Конформационные изменения молекулы ДНК при ее взаимодействии с биологически активными соединениями в растворе

• Автор: Касьяненко, Нина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 271 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Влияние ионного состава раствора на структуру и свойства

молекулы ДНК

1.1. Структурная организация молекулы ДНК

1.2. Процессы протонирования и депротонирования в растворах ДНК

1.3. Полиэлектролитные свойства ДНК при ее взаимодействии с ионами

металлов

Глава 2. Взаимодействие молекулы ДНК с биологически активными

многозарядными и комплексными ионами

2.1. Конденсация ДНК, вызванная ее взаимодействием с

многовалентными ионами
2.2. Взаимодействие молекулы ДНК с координационными
соединениями платины
Глава 3 Методы исследования конформации макромолекул и их комплексов
с биологически активными соединениями.
3.1. Некоторые понятия коиформационной статистики макромолекул.
3.2. Элементы теории вязкости
3.3. Основы теории двойного лучепреломления в потоке и его
измерение.
3.4. Спектральные методы.
3.5. Статическое и динамическое рассеяние света
3.6. Флуоресцентная и атомная силовая микроскопия
3.7. Характеристика изучаемых объектов
Глава 4. Сравнительный анализ конформадионных изменений ДНК в растворе
при ее взаимодействии с ионами различной структуры и валентности
4.1. Влияние ионного состава и раствора на конформацию
4.2. Сопоставление влияния двух и трехвалентных ионов металлов на
конформацию молекулы ДНК в растворе.
4.3. Взаимодействие молекулы ДНК с синтетическими полимерами
в растворе
Глава 5. Комплексы молекулы ДНК с соединениями платины,
проявляющими биологическую активность.
5.1. Изучение влияния состава первой координационной сферы платины
на характер ее взаимодействия с молекулой ДНК.
5.2. Влияние диметилсульфоксида на взаимодействие соединений платины с молекулой ДНК
5.3. Комплексообразование ДИК с моноядерными соединениями двухвалентной платины, содержащими сложные лиганды.
5.4. Взаимодействия молекулы ДНК с биядериыми соединениями двухвалентной платины
5.5. Сравнение взаимодействия молекулы ДНК с моно и биядерными соединениями двух и четырехвалентной платины, содержащими теофилин.
Заключение.
Список цитируемой литературы


Температура плавления ДНК из гф. СЫсот. М растворе при рН7 согласно ряду Ы К КЬ Сб . Ширина перехода спиральклубок также зависит от типа используемого иона и уменьшается в последовательности Иа 4 К 1Ь 1л . Двойная спираль литиевой соли ДНК более стабильна, чем натриевой . Катионы поразному влияют и на закручивание суперспиральной ДИК МН4 П К Иа . Она проявляется, например, при исследовании связывания ДНК и полиметакриловой кислоты с поликатионами . В отличие от одновалентных ионов щелочных металлов, двухвалентные ионы щелочноземельных металлов в растворе практически всегда могут взаимодействовать с нативной ДНК специфически. Заметим, что, хотя корректное определение констант связывания Ме2 с ДНК весьма затруднено, в ряде работ , была произведена оценка этой величины и получено значение К5 М1. В литературе существует мнение, что с увеличением концентрации одновалентных ионов в растворе связывание двухвалентных ионов с молекулой ДНК уменьшается , хотя данные, полученные в нашей лаборатории, не подтверждают этого ,. Эксперименты свидетельствуют о повышении термосгабильности ДНК в широкой области концентраций ионов щелочных и щелочноземельных металлов и о ее снижении при использовании ионов переходных металлов. Однако при высоких концентрациях М2 и щелочных металлов 1 2 М и выше наблюдается снижение температуры плавления ДНК и сужение температурного интервала перехода спиральклубок . За дестабилизацию двойной спирали в этих условиях ответственно связывание катионов с основаниями ДНК на возникающих в результате повышения температуры одноцепочечных участках ,. Интересно отметить, что стабилизирующее действие М2 проявляется в области значительно более низких концентраций 3М , чем щелочных металлов. При высоких концентрациях ионов около 2 М повышение температуры раствора приводит к агрегации ДНК . В зависимости от концентрации ДНК, количества и природы катиона температура, при которой начинается агрегация ДНК, может понижаться до значений, близких к . Способность металлов индуцировать агрегацию согласуется с их влиянием на термостабильность ДНК С Со2 Мп2 Са2 М2. Иопы Ва 2 и 8г 2 не вызывали видимой агрегации при повышении температуры . Присутствие в растворе ионов Ыа, К, 1л, ЛЬ, Сб при концентрации выше 0,1 М вызывает значительные изменения в спектре КД, что, как полагают авторы работы , свидетельствует об увеличении угла закручивания спирали ДНК. Это изменение зависит от природы ионов . В работе оно интерпретировалось через влияние катиона на водное окружение фосфата ДНК, в результате которого может измениться геометрия сахарофосфатной цени и торсионный угол между основаниями. На основании этих данных в литературе было введено понятие о ВС переходе, при котором изменяется угол закручивания спирали. Однако, в работах , существование этого конформационного перехода в растворе было поставлено под сомнение, так как изменение параметров спирали лежит в пределах тепловых флуктуаций Вформы . Таким образом, речь может идти не об изменении геометрии двойной спирали, а о влиянии иона на спектральные характеристики макромолекулы. Из всех ионов щелочных металлов наиболее сильное изменение спектров КД ДНК вызывает присутствие ионов лития. В работе авторы отмечали, что ионы 1Л, способны включать достаточно много молекул воды в свою гидратную оболочку, что может дегидратировать ДНК, видоизменять гидратацию ее желобов в большей степени, чем ион Сб, хотя спектры кругового дихроизма растворов ДНК, содержащих 1Л и Сз весьма схожи. По эффективности влияния на спектры КД ДНК ионы можно расположить в ряд Ыа 1л ЫН Мд2 Са2 Мп2 2п2 Со2 . В концентрированном М растворе 1лС1 наблюдалось выпадение нативной ДНК в осадок , . Процесс агрегации ДНК зависит от концентрации, ГЦсостава, молекулярного веса ДНК. При исследовании плавления ДНК в области больших ионных сил фиксировали существенное снижение температуры и сужение интервала плавления, . Снижение температуры плавления ДНК, по мнению авторов ,, обусловлено изменением структуры ее ближайшего водного окружения.