ВКЛАД ГИДРОФОБНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СРОДСТВО ЛИГАНДОВ К УЗКОЙ БОРОЗДКЕ ДНК
Михейкин А. Л., Жузе А. Л., Заседателев А. С.
Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, 117984 Москва,
Обнаружена корреляция
между экспериментально измеренным сродством лигандов к узкой бороздке
ДНК и степенью их гидрофобности. С целью исследования влияния
таких факторов, как гидрофобность, распределение зарядов и способность
к образованию водородных связей, было исследовано связывание двух
типов лигандов с узкой бороздкой ДНК оптическими методами (круговым
дихроизмом, линейным дихроизмом в потоке и флуоресценцией): 1.
Синтезированы и исследованы лиганды- аналоги флуоресцентного красителя
Хехст 33258, состоящие из двух бензимидазольных колец и фенильного
фрагмента с различными химическими группами в пара-положении.
Соединения с гидрокси- и N,N-диметиламиногруппой обладали высоким
сродством к ДНК, а соединения с амино- и нитрогруппой - слабым
сродством. Не обнаружена зависимость степени сродства лиганда
к узкой бороздке ДНК от распределения заряда в его молекуле. 2.
Исследовано связывание с ДНК четырех карбоцианиновых красителей:
пинацианол хлорид, 3,3'-диэтилоксакарбоцианин, 3,3'-диэтилтиакарбоцианин
и 1,1',3,3,3',3'-гексаметилиндокарбоцианин (лиганды перечислены
в порядке уменьшения степени сродства к ДНК). У второго и третьего
соединения со стороны, обращенной внутрь узкой бороздки, расположены
гетероатомы, способные к образованию водородных связей (в качестве
акцепторов), а первое и четвертое соединения такими атомами не
обладают. Способность к образованию водородных связей (в качестве
акцепторов) практически не влияет на сродство соединения к узкой
бороздке ДНК. Степень гидрофобности обоих типов лигандов была
оценена экспериментально, используя распределение в системе октанол/вода.
Обнаруженная корреляция между сродством к узкой бороздке ДНК и
коэффициентом распределения в системе октанол/вода свидетельствует
о существенной роли гидрофобности лиганда. Известные к настоящему
времени эмпирические правила, которым должны удовлетворять соединения,
связывающиеся в узкой бороздке ДНК, могут быть сформулированы
следующим образом: молекула лиганда должна быть изогеометрична
узкой бороздке ДНК и обладать способностью к образованию водородных
связей в качестве донора с парами оснований. Настоящее исследование
дополняет эти правила следующим требованием: необходимым условием
для высокого сродства к узкой бороздке ДНК является наличие у
молекулы лиганда существенной гидрофобности, что должно учитываться
при конструировании ДНК-специфичных соединений. Работа поддержана
РФФИ - гранты № 98-03-32949 и № 96-15-98093.