Проявление межмолекулярных водородных связей в гетерокомплексах биологически активных веществ по данным колебательной спектроскопии

  • Ю. Н. Близнюк Институт радиофизики и электроники НАН Украины, ул Ак.Проскуры, 12, г.Харьков, 61085
  • М. А. Семёнов Институт радиофизики и электроники НАН Украины, ул Ак.Проскуры, 12, г.Харьков, 61085
  • Т. В. Больбух Институт радиофизики и электроники НАН Украины, ул Ак.Проскуры, 12, г.Харьков, 61085
  • А. В. Шестопалова Институт радиофизики и электроники НАН Украины, ул Ак.Проскуры, 12, г.Харьков, 61085
  • В. Я. Малеев Институт радиофизики и электроники НАН Украины, ул Ак.Проскуры, 12, г.Харьков, 61085

Анотація

Методами ИК и КР спектроскопии исследовали образование гетерокомплексов биологически активных веществ (флавин-мононуклеотида (FMN), бромистого этидия (EB), профлавина (PRF), теофиллина (TPH) и кофеина (CAF)) в нейтральных водных растворах. Анализ ИК и КР спектров показал образование межмолекулярных водородных связей между функциональными атомными группами (С=О и NH2) в гетерокомплексах FMN-EB, FMN-PRF и TPH-EB. Обнаруженное смещение частот колебаний карбонильных групп в ИК спектрах позволило оценить величину энтальпии Н-связей. Показано, что межмолекулярные водородные связи дополнительно стабилизируют стопочные структуры исследуемых гетерокомплексов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: гетероассоциация, водородная связь, инфракрасная спектроскопия, комбинационное рассеяние, биологически активные вещества.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. Evstigneev M. DNA-binding aromatic drug molecules: Physico-chemical interactions and their biological roles / Maxim Evstigneev. – Lambert Academic Publishing, 2010. – 96 p. – Contents: p. 1–2. – ISBN: 978-3-8433-5389-2.

2. Chirgadze Ju.N. Infrakrasnye spektry i struktura polipeptidov i belkov / Jurij Nikolaevich Chirgadze. – M.: Nauka, 1965, – 135 s. – Bibliogr.: s. 131–133. – UDK 547. 69:66.085.1.

3. Evstigneev M.P. 1H NMR study of the hetero-association of flavin-mononucleotide with mutagenic dyes: ethidium bromide and proflavine / M.P. Evstigneev, Yu.V. Mukhina, D.B. Davies // Molecular Phys., 2006. – V. 104, N. 4. – P. 647–654.

4. Andrejuk D.D. Structural and thermodynamic analysis of the hetero-association of theophylline with aromatic drug molecules / D.D. Andrejuk, A.A. Hernandez Santiago, V.V. Khomich, et all. // J. Mol. Str., 2008. – Vol. 889. – P. 229–236.

5. Flavin mononucleotide fluorescence intensity decay in concentrated aqueous solutions / H. Grajek, I. Gryczynski, P. Bojarski, [et al.] // Chem. Phys. Letters, 2007. – Vol. 439. – Р. 151–156.

6. Dourlent M. A quantitative analysis of proflavine binding to polyadenylic acid, polyuridylic acid, and transfer RNA / M. Dourlent, C. Helene // Eur. J. Biochem., 1971. – Vol. 23. – P. 86–95.

7. Bresloff J.L. Equilibrium studies of ethidium-polynucleotide interactions / J.L. Bresloff, D.M. Crothers // Biochemistry, 1981. – Vol. 20. – P. 3547–3553.

8. Cesaro A. Thermodynamics of caffeine in aqueous denaturant solutions / A. Cesaro, E. Russo, D. Tessarotto // J. Solut. Chem., 1980. – Vol. 9, N. 3. – P. 221–235.

9. Fishman E. A Very High Temperature Infrared Cell for Pure Liquids or Solutions / E. Fishman // Appl. Opt., 1962. – Vol. 1. – P. 493–495.

10. Graselli Dzh. Primenenie spektroskopii KR v himii / Dzh. Graselli, M. Snejvili, B. Balkin; per. s angl. E.A. Pazjuk. – M.: Mir, 1984. – 216 s.: il.– Predm. ukaz.: s. 214–216. –Bibliogr. V konce gl. – UDK 543.424.

11. Kyogoku Y. An infrared study of hydrogen bonding between adenine and uracil derivatives in chloroform solution / Y. Kyogoku, R.C. Lord, A. Rich // J Am Chem Soc. 1967. – Vol. 89, N. 3. – P. 496–504.

12. Semenov M.A. Carbonyl vibration resonance interactions helical polynucleotides Poly(dA)∙Poly(dT) and PolyG∙PolyC / M.A. Semenov, T.V. Bolbuch // Studia biophysica, 1984. – Vol. 102, N. 3. – P. 215–220.

13. Nevskaya N. A. Infrared spectra and resonance interactions of amide-I and II vibrations of α-helix / N. A. Nevskaya, Yu. N. Chirgadze // Biopolymers, 1976. – Vol. 15, N. 4. – P. 637–648.

14. Miyazawa T. Perturbation treatment of the characteristic vibrations of polypeptide chains in various configurations / T. Miyazawa // J. Chem. Phys., 1960. – Vol. 32. – P. 1647–1652.

15. Jelliot A. Infrakrasnye spektry i struktura polimerov / Artur Jelliot. – M.: Mir, 1972. – 159 s. – Predm. ukaz.: s. 157-159. –Bibliogr.: s.151–156. – UDK 543.422.4:677.494.7.

16. Semenov M.A. Gidratirujutsja li azotistye osnovanija pri nizkoj vlazhnosti? / M.A. Semenov, B.I. Suhorukov, V.Ja. Maleev // Biofizika, 1981. – T. 26, N. 6. – S. 979–984.

17. Maleev V.Ja. Giperhromizm nukleinovyh kislot v infrakrasnoj oblasti / V.Ja. Maleev, M.A. Semenov // Biofizika, 1971. – T. 16, N. 3. – S. 389–397.

18. Bowman W.D. Normal mode analysis of lumiflavin and interpretation of resonance Raman spectra of flavoproteins / W.D. Bowman, T.G. Spiro // Biochemistry, 1981. – Vol. 20, N. 11. – P. 3313–3318.

19. Lee N.-S. Fourier Transform Raman Spectroscopic Investigation of Silver Ion - Flavin Mononucleotide Complexation / N.-S. Lee // Bull. Korean Chem. Soc., 1991. – Vol. 12, N. 5 – P. 465–467.

20. Kim M. Observation of a carbonyl feature for riboflavin bound to riboflavin-binding protein in the red-excited raman spectrum / M. Kim, P.R. Carey // J. Am. Chem. Soc., 1993. – Vol. 115, N. 15. – P. 7015–7016.

21. Parker F. S. Application of Infrared, Raman and Resonance Raman spectroscopy in biochemistry / Frank S. Parker. – New York: Plenum press, 1983. – 550 p. – General index: p. 517–550. – Contents: p. xi–xiv. – ISBN 0-306-41206-3.

22. Benevides J. M. Local conformational changes induced in B-DNA by ethidium intercalation / J. M. Benevides, G. J. Thomas, Jr. // Biochemistry, 2005. – Vol. 44, N. 8. – P. 2993–2999.

23. Relation between structure and enthalpy for stacking interactions of aromatic molecules / A.A. Hernandez Santiago, S. Rosas Castilla, A. Morales Rodriguez, [et al.] // Molecular Phys., 2010. – Vol. 108, N. 15. – P. 1941–1947.

24. Additional stabilization of hetero-complexes of aromatic molecules: H-bonds or charge-transfer / V.V. Kostjukov, A.A. Mosunov, A.A. Ermolaev, [et al.] // J. Mol. Str., 2011. – Vol. 985. – P. 403–406.

25. Falk M. Self-association of caffeine in aqueous solution: an FT-IR study / M. Falk, M. Gil, N. Iza // Canad. J. Chem., 1990. – Vol. 68, N. 8 – P. 1293–1299.

26. Theoretical and pH dependent surface enhanced Raman spectroscopy study on caffeine / I. Pavell, A Szeghalmi., D. Moigno, [et al.] // Biopolymers, 2003. – Vol. 72, N. 1. – P. 25–37.

27. Kyogoku Y. Specific association of riboflavin and adenine derivatives in chloroform solution and the effect of barbiturates on the association / Y. Kyogoku, B.S. Yu // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1969. – Vol. 42, N. 5. – P. 1387–1393.

28. Boriskina E.P. Fizicheskie faktory stabil'nosti trehspiral'nyh struktur kolagenovogo tipa / E.P. Boriskina, T.V. Bol'buh, M.A. Semenov, V.Ja. Maleev // Biopolimery i kletka, 2006. – T. 22, N. 6. – C. 458–467.

29. Energies of peptide–peptide and peptide–water hydrogen bonds in collagen: Evidences from infrared spectroscopy, quartz piezogravimetry and differential scanning calorimetry / O.P. Boryskina, T.V. Bolbukh, M.A. Semenov, [et al.] // J. Mol. Struct., 2007. – Vol. 827, N. 1. – P. 1–10.

30. Parsing of the free energy of aromatic-aromatic stacking interactions in solution / V.V. Kostjukov, N.M. Khomytova, A.A. Hernandez Santiago, [et al.] // J. Chem. Thermodyn. , 2011. – Vol. 43. – P. 1424–1434.

31. Semenov M.A. Hydration and stability of nucleic acids in the condensed state / M.A. Semenov, E.G. Bereznyak // Comments Mol. Cel. Biophys., 2000. – Vol. 10, N. 1. – P. 1–23.
Цитовано
0 статей
Як цитувати
Близнюк, Ю., Семёнов, М., Больбух, Т., Шестопалова, А., & Малеев, В. (1). Проявление межмолекулярных водородных связей в гетерокомплексах биологически активных веществ по данным колебательной спектроскопии. Біофізичний вісник, 2(27). Retrieved із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2524
Розділ
Молекулярна біофізика