Изучение энергетики гидратации компонентов нуклеиновых кислот методом дифференциальной УФ-спектроскопии

Abstract

Для определения термодинамических параметров гидратации оснований нуклеотидов измерены температурные зависимости дифференциальных УФ-спектров поглощения водных растворов CMP, GMP, UMP, IMP, AMP и Guo. С помощью двухуровневой термодинамической модели вычислены энтальпия (ΔH) и энтропия (ΔS) гидратации молекул воды, образующих внутренний моногидратный слой вблизи оснований. Для UMP, IMP, GMP и Guo гидратация приводит к возрастанию энтропии, которое вносит основной вклад в изменение свободной энергии Гиббса (ΔG). Для CMP энталышйный и энтропийный члены сравнимы по величине, чем объясняется аномально низкое значение |ΔG|. Обнаружена корреляция между величиной АН и значениями дипольного момента основного состояния. Гидратация приводит к возрастанию энергии электронных переходов оснований.

Для визначення термодинамічних параметрів гідратації основ нуклеотидів виміряно температурні залежності диференційних УФ-спектрів поглинання водних розчинів CMP, GMP, UMP, IMP, AMP і Guo. За допомогою дворівневої термодинамічної моделі обчислено ентальпія (ΔH) і ентропія (ΔS) гідратації молекул води, що утворюють внутрішній моногідратний шар поблизу основ. Для UMP, IMP, GMP і Guo гідратація призводить до зростання ентропії, яке робить основний внесок у зміну вільної енергії Гіббса (ΔG). Для CMP ентальпійний і ентропійний члени порівнянні за величиною, чим пояснюється аномально низьке значення | ΔG |. Виявлено кореляцію між величиною ΔН і значеннями дипольного моменту основного стану. Гідратація призводить до зростання енергії електронних переходів основ.

Differential UV spectra of CMP, UMP, AMP, IMP, GMP and Quo are obtained, which are due to dehydration of these substances during heating of their aqueous solutions from 20 to 90 °C. The enthalpies and entropies of hydration characterizing the interaction between water molecules and heteroatoms of the base rings are calculated. The entropy term greatly contributed to the variations of the free Gibbs energy for UMlP, IMP, AMP, GMP and Quo. The enthalpy and entropy terms are comparable for CMP.