Конкуренція двох типів зв’язування акрихіну з днк за даними поляризованої флуоресценції
Анотація
Методами абсорбційної і поляризованої флуоресцентної спектроскопії досліджено зв’язування
акридинового барвника акрихіну (АХ) з ДНК із еритроцитів курчат. Виміри виконано у водних
буферних розчинах (pH 6,9) за умов різних концентрацій барвника ([АХ] = 10-6÷ 10-4 М) і іонної сили розчинів ([Na] = 10-3 ÷ 0.15 М) у широкому діапазоні співвідношень молярних концентрацій фосфатів і барвника (P/D). Встановлено, що мінімум на кривих флуоресцентного титрування, які характеризують залежність інтенсивності флуоресценції від P/D, є обумовленим конкуренцією двох типів зв’язування АХ з ДНК, що мають різні параметри випромінювання: (1) інтеркаляційного, який є домінуючим при високих P/D, і (2) зовнішнього електростатичного, яке домінує при низьких P/D і супроводжується утворенням нефлуоресціюючих асоциатів барвника на цукровофосфатному хребті ДНК. Встановлено абсорбційні і флуоресцентні характеристики цих комплексів. Наведено методику розрахунку внесків різних типів зв’язування у комплексоутворення в залежності від P/D. Показано, що у випадку електростатичної взваємодії розмір місця зв’язування в парах основ ДНК, які припадають на одну молекулу АХ, є у 8 разів меншим, ніж при інтеркаляції, що дозволяє зовнішньому зв’язуванню успішно конкурувати з більш сильним інтеркаляційним типом взаємодії.
Завантаження
Посилання
2. DNA binding fluorochromes for the study of the organization of the metaphase nucleus / T. Caspersson, L. Zech, E.J. Modest, [et al.] // Exp. Cell Res. – 1969. –V. 58(1). – P. 141-152.
3. Chemical differentiation along metaphase chromosomes / T. Caspersson, L. Zech, C. Johansson, E.L. Modest // Chromosoma. – 1970. – V. 30(2). – P. 215–227.
4. Goodman L.S. The Pharmacological Basis of Therapeutics. 5th ed. / L.S. Goodman, A. Gilman. - New York: Macmillan, 1975. – P. 1030–1032.
5. Wallace D.J. The use of quinacrine (Atabrine) in rheumatic diseases: a reexamination / D.J. Wallace // Semin. Arthritis Rheum. – 1989. – V. 18. – P. 282–297.
6. Treatment of transmissible spongiform encephalopathy by intraventricular drug infusion in animal models / K. Doh-ura, K. Ishikawa, I. Murakami-Kubo, [et al.] // J. Virol. – 2004. – V. 78. – V. 4999–5006.
7. Ferguson L.R. Genotoxicity of non-covalent interactions: DNA intercalators / L.R. Ferguson, W.A. Denny // Mutat. Res. – 2007. – V. 623(1-2). – P. 14-23.
8. Krzyminski K. Spectral properties of substituted 9-(phenoxycarbonyl)-acridines and related cations: experimental and theoretical investigations / K. Krzyminski, A.D. Roshal, A. Niziolek // Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. – 2008. – V. 70(2). – P. 394–402.
9. Valencia C. Quantum yields of singlet molecular oxygen , O2(1Δg), produced by antimalaric drugs in organic solvents / C. Valencia, E. Lemp, A.L. Zanocco // J. Chil. Chem. Soc. – 2003. – V. 48(4). – P. 17–21.
10. DNA-damaging activity and mutagenicity of 16 newly synthesized thiazolo[5,4-a]acridine derivatives with high photo-inducible cytotoxicity / C. Di Giorgio, A. Nikoyan, L. Decome, [et al.] // Mutat Res. – 2008. – V. 650(2). – P. 104-114.
11. Porumb H. The solution spectroscopy of dtugs and the drug – nucleic acid interactions / H. Porumb // Progr. Biophys. Mol. Biol. – 1978. – V. 37. – P. 175–195.
12. Berman H.M. The interaction of intercalating drugs with nucleic acids / H.M. Berman, P.R. Young // Annu. Rev. Biophys. Bioeng. – 1981. – V. 10. – P. 87–114.
13. Li H.J. Relaxation studies of the proflavine-DNA complex: the kinetics of an intercalation reaction / H.J. Li, D.M. Crothers // J. Mol. Biol. – 1969. – V. 39. – P. 461-477.
14. Schmechle D.E.V. Kinetic and hydrodynamic studies of the complex of proflavine with polyA∙polyU / D.E.V. Schmechle, D.M. Crothers // Biopolymers. – 1971. – V. 10(3). – P. 465-480.
15. Nakamoto K. Drug-DNA interactions: structures and spectra. V. 51 / K. Nakamoto, M. Tsuboi, G.D. Strahan - John Wiley & Sons, 2008. - 370 p.
16. Wilson W.D. Analysis of cooperativity and ion effects in the interaction of quinacrine with DNA / W.D. Wilson, J.G. Lopp // Biopolymers. – 1979. – V. 18(12). – P. 3025–3041.
17. Говор И.Н. Стабилизатор мощности излучения ОКГ / И.Н. Говор, В.М. Нестеренко // Приборы и техника эксперимента. – 1974. – № 3. – C. 168–169.
18. Fluorescence and binding properties of phenazine derivatives in complexes with polynucleotides of various base composition and secondary structure / V. Zozulya, Yu. Blagoi, G. Lober, I. Voloshin, [et al.] // Biophys. Chem. –1997 – V. 65. - P. 55-63.
19. Lakowicz J.R. Principles of Fluorescent Spectroscopy 2nd ed. / J.R. Lakowicz - Kluwer Academic/Plenum Press, New York, 1999. – 362 p.
20. Schwarz G. Thermodynamic and kinetic studies on the cooperative binding of proflavine to linear polyanions / G. Schwarz, S. Klose // Eur. J. Biochem. – 1972. – V. 29. – P. 249-256.
21. Interaction of phenosafranine with nucleic acids and model polyphosphates. I. Self-aggregation and complex formation with inorganic polyphosphates / Z. Balcarova, V. Kleinwachter; J. Koudelka, [et al.] // Biophys. Chemistry. – 1978. – V. 8. – P. 17–25.
22. Zozulya V.N. Cooperative binding of daunomycin and carminomycin to inorganic polyphosphate / V.N. Zozulya, V.F. Fyodorov, Yu.P. Blagoi // Studia Biophysica. – 1990. – V. 137 (1-2). – P. 17–28.
23. Pachman U. Quantum yield of acridines interacting with DNA of defined base sequence. A basis for the explanation of acridine bands in chromosomes / U. Pachman, R. Rigler // Exper. Cell. Res. – 1972. – V. 72(2). – P. 602–608.
24. Borisova O.F. Evidence for quinacrine fluorescence on three AT pairs of DNA / O.F. Borisova, A.P. Razjivin, V.I. Zaregogorodsev // FEBS Letters. – 1974. – V. 46. – P. 239–242.
25. Fluorescence analysis of GC versus AT binding of quinacrine to DNA / G. Baldini, S. Doglia, G. Sassi, G. Lucchini // Int. J. Biol. Macromol. – 1981. – V. 3. – P. 248–252.
26. Studies of cationic and neutral form of acridine compound interaction with nucleic acids / G.G. Sheina, A.P. Limansky, T.F. Stepanova, Yu.P. Blagoi // Stud. biophys. – 1984. – V. 100(3). – P. 187–194.
27. Zozulya V.N. Cooperative binding of quinacrine to inorganic polyphosphate / V.N. Zozulya, I.M. Voloshin // Biophysical chemistry. – 1994. – V. 48. – P. 353–358.
28. Deranleau D.A. Estimation of the saturation fraction of bound fluorescent ligands from intensity and anisotropy of the emission / D.A. Deranleau, Th. Binkert, P. Bally // J. Theor. Biol. – 1980. – V. 86. – P. 477–485.
29. Weber G. Polarization of the fluorescence of macromolecules. 1. Theory and experimental method / G. Weber // Biochem. J. – 1952. – V. 51. – P. 145–155.
30. McGhee J.D. Theoretical aspects of DNA-Protein interactions: Cooperative and noncooperative binding of large ligands to a one-dimensional homogeneous lattice / J.D. McGhee, P.H. Von Hippel // J. Mol. Biol. – 1974. – V. 86. – P. 469–489.
31. Aslanoglu M. Voltammetric studies of the interaction of quinacrine with DNA / M. Aslanoglu, G. Ayne // Anal. Bioanal. Chem. – 2004. – V. 380(4). – P. 658–663.
32. DNA bifunctional intercalators. 2. Fluorescence properties and DNA binding interaction of an ethidium homodimer and acridine ethidium heterodimer / B. Gaugain, J. Barbert, N. Capelle, [et al.] // Biochemistry. – 1978. – V.17 (24). – P. 5078–5088.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).