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%.