Исследование комплексообразования акридинового красителя профлавина с дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5-d(TpGpCpA) в водном растворе методом ¹Н-ЯМР спектроскопии

Abstract

Исследовано взаимодействие красителя акридинового ряда профлавина с самокомплементарным дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d(TpGpCpA) в водно-солевом растворе методом одномерной и двухмерной Х ¹Н-ЯМР спектроскопии (500 МГц). Измерены концентрационные и температурные зависимости протонных химических сдвигов взаимодействующих молекул Рассмотрены различные модели образования комплексов молекул красителя с тетрануклеотидом, рассчитаны равновесные константы, энтальпии ΔН и энтропии ΔS реакций образования комплексов состава 1:1, 2:1, 1:2 и 2:2. Выявлены особенности динамического равновесия комплексов различного типа в зависимости от соотношения концентраций красителя и гпетрануклеотида. Сделано заключение о преимущественной интеркаляции профлавина в пиримидин-пуриновые TG- и СА-сайты тетрануклеотида. Сравнение закономерностей интеркаляционного взаимодействия профлавина и исследованного ранее фенантридинового красителя бромистого этидия показало, что интенсивность селективного связывания ароматических лигандов с пиримидин-пуриновыми сайтами дезокситетрануклеотидов зависит от их состава и от вида оснований, фланкирующих места посадки лиганда. На основании рассчитанных значений индуцированных химических сдвигов для протонов красителя и данных 2M-NOESY определены наиболее вероятные пространственные структуры 1:2- и 2:2-комплексов профлавина с тетрануклеотидом.

Досліджено взаємодію барвника акридинового ряду про флавіну з самокомплементарним дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5' -d(TpGpCpA) у водно-сольовому розчині методом одно- і двомірної ¹Н-ЯМР спектроскопії (500 МГц). Виміряно концентраційні і температурні залежності протонних хімічних зсувів взаємодіючих молекул Розглянуто різні моделі утворення комплексів молекул барвника з тетрануклеотидом, розраховано рівноважні константи, ентальпії ΔН та ентропії ΔS реакцій утворення комплексів складу 1:1, 2:1, 1:2, 2:2. Виявлено особливості динамічної рівноваги комплексів різного типу в залежності від співвідношення концентрацій барвника і тетрануклеотиду. Зроблено висновок про переважну інтеркаляцію профлавіну у піримідин-пуринові TG- і СА-сайти тетрануклеотиду. Порівняння закономірностей інтеркаляційної взаємодії профлавіну та дослідженого раніше фенантридинового барвника бромистого етидію засвідчило, що інтенсивність селективного зв'язування ароматичних лігандів з піримидин-пуриновими сайтами дезокситетрануклеотидів залежить від їх складу і виду основ, фланкуючих місця посадки ліганда. Базуючись на розрахованих значеннях індукованих хімічних зсувів для протонів барвника та даних 2M-NOESY, визначено найвірогідніші просторові структури 1:2 і 2:2 комплексів профлавіну з тетрануклеотидом.

The interaction of acridine dye proflavine with self-complementary deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(TpGpCpA) in aqueous salt solution has been studied by one- and two- dimentional 500 MHz ¹H-NMR spectroscopy. Concentration and temperature dependences of proton chemical shifts of the interacting molecules have been measured. Different schemes of complexation of proflavine with the tetranucleotide have been analysed and the equilibrium constants, enthalpies ΔH, entropies ΔS of different reactions leading to the formation of 1:1, 1:2, 2:1, 2:2 complexes have been determined. The specific features of the dynamic equilibrium of different complexes as a function of the drug-tetranucleotide ratio have been examined. It is concluded that proflavine intercalates preferentially to pyrimidine-purine TG- and CA-sites of the tetranucleotide sequence. Comparative analysis of the distinctive features of the intercalative binding of proflavine and that of phenan-tridinium dye ethidium bromide studied earlier has shown that intensity of selective interaction of aromatic ligands with pyrimidine-purine sequence depends on the base content and type of the bases flanking the binding sites. The most favourable structures 1:2 and 2:2 proflavine-tetranucleotide complexes have been constructed using calculated values of induced chemical shift of dye protons and 2D-NOE spectra.