ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ С ВОДОЙ
Семенов М. А., Больбух Т. В., Березняк Е. Г.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины, 310085 Харьков
В докладе на основе собственных
и литературных данных обобщаются результаты исследования влияния
воды на структурные переходы и стабильность нуклеиновых кислот
(НК) и ДНК различного нуклеотидного состава в системе НК - вода
- ионы с переменным содержанием воды. Последовательный учет избыточных
энергий гидратации НК в процессе сорбции молекул воды в такой
системе позволил экспериментально определить энергии Н-связей
в уотсон-криковских парах, суммарные энергии взаимодействия молекул
воды с каноническими формами ДНК и энергии других типов взаимодействий
при формировании спиральных структур НК. Величины суммарных избыточных
энергий гидратации находятся в удовлетворительном согласии с соответствующими
теоретически рассчитанными значениями (Туманян и др.). Проведенный
термодинамический анализ перехода НК из Рў
в А- и В-формы показал, что величина изменения свободной энергии
зависит от нуклеотидного состава и коррелирует с термостабильностью
НК, а изменение энтропии свидетельствует о том, что НК в изучаемой
системе с малым содержанием воды находятся в частично упорядоченном
состоянии. Показано также, что основной вклад в общую энергию
стабилизации спиральных структур НК вносят молекулы воды (до 70%).
Водородные связи в уотсон-криковских парах дают энергетический
вклад до 25%, а остальные типы взаимодействий не более 5%.