Управление пространственной организацией жидкокристаллических дисперсий нуклеиновых кислот при помощи биологически значимых факторов

• Автор: Скуридин, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 322 с. : ил.

1.1. Некоторые свойства водных растворов полиэти

ленгликоля

1.2. Рентгенографический анализ жидкокристалличес

ких фаз линейных двухцепочечных молекул ДНК, образующихся в водносолевых растворах полиэтиленгликоля

1.3. Оптические текстуры и спектры КД тонких слоев

жидкокристаллических фаз линейных двухцепочечных молекул ДНК, образующихся в водносолевых растворах полиэтиленгликоля

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава IV. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

IV.1. Характеристика препаратов ДНК и синтетических

полинуклеотидов

Характеристика препаратов полиэтиленгликоля Формирование жидкокристаллических дисперсий ДНК и синтетических полинуклеотидов в ПЭГ
содержаших водносолевых растворах
Формирование жидкокристаллических дисперсий ДНК в водносолевых растворах ПЭГ, содержащих
изопропанол .
Формирование жидкокристаллических дисперсий из молекул ДНК, модифицированных цисдихлоро
диамминплатиноЖ II
Формирование жидкокристаллических дисперсий из молекул комплексов ДНКдауномицин . . . . Формирование жидкокристаллических дисперсий из молекул ДНК, предварительно подвергнутых
УФоблучению
Регистрация спектров поглощения и кругового
дихроизма .
Размер частиц жидкокристаллических дисперсий
Приготовление образцов жидкокристаллических фаз ДНК для рентгенографического анализа и
поляризационной микроскопии .
Теоретический расчет спектров кругового дихроизма жидкокристаллических дисперсий ДНК . . . Формирование жидкокристаллических дисперсий и жидкокристаллических фаз комплексов ДНК с
синтетическими поликатионами
Характеристика препаратов гепарина
IV Формирование жидкокристаллических дисперсий и жидкокристаллических фаз комплексов ДНК с протаминами
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.ИЗ
Глава V. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВА ЖИДКОКРИСТАЛЛИ
ЧЕСКИХ ДИСПЕРСИИ ДНК В ВОДНОСОЛЕВЫХ РАСТВОРАХ, СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ .
V. 1. Условия образования дисперсий ДНК в водносолевых растворах полиэтиленгликоля
V. 2. Некоторые параметры частиц дисперсий ДНК,
образующихся в водносолевых растворах полиэтиленгликоля
V. 3. Теоретически рассчитанные и экспериментально
наблюдаемые спектры КД дисперсий ДНК
V. 4. Оценка параметра порядка молекул полиИ х по
лис Ц, образующих холестерическую жидкокристаллическую дисперсию.
V. 5. Кинетика формирования холестерических жидкокристаллических дисперсий ДНК
V. 6. Факторы стабилизации оптических свойств частиц
холестерических жидкокристаллических дисперсий
Глава VI. УПРАВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ УКЛАДКОЙ МОЛЕКУЛ
ДНК В ЧАСТИЦАХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ДИСПЕРСИИ
VI Возможность изменения пространственной укладки молекул полимеров в лиотропных жидких кристал
лах теория .
Управление пространственной структурой жидкокристаллических дисперсий ДНК в результате изменения диэлектрической постоянной растворителя
Управление пространственной структурой жидкокристаллических дисперсий ДНК при помощи
биологически активных соединений
Управление пространственной структурой жидкокристаллических дисперсий полиИ х полиЦ
при помощи температуры
Управление пространственной структурой жидкокристаллических дисперсий ДНК при помощи химических агентов и физических факторов
Оптические свойства жидкокристаллических дисперсий, сформированных из молекул ДНК, модифицированных цисдихлородиамминплатинойII . .
Фотохимическая модификация азотистых оснований и оптические свойства жидкокристаллических
дисперсий ДНК .
Возможные причины исчезновения аномальной оптической активности жидкокристаллических дисперсий ДНК при модификации азотистых
оснований .
Влияние ионного состава растворителя на эффективность образования жидкокристаллических дисперсий ДНК и характер упаковки молекул ДНК в частицах этих дисперсий .
Глава VII. ПЭГПОДОБНАЯ СИТУАЦИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ
Глава VIII. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ФАЗЫ И ЖИДКОКРИСТАЛЛИ
ЧЕСКИЕ ДИСПЕРСИИ КОМПЛЕКСОВ ДНК С СИНТЕТИЧЕСКИМИ И ПРИРОДНЫМИ ПОЛИКАТИОНАМИ.
VIII.1. Условия образования и свойства жидкокристал
лических фаз и жидкокристаллических дисперсий комплексов ДНКполикатион, сформированных в
водносолевых растворах .
VIII2. Управление пространственной организацией
жидкокристаллических дисперсий комплексов ДНКполикатион при помоши биологически
активных соединений .
Глава IX. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ДНК В СОСТАВЕ
БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Глава X. АНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ БИОСЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ
ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ДИСПЕРСИИ ДНК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИИ . .
Х.1. Общие принципы создания и функционирования
биосенсоров.
Х.2. Биодатчики на основе холестерических жидкокристаллических дисперсий ДНК
Х.З. Биодатчики на основе жидкокристаллических
дисперсий комплексов ДНКполикатион . , . ,
Х4 Синтетические полимерные матриксы, содержащие
холестерические жидкокристаллические дисперсии ДНК
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ДОВ дисперсия оптического вращения КД круговой дихроизм НК нуклеиновая кислота ПЭГ полиэтиленгликоль Тмодель термодинамическая модель комплекса ДНКполикатион Эмодель электростатическая модель комплекса ДНКполикатион цисРНП цисдихлородиамминплатина II
А2 3,8диодиметиламинопропиламидо4,5диокси9,антрацендион гидрохлорид
В8 бисантрен, 9,антрацендикарбоксальдегидбис4,5дигидрокси1Нимидазол2илгидразин дигидрохлорид
МХ митоксантрон, 1,4бис6окси1,4диазогексил5,8диокси9,1Оантрацендион дигидрохлорид
ВВЕДЕНИЕ


Холестерик. Р 2 ики
и i. X от 0,2 Ю 0. Холестерик. Гексагональная деза. Ка 0. Вязкий изотропный раствор I Холестерик 1 и др. Гексагональная деза. Ка К КН. Ховестсрик Гексагональная деза. Ка от 0. Окончание таблицы I. ДНК тимуса теленка МО пар оснований ИК4 0, на 0. Тьоуер ю хн Холестерик Р 2,,9 нки СеГогелМег И др. ДНК тимуса теленка 6 пар основания Асполимеризовпиний реяарат днк ОТ 0 АО пар основания Ка 0, ЫН4 0. НН4 0. Дважды закрученная голубая доза. Р 0. И др. ДНК тимуса теленка Дспожииеризоианмый препарат ДНК ОТ ДО 0 ар основании Ка 0. М Хидкий кристалл тип жидкого кристалла не определен. И Др. Направленной вверх стралхоя отиечсиа исходная концентрация соли п капле раствора, концентрации ДНК в которой увеличивали в результате нодлянного нсааренмя воды. КД характеризуется наличием аномальной отрицательной полосы расположенной и оОластн еогловлним азотистих основания ДНК МВСС ы ни. Рис. Аг,,д при увеличении концентрации ДНК в водносолевом растворе. С 7 пар нуклеотидов. На вставке Зависимость критической концентрации фазового перехода ДНК из изотропного в анизотропное состояние в водносолевом растворе от длины 1 молекул ДНК. Значения величины критической концентрации ДНК, полученные для препаратов ДНК разной молекулярной массы длины, приведены в табл. Формирование жидкокристаллической фазы из коротких молекул ДНК длиной от 0, до 7,9 мкм было исследовано в работе . М КС1 между предметным и покровным стеклами и, выдерживая приготовленный препарат тонкого слоя водносолевого раствора ДНК при 0С, периодически наблюдал при помощи поляризационного микроскопа за динамикой изменения свойств этого раствора, происходящих в результате медленного испарения воды. Через несколько дней после начала эксперимента концентрация ДНК в препарате достигала величины, достаточной для образования зародышей анизотропной фазы, развитие которой интенсивно продолжалось еще в течение одного или двух месяцев. Текстура тонкого слоя этой фазы представляла собой текстуру отпечатков пальцев, известную для холестерических жидких кристаллов низкомолекулярных соединений 1. Величина шага спиральной структуры холестерика, образуемого молекулами ДНК в этих условиях, определенная на основании полученной текстуры, составляла 2,4 мкм . Таблица 2. Значения величины критической концентрации ДНК, соответствующей началу образования анизотропной фазы ДНК в водносолевом растворе, полученные для препаратов ДНК разной молекулярной массы длины. Средняя длина молекул ДИК кр. ДНК в составе биологических объектов. Очередное доказательство существования холестерических жидких кристаллов ДНК в водносолевых растворах было получено в работе 7, в которой были исследованы свойства концентрированных растворов коротких молекул ДНК 0,6 М ИаС1, содержащих в своем составе 0 пар нуклеотидов. При комнатной температуре и концентрации ДНК 0 мгмл система становится двухфазной, разделяясь, соответственно, на изотропный раствор и анизотропную фазу ДНК. При более высокой концентрации ДНК 0 мгмл наблюдалось образование однородной анизотропной фазы ДНК, обладающей сильным двойным лучепреломлением и конфокальной текстурой, напоминающей по своему внешнему виду закристаллизованную поликристаллическую массу 1. Хотя эта текстура не является специфической для холестериков, тем не менее текстуры такого типа отмечены в случае холестерических жидких кристаллов . Нагревание раствора, содержащего анизотропную фазу ДНК, сопровождалось его просветлением, что указывало на переход молекул ДНК в изотропное состояние. Тот факт, что такое поведение типично для лиотропных жидких кристаллов 1, а также наличие конфокальной текстуры, позволили авторам работы 3 обосновать факт образования холестерической фазы ДНК в концентрированных растворах. Исходя из холестерической природы жидкокристаллической фазы ДНК, авторы исследовали ее магнитную восприимчивость. Двухцепочечные молекулы ДНК, образующие жидкокристаллическую фазу, помещенную между опорными стеклами, ориентируются перпендикулярно направлению приложенного магнитного поля.