Лаборатория «Термодинамика растворов неэлектролитов и биологических веществ»

Основные направления научной деятельности лаборатории:

  • Термодинамика сольватации и закономерности межмолекулярных взаимодействий в растворах аминокислот и пептидов в водных, буферных и водно-органических средах, используемых в органическом синтезе, энзиологии, косметике (α-L-аланил-α-L-аланин, β-аланил-β-аланин, α-L-аланил-L-норлецин, α-аланил-DL-валин, L-карнозин);
  • взаимодействие пептидов с заряженными и цвиттер-ионными мицеллами, моделирующими биологические мембраны: экспериментальные исследования и  компьютерное моделирование комплексов пептидов с мицеллами(α-аланил-α-аланин, β-аланил-β-аланин, α-аланил-норлецин, α-аланил-валин, карнозин, ансерин, баленин, додецилсульфат натрия, 1-олеоил-2-пальмитоил-фосфатидилхолин);
  • термодинамика кислотной диссоциации аминокислот и пептидов, распределение их ионных форм в растворах(α-L-аланил-L-тирозин, глутатион и др.);
  • взаимодействие аминокислот и пептидов с фрагментами ДНК/РНК, модельными лекарственными соединениями и коферментами(урацил, цитозин, тимин, глицил-L-глутаминовая кислота, глицил-L-тирозин, α-L-аланил-L-тирозин, глутатион, никотиновая кислота, изоникотиновая кислота, пиколиновая кислота, пиридоксаль-5'-фосфат, пиридоксин);
  • термодинамика сольватации производных бициклической мочевины, как потенциальных лекарственных средств нейролептического действия: баланс гидрофобных и гидрофильных вкладов, изотопный эффект растворителя в процессе сольватации;
  • термодинамика сублимации пептидов (L-метионин, DL-метионин, карнозин, дипептиды аланилового ряда).

 

Проекты, гранты:
  • Грант РНФ № 22-23-01118 «Специфические взаимодействия при молекулярном узнавании пептидов различной структуры с фрагментами нуклеиновых кислот в жидких средах как основа их биологической функции»
  • Грант РФФИ № 18-03-01032 "Закономерности взаимодействия синтетических пептидов с мицеллами, моделирующими биологические мембраны: термодинамические и структурные аспекты"
  • Грант РФФИ №18-43-370018-р_а "Эффекты связывания лекарственных лигандов с аминокислотами и пептидами при изменении их структуры и кислотности среды как основа для разработки регуляторов транспортной функции белков"
  • Грант РФФИ для молодых ученых ("Аспиранты") на реализацию научного проекта №19-33-90223 "Механизм взаимодействия пептидов карнозинового ряда с анионными и цвиттер-ионными мицеллами в водных растворах"
  • Грант РФФИ № 04-03-32957 «Комплексный подход к изучению термодинамических свойств биологически активных веществ на основе мочевины и ее алкилпроизводных»
  • Грант РФФИ №06-03-96312-р_центр_а «Влияние кислотно-основных равновесий на электростатическое «узнавание» молекул аминокислот и пептидов в реакциях с модельными рецепторами кофермента пиридоксальфосфата в водных буферных системах»
  • Грант Президента РФ № МК- 4905. 2006.3. «Взаимодействие аминокислот с компонентами водно-органических растворителей и модельными соединениями коферментов в буферном растворе»
  • Грант РФФИ №07-03-00369 «Гидрофобные и сольватационные эффекты в структурно-термодинамических характеристиках природных аминокислот и пептидов в растворах»
  • Грант РФФИ №09-03-97510-р_центр_а «Роль кислотно-основных, электростатических, сольватационных и гидрофобных эффектов в образовании оснований Шиффа как промежуточной стадии ферментативного превращения  аминокислот и пептидов»
  • Стипендия им. Г.А. Крестова молодым ученым Института химии растворов Российской академии наук за высокие достижения в научно-исследовательской работе в 2008 году.
  • Грант РФФИ №10-08-00564-а "Исследование растворимости и диффузии экологически и промышленно важных природных газов в воде и водно-солевых растворах при давлениях до 100 МПа и температурах до 350 К: теория и эксперимент"
  • Грант РФФИ №11-03-00013-а "Специфика взаимодействия ароматических и гтероциклических природных аминокислот и пептидов с полифункциональными органическими молекулами в водных растворах при образовании молекулярных комплексов и конъюгатов"
  • Грант РФФИ №13-03-00716-а "Комплексное экспериментально-теоретическое исследование особенностей гидратации ахиральных и хиральных алкилзамещенных гликольурилов в водных растворах"
  • Грант РФФИ №15-43-03003 "Структурно-термодинамические эффекты при взаимодействии аминокислот и пептидов с липополисахаридами в растворах как характеристики пептид-мембранного связывания для разработки антибиотиков нового поколения"
Заведующий лабораторией
Доктор химических наук
Старший научный сотрудник
Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Стажер-исследователь, Аспирант
Младший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Научный сотрудник
Кандидат химических наук
Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Старший научный сотрудник
Инженер – исследователь
Старший научный сотрудник
Кандидат химических наук
Старший научный сотрудник

Наиболее важные публикации 2016-2022 г.

Термодинамика, растворы, сольватация, межмолекулярные взаимодействия

  1. Smirnov V. I., Badelin V. G. Influence of the composition of aqueous-amide solvents on enthalpic characteristics of L-proline dissolution at T=298.15 K // Journal of Molecular Liquids. – 2016. – Aug. – V. 220. – P. 21-25. DOI:10.1016/j.molliq.2016.04.033.
  2. Smirnov V. I., Badelin V. G. Thermochemical Characteristics of the Dissolution of D-Valine in Aqueous Solutions of Some Amides at T=298.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2016. – May. – V. 61, № 5. – P. 1864-1867. DOI:10.1021/acs.jced.5b01087.
  3. Smirnov V. I., Badelin V. G. Thermochemical characteristics of 4-OH-L-proline and L-proline dissolution in (H2O + alcohol) mixtures at T=298.15 K // Journal of Molecular Liquids. – 2017. – Mar. – V 229. – P. 198–202. DOI: 10.1016/j.molliq.2016.12.025
  4. Smirnov V. I., Badelin V. G. Thermodynamic characteristics of trans-4-hydroxy-L-proline dissolution in some (water plus amide) mixtures at T=298.15 K // Thermochimica Acta. – 2017. – Jul. – V. 653. – P. 27-31.  DOI: 10.1016/j.tca.2017.03.022
  5. Mezhevoi I. N., Badelin V. G. Thermochemical analysis of intermolecular interactions between N-acetylglycine and polyols in aqueous solutions // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2017. – May. – V. 91, № 5. – P. 810-813. DOI:10.1134/s0036024417050181.
  6. Smirnov V. I., Badelin V. G. Influence of the composition of aqueous-alcohol solvents on enthalpic characteristics of L-glutamine dissolution at T=298.15 // Journal of Molecular Liquids. – 2018. – May. – V. 258. – P. 253-257.   DOI:10.1016/j.molliq.2018.03.013 .
  7. Smirnov V. I., Badelin V. G. Thermodynamic Parameters of the Dissolution of 4-Hydroxy-L-Proline and L-Phenylalanine in Mixed Aqueous Solvents at 298 K // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2018. – Jan. – V. 92, № 1. – P. 93-98. DOI:10.1134/s0036024417120287 .
  8. Smirnov V. I., Badelin V. G. Influence of N-methyl substitution.in the glycine molecule on its enthalpic dissolution characteristics idmixed aqueous-amide solvents at T=298.15 K // Journal of Molecular Liquids. – 2018. – Apr. – V. 255. – P. 471-475.  DOI:10.1016/j.molliq.2018.01.124.
  9. Ivanov E. V., Lebedeva E. Y. Effect of solvent isotopic substitution and temperature on some standard thermodynamic properties of tetramethylthiourea in H2O and D2O: A comparison with aqueous oxygen-containing analogue // Journal of Molecular Liquids. – 2018. – Dec. – T. 272. – C. 361-368.  DOI:10.1016/j.molliq.2018.08.143.
  10. Ivanov E. V. Standard Volumetric Properties of Chiral N-Methyl-Substituted Glycolurils in Water between 278.15 and 318.15 K at Ambient Pressure // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2018. – Aug. – V. 63, № 8. – P. 2766-2774.  DOI:10.1021/acs.jced.8b00105.
  11. Smirnov V.I., Badelin V.G., Barannikov V.P., Kurbatova M.S. Influence of the Composition of (H2O + SDS) Mixtures on the Interaction Energy of dl-α-Alanyl-dl-α-Valine and dl-α-Alanyl-dl-α-Norleucine with SDS Micelles at T = 298.15 K // Journal of Solution Chemistry. – 2019. – V. 48 , № 8-9. – P. 1309-1317.  DOI: 10.1007/s10953-019-00910-1.
  12. Tyunina E. Y., Badelin V. G., Mezhevoi I. N. Volumetric and heat capacity studies of heterocyclic compounds in aqueous amino acids buffer solutions at 298.15 K // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2019. – V. 131. – P. 40-48. DOI:10.1016/j.jct.2018.10.027.
  13. Smirnov V. I., Badelin V. G. The effect of the side chain structures on the energy of intermolecular interactions of alpha-amino acids with some formamides in aqueous solutions at T=298.15 K // Journal of Molecular Liquids. – 2019. – V. 275. – P. 474-477. DOI:10.1016/j.molliq.2018.11.065 .
  14. Smirnov V.I., Badelin V.G. Similarity and differences of the thermochemical characteristics of L-glutamine dissolution in aqueous // Journal of Molecular Liquids. – 2019 . – V. 285. – P. 84-88. – DOI:10.1016/j.molliq.2019.04.099 .
  15. Ivanov E.V., Kustov A.V., Lebedeva E.Y. Volume-related solvation and pair interaction parameters for dilute solutions of urea and tetramethylurea in ethylene glycol between 288.15-K and 328.15-K: A comparative analysis // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2019. – V.135. – P. 336-344.  DOI:  10.1016/j.jct.2019.04.009.
  16. Ivanov E.V., Batov D.V. Unusual behavior of temperature-dependent solvent H/D isotope effects in the enthalpy and heat capacity of hexamethylenetetramine (urotropine) hydration // Journal of Molecular Liquids. – 2019. – V. 285. – P. 508-514.  DOI:10.1016/j.molliq.2019.04.104.
  17. Ivanov E. V., Kustov A. V., Lebedeva E. Y. Solutions of Urea and Tetramethylurea in Formamide and Water: A Comparative Analysis of Volume Characteristics and Solute-Solute Interaction Parameters at Temperatures from 288.15 to 328.15 K and Ambient Pressure // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2019. – Dec. – V. 64, № 12. – P. 5886-5899. DOI: 10.1021/acs.jced.9b00794.
  18. Barannikov V. P., Kurbatova M. S., Mezhevoi I. N. The influence of structure of isomolecular dipeptides of alpha-L-alanyl-alpha-L-alanine and beta-alanyl-beta-alanine on their behavior in aqueous micellar solution of SDS // Thermochimica Acta. – 2020. – Jul. – V. 689. – Art.№ 178647.  DOI:10.1016/j.tca.2020.178647.
  19. Barannikov V. P., Guseinov S. S. Effect of Solvent Polarity on Enthalpies of Solvation of Ethylene Oxide Oligomers // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2020. – May. – V. 65, № 5. – P. 2784-2789. DOI:10.1021/acs.jced.0c00098 .
  20. Smirnov V. I. Thermochemical investigation of L-glutamine dissolution processes in aqueous co-solvent mixtures of acetonitrile, dioxane, acetone and dimethyl sulfoxide at T=298.15 K // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2020. – V. 150. – Art.№ 106227. DOI:10.1016/j.jct.2020.106227.
  21. Ivanov E. V., Kustov A. V., Batov D. V., Smirnova N. L., Pechnikova N. L. Thermodynamics of tetramethylurea solutions in ethylene glycol: The evidence of pairwise solvophobic interaction // Journal of Molecular Liquids. – 2020. – V. 317.– Art.№ 113994. DOI:10.1016/j.molliq.2020.113994.
  22. Ivanov E. V., Lebedeva E. Y. On the similarity in some thermodynamic properties of N-dimethylureas and their bis-derivatives as solutes in water // Journal of Molecular Liquids.  – 2020.  – V. 310. – Art.№  113134. DOI:10.1016/j.molliq.2020.113134.
  23. Ivanov E. V., Lebedeva E. Y., Batov D. V., Baranov V. V., Kravchenko A. N. Equimolecular cocrystal of cis- and trans-coordinated N,N '-dimethylglycolurils: Some standard thermodynamic properties in the aqueous solution between 278.15 K and 318.15 K // Journal of Molecular Liquids. – 2020 . – V. 297. – Art.№ 111891. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.111891.
  24. Smirnov V. I. Thermochemical investigation of L-glutamine dissolution processes in aqueous co-solvent mixtures of acetonitrile, dioxane, acetone and dimethyl sulfoxide at T=298.15 K // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2020. – V. 150. – Art.№ 106227. DOI:10.1016/j.jct.2020.106227.
  25. Tyunina E. Y., Mezhevoi I. N., Dunaeva V. V. Thermodynamic properties of crystalline L-carnosine and its aqueous solutions // Journal of Chemical Thermodynamics.  – 2020. – V. 150.  – Art.№ 106206.  DOI:10.1016/j.jct.2020.106206.
  26. Barannikov V. P., Smirnov V., Kurbatova M. S. The thermochemical behavior of glycyl-L-histidine and beta-alanyl-L-histidine peptides in (SDS plus phosphate-buffered saline) micellar solution at pH=7.4 // Journal of Molecular Liquids. – 2021. – V. 331.  – Art.№ 115766. DOI:10.1016/j.molliq.2021.115766 .
  27. Smirnov V. I. Thermochemical investigation of glycyl-L-alanine dissolution in aqueous solution of some acetamides and formamides at T=298.15 K (Similarities and differences) // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2021. – V. 159. – Art.106481.  DOI:10.1016/j.jct.2021.106481.
  28. Mezhevoi I.N., Gromova N.M. Effect of structural and optical isomerism of aliphatic dipeptides on the enthalpic characteristics of interaction with xylitol in water// Russian Journal of Physical Chemistry A. 2022. – Vol. 96. – № 12. – P. 1766-1770. DOI:10.1134/S0036024422120196.
  29. Smirnov V.I., Barannikov V.P. Thermochemical characteristics of some glycylpeptides interaction with anionic micelles in a phosphate-buffered saline solution of sodium dodecyl sulfate // Journal of Chemical Thermodynamics . – 2022. – V.174. – Art. № 106853. DOI:10.1016/j.jct.2022.106853.
  30. Smirnov V. I. Solvation of L-Asparagine in Some Aqueous-Organic Solutions at T=298.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2022. – V. 67, № 2. – P. 327-333. DOI:10.1021/acs.jced.1c00808.

 

Компьютерное моделирование взаимодействия пептидов с мицеллярными системами

  1. Giricheva N. I., Kurbatova M. S., Tyunina E. Y., Barannikov V. P. A Quantum Chemical Simulation of the Interaction Between Leucine and the Dimer of Sodium Dodecyl Sulphate // Journal of Structural Chemistry. – 2018. – Dec. – V. 59, № 8. – P. 1768-1775. DOI:10.1134/s0022476618080024.
  2. Barannikov V.P., Kurbatova M.S., Gurina D.L., Giricheva N.I. Quantum chemical and molecular dynamics modeling of interaction of isomolecular dipeptides of α-l-alanyl-α-l-alanine and β-alanyl-β-alanine with sodium dodecyl sulfate micelles // Computational and Theoretical Chemistry. – 2020. – V.1182. – Art.№ 112844. DOI:10.1016/j.comptc.2020.112844.
  3. Barannikov V. P., Kurbatova M. S., Giricheva N. I. Quantum chemical Simulation of the interaction between carnosine and anserine dipeptides and the sodium dodecyl sulfate dimer as an anionic micelle fragment // Journal of Structural Chemistry. – 2021. –V. 62, № 2. – P. 196-205. DOI:10.1134/s0022476621020037.
  4. Barannikov V. P., Kurbatova M. S., Giricheva N. I. Quantum chemical simulation of the interaction between balenine and a sodium dodecyl sulfate dimer as an anionic micelle fragment. Influence of the dipeptide ionic state // Journal of Structural Chemistry. – 2021. – V. 62, № 9. – P. 1332-1338. DOI: 10.1134/s002247662109002x .
  5. Gurina D.L., Barannikov V.P., Kurbatova M.S. Interaction of Three-Pole Ions of Carnosine and Anserine with an Anionic Micelle of SDS: Molecular Dynamics Simulations // Journal of Molecular Liquids. – 2023. – V.371. – Art.№ 121112. DOI: 10.1016/j.molliq.2022.121112.

Кислотно-основные равновесия

  1. Lytkin A. I., Chernikov V. V., Krutova O. N., Badelin V. G., Barannikov V. P. Thermodynamic Characteristics of Acid-Base Reactions in Aqueous Solutions of DL-alpha-Alanyl-DL-norleucine // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2018. – Oct. – V. 92, № 10. – P. 1907-1910.  DOI:10.1134/s0036024418100187.
  2. Lytkin A. I., Krutova O. N., Badelin V. G., Tyunina E. Y., Golubev A. A. Effect of the Nature of Background Electrolyte on the Thermodynamic Characteristics of the Acid-Base Reactions of L-Asparagine in Aqueous Solutions // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2019 . – V. 93, № 9. – P. 1729-1732. DOI:10.1134/s0036024419080193 .
  3. Lytkin A.I., Badelin V.G., Krutova O.N., Tyunina E.Y., Krutov P.D. Thermochemistry of the Acid-Base Interactions in Aqueous Solutions of Isonicotinic and Picolinic Acids // Russian Journal of General Chemistry. – 2019. – V. 89, № 11. – P.2235-2238. DOI: 10.1134/S1070363219110124.
  4. Lytkin A. I., Krutova O. N., Tyunina E. Y., Krutov P. D., Dudar V. V. Thermochemical study of acid-base reactions in aqueous solution of pyridoxine // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Khimiya I Khimicheskaya Tekhnologiya. – 2020. – V. 63, № 6. – P. 25-29. DOI:10.6060/ivkkt.20206306.6183.
  5. Lytkin A. I., Barannikov V. P., Badelin V. G., Krutova O. N. Enthalpies of acid dissociation of l-carnosine in aqueous solution // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. – 2020. – Mar. – V. 139, № 6. – P. 3683-3689.    DOI:10.1007/s10973-019-08604-y.
  6. Lytkin A. I., Krutova O. N., Tyunina E. Y., Chernikov V. V., Mokhova Y. V., Krutova E.   D. Thermochemical Study of Reactions of Acid-Base Interaction in an L-Glutathione Aqueous Solution // Russian Journal of Physical Chemistry A. -- 2021.-- V. 95, № 10. -- P. 2051-2054. DOI: 10.1134/S0036024421100162 .

Взаимодействия биоактивных веществ с модельными лекарственными соединениями и коферментами

  1. Ivanov E. V., Batov D. V. Enthalpy-related parameters of interaction of simplest alpha-amino acids with the pharmaceutical mebicar (N-tetramethylglycoluril) in water at 298.15 K // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2019. – V. 128. – P. 159-163. DOI:10.1016/j.jct.2018.08.022.
  2. Tyunina E.Y., Badelin V.G., Mezhevoi I.N. Observation of complex formation between L-histidine and heterocyclic compounds in water and aqueous buffer solution using calorimetric and spectroscopic methods // Journal of Molecular Liquids. – 2019. – V. 278. – P. 505-511. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.01.092 .
  3. Barannikov V. P., Venediktov E. A. Equilibrium Constants of Interaction between Pyridoxal-5'-Phosphate Coenzyme and Glycine and Its Oligopeptides in Aqueous Buffered Saline // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2020. -- Nov. – V. 94, № 11. – P. 2382-2385. DOI:10.1134/s0036024420110035.
  4. Tyunina E. Y., Badelin V. G., Kuritsyna A. A. Molecular Interactions of L-Histidine in an Aqueous Buffer Solution in the Temperature Range of 288-313 K // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2020. – V. 94, № 4. – P. 731-737. DOI:10.1134/s0036024420040226.
  5. Tyunina E. Y., Krutova O. N., Lytkin A. I. Determination of the complexation parameters of L-asparagine with some biologically active pyridine derivatives in aqueous solutions from calorimetric results // Thermochimica Acta. – 2020. – V. 690. – Art.№ 178704. DOI:10.1016/j.tca.2020.178704
  6. Tyunina E. Y., Mezhevoi I. N., Dunaeva V. V. Thermodynamic properties of crystalline L-carnosine and its aqueous solutions // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2020. – Nov. – V. 150. – Art.№ 106206.  DOI:10.1016/j.jct.2020.106206.
  7. Barannikov V. P., Venediktov E. A. Kinetics of reaction of pyridoxal-5'-phpsphate co-ferment with some amino acids and peptides at Ph=7.35 // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii Khimiya I Khimicheskaya Tekhnologiya. – 2021. – V. 64, № 7. – P. 33-38. DOI:10.6060/ivkkt.20216407.6417.
  8. Tyunina E. Y., Mezhevoi I. N., Stavnova A. A. Molecular complexes of polar basic amino acids (L-lysine, L-histidine) with nicotinic acid in water and buffer solution: A thermodynamic aspects // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2021. – Oct. – V. 161. – Art.№ 106552.  DOI:10.1016/j.jct.2021.106552.
  9. Barannikov V.P., Tyunina E.Yu. Regularities of changes in thermodynamic parameters induced by the complexes formation of uracil with some aromatic amino acids in a buffer solution at PH 7.4 // ChemChemTech. – 2022 . – Т. 65, № 10. – С. 38-46. DOI:10.6060/ivkkt.20226510.6673

Сублимация

  1. Tyunina V.V., Krasnov A.V., Tyunina E.Y., Badelin V.G., Rybkin V.V. Enthalpies of sublimation of L-methionine and DL-methionine: Knudsen's effusion mass spectrometric study // Journal of Chemical Thermodynamics . – 2019 . – V.135. – P. 287-295.  DOI:10.1016/j.jct.2019.04.006.
  2. Tyunina E. Y., Mezhevoi I. N., Dunaeva V. V. Thermodynamic properties of crystalline L-carnosine and its aqueous solutions // Journal of Chemical Thermodynamics. – 2020. – Nov. – V. 150. – Art.№ 106206.  DOI:10.1016/j.jct.2020.106206.
  3. Tyunina E.Y., Barannikov V.P., Dunaeva V.V., Krasnov A.V. Enthalpies of sublimation and solvation of alanine-containing dipeptides // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2022. – V. 96, № 4. – P. 696-703. DOI:10.1134/S003602442204032X.
  4. Motalov V.B., Korobov M.A., Dunaev A.M., Dunaeva V.V., Tyunina E.Y., Kudin L.S. Refined Data on the Sublimation Enthalpy and Thermodynamic Functions of l - and dl -Methionine // Journal of Chemical and Engineering Data. – 2022. – V. 67 (6). – P.1326-1334. DOI:10.1021/acs.jced.1c00986.