ИЗУЧЕНИЕ КОНФОРМАЦИОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ МОЛЕКУЛЫ ДНК ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С МНОГОВАЛЕНТНЫМИ ИОНАМИ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ

Касьяненко Н. А., Занина А. В., Плотникова Л. В., Назарова О. В., Панарин Е. Ф.
Касьяненко Н.А., Занина А.В., Плотникова Л. В., Назарова О.В.*, Панарин Е.Ф.*
1Физический факультет Санкт-Петербургского государственного университета,
Санкт-Петербург, 198904, Петродворец;
*Институт высокомолекулярных соединений РАН, Санкт-Петербург

Изучали процесс кoмпактизации ДНК, обусловленный ее взаимодействием с трехвалентными ионами металлов и комплексными ионами двух- и четырехвалентной платины, а также трехвалентного кобальта методами низкоградиентной вискозиметрии, динамического двойного лучепреломления, УФ-спектроскопии и кругового дихроизма. Использовали высокомолекулярную тимусную ДНК (фирмы Serva), соли LaCl3, AlCl3, FeCl3. Было показано, что при концентрациях порядка 10-6- 10-7 трехвалентные ионы вызывают компактизацию макромолекулы. При этом Fe3+ предпочитает связываться по фосфатным группам макромолекулы, а Al3+ взаимодействует с ее азотистыми основаниями. При малых концентрациях FeCl3 в растворе компактизация макромолекулы сопровождается увеличением ее оптической анизотропии, что, возможно, обусловлено внутримолекулярным структурированием молекулы ДНК. Предложена модель, согласно которой связывание ионов железа с разнесенными по цепи фосфатными группами ДНК способствует возникновению участков со взаимноориентированными сегментами макромолекулы. Аналогичные экспериментальные данные были получены при использовании малых концентраций конденсирующего агента хлорида гексамин кобальта. Для выяснения роли лигандов из первой координационной сферы комплексообразующего иона использовали соединение Na3[Co(NO2)6]. Опыт показал, что в результате реакции замены отрицательно заряженный комплексный ион кобальта приобретает положительный заряд и взаимодействует с ДНК, вызывая ее конформационные изменения. Исследование сложных систем, содержащих смесь трехвалентных и двухвалентных противоионов, позволило получить данные о местах связывания трехвалентных ионов с макромолекулой. (Использовали двухвалентные ионы, связывание которых с молекулой ДНК по азотистым основаниям вызывает характерные изменения оптической анизотропии макромолекулы и спектров кругового дихроизма.) В работе проводили изучение комплексообразования ДНК с синтетическими полиионами, различающимися плотностью заряда. Опыт показал, что малые концентрации сополимера аллиламида с винилпирролидоном вызывают конформационные изменения ДНК. Так, например, регистрировали изменение в спектре кругового дихроизма ДНК, схожие с наблюдаемыми при пси-конденсации макромолекулы.