Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU
Цель. Изучить влияние ионов Ni2+ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU×полиA×полиU и определить термодинамические параметры образования металлокомплексов. Методы. Дифференциальная УФ-спектроскопия и термическая денатурация. Результаты. Получены зависимости конформационны...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5658 |
| 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: | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU / В.А. Сорокин, В.А. Валеев, Е.Л. Усенко // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 3. — С. 218–225. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859519257596919808 |
|---|---|
| author | Сорокин, В.А. Валеев, В.А. Усенко, Е.Л. |
| author_facet | Сорокин, В.А. Валеев, В.А. Усенко, Е.Л. |
| citation_txt | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU / В.А. Сорокин, В.А. Валеев, Е.Л. Усенко // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 3. — С. 218–225. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Цель. Изучить влияние ионов Ni2+ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU×полиA×полиU и определить термодинамические параметры образования металлокомплексов. Методы. Дифференциальная УФ-спектроскопия и термическая денатурация. Результаты. Получены зависимости конформационных переходов (Tm) полиUполиAполиU (А2U) от концентрации ионов Ni^2+ (до 0,001 М) в условиях, близких к физиологическим (0,1 M Na+, pH 7). При [Ni^2+] < 3×10^–4 М на фазовой диаграмме на блюдаются две ветви, соответствующие переходам А2U→полиА×полиU (АU) + полиU (3→2) и АU→полиА + полиU (2→1). При более высоких концентрациях Ni^2+ и на гревании А2U реализуется только переход А2U→полиU + полиА + полиU (3→1). Оценены эффективные константы связывания ионов Ni^2+ с АU (850 М^–1) и А2U (1300 М^–1) и энтальпия перехода 3→2 (ΔН3→2 = 4±1 ккал/мольт×риплет). Выводы. C помощью теории равновесного связывания установлена термодинамическая природа качественно различного поведения (Tm)2→3 на фазовой диаграмме АU в присутствии ионов Mg^2+ и Ni^2+, обнаруженного нами ранее: большее различие между сродством магния к A2U и АU по сравнению с различием между сродством к АU и полиА приводит к понижению (Tm)2→3, тогда как противоположное соотношение в константах связывания для ионов Ni^2+ – к ее повышению.
Aim. To investigate Ni^2+ ion effect on the conformational equilibrium of the three-stranded polynucleotide polyU×polyA×polyU and to ascertain thermodynamic parameters of the metal complex formation. Methods. The differential UV spectroscopy and thermal denaturation. Results. Dependences of conformational transition (Tm) of poly U×polyA×polyU (À2U) on Ni2+ ion concentration (up to 0.001 Ì) under conditions close to physiological ones (0.1 M Na+, pH 7) were obtained. At [Ni^2+] < 3×10–4 Ì two branches are observed in the phase diagram, corresponding to À2U → polyÀ×polyU (ÀU) + polyU (3→2) and ÀU→polyÀ + polyU (2→1) transitions. Only À2U→polyU + polyÀ + polyU (3→1) transition is realized at higher Ni^2+ concentrations and upon A2U heating. Effective binding constants are determined for Ni^2+ ions with AU (850 Ì–1) and À2U (1300 Ì–1) as well as 3→2 transition enthalpy (ΔH3→2 = 4±1 kcal/mol×triplet). Conclusions. By the equilibrium binding theory the thermodynamic nature of (Tm)2→3 different behavior in the phase diagram of AU in the presence of Mg2+ and Ni2+ ions was determined. A larger difference of the magnesium affinity to A2U and AU as compared with that to AU and poly A results in (Tm)2→3 decrease whereas the opposite ratio of Ni^2+ ion binding constants induces its increasing.
|
| first_indexed | 2025-11-25T20:53:09Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÌÎËÅÊÓËßÐÍÀ Á²ÎÔ²ÇÈÊÀ
Ôàçîâàÿ äèàãðàììà êîìïëåêñîâ èîíîâ Ni2+ c
ïîëèU×ïîëèA×ïîëèU
Â. À. Ñî ðî êèí, Â. À. Âà ëå åâ, Å. Ë. Óñåí êî
Ôè çè êî-òåõ íè ÷åñ êèé èí ñòè òóò íèç êèõ òåì ïå ðà òóð èì. Á. È. Âåð êè íà ÍÀÍ Óêðà è íû
Ïð. Ëå íè íà, 47, Õàðü êîâ, Óêðà è íà, 61103
sorokin@ilt.kharkov.ua
Öåëü. Èçó ÷èòü âëè ÿ íèå èî íîâ Ni2+ íà êîí ôîð ìà öè îí íîå ðàâ íî âå ñèå òðåõ öå ïî ÷å÷ íî ãî ïî ëè íóê ëå î òè -
äà ïî ëèU×ïî ëèA×ïî ëèU è îïðå äå ëèòü òåð ìî äè íà ìè ÷åñ êèå ïà ðà ìåò ðû îá ðà çî âà íèÿ ìå òàë ëî êîì ïëåê -
ñîâ. Ìå òî äû. Äèô ôå ðåí öè àëü íàÿ ÓÔ-ñïåê òðîñ êî ïèÿ è òåð ìè ÷åñ êàÿ äå íà òó ðà öèÿ. Ðå çóëü òà òû.
Ïî ëó ÷å íû çà âè ñè ìîñ òè êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ (Tm) ïî ëèU×ïî ëèA×ïî ëèU (À2U) îò êîí öåí òðà -
öèè èî íîâ Ni2+ (äî 0,001 Ì) â óñëî âè ÿõ, áëèç êèõ ê ôè çè î ëî ãè ÷åñ êèì (0,1 M Na+, pH 7). Ïðè [Ni2+] <
< 3×10–4 Ì íà ôà çî âîé äè àã ðàì ìå íà áëþ äà þò ñÿ äâå âåò âè, ñî îò âå òñòâó þ ùèå ïå ðå õî äàì À2U®ïî -
ëèÀ×ïî ëèU (ÀU) + ïî ëèU (3®2) è ÀU®ïî ëèÀ + ïî ëèU (2®1). Ïðè áî ëåå âû ñî êèõ êîí öåí òðà öè ÿõ Ni2+ è
íà ãðå âà íèè À2U ðå à ëè çó åò ñÿ òîëü êî ïå ðå õîä À2U®ïî ëèU + ïî ëèÀ + ïî ëèU (3®1). Îöå íå íû ýô ôåê -
òèâ íûå êîí ñòàí òû ñâÿ çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ ÀU (850 Ì–1) è À2U (1300 Ì–1) è ýí òàëü ïèÿ ïå ðå õî äà 3®2
(DÍ3®2 = 4±1 êêàë/ìîëü×òðèï ëåò). Âû âî äû. C ïî ìîùüþ òå î ðèè ðàâ íî âåñ íî ãî ñâÿ çû âà íèÿ óñòà íîâ -
ëå íà òåð ìî äè íà ìè ÷åñ êàÿ ïðè ðî äà êà ÷åñ òâåí íî ðàç ëè÷ íî ãî ïî âå äå íèÿ (Tm)2®3 íà ôà çî âîé äè àã ðàì ìå
ÀU â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Mg2+ è Ni2+, îá íà ðó æåí íî ãî íàìè ðà íåå: áîëü øåå ðàç ëè ÷èå ìåæ äó ñðî -
äñòâîì ìàã íèÿ ê A2U è ÀU ïî ñðàâ íå íèþ ñ ðàç ëè ÷è åì ìåæ äó ñðî äñòâîì ê ÀU è ïî ëèÀ ïðè âî äèò ê ïî -
íè æå íèþ (Tm)2®3, òîã äà êàê ïðî òè âî ïî ëîæ íîå ñî îò íî øå íèå â êîí ñòàí òàõ ñâÿ çû âà íèÿ äëÿ èî íîâ
Ni2+ – ê åå ïî âû øå íèþ.
Êëþ ÷å âûå ñëî âà: ïî ëè íóê ëå î òè äû, èîíû ìå òàë ëîâ, êîí ôîð ìà öè îí íûå ïå ðå õî äû.
Ââå äå íèå. Â íà ñòî ÿ ùåå âðå ìÿ óñòà íîâ ëå íî, ÷òî
òðåõ íèò ÷à òûå îëè ãî- è ïî ëè íóê ëå î òè äû îá ëà äà þò
áè î ëî ãè ÷åñ êîé ôóíê öè î íàëü íîñ òüþ [1–3]. Ýòî äå -
ëà åò àê òó àëü íûì èç ó÷å íèå èõ êîì ïëåê ñîâ ñ èî íà ìè
ïå ðå õîä íûõ ìå òàë ëîâ, çà ãðÿç íå íèå îêðó æà þ ùåé
ñðå äû êî òî ðû ìè ìî æåò, â ïðè íöè ïå, ïðè âî äèòü
(ïðè íå áëà ãîï ðè ÿò íûõ óñëî âè ÿõ) ê íà ðó øå íèþ
íîð ìàëü íî ãî ôóíê öè î íè ðî âà íèÿ áè î ëî ãè ÷åñ êèõ
ìàê ðî ìî ëå êóë [4–6].
Öåëü íà ñòî ÿ ùåé ðà áî òû ñî ñòî ÿ ëà â èç ó÷å íèè
âëè ÿ íèÿ èî íîâ Ni2+ è òåì ïå ðà òó ðû íà êîí ôîð ìà öè -
îí íîå ñî ñòî ÿ íèå òðåõ íèò ÷à òî ãî ïî ëè íóê ëå î òè äà
ïî ëèU ×ïî ëèA ×ïî ëèU (A2U) ïðè ñî äåð æà íèè â ðàñ -
òâî ðå 0,1 Ì Na+ – êîí öåí òðà öèè, áëèç êîé ê ñóì ìàð -
íîé âíóò ðèê ëå òî÷ íîé êîí öåí òðà öèè èî íîâ Na+ è K+
[7]. Ðà íåå òàêóþ èí ôîð ìà öèþ ìû ïî ëó ÷è ëè äëÿ
êîì ïëåê ñîâ A2U ñ èî íà ìè Cd2+ [8]. Ïî äîá íî ïî -
ñëåä íèì èî íû Ni2+ óâå ëè ÷è âà þò êîëè÷åñòâî ìó òà -
öèé ïðè òðàíñ êðèï öèè ÄÍÊ æè âîò íî ãî è ðàñ òè -
òåëü íî ãî ïðî èñ õîæ äå íèÿ, à òàê æå èí ãè áè ðó þò ñïå -
öè ôè ÷åñ êîå ÄÍÊ-áåë êî âîå óçíà âà íèå, ÷òî ìî æåò
áûòü ïðè ÷è íîé êàí öå ðî ãå íå çà [4–6]. Ìîæ íî îò ìå -
òèòü òàê æå, ÷òî íèêåëü (íàðÿäó ñ õðîìîì) èìååò
íàèáîëåå âûñîêèé èíäåêñ êàíöåðîãåííîñòè (21),
ïðèíÿòûé çà åäèíèöó äëÿ àëþìèíèÿ [9].
Ìà òå ðè à ëû è ìå òî äû. Ðàñ òâî ðû êà ëè å âîé ñî -
ëè ïî ëè ðè áî ó ðè äè ëî âîé êèñ ëî òû (ïî ëèU) («Ser-
va», ÔÐÃ) è íà òðè å âîé ñî ëè äâóõ íè ò÷àòî ãî ïî ëè -
218
ISSN 0233-7657. Biopolymers and Ñell. 2009. Vol. 25. N 3
Ó Institute of Molecular Biology and Genetics NAS of Ukraine, 2009
íóê ëå î òè äà ïî ëèA ×ïî ëèU («Sigma Chemical
Company», ÑØÀ) ñìå øè âà ëè äëÿ ïî ëó ÷å íèÿ A2U
ïî ìå òî äó, îïè ñàí íî ìó â [8]. Ñîëü NiCl2 × 6H2O ìàð -
êè õ. ÷. («Ðå à õèì», ÐÔ), êàê è ïî ëè íóê ëå î òè äû, äî -
ïîë íè òåëü íîé î÷èñ òêå íå ïîä âåð ãà ëè.
Òåì ïå ðà òó ðû êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ
(Tm) â îò ñó òñòâèå è â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Ni2+ ðàç -
ëè÷ íîé êîí öåí òðà öèè â ðàñ òâî ðàõ, ñî äåð æà ùèõ
0,001 Ì êà êî äè ëàò íà òðèÿ (ðÍ 7) è 0,099 Ì NaCl,
èç ìå ðÿ ëè íà ñïåê òðî ôî òî ìåò ðå Specord UVVIS
(ÔÐÃ).
Âå ëè ÷è íû Tm îïðå äå ëÿ ëè ïî ïî ëî æå íèþ ìàê ñè -
ìó ìîâ íà äèô ôå ðåí öè àëü íûõ êðè âûõ ïëàâ ëå íèÿ
(ÄÊÏ), òî åñòü íà òåì ïå ðà òóð íûõ çà âè ñè ìîñ òÿõ
ïðî èç âîä íûõ dh(Ò)/dT ïðè n = 38500 ñì–1 (ïî ëî æå -
íèå ìàê ñè ìó ìà íà ÓÔ-ñïåê òðå A2U). ÄÊÏ (ðèñ. 1)
ðàñ ñ÷è òû âà ëè íà ïåð ñî íàëü íîì êîì ïüþ òå ðå ïî
ôîð ìó ëå: h(T) = DÀ(T)/A
T0
, ãäå DÀ(T) – èç ìå íå íèå
ïî ãëî ùå íèÿ ðàñ òâî ðà A2U, èí äó öè ðî âàí íîå íà ãðå -
âà íè åì; A
T0
– åãî ïî ãëî ùå íèå ïðè êîì íàò íîé òåì -
ïå ðà òó ðå Ò0 = 22 ± 2 °Ñ. Êîí öåí òðà öèþ ôîñ ôî ðà AU
è ïî ëèU (Ð), ðàâ íóþ (1¸2)×10–5 Ì, îïðå äå ëÿ ëè ïî êî -
ýô ôè öè åí òó ìî ëÿð íîé ýêñ òèí êöèè â ìàê ñè ìó ìå
ÓÔ-ïî ãëî ùå íèÿ (e261 = 9600 Ì–1ñì–1 äëÿ ïî ëèU è
e260 = 7140 Ì–1ñì–1 äëÿ AU; èí äåêñ – ïî ëî æå íèå ìàê -
ñè ìó ìà íà ÓÔ-ñïåê òðàõ â íì). Êîí öåí òðà öèþ èî -
íîâ Ni2+ ([Ni2+]) íà õî äè ëè êîì ïëåê ñî íî ìåò ðè ÷åñ -
êèì ìå òî äîì. Îøèá êà èç ìå ðå íèÿ Ð è [Ni2+] íå ïðå -
âû øà ëà 0,5 % [8].
Ðå çóëü òà òû è îá ñóæ äå íèå. Â ðà áî òå ñäå ëà íà
ïî ïûò êà èç ìå ðèòü èç ìå íå íèå ñïåê òðà ïî ãëî ùå íèÿ
A2U â äè à ïà çî íå (30 ̧46)×103 ñì–1, èí äó öè ðî âàí íîå
èî íà ìè Ni2+, ïðè Ò = Ò0. Îäíà êî, êàê è â ïðè ñóò-
ñòâèè èî íîâ Cd2+ [8], îíî îá íà ðó æå íî íå áû ëî
âïëîòü äî êîí öåí òðà öèè Ni2+ 0,001 Ì. Ýòîò ðå çóëü -
òàò ñâè äå ò åëüñòâó åò îá îò ñó òñòâèè âíóò ðèñ ôåð íûõ
êî îð äè íà öè îí íûõ ñâÿ çåé ñ ãå òå ðî à òî ìà ìè àçî òèñ -
òûõ îñíî âà íèé A2U íå òîëü êî äëÿ èî íîâ Cd2+ [8], íî
è äëÿ èî íîâ Ni2+. Îáóñ ëîâ ëå íî ýòî, ïî-âè äè ìî ìó,
òåì, ÷òî ïî òåí öè àëü íî âîç ìîæ íûå äëÿ ñâÿ çû âà íèÿ
àòî ìû N7 è N1 ïî ëèÀ, à òàê æå N3 äâóõ öå ïåé ïî -
ëèU âêëþ ÷å íû â ñèñ òå ìó âî äî ðîä íûõ ñâÿ çåé, à âçà -
è ìî äå éñòâèå íè êå ëÿ ñ Î2 è Î4 ïî ëè ó ðè äè ëî âûõ
íè òåé A2U (ðèñ. 2) íå ðå à ëè çó åò ñÿ èç-çà î÷åíü ñëà -
áî ãî ñðî äñòâà åãî èî íîâ ê ýòèì àòî ìàì [10].
 ñî îò âå òñòâèè ñ äàí íû ìè [9, 11–13], íà ãðå âà -
íèå A2U â îò ñó òñòâèå èî íîâ Mt2+ èí äó öè ðó åò äâà
ïî ñëå äî âà òåëü íûõ ïðî öåñ ñà (ðèñ. 1). Ïåð âûé èí -
òåí ñèâ íûé ìàê ñè ìóì íà äèô ôå ðåí öè àëü íîé êðè -
âîé ïëàâ ëå íèÿ ñî îò âå òñòâó åò îò äå ëå íèþ îò A2U
îä íîé íè òè ïî ëèU (U2) (ðèñ. 2), òî åñòü ðå à ëè çà öèè
ïå ðå õî äà A2U®AU + U (ïå ðå õîä 3®2), âòî ðîé èí -
òåí ñèâ íûé ìàê ñè ìóì – ïëàâ ëå íèþ AU, òî åñòü áî -
ëåå êî î ïå ðà òèâ íî ìó ïå ðå õî äó 2®1 (U + AU®U +
+ À + U). Ïðè ïî âû øå íèè êîí öåí òðà öèè íè êå ëÿ
219
ÔÀ ÇÎ ÂÀß ÄÈ Àà ÐÀÌ ÌÀ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑΠÈÎ ÍΠNi2+ Ñ ÏÎËÈU×ÏÎËÈÀ×ÏÎËÈU
Ðèñ. 1. Äèô ôå ðåí öè àëü íûå êðè âûå ïëàâ ëå íèÿ A2U (0,1 M Na+,
ðÍ 7): a – [Ni2+] = 0; á – 2,3×10-4 M Ni2+; â – 3×10-4 M Ni2+
ðàç ëè ÷èå ìåæ äó òåì ïå ðà òó ðà ìè îá îèõ ïå ðå õî äîâ
óìåíü øà åò ñÿ è ïðè ~3×10–4 M Ni2+ (ðèñ. 3) îíî, åñ ëè è
ñó ùåñ òâó åò, òî íà õî äèò ñÿ â ïðåä å ëàõ ýêñ ïå ðè ìåí -
òàëü íîé îøèá êè. Òà êèì îá ðà çîì, òî÷ êó «a» íà ôà -
çî âîé äè àã ðàì ìå êîì ïëåê ñîâ A2U + Ni2+ (ðèñ. 3)
ìîæ íî èí òåð ïðå òè ðî âàòü êàê «êðè òè ÷åñ êóþ» (Tmcr =
= 63,1 °C). Ïðè [Ni2+] ³ [Ni2+]cr ïëàâ ëå íèå A2U ñòà íî -
âèò ñÿ îä íî ñòà äèé íûì, òî åñòü ðå à ëè çó åò ñÿ ïå ðå õîä
A2U®A + U + U (ïå ðå õîä 3®1). Íàì íå óäà ëîñü ïî -
ëó ÷èòü çà âè ñè ìîñòü (Tm)3®1 îò [Ni2+] ïðè êîí öåí òðà -
öè ÿõ, ïðå âûøà þ ùèõ 3×10–4 Ì, èç-çà ïî ÿâ ëå íèÿ ðàñ -
ñå ÿ íèÿ ñâå òà â ýòîé îá ëàñ òè êîí öåí òðà öèé, èñ êà -
æàâ øå ãî ôîð ìó êðè âûõ ïëàâ ëå íèÿ.
Ìîæ íî îò ìå òèòü, ÷òî õî òÿ ôîð ìà ôà çî âûõ äè-
àã ðàìì êîì ïëåê ñîâ A2U ñ èî íà ìè Ni2+ è Cd2+ íå -
ñêîëü êî îò ëè ÷à åò ñÿ, çíà ÷å íèÿ êðè òè ÷åñ êèõ êîí öåí -
òðà öèé äëÿ îá îèõ èî íîâ ðàçíÿòñÿ íå áî ëåå ÷åì íà
15 % (ðèñ. 3).
 ðà áî òàõ [14, 15] íà ìè ïî êà çà íî, ÷òî îñî áåí -
íîñ òè ôîð ìû ôà çî âûõ äè àã ðàìì ìå òàë ëî êîì ïëåê -
ñîâ äâóõ- è òðåõ íèò ÷à òûõ ïî ëè íóê ëå î òè äîâ ìî ãóò
áûòü êà ÷åñ òâåí íûì, à èíîã äà è êî ëè ÷åñ òâåí íûì
îá ðà çîì îá ú ÿñ íå íû â ðàì êàõ òå î ðèè ðàâ íî âåñ íî ãî
ñâÿ çû âà íèÿ. Ñîã ëàñ íî ýòîé òå î ðèè, ïðè ñòå õè î ìåò -
ðèè êîì ïëåê ñà, ñî îò âå òñòâó þ ùåé ñâÿ çû âà íèþ îä -
íî ãî èî íà ñ ïà ðîé ôîñ ôà òîâ, õà ðàê òåð íîé äëÿ ñâÿ -
çû âà íèÿ èî íîâ Mt2+ ñ ïî ëè à íè î íà ìè ðàç ëè÷ íîé
ñòðóê òó ðû [9, 14, 15], òåì ïå ðà òó ðà ïå ðå õî äà (Tm) èç
êîí ôîð ìà öèè «a» â êîí ôîð ìà öèþ «b» îïðå äå ëÿ åò -
ñÿ âû ðà æå íè åì
( ) ( ) ( )T T Tm ab m ab m ab
= + =
0
d (1)
= + +( ) ln ln ;T B E B Fm ab0
äëÿ ïå ðå õî äà 3®2
E
K A
K A
A U f
AU f
3 2
2
1 2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
;
/
/
F
K A
K A
A U f
U f
3 2
2
1 2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
;
/
/
(2)
äëÿ ïå ðå õî äà 2®1
E
K A
K A
AU f
A f
2 1
1 2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
,
/
/
F
K A
K A
AU f
U f
2 1
1 2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
,
/
/
(3)
ãäå (dTm)ab = (Tm – Tm0
)ab – èç ìå íå íèå òåì ïå ðà òó ðû
ïå ðå õî äà ïî ëè íóê ëå î òè äà, èí äó öè ðî âàí íîå èî íà -
ìè Mt2+; a, b – ñî îò âå òñòâåí íî íà ÷àëü íàÿ è íî âàÿ
220
ÑÎ ÐÎ ÊÈÍ Â. À., ÂÀËÅÅÂ Â. À., ÓÑÅÍÊÎ Å. Ë.
Ðèñ. 2. Ñòðóê òó ðà òðèï ëå òà U-A-
U [8]. Ïàðà (U1-A) – óîò ñîí-êðè -
êîâ ñêàÿ; (A-U2) – îá ðàò íàÿ õóã -
ñòè íîâ ñêàÿ
Ðèñ. 3. Ôà çî âàÿ äè àã ðàì ìà êîì ïëåê ñà èî íîâ Ni2+ ñ A2U (0,1 M
Na+, ðÍ 7). Ýêñïå ðè ìåí òàëü íûå çíà ÷å íèÿ Tm ïî êà çà íû çíà÷ êà -
ìè: � – (Tm)3®2; � – (Tm)2®1; ñïëîø íûå ëè íèè – ýêñ ïå ðè ìåí òà-
ëüíûå êîí öåí òðà öè îí íûå çà âè ñè ìîñ òè, ðàñ ñ÷è òàí íûå ïî ìå òî -
äó íà è ìåíü øèõ êâàä ðà òîâ; øòðè õî âàÿ ëè íèÿ – ôà çî âàÿ äè àã -
ðàì ìà êîì ïëåê ñà A2U + Cd2+ [8]; «a» – «êðè òè ÷åñ êèå» òî÷ êè
êîí ôîð ìà öèè ïî ëè íóê ëå î òè äà; B RT T Hm m=
0
/ ,D
ãäå Tm – òåì ïå ðà òó ðà ïå ðå õî äà â íî âóþ êîí ôîð ìà -
öèþ ïî ëî âè íû çâåíü åâ ïî ëè íóê ëå î òè äà; Tm0
= Tm
ïðè [Mt2+] = 0; DÍ – ýí òàëü ïèÿ ñî îò âå òñòâó þ ùå ãî
êîí ôîð ìà öè îí íî ãî ïå ðå õî äà; K – êîí ñòàí òû ñâÿ çû -
âà íèÿ èî íîâ ñ ñî îò âå òñòâó þ ùè ìè ïî ëè íóê ëå î òè äà -
ìè; Af – êîí öåí òðà öèÿ ñâî áîä íûõ èî íîâ.
Ôîð ìó ëû (1)–(3) ìî ãóò áûòü, â ïðè íöè ïå, èñ -
ïîëü çî âà íû äëÿ ðàñ ÷å òà íå èç âåñ òíûõ êîí ñòàíò ñâÿ -
çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ AU è A2U â ïðåä ïî ëî æå íèè,
÷òî çíà ÷å íèÿ KA è KU (òàáë. 1) äëÿ Mg2+ è Ni2+ îäè íà -
êî âû. Àíàëèç ýòèõ çíà ÷å íèé K äëÿ ìàã íèÿ, ïî ëó -
÷åí íûõ ðàç ëè÷ íû ìè àâ òî ðà ìè [16], ïî êà çàë, ÷òî íà -
è ëó÷ øèì îá ðà çîì ëè íåé íûì çà âè ñè ìîñ òÿì ëî ãà -
ðèô ìà KA è KU îò ëî ãà ðèô ìà êîí öåí òðà öèè èî íîâ
Na+ ñî îò âå òñòâó þò äàí íûå ðà áî òû [8]. Ïî ý òî ìó
èìåí íî èõ (òàáë. 1) ìû èñ ïîëü çî âàëè äëÿ ðàñ ÷å òà
êîí ñòàíò ñâÿ çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ AU è A2U. Ïðè
ýòîì â ôîð ìó ëàõ (2) è (3) ïðî èç âå äå íèÿ K × Af áû ëè
çà ìå íå íû íà ïðî èç âå äå íèÿ K × [Ni2+]. Ðàñ ÷åò ïî êà çû -
âà åò, ÷òî ïðè K £ 103 Ì–1 ðàç ëè ÷èå ìåæ äó [Ni2+] è Af
ñî ñòàâ ëÿ åò îêî ëî 0,5 %, òî åñòü íå ïðå âû øà åò
îøèá êè îïðå äå ëå íèÿ [Ni2+]. Âî âñåé îá ëàñ òè êîí -
öåí òðà öèé èî íîâ ïðè ðàñ ÷å òàõ ïî ôîð ìó ëàì (1)–(3)
â ïðî èç âå äå íèè T Tm m0
× èñ ïîëü çî âà íû ýêñ ïå ðè ìåí -
òàëü íûå çíà ÷å íèÿ ýòèõ òåì ïå ðà òóð (òàáë. 2, ðèñ. 3).
Ïðè ðàñ ÷å òå KAU ïî ôîð ìó ëàì (1), (3) ïðè ìå íè ëè
ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íóþ âå ëè ÷è íó DÍ2®1 (òàáë. 2).
Îäíà êî ðàñ ÷åò êîí ñòàí òû ñâÿ çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ
A2U ïî ôîð ìó ëàì (1) è ( 2) çà òðóä íåí èç-çà î÷åíü
áîëü øî ãî ðàç áðî ñà çíà ÷å íèé (DH)3®2, ïî ëó ÷åí íûõ
ðàç ëè÷ íû ìè àâ òî ðà ìè (îò 2 äî 8 êêàë/ìî ëü×òðèï ëåò)
[3]. Â ñâÿ çè ñ ýòèì KA2U áû ëà îïðå äå ëå íà ïî çà âè ñè -
ìîñ òè (Tm)3®1 (òåì ïå ðà òó ðà ïå ðå õî äà 3®1) îò [Ni2+]
íà ôà çî âîé äè àã ðàì ìå ÀU, ïî ëó ÷åí íîé íà ìè ðà íåå
â [17].  ýòîì ñëó ÷àå
E
K A
K A
A U f
A f
3 1
2
1 3
1 3
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
;
/
/
(4)
F
K A
K A
A U f
U f
3 1
2
2 3
2 3
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
.
/
/
Ïðè ðàñ ÷å òå KA2U ïî ôîð ìó ëàì (1), (4) èñ ïîëü çî -
âà ëè äîñ òà òî÷ íî íàä åæ íî îïðå äå ëåí íîå ýêñ ïå ðè -
ìåí òàëü íî çíà ÷å íèå DÍ3®1 (òàáë. 2). Çíà ÷å íèÿ KÀU è
KÀ2U ïîä áè ðà ëè òà êèì îá ðà çîì, ÷òî áû ðàç ëè ÷èå
ìåæ äó ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íû ìè è ðàñ ÷åò íû ìè âå ëè ÷è -
íà ìè Tm íå ïðå âû øà ëî (0,5 ̧1 °C) âî âñåì äè à ïà çî -
íå êîí öåí òðà öèé íè êå ëÿ äëÿ ñî îò âå òñòâó þ ùå ãî
êîí ôîð ìà öè îí íî ãî ïå ðå õî äà.
Êàê âèä íî èç òàáë. 1, äëÿ èî íîâ Ni2+ KÀ2U íà 30 %
âû øå, ÷åì äëÿ èî íîâ Mg2+ [14]. Òà êîå ðàç ëè ÷èå íà -
õî äèò ñÿ â ïðåä å ëàõ ðàç áðî ñà ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íûõ
çíà ÷å íèé K äëÿ êîì ïëåê ñîâ èî íîâ ìå òàë ëîâ ñ ïî ëè -
íóê ëå î òè äà ìè, ïî ëó ÷åí íûõ ðàç ëè÷ íû ìè àâ òî ðà ìè
â ñî ïîñ òà âè ìûõ óñëî âè ÿõ [16]. Â ñâÿ çè ñ ýòèì ìîæ -
íî ñ÷è òàòü ýòîò ðå çóëü òàò ïîä òâåð æäà þ ùèì êó ëî -
íîâ ñêóþ ïðè ðî äó âçà è ìî äå éñòâèÿ èî íîâ Ni2+ ñ
221
ÔÀ ÇÎ ÂÀß ÄÈ Àà ÐÀÌ ÌÀ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑΠÈÎ ÍΠNi2+ Ñ ÏÎËÈU×ÏÎËÈÀ×ÏÎËÈU
Èîí AU A2U polyA polyU
Mg2+ [14] 345 1000 200 250
Ni2+ 850±50* 1300±100* 200 250
*Ïî ëó ÷å íû ðàñ ÷å òîì ïî ôîð ìó ëàì (1), (3) è (4).
Òàá ëè öà 1
Ýôôåê òèâ íûå êîí ñòàí òû ñâÿ çû âà íèÿ (Ì–1) èî íîâ Mg2+ è Ni2+ ñ ïî ëè íóê ëå î òè äà ìè, ñî äåð æà ùè ìè àäå íèí è óðà öèë
(0,1 Ì Na+, ðÍ 7)
Ïà ðà ìåòð
Ïå ðå õîä
3®2 2®1 3®1 2®3
Tm0
, °Ñ 50,3±2*** 58***; 57** 59** 59**
DH 4±1 êêàë/ìîëü×òðèï ëåò* 8,2 êêàë/ìîëü×ïàð [11] 12,7 êêàë/ìîëü×òðèïëåò [11] 4,2 êêàë/ìîëü×ïàð [11]
*Çíà ÷å íèå ýí òàëü ïèè, ïî ëó ÷åí íîå â íà ñòî ÿ ùåé ðà áî òå ïî ôîð ìó ëàì (1) è (2); **Tm0
äëÿ AU; ***Tm0
äëÿ A2U.
Òàá ëè öà 2
Íà ÷àëü íûå òåì ïå ðà òó ðû (Tm0
) è ýí òàëü ïèè (DH) êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ â AU [17] è A2U
À2U. Ðàç íè öà â çíà ÷å íèè KÀU äëÿ èî íîâ Ni2+ è Mg2+
(ñî îò âå òñòâåí íî 850 è 345 Ì–1 – òàáë. 1) ñó ùåñ òâåí -
íî áîëü øå. Ýòî ìî æåò áûòü ñâÿ çà íî, âî-ïåð âûõ, ñ
ðàç ëè ÷è åì â êó ëî íîâ ñêîì âçà è ìî äå éñòâèè ãèä ðà -
òè ðî âàí íûõ èî íîâ íè êå ëÿ è ìàã íèÿ ñ ôîñ ôà òà ìè
ÀU è, âî-âòî ðûõ, ñ äî ïîë íè òåëü íîé âíåø íåñ ôåð -
íîé êî îð äè íà öè åé èî íîâ Ni2+ ñ N7 ÀU, ïðè êî òî ðîé
îíè ñâÿ çà íû ñ N7 àäå íè íîâ ÷å ðåç ìî ëå êó ëó âî äû.
Ïðè îá ðà çî âà íèè âî äî ðîä íûõ ñâÿ çåé ñî å äè íå íè ÿ -
ìè, ñî äåð æà ùè ìè àçîò, ñäâè ãè ïî ëîñ ïî ãëî ùå íèÿ
ìà ëû [18] è ïî òî ìó ÄÓÔÑ ìî ãóò íå ðå ãèñ òðè ðî -
âàòü ñÿ.
Èñïîëü çóÿ ïî ëó ÷åí íûå äëÿ Ni2+ çíà ÷å íèÿ KÀ2U è
KÀU, áû ëà ðàñ ñ÷è òà íà êîí öåí òðà öè îí íàÿ çà âè ñè -
ìîñòü (Tm)3®2 äëÿ À2U. Èç ðèñ. 4 âèä íî, ÷òî îïè ñàòü
âñþ êîí öåí òðà öè îí íóþ çà âè ñè ìîñòü (Tm)3®2 ïðè îä -
íîì çíà ÷å íèè (DH)3®2 íå âîç ìîæ íî. Îäíà êî, ñî ãëàñ -
íî ðèñ. 4, åå âå ëè ÷è íà äîë æíà íà õî äèòü ñÿ â äè à ïà -
çî íå ìåæ äó 3 è 5 êêàë/ìî ëü×òðèï ëåò. Ýòè âå ëè ÷è íû
çíà ÷è òåëü íî ñó æà þò èí òåð âàë íå îïðå äå ëåí íîñ òè
çíà ÷å íèé (DH)3®2 [3]. Êðî ìå òî ãî, ïî ëó ÷åí íûé ðå -
çóëü òàò ñî ãëà ñó åò ñÿ ñî çíà ÷å íè åì ýí òàëü ïèè ïå ðå -
õî äà 3®2, ðàâ íûì 5 êêàë/ìîëü×òðèï ëåò, íà é äåí íûì
äëÿ êîì ïëåê ñîâ èî íîâ Cd2+ c A2U â ðà áî òå [8]. Èç
ôîð ìóë (1)–(3) âèä íî òàê æå, ÷òî ðàç ëè ÷èå â çíà ÷å -
íè ÿõ DÍ2®1 è DÍ3®2 ÿâ ëÿ åò ñÿ ïî ñòî ÿí íûì ôàê òî ðîì
ïî ÿâ ëå íèÿ «êðè òè ÷åñ êèõ» òî ÷åê íà ôà çî âûõ äè àã -
ðàì ìàõ A2U â ïðè ñó òñòâèè íå òîëü êî äâóõ âà ëåíò-
íûõ, íî è îä íî âà ëåí òíûõ èî íîâ ìå òàë ëîâ [11].
Ïî ëó ÷åí íûå â íà ñòî ÿ ùåé ðà áî òå äàí íûå ïî çâî -
ëÿ þò óñòà íî âèòü òåð ìî äè íà ìè ÷åñ êóþ ïðè ðî äó êà -
÷åñ òâåí íî ðàç ëè÷ íî ãî ïî âå äå íèÿ (Tm)2®3 íà ôà çî âîé
äè àã ðàì ìå AU â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Mg2+ è Ni2+, îá -
íà ðó æåí íî ãî íà ìè ðà íåå [17]. Ñîã ëàñ íî äàí íûì
ðèñ. 5, èî íû Mg2+ ïî íè æà þò ýòó òåì ïå ðà òó ðó, òîã äà
êàê èî íû Ni2–+ – ïî âû øà þò. Äðó ãè ìè ñëî âà ìè, â îò -
ëè ÷èå îò èî íîâ Mg2+, ðàñ øè ðÿ þ ùèõ îá ëàñòü ñó-
ùåñ òâî âà íèÿ òðåõ íèò ÷à òîé A2U, èî íû Ni2+ åå ñó æà -
þò, ñî îò âå òñòâåí íî óâå ëè ÷è âàÿ ãðà íè öû ñòà áèëü -
íî ãî ñî ñòî ÿ íèÿ äâóõ íèò ÷à òîé AU.
 ñî îò âå òñòâèè ñ òå î ðè åé [14] â ñëó ÷àå ïå ðå õî äà
2®3:
E
K A
K A
AU f
A U f
2 3
1 2
2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
;
/
/
222
ÑÎ ÐÎ ÊÈÍ Â. À., ÂÀËÅÅÂ Â. À., ÓÑÅÍÊÎ Å. Ë.
Ðèñ. 4. Ôà çî âàÿ äè àã ðàì ìà êîì ïëåê ñà èî íîâ Ni2+ ñ A2U (0,1 M
Na+, ðÍ 7). Îáîç íà ÷å íèÿ òå æå, ÷òî íà ðèñ. 3. Ïóí êòèð íûå ëè -
íèè – êîí öåí òðà öè îí íûå çà âè ñè ìîñ òè (Tm)3®2, ðàñ ñ÷è òàí íûå
ïî ôîð ìó ëàì (1) è (2): 1 – DH = 3; 2 – DH = 4; 3 – DH = 5 êêàë/
/ìîëü×òðèï ëåò
Ðèñ. 5. Ñðàâ íå íèå ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íîé [17] è òå î ðå òè ÷åñ êîé ôà -
çî âûõ äè àã ðàìì êîì ïëåê ñà èî íîâ Ni2+ ñ AU (0,1 Ì Na+, ðÍ 7).
Ýêñïå ðè ìåí òàëü íûå çíà ÷å íèÿ Tm ïî êà çà íû çíà÷ êà ìè: ê –
(Òm)2®1; � – (Tm)2®3; ó – (Tm)3®1; ñïëîø íàÿ ëè íèÿ – ýêñ ïå ðè ìåí -
òàëü íàÿ êîí öåí òðà öè îí íàÿ çà âè ñè ìîñòü(Tm)3®1, ðàñ ñ÷è òàí íàÿ
ïî ìå òî äó íà è ìåíü øèõ êâàä ðà òîâ (òà êèå ëè íèè äëÿ ïå ðå õî -
äîâ 2®1 è 2®3 íå ïî êà çà íû, òàê êàê îíè ñî âïà äà þò ñ ðàñ ñ÷è -
òàí íû ìè ïî ôîð ìó ëàì (1), (3) è (5); ïóí êòèð íûå ëè íèè: 1 – ïå -
ðå õîä 2®1; 2 – ïå ðå õîä 2®3); øòðè õî âàÿ ëè íèÿ – ýêñ ïå ðè-
ìåí òàëü íàÿ êîí öåí òðà öè îí íàÿ çà âè ñè ìîñòü(Tm)2®3 äëÿ êîì -
ïëåê ñà AU + Mg2+ [14]
F
K A
K A
AU f
A f
2 3
1 2
1 2
1
1
®
=
+ ×
+ ×
( )
( )
.
/
/
(5)
Êîí öåí òðà öè îí íûå çà âè ñè ìîñòè (Tm)2®3 ðàñ ñ÷è -
òû âà ëè ïî ôîð ìó ëàì (1) è (5) äëÿ èî íîâ Mg2+ è Ni2+.
 ïåð âîì ñëó ÷àå èñ ïîëü çî âà ëè ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íûå
çíà ÷å íèÿ K, âî-âòî ðîì – çíà ÷å íèÿ KÀ2U è KÀU, íà é -
äåí íûå â íà ñòî ÿ ùåé ðà áî òå (òàáë. 1). Çíà ÷å íèÿ
(Tm0
)2®3 è (DÍ)2®3 äëÿ AU ïðè âå äå íû â òàáë. 2. Èç
ðèñ. 5 âèä íî, ÷òî ðàñ ÷åò íàÿ è ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íàÿ
çà âè ñè ìîñ òè (Tm)2®3 ïðàê òè ÷åñ êè ñî âïà äà þò.
Èç òàáë. 3 è 4 ñëå äó åò, ÷òî èí òåã ðàëü íûé ýô ôåêò
èç ìå íå íèÿ (Tm)2®3 îá óñëîâ ëåí ñóì ìîé ïðî òè âî ïî -
ëîæ íûõ ïî çíà êó ÷ëå íîâ: BlnE < 0, òàê êàê KÀU<
< KÀ2U, è BlnF > 0, ïî ñêîëü êó KÀU > KA (òàáë. 1). Òà -
êèì îá ðà çîì, â ñî îò âå òñòâèè ñ ïî ëó ÷åí íû ìè íà ìè
äàí íû ìè îò ëè ÷èå â ïî âå äå íèè (Tm)2®3 â ïðè ñóò-
ñòâèè èî íîâ Mg2+ è Ni2+ ñâÿ çà íî ñ òåì, ÷òî â ïåð âîì
ñëó ÷àå |BlnE| > |BlnF| (òàáë. 4), òîã äà êàê äëÿ èî íîâ
Ni2+ âå ëè ÷è íà äåñ òà áè ëè çè ðó þ ùåé ñî ñòàâ ëÿ þ ùåé
ñóì ìû ìåíü øå ñòà áè ëè çè ðó þ ùåé (òàáë. 3).
Èç äàí íûõ òàáë. 4 ñëå äó åò òàê æå, ÷òî äî ìè íè ðó -
þ ùèì ôàê òî ðîì ñó æå íèÿ îá ëàñ òè ñòà áèëü íî ãî ñî -
ñòî ÿ íèÿ äâóõ íèò ÷à òîé êîí ôîð ìà öèè íà ôà çî âûõ
äè àã ðàì ìàõ ìå òàë ëî êîì ïëåê ñîâ (è, ñëå äî âà òåëü íî,
ðàñ øè ðå íèÿ òðåõ íèò ÷à òîé) â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ
Mg2+ ÿâ ëÿ åò ñÿ áîëü øåå ðàç ëè ÷èå ìåæ äó èõ ñðîä-
ñòâîì ê À2U è ÀU ïî ñðàâ íå íèþ ñ ðàç ëè ÷è åì ìåæ -
äó ñðî äñòâîì ê ÀU è ïî ëèÀ. Ñî îò âå òñòâåí íî ïðî -
òè âî ïî ëîæ íûå ñî îò íî øå íèÿ â ðàç ëè ÷èè êîí ñòàíò
ñâÿ çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ ïî ëè íóê ëå î òè äà ìè ïðè âî -
äÿò ê ïðî òè âî ïî ëîæ íî ìó âëè ÿ íèþ íà ðàâ íî âå ñèå
ìåæ äó òðåõ- è äâóõ íèò ÷à òû ìè ñïè ðà ëÿ ìè (ðèñ. 5,
òàáë. 3).
Êà çà ëîñü áû, ïî äî áíàÿ ñè òó à öèÿ äîë æíà íà áëþ -
äàòü ñÿ è â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Cd2+. Îäíà êî îíè, êàê
è èî íû Mg2+, ïî íè æà þò (Tm)2®3 [19]. Ìîæ íî ïðåä ïî -
ëî æèòü íà ëè ÷èå äî ïîë íè òåëü íîé äåñ òà áè ëè çà öèè
ÀU èî íà ìè Cd2+ çà ñ÷åò îá ðà çî âà íèÿ èìè êî îð äè íà -
öè îí íûõ ñâÿ çåé ñ àòî ìà ìè àçî òà àäå íè íà îä íîíèò -
÷à òîé ïî ëèÀ, êî òî ðîå â äâîé íîé ñïè ðà ëè ÀU ìî æåò
áûòü çà òðóä íå íî äëÿ èî íîâ Cd2+ ïî òåì æå ïðè ÷è -
íàì, ÷òî è äëÿ èî íîâ Ni2+. Îäíà êî ñïðà âåä ëè âîñòü
ýòî ãî ïðåä ïî ëî æå íèÿ òðå áó åò äî ïîë íè òåëü íî ãî èñ -
ñëå äî âà íèÿ.
 èòî ãå ïðî âå äåí íûå âû ÷èñ ëå íèÿ ïî çâî ëÿ þò
óñòà íî âèòü òåð ìî äè íà ìè ÷åñ êóþ ïðè ðî äó íà áëþ äà -
å ìûõ â îïû òå çà âè ñè ìîñ òåé è äëÿ ïå ðå õî äîâ 2®1,
3®1, 3®2. Èñïîëü çóÿ äàí íûå òàáë. 1 è 2, ðàñ ñ÷è òà -
íû êîí öåí òðà öè îí íûå çà âè ñè ìîñ òè (Tm)2®1 äëÿ AU
â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Mg2+ è Ni2+. Ðàñ ÷åò äà åò ïðàê -
òè ÷åñ êè ïî ëíîå ñî âïà äå íèå ñ ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íû ìè
çà âè ñè ìîñ òÿ ìè. Òàê, â îá ëàñ òè ìà ëûõ êîí öåí òðà -
öèé èî íîâ Mg2+ è Ni2+ îïûò è ðàñ ÷åò (òàáë. 3, 4; ðèñ.
4, 5) ïî êà çû âà þò î÷åíü ñëà áóþ çà âè ñè ìîñòü (Tm)2®1
îò ñî äåð æà íèÿ èî íîâ. Ñîã ëàñ íî ôîð ìó ëå (3), ýòî
ñâÿ çà íî ñ òåì, ÷òî â òà êîì ñëó ÷àå ïðî èç âå äå íèÿ KÀU,
KÀ è KU íà Af ìíî ãî ìåíü øå åäè íè öû è ñî îò âåò-
ñòâåí íî (dTm)2®1 ìà ëî îò ëè ÷à þò ñÿ îò íó ëÿ.
Èñõî äÿ èç ôîð ìóë (2) è (4) ïî âû øå íèå òåì ïå ðà -
òóð ïå ðå õî äîâ 3®2 è 3®1 â ïðè ñó òñòâèè îá îèõ èî -
íîâ îá óñëîâ ëå íî òåì, ÷òî KÀ2U > KÀU, à òàê æå KU è
KÀ. Âîç ðàñ òà íèå (Tm)2®1, íà áëþ äà å ìîå íà ôà çî âîé
äè àã ðàì ìå êîì ïëåê ñà èî íîâ Ni2+ ñ À2U (ðèñ. 4), îá -
óñëîâ ëå íî âû ïîë íå íè åì óñëî âèÿ KÀU > KU è KÀ.
Ñó ùåñ òâåí íî, ÷òî ïî ëó ÷åí íûå â ðà áî òå ýô ôåê -
òèâ íûå çíà ÷å íèÿ K è DÍ ÿâ ëÿ þò ñÿ ñà ìî ñîã ëà ñî âàí -
223
ÔÀ ÇÎ ÂÀß ÄÈ Àà ÐÀÌ ÌÀ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑΠÈÎ ÍΠNi2+ Ñ ÏÎËÈU×ÏÎËÈÀ×ÏÎËÈU
[Ni2+],
M
Ïå ðå õîä
2®1 3®1 2®3
BlnE BlnF (dTm)theor (dTm)exp BlnE BlnF (dTm)theor (dTm)exp BlnE BlnF (dTm)theor (dTm)exp
10–5 0,09 0,08 0,17 0,1 – – – – – – – –
10–4 0,6* 0,5* 1,1* 0,9* 0,6 1,1 1,7 1,1 –1 1,6 0,6 0,2
10–3 – – – – 3,9 7,2 11,1 12 –5,8 11,5 5,7 5,9
*Çíà ÷å íèå (dTm)2®1, ñî îò âå òñòâó þ ùåå [Ni2+]cr = 7×10–5M íà ôà çî âîé äè àã ðàì ìå AU + Ni2+. Ïðè áîëü øåé êîí öåí òðà öèè èî íîâ ýòîò
ïå ðå õîä îò ñó òñòâó åò.
Òàá ëè öà 3
Êîí öåí òðà öè îí íàÿ çà âè ñè ìîñòü ñî ñòàâ ëÿ þ ùèõ èç ìå íå íèÿ òåì ïå ðà òóð êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ (°Ñ) êîì ïëåê ñà
(AU + Ni2+), ðàñ ñ÷è òàí íàÿ ïî ôîð ìó ëàì (1), (3)–(5)
íû ìè, õî òÿ è íà é äå íû èç íå çà âè ñè ìûõ ýêñ ïå ðè ìåí -
òàëü íûõ äàí íûõ.
Íåñ ìîò ðÿ íà òî, ÷òî âûøåèçëîæåííûå ðå çóëü òà -
òû íî ñÿò â îñíîâ íîì ôóí äà ìåí òàëü íûé õà ðàê òåð,
îíè ìî ãóò áûòü, â ïðè íöè ïå, èñ ïîëü çî âà íû ïðè ðå -
øå íèè çà äà÷, ñâÿ çàí íûõ ñ ðå ãó ëÿ öè åé ñòà áèëü íîñ òè
ìíî ãî öå ïî ÷å÷ íûõ ñòðóê òóð ïîëèíóêëåîòèäîâ èî -
íà ìè ìå òàë ëîâ.
Âû âî äû. 1. Ïî êà çà íà ïðè íöè ïè àëü íàÿ âîç ìîæ -
íîñòü îöåí êè ïà ðà ìåò ðîâ êîì ïëåê ñî îá ðà çî âà íèÿ è
êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ â ïî ëè íóê ëå î òè äàõ ñ
ïî ìîùüþ ôà çî âûõ äè àã ðàìì ñ íå îïðå äåëåí íîñ òüþ,
íå ïðå âû øà þ ùåé ýêñ ïå ðè ìåí òàëü íóþ. Âïåð âûå
ðàñ ñ÷è òà íû êîí ñòàí òû ñâÿçûâàíèÿ èîíîâ íèêåëÿ ñ
ÀU è À2U.
2. Íà ôà çî âûõ äè àã ðàì ìàõ AU + Mt2+ îñíîâ íûì
ôàê òî ðîì ðàñ øè ðå íèÿ îá ëàñ òè ñó ùåñ òâî âà íèÿ
òðåõ íèò ÷à òîé A2U â ïðè ñó òñòâèè èî íîâ Mg2+ ÿâ ëÿ -
åò ñÿ áîëü øåå ðàç ëè ÷èå â èõ ñðî äñòâå ê A2U è AU
ïî ñðàâ íå íèþ ñ ðàç ëè ÷è åì â ñðî äñòâå ê AU è ïî -
ëèA. Ïðî òè âî ïî ëîæ íûå ñî îò íî øå íèÿ â çíà ÷å íè ÿõ
êîí ñòàíò ñâÿ çû âà íèÿ èî íîâ Ni2+ ñ ïî ëè íóê ëå î òè äà -
ìè ïðè âî äÿò ê ðàñ øè ðå íèþ îá ëàñ òè ñó ùåñ òâî âà íèÿ
äâóõ íèò ÷à òîé AU â ïðè ñó òñòâèè ïî ñëåä íèõ.
3. Äàí íûå ÄÓÔÑ ñâè äå ò åëüñòâó þò î òîì, ÷òî
ñòðóê òó ðà æåñ òêèõ ìíî ãî öå ïî ÷å÷ íûõ ïî ëè íóê ëå î -
òè äîâ, îá ðà çî âàí íûõ êàê óîò ñîí-êðè êîâ ñêè ìè, òàê
è õóã ñòè íîâ ñêè ìè AU-ïà ðà ìè, íå ïî çâî ëÿ åò d-èî -
íàì (èî íàì, èìå þ ùèì d-ýëåê òðî íû íà âíåø íèõ
îðáè òà ëÿõ) ôîð ìè ðî âàòü âíóò ðèñ ôåð íûå êî îð äè -
íà öè îí íûå ñâÿ çè ñ ãå òå ðî à òî ìà ìè àäå íè íà è óðà öè -
ëà âïëîòü äî î÷åíü áîëü øèõ êîí öåí òðà öèé èî íîâ.
Ñëå äñòâè åì ýòî ãî ÿâ ëÿ åò ñÿ êîí ôîð ìà öè îí íàÿ è
òåð ìè ÷åñ êàÿ óñòîé÷èâîñòü ñîîòâåòñòâóþùèõ ïàð è
òðèïëåòîâ ïî îòíîøåíèþ ê òàêèì èîíàì.
V. A. Sorokin, V. A. Valeev, E. L. Usenko
Phase diagram of Ni2+ ions complexes with polyU×polyA×polyU
Summary
Aim. To investigate Ni2+ ion effect on the conformational
equilibrium of the three-stranded polynucleotide polyU×polyA×po-
lyU and to ascertain thermodynamic parameters of the metal
complex formation. Methods. The differential UV spectroscopy and
thermal denaturation. Results. Dependences of conformational
transition (Tm) of poly U×polyA×polyU (À2U) on Ni2+ ion con-
centration (up to 0.001 Ì) under conditions close to physiological
ones (0.1 M Na+, pH 7) were obtained. At [Ni2+] < 3×10–4 Ì two
branches are observed in the phase diagram, corresponding to
À2U ® polyÀ×polyU (ÀU) + polyU (3®2) and ÀU®polyÀ + polyU
(2®1) transitions. Only À2U®polyU + polyÀ + polyU (3®1)
transition is realized at higher Ni2+ concentrations and upon A2U
heating. Effective binding constants are determined for Ni2+ ions
with AU (850 Ì–1) and À2U (1300 Ì–1) as well as 3®2 transition
enthalpy (DÍ3®2 = 4±1 kcal/mol×triplet). Conclusions. By the
equilibrium binding theory the thermodynamic nature of (Tm)2®3
different behavior in the phase diagram of AU in the presence of
Mg2+ and Ni2+ ions was determined. A larger difference of the
magnesium affinity to A2U and AU as compared with that to AU and
poly A results in (Tm)2®3 decrease whereas the opposite ratio of Ni2+
ion binding constants induces its increasing.
Keywords: polynucleotides, metal ions, conformational
transitions.
Â. Î. Ñî ðîê³í, Â. Î. Âà뺺â, ª. Ë. Óñåí êî
Ôà çî âà ä³àã ðà ìà êîì ïëåêñ³â ³îí³â Ni2+ ç ïîë³U×ïîëiA×ïî ëèU
Ðå çþ ìå
Ìåòà. Âèâ ÷è òè âïëèâ ³îí³â Ni2+ íà êîí ôîð ìàö³éíó ð³âíî âà ãó
òðè ëàí öþ ãî âî ãî ïîë³íóê ëå î òè äó ïîë³U×ïîë³A×ïîë³U òà âèç íà ÷è -
òè òåð ìî äè íàì³÷í³ ïà ðà ìåò ðè óòâî ðåí íÿ ìå òà ëî êîì ïëåêñ³â.
Ìå òî äè. Äè ôå ðåíö³éíà ÓÔ-ñïåê òðîñ êîï³ÿ ³ òåðì³÷íà äå íà òó -
ðàö³ÿ. Ðå çóëü òà òè. Îòðè ìà íî çà ëåæ íîñò³ êîí ôîð ìàö³éíèõ
ïå ðå õîä³â (Tm) ïîë³U×ïîë³A×ïîë³U (À2U) â³ä êîí öåí òðàö³¿ ³îí³â
Ni2+ (äî 0,001 Ì) çà óìîâ, áëèçü êèõ äî ô³ç³îëîã³÷íèõ (0,1 M Na+,
224
ÑÎ ÐÎ ÊÈÍ Â. À., ÂÀËÅÅÂ Â. À., ÓÑÅÍÊÎ Å. Ë.
[Mg2+],
M
Ïå ðå õîä
2®1 3®1 2®3
BlnE BlnF (dTm)theor (dTm)exp BlnE BlnF
(dTm)theor (dTm)exp BlnE BlnF (dTm)theor (dTm)exp
10–5 0,02 0,01 0,03 –0,7 – – – – – – – –
10–4 0,09* 0,06* 0,15* 0,3* 0,5 0,9 1,4 1,4 –1,7 0,4 –1,3 –1,8
10–3 – – – – 2,9 5,4 8,3 7,9 –10,4 3 –7,4 –6,2
*Çíà ÷å íèå (dTm)2®1, ñî îò âå òñòâó þ ùåå [Mg2+]cr = 5×10–5M íà ôà çî âîé äè àã ðàì ìå AU + Mg2+. Ïðè áîëü øåé êîí öåí òðà öèè èî íîâ ýòîò
ïå ðå õîä îò ñó òñòâó åò.
Òàá ëè öà 4
Êîí öåí òðà öè îí íàÿ çà âè ñè ìîñòü ñî ñòàâ ëÿ þ ùèõ èç ìå íå íèÿ òåì ïå ðà òóð êîí ôîð ìà öè îí íûõ ïå ðå õî äîâ (°Ñ) êîì ïëåê ñà
(AU + Mg2+), ðàñ ñ÷è òàí íàÿ ïî ôîð ìó ëàì (1), (3)–(5)
pH 7). Ïðè [Ni2+] < 3×10–4 Ì íà ôà çîâ³é ä³àã ðàì³ ñïîñ òåð³ãà þòü -
ñÿ äâ³ ã³ëêè, ùî â³äïîâ³äà þòü ïå ðå õî äàì À2U®ïîë³À×ïîë³U
(ÀU) + ïîë³U (3®2) òà ÀU®ïîë³À + ïîë³U (2®1). Ïðè âè ùèõ
êîí öåí òðàö³ÿõ Ni2+ ³ íàãð³âàíí³ À2U ðåàë³çóºòüñÿ ëèøå ïå ðåõ³ä
À2U®ïîë³U + ïîë³À + ïîë³U (3®1). Îö³íåíî åôåê òèâí³ êîí -
ñòàí òè çâ’ÿ çó âàí íÿ ³îí³â Ni2+ ç ÀU (850 Ì–1) ³ À2U (1300 Ì–1)
òà åí òàëüï³þ ïå ðå õî äó 3®2 (DÍ3®2 = 4±1 êêàë/ìîëü×òðèï -
ëåò). Âèñ íîâ êè. Ç âè êî ðèñ òàí íÿì òåî𳿠ð³âíî âàæ íî ãî çâ’ÿ çó -
âàí íÿ ç’ÿ ñî âà íî òåð ìî äè íàì³÷íó ïðè ðî äó ÿê³ñíî ð³çíî¿
ïî âåä³íêè (Tm)2®3 íà ôà çîâ³é ä³àã ðàì³ ÀU çà ïðè ñóò íîñò³ ³îí³â
Mg2+ ³ Ni2+, ùî âè ÿâ ëå íî íàìè ðàí³øå: á³ëüøà ð³çíè öÿ ì³æ
ñïîð³äíåí³ñòþ ìàãí³þ äî A2U ³ ÀU ó ïîð³âíÿíí³ ç ð³çíè öåþ ì³æ
ñïîð³äíåí³ñòþ äî ÀU ³ ïîë³À ñïðè ÷è íÿº çíè æåí íÿ (Tm)2®3, òîä³
ÿê ïðî òè ëåæ íå ñï³ââ³äíî øåí íÿ ó êîí ñòàí òàõ çâ’ÿ çó âàí íÿ äëÿ
³îí³â Ni2+ – ¿¿ ï³äâè ùåí íÿ.
Êëþ ÷îâ³ ñëî âà: ïîë³íóê ëå î òè äè, ³îíè ìå òàë³â, êîí ôîð -
ìàö³éí³ ïå ðå õî äè.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Field A. K. Oligonucleotides as inhibitors of human immuno
deficiency virus // Curr. Opin. Mol. Ther.–1999.–1.–P. 323–
331.
2. Giovannangeli C., Rougee M., Garestier T., Thuong N. T.,
Helene C. Triple-helix formation by oligonucleotides contai-
ning the three bases thymine, cytosine and guanine // Proc.
Nat. Acad. Sci. USA.–1992.–89, N 18.–P. 8631–8635.
3. Plum G. E., Pilch D. S., Singleton S. C., Breslauer K. J. Nuc-
leic acid hybridisation: triplex stability and energetic // Annu.
Rev. Biophys. and Biomol. Struct.–1995.–24.–P. 319–350.
4. Coogan T. P., Latta D. M., Imbra R. J., Costa M. Effect of ni-
ckel (II) on DNA-protein interactions // Biol. Trace Elem.
Res.–1989.–21, N 3.–P. 13–21.
5. Dally H., Hartwig A. Induction and repair inhibition of oxida-
tive DNA damage by nickel(II) and cadmium(II) in mamma-
lian cells // Carcinogenesis.–1997.–18, N 5.–P. 1021–1026.
6. Hartwig A. Recent advances in metal carcinogenicity // Pure
Appl. Chem.–2000.–72, N 6.–P. 1007–1014.
7. Saenger W. Principles of nucleic acid structure.–New
York: Springer, 1984.–584 p.
8. Sorokin V. A., Valeev V. A., Usenko E. L., Blagoi Yu. P. Effect
of Cd2+ ions on conformational equilibrium of three-stranded
polyU×polyA×polyU polynucleotide under near-physiological
conditions // Biopolymers and Cell.–2007.–23, N 5.–P. 433–
440.
9. Andronikashvili E. L. Malignization and change of some phy-
sico-chemical properties of biomacromolecules and supra-
molecular structures // Biophysics.–1987.–32, N 5.–P. 782–
799.
10. Aoki K. Nucleosides, nucleotides and metal ions // Metallo-
proteins: Chemical properties and biological effects / Eds
S.Otsuka, T.Yamanaka.–Amsterdam etc.: Elsevier, 1988.–
P. 457–490.
11. Krakauer H., Sturtevant J. M. Heats of the helix-coil transiti-
on of the poyA–polyU complexes // Biopolymers.–1968.–6,
N 4.– P. 491–512.
12. Krakauer H. A thermodynamic analysis of the influence of
simple mono- and divalent cations on the conformational
transitions of polynucleotide complexes // Biochemistry.–
1974.–13, N 12.–P. 2579–2589.
13. Klump H. H. Energetics of order /order transition in nucleic
acids // Can. J. Chem.–1988.–66.–P. 804–811.
14. Sorokin V. A., Valeev V. A., Gladchenko G. O., Degtyar M.
V., Karachevtsev V. A., Blagoi Yu. P. Mg2+ ion effect on the
conformational equilibrium of polyU×polyA×polyU and po-
lyA×polyU in aqueous solutions // Int. J. Biol. Macromol.–
2003.–31.–P. 223–233.
15. Sorokin V. A., Valeev V. A., Gladchenko G. O., Degtyar M.
V., Andrus E. A., Karachevtsev V. A., Blagoi Yu. P. Mg2+ and
Ni2+ ion effect on stability and structure of triple
polyI×polyA×polyI helix // Int. J. Biol. Macromol.–2005.–35.–
P. 201–210.
16. Sorokin V. A., Valeev V. A., Gladchenko G. O., Degtyar M.
V., Andrus E. A., Blagoi Yu. P., Karachevtsev V. A. Effect of
Mg2+ ions on the stability of polyA/2polyU three-stranded he-
lices in aqueous solutions // Macromol. Biosci.–2002.–2,
N 4.– P. 155–162.
17. Sorokin V. A., Valeev V. A., Usenko E. L. Ni2+ ion effect on
conformational equilibrium of polynucleotides: polyA×po-
lyU, polyA and polyU under conditions close to physiolo-
gical ones // Biopolymers and Cell.–2008.–24, N 2.– P. 158–
170.
18. Higasi K., Baba H., Rembaum A. Quantum organic chemis-
try.–New York: Intersci. publ. A division of John Wiley &
sons, 1965.–379 p.
19. Blagoi Yu. P., Gladchenko G. O., Nafie L. A., Freedman T.
B., Sorokin V. A., Valeev V. A., He Ya. Phase equilibrium in
poly(rA)×poly(rU) complexes with Cd2+ and Mg2+ ions, stu-
died by ultraviolet, infrared, and vibrational circular dichro-
ism spectroscopy // Biopolymers.–2005.–78, N 5.–P. 275–
286.
ÓÄÊ 577.3
Íàä³éøëà äî ðå äàêö³¿ 20.10.08
225
ÔÀ ÇÎ ÂÀß ÄÈ Àà ÐÀÌ ÌÀ ÊÎÌ ÏËÅÊ ÑΠÈÎ ÍΠNi2+ Ñ ÏÎËÈU×ÏÎËÈÀ×ÏÎËÈU
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5658 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7657 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-25T20:53:09Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Сорокин, В.А. Валеев, В.А. Усенко, Е.Л. 2010-02-01T16:22:16Z 2010-02-01T16:22:16Z 2009 Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU / В.А. Сорокин, В.А. Валеев, Е.Л. Усенко // Біополімери і клітина. — 2009. — Т. 25, № 3. — С. 218–225. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0233-7657 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5658 577.3 Цель. Изучить влияние ионов Ni2+ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU×полиA×полиU и определить термодинамические параметры образования металлокомплексов. Методы. Дифференциальная УФ-спектроскопия и термическая денатурация. Результаты. Получены зависимости конформационных переходов (Tm) полиUполиAполиU (А2U) от концентрации ионов Ni^2+ (до 0,001 М) в условиях, близких к физиологическим (0,1 M Na+, pH 7). При [Ni^2+] < 3×10^–4 М на фазовой диаграмме на блюдаются две ветви, соответствующие переходам А2U→полиА×полиU (АU) + полиU (3→2) и АU→полиА + полиU (2→1). При более высоких концентрациях Ni^2+ и на гревании А2U реализуется только переход А2U→полиU + полиА + полиU (3→1). Оценены эффективные константы связывания ионов Ni^2+ с АU (850 М^–1) и А2U (1300 М^–1) и энтальпия перехода 3→2 (ΔН3→2 = 4±1 ккал/мольт×риплет). Выводы. C помощью теории равновесного связывания установлена термодинамическая природа качественно различного поведения (Tm)2→3 на фазовой диаграмме АU в присутствии ионов Mg^2+ и Ni^2+, обнаруженного нами ранее: большее различие между сродством магния к A2U и АU по сравнению с различием между сродством к АU и полиА приводит к понижению (Tm)2→3, тогда как противоположное соотношение в константах связывания для ионов Ni^2+ – к ее повышению. Aim. To investigate Ni^2+ ion effect on the conformational equilibrium of the three-stranded polynucleotide polyU×polyA×polyU and to ascertain thermodynamic parameters of the metal complex formation. Methods. The differential UV spectroscopy and thermal denaturation. Results. Dependences of conformational transition (Tm) of poly U×polyA×polyU (À2U) on Ni2+ ion concentration (up to 0.001 Ì) under conditions close to physiological ones (0.1 M Na+, pH 7) were obtained. At [Ni^2+] < 3×10–4 Ì two branches are observed in the phase diagram, corresponding to À2U → polyÀ×polyU (ÀU) + polyU (3→2) and ÀU→polyÀ + polyU (2→1) transitions. Only À2U→polyU + polyÀ + polyU (3→1) transition is realized at higher Ni^2+ concentrations and upon A2U heating. Effective binding constants are determined for Ni^2+ ions with AU (850 Ì–1) and À2U (1300 Ì–1) as well as 3→2 transition enthalpy (ΔH3→2 = 4±1 kcal/mol×triplet). Conclusions. By the equilibrium binding theory the thermodynamic nature of (Tm)2→3 different behavior in the phase diagram of AU in the presence of Mg2+ and Ni2+ ions was determined. A larger difference of the magnesium affinity to A2U and AU as compared with that to AU and poly A results in (Tm)2→3 decrease whereas the opposite ratio of Ni^2+ ion binding constants induces its increasing. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Молекулярна біофізика Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU Фазова діаграма комплексів іонів Ni2+ з поліUполiAполиU Phase diagram of Ni2+ ions complexes with polyUpolyApolyU Article published earlier |
| spellingShingle | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU Сорокин, В.А. Валеев, В.А. Усенко, Е.Л. Молекулярна біофізика |
| title | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU |
| title_alt | Фазова діаграма комплексів іонів Ni2+ з поліUполiAполиU Phase diagram of Ni2+ ions complexes with polyUpolyApolyU |
| title_full | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU |
| title_fullStr | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU |
| title_full_unstemmed | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU |
| title_short | Фазовая диаграмма комплексов ионов Ni2+ c полиUполиAполиU |
| title_sort | фазовая диаграмма комплексов ионов ni2+ c полиuполиaполиu |
| topic | Молекулярна біофізика |
| topic_facet | Молекулярна біофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5658 |
| work_keys_str_mv | AT sorokinva fazovaâdiagrammakompleksovionovni2cpoliupoliapoliu AT valeevva fazovaâdiagrammakompleksovionovni2cpoliupoliapoliu AT usenkoel fazovaâdiagrammakompleksovionovni2cpoliupoliapoliu AT sorokinva fazovadíagramakompleksívíonívni2zpolíupoliapoliu AT valeevva fazovadíagramakompleksívíonívni2zpolíupoliapoliu AT usenkoel fazovadíagramakompleksívíonívni2zpolíupoliapoliu AT sorokinva phasediagramofni2ionscomplexeswithpolyupolyapolyu AT valeevva phasediagramofni2ionscomplexeswithpolyupolyapolyu AT usenkoel phasediagramofni2ionscomplexeswithpolyupolyapolyu |