МОДЕЛЬНЫЕ БЕЛКОВО -НУКЛЕИНОВЫЕ КОНТАКТЫ ЧЕРЕЗ КАРБОКСИЛЬНУЮ ГРУППУ АМИНОКИСЛОТ
Самойленко С. А.
Институт молекулярной биологии и генетики НАН Украины, 252143 Киев, Украина
В этой работе обобщены
результаты серии спектроскопических (УФ, ИК, ЯМР, Раман) исследований
комплексов нуклеотидных оснований, нуклеозидов, их метилпроизводных
и аналогов с карбоксильной группой аминокислот, моделирующих точечные
белково-нуклеиновые контакты. Определена специфичность взаимодействий
оснований (нуклеозидов) с двумя формами (нейтральной и депротонированной)
карбоксильной группы. Установлена структура комплексов и роль
различных атомных групп в их образовании. В ряде случаев интерпретация
спектроскопических данных опиралась на результаты полуэмпирических
квантово-механических расчетов. Особое внимание обращает на себя
частая встречаемость переноса протона (от карбоксильной группы
на основание и в обратном направлении - от основания на карбоксилат-ион)
в исследованных комплексах. Существенно нелинейный и зависящий
от окружения процесс переноса протона вдоль водородных связей
играет важную роль в динамическом аспекте взаимодействий между
биополимерами. Протонная поляризуемость в таких Н-связях может
превышать электронную поляризуемость на два порядка и возрастает
при образовании цепей Н-связей благодаря коллективизации движения
протонов. Высказывается точка зрения, что такие цепи Н-связей
в биополимерах и их комплексах могут быть одним из факторов, определяющих
их нелинейную динамику, а также возможным путем передачи сигнала
дистанционного контроля биохимических реакций. Именно взаимодействия
в таких белково-нуклеиновых контактах могут давать толчок конформационным
переходам и биохимической трансформации на расстоянии. Полагаю,
что выяснение физико-химической природы мономер-мономерных взаимодействий
является необходимым и неизбежным шагом в раскрытии интимных механизмов
функционирования биополимеров, так как их структурно-динамические
особенности формируются структурно-динамическими свойствами составляющих,
при этом окружение и полимеризация являются факторами возмущения.