By this author

Ab Initio Shape of Supramolecular Complexes of Cucurbit[8]uril in Solution Found from Small-Angle X-ray Scattering Data

Issue number 6 from 15.09.2025

Проведенные ранее исследования пространственной структуры комплексов гость–хозяин макроциклических кавитандов кукурбитурилов с рядом нитроксильных радикалов методами электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), ЯМР и кристаллографии показали, что в водных растворах с использованием в качестве молекул-гостей ряда нитроксильных радикалов могут возникать упорядоченные агрегаты в форме равностороннего треугольника из трех монокомплексов гость–хозяин в его вершинах. Получены экспериментальные результаты по малоугловому рентгеновскому рассеянию водных растворов комплексов гость–хозяин кукурбит[8]урила со стабильным нитроксильным радикалом – протонированным темпоамином и проведено ab initio-моделирование на их основе формы агрегатов комплексов, находящихся в естественном состоянии в растворе. При поиске моделей формы агрегатов либо не использовали никакой дополнительной информации об их структуре, либо вводили наличие оси третьего порядка. ЭПР применен в качестве независимого метода исследования агрегации комплексов в растворе. Показано, что форма частиц комплексов при больших концентрациях кавитанда и гостя в водном растворе близка по своим параметрам к равностороннему треугольнику, что согласуется с известными кристаллографическими данными и ЭПР.

11 0

Determination of the Shape of a Helix Particle Based on Small-Angle X-ray Scattering Data: Modification of the “Simulated Annealing” Algorithm

Issue number 6 from 15.09.2025

Модифицированный алгоритм “имитации отжига”, реализованный в программе DAMMINV, позволяет получать 10–15 различных моделей наночастицы, приближающих данные малоуглового рентгеновского рассеяния. Основой метода является режим перемежающихся весовых коэффициентов целевой функции, в котором балансируются вклады от штрафных коэффициентов, отвечающих за реалистичность модели, и вклад от невязки между экспериментальной и модельной кривыми рассеяния. Исследовано влияние шума на кривых рассеяния на качество восстановления трехмерной формы спирали, а также проведено сравнение результатов с полученными стандартными программами. Метод протестирован на модельных данных, свободных от шума и с наложением пуассоновского шума на примере спиральной частицы с толщиной витков, сопоставимой с характерным размером пространства между ними. Проведен сравнительный анализ восстановленных моделей с 3D-формами, полученными алгоритмами “имитации отжига” в стандартном режиме работы.

12 0

Decomposition of Small-Angle Scattering Profiles from Two Conformational States of 3-Isopropylmalate Dehydrogenase Using Evolving Factor Analysis

Issue number 6 from 15.09.2025

Проведено моделирование разделения перекрывающихся вкладов в интенсивность малоуглового рассеяния от молекул 3-изопропилмалатдегидрогеназы из Thermus thermophilus, находящихся в растворе в двух конформационных состояниях, при использовании хроматографической колонки, присоединенной к измерительной кювете cинхротронной станции малоуглового рентгеновского рассеяния. По теоретическим наборам малоугловых данных, к которым был добавлен пуассоновский шум в пределах 3–5%, восстановлены профили интенсивности рассеяния от открытой и закрытой форм молекул фермента методом эволюционного факторного анализа. Таким образом, подтверждена эффективность работы данного алгоритма при разделении вкладов компонентов в случае смесей, состоящих из частиц с одинаковой молекулярной массой.

13 0

X-ray small-angle scattering in the study of the structure of disordered nanosystems

Issue number 2 from 15.09.2025

Малоугловое рассеяние (МУР) рентгеновских лучей и нейтронов – метод исследования надатомной структуры конденсированных систем с разрешением от долей до сотен нанометров, возможности которого значительно выросли в последние десятилетия благодаря появлению ярких источников синхротронного излучения и лабораторных установок с микрофокусными источниками. Рост вычислительной мощности доступных компьютеров сопровождался разработкой новых алгоритмов и методик анализа данных, что сделало МУР одним из самых эффективных методов изучения наноразмерных структур. После краткого изложения основных принципов МУР изотропными дисперсными наносистемами приведены наиболее яркие примеры такого анализа: моделирование структуры биологических макромолекул в растворе, определение размерных распределений неоднородностей в полидисперсных системах и изучение многокомпонентных систем наночастиц различной природы. Метод МУР не требует специальной пробоподготовки и позволяет изучать объекты в условиях, близких к естественным, что особенно востребовано при отработке природоподобных технологий.

9 0