A probabilistic approach to the effect of water hydrogen bonds on the kinetics of protein folding and protein denaturation

Djikaev, Y. S.; Ruckenstein, Eli

doi:10.1016/j.cis.2010.01.009

Cited by 5 publications

(6 citation statements)

References 71 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Gemmei et al reported a study on the presence/absence of intermediate water in hydrated PMEA at physiological temperature by utilizing T variable mid‐infrared (MIR) spectroscopy, and the presence of intermediate water couldn't be confirmed by the measurement. However, recently, Morita et al reported a study on the presence of intermediate water in physiological environment (37 °C, normal saline solution) by using in‐situ ATR‐IR measurement . The intermediate water in hydrated PMEA was hardly dehydrated from the matrix in normal saline solution, although free water in hydrated PMEA was easily dehydrated.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…[11] Gemmei et al reported a study on the presence/absence of intermediate water in hydrated PMEA at physiological temperature by utilizing T variable mid-infrared (MIR) spectroscopy, [38] (37 8C, normal saline solution) by using in-situ ATR-IR measurement. [39] The intermediate water in hydrated PMEA was hardly dehydrated from the matrix in normal saline solution, although free water in hydrated PMEA was easily dehydrated. Consequently, the intermediate water could be moderately interacted with polymer matrix in physiological environment (37 8C), and thus the hydrogen-bonding network surrounding adsorbed proteins, which is a positive factor in the protein stability, [40] could not be disarranged at the bio-interface.…”

Section: Quantifying Protein Adsorption and Exposurementioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The Relationship Between Water Structure and Blood Compatibility in Poly(2-methoxyethyl Acrylate) (PMEA) Analogues

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

Six types of poly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) analogues were synthesized and the water structure in the hydrated polymers was characterized using differential scanning calorimetry (DSC). The hydrated PMEA analogues exhibited the different amounts of intermediate water. Non-thrombogenicity evaluation was performed on PMEA analogues for platelet adhesion and protein adsorption. Platelet adhesion was suppressed on PMEA analogues. In addition, the protein adsorption and deformation were suppressed by increasing the amount of intermediate water. This study demonstrates that the amount of intermediate water might play a key role in expressing the blood compatibility of polymeric materials.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Quantifying Protein Adsorption and Exposurementioning

confidence: 99%

The Relationship Between Water Structure and Blood Compatibility in Poly(2-methoxyethyl Acrylate) (PMEA) Analogues

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Атом кислорода (как более электроотрицательный, чем атомы водорода) оттягивает электронную плотность, образуя частично отрицательный заряд. Благодаря своей структуре молекулы воды могут взаимодействовать друг с другом и с другими биоорганическими молекулами внутри клетки посредством водородных связей (11,12). Все это определяет важность воды как одного из основных элементов клетки в процессе ее функционирования, включая реализацию генетической информации на молекулярном и клеточном уровне.…”

unclassified

“…Вода в клетке -это не просто среда, содержащая определенные вещества. Вода взаимодействует с растворенными молекулами, и именно она в основном стабилизирует вторичную и третичную структуру макромолекул (11,31,32). Это относится и к белкам, и к ДНК, причем к ДНК, возможно, даже в большей степени, поскольку высокая диэлектрическая проницаемость воды и гидратированных противоионов ослабляет электростатическое отталкивание фосфатов (33)(34)(35).…”

unclassified

INTERACTION OF NUCLEIC ACIDS WITH MOLECULES OF WATER, PROTEINS, AND INTERCALATORS (review)

Chesnokov¹

2021

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Современные представления о межмолекулярных взаимодействиях в клетке неполны без понимания того, как формируются комплексы между нуклеиновыми кислотами и основными внутриклеточными компонентами -водой и белками и что определяет пространственную стабилизацию таких комплексов. То же справедливо в отношении интеркаляции -внутриклеточного межмолекулярного взаимодействия веществ планарной структуры, способных внедряться между соседними парами азотистых оснований в молекулы ДНК и РНК, которое играет особую роль в фармакологии и генетическом мутагенезе. Кроме того, интеркаляция, может оказывать сильное влияние на клеточный метаболизм, замедляя, а в некоторых случаях прекращая рост клеток, что в определенных условиях приводит как к апоптозу, так и к раковым заболеваниям либо, наоборот, к выздоровлению от такого рода заболеваний (M. Ashrafizadeh с соавт., 2020). Настоящий обзор посвящен рассмотрению молекулярных механизмов и биологической роли этих процессов. Известно, что двойная спираль ДНК может взаимодействовать с полипептидами при помощи образования специфических водородных связей между Уотсон-Криковскими парами оснований и боковыми цепями аминокислот (C.N. Pace с соавт., 2004), посредством интеркаляции боковых цепей ароматических аминокислот между парами оснований, при которой также проявляется некоторая специфичность (A. Bazzoli с соавт., 2017), и за счет непосредственного связывания белковых спиралей и -слоев в желобках ДНК (E. Del Giudice с соавт., 2009). Предполагается, что последний тип взаимодействия имеет место, например, в комплексах ДНК с cro-репрессором экспрессии генной активности и с белком, активирующим катаболизм, для которого предложены две модели связывания -спиралей с левосторонней и правосторонней двойной спиралью ДНК в В-форме. Указывается, что если известна структура молекулы нуклеиновой кислоты, то величину поверхности ДНК и РНК, доступной для молекул воды или иных растворителей, можно определить расчетным способом. При этом в случае сворачивания ДНК в растворе в двойную спираль ее молекула становится полярной. При такого рода гидратации вокруг молекулы ДНК образуются две гидратные оболочки. Первая из них, состоящая примерно из 20 молекул воды в расчете на один нуклеотид, непроницаема для катионов и по своей агрегатной структуре не похожа на лед, а вторая оболочка неотличима от обычной воды. Различия в структуре гидратных оболочек проливают свет на природу конформационного перехода между формами В  А, происходящего при уменьшении гидратации молекулы ДНК. Описано также взаимодействие нуклеиновых кислот с молекулами лекарственных и иных планарных веществ. При этом в обзоре рассмотрены только интеркаляционные комплексы с препаратами, молекулы которых имеют плоскую структуру или обладают плоскими функциональными группами. Продемонстрировано, что связывание таких веществ с двойной спиралью протекает в две стадии: на первой происходит их присоединение по периферии спирали, на второй осуществляется интеркаляция, то есть собственно встраивание интеркалятора в планарной плоскости между парами нуклеот...

show abstract

unclassified

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ С Молеку-Лами ВОДЫ, БЕЛКОВ И ИНТЕРКАЛЯТОРОВ (Обзор)

Чесноков¹

2021

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Современные представления о межмолекулярных взаимодействиях в клетке неполны без понимания того, как формируются комплексы между нуклеиновыми кислотами и основными внутриклеточными компонентами -водой и белками и что определяет пространственную стабилизацию таких комплексов. То же справедливо в отношении интеркаляции -внутриклеточного межмолекулярного взаимодействия веществ планарной структуры, способных внедряться между соседними парами азотистых оснований в молекулы ДНК и РНК, которое играет особую роль в фармакологии и генетическом мутагенезе. Кроме того, интеркаляция, может оказывать сильное влияние на клеточный метаболизм, замедляя, а в некоторых случаях прекращая рост клеток, что в определенных условиях приводит как к апоптозу, так и к раковым заболеваниям либо, наоборот, к выздоровлению от такого рода заболеваний (M. Ashrafizadeh с соавт., 2020). Настоящий обзор посвящен рассмотрению молекулярных механизмов и биологической роли этих процессов. Известно, что двойная спираль ДНК может взаимодействовать с полипептидами при помощи образования специфических водородных связей между Уотсон-Криковскими парами оснований и боковыми цепями аминокислот (C.N. Pace с соавт., 2004), посредством интеркаляции боковых цепей ароматических аминокислот между парами оснований, при которой также проявляется некоторая специфичность (A. Bazzoli с соавт., 2017), и за счет непосредственного связывания белковых αспиралей и β-слоев в желобках ДНК (E. Del Giudice с соавт., 2009). Предполагается, что последний тип взаимодействия имеет место, например, в комплексах ДНК с cro-репрессором экспрессии генной активности и с белком, активирующим катаболизм, для которого предложены две модели связывания α-спиралей с левосторонней и правосторонней двойной спиралью ДНК в В-форме. Указывается, что если известна структура молекулы нуклеиновой кислоты, то величину поверхности ДНК и РНК, доступной для молекул воды или иных растворителей, можно определить расчетным способом. При этом в случае сворачивания ДНК в растворе в двойную спираль ее молекула становится полярной. При такого рода гидратации вокруг молекулы ДНК образуются две гидратные оболочки. Первая из них, состоящая примерно из 20 молекул воды в расчете на один нуклеотид, непроницаема для катионов и по своей агрегатной структуре не похожа на лед, а вторая оболочка неотличима от обычной воды. Различия в структуре гидратных оболочек проливают свет на природу конформационного перехода между формами В → А, происходящего при уменьшении гидратации молекулы ДНК. Описано также взаимодействие нуклеиновых кислот с молекулами лекарственных и иных планарных веществ. При этом в обзоре рассмотрены только интеркаляционные комплексы с препаратами, молекулы которых имеют плоскую структуру или обладают плоскими функциональными группами. Продемонстрировано, что связывание таких веществ с двойной спиралью протекает в две стадии: на первой происходит их присоединение по периферии спирали, на второй осуществляется интеркаляция, то есть собственно встраивание интеркалятора в планарной плоскости между парами нуклеот...

show abstract

A probabilistic approach to the effect of water hydrogen bonds on the kinetics of protein folding and protein denaturation

Cited by 5 publications

References 71 publications

The Relationship Between Water Structure and Blood Compatibility in Poly(2-methoxyethyl Acrylate) (PMEA) Analogues

The Relationship Between Water Structure and Blood Compatibility in Poly(2-methoxyethyl Acrylate) (PMEA) Analogues

INTERACTION OF NUCLEIC ACIDS WITH MOLECULES OF WATER, PROTEINS, AND INTERCALATORS (review)

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ С Молеку-Лами ВОДЫ, БЕЛКОВ И ИНТЕРКАЛЯТОРОВ (Обзор)

Contact Info

Product

Resources

About