Biopolym. Cell. 1995; 11(3-4):42-54.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0003EC
Дослідження взаємодії бромистого етидію з самокомплементарним дезок'ситетрануклеотидом 5'-d (ApCpGpT) у водному розчині методом 1Н-ЯМР спектроскопії
1Веселков О. Н., 1Димант Л. М., 1Болотін П. О., 1Барановський С. Ф., 1Веселков Д. О., 2Шипп Д., 2Девіс Д.
  1. Севастопольський національний технічний университет
    вул. Університетська, 33, Севастополь, Україна, 99053
  2. Беркбек колледж Лондонского университета
    Малет-стрит, Лондон WC1E 7НХ, Великобритания

Abstract

Вивчено комплексоутворення барвника бромистого етидію (3,8-Дтміно-6-феніл-5-етил-фенантридин) з самокомплементарним дезокситетрарибонуклеозидтрифосфатом 5'-d (ApCpGpT) у водно-солевому розчині методом одномірної (500 МГц) і двомірної (600 МГц) *Н-ЯМР спектроскопії. Двомірну гомоядерну ПМР спектроскопію (2M-NOESY) викоріистано для якісного аналізу характера взаємодії бромистого етидію з тетрануклеотидом. Виміряно концентраційні залежності протонних хімічних зсувів молекул при фіксованій температурі (Т = 298 К). Розглянуто різноманітні схеми ком­плексоутворення молекул барвника з тетрануклеотидом, які враховують різні моле­кулярні асоціати у розчині. Визначено рівноважні константи реакцій і граничні зна­ чення хімічних зсувів протонів бромистого етидію у складі комплексів. Проаналізовано відносний вміст комплексі© різного типу у розчині і выявлено особливості динамічної рівноваги в залежності від співвідношення концентрацій барвника і тетрануклеотиду. На основі отриманих даних зроблено висновок щодо переважної інтеркаляції броми­стого етидію у піримідин-пуринову ділянку тетрануклеотидної послідовності (CG-сайт) у дуплексній формі подібно до вивченого раніше акридинового барвника профлавіна. Вбудовування бромистого етидію відбувається з боку малої канавки дуплексу на від­міну від профлавіна, інтеркалюючого з великого жолобка подвійної спіралі. Побу­довано найвірогіднішу структуру 1:2 барвника з тетрануклеотидом у розчині виходячи з розрахованих значень індукованого хімічного зсуву протонів бромистого етидію і даних 2M-NOE-cneKTpiB.
Повний текст: (PDF, російською)

References

[1] Davies DB, Djimant LN, Veselkov AN. 1 H NMR Structural Analysis of the Interactions of Proflavine with Self-Complementary Deoxytetranucleosides of Different Base Sequence. Nucleosides Nucleotides. 1994;13(1-3):637–55.
[2] Veselkov AN, Davies DB, Djimant LN, Parkes HG. Investigation of interaction of proflavine with deoxytetraribonucleoside triphosphate 5'-d(ApCpGpT) by the method of 1H-NMR spectroscopy. Biopolym Cell. 1991; 7(6):5-15.
[3] 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.
[4] Feigon J, Leupin W, Denny WA, Kearns DR. Binding of ethidium derivatives to natural DNA: a 300 MHz 1H NMR study. Nucleic Acids Res. 1982;10(2):749-62.
[5] Dahl KS, Pardi A, Tinoco I Jr. Structural effects on the circular dichroism of ethidium ion-nucleic acid complexes. Biochemistry. 1982;21(11):2730-7.
[6] Nelson JW, Tinoco I Jr. Intercalation of ethidium ion into DNA and RNA oligonucleotides. Biopolymers. 1984;23(2):213-33.
[7] Kreishman GP, Chan SI, Bauer W. Proton magnetic resonance study of the interaction of ethidium bromide with several uracil residues, uridylyl (3' leads to 5') uridine and polyuridylic acid. J Mol Biol. 1971;61(1):45-58.
[8] Monaco RR, Hausheer FH. Binding site for ethidium cation in the major groove of B-form DNA. J Biomol Struct Dyn. 1993;10(4):675-80.
[9] Veselkov A. N., Djimant L. N., 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.
[10] Baldini G, Varani G. The role of the solvent on the binding of ethidium bromide to DNA in alcohol-water mixtures. Biopolymers. 1986;25(11):2187-208.
[11] Veselkov AN, Dymant LN, Baranovskiy SF et al. The study of self-association of ethidium bromide in an aqueous solution by H-NMR spectroscopy. Khim Fizika. 1994; 13(11):72-80
[12] Gao XL, Patel DJ. Antitumour drug-DNA interactions: NMR studies of echinomycin and chromomycin complexes. Q Rev Biophys. 1989;22(2):93-138.
[13] Veselkov AN, Devis D, Dymant LN, Parkes H. Studies of the interaction proflavine tetra deoxy ribonucleoside triphosphates d (GpCpGpC) by H-NMR spectroscopy. Mol Biol (Mosk). 1991. 26(6): 1504-16.
[14] Veselkov AN, Djimant LN, Karawajew L, Kulikov EL. Investigation of the aggregation of acridine dyes in aqueous solution by proton NMR. Stud Biophys. 1985;106(3):171-80.
[15] Jenkins TC, Lane AN, Neidle S, Brown DG. NMR and molecular modeling studies of the interaction of berenil and pentamidine with d(CGCAAATTTGCG)2. Eur J Biochem. 1993;213(3):1175-84.
[16] Giessner-Prettre C, Pullman B. Quantum mechanical calculations of NMR chemical shifts in nucleic acids. Q Rev Biophys. 1987;20(3-4):113-72.
[17] Abraham RJ. The application of aromatic ring currents in the elucidation of drug- ligand and metallo-porphyrin complexations. Nuclear magnetic resonance spectro­ scopy in molecular biology. Dordrecht, 1978: 461-79.
[18] Poltev VI, Teplukhin AV. Base interaction and conformation manifestations of repetitive nucleotide sequences. Mol Biol (Mosk). 1987;21(1):102-15.
[19] Dickerson RE. Definitions and nomenclature of nucleic acid structure parameters. J Biomol Struct Dyn. 1989;6(4):627-34.
[20] Jain SC, Tsai CC, Sobell HM. Visualization of drug-nucleic acid interactions at atomic resolution. II. Structure of an ethidium/dinucleoside monophosphate crystalline complex, ethidium:5-iodocytidylyl (3'-5') guanosine. J Mol Biol. 1977;114(3):317-31.
[21] Lybrand T, Kollman P. Molecular mechanical calculations on the interaction of ethidium cation with double-helical DNA. Biopolymers. 1985;24(10):1863-79.
[22] Chen K-X, Gresh N, Pullman B. A theoretical exploration of conformational aspects of ethidium bromide intercalation into a d(CpG)2 minihelix. Biopolymers. 1987;26(6):831–48.
[23] Searte MS. NMR studies of drug-DNA interactions. Progr NMR Spectr. 1993; 25: 403-80.