Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах
The aim of the work was to study the peculiarities of interaction of the surface of bacterial lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724 inthe native state and under different model conditions with water molecules by 1 H NMR; to create a composite system based on the studied lectin, in which the protein...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/611 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| id |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-611 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-06-29T08:47:30Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
бактеріальний лектин Bacillus subtilis ІМВ В-7724 1 Н ЯМР-спектроскопія гідратація поверхні гідрофобний кремнезем АМ1-175 композитна система кластери води |
| spellingShingle |
бактеріальний лектин Bacillus subtilis ІМВ В-7724 1 Н ЯМР-спектроскопія гідратація поверхні гідрофобний кремнезем АМ1-175 композитна система кластери води Turov, V. V. Gorbyk, P. P. Krupska, T. V. Turanska, S. P. Koval, E. V. Cheremshenko, N. L. Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| topic_facet |
bacterial lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724 1H NMR spectroscopy surface hydration hydrophobic silica AM1-175 composite system water clusters бактеріальний лектин Bacillus subtilis ІМВ В-7724 1 Н ЯМР-спектроскопія гідратація поверхні гідрофобний кремнезем АМ1-175 композитна система кластери води |
| format |
Article |
| author |
Turov, V. V. Gorbyk, P. P. Krupska, T. V. Turanska, S. P. Koval, E. V. Cheremshenko, N. L. |
| author_facet |
Turov, V. V. Gorbyk, P. P. Krupska, T. V. Turanska, S. P. Koval, E. V. Cheremshenko, N. L. |
| author_sort |
Turov, V. V. |
| title |
Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_short |
Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_full |
Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_fullStr |
Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_full_unstemmed |
Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_sort |
гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах |
| title_alt |
Hydration of bacterial lectin in native state and after immobilization on surface of hydrophobic silica |
| description |
The aim of the work was to study the peculiarities of interaction of the surface of bacterial lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724 inthe native state and under different model conditions with water molecules by 1 H NMR; to create a composite system based on the studied lectin, in which the protein molecule is minimally affected by the surface of the carrier, because protein molecules are capable to bind a significant amount of water localized in the spaces between the polymer chains. A method of “dry” immobilization of bacterial lectin on the surface of hydrophobic silica has been developed.Hydration of native lectin and lectin fixed on the surface of hydrophobic silica AM-1-175 was studied by low-temperature 1 H NMR spectroscopy. It has been shown that the immobilization of lectin on the surface of AM1 is accompanied by an increase in the interfacial energy gS from 4.1 to 5.2 J/g. This is due to an increase in the concentration of strongly bound water. Analysis of changes in the distributions of radii R of clusters of adsorbed water allows us to state that in water adsorbed by native lectin, there are two main maxima at R = 1 and 3 nm. In the immobilized state, the maximum at R = 1 nm is present in both types of water (of different order), but the second maximum is observed only for more ordered associates.Chloroform medium slightly reduces the binding energy of water to native lectin molecules (from 4.3 to 4.1 J/g), but in the case of immobilized lectin in CDCl3 medium, the value of ?gS increases from 5.2 to 7.4 J/g. That is, the weakly polar medium promotes to increase in the interaction of water with interfaces, which is manifested in a relative increase in the number of water clusters of smaller size (Fig. 4). It should be noted that weakly associated forms of water (signal 3) are also represented by several types of clusters that have a radius in the range R = 1–10 nm, and their size distribution changes significantly during immobilization of lectin on the surface of AM1. Probably, weakly associated types of water are formed both in cavities, between polymer chains of protein molecules, and on the surface of AM1, free of protein. |
| publisher |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/611 |
| work_keys_str_mv |
AT turovvv hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT gorbykpp hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT krupskatv hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT turanskasp hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT kovalev hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT cheremshenkonl hydrationofbacteriallectininnativestateandafterimmobilizationonsurfaceofhydrophobicsilica AT turovvv gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah AT gorbykpp gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah AT krupskatv gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah AT turanskasp gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah AT kovalev gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah AT cheremshenkonl gídratacíâbakteríalʹnogolektinuvnativnomutaímmobílízovanomunapoverhnígídrofobnogokremnezemustanah |
| first_indexed |
2025-07-22T19:34:31Z |
| last_indexed |
2025-11-23T02:50:23Z |
| _version_ |
1849658224337223680 |
| spelling |
oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-6112022-06-29T08:47:30Z Hydration of bacterial lectin in native state and after immobilization on surface of hydrophobic silica Гідратація бактеріального лектину в нативному та іммобілізованому на поверхні гідрофобного кремнезему станах Turov, V. V. Gorbyk, P. P. Krupska, T. V. Turanska, S. P. Koval, E. V. Cheremshenko, N. L. bacterial lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724 1H NMR spectroscopy surface hydration hydrophobic silica AM1-175 composite system water clusters бактеріальний лектин Bacillus subtilis ІМВ В-7724 1 Н ЯМР-спектроскопія гідратація поверхні гідрофобний кремнезем АМ1-175 композитна система кластери води The aim of the work was to study the peculiarities of interaction of the surface of bacterial lectin of Bacillus subtilis IMB B-7724 inthe native state and under different model conditions with water molecules by 1 H NMR; to create a composite system based on the studied lectin, in which the protein molecule is minimally affected by the surface of the carrier, because protein molecules are capable to bind a significant amount of water localized in the spaces between the polymer chains. A method of “dry” immobilization of bacterial lectin on the surface of hydrophobic silica has been developed.Hydration of native lectin and lectin fixed on the surface of hydrophobic silica AM-1-175 was studied by low-temperature 1 H NMR spectroscopy. It has been shown that the immobilization of lectin on the surface of AM1 is accompanied by an increase in the interfacial energy gS from 4.1 to 5.2 J/g. This is due to an increase in the concentration of strongly bound water. Analysis of changes in the distributions of radii R of clusters of adsorbed water allows us to state that in water adsorbed by native lectin, there are two main maxima at R = 1 and 3 nm. In the immobilized state, the maximum at R = 1 nm is present in both types of water (of different order), but the second maximum is observed only for more ordered associates.Chloroform medium slightly reduces the binding energy of water to native lectin molecules (from 4.3 to 4.1 J/g), but in the case of immobilized lectin in CDCl3 medium, the value of ?gS increases from 5.2 to 7.4 J/g. That is, the weakly polar medium promotes to increase in the interaction of water with interfaces, which is manifested in a relative increase in the number of water clusters of smaller size (Fig. 4). It should be noted that weakly associated forms of water (signal 3) are also represented by several types of clusters that have a radius in the range R = 1–10 nm, and their size distribution changes significantly during immobilization of lectin on the surface of AM1. Probably, weakly associated types of water are formed both in cavities, between polymer chains of protein molecules, and on the surface of AM1, free of protein. Метою роботи було вивчення методами 1 Н ЯМР особливостей взаємодії поверхні бактеріального лектину Bacillus subtilis ІМВ В-7724 в нативному стані та в різних модельних умовах з молекулами води; створення композитної системи на основі дослідженого лектину, в якій білкова молекула зазнає мінімального впливу з боку поверхні носія, оскільки білкові молекули здатні зв’язувати значну кількість води, локалізованої в проміжках між полімерними ланцюгами. Розроблено спосіб «сухої» іммобілізації бактеріального лектину на поверхні гідрофобного кремнезему.Методом низькотемпературної 1 Н ЯМР-спектроскопії вивчено гідратацію нативного лектину та лектину, закріпленого на поверхні гідрофобного кремнезему марки АМ-1-175. Показано, що іммобілізація лектину на поверхні АМ1 супроводжується збільшенням міжфазної енергії ?S від 4.1 до 5.2 Дж/г. Це відбувається за рахунок збільшення концентрації сильнозв’язаної води. Аналіз змін в розподілах за радіусами R кластерів адсорбованої води дозволяє констатувати, що в воді, адсорбованій нативним лектином, присутні два основних максимуми при R = 1 та 3 нм. В іммобілізованому стані максимум при R = 1 нм присутній в обох типах води (різної впорядкованості), проте другий максимум спостерігається лише для більш впорядкованих асоціатів.Середовище хлороформу дещо зменшує енергію зв’язування води з молекулами нативного лектину (від 4.3 до 4.1 Дж/г), проте у випадку іммобілізованого лектину в середовищі CDCl3 величина ??S збільшується від 5.2 до 7.4 Дж/г. Отже, слабкополярне середовище сприяє підвищенню взаємодії води з межами поділу фаз, що проявляється в відносному збільшенні кількості кластерів води меншого розміру (рис. 4). Слід звернути увагу, що слабоасоційовані форми води (сигнал 3) також представлені кількома типами кластерів, які мають радіус в діапазоні R = 1–10 нм, причому їхній розподіл за розмірами значно змінюється при іммобілізації лектину на поверхні АМ1. Ймовірно, слабоасоційовані форми води утворюються як в порожнинах, між полімерними ланцюгами білкових молекул, так і на поверхні АМ1, вільній від білка. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2022-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/611 10.15407/hftp13.01.060 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 13 No. 1 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 60-69 Химия, физика и технология поверхности; Том 13 № 1 (2022): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 60-69 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 13 № 1 (2022): Хімія, фізика та технологія поверхні; 60-69 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp13.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/611/620 Copyright (c) 2022 V. V. Turov, P. P. Gorbyk, T. V. Krupska, S. P. Turanska, E. V. Koval, N. L. Cheremshenko |