. М. Иванова, Б. Ф. Минаев, О. В. Осяева, Г. В. Федорова // Изв. АН СССР, Сер.Физ. 1987. — Т.51, № 3. — С.540 — 547.
- Бондарь, B.C. Получение, свойства и применение кальций-чувствительного фотопротеина из гидроида Obelia longissima / B.C. Бондарь, Е. С Высоцкий, И. А. Гамалей, А. Б. Каулин // Цитотология. 1990. — Т. 33. — С. 57 — 66.
- Бондарь, B.C. Физико-химические свойства фотопротеина из гидроидного полипа Obelia longissima / B.C. Бондарь, К. П. Трофимов, Е. С. Высоцкий // Биохимия. 1992. — Т. 57. — С. 1481−1490.
- Бурштейн, А.И. Концентрационное тушение некогерентныхвозбуждений в раствовах / А. И. Бурштейн // Успехи физических наук. — 1984.-Т.143.-С. 553−600.
- Вавилов, С.И. Собрание сочинений / С. И. Вавилов // М.: Гостехиздат.1954. — Т. II.-C.116- 153.
- Васильев, Р.Ф. Механизм возбуждения хемилюминесценции / Р. Ф. Васильев // Изв. АН. СССР, Сер.физ. 1982. — Т.46, № 2. — С. 323 — 329.
- Васильев, Р.Ф. Пути возбуждения хемилюминесценции в органическихсоединениях / Р. Ф. Васильев // Биохемилюминесценция. М: Наука, 1983. 1. С.31−55.
- Высоцкий, Е.С. Выделение и очистка Са2±зависимого фотопротеина -обелина из гидроидных полипов Obelia longissima / Е. С. Высоцкий, B.C. Бондарь, В. Н. Летунов // Биохимия. 1989. — Т. 54. — С. 965 — 973.
- Высоцкий, Е.С. Выделение и свойства различных молекулярных форм Са -активируемого фотопротеина обелина / Е. С. Высоцкий, B.C. Бондарь, И. И. Гительзон // ДАН СССР, 1991. № 321. С.214−217.
- Высоцкий, Е.С. Кальций-регулируемые фотопротеины морских кишечнополостных / Е. С. Высоцкий, С. В. Маркова, Л. А. Франк // Молекулярная биология. 2006. — Т. 40, № 3. — С. 404 — 417.
- Галанин, М.Д. К вопросу о влиянии концентрации на люминесценцию растворов / М. Д. Галанин // ЖЭТФ. 1955. — Т.28, № 4. — С.485 — 495.
- Гительзон, И.И. Экологическая биофизика / И. И. Гительзон, В. А. Кратасюк, В. Н. Лопатин, А. А. Тихомиров, Л. А. Щур, B.C. Филимонов // Учебное пособие. М.: Логос. 2002. — Т. З, — 127с.
- Гительзон И.И. Светящиеся бактерии / И. И. Гительзон, Э. К. Родичева, С. Е. Медведева // Новосибирск: Наука. 1984. — 298с.
- Ермолаев, В. Л. Безызлучательный перенос энергии в конденсированных средах / В. Л. Ермолаев, Е. В. Бодунов, Е. В. Свешникова, Т. А. Шахвердов // Л.: Наука. 1977.
- Журавлев, А.И. Спонтанная биохемилюминесценция животных тканей / А. И. Журавлев // Биохемилюминесценция. М.: Наука. 1983. — С. 3 — 30.
- Илларионов, В. А. Клонирование и экспрессия кДНК кальций-активируемого фотопротеина из гидроидного полипа Obelia longissima / В. А. Илларионов, С. В. Маркова, B.C. Бондарь, Е. С. Высоцкий, И. И. Гительзон // Докл. Акад. наук. 1992. — Т. 326. — С.911−913.
- Карнаухов, В.Н. Люминесцентный спектральный анализ клетки / В. Н. Карнаухов // М: Наука. 1978. — 204 с.
- Кудряшева, Н.С. Изучение механизма биолюминесценции с помощью молекул тушителей / Н. С. Кудряшева, П. И. Белобров, В. А. Кратасюк, Д. Н. Шигорин // Красноярск: АН СССР, Сиб. отделение, Ин-т.физики им. Л. В. Киренского. 1991. — Т. 156Б. — 22 с.
- Кудряшева, Н.С. Электронновозбужденные состояния при биолюминесценции / Н. С. Кудряшева, П. И. Белобров, В. А. Кратасюк, Д. Н. Шигорин // Докл. АН СССР. 1991. — Т.321, № 4. — С.837 — 841.
- Кудряшева, Н.С. Хемилюминесценция и биолюминесценция / Н. С. Кудряшева, В. А. Кратасюк, Е. Н. Есимбекова // Физико-химические основы биолюминесцентного анализа. Красноярск. 2000. — 154 с.
- Лабас, Ю.А. Неразгаданная Дарвиным биолюминесценция / Ю. А. Лабас, А. В. Гордеева. // Природа. 2003. №.2 — С. 25 — 31.
- Левшин, Л.В. Практикум по спектроскопии / Л. В. Левшин // М.: Изд-во Московского университета. 1976. — 320 с.
- Мельников, М.Я., Иванов В. Л. Экспериментальные методы химической кинетики. Фотохимия. // М.: Изд-во Московского университета. -2004.-125 с.
- Михайленко, В.И. Разделение перекрытых ассиметричных полос / В. И. Михайленко, Ю. Р. Редкин // Ж. прикладн. спектроскопии. 1979. — Т. 31. Вып. 5. — С.919 — 921.
- Немцева, Е.В. Механизм электронного возбуждения в биолюминесцентной реакции бактерий / Е. В. Немцева, Н. С. Кудряшева // Журн. Успехи химии. 2007. — Т. 76. — С. 101 — 112.
- Плотников В.Г. Теоретические основы спектрально-люминесцентной систематики молекул//Успехи химии. 1980. — Т. 49, № 2. — С.327 — 361.
- Шигорин, Д.Н. Систематика молекул по спектрально-люминесцентным свойствам и Периодический закон Менделеева / Д. Н. Шигорин // Журн.физ.химии. 1977. — Т. 51, № 8. -С. 1894- 1919.
- Шигорин, Д.Н. К систематике молекул. Закон гомологических рядов в изменении свойств молекул / Д. Н. Шигорин // Журн.физ.химии. 1980. — Т. 54, № 8.-С. 1935- 1960.
- Шигорин, Д.Н. Электронно-возбужденные состояния многоатомных молекул / Д. Н. Шигорин, Г. А. Валькова, Е. А. Гастилович // М.: Наука. 1993. — 495 с.
- Яцимирский, К. Б. Рациональный спектрофотометрический метод определения состава и устойчивости комплексных соединений / К. Б. Яцимирский, Т. В. Мелькова // Спектроскопические методы в химии комплексных соединений М.-Л.:Химия. 1984. — С. 102 — 116.
- Allen, D.G. Aequorin luminescence: relation of light emission to calcium concentration a calcium-independent component / D.G. Allen, J.R. Blinks, F.G. Prendergast // Science. — 1977. — V 195. — P. 996 — 998.
- Ando, Y. Firefly bioluminescence quantum yield and colour change by pH-sensitive green emission / Y. Ando, К Niwa, N. Yamada, T. Enomoto, T. Irie, H. Kubota, Y. Ohmiya, H. Akiyama // J. Nature Photonics. 2008. — V 2. — P. 44−47.
- Barros, M.P. Bioluminescence as a possible auxiliary oxygen detoxifying mechanism in elaterid larvae / M.P. Barros, E.J. Bechara // Free Radical in Biol. Med. 1998. — V. 24, № 5. — P. 767 — 777.
- Blinks, J.R. Measurement of Ca"^ concentrations in living cells / J.R. Blinks, W.G. Wier, P. Hess, F.G. Prendergast // Prog. Biophys. Mol. Biol. 1982. -V.40.-P. 1−114.
- Brini, M. Targeted recombinant aequorins: tools for monitoring Ca2+. in the various compartments of a living cell / M. Brini, P. Pinton, T. Pozzan, R. Rizzuto // Microsc. Res. Tech. 1999. — V. 46. — P. 380 — 389.
- Campbell, A.K. Extraction, partial purification and properties of obelin, the calcium-activated luminescent protein from hydroid Obelia geniculata I A.K. Campbell // J. Biochemistry. 1974. — V. 143. — P. 4111 — 4418.
- Campbell, A.K. Coelenterate photoproteins as indicators of cytoplasmic free Ca2+ in small cells / A.K. Campbell, R.L. Dormer, M.B. Hallet // Cell Calcium. -1985.-V 6.-P. 69−82.
- Charbonneau, H. Amino acid sequence of the calcium-dependent photoprotein aequorin / H. Charbonneau, K.A. Walsh, K.O. McCann, F.G. Prendergast, M.J. Cormier, T.C. Vanaman // Biochemistry. 1985. — V 24. — P. 6762−6771.
- Cormier, J. Evidence for similar biochemical requirements for bioluminescence among the coelenterates / J. Cormier, K. Hori, Y.D. Karkhanis,
- J.M. Anderson, J.E. Wampler, J.G. Morin, J.W. Hastings // J. Cell. Physiol. -1973.-V. 81.-P. 291 -297.
- Deng, L. Structural basis for the emission of violet bioluminescence from a W92 °F obelin mutant / L. Deng, E.S. Vysotski, Z.J. Lui, S.V. Markova, N.P. Malikova, J. Lee, J. Rose, B.C. Wang // J. FEBS Letters, 2001. V. 506. — P. 281 -285.
- Dupriez, V.J. Aequorin-based functional assays for G-protein-coupled receptors, ion channels, and tyrosine kinase receptors / V.J. Dupriez, K. Maes, E. Le Poul, E. Burgeon, M. Detheux // Receptors Channels. 2002. — V. 8. — P. 319 -330.
- El-Sayed, J. Spin-orbital coupling and radiationless process in nitrogen heterocycles / J. El-Sayed // J. Chem. Phys. 1963. — V. 12, N. 38. — P. 2834 -2838.
- Fagan, T.F. Cloning, expression and sequence analysis of cDNA for the Ca (2+)-binding photoprotein, mitrocomin / T.F. Fagan, Y. Ohmiya, J.R. Blinks, S. Inouye, F.I. Tsuji // FEBS Lett. 1993. — V. 1. — P. 301 — 305.
- Forster Th. Intermolecular energy migration and fluorescence / Th. Forster // An.Phys. 1948. — V. 2. — P. 55 — 75.
- Haddok, S.H. Can coelenterates make coelenterazine? Dietary requirement for luciferin in cnidarian bioluminescence / S.H. Haddok, T.J. Rivers, B.H. Robison//Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001. — V 98. — P. 11 148−11 151.
- Hastings, J.W. Bioluminescence / J.W. Hastings, T. Wilson // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1998. V. 14. — P. 197 — 230.
- Head, J.F. The crystal structure of the photoprotein aequorin at 2.3 A resolution // J.F. Head, S. Inouye, K. Teranishi, O. Shimomura // Nature. 2000. -V. 405.-P. 372−376.
- Heelis, P.F. The photophysical and photochemical properties of flavins (isoalloxazines) / P.F. Heelis // Chem. Soc.Rev. 1982. — V. 11. — P. 15 — 49.
- Hirano, T. Bioluminescent properties of fluorinate semisynthetic aequorins / T. Hirano, Y. Ohmiya, S. Maki, H. Niwa, M. Ohashi // Tetrahedron Lett. -1998. -V. 39.-P. 5541 -5544.
- Jeffrey, G.A. An introduction to hydrogen bonding / G.A. Jeffrey // New York: Oxford University Press. 1997. — 458 p.
- Kendall, J.M. Engineering the Ca -activated photoprotein aequorin with reduced affinity for calcium / J.M. Kendall, G. Sala-Newby, V. Ghalaut, R.L.
- Dormer, A.K. Campbell // BiocheT. Biophys. Res. Commun. 1992. — V. 187. — P. 1091 -1097.
- Kozlova, O. A new short -term toxicity assay using Aspergillus awamori with recombinant aequorin gene / O. Kozlova, M. Zwinderman, N. Christofi // BMC Microbiol. 2005. — V.5. — P. 40.
- Kudryasheva, N.S. Mechanisms of xenobiotics' effects on bacterial bioluminescence / N.S. Kudryasheva // Luminescence. 1999. — V. 14. — P. 199−200.
- Kudryasheva, N.S. Upper electron-excited states in bioluminescence: experimental indication/ N.S. Kudryasheva, E.V.Nemtseva, Yu.P. Meshalkin, A.G. Sizykh // J. Luminescence. 2001. — V. 16. — P. 243 — 246.
- Malikova, N. P. Spectral tuning of obelin bioluminescence by mutations of Trp92 / N.P. Malikova, G.A. Stepanyuk, L.A. Frank, S.V. Markova, E.S. Vysotski, J. Lee//FEBS Lett.-2003.-V. 554.-P. 184- 188.
- Matthews, J.C. Substrate analogue binding properties of Renilla luciferase / J.C. Matthews, K. Hori, M.J. Cormier // J. Biochemistry. 1977. — V. 16. — P. 5217−5236.
- McCapra, F. The chemiluminescence of Cypridina analogue / F. McCapra, Y.C. Chang // Chem. Commun. 1967. — P. 1011 — 1012.
- McCapra, F. Chemical generation of excited states: The basis of chemiluminescence and bioluminescence / F. McCapra // Methods in Enzymology. -2000.-V 305.-P. 3−47.
- Morin, J.G. Coelenterate bioluminescence / J.G. Morin- edited by L. Muscatine, H.M. Lenhoff // Coelenterate Biology: Reviews and New Perspectives. -New York: Academic press. 1974. — P. 397 — 438.
- Ohmiya, Y. Two excited states in aequorin bioluminescence induced by tryptophan modification / Y. Ohmiya, M. Ohashi, F.I. Tsuji // FEBS Lett. 1992. -V. 301.-P. 197−201.
- Shimomura, O. Extraction, purification and properties of aequorin, a bioluminescent protein from the luminous hydromedusan, Aequorea i O. Shimomura, F. H. Johnson, Y. Saiga // J. Cell. Сотр. Physiol. 1962. — V. 59. -P. 223−239.
- Shimomura, О. Partial purification and properties of the Chaetopterus luminescence system / O. Shimomura, F.H. Johnson // Bioluminescence in progress. Princeton. — 1966. — P.495 — 521.
- Shimomura, O. Calcium binding, quantum yield, and emitting molecule in aequorin bioluminescence / O. Shimomura, F.H. Johnson // Nature. 1970. — V. 227.-P. 1356- 1357.
- Shimomura, O. Structure of the light-emitting moiety of aequorin / O. Shimomura, F.H. Johnson // Biochemistry. 1972. — V. 11. — P. 1602 — 1608.
- Shimomura, O. Properties and reaction mechanism of the bioluminescence system of the deep-sea shrimp Oplophorus gracilorostris / O. Shimomura, T. Masugi, F.H. Johnson, Y. Haneda // J. Biochemistry. 1978. — V. 17. — P. 994 — 1001.
- Shimomura, O. Bioluminescence in the sea: photoprotein systems / O. Shimomura // J. Symp. Soc. Exp. Biol. 1985. — V. 39. — P. 351 — 422.
- Shimomura, O. Cause of spectral variation in the luminescence of semisynthetic aequorins / O. Shimomura // J. Biochemistry. 1995. — V. 306. — P. 537−543.
- Shimomura, O. Light-emitters involved in the luminescence of coelenterazine / O. Shimomura, K. Teranishi // Luminescence. 2000. — V. 15. -P. 51−58.
- Shimomura, O. Bioluminescence: Chemical Principles and Methods / O. Shimomura. Singapore: World Scientific Publishing Co., 2006. — p. 470.
- Teranishi, K. Luminescence of imidazol, 2-a.pyrazin-3(7H)-one compounds / K. Teranishi // J. Bioorganic Chemistiy. 2007. — V. 35. — P. 82 — 111.
- Toma, S. The crystal structures of semi-synthetic aequorin / S. Toma, K.T. Chong, A. Nakagawa, K. Teranishi, S. Inouye, O. Shimomura // J. Protein Science. -2005. V. 14.-P. 409−416.
- Tomilin, F.N. Quantum chemical study of mechanism of active photoprotein generation / F.N. Tomilin, L.U. Antipina, E.V. Eremeeva, S.G. Ovchinnikov, E.S. Vysotski // Luminescence. 2010. — V. 25. — P. 210 — 211.
- Tsien, R.Y. New calcium indicators and buffers with high selectivity against magnesium and protons: design, synthesis, and properties of prototype structures / R.Y. Tsien // Biochemistry. 1980. — V. 19. — P. 2396 — 2404.
- Tsuji, F.I. Molecular evolution of the Ca2±binding photoproteins of the Hydrozoa / F.I. Tsuji, Y, Ohmiya, T.F. Fagan, H. Toh, S. Inouye // Photochem. Photobiol. 1995. — V. 62.-P. 657−661.
- Turro, N.J. Modern molecular photochemistry / N.J. Turro // University Science Book: California. 1991. — 620 p.
- Usami, K. Low-temperature photooxygenation of coelenterate luciferin analog synthesis and proof of 1,2-dioxetanone as luminescence intermediate / K. Usami, M. Isobe // Tetrahedron. 1996. — V. 52. — P. 12 061 — 12 090.
- Vetrova E.V. N.S. Kudryasheva, К. H. Cheng. Effect of quinone on the fluorescence decay dynamics of endogenous flavin bound to bacterial luciferase // Biophysical Chemistry. 2009. — V. 141. — P. 59 — 65.04. 04
- Villalobos, C. Mitochondrial Ca. oscillations driven by local high [Ca ] domains generated by spontaneous electric activity / C. Villalobos, L. Nunez, P. Chamero, M.T. Alonso, J. Garcia-Sancho // J. Biol. Chem. 2001. — V 276. — P. 40 293 — 40 297.
- Vysotski, E.S. Violet bioluminescence and fast kinetics from W92 °F obelin: Structure-based proposals for the bioluminescence triggering and the identification of the emitting species / E.S. Vysotski, Z.J. Liu, S.V. Markova, J.R. Blinks, L.
- Deng, L.A. Frank, M. Herko, N.P. Malikova, J.P. Rose, B.C. Wang, J. Lee // Biochemistry. 2003. — V. 42. — P. 6013 — 6024.
- Vysotski, E.S. Ca2±regulated photoproteins: structural insight into the bioluminescence mechanism / E.S. Vysotski, J. Lee // Acc. Chem. Res. 2004. -V37.-P. 405−415.
- Ward, W.W. Extraction and purification of calcium-activated photoproteins from the ctenophores Mnemiopsis sp. and Beroe ovata / W.W. Ward, H.H. Seliger // Biochemistry. 1974. — V 13. — P. 1491 — 1499.
- Wilson, T. Bioluminescence / T. Wilson, J.W. Hastings // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1998.-V 14.-P. 197−230.