Взаимодействие акридинового красителя с дезокситетрануклеотидами различной последовательности оснований в водном растворе

Abstract

Рассмотрено комплексообразование акридинового красителя профлавина с самокомплементарными дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатами 5'-d(GpCpGpC), 5'-d(CpGpCpG), 5'-d(ApCpGpT), 5'-d(ApGpCpT) в водном растворе на основе данных одномерной и двухмерной 1H-ЯMP-спектроскопии. Двухмерная гомоядерная ?МР-спектроскопия (2M-COSY и 2M-NОESY) использована для полного отнесения сигналов протонов молекул в растворе и для качественного определения характера взаимодействия профлавина с тетрануклеотидами. Проанализированы концентрационные зависимости протонных химических сдвигов молекул. Рассмотрены различные схемы образования комплексов красителя с тетрануклеотидами и выявлены модели, адекватные экспериментальным данным для различных нуклеотидных последовательностей.

На основі даних одно- і двомірної 1H-ЯМР-спектроскопії (500 МГц) розглянуто комплексоутворення акридинового забарвника профлавіну із самокомплементарними дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатами Sr -Ci(GpCpGpC), 5'-d (CpGpCpG), S'-d (ApCpGpT), 5'-d (ApGpCpT) у водному розчині. Двомірна гомоядерна 1Н-ЯМР-спектроскопія (2M-COSY і 2M-NOESY) використана для повного віднесення сигналів протонів молекул у розчинах та для якісного аналізу характера взаємодії профлавіну з тетрануклеотидами. Розглянуто експериментальні концентраційні залежності протонних хімічних зсувів молекул та різні схеми комплексоутворення забарвника з тетрануклеотидами, що враховують рівновагу асоціатів у розчині. Вивчено відносний зміст комплексів у розчині і виявлено особливості динамічної рівноваги в залежності від послідовності основ в нуклеотидному ланцюгу. Виходячи з одержаних даних зроблена висновок про переважну інтеркаляцію профлавіну в CG-сайти тетрануклеотидів у дуплексній формі. Порівняльний аналіз найбільш вірогідних структур 1 : 2 комплексів забарвника з тетрануклеотидами виконано на основі розрахункових значень індукованого хімічного зсуву та 2M-NOE-спектру.

Complex formation between acridine dye proflavine and self-complementary deoxytetranucleoside triphosphates 5'-d(GpCpGpC), 5'-d(CpGpCpG), 5'-d(ApCpGpT), 5'-d(ApGpCpT) in aqueous solution has been considered using data of one-dimensional and two-dimensional 1H-NMR spectroscopy (500 MHz). Two-dimensional homonuclear 1H-NMR spectroscopy (2D-COSY and 2D-NOESY) was used for comlete assignments of proton signals of molecules in solutions and for qualitative analysis of the nature of interaction of proflavine with tetranucleotides. Concentration dependences of proton chemical shifts of the molecules have been analyzed. Different schemes of complex formation between dye molecules and tetranucleotides have been examined taking into account various molecular associates in solutions. Analysis of relative content of different types of complexes has been made and special features of dynamic equilibrium have been revealed as a function of base sequence of tetranucleotides. Based on the obtained results a conclusion has been made about preferntial intercalation of proflavine to CG-site of tetranucleotides in duplex form. A comparative analysis of the most favourable structures of 1 : 2 complexes of dye with tetranucleotides has been made.