title: Role of noncovalent interactions in glutathione peroxidase activity: quantum chemical study
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Ястребов Сергей Гурьевич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Astrebov Sergej Gurevic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Карпов Валерий Владимирович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Karpov Valerij Vladimirovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Тупикина Елена Юрьевна
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Tupikina Elena Urevna
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2023-04-06T21:48:25Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2023-04-06T21:48:25Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2022
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 055697
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/39734
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Глутатионпероксидаза-1 – это селеносодержащий фермент, который защищает клетки организма человека от окислительного стресса, участвует в восстановлении пероксида водорода. Однако до сих пор неизвестны детали  механизма его работы, а влияние невалентных взаимодействий с атомом селена на его электронную оболочку не было подробно исследовано. Подобная информация могла бы пролить свет на участие процессов, связанных с окислительным стрессом, и помочь в создании антиоксидантных лекарств нового поколения.
  Поэтому, в рамках данной работы было проведено исследование внешней электронной оболочки атома селена и её изменения при участии атома селена в невалентных взаимодействиях. Была изучена гидратация селеноцистеинового остатка на модельных системах, исследованы водородные связи с молекулами воды. Показано, что водородные связи OHSe антикооперативны – добавление каждой последующей молекулы воды приводит к ослаблению остальных водородных связей. Кроме того, было проведено моделирование реакций наиболее вероятного каталитического цикла с использованием модельных систем.
  Было показано, что внешняя электронная оболочка селена крайне  чувствительна к образованию невалентных взаимодействий. Были проанализированы наиболее вероятные направления образования невалентных взаимодействий с молекулами воды и кофактора, нуклеофильной атаки молекулы пероксида, изучены геометрия, спектральные и энергетические свойства водородных связей атома селена в составе кластеров аниона метилселенолята с водой. Полученные значения энергий активации для реакций наиболее вероятного каталитического цикла глутатионпероксидазы позволяют подтвердить возможность их протекания при физиологических условиях.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: Glutathione peroxidase-1 is a selenium-containing enzyme that protects human cells from oxidative stress and is involved in the reduction of hydrogen peroxide. However, the details of the mechanism of its operation are still unknown, and the effect of noncovalent interactions with the selenium atom on its electron shell has not been studied in detail. Such information could shed light on the involvement of processes associated with oxidative stress and help develop next-generation antioxidant drugs.
  Therefore, within the framework of this work, a study was made of the outer electron shell of the selenium atom and its changes with the participation of the selenium atom in non-valence interactions. The hydration of the selenocysteine residue was studied on model systems, hydrogen bonds with water molecules were studied. It has been shown that OHSe hydrogen bonds are anticooperative – the addition of each successive water molecule weakens the rest of the hydrogen bonds. In addition, the reactions of the most probable catalytic cycle were simulated using model systems.
  It was shown that the outer electron shell of selenium is extremely sensitive to the formation of noncovalent interactions. The most probable directions of the formation of noncovalent interactions with water and cofactor molecules, the nucleophilic attack of the peroxide molecule was analyzed, the geometry, spectral and energetic properties of the hydrogen bonds of the selenium atom in the clusters of the methylselenolate anion with water were studied. The obtained activation energies for the reactions of the most probable catalytic cycle of glutathione peroxidase allow us to confirm the possibility of their occurrence under physiological conditions.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: глутатионпероксидаза
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: окислительный стресс
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: гидратация
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: водородные связи
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: халькогенные связи
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: QTAIM
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: 77Se ЯМР.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: glutathione peroxidase
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: oxidative stress
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: hydration
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: hydrogen bonds
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: chalcogen bonds
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: QTAIM
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: 77Se NMR.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Role of noncovalent interactions in glutathione peroxidase activity: quantum chemical study
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Квантово-химическое исследование роли невалентных взаимодействий в каталитической активности глутатионпероксидазы
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: Diplom_2.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/39734/2/Diplom_2.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 4,59 MB
resources.filename: reviewSV_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Karpov.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/39734/3/reviewSV_Otzyv_naucnogo_rukovoditela_Karpov.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewSV
resources.size: 80,86 kB
resources.filename: reviewSV_st055697_Karpov_Valerij_Vladimirovic_(supervisor)(Ru).txt
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/39734/4/reviewSV_st055697_Karpov_Valerij_Vladimirovic_%28supervisor%29%28Ru%29.txt
resources.format: Text
resources.description: ReviewSV
resources.size: 3,21 kB