Biopolym. Cell. 2001; 17(6):501-511.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0005D8
Структура та функції біополімерів
Узагальнена статистико-термодинамічна модель гетероасоціації ароматичних молекул у водному розчині для аналізу даних 1 Н-ЯМРспектроскопії
1, 2Веселков Д. О., 1Євстигнєєв М. П., 2Девіс Д. Б., 1Кодинцев В. В., 1Веселков О. Н.
  1. Севастопольський національний технічний университет
    вул. Університетська, 33, Севастополь, Україна, 99053
  2. Беркбек колледж Лондонского университета
    Малет-стрит, Лондон WC1E 7НХ, Великобритания

Abstract

На основі базової моделі гетероасоціації ароматичних молекул у водному розчині розроблено узагальнену статистико-термодинамічну модель для інтерпретації даних ЯМР-спектроскопії. В розглянутій моделі, на відміну від базової, враховано крайові ефекти, тобто залежність хімічного зсуву протонів від положення молекули в агрегаті – всередині, скраю або в гетеростику. Базова і узагальнена моделі апробовано на при­кладі гетероасоціації акридинового барвника профлавіну (PF) и фенантридинового барвника бромистого етидію (ЕВ) у водно­му розчині. Розрахунок параметрів асоціації молекул здійснено за даними 1Н-ЯМРспектроскопії (500 МГц). Досліджено експе­риментальні концентраційні і температурні залежності про­тонних хімічних зсувів взаємодіючих ароматичних молекул. Встановлено, що розраховані параметри за базовою та узагальненою моделями відрізняються приблизно на 30 % і суттєво залежать від величини рівноважної константи гетероасоціації – при великих значеннях Кc похибка базової моделі зростає. Аналіз структурних і термодинамічних ха­рактеристик комплексоутворення PF і ЕВ дозволяє зробити висновок щодо переважного внеску дисперсійних взаємодій у стабілізацію гетерокомплексу PF–EB.
Повний текст: (PDF, російською)

References

[1] Adel AL, Dorr RT, Liddil JD. The effect of anticancer drug sequence in experimental combination chemotherapy. Cancer Invest. 1993;11(1):15-24.
[2] Alberts DS, Salmon SK, Surwit EA, Chen HSG, Moon TE, Meyskens FL. Combination chemotherapy (CRX) in vitro with the human-tumor stem-cell assay. Proc Am Assoc Cancer Res. 1981; 23: 153-164.
[3] Roberts J, Tumer N. Age and diet effects on drug action. Pharmacol Ther. 1988;37(1):111-49.
[4] Jefferson JW. Drug and diet interactions: avoiding therapeutic paralysis. J Clin Psychiatry. 1998;59 Suppl 16:31-9.
[5] Traganos F, Kapuscinski J, Darzynkiewicz Z. Caffeine modulates the effects of DNA-intercalating drugs in vitro: a flow cytometric and spectrophotometric analysis of caffeine interaction with novantrone, doxorubicin, ellipticine, and the doxorubicin analogue AD198. Cancer Res. 1991;51(14):3682-9.
[6] Kapuscinski J, Kimmel M. Thermodynamical model of mixed aggregation of intercalators with caffeine in aqueous solution. Biophys Chem. 1993;46(2):153-63.
[7] Larsen RW, Jasuja R, Hetzler RK, Muraoka PT, Andrada VG, Jameson DM. Spectroscopic and molecular modeling studies of caffeine complexes with DNA intercalators. Biophys J. 1996;70(1):443-52.
[8] Davies DB, Veselkov DA, Djimant LN, Veselkov AN. Hetero-association of caffeine and aromatic drugs and their competitive binding with a DNA oligomer. Eur Biophys J. 2001;30(5):354-66.
[9] Davies DB, Djimant LN, Veselkov AN. 1H NMR investigation of self-association of aromatic drug molecules in aqueous solution. Structural and thermodynamical analysis. Faraday Trans. 1996;92(3):383.
[10] Davies DB, Veselkov DA, Veselkov AN. Structure and thermodynamics of the hetero-association of aromatic molecules in aqueous solution determined by NMR spectroscopy. Mol Phys. 1999;97(3):439–51.
[11] Bresloff JL, Crothers DM. Equilibrium studies of ethidium--polynucleotide interactions. Biochemistry. 1981;20(12):3547-53.
[12] Albert A. The Acridines. Ed. L. E. Arnold. New York, 1966. 604 p.
[13] Veselkov AN, Eaton RJ, Baranovsky SF, Osetrov SG, Pahomov VI, Bolotin PA, Djimant LN, Davies DB. NMR analysis of the interaction of antibiotic daunomycin with deoxytetranucleotide, 5'-d(TpGpCpA), in aqueous solution. Biopolym Cell. 1999; 15(2):154-62.
[14] Delbarre A, Roques BP, Le Pecq JB, Lallemand JY, Nguyen-Dat-Xuong. PMR studies of the self-association of DNA intercalating ellipticine derivatives in aqueous solution. Biophys Chem. 1976;4(3):275-9.
[15] Chaires JB. Thermodynamics of the daunomycin-DNA interaction: ionic strength dependence of the enthalpy and entropy. Biopolymers. 1985;24(2):403-19.
[16] Ross PD, Subramanian S. Thermodynamics of protein association reactions: forces contributing to stability. Biochemistry. 1981;20(11):3096-102.
[17] Giessner-Prettre C, Pullman B. Quantum mechanical calculations of NMR chemical shifts in nucleic acids. Q Rev Biophys. 1987;20(3-4):113-72.