Молекулярная биофизика

Общая и медицинская биофизика. Биофизические основы функциональной диагностики

Фотобиофизика

1. Основные фотобиологические процессы. 2.Фототерапевтические способы, основанные на фотобиологических процессах. 3.Стадии фотобиологических процессов. 4.Электронные переходы в биологически значимых молекулах при поглощении света. 5.Количественные закономерности поглощения света. Закон Бугера-Ламберта-Бера. 6.Количественные показатели поглощения света. 7. Спектры поглощения биологически значимых молекул. 8.Особенности поглощения света в биологических системах: поглощение света в многокомпонентных объектах, эффект внутреннего экранирования. 9.Особенности поглощения света в биологических системах: влияние неравномерного распределения молекул и светорассеяния. 10.Зависимость потока фотолюминесценции от концентрации соединения, поглощающего возбуждающий свет. 11. Влияние экранирования на фотолюминесценцию многокомпонентных объектов. 12.Спектры фотолюминесценции. 13. Спектры возбуждения фотолюминесценции биообъектов. 

14.Примеры люминесцирующих биологически значимых молекул. 15. Семейство зеленых флуоресцентных белков, механизм образования их хромофора. 16.Кинетический перенос энергии электронного возбуждения: кинетическая схема, стационарное состояние. 17.Кинетический перенос энергии электронного возбуждения: уравнение Штерна-Фольмера. 18.Миграция энергии электронного возбуждения, ее роль в биологических системах. Миграция энергии в фотосинтетической единице. 19.Механизмы миграции энергии электронного возбуждения в биологических системах. 20.Основные характеристики хемилюминесценции, активаторы хемилюминесценции биологических объектов. 21.Биолюминесценция светляков и бактерий. 22.Роль свободных радикалов в процессах хемилюминесценции. Биохемилюминесценция активированных фагоцитов.

23.Кинетика необратимых однофотонных фотопревращений биологически значимых молекул: уравнение скорости и дозовая зависимость. 24.Кинетика обратимых однофотонных фотопревращений биологически значимых молекул. 25.Спектры действия фотобиологических процессов, задачи их исследования. 26.Спектры действия фотобиологических процессов при постоянной дозе облучения. 27.Спектры действия фотобиологических процессов при постоянной величине фотобиологического эффекта. 28.Характеристики экологического ультрафиолетового излучения. 29.Кинетика фотоинактивации белков под действием УФ излучения. 30.Реакция фотодимеризации пиримидиновых оснований в нуклеиновых кислотах при действии УФ излучения. 31.Общие закономерности эритемы, индуцированной УФ излучением. Роль пероксидного окисления липидов в развитии эритемы. 32.Спектры действия эритемы. 33.Закономерности канцерогенного действия УФ излучения на кожу.

Молекулярная биофизика

ВВЕДЕНИЕ

1.Дать определения первичной, вторичной, третичной и четвертичной структуры белка. 2.Что такое геномика и протеомика? 3.Что Вам известно о первых работах по молекулярной биологии? 4.Перечислите основные методы исследования, применяемые в структурной молекулярной биологии. 5.Что Вы знаете о методе гель-электрофореза?  6.Что Вы знаете о методе белковой кристаллографии

АМИНОКИСЛОТЫ. ЗАРЯД

1.Нарисуйте химическую структуру участка полипептидной цепи. Укажите основные группы полипептидной цепи (пептидная связь, N- конец и т.д.)

2.Название и свойства заряженных аминокислотных остатков. Химические формулы или основные функциональные группы положительно и отрицательно заряженных остатков. 3.Что такое константа диссоциации кислоты? pH и pK. 4.Нарисуйте и объясните кривую диссоциации аминокислоты в водном растворе. 5.Что такое кривая диссоциации белка. Изоэлектрическая точка.

АМИНОКИСЛОТЫ. ГИДРОФОБНОСТЬ

1.Что такое гидрофобность и гидрофильность амитнокислтных остатков? Как измеряют гидрофобность вещества? 2.Как измеряют гидрофобность аминокислотного остатка? 3.Назовите примеры гидрофобных, гидрофильных незаряженных и заряженных аминокислотных остатков.

КОНФОРМАЦИЯ

1.Структура полипептидной цепи. Вокруг каких связей возможно вращение в пептидной цепи? 2.Как задается угол вращения вокруг связей ? 3.Что такое вращательная подвижность? Известные Вам конфигурации. Различие понятий конфигурации и конформации. 4.Свойства пептидной связи. 5.Изменение энергии при вращении вокруг одинарной связи. Как называется эта энергия?

РСА. ДИФРАКТОМЕТР

1.Основные этапы получения структуры белка методом рентгеновской белковой кристаллографии. 2.Опишите известные Вам методы выращивания белковых кристаллов. 3.Почему для расшифровки атомной структуры белков используются рентгеновские лучи? 4.Почему для расшифровки атомной структуры белков методом рентгеновской белковой кристаллографии используются белковые кристаллы?

5.Что происходит с лучами, рассеиваемыми сложными объектами? 6.Какие источники рентгеновского излучения применяются в белковой кристаллографии?

БЕЛКОВАЯ БАЗА ДАННЫХ. PDB

1.В каком виде могут быть представлены структуры белков или их части в программах визуализации (на примере программы RasTop.exe)? 2.Что позволяет делать программа визуализации RasTop.exe?

ПАРАМЕТРЫ ЯЧЕЙКИ КРИСТАЛЛА

1.Что такое элементарная ячейка кристалла. Параметры ячейки. Координаты какого атома надо брать за начальные? 2.Вектор рассеяния. Определение. Связь вектора рассеяния с углом отражения. 3.Сфера отражений Эвальда. Построение и свойства. Направление на рефлекс. 4.Миллеровы плоскости отражения. Построение и индексы.

5.Закон Брегга-Вульфа. 6.Связь вектора рассеяния с углом отражения от Миллеровых плоскостей, с направлением плоскостей и с межплоскостным расстоянием.

7.Принцип работы рентгеновского монохроматора. 8.Зависимость между индексами миллеровых плоскостей и расположением рефлекса на дифрактограмме.

9.Условия Лауэ. Вывод на основе закона Брегга-Вульфа. 10.Построение обратной решетки кристалла. 11.Почему нужно прецессировать кристалл, чтобы получить набор рефлексов? 12.Свойства обратной решетки кристалла. 13.Связь обратной решетки кристалла с дифрактограммой.

СТРУКТУРНЫЙ ФАКТОР

1.Интерференция волн, рассеянных двумя центрами. 2.Структурный фактор электрона и атома. Структурный фактор как вектор на комплексной плоскости. Сложение структурных факторов. 3.Структурный фактор атома как функция координаты атома в элементарной ячейке. 4.Структурный фактор рефлекса. 5.Структурный фактор элементарного объема кристаллической ячейки. 6.Уравнение структурного фактора рефлекса как функции распределения электронной плотности и уравнение электронной плотности как функции структурных факторов рефлексов. 7.Перечислите этапы расчета распределения электронной плотности в пределах элементарной ячейки на основе данных о структурных факторах рефлексов. 8.Что такое карта электронной плотности? Как влияет разрешение на карте электронной плотности на распознавание структуры молекулы? 9.Что такое проблема фаз и как она решается в белковой кристаллографии? 10.Произведите построение Харкера для определения структурных факторов белка и его изоморфно-замещенных производных. 11.Пространственная структура сывороточного альбумина. Домены.

СИЛЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В БЕЛКОВОЙ ГЛОБУЛЕ. СТЕРИЧЕСКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ

1.Перечислите силы ближнего и дальнего порядка в белковой глобуле. 2.Расскажите про электростатические взаимодействия ионов, ион-дипольные и диполь-дипольные взаимодействия. 3.Расскажите про взаимодействия диполь-индуцированный диполь и про силы Лондона. 4.Чем отличаются взаимодействия Ван-дер-Ваальса и Лондона?

5.Как изменяется энергия системы при сближении двух незаряженных атомов?

6.Что такое стерические ограничения? Расскажите про диаграмму Рамачандрана. 7.Химическое строение полипептидной цепи. Что такое конфигурация и конформация полипептидной цепи? 8.Что такое цис- и гош-конфигурации? 9.Причина гибкости полипептидной цепи.  10.Что такое вращательная подвижность? 11.Вокруг каких связей вращение полипептидной цепи возможно, а вокруг каких – невозможно? Почему? 12.Что такое торсионные углы, как они обозначаются?  13.Как изменяется энергия системы при изменении торсионного угла? 14.Перечислите силы ближнего и дальнего порядка в белковой молекуле. 15.Перечислите известные Вам электростатические взаимодействия между химическими группами. Как зависят силы этих взаимодействий от расстояния между взаимодействующими элементами?  16.Что такое нековалентные взаимодействия между атомами? 17.Как зависит энергия системы от расстояния между двумя атомами, если между ними не образуется химическая связь? 18.Что такое радиус Ван-дер-Ваальса? Чему равны эти радиусы для углерода, водорода, азота и кислорода? Как их находят? 19.Почему пептидная группа бывает в транс-, а не в цис- конформации? 20.Что такое диаграмма Рамачандрана?

АНОМАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ. ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ. ГИДРОФОБНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

1.Перечислите аномальные свойства воды, зависящие от образования водородных связей. 2.Что такое водородная связь? Что Вы знаете о ее свойствах? 3.Как можно определить экспериментально энергию водородной связи? 4.Пространственная структура льда и воды. 5.Как изменяется энергия системы при растворении в воде неполярных молекул? 6.Что такое гидрофобное взаимодействие? Назовите известные Вам гидрофильные и гидрофобные аминокислотные остатки.