Зміни гідратації при утворенні комплексів днк з деякими інтеркаляторами
Ключові слова:
ДНК, гідратація, інтеркаляція, бромід етидію, профлавін, іодид пропідію, комплекс, діелектрометрія
Анотація
В НВЧ діапазоні вивчені діелектричні властивості водяних розчинів деяких інтеркаляторів (бромід этидію, профлавін та іодид пропідію) і комплексів ДНК з цими сполуками. Для досліджуваних лігандів на основі отриманих даних визначені ступені гідратації та ймовірні гідратно – активні центри. Знайдено, що процес комплексоутворення супроводжується зміною діелектричних властивостей розчину, яке обумовлено змінами у водній оболонці нуклеїнової кислоти. Показано, що виявлене зменшення діелектричної проникності відповідає збільшенню гідратації ДНК на декілька молекул води у розрахунку на нуклеотид. Отримані результати зіставлені з літературними даними і проаналізовані за допомогою моделей взаємодії ДНК з інтеркаляторами.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Qu X., Chaires J.B. Hydration changes for DNA intercalation reactions // J. Am. Chem. Soc. – 2001. – V.123. – P.1-7.
2. Han F., Chalikian T.V. Hydration changes accompanying nucleic acid intercalation reactions: volumetric characterizations // J. Am. Chem. Soc. – 2003. – V.125 – P.7219-7229.
3. Shimizu S. Estimating hydration changes upon biomolecular reactions from osmotic stress, high pressure, and preferential hydration experiments // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2004. – V.101. – P.1195-1199.
4. Yonetani Y., Maruyama Y., Hirata F. et al. Comparison of DNA hydration patterns obtained using two distinct computational methods, molecular dynamics simulation and three-dimensional reference interaction site model theory // J. Chem. Phys. – 2008. – V.128. – P.185102-1 –185102-9.
5. Auffinger P., Westhof E. Water and ion binding around RNA and DNA (C,G) oligomers // J. Mol. Biol. – 2000. –V.300. – P.1113-1131.
6. Craig D.Q.M. Dielectric Analysis of Pharmaceutical Systems. – London – Bristol, Taylor & Francis, 1995. – 246 p.
7. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Красницкая А.А., Малеев В.Я. Влияние гамма излучения на гидратацию и структуру комплекса ДНК – кофеин // Бiофiз. вiсник. – 2005. – Вип.1(15). – С.68-72.
8. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Малеев В.Я. Гидратация комплексов ДНК с полиаминами // Бiофiз. вiсник. – 2009. – Вип.1(22). – C.5-13.
9. Фаддеева М.Д., Беляева Т.Н. ДНК-интеркаляторы: взаимодействие с ДНК и другими клеточными компонентами и применение в биологических исследованих // Цитология. – 1991. – Т.33. – С.3-22.
10. Martinez R., Chacon-Garcia L. The search of DNA-intercalators as antitumoral drugs: what it worked and what did not work // Current Medicinal Chemistry. – 2005. – V.12. – P.1345-1359.
11. Кашпур В.А., Малеев В.Я., Щеголева Т.Ю. Исследование гидратации глобулярных белков диф-ференциальным диэлектрическим методом // Молекулярная биология. – 1976. – Т.10. – С.568-575.
12. Кашпур В.А., Малеев В.Я., Хорунжая О.В. Применение метода дифференциальной КВЧ диэлектрометрии в молекулярной биофизике // Радиофизика и электроника. – 2008. – Т.13. Спец. вып. – С.446-454.
13. Ellison W.J., Lamkaouchi K., Moreau J.-M. Water: a dielectric reference // J. Molec. Liquids. – 1996. – V.68. – P.171-279.
14. Buchanan T.J., Haggis G.M., Hasted J.B et al. The dielectric estimation of protein hydration // Proc. Roy. Soc. – 1952. – V.A213. – P.379-391.
15. Wei Y., Sridhar S. Biological applications of a technique for broadband complex permittivity measurements // IEEE. MTT-S Digest. – 1992. – P.1271-1274.
16. Mashimo S., Kuwabara S., Yagihara S., et al. Dielectric relaxation time and structure of bound water in biological materials // J. Phys. Chem. – 1987. – V.91. – P.6337-6338.
17. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. – М.: Мир, 1987. – 584 с.
18. Bastos M., Castro V., Mrevlishvili G. et al. Hydration of ds-DNA and ss-DNA by neutron quasielastic scattering // Bioph. J. – 2004. – V.86. – P.3822-3827.
19. Garbett N.C., Hammond N.B., Graves D.E. Influence of the amino substituents in the interaction of ethidium bromide with DNA // Bioph. J. – 2004. – V.87. – P.3974-3981.
20. Kharakoz D.P. Partial molar volumes of molecules of arbitrary shape and the effect of hydrogen bonding with water // J. Solut. Chem. – 1992. – V.21. – P.569-595.
21. Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов. – М.: Наука, 1977. – 400 с.
22. Wachter W., Kunz W., Buchner R. Is there an anionic Hofmeister effect on water dynamics? Dielectric spectroscopy of aqueous solutions of NaBr, NaI, NaNO3, NaClO4, and NaSCN // J. Phys. Chem. A. – 2005. – V.109. – P.8675-8683.
23. Бреслер С.Е. Введение в молекулярную биологию. – М.: Наука, 1970. – 580 с.
24. Кудряшов Е.Д., Букин В.А. Брагинская Ф.И. Объемный эффект и изменение сжимаемости при интеркаляции этидиума бромида и дауномицина в ДНК // Биофизика. – 1998. – Т.43. – С.40-45.
25. Костюков В.В., Хомутова Н.М., Евстигнеев М.П. Изменение гидратации при комплексообразовании ароматических лигандов с ДНК: моделирование методом молекулярной динамики // Биоп. и клетка. – 2010. – Т.26. – С.36-44.
26. Замятнин А.А. Дилатометрия растворов белков. – М.: Наука, 1973.– 102 с.
27. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. – Л-д.: Наука, 1978.– 392с.
28. Marky L.A., Kupke D.W., I. Kankia B.I. Volume changes accompanying interaction of ligands with nucleic acids // Methods Enzymol. – 2001. – V.340. – P.149-165.
29. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Красницкая А.А., Малеев В.Я. Гидратация производного актиноцина и его интактного и γ облученного комплексов с ДНК по данным КВЧ диэлектрометрии // Бiофiз. вiсник. – 2009. – Вип.1(22). – С.20-23.
30. Schneider B., Ginell S.L., Berman H.M. Low temperature structures of dCpG-proflavine. Conformational and hydration effects // Biophys. J. – 1992. – V.63. – P.1572-1578.
2. Han F., Chalikian T.V. Hydration changes accompanying nucleic acid intercalation reactions: volumetric characterizations // J. Am. Chem. Soc. – 2003. – V.125 – P.7219-7229.
3. Shimizu S. Estimating hydration changes upon biomolecular reactions from osmotic stress, high pressure, and preferential hydration experiments // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2004. – V.101. – P.1195-1199.
4. Yonetani Y., Maruyama Y., Hirata F. et al. Comparison of DNA hydration patterns obtained using two distinct computational methods, molecular dynamics simulation and three-dimensional reference interaction site model theory // J. Chem. Phys. – 2008. – V.128. – P.185102-1 –185102-9.
5. Auffinger P., Westhof E. Water and ion binding around RNA and DNA (C,G) oligomers // J. Mol. Biol. – 2000. –V.300. – P.1113-1131.
6. Craig D.Q.M. Dielectric Analysis of Pharmaceutical Systems. – London – Bristol, Taylor & Francis, 1995. – 246 p.
7. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Красницкая А.А., Малеев В.Я. Влияние гамма излучения на гидратацию и структуру комплекса ДНК – кофеин // Бiофiз. вiсник. – 2005. – Вип.1(15). – С.68-72.
8. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Малеев В.Я. Гидратация комплексов ДНК с полиаминами // Бiофiз. вiсник. – 2009. – Вип.1(22). – C.5-13.
9. Фаддеева М.Д., Беляева Т.Н. ДНК-интеркаляторы: взаимодействие с ДНК и другими клеточными компонентами и применение в биологических исследованих // Цитология. – 1991. – Т.33. – С.3-22.
10. Martinez R., Chacon-Garcia L. The search of DNA-intercalators as antitumoral drugs: what it worked and what did not work // Current Medicinal Chemistry. – 2005. – V.12. – P.1345-1359.
11. Кашпур В.А., Малеев В.Я., Щеголева Т.Ю. Исследование гидратации глобулярных белков диф-ференциальным диэлектрическим методом // Молекулярная биология. – 1976. – Т.10. – С.568-575.
12. Кашпур В.А., Малеев В.Я., Хорунжая О.В. Применение метода дифференциальной КВЧ диэлектрометрии в молекулярной биофизике // Радиофизика и электроника. – 2008. – Т.13. Спец. вып. – С.446-454.
13. Ellison W.J., Lamkaouchi K., Moreau J.-M. Water: a dielectric reference // J. Molec. Liquids. – 1996. – V.68. – P.171-279.
14. Buchanan T.J., Haggis G.M., Hasted J.B et al. The dielectric estimation of protein hydration // Proc. Roy. Soc. – 1952. – V.A213. – P.379-391.
15. Wei Y., Sridhar S. Biological applications of a technique for broadband complex permittivity measurements // IEEE. MTT-S Digest. – 1992. – P.1271-1274.
16. Mashimo S., Kuwabara S., Yagihara S., et al. Dielectric relaxation time and structure of bound water in biological materials // J. Phys. Chem. – 1987. – V.91. – P.6337-6338.
17. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. – М.: Мир, 1987. – 584 с.
18. Bastos M., Castro V., Mrevlishvili G. et al. Hydration of ds-DNA and ss-DNA by neutron quasielastic scattering // Bioph. J. – 2004. – V.86. – P.3822-3827.
19. Garbett N.C., Hammond N.B., Graves D.E. Influence of the amino substituents in the interaction of ethidium bromide with DNA // Bioph. J. – 2004. – V.87. – P.3974-3981.
20. Kharakoz D.P. Partial molar volumes of molecules of arbitrary shape and the effect of hydrogen bonding with water // J. Solut. Chem. – 1992. – V.21. – P.569-595.
21. Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов. – М.: Наука, 1977. – 400 с.
22. Wachter W., Kunz W., Buchner R. Is there an anionic Hofmeister effect on water dynamics? Dielectric spectroscopy of aqueous solutions of NaBr, NaI, NaNO3, NaClO4, and NaSCN // J. Phys. Chem. A. – 2005. – V.109. – P.8675-8683.
23. Бреслер С.Е. Введение в молекулярную биологию. – М.: Наука, 1970. – 580 с.
24. Кудряшов Е.Д., Букин В.А. Брагинская Ф.И. Объемный эффект и изменение сжимаемости при интеркаляции этидиума бромида и дауномицина в ДНК // Биофизика. – 1998. – Т.43. – С.40-45.
25. Костюков В.В., Хомутова Н.М., Евстигнеев М.П. Изменение гидратации при комплексообразовании ароматических лигандов с ДНК: моделирование методом молекулярной динамики // Биоп. и клетка. – 2010. – Т.26. – С.36-44.
26. Замятнин А.А. Дилатометрия растворов белков. – М.: Наука, 1973.– 102 с.
27. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. – Л-д.: Наука, 1978.– 392с.
28. Marky L.A., Kupke D.W., I. Kankia B.I. Volume changes accompanying interaction of ligands with nucleic acids // Methods Enzymol. – 2001. – V.340. – P.149-165.
29. Хорунжая О.В., Кашпур В.А., Красницкая А.А., Малеев В.Я. Гидратация производного актиноцина и его интактного и γ облученного комплексов с ДНК по данным КВЧ диэлектрометрии // Бiофiз. вiсник. – 2009. – Вип.1(22). – С.20-23.
30. Schneider B., Ginell S.L., Berman H.M. Low temperature structures of dCpG-proflavine. Conformational and hydration effects // Biophys. J. – 1992. – V.63. – P.1572-1578.
Цитовано
Як цитувати
Khorunzhaya, O. V., Kashpur, V. A., Pesina, D. A., & Maleev, V. Y. (1). Зміни гідратації при утворенні комплексів днк з деякими інтеркаляторами. Біофізичний вісник, 1(24). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/3864
Розділ
Молекулярна біофізика
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).
