СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ИОННОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ НУКЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ПЛЕНКЕ И В РАСТВОРЕ

Сухоруков Б. И., Сухоруков Г. Б., Шабарчина Л. И., Монтрель М. М.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; *Институт кристаллографии РАН, Москва
Наиболее адекватной моделью для изучения роли иммобилизации в молекулярно-ионных превращениях нуклеиновых кислот нам представляется использование нерастворимых организованных пленок, обладающих низкой текучестью, близкой к твердому телу. В данной работе были изучены мультислойные пленки, изготовленные по технологии Лэнгмюра-Блоджетт (ЛБ) с чередующимися слоями полицитидиловой кислоты (поли(С)) и катионного сурфактанта диоктадецилдиметиламмония (ДОДА). Этот катион, обеспечивая иммобилизацию поли(С) в водной среде, не имеет титруемых групп. Выбор поли(С) в качестве титруемого полимера был обусловлен как его сравнительно простым строением, так и тем, что он испытывает молекулярно-ионное превращение в удобной для измерения области рН (~ 6-7), которое сопровождается наиболее сильным и легко регистрируемым обратимым конформационным переходом из однонитевого в двунитевое состояние и обратно. Обнаружено, что кривые титрования поли(С) в пленках отличаются от таковых в растворе прежде всего наличием очень большого гистерезиса прямого и обратного титрования в 2-3 ед. рН, а также величиной эффективного рК и параметра кооперативности. рК депротонирования поли(С) в пленке сдвинута в щелочную, а рК протонирования - в кислую область рН по сравнению с раствором. При повторных циклах титрования величина гистерезиса уменьшается, кооперативность депротонирования поли(С) растет, а эффективное рК депротонирования сдвигается в кислую область примерно на 2 ед. рН. Эти особенности кривых титрования свидетельствуют о том, что молекулярно-ионное превращение поли(С) в ЛБ-пленках сопровождается как конформационным превращением полинуклеотида, так и перестройкой молекулярной структуры всей плёнки. Предполагается, что в обоих этих процессах происходят значительные перемещения молекул полимера и сурфактанта. Для одно- и двух- нитевого состояний поли(С) характерна, по-видимому, своя структура гидрофобного окружения, отличающаяся от пленочной структуры лэнгмюровского монослоя ДОДА в отсутствие поли(С). Уменьшение гистерезиса при последующих циклах молекулярно-ионного превращения поли(С) в пленке нам представляется как следствие выкристаллизации (фазового разделения). В результате исчезает исходная слоевая структура ЛБ-пленки и возникает новая, состоящая из совокупности "блоков" молекул поли(С), включенных в гидрофобную матрицу ДОДА.