Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии

Исследовано взаимодействие красителя акридинового ряда профлавина с самокомплементарным дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом одномерной и двухмерной Х ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные и температурные зависимости протонных х...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	1998
Main Authors:	Итон, Р.Д., Веселков, Д.А., Дымант, Л.Н., Барановский, С.Ф., Осетров, С.Г., Дэвис, Д.Б., Веселков, А.Н.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1998
Series:	Биополимеры и клетка
Subjects:	Структура и функции биополимеров
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154986
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии / Р.Д. Итон, Д.А. Веселков, Л.Н. Дымант, С.Ф. Барановский, С.Г. Осетров, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 2. — С. 117-126. — Бібліогр.: 30 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-154986
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1549862025-02-23T17:17:14Z Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии Дослідження комплексоутворення акридинового барвника профлавіну з дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) у водному розчині методом ¹Н-ЯМР спектроскопії ¹H-NMR investigation of coraplexation of acridine dye proflavine with deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(TpGpCpA) in aqueous solution Итон, Р.Д. Веселков, Д.А. Дымант, Л.Н. Барановский, С.Ф. Осетров, С.Г. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. Структура и функции биополимеров Исследовано взаимодействие красителя акридинового ряда профлавина с самокомплементарным дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом одномерной и двухмерной Х ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные и температурные зависимости протонных химических сдвигов взаимодействующих молекул Рассмотрены различные модели образования комплексов молекул красителя с тетрануклеотидом, рассчитаны равновесные константы, энтальпии ΔН и энтропии ΔS реакций образования комплексов состава 1:1, 2:1, 1:2 и 2:2. Выявлены особенности динамического равновесия комплексов различного типа в зависимости от соотношения концентраций красителя и гпетрануклеотида. Сделано заключение о преимущественной интеркаляции профлавина в пиримидин-пуриновые TG- и СА-сайты тетрануклеотида. Сравнение закономерностей интеркаляционного взаимодействия профлавина и исследованного ранее фенантридинового красителя бромистого этидия показало, что интенсивность селективного связывания ароматических лигандов с пиримидин-пуриновыми сайтами дезокситетрануклеотидов зависит от их состава и от вида оснований, фланкирующих места посадки лиганда. На основании рассчитанных значений индуцированных химических сдвигов для протонов красителя и данных 2M-NOESY определены наиболее вероятные пространственные структуры 1:2- и 2:2-комплексов профлавина с тетрануклеотидом. Досліджено взаємодію барвника акридинового ряду про флавіну з самокомплементарним дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5' -d(TpGpCpA) у водно-сольовому розчині методом одно- і двомірної ¹Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно концентраційні і температурні залежності протонних хімічних зсувів взаємодіючих молекул Розглянуто різні моделі утворення комплексів молекул барвника з тетрануклеотидом, розраховано рівноважні константи, ентальпії ΔН та ентропії ΔS реакцій утворення комплексів складу 1:1, 2:1, 1:2, 2:2. Виявлено особливості динамічної рівноваги комплексів різного типу в залежності від співвідношення концентрацій барвника і тетрануклеотиду. Зроблено висновок про переважну інтеркаляцію профлавіну у піримідин-пуринові TG- і СА-сайти тетрануклеотиду. Порівняння закономірностей інтеркаляційної взаємодії профлавіну та дослідженого раніше фенантридинового барвника бромистого етидію засвідчило, що інтенсивність селективного зв'язування ароматичних лігандів з піримидин-пуриновими сайтами дезокситетрануклеотидів залежить від їх складу і виду основ, фланкуючих місця посадки ліганда. Базуючись на розрахованих значеннях індукованих хімічних зсувів для протонів барвника та даних 2M-NOESY, визначено найвірогідніші просторові структури 1:2 і 2:2 комплексів профлавіну з тетрануклеотидом. The interaction of acridine dye proflavine with self-complementary deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(TpGpCpA) in aqueous salt solution has been studied by one- and two- dimentional 500 MHz ¹H-NMR spectroscopy. Concentration and temperature dependences of proton chemical shifts of the interacting molecules have been measured. Different schemes of complexation of proflavine with the tetranucleotide have been analysed and the equilibrium constants, enthalpies ΔH, entropies ΔS of different reactions leading to the formation of 1:1, 1:2, 2:1, 2:2 complexes have been determined. The specific features of the dynamic equilibrium of different complexes as a function of the drug-tetranucleotide ratio have been examined. It is concluded that proflavine intercalates preferentially to pyrimidine-purine TG- and CA-sites of the tetranucleotide sequence. Comparative analysis of the distinctive features of the intercalative binding of proflavine and that of phenan-tridinium dye ethidium bromide studied earlier has shown that intensity of selective interaction of aromatic ligands with pyrimidine-purine sequence depends on the base content and type of the bases flanking the binding sites. The most favourable structures 1:2 and 2:2 proflavine-tetranucleotide complexes have been constructed using calculated values of induced chemical shift of dye protons and 2D-NOE spectra. Выражаем благодарность Объединенному исследовательскому центру Лондонского университета за предоставленную возможность в Беркбек колледже использовать для измерений ЯМР-спектрометр 500 МГц. 1998 Article Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии / Р.Д. Итон, Д.А. Веселков, Л.Н. Дымант, С.Ф. Барановский, С.Г. Осетров, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 2. — С. 117-126. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. 0233-7657 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154986 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0004C3 ru Биополимеры и клетка application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров
spellingShingle	Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров Итон, Р.Д. Веселков, Д.А. Дымант, Л.Н. Барановский, С.Ф. Осетров, С.Г. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н. Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии Биополимеры и клетка
description	Исследовано взаимодействие красителя акридинового ряда профлавина с самокомплементарным дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом одномерной и двухмерной Х ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные и температурные зависимости протонных химических сдвигов взаимодействующих молекул Рассмотрены различные модели образования комплексов молекул красителя с тетрануклеотидом, рассчитаны равновесные константы, энтальпии ΔН и энтропии ΔS реакций образования комплексов состава 1:1, 2:1, 1:2 и 2:2. Выявлены особенности динамического равновесия комплексов различного типа в зависимости от соотношения концентраций красителя и гпетрануклеотида. Сделано заключение о преимущественной интеркаляции профлавина в пиримидин-пуриновые TG- и СА-сайты тетрануклеотида. Сравнение закономерностей интеркаляционного взаимодействия профлавина и исследованного ранее фенантридинового красителя бромистого этидия показало, что интенсивность селективного связывания ароматических лигандов с пиримидин-пуриновыми сайтами дезокситетрануклеотидов зависит от их состава и от вида оснований, фланкирующих места посадки лиганда. На основании рассчитанных значений индуцированных химических сдвигов для протонов красителя и данных 2M-NOESY определены наиболее вероятные пространственные структуры 1:2- и 2:2-комплексов профлавина с тетрануклеотидом.
format	Article
author	Итон, Р.Д. Веселков, Д.А. Дымант, Л.Н. Барановский, С.Ф. Осетров, С.Г. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н.
author_facet	Итон, Р.Д. Веселков, Д.А. Дымант, Л.Н. Барановский, С.Ф. Осетров, С.Г. Дэвис, Д.Б. Веселков, А.Н.
author_sort	Итон, Р.Д.
title	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии
title_short	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии
title_full	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии
title_fullStr	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии
title_full_unstemmed	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии
title_sort	исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(tpgpcpa) в водном растворе методом ¹н-ямр спектроскопии
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	1998
topic_facet	Структура и функции биополимеров
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154986
citation_txt	Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии / Р.Д. Итон, Д.А. Веселков, Л.Н. Дымант, С.Ф. Барановский, С.Г. Осетров, Д.Б. Дэвис, А.Н. Веселков // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 2. — С. 117-126. — Бібліогр.: 30 назв. — рос.
series	Биополимеры и клетка
work_keys_str_mv	AT itonrd issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT veselkovda issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT dymantln issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT baranovskijsf issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT osetrovsg issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT dévisdb issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT veselkovan issledovaniekompleksoobrazovaniâakridinovogokrasitelâproflavinasdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpavvodnomrastvoremetodom1nâmrspektroskopii AT itonrd doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT veselkovda doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT dymantln doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT baranovskijsf doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT osetrovsg doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT dévisdb doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT veselkovan doslídžennâkompleksoutvorennâakridinovogobarvnikaproflavínuzdezoksitetraribonukleozidtrifosfatom5dtpgpcpauvodnomurozčinímetodom1nâmrspektroskopíí AT itonrd 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT veselkovda 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT dymantln 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT baranovskijsf 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT osetrovsg 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT dévisdb 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution AT veselkovan 1hnmrinvestigationofcoraplexationofacridinedyeproflavinewithdeoxytetraribonucleosidetriphosphate5dtpgpcpainaqueoussolution
first_indexed	2025-11-24T02:42:30Z
last_indexed	2025-11-24T02:42:30Z
_version_	1849637890201485312
fulltext	ISSN 0233-7657. Биополимеры и клетка. 1998. Т. 14. № 2 Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ^-ЯМР спектроскопии Р. Д. Итон1, Д. А. Веселков1, Л. Н. Дымант, С. Ф. Барановский, С. Г. Осетров, Д. Б. Дэвис1, А. Н. Веселков Севастопольский государственный технический университет Министерства образования Украины 335053 , Севастополь, Студгородок Лондонский университет, Беркбек колледж Лондон WC1H ОРР, Великобритания Исследовано взаимодействие красителя акридинового ряда профлавина с самокомплементарным дезоксшпетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом одномерной и двухмерной Х Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные и температурные зависимости протонных химических сдвигов взаимодействующих молекул Рас смотрены различные модели образования комплексов молекул красителя с тетрануклеотидом, рассчитаны равновесные константы, энтальпии АН и энтропии AS реакций образования комплек сов состава 1:1, 2:1, 1:2 и 2:2. Выявлены особенности динамического равновесия комплексов различного типа в зависимости от соотношения концентраций красителя и гпетрануклеотида. Сделано заключение о преимущественной интеркаляции профлавина в пиримидин-пуриновые TG- и СА-сайты тетрануклеотида. Сравнение закономерностей интеркаляционного взаимодействия профлавина и исследованного ранее фенантридинового красителя бромистого этидия показало, что интенсивность селективного связывания ароматических лигандов с пиримидин-пуриновыми сайтами дезокситетрануклеотидов зависит от их состава и от вида оснований, фланкирующих места посадки лиганда. На основании рассчитанных значений индуцированных химических сдвигов для протонов красителя и данных 2M-NOESY определены наиболее вероятные пространственные структуры 1:2- и 2:2-комплексов профлавина с тетрануклеотидом. Введение. Акридиновые красители относятся к на иболее изученным представителям биологически активных низкомолекулярных веществ. Благодаря способности связываться с нуклеиновыми кислота ми путем интеркаляции акридиновые красители обладают бактериостатическими и мутагенными свойствами [1 ]. Исследование физической природы сиквенс-специфичности взаимодействия лигандов с короткими фрагментами нуклеиновых кислот по- © Р. Д . И Т О Н , Д . А. В Е С Е Л К О В , Л. Н. Д Ы М А Н Т , С Ф Б А Р А Н О В С К И Й , С Г О С Е Т Р О В , Д . Б. Д Э В И С , А. Н. В Е С Е Л К О В , 1998 зволяет сделать определенные выводы о молеку лярном механизме физиологического действия био логически активных веществ при их связывании с ДНК. Экспериментальные результаты свидетельст вуют о том, что существует определенная вероят ность комплексообразования ароматических лиган дов с различными типами последовательностей как с одно-, так и с двухцепочечными [2—8 ], причем специфика связывания может изменяться при вза имодействии красителя с мономерными и дуплекс ными формами олигонуклеотидов [6—8 ]. Это пред полагает необходимость проведения таких исследо- 117 И Т О Н Р. Д . И Д Р . ваний с фрагментами нуклеиновых кислот, содер жащими всевозможные комбинации оснований в цепи, для получения исчерпывающей информации о характере избирательного связывания лигандов с тем или иным сайтом в олигонуклеотидной после довательности. Установлено [6, 9, 10], что акриди новый краситель профлавин преимущественно вза имодействует с пиримидин-пуриновой CG-последо- вательностью оснований в тетрануклеотидном дуп лексе, при этом энергетика интеркаляционного связывания красителя зависит от нуклеотидов, фланкирующих сайты преимущественной посадки лиганда. В данной работе методом одномерной и двухмерной Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц) ис следовано взаимодействие профлавина с самокомп лементарным д е з о к с и т е т р а н у к л е о т и д о м 5'- d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе. Такой оли- гонуклеотид содержит два участка с пиримидин- пуриновой последовательностью оснований, отли чающихся нуклеотидным составом — d(TpG) и d(CpA), к которым профлавин проявляет сиквенс- специфичность взаимодействия в дуплексе. Ранее [8, 11 ] в идентичных экспериментальных условиях нами изучено связывание фенантридииового краси теля бромистого этидия с дезокситетрануклеотидом d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом 1М- и 2М- 1Н-ЯМР спектроскопии. Сравнительный анализ параметров комплексообразования двух ин- теркалирующих красителей, имеющих различные структуры хромофоров, с одними и теми же олиго- нуклеотидными дуплексами важен для установле ния физической природы сиквенс-специфичности связывания лигандов с определенными нуклеотид- ными последовательностями. Условия эксперимента. Профлавин («Sigma», США) (рис 1) использовали без дополнительной очистки, лиофилизировали из D 2 0 с изотопной чистотой 99,95 % D («Sigma») и растворяли в дейтерированном 0,1 М фосфатном буфере (pD = = 7,1), Концентрацию красителя определяли спек- трофотометрически — для профлавина коэффици ент экстинкции є = 41000 М 1 см 1 (А = 444 нм) при концентрации красителя < 5 1 0 ~ 4 моль/л [12], Де- з о к с и т е т р а р и б о н у к л е о з и д т р и ф о с ф а т 5 ' - d(TpGpCpA) синтезирован компанией «Oswel DNA Service» (Великобритания). Образец лиофилизиро вали из D 2 0 и растворяли в дейтерированном 0,1 М фосфатном буфере, содержащем 10~4 моль/л EDTA (pD = 7,l) . ЇМ- и 2М-Н-ЯМР спектры измерены на спек трометре «Вшкег DMX» с резонансной частотой 500 МГц. Остаточный сигнал HOD насыщался в период детектирования. Химический сдвиг опреде ляли относительно ДСС (2,2-диметил-2-силапен- Рис. 1. Структурная формула молекулы профлавина тан-5-сульфокислота), в качестве внутреннего стандарта использовали ТМА (бромид тетрамети- ламмония). Измерения проводили в стандартных ампулах с внешним диаметром 5 мм, минимальный объем раствора — 0,5 мл. Концентрационные изме рения протонных химических сдвигов молекул вы полнены при температуре Т = 303 К в интервале концентраций от 3^-4 до 0,1 ммоль/л. Температур ные зависимости химических сдвигов протонов мо лекул в смешанном растворе измерены в диапазоне температур от 283 до 353 К. Двухмерные гомоядер- ные TOCSY и NOESY эксперименты, использован ные для отнесения сигналов необменивающихся протонов молекул и для качественного определения характера комплексообразования красителя с оли- гонуклеотидом, измеряли при Т = 303 К. Условия проведения двухмерных ЯМР экспериментов опи саны ранее [6]. Результаты и обсуждение. Предварительное отнесение сигналов протонов профлавина и иссле дуемого тетрануклеотида 5'-d (TpGpCpA) [13 J по зволило отождествить спектры смешанных раство ров и выявить возможные связи ядер молекул красителя и тетрамера. Измеренные концентрационные зависимости химических сдвигов протонов профлавина в раство ре с d(TGCA) представлены на рис. 2. Качественно сходные экспериментальные концентрационные за висимости химических сдвигов наблюдаются и для протонов бромистого этидия в растворе с 5'- d(TpGpCpA) [8]. Для количественного анализа взаимодействия красителя с тетрануклеотидом рас смотрена наиболее общая схема образования моле кулярных ассоциатов в растворе [8 ]: Kd Кх Ki D + D^ D2(<i),D + N» DN(c),D + DN«> D2N (e), 118 И С С Л Е Д О В А Н И Е К О М П Л Е К С О О Б Р А З О В А Н И Я П Р О Ф Л А В И Н А N + N<>N2 (b), D + N2< DN2 (d), K4 K5 D + DN2 D2N2 (f), DN + N DN2 (g) (1) Учтено, что в растворе имеет место динамиче ское равновесие взаимодействующих молекул, включающее в себя различные процессы образова ния комплексов красителя с тетрамером, а также реакции самоассоциации молекул. Предусмотрена возможность образования комплекса DN2 (состава 1:2) профлавина с тетрануклеотидом двумя различ ными способами — непосредственное связывание красителя с дуплексом (реакция Id) и путем взаи модействия мономера тетрануклеотида с комплек сом 1:1 DN (реакция lg), где профлавин играет роль «скрепки» [6]. При использованных в экспе рименте концентрациях красителя (Z)0 ~ 10"3 М) можно ограничиться процессом димеризации моле кул, константа димеризации профлавина Kd при Т =303 К принята равной 260 л/моль [14]. Вели чина константы Кы самоассоциации тетрануклеоти да при Т = 303 К составляет 69,8 л на 1 моль дуплекса [13]. Химические сдвиги д рассчитывали с использованием аддитивной модели [6 ]: д = D/D0(dm + 2KdDdd + K{Ndx + KNK2N262 + + 2K{K3D№3 + 2KNK2K4DN2d4 + K{K5N265). (2) Здесь D0 — исходная молярная концентрация S, мли J Р и с 2. Экспериментальная зависимость химических сдвигов протонов профлавина от концентрации тетрануклеотида при постоянной концентрации профлавина Z) 0 •= 0,91 • 10~ 3 М (Т— - 303 К): / — Н 9 ; 2 — H I , Н8; 3 - Н 2 , Н7; 4 — Н 4 , Н 5 красителя; D и N — равновесные молярные кон центрации мономеров профлавина и тетрануклео тида; (5W, dd, 6п <52, дЗУ д4, д5 — протонные химиче ские сдвиги молекулы красителя в мономерной (D), димерной (D2) формах и в составе комплексов 1:1 CCW), 1:2 (DN29 реакция Id) , 2:1 (D2N), 2:2 (D2N2) и 1:2 (DN2y реакция lg) соответственно. Величины дт и dd определены ранее в [14] при исследовании самоассоциации профлавина в тех же условиях (0,1 М фосфатный буфер). Тогда наблю даемый химический сдвиг д является функцией неизвестных д.—д 5 , К{—К5, Такую многопарамет рическую задачу решали, как и ранее [6—8], — методом последовательного усложнения модели. Вычислительная процедура нахождения парамет ров модели, основанная на минимизации квадра тичного функционала невязки с использованием концентрационных зависимостей химических сдви гов различных протонов красителя, достаточно по дробно описана в [6, 7, 14]. Значения параметров, рассчитанных по общей схеме (1), представлены в табл. 1. Сравнение равновесных констант образования комплексов 1:1, 2:1, 1:2 и 2:2 профлавина с дезок ситетрануклеотидом d(TGCA) со значениями кон стант Кх—К5 для подобных комплексов с броми стым этидием [8 ] показывает, что качественно они соотносятся друг с другом примерно одинаковым образом. Вместе с тем количественные значения равновесных констант комплексообразования фе нантридинового красителя с тетрамером сущест венно выше, чем акридинового, что согласуется с выводами работы [15]. Можно предположить, что это связано с различным характером интеркаляци- онного связывания красителей с олигонуклеотидом: профлавин встраивается со стороны большой, а бромистый этидий — со стороны малой бороздки спирали. Высокие значения констант образования комплексов бромистого этидия с тетрамером, по- видимому, определяются наличием у хромофора бромистого этидия массивных боковых заместите лей — фенольного кольца и этильной группы, со здающих энергетически выгодные константы с ос товом олигонуклеотидной последовательности. Вместе с тем величина константы К5 образования комплекса 1:2 профлавина с d(TGCA) через «скре пку» значительно выше значения этой константы для подобного комплекса тетрануклеотида с броми стым этидием. Это, очевидно, определяется также наличием у хромофора фенантридинового красите ля боковых привесков, создающих определенные стерические препятствия при взаимодействии мо номера тетрануклеотида с 1:1-комплексом DN, где бромистый этидий играет роль «скрепки». Вероят- 119 И Т О Н Р. Д . И Д Р . Таблица I Расчетные значения параметров комплексообразования (Si, млн1; КІ, ЛІ МОЛЬ) профлавина с 5'-d(TpGpCpA) в водном растворе (Т - 303 К, pD-7,1) ность образования в растворе комплекса 2:2 проф лавина как с d(TGCA)-, так и с d(CGCG)-последо вательностью весьма велика [6], т. е. связывание второй молекулы красителя с дуплексом d(TGCA) так же выгодно, как и посадка одной молекулы в комплексе 1:2. Этот факт свидетельствует о пре имущественной интеркаляции красителя в пирими- дин-пуриновую последовательность (d(T-G)- и d(C-A)-сайты), при этом связывание профлавина отвечает модели «исключенного соседа» [16], со гласно которой интеркаляция молекулы красителя между соседними парами оснований маловероятна. Данный вывод о местах связывания профлавина с дуплексом d(TGCA) подтверждается 2M-NOE-cne- ктрами, на которых отчетливо наблюдаются меж молекулярные кросс-пики H(2,7)-H2'(G) и Н(4,5)- Н5(С). Указанные кросс-пики имеют относительно низкую интенсивность, что свидетельствует о до статочной удаленности взаимодействующих прото нов в комплексе. Отметим, что количественные значения кон стант комплексообразования К2, К4 профлавина с d(TGCA) несколько отличаются от соответствую щих констант при связывании красителя с d(CGCG) [6]. Это предполагает зависимость энер гии связывания лиганда от состава оснований в пиримидин-пуриновых участках последовательно стей. Что касается индуцированных химических сдвигов протонов профлавина Ад; = дт—<5- (где і = 1, 2, 3, 4, 5 соответствуют типу комплекса), то они соотносятся друг с другом подобно тому, как это имеет место для аналогичных типов комплексов красителя с d(CGCG) [6]. В комплексах профлави на с одиночной нитью тетрануклеотида d(TGCA) взаимные ориентации хромофора красителя и со седних оснований в местах «частично интеркалиро- ванного» связывания первой и второй молекул красителя сходны, поскольку Ад{ ~ Ад3. Это, оче видно, определяется большой конформационной свободой одноцепочечной последовательности. В случае же взаимодействия профлавина с дуплексом тетрануклеотида величины индуцированных хими ческих сдвигов Ад4 при связывании двух молекул красителя заметно меньше, чем Ад2 при интерка ляции только одной молекулы. Уменьшение экра нирования протонов в комплексе 2:2 по сравнению с 1:2 предполагает несколько различную взаимную ориентацию хромофора профлавина и плоскостей пар оснований в этих комплексах — меньшую глу бину встраивания красителя между парами основа ний в 2:2 по сравнению с комплексом 1:2, а также большее расстояние между парами оснований в местах интеркаляции в комплексе 2:2. Рассчитан ные значения индуцированных химических сдвигов протонов профлавина Ад2 и Ад5 в 1:2-комплексах близки между собой. Это свидетельствует о том, что геометрия 1:2-комплекса не зависит от того, каким путем шло его образование. По найденным значениям констант реакций (см. табл. 1) было рассчитано относительное содер жание молекулярных ассоциатов в растворе в зави симости от г = N2D0 — соотношения исходных кон центраций дуплекса тетрануклеотида и красителя (рис 3). Характерно, что здесь проявляются те же общие закономерности, которые имели место при комлексообразовании профлавина с тетрануклеоти- дом d(CGCG) [6]. Отметим тот факт, что вклад в общее равновесие различного типа комплексов оп ределяется не только значениями равновесных кон стант реакций, но зависит существенно и от г. Качественное объяснение характера зависимостей, представленных на рис 3, дано в работе [6]. Анализ динамического равновесия при комплексо- образовании молекул важен для установления вклада каждого типа комплекса в эксперименталь но наблюдаемый протонный химический сдвиг и для корректного анализа двухмерных спектров 2М- 120 И С С Л Е Д О В А Н И Е К О М П Л Е К С О О Б Р А З О В А Н И Я П Р О Ф Л А В И Н А 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Рис. 3. Относительное содержание молекулярных комплексов в растворе в зависимости от отношения исходных концентраций дуплекса и красителя r~N2/D0 CD = 0,91 • 10~ 3 М, Т - 303 К) . Комплексы: 7 — 2:2 (D2N2)\ 2 — 1 : 1 (DN); і — 1 : 2 (DN2, реакция Id) ; 4— 1:2 (DN2, реакция l g ) ; 5 — 2:1 (D2N)\ 6 — мономер красителя (D) NOESY, когда возникает вопрос о расчете структур образующихся комплексов по значениям интенсив- ностей сигналов NOE [6—8 ]. Структура комплексов. Структуры комплек сов профлавина с d (TGCA) анализировали на осно вании рассчитанных предельных значений протон ных химических сдвигов и данных 2M-NOESY. Использовали модифицированную модель эквива лентных магнитных диполей [6, 7] , созданную вследствие аппроксимации квантово-механических кривых экранирования для оснований нуклеиновых кислот [17]. Очевидно, полученные в результате расчетов величины экранирования протонов профлавина в комплексе 1:2 фактически являются средними для двух возможных мест связывания красителя в пи- римидин-пуриновые сайты дезокситетрануклеотида 5'-d(TGCA). Однако можно полагать, что для сим метричной молекулы профлавина структуры комп лексов 1:2 не должны существенно зависеть от посадки красителя в пиримидин-пуриновые участ ки 5'--d(T-G) или 5'-d(C-A) тетрануклеотидного дуплекса в отличие от комплексов с бромистым этидием [8], который не имеет подобной симмет рии. При расчетах пространственных структур комплексов профлавина с дуплексом d(TGCA) ис пользовали алгоритм преобразований координат атомов и программу, реализующую этот алгоритм, разработанные в ИТЭБ РАН [18, 19]. Последова тельность преобразования координат в двойной спирали отвечала изменению параметров со (про пеллер), k (излом пары), г (наклон пары), р (крен), Dx (сдвиг), DY (скольжение), Q (закручи вание), Dz (поднятие) [20]. Вычислительная про цедура нахождения конформационных параметров интеркалированного комплекса достаточно подроб но описана в [7 ]. На рис 4 в различных проекциях представлена рассчитанная наиболее вероятная структура участка комплекса 1:2 профлавина с тетрануклеотидом 5'-d(TGCA), отвечающая интер каляции красителя в 5'-d(T-G)-caHT тетрамера. Пространственное изображение структуры получе но с помощью программы «Matheraatica 2.2» (Wol- 6 Р и с 4. Расчетная структура участка комплекса 1:2 профла вина с 5 ' -d (TGCA) , соответствующая интеркаляции краси теля в TG-сайт тетрануклеотида: а — вид на комплекс сбоку со стороны широкой бороздки спирального участка; б — вид на комплекс сверху, стрелка указывает направление к ши рокой бороздке 121 И Т О Н Р. Д . И Д Р fram Res. Ltd). Интеркалированный комплекс ха рактеризуется следующими параметрами спирали: Dz = 6,8 А; О = 33°; со = 4,9°; г =5°; Dx = 0,09 A; DY = = 0,09 А; р = 2,5°; к = -2,5°. Хромофор красителя располагается перпендикулярно оси спирали на равных расстояниях (D = 3,4 А) от плоскостей вер хней и нижней пары оснований в 5'-d(T-G)-сайте. Раскручивание соседних пар спирали в месте ин теркаляции составляет 3° (Q = 33°), что находится в хорошем согласии с данными рентгеноструктур- ных исследований комплекса d(CpG) 2 + профлавин в кристалле [21 ] и с результатами теоретических исследований [22]. Рассчитанная наиболее вероятная структура комплекса 2:2 профлавина с дезокситетрануклеоти- дом представлена на рис. 5. Существенно, что в сравнении с комплексом 1:2 в сайтах комплекса 2:2 несколько увеличились трансляционные параметры спирали — Dz = 7,3 A; D y = 0,21 A; Z)Y = 0,21 А. Следует отметить, что в аналогичном комплексе бромистого этидия с дуплексом тетрануклеотида d(TGCA), наоборот, имеет место меньшее значе- Рис. 5. Расчетная структура комплекса 2:2 профлавина с 5'- d(TGCA). Молекулы красителя интеркалированы в пиримидин- пуриновые TG- и СА-сайты тетрануклеотида. Вид на комплекс сбоку ние параметра Dz, чем в 1:2-комплексе [7, 8] . Очевидно, наблюдаемые различия связаны со стру ктурными особенностями интеркалирующих лиган- дов и с различным характером интеркаляционного встраивания красителей в дуплексе олигонуклео- тидной последовательности: профлавин интеркали- рует со стороны большой, а бромистый этидий — со стороны малой бороздки двойной спирали. Что же касается конформации дезоксирибозы тетрануклеотида d(TGCA), то в этом случае, так же как и при комплексообразовании тетрамера с бромистым этидием [8 ], из экспериментальных концентрационных зависимостей протонных хими ческих сдвигов нельзя сделать столь определенных выводов, как это возможно при нахождении взаим ной ориентации плоскостей ароматических основа ний и хромофора красителя в составе интеркалиро- ванного комплекса. В то же время оценки с исполь зованием суммарных констант спин-спинового взаимодействия для Н Г - и Н2', Н2"-протонов дезоксирибозы [23 ] дают основание сделать заклю чение, что пиримидиновые дезоксирибозные остат ки находятся преимущественно в СЗ'-эндо-, а пу- риновые — в С2'-эндо-конформациях. Анализ значений индуцированных химических сдвигов для всех протонов профлавина в комплексе 1:1 красителя с одиночной нитью тетрануклеотида позволяет предположить, что в этом комплексе более вероятно присоединение красителя к нити тетрануклеотида со стороны центрального аромати ческого кольца, содержащего протон Н9, так как экранирование этого протона заметно больше, чем других протонов красителя. Такая ориентация кра сителя удовлетворяет модели Притчарда и др. [24, 25] , согласно которой акридиновый краситель встраивается между двумя соседними основаниями одноцепочечной ДНК и образующийся комплекс стабилизируется электростатическими взаимодей ствиями между положительно заряженным атомом азота центрального ароматического кольца хромо фора и отрицательным фосфатом нуклеотидной цепи. Однако существенно ббльшая конформацион- ная свобода одиночной нити тетрануклеотида в сравнении с дуплексной последовательностью, а также наличие симметрии в молекуле профлавина не позволяют, в отличие от 1:1-комплексов броми стого этидия с дезокситетрануклеотидами [26 ], конкретизировать структуру такого комплекса. Вместе с тем большие значения индуцирован ных химических протонов профлавина в комплек сах 1:1 и 2:1 свидетельствуют о том, что расстояние между плоскостями оснований в комплексах краси теля с одиночной нитью меньше, чем в комплексе с двойной спиралью. 122 И С С Л Е Д О В А Н И Е К О М П Л Е К С О О Б Р А З О В А Н И Я П Р О Ф Л А В И Н А Термодинамика комплексообразования проф лавина с d(TpGpCpA). На рис. 6 представлены экспериментальные температурные кривые для хи мических сдвигов d- протонов профлавина в раство ре с тетрануклеотидом d(TGCA). Качественно они сходны с наблюдаемыми температурными зависи мостями химических сдвигов протонов красителя в растворе с другими дезокситетрануклеотидными последовательностями [27 ]. Наблюдаемый химический сдвиг /-го протона профлавина при температуре Т можно представить в виде [27 ] 4 (3) ді(Т) = МП„а + fd(T)ddi + ^W)dk, где дті, ddi, дх-д4і и / т < 7 \ / , (Г) , A(T-f4(T) - значения химических сдвигов г-го протона профла вина и равновесные мольные доли профлавина при температуре Т для его моно- и димерной форм, а также для различных комплексов красителя с тет- рануклеотидами. В соотношении (3) предполагает ся, что величины d / m 6di> д{—д4і не зависят от температуры в исследуемом температурном интер вале. Допустимость такого приближения показана ранее [7, 27]. В модели (3) влияние температуры на значение д учитывается тем, что мольные доли о, лит'1 Рис. 6. Экспериментальные зависимости от температуры хими ческих сдвигов протонов профлавина в растворе красителя с 5 ' - d ( T G C A ) (Dq- 0 , 9 1 - Н И М , j V 2 = 2 ,12- 10" 3 М ) ; / — Н 9 ; 2 — H I , Н 8 ; 3 — Н 2 , Н 7 ; 4 — Н 4 , Н 5 / т < т > » /<ДТ>> /і (Т)—/ 4 (Т), однозначно связанные с равновесными константами образования комплек сов, являются функциями температуры. Определе ние температурных зависимостей для констант ра вновесия позволяет найти термодинамические па раметры комплексообразования — энтальпию (АЯ) и энтропию (AS) для различных типов комплексов. Величины АЯ и AS, как и ранее [7, 27], рассчиты вали двумя различными способами. С п о с о б 1. Расчетная методика предусмат ривает использование параметрических регрессион ных уравнений для анализа зависимостей мольных долей от температуры [7, 27]. Для оценки энталь пии и энтропии комплексообразования молекул использовали формализм Вант-Гоффа. На рис. 7 приведены зависимости Вант-Гоффа 1п/С=/(1/Т), по которым определяли термодинамические пара метры образования различных комплексов профла вина с тетрамером. Каждая точка на графике получена в результате усреднения параметров КІУ рассчитанных для различных ароматических про тонов красителя; аппроксимирующие прямые про водили по методу наименьших квадратов. С п о с о б 2. Использовали соотношение (2) для наблюдаемого химического сдвига протонов красителя в растворе с тетрануклеотидом d(TGCA), в котором влияние температуры на зна чение (5(71 определяется температурной зависимо стью равновесных констант самоассоциации и ком плексообразования молекул, согласно соотношению [7, 27] АГг( Т) = ехр [ AS/R - AH°/RT ], (4) в предположении, что величины ASt° и АЯ, 0 не зависят существенным образом от температуры в исследованном диапазоне температур. Минимиза ция функции невязки экспериментальных и рас четных значений д(Т) позволяет найти оптималь ные значения термодинамических параметров ре акций образования комплексов в растворе. Числен ная процедура определения таким способом вели чин энтальпии АЯ^ и энтропии AS® образования различных типов комплексов в растворе достаточно подробно описана в [7, 27]. Важно отметить, что термодинамические параметры, найденные двумя различными способами, в пределах погрешности их определения хорошо согласуются. Такая ситуация имела место и при исследовании термодинамики комплексообразования в других системах «олиго- нуклеотид — краситель» в водном растворе [7, 27 ]. Усредненные значения энергии Гиббса, энтальпии и энтропии реакций комплексообразования проф лавина с дезокситетрануклеотидом 5'-d(TGCA) для 298 К приведены в табл. 2. 123 И Т О Н Р Д . И Д Р . Рис. 7. Зависимость \пК от 1/Т для реакций комплексообразо- вания профлавина с тетрануклеотидом 5 , - d ( T G C A ) ; комплексы: 1 — 1:1 (ZW); 2 — 2:1 ф2Ю; 3 — 1:2 O W 2 ) ; 4 — 2:2 (/) 2Л^ 2) Анализ численных значений термодинамиче ских параметров позволяет заключить, что комп- лексообразование профлавина с d(TGCA), так же как и с d(CGCG), происходит, главным образом, в результате дисперсионных ван-дер-ваальсовых вза имодействий, которые образуются как отрицатель ной энтальпией, так и отрицательной энтропией [28 ]. Значительный вклад гидрофобных взаимодей ствий наблюдается в случае реакции образования комплекса 1:2 профлавина с дуплексом d(TGCA), характеризуемой малым изменением энтропии. В случае же комплекса 2:2, когда две молекулы лиганда интеркалируют в дуплекс, довольно боль шие отрицательные значения AS и АН по сравне нию с комплексом состава 1:2 могут быть связаны с увеличением жесткости спиральной структуры, что дополнительно к дисперсионным взаимодейст виям между молекулами приводит к уменьшению энтропии при формировании комплекса [29 ]. Сравнение термодинамических параметров комплексообразования профлавина и фенантриди- нового красителя бромистого этидия с одноцепо- чечными тетрануклеотидными последовательностя ми [30] при одинаковых экспериментальных усло виях показывает, что образование комплексов 1:1 и 2:1 этих красителей с мономером тетрануклеоти да характеризуется несколько отличными значени ями энтальпии и энтропии. Это, по-видимому, связано с различным типом связывания с одноце- почечной последовательностью акридинового и фе на нтридинового красителя — профравин в 1:1-ком- плексе присоединяется со стороны центрального ароматического кольца (модель Притчарда и др. [24, 25]), а бромистый этидий — со стороны боко вого ароматического кольца хромофора [26 ]. Проведенные исследования комплексообразо вания дезокситетрануклеотида 5-d(TpGpCpA) с интеркалирующими лигандами профлавином и бромистым этидием [11, 30] позволяют сделать заключение, что характерные закономерности рав новесия молекулярных ассоциатов в растворе, ве роятные типы образующихся комплексов являются общими для исследованных лигандов. Интенсив ность селективного связывания ароматических ли- Таблица 2 Термодинамические параметры (AG, АН, кДж/моль; AS, Дж/моль (К)) реакций образования комплексов профлавина с дезокситетрануклеотидом 5'-d(TpGpCpA) в 0,1 М фосфатном буфере, pD "7,1 124 И С С Л Е Д О В А Н И Е К О М П Л Е К С О О Б Р А З О В А Н И Я П Р О Ф Л А В И Н А гандов с пиримидин-пуриновыми сайтами дезокси- тетрануклеотидной последовательности зависит от их состава и от вида оснований, фланкирующих места преимущественной посадки лиганда. Вместе с тем особенности химической структуры интерка- ляторов в значительной степени определяют специ фику их связывания как с одиночной, так и с двухспиральной формами нуклеотидных последова тельностей, в частности, профлавин интеркалирует со стороны большой, а бромистый этидий — со стороны малой бороздки дуплекса ДНК. Выражаем благодарность Объединенному ис следовательскому центру Лондонского университе та за предоставленную возможность в Беркбек колледже использовать для измерений ЯМР-спект- рометр 500 МГц. Р. Д. Ітон, Д. О. Веселков, Л. М. Димант, С. Ф. Барановський, С. Г. Осетров, Д. Б. Девіс, О. М. Веселков Дослідження комплексоутворення акридинового барвника профлавіну з д е з о к с и т е т р а р и б о н у к л е о з и д т р и ф о с ф а т о м 5'- d(TpGpCpA) у водному розчині методом Н-ЯМР спектроскопії Резюме Досліджено взаємодію барвника акридинового ряду профлавіну з самокомплементарним дезокситетрарибонуклеозидтрифос- фатом 5' -d(TpGpCpA) у водно-сольовому розчині методом одно- і двомірної Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно концентраційні і температурні залежності протонних хіміч них зсувів взаємодіючих молекул Розглянуто різні моделі утворення комплексів молекул барвника з тетрануклеотидом, розраховано рівноважні константи, ентальпії АН та ентропії AS реакцій утворення комплексів складу 1:1, 2:1, 1:2, 2:2. Виявлено особливості динамічної рівноваги комплексів різного типу в залежності від співвідношення концентрацій барвника і тетрануклеотиду. Зроблено висновок про переважну інтер- каляцію профлавіну у піримідин-пуринові TG- і СА-сайти тетрануклеотиду. Порівняння закономірностей інтеркаля- ційної взаємодії профлавіну та дослідженого раніше фенантри динового барвника бромистого етидію засвідчило, що інтен сивність селективного зв'язування ароматичних лігандів з піримис)ин-пуриновими сайтами дезокситетрануклеотидів за лежить від їх складу і виду основ, фланкуючих місця посадки ліганда. Базуючись на розрахованих значеннях індукованих хімічних зсувів для протонів барвника та даних 2M-NOESY, визначено найвірогідніші просторові структури 1:2 і 2:2 ком плексів профлавіну з тетрануклеотидом. R. A. Eaton, D. A. Veselkov, L. N. Djimant, S. F. Baranovsky, S. G. Osetrov, D. B. Davies, A. N. Veselkov 1 H-NMR investigation of coraplexation of acridine dye proflavine with deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(TpGpCpA) in aqueous solution Summary The interaction of acridine dye proflavine with self-complementary deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(TpGpCpA) in aqueous salt solution has been studied by one- and two- dimentional 500 MHz H-NMR spectroscopy. Concentration and temperature de pendences of proton chemical shifts of the interacting molecules have been measured. Different schemes of complexation of pro flavine with the tetranucleotide have been analysed and the equi librium constants, enthalpies AH, entropies AS of different reactions leading to the formation of 1:1, 1:2, 2:1, 2:2 complexes have been determined. The specific features of the dynamic equilibrium of different complexes as a function of the drug-tetranucleotide ratio have been examined. It is concluded that proflavine intercalates preferentially to pyrimidine-purine TG- and CA-sites of the tetra- nucleotide sequence. Comparative analysis of the distinctive features of the intercalative binding of proflavine and that of phenan- tridinium dye ethidium bromide studied earlier has shown that intensity of selective interaction of aromatic ligands with pyrimi dine-purine sequence depends on the base content and type of the bases flanking the binding sites. The most favourable structures 1:2 and 2:2 proflavine-tetranucleotide complexes have been constructed using calculated values of induced chemical shift of dye protons and 2D-NOE spectra. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Gale E. E., Cundliffe E., Reynolds P. E. et al. The molecular basis of antibiotic action.—London: John Wiley, 1981 .—500 p. 2. Reinhardt C. G.t Krug T. R. A comparative study of ethidium bromide complexes with dinucleotides and DNA: Direct evid ence for intercalation and nucleic acid sequence preferences / / Biochemistry.—1 9 7 8 . — 1 7 . — P . 4 8 4 5 — 4 8 5 4 . 3. 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 R e s . — 1 9 8 2 . — 1 0 , N 2 .—P. 7 4 9 — 7 6 1 . 4. Bailey S. A., Graves D. A., Rill R.t Marsch G. Influence of DNA base sequence on binding energetics of actinomycin D / / Biochemistry.—1993.—32.—P. 5 8 8 1 — 5 8 8 7 . 5. Bailey S. A., Graves D. A., Rill R. Binding of actinomycin D to the T ( G ) n T motif of double-stranded DNA. Determination of the guanine requirement in non-classical, non-GpC binding sites / / Ib id .—1994 .—33.—P. 11493—11500 . 6. Davies D. В., Djimant L. N., Veselkov A. N 1 H-NMR structural analysis of the interactions of proflavine with self- complementary deoxytetranucleotides of different base se quence / / Nucleos. and Nucleot.— 1994 .—13 .—P. 637—655. 7. Davies D. В., Veselkov A. N. Structural and thermodynamical analysis of molecular complexation by 'н NMR spectroscopy / / J. Chem. Soc. Faraday Trans .—1996 .—92 .—P. 3545— 3557. 8. Davies D. В., Karawajew L. N., Veselkov A. N. lH NMR structural analysis of ethidium bromide complexation with self-complementary deoxytetranucleotides 5 ' -d(ApCpGpT), 5'- d(ApGpCpT) and 5' -d(TpGpCpA) in aqueous solution / / Biopolymers .—1996.—38.—P. 7 4 5 — 7 5 7 . 9. Веселков А. И., Дэвис Д., Дымант Л. H., Паркес X. Исследование взаимодействия профлавина с дезокситетра- нуклеозидтрифосфатом d(GpCpGpC) методом Н ЯМР спектроскопии / / Молекуляр. биология. — 1 9 9 1 . — 2 5 . — № 6.—С. 1504—1516 . 10. Дэвис Д., Веселков А. Н., Дымант Л. Н., Паркес X. Исследование взаимодействия профлавина с дезокситетра- нуклеозидтрифосфатом 5'-d(ApGpCpT) в водном растворе методом одномерной и двумерной 1 Н-ЯМР спектроскопии / / Биофизика .—1992 .—37 , № 1.—С. 2 3 — 3 3 . 11. Веселков А. Н., Завьялова О. С., Дымант Л. Н., Дэвис Д. Исследование комплексообразования бромистого этидия с с а м о к о м п л е м е н т а р н ы м д е з о к с и р и б о н у к л е о т и д о м 5'- d(TGCA) методом Н ЯМР-спектроскопии / / Журн. физ. х и м и и . — 1 9 9 6 . — 7 0 , № 9 .—С. 1617—1624 . 12. Albert A. The Acridines.— London: Edward Arnold Publ. Ltd., 1966 .—604 p. 13. Веселков А. П., Дымант Л. H., Кодищев В. В. и др. 125 И Т О Н Р. Д . И Д Р . Исследование самоассоциации молекул дезокситетрарибо- нуклеозидтрифосфатов d(TpGpCpA) в водном растворе методом 'Н-ЯМР спектроскопии / / Биофизика .—1995 .— 40, № 3 .—С. 2 8 3 — 2 9 4 . 14. Veselkov A. N.t Djimant L. N., Karawajew L. S., Kulikov E. L. Investigation of the aggregation of acridine dyes in aqueous solution by proton NMR / / Stud. Biophys .—1985.—106, N 3 .—P. 171—180. 15. Nelson J. W., Tinoco I., Jr. Intercalation of ethidium ion into DNA and RNA oligonucleotides / / Biopolymers.—1984.—23, N 1.—P. 2 1 3 — 2 3 3 . 16. McGhee J. D.t von Hippel P. H, Theoretical aspects of DNA-protein interactions. Cooperative and noncooperative bin ding of large ligands to one dimensional homogeneous lattice / / J. Мої. B io l .—1974 .—86 .—P. 4 6 9 — 4 8 9 . 17. Giessner-Prettre C , Pullman B. Quantum mechanical calcula tion of NMR chemical shifts in nucleic acids / / Quart. Rev. Biophys .—1987.—20, N 3 / 4 , — P . 113—172 . 18. Полтев В. И., Теплу хин А. В. Взаимодействие оснований и конформационные проявления последовательностей по вторяющихся нуклеотидов / / Молекуляр. биология.— 1987 .—21, № 1.—С. 102—115 . 19. Poltev V. /., Teplukhin А. V. Conformational implication of some nucleotide sequence / / Int. J. Quant. Chem.—1989.— 35 .—P. 9 1 — 1 0 2 . 20. Dickerson R. E. Definitions and nomenclature of nucleic acid structure parameters / / J. Biomol. Struct, and Dynam.— 1989.—6, N 4 .—P. 6 2 7 — 6 3 4 . 21. Neidle S., Achari A., Taylor G. L. et al Structure of a dinucleoside phosphate-drug complex as model for nucleic acid-drug interaction / / Nature .—1977.—269, N 5626 .— P. 304—307 . 22. Berman II. M., Neidle S.t Stodola R. K. Drug-nucleic acid interactions: Conformational flexibility at the intercalation site / / Proc. Nat. Acad. Sci. U S A . — 1 9 7 8 . — 7 5 , N 2.—P. 828— 832. 23. Searle M. S., NMR studies of drug-DNA interactions / / Progr. NMR Spectroscopy.—1993.—25.—P. 403— 480 . 24. Pritchard N. J., Blake A., Peacocke A. R. Modified intercala tion model for the interaction of aminoacridines and DNA / / Nature .—1966.—212.—P. 1 3 6 0 — 1 3 6 1 . 25. Kapuscinsky J., Darzynkiewiecz Z. Intercalation of acridine drugs with single-stranded DNA / / J. Biomol. Struct, and Dynam.—1987 .—5.—P. 127—143 . 26. Davies D. В., Baranovsky S. F.t Veselkov A. N. Structural and thermodynamical analysis of drug binding to single- stranded DNA oligomers / / J. Chem. Soc. Faraday Trans.—1997.— 9 3 . — P . 1559—1572. 27. Веселков A Дэвис Д, Дымант Л. H. Термодина мический анализ взаимодействия акридинового красителя профлавина с дезокситетрануклеотидами различной после довательности оснований по данным ! Н ЯМР / / Моле куляр. биология.—1992.—26, № 4 . — С . 7 8 0 — 7 9 2 . 28. Ross Р. £>., Subramanian S. Thermodynamics of protein association reaction: forces contributing to stability / / Bio chemistry . — 1 9 8 1 . — 2 0 . — P . 3 0 9 6 — 3 1 0 2 . 29. Reinert К. E. Antracycline binding induced DNA suffering, bending and elongation. Stereochemical implications from vis- cometric investigation / / Nucl. Acids R e s . — 1 9 8 3 . — 1 1 . — P. 3411—3430 . 30. Веселков A. H., Завьялова О. С , Дымант Л. Я. и др. Анализ комплексообразования фенантридинового краси теля бромистого этидия с дезокситетрануклеотидом 5' - d(TpGpCpA) / / Журн. физ. х и м и и . — 1 9 9 7 . — 7 1 , № 1.— С. 2 4 — 2 9 . Поступила в редакцию 10.04.97 126

Institution

Similar Items