Введение к работе
Актуальность проблемы. Конструирование супрамолекулярных наноматериалов, нанолекарств и наноустройств путем самосборки небольших органических молекул привлекает, в первую очередь, своей «технологичностью». В качестве исходных органических молекул наиболее удобны пептиды и небольшие белки, поскольку они хорошо изучены, структурно разнообразны и способны к межмолекулярному узнаванию, а синтезировать их можно биотехнологическим путем. Однако пептидные молекулы пока не нашли широкого применения в нанотехнологии из-за низкой термической, химической и биологической стабильности. Материалы, построенные из несклонных к рацемизации аминокислот, в частности, из глицина, не имеют этих недостатков. Олигомеры глицина в виде неканонической спиральной структуры полиглицин-II (ПГ-II) образуют сеть водородных связей с шестью соседними цепями. Организация линейного олигоглицина в разветвленные, так называемые трех- и четырехантенные пептиды, позволила получить новый класс простых молекул, обладающих способностью формировать в водной среде уникальные супрамеры в виде плоских листов мономолекулярной толщины. Для нанотехнологии такие двумерные кристаллы привлекательны благодаря атомной степени гладкости формируемых ими поверхностей, а для медицины - возможностью их гликозилированных производных эффективно и специфично блокировать вирусы. Понимание закономерностей, связывающих структуру олигоглицинов со способностью образовывать супрамеры, открывает возможность получения материалов с новыми, необычными свойствами и заданными характеристиками.
Целями работы были: синтез молекул общей формулы К-01уп-Х-01уп-Я с разным числом глициновых звеньев п, отличающихся структурой соединяющего пептидные цепи фрагмента Х (кора); изучение ассоциации этих двухантенных олигоглицинов в водной среде и сравнение способности к ассоциации двух-, трех- и четырехантенных олигоглицинов; поиск воспроизводимых условий получения протяженных атомно-гладких слоев на поверхности слюды, а также условий формирования нанопаттернов; оценка противовирусных свойств сиалопроизводных двухантенных олигоглицинов.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые синтезированы двухантенные олигоглицины с олигоэтиленгликольным, этиленовым и декаметиленовым корами. Проведено систематическое изучение широкого класса самоассоциирующих олигоглицинов, который включает двух-, трех- и четырехантенные молекулы, в результате чего открылась возможность прогнозировать свойства пока еще не синтезированных аналогов.
Изучено влияние поверхности материала-матрицы на процесс образования тектомерного слоя, выявлены механизм ассоциации и закономерности формирования одно-, двух- и многослойных супрамеров на поверхности. Показана возможность получения атомно-гладких слоев на слюде, в том числе функционализированных и способных самовосстановливаться, что востребовано в наноэлектронике и нанооптике.
Показана возможность конструирования блокаторов вируса гриппа на основе синтезированных двухантенных сиалоолигоглицинов.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано три статьи и одна глава в книге. Основные материалы диссертации были представлены на пяти международных научных конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, посвященного самоассоциирующим пептидам, обсуждения результатов, заключения, выводов, экспериментальной части и