КООПЕРАТИВНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ НА КОМПЛЕМЕНТАРНЫХ МАТРИЦАХ

Адина-Зада А., Карнаухова С. Л., Коваль В. В., Локтева Н. А., Фёдорова О. С.
Новосибирский институт биоорганической химии СО РАН, 630090 Новосибирск
Для нахождения параметров кооперативных взаимодействий в настоящей работе впервые применен метод, основанный на комплементарно-адресованной модификации нуклеиновых кислот реакционноспособными производными олигонуклеотидов. Показано, что с помощью данного метода можно получать характеристики не только контактных взаимодействий олигонуклеотидов, но и неконтактных взаимодействий, опосредованных изменением структуры нуклеиновой кислоты при образовании комплексов с олигонуклеотидами. Для определения параметров кооперативности исследовались процессы модификации олигонуклеотидов-мишеней алкилирующими производными олигонуклеотидов (реагентами) в составе тандемных комплексов с другими олигонуклеотидами (эффекторами), связывающимися на соседних участках мишени. Из зависимостей предельных по времени степеней алкилирования олигонуклеотидов-мишеней от начальной концентрации реагентов измерялись константы ассоциации Kх с мишенью реагентов - производных олигонуклеотидов, несущих на 5'-конце N-2-хлорэтил-N-метиламинофенильный остаток (RCl) и комплементарных определенным сайтам на мишенях, в отсутствие и в присутствии насыщающих концентраций эффекторов. Из отношений констант ассоциации реагентов в присутствии и в отсутствие эффекторов определялись параметры кооперативности. Исследованы некоторые факторы, определяющие эффективность кооперативных взаимодействий олигонуклеотидов, а именно влияние структуры области стыка олигонуклеотидов и наличие некомплементарных или химически модифицированных нуклеотидов, а также структуры мишени. Установлено, что параметры кооперативности характеризуют эффективность взаимодействия на стыке двух компонентов тандема (контактная кооперативность) и влияние олигонуклеотидов на пространственную структуру мишени (неконтактная кооперативность). Показано, что при контакте в тандеме двух немодифицированных нуклеотидов величина параметра контактной кооперативности для контакта Py/Py в несколько раз ниже, чем для контакта Py/Pu, и возрастает в несколько раз при введении на один из остатков фрагмента феназиния (Phn). При наличии на 3'-конце реагента нуклеотида, некомплементарного мишени, кооперативное взаимодействие исчезает с 5'-концевым фрагментом немодифицированного эффектора, но сохраняется, если последний содержит остаток Phn. Взаимодействие 5'-концевого нуклеотида, содержащего остаток RCl, с 3'-концевым нуклеотидом соседнего немодифицированного компонента тандема отсутствует, и оно является достаточно сильным, если 3'-концевой нуклеотид соседнего компонента тандема несет остаток Phn.