Експериментальне вивчення взаємодії біологічно активних лігандів актиноцинового похідного актиноцил-(діметиламіноетил) аміна і біологічно активного нуклеозиду 6-азацитідіну з молекулами ДНК. Порівняння величин зсуву температур плавлення з розрахунками.
Аннотация к работе
Харківський національний університет ім. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукПоказано, що Act ІІ утворює на всіх досліджених ДНК три типи комплексів: агрегати, мономерно звязаний зовнішній тип комплексу та інтеркаляція. При низьких іонних силах розчинів звязування Act ІІ з Днкthym. відбувається в основному за рахунок енергії водневих звязків і гідрофобних взаємодій. Для сумішей Act ІІ з Днкthym. при високій іонній силі і для сумішей Act ІІ-ДНКМ.lys. і Act Іі-ДНКCL.perf. як при низьких, так і при високих іонних силах, звязування відбувається за рахунок утворення водневих звязків і внесків від конформаційних змін. Работа выполнена с помощью комплекса современных физических методов (спектрофотометрия в видимой и УФ областях, численные методы расчета параметров связывания в системах лиганд - ДНК). Показано, что Act ІІ образует на всех исследованных ДНК три типа комплексов: агрегаты, мономерно связанный внешний тип комплекса и интеркаляция.Багато малих молекул - лігандів, що в експериментах in vitro звязуються з ДНК, використовуються як лікарські препарати, не дивлячись на те, що механізми їхньої дії повністю не зясовані. Молекулярні принципи взаємодії Act ІІ і 6AZC з полінуклеотидними матрицями різні, тому що речовини, які досліджуються, мають різні потенційні можливості для звязування з молекулами ДНК. Ми пропонуємо такий підхід, при якому поєднання спектрофотометричних вимірів і розрахункових методів дозволяють одержувати більш повну інформацію про спектральні і термодинамічні характеристики всіх комплексів, що утворюються, у системах ліганд - ДНК. Використовуючи обрані моделі звязування за допомогою розроблених нами алгоритмів і відповідних компютерних програм оптимізації в системах ліганд - поліелектроліт розрахувати спектральні (молярні коефіцієнти екстинкції для всіх комплексів, що утворюються) і термодинамічні (величини констант і місць звязування) параметри при різних іонних силах і температурах. В опублікованих зі співавторами наукових працях особистий внесок здобувача складається: у роботах [1-3] участь у проведенні експериментальних досліджень по приготуванню і плавленню сумішей 6AZC - ДНК, обговоренні отриманих результатів по звязуванню біологічно активних нуклеозидів з матрицями ДНК різного ступеня деградації; у роботах [4-7] - у проведенні спектрофотометричного титрування сумішей Act ІІ - ДНК різного АТ-, ГЦ - складу при різних іонних силах і температурах, розрахунках по програмах оптимізації констант і величин місць звязування для різних типів комплексів, внеску поліелектролітних взаємодій і термодинамічних параметрів звязування ?G, ?H, ?S.Рівняння (2.1)-(2.3) описують конкурентне звязування двох лігандів з матрицею ПФ із відповідними константами звязування К 1 і К 2 у припущенні, що один з лігандів це іон Na , а другий - Act ІІ. У рівняннях (2.1)-(2.5): R1 і R2-долі звязаних іонів Na і Act ІІ, які дорівнюють частці від ділення відповідних рівноважних концентрацій на СР0; m1 і m2 - концентрації вільних іонів Na і мономера ліганду; KD - константа дімеризації Act ІІ. Таким чином, спектрофотометричні дослідження комплексоутворення актиноцинового похідного Act ІІ з ПФ показали, що в процесі зовнішнього звязування цього ліганду на поліфосфаті з ростом P/D змінюються величини місць звязування і молярних коефіцієнтів екстинкції комплексів, що утворяться. У рівняннях (3.1)-(3.6): К 1-константа звязування іонів Na з фосфатами ДНК на місці звязування n1 = 1; К 2 - константа мономерно звязаного ліганду (комплекс 1) на місці звязування n2; ?-?актор кооперативності, що характеризує утворення агрегатів на тих же місцях звязування; К 3 - константа звязування ліганду на місці звязування n3 (комплекс 2); R1 і R2-долі звязаних іонів Na і комплексу 1, що дорівнюють частці від ділення відповідних рівноважних концентрацій на Cp0; R3-доля комплексу 2, що дорівнює частці від ділення відповідної рівноважної концентрації на CN0; m1 та m2 - концентрації вільних іонів Na і мономера ліганду; KD - константа дімеризації ліганду. З використанням різних моделей звязування (модель І та модель ІІ) були розраховані спектральні і термодинамічні параметри звязування Act ІІ з ДНК при різних іонних силах. модель І описує кооперативне звязування лігандів з ДНК (рівняння (3.1)-(3.3),3.5,3.6). модель ІІ враховує утворення комплексів на різних місцях звязування (рівняння (3.1)-(3.6)).Розроблено нову методику аналізу спектрофотометричних концентраційних залежностей для систем біологічно активний ліганд - поліелектроліт, що дозволяє за допомогою розрахункових методів компютерного моделювання визначати оптимальні моделі звязування, спектральні і термодинамічні параметри всіх комплексів, що утворюються в системах. Показано, що використаний нами підхід може бути застосовано й у випадку, коли поглинання ліганду і поліелектролітної матриці знаходяться в різних областях (Act ІІ і ДНК), і коли області поглинань біологічно активної речовини і поліелектроліту збігаються (6AZC і ДНК).