ВЛИЯНИЕ ЭТАНОЛА НА ПЕРЕХОД ДНК В КОМПАКТНОЕ СОСТОЯНИЕ В РАСТВОРЕ ПРИ СВЯЗЫВАНИИ С ИОНАМИ Сa(2+)
Хакл Е. В., Благой Ю. П.
Физико-технический институт низких температур им. Б.И.Веркина НАН Украины, 310164 Харьков, Украина
В настоящей работе мы
исследовали взаимодействие ДНК с ионами Cа2+ в водных
растворах, содержащих малые (до 30 об. %) добавки этанола, методом
ИК-спектроскопии. Показано, что в водно-этанольных растворах ионы
Cа2+ также индуцируют компактизацию ДНК. Зависимость
концентрации ионов Cа2+, необходимой для индуцирования
компактизации ДНК, от объемной концентрации этанола носит немонотонный
характер: в водно-этанольных растворах с объемной концентрацией
этанола до 10 об.% для перевода ДНК в компактное состояние необходима
более высокая концентрация ионов Сa2+, чем в водном
растворе. При увеличении объемной доли этанола до 15-30 об.% концентрация
ионов Сa2+, необходимая для индуцирования компактизации
ДНК в смешанном растворе, понижается. В работе рассматриваются
различные причины немонотонного характера зависимости необходимой
для компактизации ДНК концентрации ионов Ca2+ от содержания
этанола в растворе (стабилизация макромолекулы в водно-этанольных
растворах с концентрацией этанола до 10 об.%, увеличение констант
связывания противоионов (Na+ и Ca2+), увеличение
доли скомпенсированного заряда на ДНК за счет дополнительной конденсации
противоионов при понижении symbol 101 \f "Symbol" \s
10e
раствора, а также частичная дестабилизация структуры ДНК в растворе,
содержащем symbol 126 \f "Symbol" \s 10~
20-30 об.% этанола). Полученные результаты рассматриваются в рамках
теорий Мэннинга и равновесного связывания. Показано, что теория
равновесного связывания лучше описывает полученные результаты.
В рамках этой теории рассчитаны константы связывания ионов Са2+
с ДНК и параметры кооперативности компактизации макромолекулы.
Предложена модель компактизации ДНК под влиянием двухвалентных
ионов металлов в растворе с высокой концентрацией ДНК, учитывающая
как внутри-, так и межмолекулярную компактизацию.