¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе
Рассмотрен молекулярный механизм действия кофеина (CAF) как комплексообразователя – интерцептора ароматических лигандов, интеркалирующих в ДНК, на примере типичного интеркалятора фенантридинового красителя йодистого пропидия (PI). Изучены процессы гетероассоциации молекул CAF и PI методом одномерно...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Биополимеры и клетка |
|---|---|
| Datum: | 2000 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2000
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152549 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | ¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе / Д.А. Веселков, В.А. Сигаев, С.А. Высоцкий, Л.Н. Дымант, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 2000. — Т. 16, № 3. — С. 195-204. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-152549 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Веселков, Д.А. Сигаев, В.А. Высоцкий, С.А. Дымант, Л.Н. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. 2019-06-12T11:36:50Z 2019-06-12T11:36:50Z 2000 ¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе / Д.А. Веселков, В.А. Сигаев, С.А. Высоцкий, Л.Н. Дымант, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 2000. — Т. 16, № 3. — С. 195-204. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. 0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.000566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152549 541.49+539.1.12.43 Рассмотрен молекулярный механизм действия кофеина (CAF) как комплексообразователя – интерцептора ароматических лигандов, интеркалирующих в ДНК, на примере типичного интеркалятора фенантридинового красителя йодистого пропидия (PI). Изучены процессы гетероассоциации молекул CAF и PI методом одномерной и двумерной ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные (при температуре 298 K) и температурные зависимости протонных химических сдвигов молекул в водном растворе. Определены равновесная константа реакции гетероассоциации CAP и PI при Т – 298 К (К-28 ± 5 л/моль), а также значения предельных химических сдвигов протонов ароматических лигандов в составе ассоциатов. На основе рассчитанных значений индуцированных протонных химических сдвигов молекул и квантовомеханиче- ских кривых экранирования для САР и PI определена наиболее вероятная структура 1:1 гетерокомплекса CAP–PI в водном растворе. Рассчитаны термодинамические параметры образования гетерокомплекса CAP–PI. Структурный и термодинамический анализ свидетельствует о существенной роли дисперсионных сил и гидрофобных взаимодействий при образовании гетерокомплекса в водносолевом растворе. Проведен расчет относительного содержания различного типа ассоциатов в смешанном растворе, содержащем САР и PL Выявлены особенности равновесия гетероассоциатов CAF–PI в растворе в зависимости от концентрации и температуры. Гетероассоциация молекул САР и PI приводит к меньшей эффективной концентрации интеркалятора в растворе и соответственно к уменьшению биологической активности красителя. Розглянуто молекулярний механизм дії кофеїну (CAF) як комплексоутворювача – інтерцептора ароматичних лігандів, інтеркалюючих у ДНК, на прикладі типового інтеркалятора фенантридинієвого барвника йодистого пропідію (РІ). Вивчено процеси гетероасоціації молекул CAF і РІ методом одно- та двовимірної ¹Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно концентраційні (при температурі 298 К) та температурні залежності протонних хімічних зсувів молекул у водному розчині. Визначено рівноважну константу реакції гетероасоціації CAF і РІ при Т-298 К (К-28±5 л/ моль), а також значення граничних хімічних зсувів протонів ароматичних лігандів у складі асоціатів. На основі розрахованих значень індукованих протонних хімічніх зсувів молекул і квантовомеханічних кривих екранування для CAF і РІ визначено найвірогіднішу структуру 1:1 гетерокомплексу CAF–PI в розчині. Розраховано термодинамічні параметри утворення гетерокомплексу CAF–PI. Структурний і термодинамічний аналіз свідчить про суттєву роль дисперсійних сил і гідрофобних взаємодій при утворенні гетерокомплексу у водносольовому розчині. Здійснено розрахунок відносного вмісту різного типу асоціатів у змішаному розчині, який містить CAF і РІ. Виявлено особливості рівноваги гетероасоціатів CAF–PI в розчині в залежності від концентрації і температури. Гетероасоціація молекул CAF і РІ призводить до меншої ефективної концентрації інтеркалятора в розчині і відповідно до зниження біологічної активності барвника. Molecular basis of the caffeine (CAP) action as a complex forming agent – interceptor of aromatic drugs intercalating into DNA, using as an example a typical intercalator, a phenanthridinium dye propidium iodide (PI), has been examined. Hetero-association of CAF and PI has been studied by one- and two-dimensional ¹H-NMR spectroscopy (500 MHz). Concentration and temperature dependences of the proton chemical shifts of the molecules in aqueous solution have been measured. The equilibrium reaction constant of the hetero-association of CAP with PI at T-298 K(K - 28 ± 5 M–1 ), the limiting chemical shifts of the protons of caffeine in the complexes have been determined. The most favourable structure of 1:1 CAF-P1 hetero-complex in aqueous solution has been constructed using the calculated values of the induced proton chemical shifts of the molecules and the Quantum-mechanical isoshielding curves for CAP and PI. Thermodynamical parameters of the hetero-complex formation between CAP and PI have been also determined. Structural and thermodynamical analysis has shown that dispersive forces and hydrophobic interactions play the major role in the hetero-association of CAP and PI in aqueous-salt solution. The relative content of different complexes in the mixed solution containing CAP and PI has been calculated and distinctive features of the dynamic equilibrium of the CAP-PI hetero-associates have been revealed as a function of concentration and temperature. It is concluded that hetero-association of CAP and PI molecules leads to lower effective concentration of the dye in solution and respectively to lower biological activity of PI. Выражаем благодарность Объединенному исследовательскому центру Лондонского университета за предоставленную возможность в Беркбек колледже использовать для измерений ЯМР-спектрометр 500 МГц. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Биополимеры и клетка Структура и функции биополимеров ¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе ¹Н-ЯМР аналіз гетероасоціації кофеїну з фенантридинієвим барвником йодистим пропідієм у водному розчині ¹H-NMR analysis of hetero-association of caffeine with phenanthridinium dye propidium iodide in aqueous solution Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| spellingShingle |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе Веселков, Д.А. Сигаев, В.А. Высоцкий, С.А. Дымант, Л.Н. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. Структура и функции биополимеров |
| title_short |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| title_full |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| title_fullStr |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| title_full_unstemmed |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| title_sort |
¹h-ям р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе |
| author |
Веселков, Д.А. Сигаев, В.А. Высоцкий, С.А. Дымант, Л.Н. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. |
| author_facet |
Веселков, Д.А. Сигаев, В.А. Высоцкий, С.А. Дымант, Л.Н. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. |
| topic |
Структура и функции биополимеров |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| publishDate |
2000 |
| language |
Russian |
| container_title |
Биополимеры и клетка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
¹Н-ЯМР аналіз гетероасоціації кофеїну з фенантридинієвим барвником йодистим пропідієм у водному розчині ¹H-NMR analysis of hetero-association of caffeine with phenanthridinium dye propidium iodide in aqueous solution |
| description |
Рассмотрен молекулярный механизм действия кофеина (CAF) как комплексообразователя – интерцептора ароматических лигандов, интеркалирующих в ДНК, на примере типичного интеркалятора фенантридинового красителя йодистого пропидия (PI). Изучены процессы гетероассоциации молекул CAF и PI методом одномерной и двумерной ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные (при температуре 298 K) и температурные зависимости протонных химических сдвигов молекул в водном растворе. Определены равновесная константа реакции гетероассоциации CAP и PI при Т – 298 К (К-28 ± 5 л/моль), а также значения предельных химических сдвигов протонов ароматических лигандов в составе ассоциатов. На основе рассчитанных значений индуцированных протонных химических сдвигов молекул и квантовомеханиче- ских кривых экранирования для САР и PI определена наиболее вероятная структура 1:1 гетерокомплекса CAP–PI в водном растворе. Рассчитаны термодинамические параметры образования гетерокомплекса CAP–PI. Структурный и термодинамический анализ свидетельствует о существенной роли дисперсионных сил и гидрофобных взаимодействий при образовании гетерокомплекса в водносолевом растворе. Проведен расчет относительного содержания различного типа ассоциатов в смешанном растворе, содержащем САР и PL Выявлены особенности равновесия гетероассоциатов CAF–PI в растворе в зависимости от концентрации и температуры. Гетероассоциация молекул САР и PI приводит к меньшей эффективной концентрации интеркалятора в растворе и соответственно к уменьшению биологической активности красителя.
Розглянуто молекулярний механизм дії кофеїну (CAF) як комплексоутворювача – інтерцептора ароматичних лігандів, інтеркалюючих у ДНК, на прикладі типового інтеркалятора фенантридинієвого барвника йодистого пропідію (РІ). Вивчено процеси гетероасоціації молекул CAF і РІ методом одно- та двовимірної ¹Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно концентраційні (при температурі 298 К) та температурні залежності протонних хімічних зсувів молекул у водному розчині. Визначено рівноважну константу реакції гетероасоціації CAF і РІ при Т-298 К (К-28±5 л/ моль), а також значення граничних хімічних зсувів протонів ароматичних лігандів у складі асоціатів. На основі розрахованих значень індукованих протонних хімічніх зсувів молекул і квантовомеханічних кривих екранування для CAF і РІ визначено найвірогіднішу структуру 1:1 гетерокомплексу CAF–PI в розчині. Розраховано термодинамічні параметри утворення гетерокомплексу CAF–PI. Структурний і термодинамічний аналіз свідчить про суттєву роль дисперсійних сил і гідрофобних взаємодій при утворенні гетерокомплексу у водносольовому розчині. Здійснено розрахунок відносного вмісту різного типу асоціатів у змішаному розчині, який містить CAF і РІ. Виявлено особливості рівноваги гетероасоціатів CAF–PI в розчині в залежності від концентрації і температури. Гетероасоціація молекул CAF і РІ призводить до меншої ефективної концентрації інтеркалятора в розчині і відповідно до зниження біологічної активності барвника.
Molecular basis of the caffeine (CAP) action as a complex forming agent – interceptor of aromatic drugs intercalating into DNA, using as an example a typical intercalator, a phenanthridinium dye propidium iodide (PI), has been examined. Hetero-association of CAF and PI has been studied by one- and two-dimensional ¹H-NMR spectroscopy (500 MHz). Concentration and temperature dependences of the proton chemical shifts of the molecules in aqueous solution have been measured. The equilibrium reaction constant of the hetero-association of CAP with PI at T-298 K(K - 28 ± 5 M–1 ), the limiting chemical shifts of the protons of caffeine in the complexes have been determined. The most favourable structure of 1:1 CAF-P1 hetero-complex in aqueous solution has been constructed using the calculated values of the induced proton chemical shifts of the molecules and the Quantum-mechanical isoshielding curves for CAP and PI. Thermodynamical parameters of the hetero-complex formation between CAP and PI have been also determined. Structural and thermodynamical analysis has shown that dispersive forces and hydrophobic interactions play the major role in the hetero-association of CAP and PI in aqueous-salt solution. The relative content of different complexes in the mixed solution containing CAP and PI has been calculated and distinctive features of the dynamic equilibrium of the CAP-PI hetero-associates have been revealed as a function of concentration and temperature. It is concluded that hetero-association of CAP and PI molecules leads to lower effective concentration of the dye in solution and respectively to lower biological activity of PI.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152549 |
| citation_txt |
¹H-ЯМ Р анализ гетероассоциации кофеина с фенантридиновым красителем йодистым пропидием в водном растворе / Д.А. Веселков, В.А. Сигаев, С.А. Высоцкий, Л.Н. Дымант, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 2000. — Т. 16, № 3. — С. 195-204. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT veselkovda 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT sigaevva 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT vysockiisa 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT dymantln 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT dévisdb 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT veselkovan 1hâmranalizgeteroassociaciikofeinasfenantridinovymkrasitelemiodistympropidiemvvodnomrastvore AT veselkovda 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT sigaevva 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT vysockiisa 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT dymantln 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT dévisdb 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT veselkovan 1nâmranalízgeteroasocíacííkofeínuzfenantridiníêvimbarvnikomiodistimpropídíêmuvodnomurozčiní AT veselkovda 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution AT sigaevva 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution AT vysockiisa 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution AT dymantln 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution AT dévisdb 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution AT veselkovan 1hnmranalysisofheteroassociationofcaffeinewithphenanthridiniumdyepropidiumiodideinaqueoussolution |
| first_indexed |
2025-11-27T07:29:26Z |
| last_indexed |
2025-11-27T07:29:26Z |
| _version_ |
1850806474211590144 |
| fulltext |
ISSN 0233-7657. Биополимеры и клетка. 2000. Т. 16. № 3
СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БИОПОЛИМЕРОВ
^ - Я М Р анализ гетероассоциации кофеина
с фенантридиновым красителем йодистым
пропидием в водном растворе
Д. А. Веселков1, В. А. Сигаев, С. А. Высоцкий, Л. Н. Дымант,
Д. Б. Дэвис1, А. Н. Веселков
Севастопольский государственный технический университет Министерства образования Украины
Студгородок, Севастополь, 99053 , Украина
Лондонский университет, Беркбек колледж
Лондон WC1H OOP, Великобритания
Рассмотрен молекулярный механизм действия кофеина (CAF) как комплексообразователя —
интерцептора ароматических лигандов, интеркалирующих в ДНК, на примере типичного интер-
калятора фенантридинового красителя йодистого пропидия (PI). Изучены процессы гетероассо
циации молекул CAF и PI методом одномерной и двумерной 1Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц).
Измерены концентрационные (при температуре 298 К) и температурные зависимости протон
ных химических сдвигов молекул в водном растворе. Определены равновесная константа реакции
гетероассоциации CAP и PI при Т - 2 9 8 К (К-28 ± 5 л/моль), а также значения предельных
химических сдвигов протонов ароматических лигандов в составе ассоциатов. На основе рассчи
танных значений индуцированных протонных химических сдвигов молекул и квантовомеханиче-
ских кривых экранирования для САР и PI определена наиболее вероятная структура 1:1
гетерокомплекса CAP—PI в водном растворе. Рассчитаны термодинамические параметры обра
зования гетерокомплекса CAP—PI. Структурный и термодинамический анализ свидетельствует
о существенной роли дисперсионных сил и гидрофобных взаимодействий при образовании гетеро
комплекса в водносолевом растворе. Проведен расчет относительного содержания различного
типа ассоциатов в смешанном растворе, содержащем САР и PL Выявлены особенности равнове
сия гетероассоциатов CAF—PI в растворе в зависимости от концентрации и температуры.
Гетероассоциация молекул САР и PI приводит к меньшей эффективной концентрации интеркаля-
тора в растворе и соответственно к уменьшению биологической активности красителя.
Введение. Известно, что фенантридиновые краси
тели — бромистый этидий (ЕВ) и йодистый пропи-
дий (PI) связываются с двойной спиралью ДНК
путем интеркаляции [1, 2 ] и на протяжении мно
гих лет используются в качестве маркеров при
исследовании ДНК в клетках. Фенантридиновые
красители так же, как и ряд других типичных
интеркаляторов, в частности, акридиновые краси
тели демонстрируют явное сродство к связыванию
с пиримидин-пуриновой последовательностью осно
ваний в олигонуклеотидной цепи [3—7 ].
Кофеин (1,3,7-триметилксантин, CAF) отно-
© Д. А. В Е С Е Л К О В , В. А. С И Г А Е В , С А. В Ы С О Ц К И Й ,
Л. Н. ДЫМАНТ, Д. Б. Д Э В И С , А. Н. В Е С Е Л К О В , 2 0 0 0
сится к классу психомоторных стимуляторов 18 ].
Исследования показывают, что он обладает множе
ственными эффектами на клеточном уровне, в
частности, является ингибитором процесса репари-
рования в бактериальных системах [9] . Принято
считать, что биологическая активность CAF связа
на с его взаимодействием с биополимерами — бел
ками и ДНК [9—10 J.
Вместе с тем экспериментальные данные сви
детельствуют о том, что CAF уменьшает цитоток-
сическое действие ЕВ [11 ] и ряда антиопухолевых
препаратов, таких как доксорубицин и его аналоги,
эллиптицин и др. [12, 13] . В работах [13—15 J
сделан вывод о том, что CAF образует комплексы
с ароматическими молекулами, тем самым умень-
195
В Е С Е Л К О В Д. А. И Д Р .
шая их эффективную концентрацию и соответст
венно фармакологическую активность. Таким обра
зом, полагается, что CAF выступает в роли комп-
лексообразователя — интерцептора ароматических
биологически активных веществ, которые связыва
ются с ДНК путем интеркаляции [14] .
Для подтверждения данного вывода были про
ведены исследования по гетероассоциации CAF с
ароматическими молекулами в растворе и предло
жены различные модели для интерпретации экспе
риментальных данных [14—18] . Однако большин
ство из предложенных моделей гетероассоциации
молекул неприменимы в общем случае, так как
они не учитывают образования многомерных агре
гатов любого размера как для самоассоциатов, так
и для гетероассоциатов в водном растворе. Стати
стическая термодинамическая модель ассоциации
двух различных ароматических веществ, образую
щих бесконечномерные агрегаты в растворе как
при самоассоциации, так и при гетероассоциации
молекул, была развита Веллером и соавт. [19] .
Однако использование этой модели затруднительно
для практического применения, поскольку не со
держит аналитических выражений, удобных для
анализа экспериментальных данных. Нами недавно
разработана достаточно строгая обобщенная модель
[20] , учитывающая образование агрегатов различ
ной размерности как для реакций самоассоциации,
так и гетероассоциации молекул, в которой полу
чены аналитические выражения для ЯМР-характе-
ристик взаимодействующих молекул в смешанном
растворе. Предлагаемая методика позволяет опре
делить структурные и термодинамические парамет
ры гетероассоциатов на основе экспериментальных
зависимостей химических сдвигов протонов моле
кул от концентрации и температуры раствора.
В настоящей работе эта модель использована
для определения структурных особенностей и тер
модинамических параметров гетероассоциации
CAF с PI в 0,1 М фосфатном буфере (pD 7,1) для
выяснения молекулярного механизма действия
CAF как интерцептора («перехватчика») биологи
чески активных веществ. Ранее нами исследованы
процессы самоассоциация PI и CAF, а также гете
роассоциации между CAF и ЕВ методом ЯМР-спек-
троскопии в аналогичных экспериментальных ус
ловиях [20, 21 ]. Следует отметить, что, несмотря
на общий характер взаимодействия фенантридино-
вых красителей ЕВ и PI с нуклеиновыми кислота
ми, наблюдаются существенные различия в термо
динамике комплексообразования монокатиона эти-
дия и дикатиона пропидия как с нативной ДНК
[22 ], так и с полинуклеотидами [23 ]. Сравнитель
ный анализ параметров комплексообразования
двух родственных интеркалирующих красителей
ЕВ и PI, имеющих одинаковые структуры хромо
форов, но различные боковые алкильные цепи, с
биологически активными молекулами важен для
выяснения физической природы специфического
взаимодействия таких молекул.
Условия эксперимента. CAF и PI (рис 1)
фирмы «Sigma» (США) растворяли в D 2 0 с изотоп
ной чистотой 99,95 % D («Sigma») и лиофилизиро-
вали. Растворы готовили, добавляя взвешенное ко
личество образца в дейтерированном 0,1 М фосфат
ном буфере (pD 7 ,1) , содержащем 10~4 моль/л
ЭДТА. Концентрацию ароматических молекул в
водном растворе определяли спектрофотометриче-
ски — для CAF коэффициент экстинкции £ =
= 9740 МҐ см"1 (А = 273 нм) [24] , для PI — е -
- 5900 М"1 см"' (£ = 493 нм) [25 ].
б
Рис. 1. Структурные формулы ароматических лигандов с указа
нием необменивающихся протонов: а — кофеин (1,3,7-триме-
тилксантин); б — йодистый пропидий (PI)
196
ЯМР АНАЛИЗ Г Е Т Е Р О А С С О Ц И А Ц И И К О Ф Е И Н А С ЙОДИСТЫМ ПРОГІИДИЕУ!
1М- и 2М- 1Н-ЯМР спектры измерены на спек
трометре «Вгикег DRX» с резонансной частотой
500 МГц. Остаточный сигнал HOD насыщался в
период детектирования. Концентрационные изме
рения протонных химических сдвигов молекул вы
полнены при температуре Т — 298 К в интервале
концентраций красителя от 3,9 до 0,1 ммоль/л;
температурные зависимости химических сдвигов
протонов ароматических лигандов измерены в диа
пазоне температур от 278 до 358 К. Химический
сдвиг определяли относительно ДСС (2,2-диметил-
2-силапентан-5-сульфокислота), в качестве внут
реннего стандарта использовали бромид тетрамети-
ламмония (ТМА).
Отнесение сигналов в спектрах 'Н-ЯМР, отож
дествление химических и пространственных связей
проводили соответственно с помощью двумерных
гомоядерных TOCSY, NOESY и ROESY экспери
ментов. Методика приготовления образцов и прове
дения экспериментов описана ранее в [26 ].
Результаты и обсуждение. Структурные и тер
модинамические параметры гетероассоциации CAF
и PI определяли, анализируя зависимости химиче
ских сдвигов необменивающихся протонов обоих
ароматических соединений в смешанных растворах
от концентрации и температуры. В 2M-NOESY- и
2M-ROESY-cneKTpax смешанных растворов не на
блюдались межмолекулярные кросс-пики даже при
максимальных исследованных концентрациях мо
лекул. Пренебрежимо малая интенсивность межмо
лекулярных кросс-пиков может быть связана со
смещением молекулярного равновесия при добав
лении CAF вследствие образования различных ге
тероассоциатов между CAF и PI с относительно
малым содержанием каждого типа комплекса в
растворе.
В процессе измерений концентрационных за
висимостей протонных химических сдвигов изучае
мых ароматических молекул концентрацию CAF
поддерживали постоянной (Р 0 *= 2,0 мМ) при изме
нении процентного содержания PI в растворе (рис
2) . Это связано с тем, что равновесная константа
самоассоциации молекул PI более чем в пять раз
превышает константу самоассоциации для CAF
ОКд = (63 ± 6) л/моль, КР - (11,8 ± 0,3) л/моль
при Т = 298 К [20, 21 ]) и, следовательно, измене
ние концентрации красителя оказывает большее
влияние на равновесное распределение агрегатов,
чем вариация содержания CAF в растворе.
В рассматриваемой модели гетероассоциации
молекул [20 ] предполагается, что в растворе имеет
место динамическое равновесие взаимодействую
щих молекул, в котором учитывается образование
бесконечномерных самоассоциатов, а также гетеро-
Р и с 2. Экспериментальные зависимости химических сдвигов
протонов пропидия (PI) в смешанном с кофеином растворе от
концентрации PI при Т - 298 К, Р 0 - 2 ,0 ммоль/л
(1)
Константы равновесия для реакций самоассо
циации PI (АГА), CAF (Кр) и гетероассоциации
молекул (К) полагаются не зависящими от числа
молекул в агрегатах и комплексах. В схеме (1) Ах
и Рх соответствуют мономерам PI и CAF, А0 AkJ Pjy
197
В Е С Е Л К О В Д. А. И Д Р .
Рис. 3. Схематическое изображение различных гетероассоциа
тов ароматических молекул кофеина и пропидия в растворе:
молекулы CAF и PI обозначены соответственно Р и А
Р, — самоассоциатам, содержащим і, к мономеров
красителя и j , I мономеров CAF соответственно
(рис. 3) . Поскольку равновесная константа самоас
социации CAF на Кр существенно меньше, чем КА
для PI, то вероятность образования гетерокомплек-
сов Д Р Д , где Р. — ассоциаты фланкированы ассо-
циатами красителя (Лк и Л), как показывают
расчеты [20] , очень мала и, следовательно, реак
цией (1 е) в этом случае можно пренебречь.
В общем случае бесконечномерной ассоциации
молекул, учитывая законы действующих масс для
реакций (1) , закон сохранения массы, аддитивную
модель для наблюдаемого протонного химического
сдвига и эффект ближнего порядка на экранирова
ние ядер (только ближайшие соседние молекулы
дают вклад в экранирование ядер в стопочном
ассоциате), зависимость наблюдаемого химическо
го сдвига протонов PI от концентрации молекул в
смешанном растворе может быть записана в виде
[20]:
Здесь ddA, 6сА и дгпР, ddP, дсР — протонные
химические сдвиги PI и CAF в мономерной, димер-
ной формах и в гетероассоциатах соответственно.
Значения протонных химических сдвигов дмд, ddA,
&тр> ddP и равновесных констант КАУ КР для взаи
модействующих молекул определены при исследо
вании самоассоциации молекул в идентичных экс
периментальных условиях [20, 21 ]. Тогда из (2) и
(3) следует, что наблюдаемые протонные химиче
ские сдвиги молекул PI и CAF в растворе являются
функциями неизвестных дс и К, которые можно
найти, используя экспериментальные концентра
ционные зависимости химических сдвигов различ
ных протонов ароматических молекул в смешанном
растворе (рис. 2 ) . Вычислительная процедура рас
чета параметров подробно описана в [20, 27] .
Полученные в результате расчетов параметры гете
роассоциации CAF с PI при температуре 298 К
представлены в табл. 1. Прежде всего следует
отметить, что величина константы гетероассоциа
ции CAF и PI принимает промежуточные значения
между равновесными константами самоассоциации
CAF и PI [20, 21 ]. Вместе с тем равновесная
константа гетероассоциации CAF с PI заметно
меньше подобной константы, определенной в [21 ]
для системы ЕВ—CAF. Наблюдаемые различия
связаны с характерными особенностями боковых
алкильных цепей фенантридинового хромофора
красителей PI и ЕВ и соответственно различной
вероятностью образования гетерокомплексов таких
молекул по стерическим причинам.
По значениям констант само- и гетероассоциа
ции CAF и PI было рассчитано относительное
содержание молекулярных комплексов в зависимо
сти от концентрации красителя в растворе (рис. 4) .
Из рис. 4, а, видно, что имеет место значительный
рост ассоциатов PI и соответствующее падение
относительного содержания мономеров красителя,
в то время как удельный вес гетерокомплексов Р5А]
и PjAiPl очень мало меняется с увеличением кон
центрации PI в смешанном растворе. При этом
наблюдаются уменьшение относительного содержа
ния мономеров, димеров и n-мерных агрегатов
CAF, концентрацию которого поддерживали посто
янной в смешанном растворе, и монотонный рост
198
ЯМР АНАЛИЗ Г Е Т Е Р О А С С О Ц И А Ц И И К О Ф Е И Н А С ЙОДИСТЫМ ПРОПИДИЕМ
Таблица 1
Расчетные значения параметров гетероассоциации кофеина и фенантридинового красителя йодистого пропидия в 0,1 М
фосфатном буфере (pD 7, 1), Ро - 2,0 ммоль/л, Т - 298 К
Рис. 4. Относительное содержание самоассоциатов и гетероассоциатов {а — PI, PI + CAF; б — CAF, САР + PI) в зависимости от
концентрации пропидия в смешанном растворе при Р 0 — 2 ммоль/л, Т - 298 К
доли гетерокомплексов CAF и РТ с возрастанием
концентрации красителя в растворе (рис. 4, б).
Структура 1:1 гетероассоциата PI + CAF в
водном растворе. Полученные значения химиче
ских сдвигов дс (табл. 1) для протонов CAF и PI
были использованы для расчета наиболее вероят
ной структуры 1:1 комплекса кофеина с красителем
в водном растворе. Взаимное расположение моле
кул в гетерокомплексе определяли, устанавливая
соответствие значений индуцированных протонных
химических сдвигов (Ад = дт—дс) теоретическим
кривым экранирования, рассчитанным квантовоме-
199
В Е С Е Л К О В Д. А. И Д Р .
ханически для CAF и PI [28, 29 ] . Использование
кривых экранирования как для CAF, так и для PI
при построении структуры 1:1 гетероассоциата по
зволяет существенно повысить точность ее опреде
ления в сравнении со структурами димерных ком
плексов ароматических молекул [26 ].
На рис. 5 представлена найденная в результате
расчетов наиболее вероятная пространственная
структура 1:1 гетерокомплекса CAF с PI в водном
растворе. Пространственное изображение гетеро
комплекса получено с помощью программы «Mat-
hematica 2.2» (Wolfram Res. Inc.). Плоскости моле
кул CAF и хромофора PI в 1:1 гетероассоциате
параллельны друг другу и расположены на рассто
янии 0,34 нм; в таком комплексе имеет место
довольно сильное перекрывание ароматических ко
лец взаимодействующих молекул (стэкинг-взаимо-
действие), что предполагает существенную роль
дисперсионных взаимодействий при образовании
гетероассоциата. В силу симметрии кривых экрани
рования для молекул CAF и PI [28, 2 9 ] с равной
вероятностью возможна также структура 1:1 гете
рокомплекса, в которой молекула CAF повернута
на 180° относительно своей продольной оси. Струк
тура рассчитанного 1:1 комплекса CAF + PI (рис 5)
несколько отличается от таковой гетерокомплекса
для CAF с ЕВ, определенной методом ЯМР-спект-
роскопии [21 ], а также теоретически — методом
молекулярного моделирования [14] . В частности, в
гетерокомплексе CAF с PI по сравнению с 1:1
CAF + ЕВ комплексом наблюдается относительное
смещение плоскостей ароматических молекул по
продольной оси хромофора красителя.
Термодинамика гетероассоциации молекул ко-
феина. Термодинамические параметры &Shef° и
ASh(J* реакций гетероассоциации CAF и PI опреде
лены на основе экспериментальных температурных
зависимостей протонных химических сдвигов моле
кул с использованием аддитивной модели для на
блюдаемого химического сдвига протонов и форма
лизма Вант-Гоффа [6, 26 ] . На рис. 6 представлены
экспериментальные температурные зависимости
химических сдвигов ді необменивающихся прото
нов РІ (рис 6, а) и CAF (рис. 6, б) в смешанном
растворе. Качественно сходный характер экспери
ментальных зависимостей д(Т) для всех необмени
вающихся протонов РІ и CAF (рис. 6) позволяет
допустить, что экспериментально наблюдаемые из
менения химических сдвигов при повышении тем
пературы вызваны в основном смещением молеку
лярного равновесия в растворе.
При вычислении термодинамических парамет
ров использовали соотношения (2) и (3) , в которых
влияние температуры на значение д(Т) определя-
6
Р и с 5. Расчетная структура 1:1 гетерокомплекса кофеина и
йодистого пропидия: а — вид на комплекс сбоку; плоскости
молекулы CAF и хромофора красителя заштрихованы; б — вид
сверху, показывающий взаимное расположение плоскостей мо
лекулы кофеина и хромофора красителя в гетерокомплексе;
боковая алкильная цепь хромофора РІ показана пунктиром
ется температурной зависимостью равновесных
констант самоассоциации и гетероассоциации мо
лекул, согласно соотношению
Kt(T) = ехр(А£°/Д - А # ? / Я Г ) , (4)
в предположении, что величины AS,-0 и A # / J не
зависят существенным образом от температуры в
исследованном диапазоне температур. На рис 7
приведена зависимость Вант-Гоффа 1пК = /(1 / Т),
по которой определяли термодинамические пара
метры гетероассоциации молекул PI и CAF. Для
сравнения на этом рисунке приведены также зави
симости Вант-Гоффа для реакций самоассоциации
CAF и РІ в аналогичных экспериментальных усло
виях, полученные в работах [20, 21 ] .
На рис 8 представлены расчетные зависимости
200
ЯМР АНАЛИЗ Г Е Т Е Р О А С С О Ц И А Ц И И К О Ф Е И Н А С Й О Д И С Т Ы М ПРОПИДИЕМ
Рис. 6. Экспериментальные зависимости химических сдвигов протонов: а — пропидия (PI) и б — кофеина (CAF) в смешанном
растворе при Р 0 - 2,0 ммоль/л, Ао - 1,85 ммоль/л от температуры
In К
і 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 1000/Т,К 1
Рис. 7. Зависимость \пК от 1/Т для реакций само- и гетероас
социации молекул кофеина и йодистого пропидия: 1 — PI; 2 —
PI + CAF; 3 — CAF
относительного содержания различных типов ассо-
циатов в смешанном растворе от температуры,
полученные исходя из определенных значений рав
новесных констант само- и гетероассоциации моле
кул при различных температурах. Видно, что при
низких температурах ароматические молекулы в
основном находятся в ассоциированном состоянии.
С повышением температуры содержание всех ассо-
циатов монотонно уменьшается, что сопровождает
ся увеличением концентрации мономеров CAF и PI
в смешанном растворе.
Вклад в общее равновесие в растворе гетероас-
социатов PjAiP{ существен только при низких тем
пературах, в то время как доля гетерокомплексов
остается значительной вплоть до высоких тем
ператур (рис. 8 ) . Проведенный анализ позволяет
заключить, что относительное содержание различ
ных типов молекулярных ассоциатов существенно
зависит как от температуры, так и от соотношения
концентраций ароматических молекул в растворе.
Усредненные значения энергии Гиббса, энталь
пии и энтропии реакций гетероассоциации PI и
CAF для температуры 298 К приведены в табл. 2.
201
В Е С Е Л К О В Д. А. И ДР .
280 290 300 310 320 330 340 350 Т, К
Рис. 8. Относительное содержание самоассоциатов и гетероассо
циатов кофеина и пропидия в зависимости от температуры
зывает, что наблюдаемые различия в комплексооб-
разовании этих красителей с CAF, в основном,
определяются энтальпийным вкладом. Это, очевид
но, связано с наличием дополнительного заряда и
более длинной боковой алкильной цепи в молекуле
PI в сравнении с ЕВ, оказывающих влияние на
энергетику гетероассоциации красителя с CAF в
водном растворе. Известно, что экзотермические
реакции характерны для процессов агрегации,
включающих в себя стэкинг-взаимодействие в вод
ном растворе ароматических систем с делокализо-
ванными я>электронами. Установлено, что диспер
сионные взаимодействия характеризуются как от
рицательной энтальпией, так и отрицательной
энтропией [30 ]. Учитывая достаточно большие от
рицательные значения энтальпии и энтропии реак
ции гетероассоциации ароматических молекул PI и
CAF (табл. 2 ) , можно заключить, что дисперсион
ные взаимодействия играют существенную роль
при образовании гетерокомплексов этих молекул.
Вместе с тем абсолютное значение AShet° оказыва
ется несколько меньше величин энтропии реакций
самоассоциации молекул PI и CAF в аналогичных
условиях растворителя (табл. 2 ) . Положительный
энтропийный вклад, прежде всего, определяется
гидрофобными взаимодействиями [22 ] . Можно
предположить, что при гетероассоциации молекул
Таблица 2
Термодинамические параметры реакций само- и гетероассоциации кофеина и фенантридинового красителя йодистого пропидия
в 0,1 М фосфатном буфере, pD 7,1
Краситель A G ^ 9 8 кДж/моль - Д Я 2 9 8 . кДж/моль Д 5 § 9 8 . Дж/(моль • К)
Сравнение AHhef° и AShJ для реакций образования
гетерокомплексов CAF с двумя родственными фе-
нантридиновыми красителями PI и ЕВ [21 ] пока-
CAF и PI значительную роль играет гидрофобный
эффект, дающий положительный вклад в Д£А<?Д
связанный с взаимодействием метильных групп
202
ЯМР АНАЛИЗ Г Е Т Е Р О А С С О Ц И А Ц И И К О Ф Е И Н А С ЙОДИСТЫМ ПРОПИДИЕМ
кофеина и боковых цепей красителя (см. структуру
1:1 гетерокомплекса на рис. 5 ) .
Важно отметить, что термодинамические пара
метры гетероассоциации молекул, определенные с
использованием разных аналитических выражений
для PI (2) и CAF (3) и различных эксперименталь
ных зависимостей для этих молекул в смешанном
растворе (рис. 6 ) , хорошо согласуются друг с дру
гом в пределах погрешности их определения.
Таким образом, проведенный анализ свиде
тельствует о том, что CAF образует гетерокомплек-
сы с ароматическим красителем PI — типичным
интеркалятором ДНК, обладающим мутагенными
свойствами. Такие гетерокомплексы стабилизиру
ются главным образом стэкинг-взаимодействием
ароматических молекул в водном растворе. Можно
предположить, что гетероассоциация молекул CAF
и PI приводит к меньшей эффективной концентра
ции интеркалятора в растворе и соответственно к
уменьшению мутагенной активности красителя.
Выражаем благодарность Объединенному ис
следовательскому центру Лондонского университе
та за предоставленную возможность в Беркбек
колледже использовать для измерений ЯМР-спект-
рометр 500 МГц.
Д. О. Веселков, В. О. Сігаєв, С. О. Висоцький, Л. Н. Димант,
Д. Б. ДееіСу О. Н. Веселков
*Н-ЯМР аналіз гетероасоціації кофеїну з фенантридинієвим
барвником йодистим пропідієм у водному розчині
Резюме
Розглянуто молекулярний механизм дії кофеїну (CAF) як
комплексоутворювача — інтериептора ароматичних лігандів,
інтеркалюючих у ДНК, на прикладі типового інтеркалятора
фенантридинієвого барвника йодистого пропідію (РІ). Вивчено
процеси гетероасоціації молекул CAF і РІ методом одно- та
двовимірної Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно кон
центраційні (при температурі 298 К) та температурні
залежності протонних хімічних зсувів молекул у водному
розчині. Визначено рівноважну константу реакції гетероа
соціації CAF і РІ при Т-298 К (К-28±5 лі моль), а також
значення граничних хімічних зсувів протонів ароматичних
лігандів у складі асоціатів. На основі розрахованих значень
індукованих протонних хімічніх зсувів молекул і квантовоме-
ханічних кривих екранування для CAF і РІ визначено най-
вірогіднішу структуру 1:1 гетерокомплексу CAF—PI в роз
чині. Розраховано термодинамічні параметри утворення ге
терокомплексу CAF—PI. Структурний і термодинамічний
аналіз свідчить про суттєву роль дисперсійних сил і гідро
фобних взаємодій при утворенні гетерокомплексу у водно-
сольовому розчині. Здійснено розрахунок відносного вмісту
різного типу асоціатів у змішаному розчині, який містить
CAF і РІ. Виявлено особливості рівноваги гетероасоціатів
CAF—PI в розчині в залежності від концентрації і темпера
тури. Гетероасоціація молекул CAF і РІ призводить до меншої
ефективної концентрації інтеркалятора в розчині і відповідно
до зниження біологічної активності барвника.
D. A. Veselkov, V. A. Sigaev, S. A. Vysotsky, L. N. Djimant,
D. В. Davies, А. N. Veselkov
*H-NMR analysis of hetero-associat ion of caffeine with
phenanthridinium dye propidium iodide in aqueous solution
Summary
Molecular basis of the caffeine (CAF) action as a complex forming
agent — interceptor of aromatic drugs intercalating into DNA, using
as an example a typical intercalator, a phenanthridinium dye
propidium iodide (PI), has been examined. Hetero-association of
£AF and PI has been studied by one- and two-dimensional
H-NMR spectroscopy (500 MHz). Concentration and temperature
dependences of the proton chemical shifts of the molecules in
aqueous solution have been measured. The equilibrium reaction
constant of the hetero-association of CAF with PI at T™ 298 К (K~
-28 ±5 M ) , the limiting chemical shifts of the protons of
caffeine in the complexes have been determined. The most favou
rable structure of 1:1 CAF-P1 hetero-complex in aqueous solution
has been constructed using the calculated values of the induced
proton chemical shifts of the molecules and the quantum-mechanical
isoshielding curves for CAF and PI. Thermodynamical parameters
of the hetero-complex formation between CAF and PI have been
also determined. Structural and thermodynamical analysis has
shown that dispersive forces and hydrophobic interactions play the
major role in the hetero-association of CAF and PI in aqueous-salt
solution. The relative content of different complexes in the mixed
solution containing CAF and PI has been calculated and distinctive
features of the dynamic equilibrium of the CAF-PI hetero-associates
have been revealed as a function of concentration and temperature.
It is concluded that hetero-association of CAF and PI molecules
leads to lower effective concentration of the dye in solution and
respectively to lower biological activity of PI.
СПИСОК Л И Т Е Р А Т У Р Ы
1. Gale E. E., Cundliffe E., Reynolds P. E., Richmond M. N.,
Waring M. J. The Molecular Basis of Antibiotic Action.—Lon
don: John Wiley, 1981 .—500 p.
2. Neidle S., Pearl L. H, Skelly J. V. DNA structure and
perturbation by drug binding / / Biochem. J . — 1 9 8 7 . — 2 4 3 . —
P. 1 — 13.
3. Reinhardt C. G., Krugh T. R. A comparative study of ethidium
bromide complexes with dinucleotides and DNA: Direct evi
dence for intercalation and nucleic acid sequence preferences
/ / Biochemistry.—1978.—17.—P. 4 8 4 5 — 4 8 5 4 .
4. Feigon J., Leupin W., Denny W. A., Kearns D. R. Binding of
ethidium derivatives to natural DNA: a 300 MHz 1 H-NMR
study / / Nucl. Acids Res .—1981 .—10, N 2 .—P. 749—761 .
5. Davies D. В., Djimant L. N., Veselkov A. N. 1 H-NMR
structural analysis of the interaction of proflavine with self
complementary deoxytetranucleotides of different base se
quence / / Nucleos. and Nucleot.—1994.—13.—P. 637—655 .
6. Davies D. В., Veselkov A. N. Structural and thermodynamical
analysis of molecular complexation by 1 H-NMR spectroscopy
/ / J . Chem. Soc. Faraday Trans.—1996.—92 — P . 3545—
3557.
7. Davies D. В., Karawajew L., Veselkov A. N. 1 H-NMR struc
tural analysis of ethidium bromide complexation with self-com
plementary deoxytetranucleotides 5'-d(ApCpGpT), 5'-d(Ap-
GpCpT) and 5'-d(TpGpCpA) in aqueous solution / / Bio-
polymers.—1996.—38.—P. 745—757 .
8. Машковский M. Д. Лекарственные средства.—M.: Меди
цина, 1985 .—2.—С. 107.
9. Selby С. P., Sancar A. Molecular mechanism of DNA repair
inhibition by caffeine / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1990.—
8 7 . — P . 3 5 2 2 — 3 5 2 5 .
203
В Е С Е Л К О В Д. А. И ДР .
10. Fritzs he Petri I., Schutz Weller K> Sedrema P., Lang
H. On the interaction of caffeine with nucleic acids. III. ! H
NMR studies of caffeine — 5'-adenosine monophosphate and
caffeine — poly (riboadenylate) interactions / / Biophys.
Chem.—1980.—11.—P. 109—119.
11. Kimura #., Aoyama T. Decrease in sensitivity to ethidium
bromide by caffeine, dimethylsulfoxide or 3-aminobenzamide
due to reduced permeability / / J . Pharmacobiodyn.—1989.—
12.—P. 5 8 9 — 5 9 5 .
12. Iliakis G., Nusse M., Ganapathi R., Egner J., Yen A.
Differential reduction by caffeine of adriamycin induced cell
killing and cell cycle delay in Chinese V79 cells / / Int. J .
Radiat. Biol. Phys .—1986.—12.—P. 1987—1995 .
13. Traganos F., Karpuscinski Darzynkiewicz Z. Caffeine
modulates the effects of DNA-intercalating drug in vitro: A
flow cytometric and spectrophotometry analysis of caffeine
interaction with novatrone, doxorubicin, ellipticine and doxo
rubicin analogue AD198 / / Cancer Res .—1991 ,—51 .—
P. 3682—3689 .
14. Larsen R. W.p Jasuja R.t Hetzler R., Muraoka P. Т., Andrada
V. G., Jameson D. M. Spectroscopic and molecular modelling
studies of caffeine complexes with DNA intercalators / /
Biophys. J . — 1 9 9 6 . — 7 0 . — P . 4 4 3 — 4 5 2 .
15. Kapuscinski /., Kimmel M. Thermodynamical model of mixed
aggregation of intercalators with caffeine in aqueous solution / /
Biophys. Chem.—1993.—46.—P. 153—163 .
16. Baxter N. Williamson M. P., Lilley T. #., Haslam E.
Stacking interaction between caffeine and methyl gallate / / J .
Chem. Soc. Faraday Trans .—1996.—92.—P. 231—234 .
17. Aradi P., Foldesi A Hetero-association of caffeine and theo
phylline with purine and pyrimidine in aqueous solutions
studied by lH NMR chemical shifts measurements / / Magn.
Res. Chem.—1989.—27.—P. 2 4 9 — 2 5 2 .
18. Chen J.S., Shiao J.-Ch. Graphic method for determination of
the complex NMR shift and equilibrium constant for a hetero-
association accompanying a self-association / / J . Chem. Soc.
Faraday Trans .—1994.—90.—P. 4 2 9 — 4 3 3 .
19. Weller K, Shutz #., Petri I. Thermodynamical model of
indefinite mixed association of two components and NMR data
analysis for caffeine-AMP interaction / / Biophys. Chem.—
1984 .—19.— P. 2 8 9 — 2 9 8 .
20. Davies D. В., Veselkov D. A , Veselkov A. N. Structure and
thermodynamics of the hetero-association of aromatic molecules
in aqueous solution determined by NMR spectroscopy / / Мої.
Phys.—1999.—97, N 3 .—P. 4 3 9 — 4 5 1 .
21. Веселков Д А., Дэвис Д. Б., Дымант Л. И., Веселков А.
И. Молекулярный механизм протекторного действия кофе
ина при комплексообразовании интеркалирующего лиган-
да с ДНК / / Молекуляр. биология (в печати)
22. Hopkins Н. P., Fumero Wilson W. D. Temperature
dependence of enthalpy changes for ethidium and propidium
binding to DNA: effect of alkylamine chains / / Biopolymers.—
1990 .—29,—P. 449—459 .
23. Marky L. A , Macgregor R. B. Hydration of dA-dT polymers:
Role of water in the thermodynamics of ethidium and pro
pidium intercalation / / Biochemistry.—1990—29.—P. 4805—
4811.
24. Lilley T. #., Linsdell #., Maestre A. Association of caffeine in
water and aqueous solutions of sucrose / / J . Chem. Soc.
Faraday Trans .—1992.—88.—P. 2865—2870 .
25. Patel D. /., Canuel L. JL NMR investigations of complex
formation between phenanthridinium dyes and deoxyguanosine
5'-monophosphate in aqueous solution / / Proc. Nat. Acad. Sci.
USA.—1977.—74.—P. 5 2 0 7 — 5 2 1 1 .
26. Davies D. В., Djimant L. N., Veselkov A. N. 1 H NMR
investigation of self-association of aromatic drug molecules in
aqueous solution: structural and thermodynamical analysis / /
J . Chem. Soc. Faraday Trans .—1996.—92, N 3 .—P, 383—
390.
27. Veselkov A N., Djimant L. N., Karawajew L, Kulikov E. L.
Investigation of the aggregation of acridine dyes in aqueous
solution by proton NMR / / Stud, biophys.—1985.—106 —
P. 171—180.
28. Kan Ь-S., Borer P. N.f Cheng D. M., Ts'o P. O. P. J H - and
1 3 C-NMR studies on caffeine and its interaction with nucleic
acids / / Biopolymers.—1980.—19.—P. 1641 — 1654.
29. Giessner-Prettre C , Pullman B. Quantum mechanical calcula
tions of NMR chemical shifts in nucleic acids / / Quart. Rev.
Biophys.—1987.—20.—P. 113—172.
30. Ross R. D., Subramanian S. Thermodynamics of protein
association reaction: forces contributing to stability / / Bio
chemistry.— 1 981 . — 2 0 . — P . 3 0 9 6 — 3 1 0 2 .
УДК 541.49+539.1 .12 .43
Поступила в редакцию 21.12 .98
204
|