Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света
Методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света и спектрофотометрии в видимой области исследованы особенности комплексообразования бромистого этидия (ЭБ) с тимусной ДНК при высоких и низких соотношениях концентраций биополимер/лиганд (P/D). Показано, что взаимодействие ЭБ с ДНК осуществл...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5646 |
| 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: | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света / Ю.Н. Близнюк, Т.В. Больбух, Е.Б. Круглова, М.А. Семенов, В.Я. Малеев // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 2. — С. 126-132. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860245944325373952 |
|---|---|
| author | Близнюк, Ю.Н. Больбух, Т.В. Круглова, Е.Б. Семенов, М.А. Малеев, В.Я. |
| author_facet | Близнюк, Ю.Н. Больбух, Т.В. Круглова, Е.Б. Семенов, М.А. Малеев, В.Я. |
| citation_txt | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света / Ю.Н. Близнюк, Т.В. Больбух, Е.Б. Круглова, М.А. Семенов, В.Я. Малеев // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 2. — С. 126-132. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света и спектрофотометрии в видимой области исследованы особенности комплексообразования бромистого этидия (ЭБ) с тимусной ДНК при высоких и низких соотношениях концентраций биополимер/лиганд (P/D). Показано, что взаимодействие ЭБ с ДНК осуществляется двумя способами: по типу интеркаляции и за счет внешнего связывания. Из анализа спектров КР комплексов следует, что аминогруппы ЭБ образуют водородные связи с атомами кислорода O4' и O5' ДНК в обоих типах комплексов. Низкая степень заполнения ДНК лигандом (P/D = 20) не изменяет B-формы ДНК, а высокая (P/D = 3) - приводит к конформационному B - A-переходу.
The investigation of complexation features of ethidium bromide (EB) with calf thymus DNA at the high and low ratios of biopolymer/ligand molar concentrations (P/D) was carried out using Raman spectroscopy and VIS-spectrophotometry. It was shown that EB binds to DNA with formation of two types of complexes: intercalation and exterior binding. The analysis of Raman spectra revealed that the amino groups of EB form the hydrogen bonds with acceptor atom groups of DNA in both types of complexes. A low extent of filling DNA structure by the ligand (P/D = 20) does not change the DNA B-form, while a high extent (P/D = 3) results in the conformation B-A transition.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:36:47Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÌÎËÅÊÓËßÐÍÀ Á²ÎÔ²ÇÈÊÀ
Èññëå äî âà íèå êîì ïëåê ñî îá ðà çî âà íèÿ
áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ ñ ÄÍÊ ìå òî äîì ñïåê òðîñ êî ïèè
êîì áè íà öè îí íî ãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà
Þ. Í. Áëèç íþê, Ò. Â. Áîëü áóõ, Å. Á. Êðóã ëî âà, Ì. À. Ñå ìå íîâ, Â. ß. Ìà ëå åâ
Èíñòè òóò ðà äè î ôè çè êè è ýëåê òðîíè êè ÍÀÍ Óêðà è íû
Óë. Àêàäåìèêà Ïðîñ êó ðû, 12, Õàðü êîâ, 61085, Óêðàèíà
bolbukh@ire.kharkov.ua
Ìå òî äà ìè ñïåê òðîñ êî ïèè êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ (ÊÐ) ñâå òà è ñïåê òðî ôî òî ìåò ðèè â âè äè -
ìîé îá ëàñ òè èñ ñëå äî âà íû îñî áåí íîñ òè êîì ïëåê ñî îá ðà çî âà íèÿ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (ÝÁ) ñ òè ìóñ íîé
ÄÍÊ ïðè âû ñîêèõ è íèçêèõ ñî îò íî øå íè ÿõ êîí öåí òðà öèé áè î ïî ëè ìåð/ëè ãàíä (P/D). Ïî êà çà íî, ÷òî
âçà è ìî äå éñòâèå ÝÁ ñ ÄÍÊ îñó ùå ñòâëÿ åò ñÿ äâó ìÿ ñïî ñî áà ìè: ïî òèïó èí òåð êà ëÿ öèè è çà ñ÷åò âíåø -
íå ãî ñâÿ çû âà íèÿ. Èç àíà ëè çà ñïåê òðîâ ÊÐ êîì ïëåê ñîâ ñëå äó åò, ÷òî àìè íîã ðóï ïû ÝÁ îá ðà çó þò âî äî -
ðîä íûå ñâÿ çè ñ àòî ìà ìè êèñ ëî ðî äà Î4' è Î5' ÄÍÊ â îá îèõ òè ïàõ êîì ïëåê ñîâ. Íèç êàÿ ñòå ïåíü
çà ïîë íå íèÿ ÄÍÊ ëè ãàí äîì (P/D = 20) íå èç ìå íÿ åò Â-ôîð ìû ÄÍÊ, à âû ñî êàÿ (P/D = 3) – ïðè âî äèò ê
êîí ôîð ìà öè îí íî ìó –À-ïå ðå õî äó.
Êëþ ÷å âûå ñëî âà: áðî ìèñ òûé ýòè äèé, ÄÍÊ, êîì ïëåêñ, ñïåê òðîñ êî ïèÿ êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ,
ñïåê òðî ôî òî ìåò ðèÿ.
Ââå äå íèå. Èññëå äî âà íèå ìå õà íèç ìîâ âçà è ìî äåé-
ñòâèÿ áè î ëî ãè ÷åñ êè àê òèâ íûõ ñî å äè íå íèé ñ íóê ëå -
è íî âû ìè êèñ ëî òà ìè ÿâëÿ åò ñÿ àê òó àëü íîé çà äà ÷åé,
ïî ñêîëü êó ïðè îá ðà çî âà íèè ðàç íûõ òè ïîâ êîì ïëåê -
ñîâ ñ ÄÍÊ ëè ãàí äû ìî ãóò èç ìå íÿòü êîí ôîð ìà öèþ è
áè î ëî ãè ÷åñ êóþ àê òèâ íîñòü ìàê ðî ìî ëå êóë.
Ìíî ãèå ãî äû áðî ìèñ òûé ýòè äèé (ÝÁ) èñ ïîëü çî -
âà ëè êàê êëàñ ñè ÷åñ êèé èí òåð êà ëÿ òîð, íî â ïî ñëåä -
íåå âðå ìÿ òå î ðå òè ÷åñ êè ìè èñ ñëå äî âà íè ÿ ìè êðè âûõ
ïëàâ ëå íèÿ êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ [1], à òàê æå ýêñ ïå -
ðè ìåí òàëü íûì èç ó÷å íè åì êðè âûõ òèò ðî âà íèÿ è
èçî òåðì ñâÿ çû âà íèÿ ìå òî äîì äèô ôå ðåí öè àëü íîé
èì ïó ëüñíîé âîëü òàì ïå ðî ìåò ðèè [2] ïî êà çà íî, ÷òî
ïî ìè ìî îá ðà çî âà íèÿ èí òåð êà ëÿ öè îí íûõ êîì ïëåê -
ñîâ ÄÍÊ ñ ÝÁ ïðè îïðå äå ëåí íûõ óñëî âè ÿõ âîç ìîæ -
íî ôîð ìè ðî âà íèå êîì ïëåê ñîâ ïî òè ïó âíåø íå ãî
ñâÿ çû âà íèÿ.
Ðà íåå ìå òî äîì ÈÊ-ñïåê òðîñ êî ïèè â ïëåí êàõ
ïðè ðàç íûõ îò íî ñè òåëü íûõ âëàæ íîñ òÿõ óñòà íîâ ëå -
íî [3], ÷òî îá ðà çî âà íèå êîì ïëåê ñîâ ÝÁ ñ ÄÍÊ ñî -
ïðî âîæ äà åò ñÿ óìåíü øå íè åì ãèä ðà òà öèè ñà õà ðî-
ôîñ ôàò íî ãî îñòî âà ÄÍÊ, à âñòðà è âà íèå ëè ãàí äà
ïðî èñ õî äèò â GC-ñàé òû ñî ñòî ðî íû ìà ëîé áî ðîç -
äêè. Îäíàêî òà êèå èñ ñëå äî âà íèÿ âû ïîë íå íû ëèøü
ïðè îä íîì ñî îò íî øå íèè êîí öåí òðà öèé ÄÍÊ è ÝÁ
(P/D = 4), ÷òî íå ïî çâî ëè ëî âû ÿ âèòü, êàê áó äóò
âàðü è ðî âàòüñÿ íà áëþ äà å ìûå ñïåê òðàëü íûå ïà ðà -
ìåò ðû ïî ëîñ ïî ãëî ùå íèÿ ÄÍÊ ïðè èç ìå íå íèè êîí -
öåí òðà öèé âçà è ìî äå éñòâó þ ùèõ êîì ïî íåí òîâ. Êðî -
ìå òî ãî, ìå òî äîì êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ (ÊÐ)
126
ISSN 0233-7657. Á³îïîë³ìåðè ³ êë³òèíà. 2009. Ò. 25. ¹ 2
Ó ²íñòè òóò ìî ëå êó ëÿð íî¿ á³îëî㳿 ³ ãå íå òè êè ÍÀÍ Óêðà¿ íè, 2009
ñâå òà ïî êà çà íî [4], ÷òî ñâÿ çû âà íèå ÝÁ ñ ÄÍÊ â îá -
ëàñ òè íèç êèõ ìî ëÿð íûõ îò íî øå íèé êîí öåí òðà öèé
ÄÍÊ–ëè ãàíä (P/D » 6) ñî ïðî âîæ äà åò ñÿ B–A-êîí -
ôîð ìà öè îí íûì ïå ðå õî äîì ïî ëè íóê ëå î òèä íîé ìàò -
ðè öû. È âîï ðîñ î òîì, íà ñêîëü êî íà áëþ äà å ìûå
ñïåê òðàëü íûå îò ëè ÷èÿ ñâÿ çà íû ñ ðàç íûì òè ïîì
êîì ïëåê ñîâ ÝÁ ñ ÄÍÊ è íà ñêîëü êî – ñ êîí ôîð ìà öè -
îí íû ìè èç ìå íå íè ÿ ìè ìàò ðè öû ÄÍÊ ïðè ðàç ëè÷ -
íîé ñòå ïå íè åå çà ïîë íå íèÿ ëè ãàí äîì, ïî êà îñòà åò ñÿ
áåç îòâåòà.
 íà ñòî ÿ ùåé ðà áî òå ìå òî äà ìè ñïåê òðîñ êî ïèè
ÊÐ ñâå òà è ñïåê òðî ôî òî ìåò ðèè â âè äè ìîé îá ëàñ òè
èñ ñëå äî âà íî ñâÿ çû âà íèå ÝÁ ñ òè ìóñ íîé ÄÍÊ ïðè
íèç êèõ è âû ñî êèõ çíà ÷å íè ÿõ Ð/D. Öåëü òà êèõ èñ ñëå -
äî âà íèé â òîì, ÷òî áû îïðå äå ëèòü ìî ëå êó ëÿð íûå
ìå õà íèç ìû ñâÿ çû âà íèÿ ÝÁ ñ ÄÍÊ ïðè îá ðà çî âà íèè
êîì ïëåê ñîâ ïî òè ïó èí òåð êà ëÿ öèè è âíåø íå ãî ñâÿ -
çû âà íèÿ, à òàê æå ïî êà çàòü, ÷òî ïðè ïëîò íîì çà ïîë -
íå íèè ÄÍÊ ëèãàíäîì ïðîèñõîäèò ñòðóêòóðíûé
ïåðåõîä –À.
Ìà òå ðè à ëû è ìå òî äû. Â ðà áî òå èñ ïîëü çî âà ëè
áðî ìèñ òûé ýòè äèé («Fluka», Øâåé öà ðèÿ) è ÄÍÊ
òè ìó ñà òå ëåí êà («Serva», ÔÐÃ) áåç äî ïîë íè òåëü íîé
î÷èñ òêè. Âñå ðàñ òâî ðû ãî òî âè ëè â ñòàí äàð òíîì
ôîñ ôàò íîì áó ôå ðå (2,5×10–2 Ì KH2PO4, 2,5×10–2 Ì
Na2HPO4) ïðè pH 6,86.
Êîí öåí òðà öèè ÝÁ è ÄÍÊ ðàñ ñ÷è òû âà ëè, èñ -
ïîëü çóÿ ìî ëÿð íûå êî ýô ôè öè åí òû ýêñ òèí êöèè e480 =
= 5860 Ì–1ñì–1 [5] è e260 = 6400 Ì–1ñì–1 ñî îò âå òñòâåí -
íî. Êîì ïëåê ñû ÄÍÊ–ÝÁ äëÿ âñåõ èç ìå ðå íèé ãî òî -
âè ëè ïðè ðàç íûõ çíà ÷å íè ÿõ P/D (ñî îò íî øå íèå
ìîëü íûõ êîí öåí òðà öèé ÄÍÊ è áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ),
ïðè ýòîì êîí öåí òðà öèÿ ëè ãàí äà îñòà âà ëàñü íå èç -
ìåí íîé (ÑÝÁ = 1,1×10–4 Ì). Ïëåí êè ÄÍÊ ïî ëó ÷à ëè èñ -
ïà ðå íèåì âî äû ïðè t = 4 °C èç ðàñ òâî ðà ïî ëè íóê ëå î -
òè äà ñ ÑÄÍÊ = 10–3 Ì. Äëÿ ïî ëó ÷å íèÿ À- è Â-ôîðì
ÄÍÊ â ãåð ìå òè÷ íî çà êðû òóþ êþ âå òó ñ ïëåí êîé
ÄÍÊ ïî ìå ùà ëè ñî îò âå òñòâó þ ùèå ðàñ òâî ðû íà ñû -
ùåí íûõ ñî ëåé äëÿ äîñ òè æå íèÿ íå îá õî äè ìî ãî çíà -
÷å íèÿ îò íî ñè òåëü íîé âëàæ íîñ òè (ÎÂ): NaCl – 76 %
ÎÂ è K2SO4 – 96 % ÎÂ äëÿ À- è Â-ôîðì ÄÍÊ ñî îò -
âå òñòâåí íî [6–8].
Ñïåê òðî ôî òî ìåò ðè ÷åñ êèå èç ìå ðå íèÿ ïðî âî äè -
ëè â òåð ìîñ òà òè ðî âàí íûõ êâàð öå âûõ êþ âå òàõ ñ
äëè íîé îïòè ÷åñ êî ãî ïó òè 10 ìì íà ñïåê òðî ôî òî -
ìåò ðå Specord M 40 (ÔÐÃ).
Ñïåê òðû ÊÐ ÝÁ è ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ çà ïè ñà íû íà
ñïåê òðî ìåò ðå DILOR Z-16 (Ôðàí öèÿ) ñ äâîé íûì
ìî íîõ ðî ìà òî ðîì. Ãðà äó è ðîâ êó ñïåê òðî ìåò ðà îñó -
ùå ñòâëÿ ëè ïî ÷àñ òî òàì ñïåê òðà CCl4 [9].  ðà áî òå
èñ ïîëü çî âà ëè àð ãî íî âûé ëà çåð ñ ëè íè åé âîç áóæ äå -
íèÿ l = 514,5 íì, ðàñ ïî ëî æåí íîé â îá ëàñ òè ïî ëî ñû
ñî áñòâåí íî ãî ýëåê òðî ííî ãî ïî ãëî ùå íèÿ ëè ãàí äà,
÷òî ñî îò âå òñòâó åò óñëî âè ÿì ïî ëó ÷å íèÿ ïðåä ðå çî -
íàí ñíî ãî ñïåê òðà ÊÐ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ. Ðàñ òâî ðû
ÝÁ è åãî ñìå ñåé ñ ÄÍÊ, à òàê æå ïëåí êè ÄÍÊ ïî ìå -
ùà ëè â êâàä ðàò íûå êâàð öå âûå êþ âå òû (10 ìì) è
ãåð ìå òè çè ðî âà ëè. Ìîù íîñòü ëà çåð íî ãî èç ëó ÷å íèÿ
íå ïðå âû øà ëà 25 ìÂò, ÷òî íå âû çû âà åò ôî òî- è òåï -
ëî ðàç ðó øå íèÿ îá ðàç öîâ. Ñïåê òðàëü íàÿ øè ðè íà ùå -
ëè ñî ñòàâ ëÿ ëà 4,5 ñì–1, ñêî ðîñòü ñêà íè ðî âà íèÿ –
30 ñì–1/ìèí. Òî÷ íîñòü âîñ ïðî èç âå äå íèÿ ÷àñòîò ïî -
ëîñ ÊÐ íàõîäèëàñü â ïðåä å ëàõ ±2 ñì–1. Îáðà áîòêó
ñïåêòðîâ ÊÐ âû ïîë íÿëè ñ ïîìîùüþ ñòàí äàð òíîé
êîì ïüþ òåð íîé ïðîãðàììû. Âñå ñïåêòðû
çàïèñûâàëè ïðè êîì íàò íîé òåìïåðàòóðå.
Ðå çóëü òà òû è îá ñóæ äå íèå. Íà ðèñ. 1 ïðè âå äå -
íû ñòðóê òóð íàÿ ôîð ìó ëà ÝÁ è ñïåê òðû ïî ãëî ùå íèÿ
ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ ïðè ðàç ëè÷ íûõ çíà÷åíèÿõ P/D.
Äëÿ ñâî áîä íî ãî ÝÁ ìàê ñè ìóì ïî ãëî ùå íèÿ íà -
áëþ äà åò ñÿ ïðè l = 480 íì (ðèñ. 1, á, ñïåêòð 1). Ïðè
îá ðà çî âà íèè êîì ïëåê ñà ñ ÄÍÊ ñïåêòð ïî ãëî ùå íèÿ
áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ ñìå ùà åò ñÿ â äëèí íî âîë íî âóþ
îá ëàñòü (lmax = 524 íì), ýòî ñìå ùå íèå ñî ïðî âîæ äà -
åò ñÿ ïà äå íè åì èí òåí ñèâ íîñ òè â ìàê ñè ìó ìå ïî ãëî -
ùå íèÿ ëè ãàí äà (ðèñ. 1, á, ñïåê òðû 2 è 3). Îòìå òèì,
÷òî â îá ëàñ òè ðàñ ñìîò ðåí íûõ êîí öåí òðà öèé ÝÁ ïðè
P/D > 8 ñìå ñè ÄÍÊ–ÝÁ îä íî ðîä íû è ãî ìî ãåí íû,
îäíà êî ïðè áî ëåå íèç êèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D ìû íà áëþ -
äà ëè ðàñ ñëî å íèå ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ íà äâå îïòè ÷åñ êè
ïðî çðà÷ íûå ôðàê öèè.
Èç ðèñ. 1, á, âèä íî, ÷òî ïðè 3 £ P/D £ 20 ñïåê òðû
ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ ðàç ëè ÷àþò ñÿ ñëà áî â èí òåð âà ëå
äëèí âîëí 400–550 íì. Ïî ý òî ìó äëÿ õà ðàê òå ðèñ òè -
êè ðàç íûõ òè ïîâ ñâÿ çû âà íèÿ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ ñ
ÄÍÊ öå ëå ñî îá ðàç íî áû ëî èñ ïîëü çî âàòü äî ïîë íè -
òåëü íî áî ëåå ÷ó âñòâè òåëü íûå ìå òî äû. Ìû âû áðà ëè
ñïåê òðîñ êî ïèþ ÊÐ ñâå òà, ïî çâî ëÿ þ ùóþ óñòà íî -
âèòü àòîì íûå ãðóï ïû ëè ãàí äà, ó÷àñ òâó þ ùèå â îá -
ðà çî âà íèè êîì ïëåê ñîâ ÝÁ ñ ÄÍÊ ïðè âû ñî êèõ è
íèç êèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D, à òàê æå êîí ôîð ìà öè îí íîå
ñî ñòî ÿ íèå ÄÍÊ â êîì ïëåê ñàõ.
127
ÈÑÑËÅ ÄÎ ÂÀ ÍÈÅ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑÎ ÎÁ ÐÀ ÇÎ ÂÀ ÍÈß ÁÐÎ ÌÈÑ ÒÎ ÃÎ ÝÒÈ ÄÈß Ñ ÄÍÊ
Èçâåñ òíî, ÷òî ÝÁ â âîä íûõ ðàñ òâî ðàõ â çà âè ñè -
ìîñ òè îò êîí öåí òðà öèè ìî æåò íà õî äèòü ñÿ â ìî íî -
ìåð íîé è äè ìåð íîé ôîð ìàõ [10]. Ïî ý òî ìó äëÿ îïðå -
äå ëå íèÿ ñïåê òðàëü íûõ ðàç ëè ÷èé ìî íî ìåð íîé è äè -
ìåð íîé ôîðì ÝÁ íà ìè çà ïè ñà íû ñïåê òðû ÊÐ ïðè
ðàç íûõ êîí öåí òðà öè ÿõ.  òàáë. 1 ïðè âå äå íû ÷àñ òî -
òû ïî ëîñ â ñïåê òðàõ ÊÐ äëÿ ÝÁ â âè äå ïî ëèê ðèñ òàë -
ëè ÷åñ êî ãî îá ðàç öà è â áó ôåð íîì ðàñ òâî ðå ñ êîí öåí -
òðà öè ÿ ìè ÝÁ » 10–2 è » 10–4 ̧ 10–5 Ì. Îòíå ñå íèÿ ÷àñ -
òîò àòîì íûõ ãðóïï áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ äëÿ ñïåêò-
ðîâ ÊÐ ñäå ëà íû íà îñíî âà íèè ëè òå ðà òóð íûõ äàí -
íûõ [11–14]. Ïî ëî ñà ïðè n = 1372–1377 ñì–1 îò íå ñå -
íà ê âà ëåí òíûì ñèì ìåò ðè÷ íûì êî ëå áà íè ÿì
ñî ïðÿ æåí íûõ ñâÿ çåé C-C è C-N ôå íàí òðè äè íî âî ãî
êîëü öà [14]; ïî ëî ñà ïðè n = 1411–1417 ñì–1 – ê äû õà -
òåëü íî ìó êî ëå áà íèþ ôå íàí òðè äè íî âî ãî êîëü öà
[12].
Èç äàí íûõ òàáë. 1 ñëå äó åò, ÷òî ïðè áîëü øîé
êîí öåí òðà öèè áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (» 10–2 Ì), ïðè
êî òî ðîé â ðàñ òâî ðå îá ðà çó åò ñÿ ïðè áëè çè òåëü íî
ðàâ íîå êî ëè ÷åñ òâî ìî íî ìåð íîé è äè ìåð íîé ôîðì
ëè ãàí äà [15], íà áëþ äà åò ñÿ ïî ëî ñà êî ëå áà íèé C-C-,
C-N-ãðóïï ôå íàí òðè äè íî âî ãî õðî ìî ôî ðà ñ ìàê ñè -
ìó ìîì ïðè n = 1372 ñì–1. Äëÿ ðàñ òâî ðîâ ëè ãàí äà ñ
ìåíü øè ìè êîí öåí òðà öè ÿ ìè ÝÁ (» 10–4 ̧ 10–5 Ì, êîã -
äà ïðå îá ëà äà åò êîí öåí òðà öèÿ ìî íî ìåð íîé ôîð ìû
ÝÁ [15]) ýòîò ìàê ñè ìóì ñäâè ãà åò ñÿ â âû ñî êî ÷àñ òîò -
íóþ îá ëàñòü ê n = 1377 ñì–1. Íèç êî ÷àñ òîò íîå ñìå ùå -
íèå ïî ëî ñû äî n = 1372 ñì–1 ìû ñâÿ çû âà åì ñ âçà è ìî -
äå éñòâè åì àðî ìà òè ÷åñ êèõ êî ëåö ëè ãàí äà â äè ìå ðå.
Íà ðèñ. 2 ïðè âå äå íû ïðåä ðå çî íàí ñíûå ñïåê òðû
ÊÐ äëÿ ñâî áîä íî ãî ÝÁ è åãî ñìå ñåé ñ ÄÍÊ, à â òàáë.
2 – ñî îò âå òñòâó þ ùèå ÷àñ òî òû ïî ëîñ ÊÐ è èõ îò íå -
ñå íèÿ äëÿ ÝÁ â êîì ïëåê ñå ñ ÄÍÊ. Ïîñ êîëü êó ïðè
ðàñ ñìîò ðåí íûõ êîí öåí òðà öè ÿõ ÄÍÊ â ýòèõ ñìå ñÿõ
óæå ïðàê òè ÷åñ êè îò ñó òñòâó åò ñâî áîä íûé ëè ãàíä,
íà áëþ äà å ìûå ðàç ëè ÷èÿ â ñïåê òðàõ ÊÐ äëÿ áðî ìèñ -
òî ãî ýòè äèÿ ìîæ íî îò íåñ òè ê äâóì ðàç íûì òè ïàì
åãî ñâÿ çû âà íèÿ ñ ÄÍÊ. Êàê âèä íî èç ñïåê òðà ÊÐ
êîì ïëåê ñà ÄÍÊ–ÝÁ ïðè P/D = 20 (ðèñ. 2, ñïåêòð 3),
êî ëå áà íèå ôå íàí òðè äè íî âî ãî êîëü öà ñ ìàê ñè ìó -
ìîì ïðè n = 1377 ñì–1 ñäâè ãà åò ñÿ íà 5 ñì–1 â íèç êî -
÷àñ òîò íóþ îá ëàñòü ïî ñðàâ íå íèþ ñî ñâî áîä íûì ëè -
ãàí äîì. Ïî äîá íûé íèç êî ÷àñ òîò íûé ñäâèã íà áëþ -
äàë ñÿ òàê æå äëÿ äè ìå ðîâ ÝÁ, ÷òî ñâè äå ò åëüñòâó åò î
128
ÁËÈÇ ÍÞÊ Þ. Í. È ÄÐ.
Ðèñ. 1. Ñòðóê òóð íàÿ ôîð ìó -
ëà áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (3,8-
äè à ìè íî-5-ýòèë-6-ôå íèë -
ôå íàí òðè äèí áðî ìèä) (à) è
ñïåê òðû ïî ãëî ùå íèÿ ñìå -
ñåé ÄÍÊ–ÝÁ (á) ïðè P/D = 0
(1); P/D = 3,3 (2) è P/D = 20
(3); ÑÝÁ = 1,1×10–4 Ì
Îòíå ñå íèå
Ïî ëèê ðè-
ñ òàë ëè ÷åñ êèé
ÝÁ, ñì–1
ÝÁ (C »
» 10–2 M),
ñì–1
ÝÁ (C »
»10–4 M),
ñì–1
Ôå íàí òðèäèíîâîå
êîëü öî
(C-C, C-N)
1354
1375
1350
1372
1351
1377
ÑH3, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1389 1394 1389
Äû õà òåëü íîå êîëå-
áàíèå ôå íàí òðè-
äèíîâîãî êîëü öà
1412 1417 1411
CH2, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
– 1442 1434
CH3, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1454 1462 1452
Ôå íèëü íîå êîëü öî 1605 1605 1602
NH2, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êîëåáàíèå
1626 1627 1626
Òàá ëè öà 1
×àñ òî òû ïî ëîñ â ñïåêòðå êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ ñâåòà
è èõ îò íå ñå íèå äëÿ êðèñ òàë ëè ÷åñ êî ãî îá ðàç öà è âîä íûõ ðàñ -
òâî ðîâ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (ÝÁ) ïðè äâóõ êîí öåí òðà öè ÿõ (Ñ)
âçà è ìî äå éñòâèè àðî ìà òè ÷åñ êèõ êî ëåö ÝÁ ñ àçî òèñ -
òû ìè îñíî âà íè ÿ ìè ÄÍÊ. Ïî ý òî ìó òà êîé ñäâèã ïî -
ëî ñû ôå íàí òðè äè íî âî ãî êîëü öà ìî æåò áûòü êðè òå -
ðè åì èí òåð êà ëÿ öèè õðî ìî ôî ðà ÝÁ ìåæ äó ïà ðà ìè
îñíî âà íèé ÄÍÊ. Àíàëîãè÷íûé ýô ôåêò íà áëþ äàë ñÿ
â ñïåê òðàõ ÊÐ àðî ìà òè ÷åñ êî ãî ñî å äè íå íèÿ ïðè åãî
èí òåð êà ëÿ öèè â ÄÍÊ [16].
Èç ñïåê òðà ÊÐ êîì ïëåê ñà ïðè P/D = 3 (ðèñ. 2,
ñïåêòð 2) âèä íî, ÷òî ïî ëî ñà ïðè n = 1377 ñì–1 íå ïðå -
òåð ïå âà åò íèç êî ÷àñ òîò íî ãî ñäâè ãà ïî ñðàâ íå íèþ ñî
ñâî áîä íûì ÝÁ. Ìû ïðåä ïîëîæèëè, ÷òî ïðè íèç êèõ
çíà ÷å íè ÿõ P/D â ñìå ñÿõ ÄÍÊ–ÝÁ îá ðà çó þò ñÿ â
îñíîâ íîì êîì ïëåê ñû ïî âíåø íå ìó òè ïó ñâÿ çû âà -
íèÿ, à êîí öåí òðà öèÿ êîì ïëåê ñîâ ïî òè ïó èí òåð êà -
ëÿ öèè íåâåëèêà è â ìåíü øåé ñòå ïå íè ïðî ÿâ ëÿ åò ñÿ
íà ñïåê òðàõ ÊÐ.
Äëÿ äå ôîð ìà öè îí íûõ êî ëå áà íèé ÑÍ2- è
ÑÍ3-ãðóïï ÝÁ íà áëþ äà þò ñÿ âû ñî êî ÷àñ òîò íûå
ñäâè ãè ïðè îá ðà çî âà íèè îá îèõ òè ïîâ êîì ïëåê ñîâ ñ
ÄÍÊ (ðèñ. 2, ñïåê òðû 2 è 3, îò íå ñå íèå ïî ëîñ ñì. â
òàáë. 2). Èç òàáë. 1 òàê æå âèä íî, ÷òî ýòè êî ëå áà íèÿ
÷ó âñòâè òåëü íû ê ìî íî ìåðíî-äè ìåð íî ìó ïå ðå õî äó.
Îäíà êî îá ú ÿñ íå íèå òà êîé çà âè ñè ìîñ òè òðå áó åò äî -
ïîë íè òåëü íûõ èñ ñëå äî âà íèé.
Äðó ãàÿ ïî ëî ñà ôå íàí òðè äè íî âî ãî êîëü öà ïðè
1411 ñì–1 (ðèñ. 2, ñïåêòð 1), îò íî ñÿ ùà ÿ ñÿ ê äû õà -
òåëü íî ìó êî ëå áà íè èþ êîëü öà, â ðàñ òâî ðå ñ P/D = 3
ñäâè ãà åò ñÿ ê áî ëåå âû ñî êî ÷àñ òîò íî ìó çíà ÷å íèþ
ïðè 1415 ñì–1. Ïî äîá íûé ýô ôåêò îòìå÷åí â ðà áî òå
[12] ïðè çà ìå ùå íèè àòî ìà âî äî ðî äà N2H2-ãðóï ïû
ÝÁ íà êîëü öî 2-àìè íî-4-õëîð-6-ìå òèë ïè ðè ìè äè íà.
Ïðè P/D = 20 ýòà ïî ëî ñà íå èç ìå íÿ åò ñâî å ãî ïî ëî -
æå íèÿ. Òà êèå îò ëè ÷èÿ ìî ãóò ñâè äå ò åëüñòâî âàòü è î
ðàç íûõ òè ïàõ îá ðà çó þ ùèõ ñÿ êîì ïëåê ñîâ ëè ãàí äà ñ
ïî ëè íóê ëå î òèä íîé ìàò ðè öåé ïðè âû ñî êèõ è íèç êèõ
çíà ÷å íè ÿõ P/D, íî äëÿ îä íî çíà÷ íî ãî âû âî äà íå îá -
õî äèì áî ëåå äå òàëü íûé àíàëèç, êàê è â ñëó ÷àå ÑÍ2-
è ÑÍ3-ãðóïï.
Íà ðèñ. 3 ïðè âå äå íû ïðåä ðå çî íàí ñíûå ñïåê òðû
ÊÐ ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ ïðè ðàç íûõ çíà ÷å íè ÿõ P/D, à
òàê æå ñïåêòð ñâî áîä íî ãî ÝÁ. Â ýòó ñïåê òðàëü íóþ
129
ÈÑÑËÅ ÄÎ ÂÀ ÍÈÅ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑÎ ÎÁ ÐÀ ÇÎ ÂÀ ÍÈß ÁÐÎ ÌÈÑ ÒÎ ÃÎ ÝÒÈ ÄÈß Ñ ÄÍÊ
Ðèñ. 2. Ïðåä ðå çî íàí ñíûå ñïåê òðû êîì áè íà öè îí íî ãî ðàññåÿíèÿ
ðàñ òâî ðîâ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (1) è êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ ïðè
P/D = 3 (2) è P/D = 20 (3); ÑÝÁ = 1,1×10–4 Ì â èí òåð âà ëàõ ÷àñ òîò
1340–1470 ñì–1
Îòíå ñå íèå
ÝÁ (C »
» 1,1×10–4 M), ñì–1
ÄÍÊ–ÝÁ
P/D = 3,
ñì–1
P/D = 20,
ñì–1
Ôå íàí òðèäèíîâîå
êîëü öî
(C-C, C-N)
1351
1377
1360
1377
1356
1372
ÑH3, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1389 1388 1395
Äû õà òåëü íîå êîëå-
áàíèå ôå íàí òðè-
äèíîâîãî êîëü öà
1411 1415 1412
CH2, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1434 1446 1447
CH3, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1452 1462 1462
Òàá ëè öà 2
×àñ òî òû ïî ëîñ â ñïåêòðå êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ ñâåòà
è èõ îò íå ñå íèå äëÿ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (ÝÁ) â êîì ïëåê ñå ñ
ÄÍÊ â ÷àñ òîò íîì äè à ïà çî íå 1350–1465 ñì–1
îá ëàñòü îñíîâ íîé âêëàä âíî ñÿò äå ôîð ìà öè îí íûå
êî ëå áà íèÿ NH2-ãðóïï [11, 13] è êî ëå áà íèÿ ôå íèëü -
íî ãî êîëü öà ÝÁ [12, 13]. Ñî îò âå òñòâó þ ùèå ïî ëî ñû
ÊÐ áðî ìèñ òî ãî ýòèäèÿ è èõ îòíåñåíèÿ ïðèâåäåíû â
òàáë. 3.
Êàê âèä íî èç ñïåê òðîâ 2 è 3 (ðèñ. 3), à òàê æå èç
äàí íûõ, ïðè âå äåí íûõ â òàáë. 3, îá ðà çî âà íèå äâóõ
òè ïîâ êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ (P/D = 3 è P/D = 20) ñî -
ïðî âîæ äà åò ñÿ âû ñî êî ÷àñ òîò íûì ñäâè ãîì íà 5 ñì–1
ïî ëî ñû äå ôîð ìà öè îí íûõ êî ëå áà íèé NH2-ãðóïï
ôå íàí òðè äè íî âî ãî õðî ìî ôî ðà ëè ãàí äà [12]. Ýòîò
ôàêò ñâè äå ò åëüñòâó åò îá îá ðà çî âà íèè âî äî ðîä íûõ
ñâÿ çåé ìåæ äó NH2-ãðóï ïà ìè ÝÁ è àê öåï òîð íû ìè
ãðóï ïà ìè ÄÍÊ.
Ñîã ëàñ íî ïðåä ëî æåí íîé â ðà áî òå [14] ìî äå ëè
èí òåð êà ëÿ öèè ôå íàí òðè äè íî âî ãî õðî ìî ôî ðà ÝÁ,
òà êè ìè àê öåï òîð íû ìè ãðóï ïà ìè ìî ãóò áûòü àòî ìû
N1 öè òî çè íà è N9 ãó à íè íà â ïðî òè âî ïî ëîæ íûõ öå -
ïÿõ ÄÍÊ. Îäíà êî â ðà áî òå [17] ìå òî äîì ìî ëå êó ëÿð -
íî ãî äî êèí ãà ïî êà çà íà âîç ìîæ íîñòü îá ðà çî âà íèÿ
Í-ñâÿ çåé ìåæ äó NH2-ãðóï ïà ìè ÝÁ, èí òåð êà ëè ðî -
âàí íî ãî â GC-ñàéò ÄÍÊ, ñ àòî ìà ìè Î4' è O5' äå-
çîêñè ðè áîç ãó à íè íà ïðî òè âî ïî ëîæ íûõ öå ïåé. Òà -
êàÿ ìî äåëü ïîä òâåð æäà åò ñÿ äàí íû ìè ÐÑÀ êîì -
ïëåê ñà ÝÁ ñ äè íóê ëå î òè äîì d(CpG), â êî òî ðîì îá -
íà ðó æå íà Í-ñâÿçü ìåæ äó NH2-ãðóï ïîé ÝÁ è àòî ìîì
Î5' äåç îêñè ðè áî çû [18].
Òà êèì îá ðà çîì, íà áëþ äà å ìûå íà ñïåê òðàõ ÊÐ
(ðèñ. 3) âû ñî êî ÷àñ òîò íûå ñäâè ãè ïî ëîñ, îò íî ñÿ -
ùèõ ñÿ ê äå ôîð ìà öè îí íî ìó êî ëå áà íèþ NH2-ãðóïï
ëè ãàí äà, ïðè âû ñî êèõ è íèç êèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D ñâè -
äå ò åëüñòâó þò îá îá ðà çî âà íèè âî äî ðîä íûõ ñâÿ çåé
ýòèõ ãðóïï ñ ÄÍÊ êàê â ñëó ÷àå èí òåð êà ëè ðî âàí íî ãî
õðî ìî ôî ðà ÝÁ, òàê è ïðè âíåø íåì ñâÿ çû âà íèè íà
ïî âåð õíîñ òè ìî ëå êó ëû ÄÍÊ. Ýòè âî äî ðîä íûå ñâÿ -
çè íà ðÿ äó ñ ìåæ ïëîñ êîñ òíû ìè âçà è ìî äå éñòâè ÿ ìè
àðî ìà òè ÷åñ êèõ êî ëåö õðî ìî ôî ðà ÝÁ è àçî òèñ òûõ
îñíî âà íèé (öè òî çè íà è ãó à íè íà) äîïîëíèòåëüíî
ñòàáèëèçèðóþò êîìïëåêñ ÄÍÊ–ÝÁ, ÷òî ïðèâîäèò ê
óâåëè÷åíèþ åãî òåðìîñòàáèëüíîñòè [19].
Äëÿ òî ãî ÷òî áû óñòà íî âèòü, â êà êîì ñòðóê òóð -
íîì ñî ñòî ÿ íèè íà õî äèò ñÿ ÄÍÊ â êîì ïëåê ñå ñ ÝÁ
ïðè íèç êèõ è âû ñî êèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D, íà ìè ïî ëó ÷å -
íû ñïåê òðû ÊÐ êîì ïëåê ñîâ â îá ëàñ òè ìàð êåð íûõ
ïîëîñ ÄÍÊ [6, 20–22].
Íà ðèñ. 4 ïðè âå äåí ÷àñ òîò íûé äè à ïà çîí n =
= 750–850 ñì–1 äëÿ ñïåê òðà ÝÁ áåç êîì ïëåê ñà, ñïåê -
òðîâ ñìå ñåé ÄÍÊ–ÝÁ ïðè äâóõ çíà ÷å íè ÿõ P/D è
ñïåê òðîâ ÄÍÊ â Â- è À-ôîð ìå. Î÷åíü ñëà áàÿ èí òåí -
130
ÁËÈÇ ÍÞÊ Þ. Í. È ÄÐ.
Ðèñ. 3 Ïðåä ðå çî íàí ñíûå ñïåê òðû êîì áè íà öè îí íî ãî ðàññåÿíèÿ
ðàñ òâî ðîâ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (1) è êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ ïðè
P/D = 3 (2) è P/D = 20 (3); ÑÝÁ = 1,1 × 10–4 Ì â èí òåð âà ëàõ ÷àñ òîò
1600–1660 ñì–1
Îòíå ñå íèå
ÝÁ (C »
» 1,1×10–4 M), ñì–1
ÄÍÊ–ÝÁ
P/D = 3,
ñì–1
P/D = 20,
ñì–1
Ôå íèëü íîå êîëü öî 1602 1603 1602
Ôå íèëü íîå êîëü öî
(C-C)
1615 1617 1613
NH2, äå ôîð ìà -
öè îí íîå êî ëå áà íèå
1626 1631 1631
Òàá ëè öà 3
×àñ òî òû ïî ëîñ â ñïåêòðå êîì áè íà öè îí íî ãî ðàñ ñå ÿ íèÿ ñâåòà
è èõ îò íå ñå íèå äëÿ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ (ÝÁ) â êîì ïëåê ñå ñ
ÄÍÊ â ÷àñ òîò íîì äè à ïà çî íå 1600–1660 ñì–1
ñèâ íîñòü ïî ëîñ ÊÐ ÝÁ â ýòîì ñïåê òðàëü íîì äè à ïà -
çî íå ïî ñðàâ íå íèþ ñî ñïåê òðà ìè ÄÍÊ ïî çâî ëè ëà
íàì ïðå íåá ðå÷ü âêëà äîì êî ëå áà íèé ëè ãàí äà â
ñïåêòð êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ è íàáëþäàòü çà ïî âå -
äå íè åì ìîëåêóëû ÄÍÊ.
Èç ñïåê òðà 2 (ðèñ. 4) âèä íî, ÷òî ïðè áî ëåå ïëîò -
íîì çà ïîë íå íèè ìàò ðè öû ÄÍÊ ëè ãàí äîì (P/D = 3)
îá ðà çî âà íèå êîì ïëåê ñà ñî ïðî âîæ äà åò ñÿ ïî ÿâ ëå íè -
åì ïî ëîñ ïðè n = 780 è 807 ñì–1. Êàê èç âåñ òíî [6,
20–22], ýòè ïî ëî ñû ÿâ ëÿ þò ñÿ õà ðàê òåð íû ìè ìàð êå -
ðà ìè À-ôîð ìû ÄÍÊ è íà øè èñ ñëå äî âà íèÿ ïîä òâåð -
æäà þò ñäå ëàí íûå ðà íåå âû âî äû î òîì, ÷òî ïëîò íîå
çà ïîë íå íèå ìàò ðè öû ÄÍÊ áðî ìèñ òûì ýòè äè åì ïå -
ðå âî äèò åå èç Â-ôîð ìû â À-ïî äî áíóþ êîí ôîð ìà -
öèþ [3, 4, 13]. Ïðè P/D = 20 â ñïåê òðå ÊÐ íà áëþ äà -
þò ñÿ ïî ëî ñû ïðè n = 834, 796 è 781 ñì–1 (ðèñ. 4,
ñïåêòð 3), õà ðàê òåð íûå äëÿ Â-ôîð ìû ÄÍÊ [6,
20–22].
Ñëå äî âà òåëü íî, ïðè áîëü øèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D (³
³ 20) ÄÍÊ â êîì ïëåê ñàõ ñ ÝÁ íà õî äèò ñÿ â Â-êîí -
ôîð ìà öèè.
Ôîð ìè ðî âà íèå êîì ïëåê ñà ïðè ìà ëûõ çíà ÷å íè ÿõ
P/D (£ 3), ïî-âè äè ìî ìó, ñî ïðî âîæ äà åò ñÿ âû òåñ íå -
íè åì áðî ìèñ òî ãî ýòèäèÿ èç èí òåð êà ëÿ öè îí íî ãî
ñàé òà ïðè ñòðóê òóð íîì ïå ðå õî äå ÄÍÊ â À-ïî äî -
áíóþ ôîð ìó, ïðè êî òî ðîé ìè íîð íûé æå ëî áîê ñòà -
íî âèò ñÿ øè ðå è ìåëü ÷å, ÷òî ïðèâîäèò ê âíåøíåìó
òèïó ñâÿçûâàíèÿ ëèãàíäà.
Âû âî äû. Òà êèì îá ðà çîì, ïðî âå äåí íîå ìå òî äîì
ñïåê òðîñ êî ïèè ÊÐ ñâå òà èñ ñëå äî âà íèå êîì ïëåê ñî -
îá ðà çî âà íèÿ áðî ìèñ òî ãî ýòè äèÿ ñ ÄÍÊ ïî çâî ëè ëî
óñòà íî âèòü, ÷òî ïðè âû ñî êèõ çíà ÷å íè ÿõ P/D, êîã äà
êîí öåí òðà öèÿ ëè ãàí äà â ðàñ òâî ðå ìà ëà, ñòà áè ëè çà -
öèÿ êîì ïëåê ñà îñó ùå ñòâëÿ åò ñÿ íå òîëü êî çà ñ÷åò
ìåæ ïëîñ êîñ òíûõ âçà è ìî äå éñòâèé èí òåð êà ëè ðî âàí -
íî ãî õðî ìî ôî ðà, íî è âñëå äñòâèå îá ðà çî âà íèÿ
Í-ñâÿ çåé ìåæ äó àìè íîã ðóï ïà ìè ÝÁ è àòî ìà ìè êèñ -
ëî ðî äà äåç îêñè ðè áî çû (Î4' è Î5').  ýòîì ñëó÷àå
ÄÍÊ ñî õðà íÿ åò ñÿ â Â-ôîð ìå. Ïðè íèç êèõ çíà ÷å íè -
ÿõ P/D ôî ðìèðî âà íèå êîì ïëåê ñà ÄÍÊ–ÝÁ ñî ïðî -
âîæ äà åò ñÿ ñòðóê òóð íûì ïå ðå õî äîì ÄÍÊ èç Â- â
À-ïî äî áíóþ êîí ôîð ìà öèþ, à àìè íîã ðóï ïû ÝÁ âçà -
è ìî äå éñòâó þò ñ ñà õà ðî-ôîñ ôàò íû ìè ãðóï ïà ìè ïî -
ëè íóê ëå î òèä íîé ìàò ðè öû, ñòà áè ëè çè ðóÿ âíåø íþþ
«ïî ñàä êó» õðî ìî ôî ðà íà ïî âåð õíîñòü ìî ëå êó ëû
ÄÍÊ.
Iu. N. Blyzniuk, T. V. Bolbukh, O. B. Kruglova, M. A. Semenov,
V. Ya. Maleev
Investigation of complexation of ethidium bromide with DNA by
the method of Raman spectroscopy
Summary
The investigation of complexation features of ethidium bromide
(EB) with calf thymus DNA at the high and low ratios of
biopolymer/ligand molar concentrations (P/D) was carried out
using Raman spectroscopy and VIS-spectrophotometry. It was
shown that EB binds to DNA with formation of two types of
complexes: intercalation and exterior binding. The analysis of
Raman spectra revealed that the amino groups of EB form the
hydrogen bonds with acceptor atom groups of DNA in both types of
complexes. A low extent of filling DNA structure by the ligand (P/D
= 20) does not change the DNA B-form, while a high extent (P/D =
3) results in the conformation B-A transition.
Keywords: ethidium bromide; DNA; complex; Raman
spectroscopy, spectrophotometry.
131
ÈÑÑËÅ ÄÎ ÂÀ ÍÈÅ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑÎ ÎÁ ÐÀ ÇÎ ÂÀ ÍÈß ÁÐÎ ÌÈÑ ÒÎ ÃÎ ÝÒÈ ÄÈß Ñ ÄÍÊ
Ðèñ. 4. Ïðåä ðå çî íàí ñíûå ñïåê òðû êîì áè íà öè îí íî ãî ðàññåÿíèÿ
ÝÁ (1), êîì ïëåê ñîâ ÄÍÊ–ÝÁ ïðè P/D = 3 (2); P/D = 20 (3) è ñïåê -
òðû ïëå íîê ÄÍÊ ïðè ðàç íûõ îò íî ñè òåëü íûõ âëàæ íîñ òÿõ: 96 %
ÎÂ – Â-ÄÍÊ (4) è 76 % ÎÂ – À-ÄÍÊ (5); ÑÝÁ = 1,1×10–4 Ì
Þ. Ì. Áëèç íþê, Ò. Â. Áîëü áóõ, Î. Á. Êðóã ëî âà, Ì. Î. Ñå ìå íîâ,
Â. ß. Ìà뺺â
Äîñë³äæåí íÿ êîì ïëåê ñî óò âî ðåí íÿ áðî ìèñ òî ãî åòèä³þ ç ÄÍÊ
ìå òî äîì ñïåê òðîñ êîﳿ êîìá³íàö³éíî ãî ðîçñ³ÿííÿ ñâ³òëà
Ðå çþ ìå
Ìå òî äà ìè ñïåê òðîñ êîﳿ êîìá³íàö³éíî ãî ðîçñ³ÿííÿ (ÊÐ)
ñâ³òëà òà ñïåê òðî ôî òî ìåò𳿠ó âè äèì³é îá ëàñò³ äîñë³äæå íî
îñîá ëè âîñò³ êîì ïëåê ñî óò âî ðåí íÿ áðî ìèñ òî ãî åòèä³þ (ÅÁ) ç
òè ìóñ íîþ ÄÍÊ ïðè âè ñî êèõ òà íèç üêèõ ñï³ââ³äíî øåííÿõ êîí -
öåí òðàö³é á³îïîë³ìåð/ë³ãàíä (P/D). Ïî êà çà íî, ùî âçàºìîä³ÿ ÅÁ
ç ÄÍÊ â³äáó âàºòüñÿ äâîìà ñïî ñî áà ìè: çà òè ïîì ³íòåð êà ëÿö³¿
òà çà ðà õó íîê çîâí³øíüî ãî çâ’ÿ çó âàí íÿ. Ç àíàë³çó ñïåêòð³â ÊÐ
êîì ïëåêñ³â âèï ëè âàº, ùî àì³íîã ðó ïè ÅÁ ôîð ìó þòü âîä íåâ³
çâ’ÿç êè ç àòîìàìè êèñ íþ Î4' i O5' ÄÍÊ â îáîõ òè ïàõ êîì -
ïëåêñ³â. Íèçüêèé ñòóï³íü çà ïîâ íåí íÿ ÄÍÊ ë³ãàí äîì (P/D = 20)
íå çì³íþº Â-ôîðìè ÄÍÊ, à âè ñîêèé (P/D = 3) – ïðè çâî äèòü äî
êîí ôîð ìàö³éíî ãî –À-ïå ðå õî äó.
Êëþ ÷îâ³ ñëî âà: áðî ìèñ òèé åòèä³é, ÄÍÊ, êîì ïëåêñ, ñïåê -
òðîñ êîï³ÿ êîìá³íàö³éíî ãî ðîçñ³ÿííÿ, ñïåê òðî ôî òî ìåòð³ÿ.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Karapetian A. T., Mehrabian N. M., Terzikian G. A., Varde-
vanian P. O., Antonian A. P., Borisova O. F., Frank-
Kamenetskii M. D. Theoretical treatment of melting comp-
lexes of DNA with ligands having several types of binding
states on helical and single-stranded DNA // J. Biomol.
Struct. and Dyn.–1996.–14, N 2.–P. 275–283.
2. Minasyan S. H., Tavadyan L. A., Antonyan A. P., Davtyan H.
G., Parsadanyan M. A., Vardevanyan P. O. Differential pulse
voltammetric studies of ethidium bromide binding to DNA //
Bioelectrochemistry.–2006.–68, N 1.–P. 48–55.
3. Semenov M. A., Bolbukh T. V. The complexing of ethidium
bromide and DNA in moist films as revealed by
IR-spectroscopy // Biopolymers and Cell.–1987.–3, N 5.–
P. 234–240.
4. Yuzaki K., Hamaguchi H. Intercalation-induced structural
change of DNA as studied by 1064 nm near-infrared
multichannel Raman spectroscopy // J. Raman Spectrosc.–
2004.–35, N 12.–P. 1013–1015.
5. Bresloff J. L., Crothers D. M. DNA-ethidium reaction kine-
tics: demonstration of direct ligand transfer between DNA
binding sites // J. Mol. Biol.–1975.–95, N 1.–P. 103–123.
6. Erfurth S. C., Kiser E. J., Peticolas W. L. Determination of
the backbone structure of nucleic acids and nucleic acid
oligomers by laser Raman scattering // Proc. Nat. Acad. Sci.
USA.–1972.–69, N 4.–P. 938–941.
7. Semenov M. A., Gasan A. I., Bolbukh T. V., Maleev V. Ya.
Hydration and the structural transitions of DNA from
Micrococcus lysodeikticus in films // Biophysics (Russia).–
1996.–41, N 5.–P. 1007–1015.
8. Semenov M. A., Gasan A. I., Bolbukh T. V., Maleev V. Ya.
Influence of the water on the structural transitions and
stabilization of DNA from Clostridium perfringens // Bio-
physics (Russia).–1997.–42, N 3.–P. 591–598.
9. Grasselli J. G., Snavely M. K., Bulkin B. J. Chemical applica-
tions of Raman spectroscopy.–Ì.: Ìir, 1984.–216 p.
10. Porumb H. The solution spectroscopy of drugs and the drug-
nucleic acid interactions // Progr. Biophys. Mol. Biol.–
1978.–34, N 3.–P. 175–195.
11. Parker F. S. Application of Infrared, Raman and Resonance
Raman spectroscopy in biochemistry.–New York: Plenum
press, 1983.–550 p.
12. Breuzard G., Millot J. M., Riou J. F., Manfait M. Selective in-
teractions of ethidiums with G-quadruplex DNA revealed by
surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chem.–2003.–
75, N 10.–P. 4305–4311.
13. Benevides J. M., Thomas G. J., Jr. Local conformational
changes induced in B-DNA by ethidium intercalation //
Biochemistry.–2005.–44, N 8.–P. 2993–2999.
14. Tsuboi M., Benevides J. M., Thomas G. J., Jr. The complex of
ethidium bromide with genomic DNA: structure analysis by
polarized Raman spectroscopy // Biophys. J.–2007.–92,
N 3.–P. 928–934.
15. Veselkov A. N., Evstigneev M. P., Hernandez S. A., Rogova O.
V., Veselkov D. A., Davies D. B. 1H NMR study of hetero-
association of ethidium homodimer and propidium iodide in
water // J. Struct. Chem.–2004.–45, N 5.–P. 793–799.
16. Yan Q., Priebe W., Chaires J. B., Czernuszewicz R. S. Interac-
tion of doxorubicin and its derivatives with DNA: elucidation
by resonance Raman and surface-enhanced resonance Raman
spectroscopy // Biospectroscopy.–1997.–3, N 4.–P. 307–316.
17. Miroshnychenko K. V., Shestopalova A. V. The effect of drug-
DNA interaction on intercalation site formation // Molecular
self-organization in micro-, nano, and macrodimensions:
from molecules to water, to nanoparticles, DNA and proteins:
Abstrs of NATO Adv. Res. Workshop.–Kyiv, 2008.–P. 72–
73.
18. Jain S. C., Sobell H. M. Visualization of drug-nucleic acid in-
teractions at atomic resolution. VIII. Structures of two
ethidium/dinucleoside monophosphate crystalline complexes
containing ethidium: cytidylyl(3'-5')guanosine // J. Biomol.
Struct. and Dyn.–1984.–1, N 5.–P. 1179–1194.
19. Karapetian A. T., Permogorov V. I., Frank-Kamenetskii M.
D., Lasurkin Yu. S. Thermodynamic investigation of the DNA
complexes with dyes // Ìîl. Biol. (Russia)–1972.–6, N 6.–
P. 867–873.
20. Martin J. C., Wartell R. M. Changes in Raman vibrational
bands of calf thymus DNA during the B-to-A transition //
Biopolymers.–1982.–21, N 3.–P. 499–512.
21. Prescott B., Steinmetz W., Thomas G. J., Jr. Characterization
of DNA structures by laser Raman spectroscopy // Biopoly-
mers.–1984.–23, N 2.–P. 235–256.
22. Thomas G. J., Jr., Benevides J. M., Overman S. A., Ueda T.,
Ushizawa K., Saitoh M., Tsuboi M. Polarized Raman spectra
of oriented fibers of A DNA and B DNA: Anisotropic and
isotropic local Raman tensors of base and backbone
vibrations // Biophys. J.–1995.–68, N 3.–P. 1073–1088.
ÓÄÊ 577.3
Íàä³éøëà äî ðå äàêö³¿ 24.03.08
132
ÁËÈÇ ÍÞÊ Þ. Í. È ÄÐ.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5646 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7657 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:36:47Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Близнюк, Ю.Н. Больбух, Т.В. Круглова, Е.Б. Семенов, М.А. Малеев, В.Я. 2010-02-01T14:16:30Z 2010-02-01T14:16:30Z 2009 Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света / Ю.Н. Близнюк, Т.В. Больбух, Е.Б. Круглова, М.А. Семенов, В.Я. Малеев // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 2. — С. 126-132. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0233-7657 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5646 577.3 Методами спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) света и спектрофотометрии в видимой области исследованы особенности комплексообразования бромистого этидия (ЭБ) с тимусной ДНК при высоких и низких соотношениях концентраций биополимер/лиганд (P/D). Показано, что взаимодействие ЭБ с ДНК осуществляется двумя способами: по типу интеркаляции и за счет внешнего связывания. Из анализа спектров КР комплексов следует, что аминогруппы ЭБ образуют водородные связи с атомами кислорода O4' и O5' ДНК в обоих типах комплексов. Низкая степень заполнения ДНК лигандом (P/D = 20) не изменяет B-формы ДНК, а высокая (P/D = 3) - приводит к конформационному B - A-переходу. The investigation of complexation features of ethidium bromide (EB) with calf thymus DNA at the high and low ratios of biopolymer/ligand molar concentrations (P/D) was carried out using Raman spectroscopy and VIS-spectrophotometry. It was shown that EB binds to DNA with formation of two types of complexes: intercalation and exterior binding. The analysis of Raman spectra revealed that the amino groups of EB form the hydrogen bonds with acceptor atom groups of DNA in both types of complexes. A low extent of filling DNA structure by the ligand (P/D = 20) does not change the DNA B-form, while a high extent (P/D = 3) results in the conformation B-A transition. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Молекулярна біофізика Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света Дослідження комплексоутворення бромистого етидію з ДНК методом спектроскопії комбінаційного розсіяння світла Investigation of complexation of ethidium bromide with DNA by the method of Raman spectroscopy Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света Близнюк, Ю.Н. Больбух, Т.В. Круглова, Е.Б. Семенов, М.А. Малеев, В.Я. Молекулярна біофізика |
| title | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| title_alt | Дослідження комплексоутворення бромистого етидію з ДНК методом спектроскопії комбінаційного розсіяння світла Investigation of complexation of ethidium bromide with DNA by the method of Raman spectroscopy |
| title_full | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| title_fullStr | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| title_full_unstemmed | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| title_short | Исследование комплексообразования бромистого этидия с ДНК методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| title_sort | исследование комплексообразования бромистого этидия с днк методом спектроскопии комбинационного рассеяния света |
| topic | Молекулярна біофізика |
| topic_facet | Молекулярна біофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5646 |
| work_keys_str_mv | AT bliznûkûn issledovaniekompleksoobrazovaniâbromistogoétidiâsdnkmetodomspektroskopiikombinacionnogorasseâniâsveta AT bolʹbuhtv issledovaniekompleksoobrazovaniâbromistogoétidiâsdnkmetodomspektroskopiikombinacionnogorasseâniâsveta AT kruglovaeb issledovaniekompleksoobrazovaniâbromistogoétidiâsdnkmetodomspektroskopiikombinacionnogorasseâniâsveta AT semenovma issledovaniekompleksoobrazovaniâbromistogoétidiâsdnkmetodomspektroskopiikombinacionnogorasseâniâsveta AT maleevvâ issledovaniekompleksoobrazovaniâbromistogoétidiâsdnkmetodomspektroskopiikombinacionnogorasseâniâsveta AT bliznûkûn doslídžennâkompleksoutvorennâbromistogoetidíûzdnkmetodomspektroskopííkombínacíinogorozsíânnâsvítla AT bolʹbuhtv doslídžennâkompleksoutvorennâbromistogoetidíûzdnkmetodomspektroskopííkombínacíinogorozsíânnâsvítla AT kruglovaeb doslídžennâkompleksoutvorennâbromistogoetidíûzdnkmetodomspektroskopííkombínacíinogorozsíânnâsvítla AT semenovma doslídžennâkompleksoutvorennâbromistogoetidíûzdnkmetodomspektroskopííkombínacíinogorozsíânnâsvítla AT maleevvâ doslídžennâkompleksoutvorennâbromistogoetidíûzdnkmetodomspektroskopííkombínacíinogorozsíânnâsvítla AT bliznûkûn investigationofcomplexationofethidiumbromidewithdnabythemethodoframanspectroscopy AT bolʹbuhtv investigationofcomplexationofethidiumbromidewithdnabythemethodoframanspectroscopy AT kruglovaeb investigationofcomplexationofethidiumbromidewithdnabythemethodoframanspectroscopy AT semenovma investigationofcomplexationofethidiumbromidewithdnabythemethodoframanspectroscopy AT maleevvâ investigationofcomplexationofethidiumbromidewithdnabythemethodoframanspectroscopy |