Научная тема: «РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ СПЕКТРОСКОПИИ ЭЛЕКТРОННОГО СПИНОВОГО ЭХА И ИХ ПРИЛОЖЕНИЕ К ИССЛЕДОВАНИЮ СТРУКТУРЫ И ДИНАМИКИ НИТРОКСИЛЬНЫХ СПИНОВЫХ МЕТОК И БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ»
Специальность: 01.04.17
Год: 2011
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
Все исследования в данной диссертационной работе объединены развитием методологии спектроскопии ЭСЭ и принадлежат к одной из следующих категорий:
  • предложены принципиально новые методы и подходы спектроскопии ЭСЭ, исследованы их особенности и продемонстрировано их применение на конкретных примерах;
  • известные методы спектроскопии ЭСЭ применены к новым классам систем, что обусловило необходимость проведения исследования информативных возможностей этих методов, а также способов выделения требуемой информации и подавления возможных артефактов.
В диссертационной работе получены новые данные о свойствах нитроксильных спиновых меток, на основе анализа модуляции ЭСЭ в широком диапазоне температур определены аррениусовские параметры скорости вращения метильных группп, экранирующих парамагнитный фрагмент нитроксильного радикала. С использованием эффекта RIDME получена новая информация о строении фермента дыхательной цепи бактерии    Vibrio   Harveyi Na+-транслоцирующей  NADH:хинон оксидоредуктазы (Na+-NQR). Зарегистрирован сигнал ЭСЭ нового вида - стимулированное ЭСЭ вне фазы в спин-коррелированных триплет-радикальных парах, на основе его анализа получены данные о структуре и динамике бактериальных фотосинтетических реакционных центров. Также получены новые данные об электронной структуре кислород-выделяющего комплекса (КВК) Фотосистемы II растений, определены степени окисления индивидуальных ионов марганца в КВК.
Список опубликованных работ
1.Kulik L.V., Dzuba S.A., Grigoryev I.A., Tsvetkov Yu.D. Electron dipole-dipole interaction in ESEEM of nitroxide biradicals // Chem. Phys. Lett. - 2001. -V.343. - P.315 - 324.

2.Kulik L.V., Grishin Y.A., Dzuba S.A., Grigoryev I.A., S.V. Klyatskaya, S.F. Vasilevsky, Y.D. Tsvetkov. Electron dipole-dipole ESEEM in field-step ELDOR of nitroxide biradicals // J. Magn. Res. - 2002. - V.157. - P.61-68.

3.Borovykh I.V., Kulik L.V., Dzuba S.A., Hoff A.J. Out-of-phase stimulated ESE appearing in the evolution of spin-correlated photosynthetic triplet-radical pairs // J. Phys. Chem. B. - 2002. - V.106. - P.12066 – 12071.

4.Kulik L. V., Paschenko S.V., Dzuba S.A. 130 GHz ESEEM induced by electron-electron interaction in biradical // J. Magn. Reson. - 2002. - V.159. - P.237 – 241.

5.Kulik L. V., Dzuba S. A. (2002) Electron dipole-dipole interaction in ESEEM of biradicals, in “EPR in the 21st century: basics and applications to material, life and earth sciences”, Eds. Kawamori A., Yamaguchi J., Ohta H. (Elsevier), ISBN 0 444 509739. – 2002. - P. 669 – 677.

6.Kulik L.V., Salnikov E.S., Dzuba S.A., Tsvetkov Yu.D. Electron Spin-Echo Envelope Modulation Induced by Slow Intramolecular Motion // J. Phys. Chem. A. - 2003. - V.107. - P.3692-3695.

7.Kulik L.V., Borovykh I.V., Gast P., Dzuba S.A. Selective excitation in pulsed EPR of spin-correlated triplet-radical pair // J. Magn. Res. - 2003. - V.162. - P.423 – 428.

8.Borovykh I. V., Kulik L. V, Gast P., Dzuba S. A. Conformation transition in the protein of a photosynthetic reaction center observed at the nanometer range of distances at cryogenic temperatures // Chem. Phys. - 2003. - V.294. - P.433 – 438.

9.Кулик Л. В., Дзюба С. А. Изучение структуры и динамики молекул в электронном спиновом эхо: новые подходы, основанные на спонтанных флюктуациях магнитных взаимодействий // Журнал Структурной Химии. - 2004.- Т.45. - С. 314 – 330.

10.Kulik L.V., Salnikov E.S., Dzuba S.A. Nuclear spin relaxation in free radicals as revealed in a stimulated electron spin echo experiment // Appl. Magn. Res. -2005.- V.28. - P.1-11.

11.Kulik L. V., Epel B., Messinger J., Lubitz W. Pulse EPR, 55Mn-ENDOR and ELDOR-detected NMR of the S2-state of the Oxygen Evolving Complex in Photosystem II // Photosynthesis Res. 2005. - V.84. - P. 347 – 353.

12.Kulik L. V., Epel B., Lubitz W., Messinger J. 55Mn Pulse ENDOR at 34 GHz of the S0- and S2-States of the Oxygen Evolving Complex in Photosystem II. // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - V.127. - P.2392 - 2393.

13.Kulik L. V., Lubitz W., Messinger J. Electron Spin-Lattice Relaxation of the S0 State of the Oxygen-Evolving Complex in Photosystem II and of Dinuclear Manganese Model Complexes // Biochemistry. - 2005. - V.44. - P.9368-9374.

14.Dzuba S.A., Kirilina E.P., Salnikov E.S., Kulik L.V. Restricted orientational motion of nitroxides in molecular glasses: Direct estimation of the motional time scale basing on the comparative study of primary and stimulated electron spin echo decays // J. Chem. Phys. - 2005. - V.122. - P. 94702 – 94709.

15.Kulik L. V., Epel B., Lubitz W., Messinger J. Electronic Structure of the Mn4OxCa Cluster in the S0 and S2 States of the Oxygen-Evolving Complex of Photosystem II Based on Pulse 55Mn-ENDOR and EPR Spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V.129. - P. 13421 –13435.

16.Bogachev A. V, Kulik L. V., Bloch D. A., Bertsova Yu. V., Fadeeva M. S., Verkhovsky M. I. Redox Properties of the Prosthetic Groups of Na+-Translocating NADH:Quinone Oxidoreductase. 1. Electron Paramagnetic Resonance Study of the Enzyme // Biochemistry. - 2009. - V.48. - P.6291–6298.

17.Kulik L. V., Rapatsky L. L., Pivtsov A. V., Surovtsev N. V., Adichtchev S. V., Grigor’ev I. A., Dzuba S. A. Electron-nuclear double resonance study of molecular librations of nitroxides in molecular glasses: Quantum effects at low temperatures, comparison with low-frequency Raman scattering // J. Chem. Phys. - 2009. - V.131. - P. 064505-1 - 064505-6.

18.Kulik L. V., Lubitz W. Electron-nuclear double resonance // Photosynthesis Res. - 2009. - V.102. - P.391 – 401.

19.Messinger J., Kulik L. V., Lubitz W. (2009) Light-induced water-splitting in nature: Electronic structure of the manganese cluster in photosystem II, in Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy: From Fundamental Research to Pioneering Applications & Zavoisky Award, ed. Salikhov K. M. (AXAS Publishing Ltd, New Zeeland) ISBN 978-1-877524-01-1. – 2009. - P. 164-165.

20.Isaev N. P., Kulik L. V., Kirilyuk I. A., Reznikov V. A., Grigor’ev I. A., Dzuba S. A. Fast stochastic librations and slow small-angle rotations of molecules in glasses observed on nitroxide spin probes by stimulated electron spin echo spectroscopy // J. Non-Cryst. Solids. - 2010. - V.356. - P.1037–1042.

21.Zaripov R. B., Dzhabarov V. I., Knyazev A. A., Galyametdinov Yu. G., Kulik L. V. Use of Additional Fast-Relaxing Paramagnetic Species for Improvement of RIDME Performance // Appl. Magn. Res. - 2011. - V.40. - P.11 – 19.