Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой
В широком интервале концентраций хлористого натрия и хлористой меди (II) исследовано взаимодействие в системе Сu(II)–денатурированная ДНК (дДНК). Рассчитаны «истинная» и кажущиеся константы устойчивости комплекса Сu(II) – ДНК. Экспериментально подтверждена хелатная природа спектроскопически регистри...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Биополимеры и клетка |
|---|---|
| Дата: | 1986 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1986
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152709 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой / А.П. Бабий, И.А. Багавеев, А.А. Уминский, Г.Н. Саенко // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 2. — С. 81-87. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-152709 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бабий, А.П. Багавеев, И.А. Уминский, А.А. Саенко, Г.Н. 2019-06-12T16:20:42Z 2019-06-12T16:20:42Z 1986 Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой / А.П. Бабий, И.А. Багавеев, А.А. Уминский, Г.Н. Саенко // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 2. — С. 81-87. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.0001A0 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152709 577.323.23 В широком интервале концентраций хлористого натрия и хлористой меди (II) исследовано взаимодействие в системе Сu(II)–денатурированная ДНК (дДНК). Рассчитаны «истинная» и кажущиеся константы устойчивости комплекса Сu(II) – ДНК. Экспериментально подтверждена хелатная природа спектроскопически регистрируемого комплекса Сu(II) – дДНК. У широкому інтервалі концентрацій хлористого натрію і хлористої міді (II) досліджено взаємодію у системі Сu (II)–денатурована ДНК (дДНК). Розраховано «справжню» і уявні константи стійкості комплексу Сu (II)–ДНК. Експериментально підтверджено хелатну природу комплексу Сu (II)–дДНК, який спектроскопічно реєструється. Conditions necessary for the formation and stability of Cu(II) complexes with the denatured DNA (dDNA) in solutions of various ionic strength are studied by the electron spectroscopy method. A chelate nature of the spectroscopically registered Cu(II) — dDNA complex in which Cu(II) ions form a bond with nitrogen base and phosphate group of biopolymer is experimentally confirmed. The «true» and seeming stability constants of the formed complexes are calculated. The possible structure of Cu(II) — dDNA complexes is suggested. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Биополимеры и клетка Структура и функции биополимеров Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой Стійкість комплексів міді (ІІ) з денатурованої ДНК у розчинах з різною іонною силою Stability of copper (II) complexes with denatured DNA in solutions of various ionic strength Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой |
| spellingShingle |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой Бабий, А.П. Багавеев, И.А. Уминский, А.А. Саенко, Г.Н. Структура и функции биополимеров |
| title_short |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой |
| title_full |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой |
| title_fullStr |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой |
| title_full_unstemmed |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой |
| title_sort |
устойчивость комплексов меди (іі) с денатурированной днк в растворах с разной ионной силой |
| author |
Бабий, А.П. Багавеев, И.А. Уминский, А.А. Саенко, Г.Н. |
| author_facet |
Бабий, А.П. Багавеев, И.А. Уминский, А.А. Саенко, Г.Н. |
| topic |
Структура и функции биополимеров |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| publishDate |
1986 |
| language |
Russian |
| container_title |
Биополимеры и клетка |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Стійкість комплексів міді (ІІ) з денатурованої ДНК у розчинах з різною іонною силою Stability of copper (II) complexes with denatured DNA in solutions of various ionic strength |
| description |
В широком интервале концентраций хлористого натрия и хлористой меди (II) исследовано взаимодействие в системе Сu(II)–денатурированная ДНК (дДНК). Рассчитаны «истинная» и кажущиеся константы устойчивости комплекса Сu(II) – ДНК. Экспериментально подтверждена хелатная природа спектроскопически регистрируемого комплекса Сu(II) – дДНК.
У широкому інтервалі концентрацій хлористого натрію і хлористої міді (II) досліджено взаємодію у системі Сu (II)–денатурована ДНК (дДНК). Розраховано «справжню» і уявні константи стійкості комплексу Сu (II)–ДНК. Експериментально підтверджено хелатну природу комплексу Сu (II)–дДНК, який спектроскопічно реєструється.
Conditions necessary for the formation and stability of Cu(II) complexes with the denatured DNA (dDNA) in solutions of various ionic strength are studied by the electron spectroscopy method. A chelate nature of the spectroscopically registered Cu(II) — dDNA complex in which Cu(II) ions form a bond with nitrogen base and phosphate group of biopolymer is experimentally confirmed. The «true» and seeming stability constants of the formed complexes are calculated. The possible structure of Cu(II) — dDNA complexes is suggested.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/152709 |
| citation_txt |
Устойчивость комплексов меди (ІІ) с денатурированной ДНК в растворах с разной ионной силой / А.П. Бабий, И.А. Багавеев, А.А. Уминский, Г.Н. Саенко // Биополимеры и клетка. — 1986. — Т. 2, № 2. — С. 81-87. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT babiiap ustoičivostʹkompleksovmediíísdenaturirovannoidnkvrastvorahsraznoiionnoisiloi AT bagaveevia ustoičivostʹkompleksovmediíísdenaturirovannoidnkvrastvorahsraznoiionnoisiloi AT uminskiiaa ustoičivostʹkompleksovmediíísdenaturirovannoidnkvrastvorahsraznoiionnoisiloi AT saenkogn ustoičivostʹkompleksovmediíísdenaturirovannoidnkvrastvorahsraznoiionnoisiloi AT babiiap stíikístʹkompleksívmídííízdenaturovanoídnkurozčinahzríznoûíonnoûsiloû AT bagaveevia stíikístʹkompleksívmídííízdenaturovanoídnkurozčinahzríznoûíonnoûsiloû AT uminskiiaa stíikístʹkompleksívmídííízdenaturovanoídnkurozčinahzríznoûíonnoûsiloû AT saenkogn stíikístʹkompleksívmídííízdenaturovanoídnkurozčinahzríznoûíonnoûsiloû AT babiiap stabilityofcopperiicomplexeswithdenatureddnainsolutionsofvariousionicstrength AT bagaveevia stabilityofcopperiicomplexeswithdenatureddnainsolutionsofvariousionicstrength AT uminskiiaa stabilityofcopperiicomplexeswithdenatureddnainsolutionsofvariousionicstrength AT saenkogn stabilityofcopperiicomplexeswithdenatureddnainsolutionsofvariousionicstrength |
| first_indexed |
2025-11-24T11:38:36Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:38:36Z |
| _version_ |
1850845748595261440 |
| fulltext |
7. Некоторые физико-химические свойства белка тел включений вируса ядерного по-
лиэдроза и вируса гранулеза озимой совки, Agrotis segetum / Э. А. Козлов, Т. JI. Ле-
витина, Η. М. Гусак, С. Б. Серебряный / /Биополимеры и клетка.— 1985.—1, № 3.—
С. 121 — 124.
8. Сравнительное биохимическое исследование полиэдренных белков вирусов ядерного
полиэдроза / Э. А. Козлов, Т. Л. Левитина, Η. М. Гусак и д р . / / Б и о х и м и я . — 1978.—
43, No 12.—С. 2184—2195.
9. Сравнение аминокислотной последовательности белков тел включений вирусов ядер-
ного полиэдроза тутового, непарного шелкопрядов и большой вощинной моли /
Э. А. Козлов. Т. Л. Левитина. Η. М. Гусак и др. / / Биоорган, химия.— 1981.—7,
№ 7 . — С . 1008—1015.
10. Реконструкция полипептидной цепи белка тел включений вируса ядерного полиэдро-
за тутового шелкопряда. Полная аминокислотная последовательность / Э. А. Коз-
лов, Т. Л. Левитина, М. С. Кацман и д р . / / Т а м же.— 1978.—4, № 8.— С. 1048—
1083.
11. Козлов Э. Α., Серебряный С. Б. Строение некоторых триптических пептидов поли-
эдрина вируса ядерного полиэдроза капустной совки, Mamestra brassicae / / Биопо-
лимеры и клетка.— 1985.—1, № 4.—С. 194—198.
12. Строение некоторых триптических пептидов полиэдрина вируса ядерного полиэдро-
за озимой совки, Agrotis segetum / Η. Μ. Гусак, Э. А. Козлов, Η. В. Роднин,
С. Б. Серебряный / / Т а м ж е . — № 6.—С. 312—317.
Ин-т молекуляр. биологии и генетики АН УССР, Киев Получено 10.12.84
УДК 577.323.23
УСТОЙЧИВОСТЬ КОМПЛЕКСОВ МЕДИ(II)
С ДЕНАТУРИРОВАННОЙ ДНК В РАСТВОРАХ
С РАЗНОЙ ИОННОЙ СИЛОЙ
А. П. Бабий, И. А. Багавеев, А. А. Уминский, Г. Н. Саенко
Введение. Физико-химические свойства Д Н К определяются рядом ус-
ловий, к числу которых, несомненно, относится присутствие в растворе
низкомолекулярной соли [1, 2]. По существу Д Н К in vivo можно
рассматривать как часть сложной системы: биополимер — ионы—соль-
ватированная вода, при этом изменение термодинамического состояния
каждого компонента отражается на состоянии всей системы. Состояние
системы биополимер—ионы — сольватированная вода является важ-
ным в регуляции активности и точности процессов транскрипции и ре-
пликации Д Н К [3, 4] .
В настоящее время имеется достаточно богатая информация о
физико-химических свойствах нативной Д Н К (нДНК) . Однако данные
о физических характеристиках молекул денатурированной Д Н К
(дДНК) немногочисленны и разноречивы [5]. Это связано с больши-
ми трудностями исследования д Д Н К в растворе. Вместе с тем изуче-
ние однонитевой Д Н К интересно для понимания процессов передачи
генетической информации [6]. Предпосылкой для нашего исследования
послужили данные о том, что избыточное поступление в организм со-
единений меди (II) приводит к дестабилизации Д Н К , ингибированию
РНК- и ДНК-полимеразной реакций в результате взаимодействия
Си (II) с хроматином [7].
Настоящая работа посвящена исследованию условий образования
и устойчивости комплексов меди (II) с д Д Н К в растворах с разной
ионной силой.
Материалы и методы. В работе использовали очищенный препарат ДНК, выделен-
ный из морской звезды Asterias amurensis по ранее описанной методике [8]. Содержа-
ние ГЦ-пар 41 %, примесь белка не более 1 %. Сохранность двойной спирали подтвер-
ждалась следующими показателями: ТПл = 85,3°С, Т = 9,5°С, h = 3 8 % , где Т п л — тем-
пература плавления, Τ — ее интервал, h — гиперхромный эффект при термической деспи-
рализации Д Н К в 0,15 моль/л NaCl.
БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 81
Взаимодействие меди (II) с д Д Н К исследовали в растворах с разной концентра-
цией хлорида натрия при температуре 25±0 ,1 °С. Денатурацию Д Н К осуществляли
прогреванием растворов в течение 30 мин при 100 °С с последующим охлаждением в ле-
дяной бане. Растворы готовили на бидистиллированной воде из перекристаллизирован-
ных реактивов марки х. ч. Концентрацию хлорида меди (II) определяли атомно-абсорб-
ционным методом на спектрофотометре АА-780. Растворы д Д Н К и хлорида меди (II)
были идентичны по величине рН 6,8 и ионной силе. К растворам д Д Н К с постоянной
концентрацией 1,0· Ю - 4 моль/л в пересчете на мономер [9] добавляли раствор хлори-
да меди (II) для получения разных соотношений (г) медь (II) : мономер дДНК.
Ультрафиолетовые дифференциальные спектры (УДС) растворов регистрировали
в области электронных переходов хромофорных групп азотистых оснований Д Н К на
спектрофотометрах Specord UV-Vis и СФ-26, используя четырехкюветную систему из-
мерения [10]. Вклад рассеяния света в величину поглощения в коротковолновой об-
ласти спектра рассчитывали, как в [10]. Константы устойчивости (К) образующихся
комплексов Си (II) — д Д Н К состава 1 : 1 определяли графически с использованием ме-
тода наименьших квадратов как среднее из 3—5 параллельных результатов [11].
Результаты и обсуждение. На рис. 1, а приведены абсорбционные
кривые системы 0,001 Μ NaCl—СиСЬ — д Д Н К с постоянной концен-
трацией биополимера и возрастающей концентрацией хлорида ме-
ди ( I I ) . Абсорбционные кривые системы характеризуются симбатным
а б
Рис. 1. Дифференциальные спектры комплексов денатурированной (а) и нативной (б)
Д Н К с ионами меди (И) : 1—3 — концентрации Cu(I I ) 0 ,2·10" 4 ; 0,5· 10—4; 1,0-10~4
моль/л соответственно. Концентрация NaCl — 0,001 моль/л; Д Н К — Ю - 4 моль/л по
фосфору. На рис. 1—2 нелинейность шкалы длин волн связана с тем, что прибор ре-
гистрирует спектр в функции частоты света.
Fig. 1. The differential spectra for complexes of denatured (a) and native (6) DNA with
Cu(I I ) ions: NaCl concentration — 0.001 mol/1; DNA concentration — 10"4 mol/1 by
phosphorus. 1-3 — Cu(I I ) concentration — 0.2· 10"4; 0.5· 10~4; 1.0· 10"4 mol/1, respecti-
vely.
ростом абсорбции полос с максимумами 215 и 275 нм. Полосы погло-
щения дифференциальных спектров системы Си (II) — д Д Н К по сравне-
нию с УДС системы Си (II) — н Д Н К (рис. 1, б) смещены в сторону;
более коротких волн.
Образование связи = N - > C u ( I I ) в системе C u ( I I ) — д Д Н К при-
водит к выходу неподеленной пары электронов из плоскости кольца,
что усиливает перекрывание орбитали неподеленной пары электронов
донорного атома азота с атомной орбиталью 2 P z того же атома. Это
проявляется в усилении поглощения УДС системы (рис. 1, а ) , которое
связано в основном с п-+тс электронными переходами [12]. Аналогич-
ное объяснение природы дифференциального спектра предложено ра-
нее для системы С и ( I I ) — н Д Н К [13].
Представленные на рис. 2 дифференциальные спектры системы
0,25 м о л ь / л N a C l — C u C l 2 — д Д Н К с постоянной концентрацией био-
82 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 82
полимера и возрастающей концентрацией хлорида меди (II) харак-
теризуются появлением симметричной полосы поглощения в области
210—240 нм (Яшах~222 нм) и широкой асимметричной полосы погло-
щения в области 250—310 нм. С ростом концентрации в системе хло-
рида меди (II) в спектрах наблюдается гипсохромный сдвиг и симбат-
ное увеличение абсорбции обеих полос поглощения. Одновременно
длинноволновая полоса поглощения становится более симметричной.
Сравнительный анализ дифференциальных спектров комплексов
С u ( I I ) — д Д Н К в растворах с разной ионной силой свидетельствует
о том, что дисперсия спектральных
изменений в исследуемой системе с
ростом ионной силы раствора умень-
шается на всем регистрируемом
где [СиА]—концентрация комплекса; [А]—концентрация мономеров
в составе Д Н К , не связанных с С и ( I I ) ; [ С и ( I I ) ] — к о н ц е н т р а ц и я
иона меди.
Вычисленные значения К комплекса Си (II) — д Д Н К в системе с
низкой ионной силой (cNaCl = 0,001 м о л ь / л ) по данным спектральных
изменений на разных длинах волн (рис. 3) дают близкие значения —
(6 ,8±0 ,2 ) · 104 М - 1 (табл. 1), что свидетельствует о надежности полу-
ченных результатов.
Сравнение значений констант устойчивости комплекса С и ( I I ) —
д Д Н К с К комплексов С и ( I I ) с н Д Н К и нуклеотидмонофосфатами:
2АМФ, ЗАМФ, 5АМФ ( lg /C=4 ,10 ; 3,16; 2,96; 3,18 соответственно [14] )
показывает , что устойчивость комплекса С и ( I I ) — д Д Н К значительно
БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 83
Рис. 2. Дифференциальные спектры комплексов денатурированной Д Н К с ионами ме-
ди (I I ) : 1—5 — концентрации Cu(I I ) 0; 0,3· 10~4; 0,5· 10~4; 2,0-10"4 ; 4,0· 10~4 моль/л
соответственно. Концентрация N a C l — 0,25 моль/л; Д Н К — Ю - 4 моль/л по фосфату.
Fig. 2. The differential spectra for complexes of denatured DNA with Cu(I I ) ions; NaCl
concentration — 0.25 mol/1; DNA concentrat ion— 10~4 mol/1 by phosphorus; 1-5 — Cu(I I )
concentration — 0 ; 0.3· 10~4; 0.5· 10"4; 2.0· 10~4; 4.0-10"4 mol/1, respectively.
Рис. 3. Графическое определение констант устойчивости комплекса С и ( I I ) — д Д Н К по
данным спектральных изменений при длине волны 275 (J) и 215 (2) нм.
Fig. 3. Graphic determination of stability constants for the Cu(I I ) -dDNA complex accor-
ding to spectral changes at the wavelength of 275 nm (1) and 215 nm (2).
интервале длин волн при одинаковых соотношениях Си ( I I ) · мономер
д Д Н К . Полученные экспериментальные результаты позволяют по из-
менению поглощения (AD) в экстремальных точках в зависимости от
концентрации добавленного хлорида меди (II) рассчитать константы
устойчивости [11] (рис. 2; табл. 1), используя следующее уравнение:
Т а б л и ц а 1
Экспериментальные данные для определения констант истойчивости комплекса Cu(II) —
дДНК (t = 25dzO,l°C, 1 = 1 см)
The experimental data for determination of stability constants for the Cu(II) — dDNA
complex; t=25±0,l°C, 1=1 cm
Δ D
NaCl, моль/л Д Н К , 104 моль/л СиС12» моль/л Д Н К , 104 моль/л
λ = 2 2 5 нм λ = 2 7 5 нм
_ 0,45 0,132
— — 0,54 — 0,141
0,001 0,9 0,9 — 0,150
— — 1,8 — 0,164
— — 3,6 — 0,175
— — 0,8 0,122 0,052
— — 1,0 0,144 0,056
— — 2,0 0,238 0,102
0,1 1,0 4,0 0,385 0,162
— — 6,0 0,486 0,196
— — 8,0 — 0,205
— — 0,8 0,076 —
— — 1,0 0,088 —
— — 2,0 0,154 0,062
— — 4,0 0,338 0,104
• — — 6,0 0,348 0,138
0,25 1,0 8,0 0,385 0,160
— — 10,0 — 0,176
ное взаимоотношение JNIa(I) и C u ( I I ) . Ka и К и — кажущаяся и «истин-
ная» константы устойчивости комплекса Сu ( I I ) — д Д Н К соответствен-
но; CNa — общая мольная концентрация N a ( I ) . Зная, что ΚνΆ = 860 Μ~ ι
[15], были рассчитаны «истинные» константы устойчивости комплекса
Сu( I I ) — д Д Н К в растворах с разной концентрацией хлористого натрия
(табл. 2) . Близость значений Ки в исследованном интервале концен-
траций хлористого натрия свидетельствует об одинаковом строении
образующегося комплекса Си (II) — д Д Н К .
Характер зависимости IgKa— μ и величина Ки комплекса Сu( I I ) —
д Д Н К позволяют сделать вывод об участии донорных атомов кисло-
рода фосфатной группы биополимера в формировании ближайшей ко-
ординационной сферы центрального атома в комплексе С u ( I I ) — д Д Н К .
Строение обсуждаемого комплекса представлено на рис. 4.
Тетрагонально искаженное октаэдрическое окружение меди (II) в
комплексе С u ( I I ) — д Д Н К реализуется в результате заполнения сво-
бодных координационных мест молекулами воды гидратной оболочки
биополимера.
Полученные нами экспериментальные результаты, вероятно, отра-
жают следующий процесс взаимодействия меди (II) с д Д Н К . В раство-
ре с низкой ионной силой (cNaCl — 0,001 моль/л) частично гидратиро-
ванные ионы меди (II) образуют связь со стерически легко доступны-
84 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2
превышает устойчивость комплексов меди (II) с нуклеотидмонофос-
фатами и нативной Д Н К . Подвижность углеводно-фосфатного остова
и стерическая доступность азотистых оснований д Д Н К позволяют ей
принять конформацию, необходимую для образования энергетически
наиболее выгодного строения координационного узла, что, вероятно,
не реализуется в комплексах Си(II ) с нативной Д Н К и нуклеотид-
монофосфатами.
Зависимость устойчивости комплекса С и ( I I ) — д Д Н К от ИОННОЙ
СИЛЫ раствора свидетельствует о конкуренции ионов Na( I ) и Си(II )
за места связывания (табл. 1). Известно, что ионы Na( I ) взаимодей-
ствуют только с фосфатными группами Д Н К , образуя комплексы с
константой устойчивости К= 860 М - 1 [15]. Используя известное со-
отношение: нами было рассчитано конкурент-
ми азотистыми основаниями и фосфатными группами д Д Н К с
образованием макроциклов (рис. 4) . Разрушение внутри- и межмоле-
кулярных водородных связей и образование = N->Cu( I I ) связи про-
I
является в росте абсорбции в УДС системы 0,001 моль /л NaCl—
CuCl2 — д Д Н К .
Более сложно протекает взаимодействие меди (II) с д Д Н К в рас-
творах с высокой ионной силой, где в результате усиления стэкинг-
Т а б л и ц а 2
Константы устойчивости комплекса Cu(II)—дДНК
в растворах с разной концентрацией хлористого
натрия
The stability constants of Cu(II) — dDNA complex in
solutions of different concentration of sodium chloride
cNaCl, моль/л VNa(I) [17] lgKa±0,03 1 gKu
0,001 0,975 4,83 5,10
0,01 0,900 4,23 5,14
0,1 0,77 3,34 5,16
0,25 0,75 3,02 5,21
П р и м е ч а н и е . \gKu = 5,15+0,05
Рис. 4. Схема строения комп-
лекса Си (II) — дДНК.
Fig. 4. A scheme of the Си (II) -
dDNA complex structure.
взаимодействия, т. е. взаимного ориентирования плоскостей азотистых
оснований д Д Н К , образуются частично «реассоциированные» уча-
стки [18].
В работах, посвященных исследованию взаимодействия с Д Н К ,
различными методами получены данные, подтверждающие взаимодей-
ствие Си (II) с находящимися в основном в свободном состоянии азо-
тистыми основаниями [19], отмечено также преимущественное связы-
вание Си( I I ) ГЦ-парой спиральной Д Н К [20].
Анализ УДС системы 0,25 моль /л N a C l — C u C l 2 — д Д Н К (рис. 2 , 6 )
свидетельствует о том, что ионы Си( I I ) в условиях избытка лиганда
взаимодействуют как со свободными азотистыми основаниями, так и с
«реассоциированными» участками д Д Н К . Образование связи Си( I I ) —
«реассоциированное» основание нарушает взаимодействие между па-
раллельно расположенными дипольными моментами π ->π* электронных
переходов. Это проявляется в УДС системы 0,25 моль /л NaCl —
CuCl2 — д Д Н К как в увеличении абсорбции обеих полос поглощения,
так и в гипсохромном сдвиге длинноволновой полосы поглощения.
Весьма сходный гипсохромный сдвиг длинноволновой полосы поглоще-
ния наблюдали в УДС системы 0,001 моль /л NaCl—CuCl 2 — н Д Н К
(рис. 1, б ) . Возможное объяснение природы гипсохромного сдвига в
УДС исследованных систем может быть следующее.
Увеличение абсорбции в УДС систем 0,001 моль /л NaCl—CuCl 2 —
н Д Н К и 0,25 моль /л N a C l — C u C l 2 — д Д Н К в области 290—310 нм
(рис. 1, б, 2) , где вклад в общее поглощение Д Н К гуаниновым хромо-
фором значительно превышает поглощение другими основаниями
[21, 22], подтверждает преимущественное взаимодействие Си( I I ) с
ГЦ-парой в условиях избытка лиганда как спиральной Д Н К , так и с
«реассоциированными» участками д Д Н К . Усиление абсорбции в об-
ласти 290—310 нм в системе Си( I I ) — н Д Н К связывают с η -^π* элек-
тронным переходом [13]. По нашему мнению, спектральные изменения
в области 260—310 нм свидетельствуют, кроме того, о том, что усиле-
ние абсорбции связано и с π ->π* электронными переходами, вклад
которых в общее поглощение усиливается с ростом концентрации ме-
таллоиона в системах (рис. 1, б, 2) , что приводит к гипсохромному
сдвигу центра тяжести длинноволновой полосы. Это в первую очередь
БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 85
связано с нарушением стэкинг-взаимодействия между азотистыми ос-
нованиями как в н Д Н К , так и в «реассоциированных» участках д Д Н К .
Отсутствие гипсохромного сдвига длинноволновой полосы поглощения
в УДС системы 0,001 моль /л NaCl—CuCl 2 —дДНК, в которой стэкинг-
взаимодействие между азотистыми основаниями незначительное [18],
подтверждает наше объяснение.
Таким образом, полученные результаты подтверждают хелатную
природу спектроскопически регистрируемого комплекса С и ( I I ) — д Д Н К ,
в котором ионы Си( I I ) образуют связь с азотистым основанием и фос-
фатной группой д Д Н К . Образование связи частично гидратированным
ионом Си( I I ) с фосфатной группой Д Н К вносит существенный вклад
в устойчивость образующегося комплекса. Комплекс Си( I I ) с д Д Н К
характеризуется большей устойчивостью по сравнению с комплексами
меди (II) с нуклеотидмонофосфатами и спиральной Д Н К .
STABILITY OF COPPER (II) COMPLEXES WITH DENATURED DNA
IN SOLUTIONS OF VARIOUS IONIC STRENGTH
A. P. Baby, I. A. Bagaveeu, A. A. Uminsky, G. N. Saenko
Insti tute of Chemistry of the Far-East Research Centre,
Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok
S u m m a r y
Conditions necessary for the formation and stability of Cu(I I ) complexes with the dena-
tured DNA (dDNA) in solutions of various ionic s trength are studied by the electron
spectroscopy method. A chelate nature of the spectroscopically registered Cu(II ) — d D N A
complex in which Cu(I I ) ions form a bond with nitrogen base and phosphate group of
biopolymer is experimentally confirmed. The «true» and seeming stability constants of
the formed complexes are calculated. The possible structure of C u ( I I ) — d D N A comple-
xes is suggested.
1. Eicchorti G. LShin G. A. Interaction of metal ions with polynucleotides and related
compounds. XXII. The relative effects of various metal ions on DNA helicity / / J.
Amer. Chem. Soc.— 1968.—90, N 26.—P. 7323—7328.
2. Kpucc Ε. E., Яцимирский К. Б. Взаимодействие нуклеиновых кислот с металлами / /
Успехи химии.— 1966—35, № 2.—С. 349—363.
3. Kunkel Т. АLoeb L. A. On the fidelity of DNA replication effect of divalent metal
ion activators and deoxyribonucleoside triphosphate pools on in vitro mutagenesis / /
J. Biol. Chem.— 1979.—254, N 13.—P. 5718—5725.
4. Popenoc Ε. Α., Schmaeler M. A. Interaction of human DNA polymerase β with ions
of copper, lead and c a d m i u m / / A r c h . Biochem. and Biophys.— 1979.—196, N 1.—
P. 109—120.
5. Конформация молекулы денатурированной Д Н К в растворах с разной ионной си-
л о й / А . Н. Веселков, В. А. Морошкин, И. Д. Полякова и д р . / / М о л е к у л я р . биоло-
гия.—1976.—10, № 5.—С. 1050—1059.
6. Попов Л. С. Однонитевые структуры в Д Н К прокариотов и эукариотов / / Успехи
соврем, биологии — 1984—97, № 1.—С. 83—100.
7. Hardu К. /., Bryan S. Ε. Localization and uptake of copper into chromatin / / Toxicol,
and Appl. Pharmacol.— 1975.—33, N 1.—P. 62—69.
8. Яцимирский К. ББабий А. П., Маиіковцев Р. И. Исследование взаимодействия
двухвалентной меди с дезоксирибонуклеиновой кислотой методом ЭПР / / Тсорет. и
эксперим. химия.— 1984—20, № 1.— С. 107—112.
9. Спирин А. С. Спектрофотометрическое определение суммарного количества нуклеи-
новых кислот / /Биохимия .— 1958.—23, № 4.— С. 656—660.
10. Благой Ю. П., Сорокин В. АВалеев В. А. Спектральное исследование связывания
оснований Д Н К с ионами магния и кальция / /Молекуляр . биология.— 1980.—14,
№ 3.— С. 595—605.
11. Яцимирский К. Б., Крисс Ε. Е., Ахрамеева Т. И. Изучение комплексообразования
ионов меди с дезоксирибонуклеиновой к и с л о т о й / / Д о к л . АН СССР.— 1966.—168,
№ 4.— С. 840—843.
12. Хакаси К., Баба X., Рембаум А. Квантовая органическая химия.— М. : Мир, 1967.—
373 с.
13. Брегадзе В. Г. Интерпретация ультрафиолетовых дифференциальных спектров Д Н К
в комплексе с некоторыми ионами первого переходного ряда / /Биофизика .— 1974 —
19, № 1.—С. 179—181.
86 БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 86
14. Яцимирский К. Б., Крисс Ε. Е., Гвяздовская В. JI. Константы устойчивости комплек-
сов металлов с биолигандами.— Киев : Наук, думка, 1979.-—226 с.
15. Zimmer Ch., Luck G., Triebel Η. Conformat ion and reactivity of DNA. IV. Base bin-
ding ability of transit ion metal ions to native DNA and effection of helix conforma-
tion with special reference to DNA — Zn( I I ) c o m p l e x / / B i o p o l y m e r s . — 1974—13,
N 3 .—P. 425—453.
16. Daune M. Binding of divalent cations to D N A / / S t u d , biophys.— 1970.—24/25.—
P. 287—297.
17. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии.— Μ. : Химия, 1979.—480 с.
18. Studier F. W. Effects of the conformation of s ingle-stranded DNA on renatura t ion and
a g g r e g a t i o n / / J . Мої. Biol.— 1969.—41, N 2 .—P. 199—209.
19. Hiai S. Effects of cupric ions on thermal denatura t ion of nucleic acids / / Ibid.—
1965.—11, N 4 . — P . 672—691.
20. Thermodynamics and kinetics of the interaction of copper (II) ions with nat ive DNA /
W. Forster, E. Bauer, H. Schutz et al. / / Biopolymers.— 1979.—18, N 3 . — P . 625—
661.
21. Felsenfeld GHirschmann S. Z. A neibour-interaction analysis of the hyperchromism
and spectra of D N A / / J . Мої. Biol.— 1965.—13, N 2 . — P . 407—427.
22. Deb К. К. Ultraviolet spectroscopic s tudy of Cu( I I ) induced DNA mel t ing at room
t e m p e r a t u r e / / S p e c t r o s c . Lett.—1981.—14, N 5 . — P . 385—393.
Ин-т химии Д В Н Ц АН СССР, Владивосток Получено 22.04.85
И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « Н А У К О В А Д У М К А » В 1986 г. ВЫПУСТИТ В СВЕТ КНИГУ:
З а х а р о в И. Α., М а ц е л ю х Б. П. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ КАРТЫ М И К Р О О Р Г А Н И З М О В :
Справочное пособие .— К. : Наукова думка, 1986 ( I I I кв.) .— 25 л . — 1 р. 70 к.
В книге описаны методы генетического картирования у бактерий, актиномицетов и
грибов, а также методы построения физических и генетических карт плазмид. Приве-
дены списки генетических маркеров микроорганизмов, включающие названия генов,
их положение на генетической карте, характеристику контролируемых ими стенотипи-
ческих признаков. Представлены генетические карты микроорганизмов и некоторые
комментарии по распределению генетических локусов на картах. Даны расшифровка
общеупотребительных генетических символов и словарь терминов.
Д л я микробиологов, генетиков, молекулярных биологов, а также преподавателей и
студентов вузов.
Предварительные заказы на эту книгу принимают все магазины книготоргов, магазины
«Книга — почтой» и «Академкнига».
Просим также пользоваться услугами магазинов — опорных пунктов издательства:
Д о м а книги — магазина № 200 (340048, Донецк-48, ул. Артема, 147 а), магазина «Мир
книги» (310003, Харьков-3, пл. Советской Украины, 2/2), магазина научно-технической
книги № 19 (290006, Львов-6, пл. Рынок, 10), магазина «Техническая книга» (270001,
Одесса-1, ул. Ленина, 17) и магазина издательства «Наукова думка» (252001, Киев-1,
ул. Кирова, 4).
Магазины в Киеве и во Львове высылают книги иногородним заказчикам наложен-
ным платежом.
БИОПОЛИМЕРЫ И КЛЕТКА, 1986, т. 2, № 2 87
|