Вивчення енергетики гідратації компонентів нуклеїнових кислот методом диференційної УФ-спектроскопії
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.0000E4Анотація
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.Посилання
Starikov EB, Bol'bukh TV, Semenov MA. Study of hydration isotherms of nucleic acids. Kharkov, 1987; (Preprint AN UkrSSR. Inst. Radioelektron., 359). 19 p.
Frechet D, Ehrlich R, Remy P. Thermal perturbation differential spectra of ribonucleic acids. I. Hydration effects. Nucleic Acids Res. 1979;7(7):1965-80.
Frechet D, Ehrlich R, Remy P, Gabarro-Arpa J. Thermal perturbation differential spectra of ribonucleic acids. II. Nearest neighbour interactions. Nucleic Acids Res. 1979;7(7):1981-2001.
Maevskii AA. Temperature dependence of the electronic absorption spectra of polynucleotides and their components. Biofizika. 1975;20(6):957-60.
Borodavkin AV, Budovskiy EI, Morozov YuV, et al. Electronic structure, UV absorPtion and reactivity of comPonents of nucleic acids. Itogi nauki i tekhniki. Moscow, VINITI, 1977; (Ser. Molekularnaya biologiya; Vol. 14). 227 p.
Semenov MA, Maleev VYa. DNA hydration energetics. Biofizika. 1986; 31(5):764-7.
Semenov MA, Kashpur VA, Bolbukh TV, Maleev VYa. Study on hydration of nucleic acid comPonents by IR-spectroscopy and SHF-dielectrometry. Biopolym Cell. 1987; 3(1):18-22.
Starikov EB, Semenov MA. IR spectroscopic and quantum-mechanical study of disodium cytidine-5'-monophosphate hydration. Zh Fiz Khim. 1988; 42(8):2120-6.
Kalinin FL, Lobov VP, Zhidkov VA. Handbook of Biochemistry. Kiev, Naukova dumka, 1971; 1013 P.
Blagoi IuP, Sorokin VA, Valeev VA, Gladchenko GO. Effect of divalent copper ions on heat denaturation of DNA. Mol Biol (Mosk). 1978;12(4):795-805.
Chaydls W. Physical constants. Ed. VI Rydnik. Moscow, Gosizdat fiz-mat. Lit. 1962; 40 p.
Sorokin VA, Levchenko IV, Valeev VA, Blagoi IuP. Detection of weak electron interactions in the study of the helix-coil transition in homopolynucleotides. Mol Biol (Mosk). 1988; 22(1):151-8.
Martin RB, Mariam YaKh. The interaction between the metal ions and nucleic bases, nucleosides and nucleotides in solution. Metal ions in biological systems. Ambivalent properties of nucleotides. Moscow, Mir, 1982; :53-103.
Pullman B, Miertus S, Perahia D. Hydration scheme of the purine and pyrimidine bases and base-pairs of the nucleic acids. Theoret Chim Acta. 1979;50(4):317–25.
Saenger W. Principles of nucleic acid structure. New York: Springer, 1984; 556 p.
Khimmel'blau D. Applied Nonlinear Programming. Moscow, Mir, 1975; 534 p.
Belan VI, Maslov KK, Motornaya AA, Khatuntsev VI. Dialog optimization system for UCS application packages. Software optimization tasks. Moscow, Nauka, 1987; 108-115.
Jaffe H, Orchin M. Theory and applications of ultraviolet spectroscopy. New York; London: J. Willey and Sons, 1962:186-196.
Kopka ML, Fratini AV, Drew HR, Dickerson RE. Ordered water structure around a B-DNA dodecamer. A quantitative study. J Mol Biol. 1983;163(1):129-46.
Sorokin VA, Blagoi YuP, Maleev VA et al. Spectroscopic studies of bivalent metal ion binding to single-stranded poly C. Stud Biophys. 1986. 114(1-3):269-76.
Arpalahti J, Lonnberg H. Complexing of 3d transition metal ions with 9-substituted purines. II. Stoichiometry and thermodynamics of the complex formation. Inorganica Chimica Acta. 1983;80:25–31.
Physico-chemical properties of nucleic acids. Moscow, Mir, 1976; 314 p.
Nykohosyan DN, Letokhov VS. Nonlinear lazer photophysics, photochemistry and photobiology of nucleic acids. Troitsk, Troitsk Inst. of spectroscopy Press, 1984; 355 p.
Naberukhin YuI. The Problem of constructing a quantitative model of the water structure. Zhurnal structurnoy khimii. 1984; 25(2):60-7.
Buckin VA. Acoustic investigation of the hydration of nucleic bases in aqueous solutions: anomalies of water in the hydration shell. Biofizika. 1988; 33(6):926-31.
