THERMODYNAMICAL ANALYSIS BY 1^Н NMR OF THE COMPLEXATION OF ETHIDIUM BROMIDE TO A DNA OCTAMER, 5'-d(GpApCpApTpGpTpC), IN AQUEOUS SOLUTION
Анотація
The self-association of the self-complementary deoxyoctanucleotide, 5'-d(GpApCpApTpGpTpC), and its complexation with the phenanthridinium drag, ethidium bromide (EB), has been studied by 1 D and 2D 500/600 MHz NMR spectroscopy. 2D homonuclear correlation PMR spectroscopy (TOCSY and NOESY) was used for complete assignment of the non-exchangeable protons of the molecules and for qualitative determination of the preferred binding site(s) of the ligand with the oligonucleotide chain. An NMR analysis has been developed for detenmning the thermodynamical parameters of self-association of the DNA octamer and its multicomponent equilibrium of complex formation with EB in solution. Quantitative determination of the equilibrium constants and thermodynamic parameters (free energy, enthalpy and entropy) of duplex formation of the octamer and its complexation with EB is based on investigation of the dependence of proton chemical shifts of the molecules on temperature and on concentration. The experimental results were interpreted In terms of complexes containing different numbers of drug molecules in the octamer duplex (1:2, 2:2,3:2 and 4:2 complexes). It is also found that (i) the relative amount of each molecular complex depends on the ratio of the initial concentrations of the octamer and drug and on the temperature of solution and (ii) successive binding of drug molecules to the octamer duplex is anti-cooperative.
KEY WORDS: deoxyoctanucleotide, ethidium bromide, intercalation, thermodynamic parameters, NMR spectroscopy
Завантаження
Посилання
2 Petersheim M., Turner D. H. // Biochemistry. 1983. V.22. P.256.
3 Bailey S. A., Graves D. E., Rill R., Marsh G. // Biochemistry. 1993. V.32. P.5881.
4. Bailey S. A., Graves D. E., Rill R. //Biochemistry. 1994. V.33. P.11493.
5. Veselkov A. N., Davies D. В., Djimant L. N., Parkes H. G, ShippD. //Biopolymers and Cell 1991. V.7. P. 15. (in Russian)
6. Veselkov A. N., Djimant L. N., Kodintsev V.V., Lisyutin V. A., Parkes H. G, Davies D. B. // Biophysics. 1995. V.40. P.283.
7. Chen Y. K., Pettit В. M. // Prog. Biophys. Mol. Biol. 1992. V.58. P.225.
8. Davies D. B, Veselkov A N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1996. V.92. P.3545.
9. Davies D. В., Djimant L. N, Baranovsky S. F, Veselkov A. N. //Biolpolymers. 1997. V.42. P.285.
10. Breslauer K. J., Frank R, Blocker H., Marky L.A // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986. V.83. P.3746.
11. Hernandez I, Zhong M, Courtney S. H, Marky L. A., Kallenbach N. R. // Biochemistry. 1994. V.33. Р.13140.
12. Nelson J. W., Tinoco I. Jr. // Biopolymers. 1984. V.23. P.213.
13. Hopkins H. P., Fumero J., Wilson W. D. //Biopolymers. 1990. V.29. P.445.
14. Davies D. В., Karawajew L., Veselkov A. N7/ Biopoolymers. 1996. V.38. P.745.
15. McGhee J. D., von Hippel P. H. // J. Mol. Biol. 1974. V.86. P.463.
16. Bresloff J. L., Crothers D. M. // Biochemistry. 1981. V.20. P. 3547.
17. Chen H, Patel D. J. //J. Amer. Chem. Soc. 1995. V 117. P.5901.
18. Freier S. M., Albergo D. D., Turner D. H. // Biopolymers. 1983. V.22. P. 1107.
19. Veselkov A. N.. Djimant L. N, Karawajew L. S., Kulikov E. L. // Stud. Biophysica. 1985, V.106. P. 171.
20. Chaires J. B. //Biopolymers. 1985. V.24. P.403.
21. Rentzeperis D , Marky L. A, Dwyer T. J., Geierstanger В. H., Pelton J. G, Wemmer D. E. // Biochemistry. 1995. V.34. P.2937.
22. Wada A, Yabuki S., Husimi Y. // CRC Crit. Rev. Biochem. 1980. V.9. P.87.
23. Kollman P. A, Weiner P. K, Dearing A. // Biopolymers. 1981. V.20. P.2583.
24. Djimant L. N., Veselkov A. N.// Biophysics. 1988. V.33. P.728.
25. Davies D. В., Djimant L. N, Veselkov A. N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1996. V.92. P.383.
26. Davies D. В., Djimant L. N, Veselkov A. N.// Nucleos. & Nucleot. 1994. V.13. P.657.
27. Davies D. В., Baranovsky S. F., Veselkov A. N. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1997. V.93. P. 1559.
28. Marky L. A, Blumenfeld K. S., Breslauer K. J // Nucleic Acids Res. 1983. V.11. P.2857.
29. Sturtevant J. M. //Proc. Natl. Acad. USA. 1977. V.74. P.2236.
30. Reinert K. E.//Nucleic Acids Res. 1983. V.11. P.3411.
31. Rentzeperis D., Medero M., Marky L. A. // Bioorg. Med. Chem. 1995. V.3. P.751.
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).
