КОНФОРМАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КОМПЛЕКСАХ POLY(A)-POLY(U) И POLY(A)-2POLY(U) С ИОНАМИ Мg(2+) И Ni(2+)

Гладченко Г. О., Сорокин В. А., Валеев В. А., Дегтяр М. В., Сыса И. В., Благой Ю. П.
Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина АН Украины, 310164 Харьков, Украина
Цель работы - установить различие во влиянии ионов Mg2+ и Ni2+ на стабильность и структурные переходы poly(A)Чpoly(U)"poly(A)Ч2poly(U). Методом термической денатурации и дифференциальной УФ-спектроскопии изучены конформационные переходы poly(A)Чpoly(U) "poly(A)Ч 2poly(U), индуцированные нагреванием и ионами Mg2+ и Ni2+ в буферных растворах (рН 6-7) с различным содержанием ионов Na+ (10-2, 3Ч10-2 и 10-1М). Построены диаграммы фазового равновесия между одно(1)-, двух(2)- и трех(3)цепочечными структурами в интервале концентраций двухвалентных ионов 10-5 - 10-3 М. Poly(A)Чpoly(U) (10-2 M Na+). Ионы Mg2+ связываются с фосфатными группами двухспиральной poly(A)Чpoly(U). Сравнение дифференциальных УФ-спектров (ДУФС) poly(A)Чpoly(U), индуцированных ионами Mg2+ и Ni2+ при комнатной температуре, демонстрирует их подобие, что свидетельствует о подобии конформационных переходов при взаимодействии этих ионов с фосфатными группами двунитчатого полимера. Однако ионы Ni2+ более эффективно, чем ионы магния, стабилизируют мультицепочечные структуры: температура перехода 2®3 возрастает на ~15°С, а 3®1- на ~ 25°С. Вместе с тем, положения тройных точек на диаграммах фазового равновесия poly(A)Чpoly(U) "poly(A)Ч 2poly(U) в присутствии Mg2+ и Ni2+ совпадают. Poly(A)Ч 2poly(U) (10-1-10-2 M Na+). Для poly(A)Ч 2poly(U) предпочтительным местом связывания как Mg2+, так и Ni2+ являются фосфатные группы, о чем свидетельствует отсутствие спектральных изменений вплоть до высоких концентраций Ni2+ (~10-2М). При низкой концентрации ионов Ni2+ (<3Ч10-5М) их влияние на конформационные переходы poly(A)Ч 2poly(U) подобно тому, что наблюдается для ионов Mg2+: они стабилизируют мультиспираль более высокой степени иерархии. Сильное влияние этих ионов на стабильность мультиспирали при низкой концентрации Na+ в значительной мере маскируется высокими концентрациями одновалентных ионов. Стабилизирующий эффект никеля имеет место и при более высоких его концентрациях, однако возрастание содержания Na+ в растворе вызывает снижение tm переходов 3®2 и 2®1, так что при 10-1М Na+ наблюдается дестабилизация тройной спирали. Влияние Mg2+ и Ni2+ на переход 2®1 одинаково (зависимости tm совпадают как для 10-2, так и для 3Ч10-2М Na+). Особенностью конформационных переходов металлокомплексов poly(A)Ч 2poly(U) + Ni2+ при всех ионных силах является а) более высокая кооперативность перехода 2®1, чем 3®2, б) наличие излома на краю кривой плавления (переход 2®1), что может характеризовать этот переход как фазовый.