Исследование люминесценции цитозиновых компонентов нуклеиновых кислот при 77 К

• Автор: Бакулев, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 207 c. : ил

Глава I.
Глава 2.

ЛШШЕСЦЕНЦИН КОМПОНЕНТОВ НУКЛЕИНОВЫХ кислот

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

§ I. Структура и таутомерные формы оснований

нуклеиновых кислот

§ 2. Спектры поглощения мономерных компонентов

нуклеиновых кислот. 7Й)СИ пЗС переходы. . 15 § 3. Ионные формы, определение констант прото-литического равновесия в основном и первом возбужденном состояниях
§ 4. Спектры люминесценции мономерных компонентов нуклеиновых кислот при низких температурах
§ 5. Спектры возбуждения люминесценции мономерных компонентов нуклеиновых кислот. Сравнение со спектрами поглощения
§ б. Спектральные проявления стэкинг-взаимодействий между основаниями в динуклеотидах. . . 58 § 7. Люминесцентные свойства динуклеотидов при
низких температурах
§ 8. Спектральные проявления агрегации компонентов нуклеиновых кислот
ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
§ I. Описание экспериментальных установок
§ 2. Приготовление образцов

Глава 3. ПРИЧИНЫ РАЗЛИЧИЯ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЯ ШШЕСЦЕНЦИИ ЦИТОЗИНА, ЦИТИДИНА И ЦИТИДИНМ0Н050СМТА ПРИ 77 К
§ I. Люминесценция цитозина, цитидина и цнти-динмонофосфата при 77 К. Влияние протонирования
§ 2. Люминесцирующие агрегаты цитидина и цитозина
в водноэтиленгликолевых растворах при 77 К
§ 3. Влияние образования водородной связи с растворителем на люминесцентные свойства
цитозина и его производных
Глава 4. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ КОНФОРШШИОННОМ ГЕТЕРОГЕННОСТИ ЩТИДИНОВОГО ДИНУКЛЕОТИДА В ЭГ:Н20(1:1, )
И ЦИТИДИНА В Н20 ПРИ 77 К
§ I. Изучение конформационной гетерогенности
цитидинового динуклеотида при 77 К люминесцентным методом. Проявление сильного экси-тонного взаимодействия между основаниями . . 140 § 2. Спектральные проявления гетерогенности
замороженных водных растворов цитидина при
77 К
ВЫВОДЫ

Молекулярная фотобиология клеток и микроорганизмов - это прежде всего фотохимия ДНК. Целый ряд биологических фактов говорит о том, что летальное и мутагенное действия ультрафиолетового облучения в основном обусловлены фотохимическими повреждениями в ДНК /I/. При изучении механизма фотохимических процессов большое значение имеет знание вероятностей различных электронных переходов в молекуле, поглощающей квант света, важно знать фотофизические свойства возбужденных состояний, пути миграции энергии после поглощения.
Одним из основных методов исследования возбужденных состояний является люминесцентный метод. Этот метод может также применяться и к изучению спектральных свойств молекул в основном состоянии, особенно в гетерогенных системах. Разная вероятность испускания у различных молекул дает возможность избирательно изучать в смеси те молекулы, которые имеют больший квантовый выход люминесценции.
Как известно, нуклеиновые кислоты (НК) - это сложные гетерополимеры, содержащие пуриновые и пиримидиновые основания, связанные сахарофосфатной цепью. Т.к. сахара и фосфаты поглощают лишь в далекой ультрафиолевой области спектра, то первые Уф полосы поглощения НК обязаны поглощению азотистыми основаниями. Фотофизические свойства НК, кроме того, определяют и взаимодействия между близкорасположенными основаниями: стэкинг-взаимодействия между основаниями, уложенными в стопку, и продольные (комплементационные) взаимодействия между основаниями, расположенными в одной плоскости, но в разных цепях и связанные водородными связями (Н-связями). .Эти взаимодействия весьма чув-

температуры и водных растворов. Так Дкил /81/ показал, что за флуоресценцию ТЬ} в разбавленной щелочи (10' -2Н 1№)Н) ответственней таутомер аниона Thy без протона на атоме ^ , тогда как другой таутомер (без протона на N3 ) - не флуоресцирует. Эти таутомеры находятся в щелочном растворе в соотношении 1:1 /10/, и спектр поглощения таутомера без протона на совпадает со спектром возбуждения флуоресценции аниона Thy /10,81/ Интересное доказательство таутомерии в нейтральных водных растворах lirft и Thy при комнатной температуре было представлено Дэниелсом /82/. Для этих оснований Дэниелс наблюдал несовпадение спектров возбуждения флуоресценции со спектрами поглощения. Ранее Браун и Дконс /97,98/, а затем Ламола и Эйзингер /99/ разными методами нашли, что для ТЬу и ЦігСІ квантовый выход образования триплетов ( (p-р ) возрастает при уменьшении Это было объяснено предположением, что квантовый
выход интерконверсии возрастает с увеличением энергии колебательных уровней состояния ^ /97/. Даниэле объединил явления несовпадения спектров возбуждения со спектрами поглощения и зависимости Сру от в одной модели двух таутомеров Ur обладающих разными спектрами поглощения, разными Си {рт /82/. Он предположил, что за флуоресценцию ответственней один таутомер, имеющий более длинноволновый спектр поглощения, тогда как для второго таутомера характерен большой срт и более коротковолновый спектр поглощения. В этом случае спектр возбуждения флуоресценции liv'd будет являться спектром поглощения флуоресцирующего таутомера,а разность между спектром поглощения Urn и его спектром возбуждения при правильной нормировке может дать спектр поглощения второго таутомера. Дэниелс предположил, что длинноволновый край полосы поглощения ttai обусловлен погло-