ОБ АДСОРБЦИИ ЛИГАНДОВ НА ДНК, ИМЕЮЩЕЙ ХАРАКТЕР ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

Тейф В. Б., Ландо Д. Ю.
Институт биоорганической химии НАН Республики Беларусь; 220141 Минск, Республика Беларусь
Адсорбция лигандов на ДНК может быть антикооперативной (ослабление взаимодействия ДНК-лиганд с ростом степени заполнения ДНК), некооперативной (энергия адсорбированного лиганда не изменяется со степенью заполнения ДНК) и кооперативной (усиление взаимодействия ДНК-лиганд). В первых двух случаях рост относительной концентрации адсорбированных лигандов (r) замедляется при увеличении молярной концентрации свободных лигандов (m), т.е. зависимость r(m) имеет следующий вид: ж. При кооперативном связывании рост r с увеличением m ускоряется в области низких и средних m, а при более высоких замедляется: __/ЇЇ. Для таких кривых вводится понятие концентрационного интервала адсорбции (Dm). Однако при наличии достаточно сильного взаимодействия дальнего порядка, включающего все адсорбированные лиганды, кривая связывания r(m), рассчитанная при использовании стандартных выражений, полученных методом минимума свободной энергии или эквивалентных подходов, приобретает необычную форму: __}symbol 175 \f "Kino MT" \s 16Ї symbol 175 \f "Kino MT" \s 16Ї. Такая форма обусловлена наличием не одного, а двух минимумов для функции зависимости "неравновесной" свободной энергии от r. Часть кривой, на которой r падает с ростом m, соответствует максимуму свободной энергии и физического смысла не имеет. Рассчитав значение m, для которого значения свободной энергии равны для возрастающих нижней и верхней ветвей кривой связывания, можно найти центральную точку кривой адсорбции, соответствующую r=0,5symbol 215 \f "Symbol" \s 12Чrmax. В этой точке может иметь место разрыв зависимости r(m), т.е. symbol 68 \f "Symbol" \s 12Dm =0 и соответствующая кривая имеет следующую форму symbol 95 \f "Albertus Extra Bold" \s 16_symbol 95 \f "Albertus Extra Bold" \s 16_symbol 231 \f "Symbol" \s 16зsymbol 175 \f "Kino MT" \s 16Ї symbol 175 \f "Kino MT" \s 16Ї. Однако провести расчет всей кривой связывания и доказать существование фазового перехода невозможно при использовании метода минимума свободной энергии. Поэтому был применен метод статистической суммы, который показал, что при аномальной форме кривой связывания (рассчитанной методом минимума свободной энергии) адсорбция действительно имеет характер фазового перехода, поскольку существует интервал запрещенных значений r и поэтому symbol 68 \f "Symbol" \s 12Dm =0. Никакие типы взаимодействия, включающие только соседние лиганды, вызвать такой адсорбции не могут. Однако как и протяженность лигандов, они могут сильно изменять минимально значение энергии взаимодействия дальнего порядка, необходимое для возникновения данного эффекта.