Влияние ионов Сd²⁺ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU·полиА·полиU в условиях, близких к физиологическим

Abstract

Методом дифференциальной УФ-спектроскопии изучено влияние ионов Cd²⁺ на конформационное равновесие трехцепочечного полинуклеотида полиU ·полиA ·полиU (0,1 М Na+, pH 7). Показано, что эти ионы не связываются с гетероатомами азотистых оснований полиA и полиU, находящихся в составе тройной (A²U) и двойной (AU) спиралей, и не изменяют их конформации. Нагревание A²U индуцирует два последовательных процесса: первый соответствует отделению от A²U одной нити полиU, то есть реализации перехода 3→2, второй – более кооперативному плавлению AU, т. е. переходу 2→1. Концентрационные зависимости температур плавления, соответствующие этим процессам, имеют точку пересечения (Tm = 60 оС; концентрация Cd²⁺ ≈ 3,5·10–4M), при которой термостабильности A²U и AU становятся одинаковыми. Теоретические расчеты концентрационных зависимостей (Tm)3→2 показали, что наилучшее согласие между опытом и теорией наблюдается при энтальпии перехода ΔН3→2 = 5 ккалмоль⁻¹ триплет⁻¹ .

Методом диференційної УФ-спектроскопії вивчено вплив іонів Cd²⁺ на конформаційну рівновагу триланцюгового полінуклеотиду поліU·поліA·поліU (0,1 М Na+, pH 7). Показано, що ці іони не зв’язуються с гетероатомами азотистих основ поліA та поліU, що знаходяться у складі потрійної (A²U) та подвійної (AU) спіралей, та не змінюють їхньої конформації. Нагрівання A2U индукує два послідовних процеси: перший відповідає відділенню від A²U однієї нитки поліU, тобто реалізації переходу 3→2, другий – більш кооперативному плавленню AU, тобто переходу 2→1. Концентраційні залежності температур плавлення, які відповідають цим процесам, мають точку перетину (Tm=60 оС; [Cd²⁺] 3,5·10–4 M), при якій термостабільності A²U та AU стають однаковими. Теоретичними розрахунками концентраційних залежностей (Tm)3→2 показали, що результати досліду та теорії найкраще узгоджуються при ентальпії переходу ΔН3→2 = 5 ккалмоль⁻¹ триплет⁻¹ .

Cd²⁺ ions effect on the conformational equilibrium of three-stranded polyU·polyA·polyU polynucleotide (0.1M Na⁺, pH 7) has been studied by the method of differential UV spectroscopy. It has been revealed that Cd²⁺ ions do not bind heteroatoms of nitrogen bases of polyA and polyU being in triple (A²U) and double (AU) helices and do not change their conformation. The heating of A²U results in two subsequent processes: the first one represents separation of one strand of poly U from A2U i. e. A2U AU + U transition (3 → 2 transition) is realized, and the second one corresponds to more cooperative melting of AU, i. e. 2 → 1 (U + A U + A + U) transition. The concentration dependences of melting temperatures for these processes have some intersection point (Tm = 60 °C; [Cd²⁺] ~ 3.5·10–4 M) at which thermal stability of A²U and AU become identical. The theoretical calculations of concentration dependences (Tm)3→2 revealed that the best agreement between experiment and theory is observed at the enthalpy of transitionΔH3→2 = 5 kcal/mol·triplet.