Взаємодія акридинового барвника з дезокситетрануклеотидами різної послідовності основ у водному розчині
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.00030BАнотація
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-спектруПосилання
Krugh TR, Reinhardt CG. Evidence for sequence preferences in the intercalative binding of ethidium bromide to dinucleoside monophosphates. J Mol Biol. 1975;97(2):133-62.
Patel DJ, Canuel LL. Sequence specificity of mutagen-nucleic acid complexes in solution: intercalation and mutagen-base pair overlap geometries for proflavine binding to dC-dC-dG-dG and dG-dG-dC-dC self-complementary duplexes. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977;74(7):2624-8.
Kastrup RV, Young MA, Krugh TR. Ethidium bromide complexes with self-complementary deoxytetranucleotides. Demonstration and discussion of sequence preferences in the intercalative binding of ethidium bromide. Biochemistry. 1978;17(23):4855-65.
Scott EV, Jones RL, Banville DL, Zon G, Marzilli LG, Wilson WD. 1H and 31P NMR investigations of actinomycin D binding selectivity with oligodeoxyribonucleotides containing multiple adjacent d(GC) sites. Biochemistry. 1988;27(3):915-23.
Delepierre M, Van Heijenoort C, Igolen J, Pothier J, Le Bret M, Roques BP. Reassessment of structural characteristics of the d(CGCG)2:actinomycin D complex from complete 1H and 31P NMR. J Biomol Struct Dyn. 1989;7(3):557-89.
Chen FM. Binding specificities of actinomycin D to self-complementary tetranucleotide sequences -XGCY-. Biochemistry. 1988;27(17):6393-7.
Veselkov AN, Dymant LN, Baranovskiy SF. Proton magnetic resonance study of complex formation between proflavine and isomeric diribodinucleotide monophosphates CpG and GpC. Mol Biol (Mosk). 1986; 20(5):1244-50.
Neidle S, Berman HM. X-ray crystallographic studies of nucleic acids and nucleic acid-drug complexes. Prog Biophys Mol Biol. 1983;41(2):43-66.
Veselkov AN, Karawajew LS, Djimant LN. Proton magnetic resonance study of complex formation between proflavine and ribonucleotide monophosphates in aqueous solution. Stud biophys. 1987; 120(1):87-107.
Veselkov AN, Djimant LN, Davies D, Parkes H, Shipp D. 1D- and 2D-1H NMR investigation of self-association of deoxytetraribonucleoside triphosphates of different base sequence in aqueous solution. Biopolym. Cell. 1991; 7(5):15-22.
Reid BR, Banks K, Flynn P, Nerdal W. NMR distance measurements in DNA duplexes: sugars and bases have the same correlation times. Biochemistry. 1989;28(26):10001-7.
Giessner-Prettre C, Pullman B. Quantum mechanical calculations of NMR chemical shifts in nucleic acids. Q Rev Biophys. 1987;20(3-4):113-72.
Mitchell PR, Sigel H. A proton nuclear-magnetic-resonance study of self-stacking in purine and pyrimidine nucleosides and nucleotides. Eur J Biochem. 1978;88(1):149-54.
Reinhardt CG, Krugh TR. A comparative study of ethidium bromide complexes with dinucleotides and DNA: direct evidence for intercalation and nucleic acid sequence preferences. Biochemistry. 1978;17(23):4845-54.
Veselkov AN, Dymant LN, Dreval’ SS. Investigation of the self-association of proflavine and acridine orange molecules in aqueous solution by 1H NMR. Theor Exp Chem. 1987;23(3):346–50.
Veselkov AN, Dymant LN, Baranovskiy SF. Thermodynamic parameters of self-association of the molecules in an aqueous solution of proflavine. Khimicheskaya Fizika. 1989;8(9):1282-5.
Veselkov AN, Dymant LN, Kulikov E. Application of variational methods of experimental data in the study of molecular aggregation acridine dyes by high-resolution NMR. Khimicheskaya Fizika. 1984;3(8):1101-8.
Kulikov EL, Veselkov AN, Djimant LN. Application of the variational principle for associative data of physical experiment. Ukr Fiz Zh. 1984; 29(10): 1477-1484.
Mathematical Software UCS. Unconstrained minimization. Minsk, 1981. Iss. 17:10.
Gusnin SYu, Omel'yanov GA, Reznikov GV, Sirotkin VS. Minimization in engineering calculations on a computer. Biblioteka programm. M., 1981. 120 p.
Delepierre M, Delbarre A, Langlois d'Estaintot B, Igolen J, Roques BP. 1H-NMR studies of a monointercalating drug into a d[CpGpCpG]2 minihelix. Biopolymers. 1987;26(7):981-1000.
Delepierre M, Dinh TH, Roques BP. 1H-NMR studies of a monointercalating drug into a d(CpGpApTpCpG)2 minihelix. Biopolymers. 1989;28(12):2097-113.
Delepierre M, Dinh TH, Roques BP. Bisintercalation of ditercalinium into a d(CpGpApTpCpG)2 minihelix: a 1H- and 31P-NMR study. Biopolymers. 1989;28(12):2115-42.
Berman HM, Neidle S, Stodola RK. Drug-nucleic acid interactions: conformational flexibility at the intercalation site. Proc Natl Acad Sci U S A. 1978;75(2):828-32.
Aggarwal A, Islam SA, Kuroda R, Neidle S. X-ray crystallographic analysis of a ternary intercalation complex between proflavine and the dinucleoside monophosphates CpA and UpG. Biopolymers. 1984;23(6):1025-41.
Neidle S. Structural aspects of drug-DNA complexes: molecular modelling of intercalative interactions. Drugs Exp Clin Res. 1986;12(6-7):455-62.
