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.